Кроме поиска формы, ключевым является процесс изготовления или подготовки конструктивных элементов для сборки на строительной площадке. В этом случае инженер становится портным. Основная задача состоит в том, чтобы из множества небольших плоских шаблонов составить мембранную оболочку двойной кривизны как единую конструкцию, подверженную заданному предварительному напряжению. Сложность этой задачи становится очевидной, если попробовать создать развертку половины апельсина в концептуальной модели. Из-за радиальной и тангенциальной кривизны оболочки мембраны, половина апельсина не может быть составлена из одной плоской части. Возможно только разложение на несколько плоскостных частей.
Кроме создания собственно раскройной формы, такое разложение требует больших усилий. При сборке линии отреза должны быть выбраны таким образом, чтобы каждая деталь в 3D-геометрии имела как можно более однородное преднапряженное состояние на поверхности, и, таким образом, во время процесса выравнивания можно избежать неравномерной прибавки на деформацию. Чем меньше будет выбранный компонент, тем более однородным будет распределение предварительного напряжения и припуски на деформацию. Данный процесс требует свободной настройки линий разреза для компонентов, независимо от начального задания и общей геометрии мембраны. Следующие аспекты должны быть приняты во внимание при размещении линий отреза для плоскостных компонентов:
- Однородное преднапряженное состояние в трехмерной геометрии
- Однородный припуск на деформацию при выравнивании
- Предельная ширина рулона заготовки
- Ортотропия материала
- Рельефность шва
- Архитектура
- Повреждение заготовки из-за слишком больших сегментов
- Сборка
После выравнивания сегментированного трехмерного плоскостного компонента мы получим требуемые отдельные элементы для сборки. В процессе выравнивания необходимо учитывать следующие аспекты:
- Ортотропия материала
- Компенсация/ослабление по поверхности и по краям
- Припуски по краям
- Равные граничные длины между смежными элементами
Оба шага - нахождение расположения линий отреза и последующее выравнивание поверхностей компонентов - на практике называются раскроем.
Кроме разработки формы раскроя для оболочки мембраны, выполняется сборка вантовых элементов. Упомянутый выше процесс поиска формы ищет геометрию, которая уравновешивает заданное поверхностное напряжение мембраны и заданную силу натяжения ванта или результирующую силу заданного провисания ванта с краевыми реакциями. Такой алгоритм в конечном итоге приводит к нахождению новой геометрии с приложенными силами.
Таким образом, длина ванта для изготовления не может быть выведена только из геометрии поиска формы, а получается из найденной геометрии минус удлинение ванта от действующего преднапряжения.
где
A - площадь сечения
E - модуль упругости
N - сила натяжения ванта
