膜結構建筑中常用的膜材料是PTFE膜材料和PVC膜材料。
PTFE膜材料是指在用極細的玻璃纖維編織成的基布上涂抹PTFE(聚四氟乙烯)樹脂而形成的復合材料,其特點是:強度高、耐久性好、防火阻燃、自潔性好,而且不受紫外光的影響,使用壽命在20年以上;具有高透光性,透光率為13%,而且透過膜材料的光線是自然散漫光,不會產生陰影,也不會發生眩光;對太陽能的反射率為73%,因而吸收熱量少,即使在夏季太陽暴曬的情況下,建筑內部也不會受大影響。
PVC 膜材料是在聚酯纖維編織的基布上涂抹PVC(聚氯乙烯)樹脂而形成的復合材料,PVC膜材料的強度及防火性與PTFE 相比具有差距,使用年限一般在7到
15年。為了解決PVC膜材料的自潔性問題,通常在PVC 涂層上再涂抹PVDF(聚偏氟乙烯)形成PVDF 膜材料。
(1)拉伸性能
膜的拉伸性能包括三個力學指標的拉伸強度(拉伸強度),彈性模量和泊松比。膜本身不能承受壓力,不能抗彎曲,但具有較高的抗拉強度,所以要使膜結構的正常結構引入預張力,并形成往復曲面。膜材料的拉伸強度通常高達100MPa。模具應力應變關系是非線性的,一般采用切線模量作為彈性模量,彈性膜約為鋼的1/3。膜的泊松比,即橫向變形的特征,大約在0.2左右。由于薄膜是雙向受力結構,因此設計時采用雙向拉伸試驗薄膜來確定薄膜的彈性模量和泊松比。
(2)撕裂強度
膜材料是材料的拉伸結構,其撕裂破壞比拉伸破壞嚴重得多,所以撕裂強度和抗撕裂性重要。PVC涂層聚酯長絲織物具有適度的撕裂強度,PTFE涂層的玻璃纖維材料具有高的撕裂強度。
(3)正交性
拉伸膜結構的表面經向和緯向兩個主軸的反向曲率,確保一個方向的曲率向下,另一個方向向上凸起。傳統的薄膜基材是由經紗和緯紗織成的,因此表現出強烈的正交各向異性,相差3-5倍于經紗和緯紗。
(4)蠕變和松弛
蠕變和松弛是膜材料的另一個重要特征,也是膜起皺和失敗的重要原因。在作物分析和處理中需要考慮這個因素。聚酯長絲織物在使用的一個十年中由于蠕變而失去50%的預張力,而玻璃纖維織物更穩定。
(5)非機械性能:安全性,如耐久性,防火性能,防雷性能;非安全方面,如噪音或聲音表現,自潔性能等。索膜廣泛應用于建筑,現已廣泛應用于體育建筑,展覽館,娛樂場所及設施,演出大廈,機場大廈及各種海灘娛樂場所及設施。
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