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上海膜結(jié)構(gòu)車棚膜材料的力學(xué)性能

2021-06-07 13:21:59 評(píng)論：2 點(diǎn)擊：560

膜材料的力學(xué)性能一、膜結(jié)構(gòu)車棚膜材料的力學(xué)性能膜結(jié)構(gòu)車棚膜結(jié)構(gòu)所用的膜材料為具有高強(qiáng)、阻燃、耐久、自潔等特性的高強(qiáng)復(fù)合材料，一般由基布和涂層二部分組成。基布主要采用高強(qiáng)聚脂纖維或玻璃纖維絲編織而成，有平織和絞等多種編織方法，不同的膜結(jié)構(gòu)車蓬編織方法影響著膜材料的經(jīng)緯向力學(xué)性能指標(biāo)，提供膜的抗拉強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度等；涂層材料主要有聚四氟乙烯和聚氯乙烯，在一定程度上提高了膜材料各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)，為提高膜材料的耐久、自潔等特性，表面往往有一層氟涂層或硅涂層，提供膜材料的耐火、耐久及防水、自潔等性能，決定著膜材料的物理特性。

膜材料的力學(xué)性能

一、膜結(jié)構(gòu)車棚膜材料的力學(xué)性能

膜結(jié)構(gòu)車棚膜結(jié)構(gòu)所用的膜材料為具有高強(qiáng)、阻燃、耐久、自潔等特性的高強(qiáng)復(fù)合材料，一般由基布和涂層二部分組成。基布主要采用高強(qiáng)聚脂纖維或玻璃纖維絲編織而成，有平織和絞等多種編織方法，不同的膜結(jié)構(gòu)車蓬編織方法影響著膜材料的經(jīng)緯向力學(xué)性能指標(biāo)，提供膜的抗拉強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度等；涂層材料主要有聚四氟乙烯和聚氯乙烯，在一定程度上提高了膜材料各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)，為提高膜材料的耐久、自潔等特性，表面往往有一層氟涂層或硅涂層，提供膜材料的耐火、耐久及防水、自潔等性能，決定著膜材料的物理特性。

膜結(jié)構(gòu)車棚膜材料是一種高強(qiáng)柔軟的織物，具有較高的抗拉強(qiáng)度，有一定的抗撕裂強(qiáng)度，但其平面內(nèi)的抗壓、抗彎強(qiáng)度幾乎為零，抗剪強(qiáng)度也很低，并具有一定的各向異性和材料幾何非線性性質(zhì)，使用時(shí)又易發(fā)生應(yīng)力松弛和徐變

在實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，隨著膜結(jié)構(gòu)車蓬膜材料品種的不同，膜中預(yù)應(yīng)力一般在1～8kN/m，即使在*不利荷載工況下，膜中應(yīng)力值也只是其抗拉強(qiáng)度的1/4～1/8，為簡(jiǎn)便設(shè)計(jì)計(jì)算，一般可假定膜材料為正交異性的線彈性材料，由彈性力學(xué)理論可知，平面應(yīng)力正交異性彈性材料的本構(gòu)關(guān)系。

二、膜結(jié)構(gòu)車蓬所用的膜材料的物理性能

膜結(jié)構(gòu)車棚分析理論和設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)的不斷成熟和完善，膜結(jié)構(gòu)已從眾多的現(xiàn)代建筑形式中異軍突起，越發(fā)地受到人們的青睞，吸引著眾多的建筑、結(jié)構(gòu)工程師們來設(shè)計(jì)建造現(xiàn)代大中小型永久性或半永久性的膜結(jié)構(gòu)建筑。同時(shí)也對(duì)膜材料的物理性能提出了更多的要求。

1. 膜結(jié)構(gòu)車棚具有高強(qiáng)度的特點(diǎn)

膜結(jié)構(gòu)車棚膜材料是一種柔性織物，織物內(nèi)部只有存在一定的應(yīng)力場(chǎng)，才能獲得一定的剛度。因此，對(duì)于膜結(jié)構(gòu)而言，任何情況下不允許膜中有無應(yīng)力狀態(tài)。在高應(yīng)力狀態(tài)下，膜材料的抗拉強(qiáng)度越高，越不易發(fā)生徐變和老化；其次，在大跨度膜結(jié)構(gòu)中，膜中應(yīng)力往往較大，且對(duì)膜的安全度要求較高，一般在長(zhǎng)期荷載作用下，安全系數(shù)取６～８，在短期荷載作用下，安全系數(shù)取４。安全系數(shù)考慮了以下幾種不利因素：膜材料本身的強(qiáng)度和彈性常數(shù)有較大的變異性；膜結(jié)構(gòu)計(jì)算假定及計(jì)算結(jié)果的不精確性；膜材料雙向應(yīng)力測(cè)試與實(shí)際情況的差異；紫外線照射下膜材的老化；動(dòng)靜力下膜材的疲勞；膜材制作和施工過程中的劃傷和折疊等。因此，膜結(jié)構(gòu)建筑中的膜材料必須具有較高的抗拉強(qiáng)度及抗撕裂強(qiáng)度。

2.阻燃

膜建筑作為永久性或半永久性建筑，膜材本身必須應(yīng)完全滿足有關(guān)建筑材料防火指標(biāo)的要求。以日本膜結(jié)構(gòu)大國(guó)為例：他們?cè)缭?0世紀(jì)80年代就已把膜結(jié)構(gòu)成功地應(yīng)用于諸多大型公共建筑中

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