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上传人:kunpengchaoyue 2022/8/13 文件大小:20 KB

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文档介绍

文档介绍:PVDF聚偏***乙烯:外观为半透明或白色粉体或颗粒,分子链间排列紧密,又有较强的氢键,含氧指数为46%,不燃,结晶度65%~78%,~,熔点为172°C,热变形温度112~145°C,长期使用温度为一40~15防火测试)。

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。第一代木材和第三代钢材拉压性能均良好,第二代砖石和第四代混凝土则只具备良好的抗压能力,作为第五代的膜材料则只能受拉,没有承压和抗弯曲能力,这是膜的最本质的特征。具体地讲,膜材的主要特征如下:
拉伸性能
膜材的拉伸性能包括拉伸强度(TensionnStrength)、拉伸模量(ModulusofElasticity)和泊松比(Poisson'sRatio)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,。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。PVC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”,FormFinding)、荷载分析(LoadingCaseAnalysis)和裁剪分析(CuttingPattern)等三方面内容,下面分别论述。
2膜结构的形状确定

膜结构的形状确定问题就是确定初始状态的问题,在许多专著上被称为“找形”(FormFinding)。膜结构的形状确定问题有两种类型:
给定预应力分布的形状确定问题:预先假定膜结构中应力的分布情况,在根据受力合理或经济原则进行分析计算,以得到膜的初始几何状态。
给定几何边界条件的形状确定问题:预先确定膜结构的几何边界条件,然后计算分析预应力分布和空间形状。
肥皂泡就是最合理的自然找形的膜结构。最初的找形正是通过皂膜比拟来进行,后来发展到用其他弹性材料做模型,通过测量模型的空间坐标来确定形状,对于简单的外形也可以用几何分析法来确定,膜结构找形技术的真正发展来自计算机有限元分析方法的发展。为了寻求膜结构的合理的几何外形,需要通过计算机的多次迭代才能得到。