在膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS 158:2015中，維持曲面形狀所需的最小應(yīng)力值（Minimum Stress Required to Maintain Surface Shape, σ_min_req）是指為了確保膜結(jié)構(gòu)在各種工況下能夠保持其設(shè)計(jì)的曲面形態(tài)而不發(fā)生松弛、褶皺或過(guò)度變形，膜材內(nèi)部所必須保持的最小應(yīng)力水平。這個(gè)值是膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，它直接影響到膜面的形態(tài)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的美觀度。

以下是關(guān)于維持曲面形狀所需最小應(yīng)力值的相關(guān)解釋：

1. 形態(tài)控制：膜結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的曲面形態(tài)為建筑帶來(lái)輕盈、流暢的視覺效果。為了保持這種形態(tài)，膜材在張拉狀態(tài)下需要施加一定的預(yù)應(yīng)力，使膜面在各種荷載（如自重、風(fēng)荷載、雪荷載等）作用下仍能保持預(yù)定的形狀。維持曲面形狀所需的最小應(yīng)力值就是這個(gè)預(yù)應(yīng)力的下限，確保膜材始終處于足夠的張緊狀態(tài)。

2. 計(jì)算方法：確定最小應(yīng)力值通常需要通過(guò)結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行找形分析和應(yīng)力分析。找形分析旨在找到在給定邊界條件和預(yù)應(yīng)力水平下，膜材自然形成的最小勢(shì)能狀態(tài)（即“極小曲面”）。應(yīng)力分析則進(jìn)一步計(jì)算在各種荷載作用下，膜面各點(diǎn)的應(yīng)力分布，以確定滿足形態(tài)保持要求的最小應(yīng)力水平。

3. 影響因素：

   - 膜材性能：膜材的彈性模量、泊松比、松弛特性等直接影響最小應(yīng)力值的大小。彈性模量越大，維持相同形態(tài)所需的應(yīng)力越??；而松弛現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力隨著時(shí)間逐漸降低，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮材料的長(zhǎng)期性能。

   - 結(jié)構(gòu)形式：不同類型的膜結(jié)構(gòu)（如張拉膜、氣承膜、氣肋膜等）和不同的曲面形狀（如雙曲面、鞍形、自由形態(tài)等）對(duì)維持形態(tài)所需的應(yīng)力水平有不同要求。復(fù)雜或高曲率的形態(tài)可能需要更高的最小應(yīng)力。

   - 荷載條件：設(shè)計(jì)荷載（如風(fēng)荷載、雪荷載、自重等）的大小和分布會(huì)影響最小應(yīng)力值的計(jì)算。極端荷載工況下，可能需要提高最小應(yīng)力以確保形態(tài)穩(wěn)定。

   - 邊界條件：膜面固定端的約束條件、支撐結(jié)構(gòu)的剛度等也會(huì)影響最小應(yīng)力值。更嚴(yán)格的邊界約束或更剛硬的支撐結(jié)構(gòu)可能允許使用較低的最小應(yīng)力。

4. 施工與調(diào)整：在實(shí)際施工過(guò)程中，通過(guò)精確控制預(yù)應(yīng)力施加過(guò)程，確保膜面各點(diǎn)達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)的最小應(yīng)力值。施工完成后，可能還需要進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整或二次張拉，以補(bǔ)償因材料松弛、溫度變化等原因造成的應(yīng)力損失，確保形態(tài)穩(wěn)定。

5. 監(jiān)測(cè)與維護(hù)：對(duì)于重要的膜結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，可能需要設(shè)置應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，定期檢測(cè)膜面應(yīng)力狀態(tài)，確保其始終滿足維持曲面形狀所需的最小應(yīng)力值。在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)力下降至接近或低于最小值，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行應(yīng)力補(bǔ)充或結(jié)構(gòu)修復(fù)。

總之，膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS 158:2015中維持曲面形狀所需的最小應(yīng)力值是保證膜結(jié)構(gòu)形態(tài)穩(wěn)定的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮膜材性能、結(jié)構(gòu)形式、荷載條件、邊界條件等因素，通過(guò)結(jié)構(gòu)分析精確計(jì)算并合理設(shè)定這一值，確保膜結(jié)構(gòu)在全壽命周期內(nèi)保持其優(yōu)雅的曲面形態(tài)。