张拉膜结构-膜材料特征

admin1

张拉膜结构-膜材料特征

　　张拉膜作为继木材、砖石、金属、混凝土之后的第五代建筑结构材料，具有显著的自身特性，具体地讲，膜材的主要特征；

拉伸性能

膜材的拉伸性能包括拉伸强度(Tensionn Strength)、拉伸模量(Modulus of Elasticity)和泊松比(Poisson’s Ratio)三个力学指标；膜材本身不能受压也不能抗弯，但具有很高的拉伸强度，所以要使膜结构正常工作就必须引入预拉力、并形成互反曲面。通常膜材料的拉伸强度都可达100MPa以上；模材应力-应变关系是非线性的，一般采用切线模量作为弹性模量，膜材的弹性膜量约为钢的1/3左右；膜材的泊松比，即横向变形特征，约为0.2左右。由于膜是双向受力结构，设计时必须以膜材的双轴拉伸实验确定膜的弹性膜量及泊松比。

撕裂强度

膜材是张拉结构材料，其撕裂破坏比受拉破坏要严重很多，所以撕裂强度和抗撕裂性能非常重要；PVDF涂覆聚酯长丝织物具有中等的撕裂强度，PTFE涂覆玻璃纤维的材料具有较高的撕裂强度。

正交异向性

张拉膜结构曲面需要经向和纬向两个主轴方向反向曲率来保证，一个方向的曲率向下凹，另一个方向必须向上凸；传统膜材基材是由经?纬向纱线编织而成，因而呈现很强的正交异性性能，经纬向变形能力相差达3-5倍之多。

蠕变和松弛

蠕变和松弛是膜材的另一个重要特性，也是膜起皱和失效的重要原因，在裁剪分析和加工时需要考虑这个因素；聚酯长丝织物在使用的头十年里就会因为蠕变丧失50%的预张拉力，相反，玻璃纤维织物要稳定很多。

非力学性质

安全方面的性质，如耐久性、防火性能、防雷性能等；非安全方面性质，如隔音或音响性能、自洁性能等等。由于膜结构的造型要求和膜材自身特性的原因，膜结构设计与其它结构有很大的不同；膜结构设计包括形状确定(“找形”，Form Finding)、荷载分析(Loading Case Analysis)和裁剪分析(Cutting Pattern)等三方面内容