景观膜结构工程对索的柔性要求

作者:   发表时间:2018-09-18 06:09:25

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现在,很多的停车场等一些小型的公共建筑当中,都开始广泛的使用膜结构设计。其实,对于膜结构来说,有很多我们所不知道的知识。索是受拉单元的统称。索的核心分为有机纤维和金属两类。一般工程用索为全钢索,典型的有:高强钢棒、索心索、股钢核心索等

工程结构用索的柔性要求不高,所以钢索一般采用较粗的线材制造。钢索的弹性模量一般在147KN/mm2170KN/mm2,线膨胀系数一般在3.9×10-6mm/mm*℃。结构用索的另一个重要参数是索的密实系数。密实系数是指索中线股总面积和索直径所对应圆面积的比值。密实系数越大,索的抗拉极限荷载越大。实验表明,张紧索在工作应力σ<0.55σe(σe为比例极限)的范围内可认为具有恒定的弹性模量,即索是线弹性体。

另外,动力荷载引起的振动效应相对于静荷载而言对索的工作性能更不利,因为振动会使索产生反复加卸载从而引起松弛。从这个观点出发,应尽量使工程结构中的索具有较高的工作应力。设计中综合考虑索的疲劳、松弛等效应,一般取安全系数为5.在这个范围内,根据实验结果,索被认为是线弹性体,并且具有不低于200万次的疲劳寿命。

膜结构采用的薄膜材料,大多采用涂层织物薄膜,分为两部分,内部为基材织物,主要决定膜材的力学性质,提供材料的抗拉强度、抗撕裂强度等。外层为涂层,主要解决膜材的物理性质,提供材料的耐火性及防水、自治性等,常用的膜材一般为聚酯织物涂敷聚氯乙烯涂层膜材、玻璃纤维织物涂敷聚四氟乙烯涂层或有机硅树脂涂层膜材等。

膜材的抗拉强度、粘结强度与抗撕裂强度之间有很大的相关性。基布编织紧密的膜材有很高的抗拉强度,但抗撕裂强度相应较低,这是由于其很高的弹性模量及基布与涂层间的粘结强度较大的缘故。高的弹性模量限制了基布的拉伸、延展,而粘结作用又阻止了基布和涂层间的滑移,进一步限制了膜材的拉伸延展,这种特性使高抗拉强度膜材实际可用的抗拉强度大大降低,因为在实际工程中,膜材的破坏主要是抗撕裂强度不足引起的撕裂破坏。

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