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張拉膜結(jié)構(gòu)-膜材料特征
時(shí)間:2021-02-02  來(lái)源:管理員

張拉膜結(jié)構(gòu)-膜材料特征

  張拉膜作為繼木材、磚石、金屬、混凝土之后的第五代建筑結(jié)構(gòu)材料,具有顯著的自身特性,具體地講,膜材的主要特征;

拉伸性能

膜材的拉伸性能包括拉伸強(qiáng)度(Tensionn Strength)、拉伸模量(Modulus of Elasticity)和泊松比(Poisson’s Ratio)三個(gè)力學(xué)指標(biāo);膜材本身不能受壓也不能抗彎,但具有很高的拉伸強(qiáng)度,所以要使膜結(jié)構(gòu)正常工作就必須引入預(yù)拉力、并形成互反曲面。通常膜材料的拉伸強(qiáng)度都可達(dá)100MPa以上;模材應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是非線性的,一般采用切線模量作為彈性模量,膜材的彈性膜量約為鋼的1/3左右;膜材的泊松比,即橫向變形特征,約為0.2左右。由于膜是雙向受力結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)時(shí)必須以膜材的雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)確定膜的彈性膜量及泊松比。

撕裂強(qiáng)度

膜材是張拉結(jié)構(gòu)材料,其撕裂破壞比受拉破壞要嚴(yán)重很多,所以撕裂強(qiáng)度和抗撕裂性能非常重要;PVDF涂覆聚酯長(zhǎng)絲織物具有中等的撕裂強(qiáng)度,PTFE涂覆玻璃纖維的材料具有較高的撕裂強(qiáng)度。

正交異向性

張拉膜結(jié)構(gòu)曲面需要經(jīng)向和緯向兩個(gè)主軸方向反向曲率來(lái)保證,一個(gè)方向的曲率向下凹,另一個(gè)方向必須向上凸;傳統(tǒng)膜材基材是由經(jīng)?緯向紗線編織而成,因而呈現(xiàn)很強(qiáng)的正交異性性能,經(jīng)緯向變形能力相差達(dá)3-5倍之多。

蠕變和松弛

蠕變和松弛是膜材的另一個(gè)重要特性,也是膜起皺和失效的重要原因,在裁剪分析和加工時(shí)需要考慮這個(gè)因素;聚酯長(zhǎng)絲織物在使用的頭十年里就會(huì)因?yàn)槿渥儐适?0%的預(yù)張拉力,相反,玻璃纖維織物要穩(wěn)定很多。

非力學(xué)性質(zhì)

安全方面的性質(zhì),如耐久性、防火性能、防雷性能等;非安全方面性質(zhì),如隔音或音響性能、自潔性能等等。由于膜結(jié)構(gòu)的造型要求和膜材自身特性的原因,膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其它結(jié)構(gòu)有很大的不同;膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括形狀確定(“找形”,F(xiàn)orm Finding)、荷載分析(Loading Case Analysis)和裁剪分析(Cutting Pattern)等三方面內(nèi)容

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