舞臺膜結構的設計

舞臺膜結構的設計從來就不是按部就班，而是一個不斷嘗試不斷實驗的過程。因為這樣可以充分展現出舞臺之美，使舞臺達到令人滿意的效果，但無論設計如何變化，舞臺膜結構的設計大致還是可以分為四個步驟：分別是形體設計、初始平衡形狀分析、荷載分析和裁剪分析。

1.形體設計。舞臺膜結構的設計是其設計的基礎，也是初始設計。在形體設計中，要確定舞臺平面的形狀、三維形狀的大小和建筑平面的控制點的坐標，還應確定薄膜材料和施工方案。

2.初始平衡形狀分析。其實就是指舞臺膜結構找形分析。薄膜材料本身比較特殊，不具有抗壓和抗彎曲強度，而且此材料本身的抗剪能力也很差。而在膜結構中，為了使膜材料能夠承受一定的荷載，一般都會對膜材料進行一定的預拉伸拉伸。對于舞臺膜結構而言，需要通過薄膜表面曲率的變化和預應力的變化來提高整個結構的穩定性。因此，此結構建筑的應力狀態是一個變化值，在進行受力分析時，應采用多種非線性方法對舞臺膜結構進行分析。在找形分析中，要確保生成的三維空間曲面是一個形狀穩定、應力分布均勻、在使用過程中能夠抵抗各種可能的載荷條件的平衡曲面。

3.荷載分析。由于膜材自重相對較低，相對平緩，自振頻率較低，這會導致舞臺膜結構在風荷載作用下，極易產生風振，損壞膜材，所以要對膜材進行張拉，使其具有一定的強度儲備。但如果膜材張拉過大，對受力構件的強度的要求也會相應增加，這無疑會大大增加現場施工安裝的難度。所以要通過荷載計算來確定張拉膜材時所需的應力。

4.裁剪分析。通過裁剪，拼接出膜結構的三維空間曲面，是整個舞臺膜結構工程中十分重要的一個環節。現階段，膜結構工程一般采用動力松弛法、力密度法和有限元法進行荷載分析設計和裁剪分析設計，在設計過程中，要對舞臺膜結構的主要構件尺寸，支撐結構進行有限元分析，并對可靠的連接方法進行計算，確定螺栓、焊縫等次要構件的尺寸，為實現舞臺膜結構的施工提供計算依據。