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膜結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài):
當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到較大承載力、疲勞破壞或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)時(shí),該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件即達(dá)到承載能力極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí),即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài):
1.整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部份作為剛體失去平衡(如滑移或傾覆等);
2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因其應(yīng)力超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞(包括疲勞破壞),或因過(guò)度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載;
3.結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系而喪失承載能力;
4.結(jié)構(gòu)或構(gòu)件因達(dá)到臨界荷載而喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。
在膜結(jié)構(gòu)中,膜材預(yù)張力是確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全的一個(gè)重要因素。外殼采用PVC薄膜材料,具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度、耐腐蝕性和耐候性,可正常運(yùn)行于零下40度至零下60度之間。在施工現(xiàn)場(chǎng)為了得到設(shè)計(jì)的平衡狀態(tài)和形狀,在張拉膜片的過(guò)程中,須把設(shè)計(jì)預(yù)定的膜張力準(zhǔn)確地施加到膜材中。這就要求施工人員能隨時(shí)測(cè)量、調(diào)整膜張力,避免出現(xiàn)應(yīng)力松弛區(qū)域和應(yīng)力集中區(qū)域,避免張力過(guò)大引起膜材撕裂。
另外,膜結(jié)構(gòu)中膜材的一個(gè)特性是其張力會(huì)隨時(shí)間發(fā)生松弛。如果膜材發(fā)生松弛,就會(huì)導(dǎo)致膜面下垂,在風(fēng)荷載作用下發(fā)生抖顫。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí),需要測(cè)量膜材中的實(shí)際應(yīng)力,以確定松弛造成的膜張力減退,再根據(jù)測(cè)量結(jié)果施加、調(diào)整膜張力。
為了更好的應(yīng)用膜結(jié)構(gòu),我們需要對(duì)不同的膜結(jié)構(gòu)材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比,膜結(jié)構(gòu)建筑的膜材一般分PVC、PTFE和ETFE膜三大類。PVC膜是以聚酯纖維作基材,覆以PVC形成的;PTFE膜材的基材是玻璃纖維;而ETFE膜則是沒(méi)有基材,直接成膜。
1.PVC膜材:PVC膜材是由聚脂纖維織物加上PVC涂層而成,一般建筑用的膜材,是在PVC涂層材的表面處理上,涂以數(shù)micron厚的壓克力樹脂(acrylic),以改善防污性。處理此類情況,一定要先與設(shè)計(jì)師溝通,把自己的想法說(shuō)出來(lái),讓設(shè)計(jì)師幫你改。PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜,且具有材質(zhì)柔軟,易施工的優(yōu)點(diǎn)。但在強(qiáng)度、耐用年限、防火性等性能上較PTFE膜差。
2.PVDF膜材料:PVDF是二氟化樹脂的略稱,在PVC膜表面處理上加以PVDF樹脂涂層的材料稱為PVDF膜。PVDF膜與一般的PVC膜比較,耐用年限改善至7~10年左右。