球場膜結構的模擬成型及其存在的問題分析

球場膜結構的成型模擬就是通過有限元方法分析模擬實際工程中膜結構的成型過程，求解由平面裁剪膜片組裝焊接，并張拉至使用條件時的膜結構真實平衡形態。在球場膜結構的設計中，結構的成型模擬應當是一個非常重要的環節。通過成型模擬可以有效的預估結構在實際成型后的應力和形狀誤差，從而對裁剪分析進行調整。可以預判結構中更有可能由于應力過小出現松弛、褶皺或是應力過大出現破壞的區域，從而對結構進行有針對性的加強。得到的平衡形態也可以代替找形分析的結果作為球場膜結構荷載分析的初始形態，從而確保荷載分析更加準確。

 為什么成型模擬如此重要，卻又沒有成為球場膜結構設計中的一個關鍵環節呢？這是由于膜結構的成型模擬中存在一個難以跨越的問題，那就是成型過程中膜結構的初始形狀無法確定。膜結構的成型模擬類似于膜結構的荷載分析，要計算結構的平衡形態，可以通過非線性有限元法來進行計算。而要通過非線性有限元法計算結構的平衡形態，一個確定了形狀和應力的初始形態是必要的。但球場膜結構成型模擬中的一個重要問題就是結構的初始形態無法確定。在膜片相互焊接后膜結構形成了一個結構整體，但是在結構張拉之前，膜結構是處在一個幾乎沒有應力的狀態下，由于膜材不能抗壓抗彎，此時的膜結構處于一個完全松弛散亂的狀態，初始的形狀是完全沒有辦法確定的，這就給球場膜結構的成型模擬造成了很大的困難。