漢中充電樁膜結構雨棚膜材的類型 :
縱觀設計過程(膜結構表面的幾何分析,預張拉的方法,和膜結構尺寸的穩定性)的全貌,我們應該將我們的注意力集中在應用於膜結構的膜材自身。這裡介紹三種基本的織物類型:塗刮織物,覆膜織物和加強覆膜織物。由於塗刮織物應用最廣氾,所以重點介紹這一類材料。
1. 塗刮織物: 這類材料布基的纖維絲通常是呈90度編織的。在膜材的長度方向上受力的稱為“經向”,而在膜材的幅寬方向上受力的,且受張拉力較低的稱為“緯向”。塗刮織物通常表現出各向異性(它們在經向和緯向上表現出不同的特性),雖然這些不同可以通過編織和塗刮的工藝予以減輕。
很多膜結構工程是採用PVC塗覆聚酯長絲或PTFE塗覆玻璃纖維的材料。PVC塗覆聚酯長絲比較PTFE塗覆玻璃纖維的材料容易操作,而且價格便宜,但是它的耐久性不夠,而且需要不停地清洗,在荷載作用下變形較大
2. 覆膜織物: 不應該稱之為“織物”了,因為它僅僅是由一片很薄的塑性或彈性的片材組成。它可以全透明或完全不透明,它非常柔軟,而且通常是各向同性。但是它的機械性能很低,它的耐久性和抗撕裂性能比塗刮織物低很多。因為它非常柔軟,又具有十分低廉的價格,所以它能應用在臨時建築上,象露天音樂會的遮蓬。
3. 加強覆膜織物: 在兩層很薄的薄膜之間粘接或者熱合上布基。層壓工藝提供給這類織物相應的強度和耐久性。如果使用透明的編織絲,再覆上透明的薄膜就可以製成透明度極高的材料。它使用的時間比覆膜織物長的多。
二. 膜材的性能
通常設計者注意以下三種性能:
――短期使用結構的特點(由於是塗覆織物,就要考慮材料自身帶來的影響)
――長期使用結構的特點(如何使上述性能在時間上和反復的荷載作用下得以保持)
――非結構的特點(例如:透光性、自潔性和抵抗降解的能力)
短期使用結構的特點的關鍵在於:
1. 拉伸強度: 拉伸強度,也就是抵抗荷載作用的能力,必須要足夠高才可以。通常PVC塗覆聚酯長絲和PTFE塗覆玻璃纖維材料的拉伸強度都可以做到10噸力/米以上。
2. 拉伸模量: 模量越高,膜材就越容易被裁剪定型和進行預張拉。聚酯長絲的織物具有中等的模量,容易被使用,它的延伸率從結構邊界點定位來說不是一個問題,除非大量的雪荷載作用其上。玻璃纖維的織物具有很高的模量,如果膜材與結構的尺寸不吻合,膜材的張拉(或安裝)曲率發生變化將是非常危險的事情。3. 撕裂強度: 對於張拉結構來說,它們在撕裂方面遭受的損坏比直接受到拉伸的損坏要嚴重的多,所以材料的撕裂強度和抗撕裂性能非常重要。PVC塗覆聚酯長絲織物具有中等的撕裂強度,PTFE塗覆玻璃纖維的材料具有較高的撕裂強度。加強覆膜織物的撕裂強度低於上述兩種材料,覆膜織物的撕裂強度就 了。
4. 方向性: 這裡所說的方向性是指材料在所有方向上性能近似(各向同性),或者材料在不同的方向上性能不同(各向異性)。傳統的塗覆織物是各向異性的,即它們經向的性能比緯向的要強。但是採用現代的編織和塗覆技術可以大大減少或者忽略各向異性。非編織的薄膜是各向同性的。
長期使用結構的特點的關鍵在於:
1、 結構的延展:所有塗刮織物在進行結構安裝時都要將它們捲曲的分子鏈得到延展。織物緯向的延展程度要比經向大的多。這些數值我們一定要很好掌握,這是膜材裁剪進行預縮量的基礎。通常,這些數據可以從材料製造商那裡得到。
2、 尺寸的穩定:塗刮織物在長時間受荷載作用下的尺寸穩定(抗蠕變性、抵抗熱變形、抵抗受潮變形),更多的是取決于基本的材料,而不是布基和塗層的種類,儘管布基和塗層對這種穩定性也有一定的影響。
因為逐漸喪失了預張拉力,這種變形主要體現在長久受張拉作用的結構上。聚酯長絲織物在熱變形和受潮變形方面相對比較穩定,但是在其使用的頭十年里,就會因為蠕變而喪失50%的預張拉力,另外25%的預張拉力也會在後面的100年內喪失,剩下的25%預張拉力會在以後的一千年內喪失。所以,膜結構在使用一個時期后需要進行再次張拉。相反,玻璃纖維織物具有很高的尺寸穩定性。非結構特點的關鍵在於:
1. 耐久性: 對於塗刮織物,其暴露在空氣中的程度主要取決于塗層本身的性能:塗層越不透明就越能夠保証織物有更長的壽命。PVC塗覆聚酯長絲織物,如果塗層的透光率達到30%,那麼它們的壽命只有三到五年;而如果塗層的透光率在15%,則壽命可以超過15年。對於PVC塗覆聚酯長絲織物的平均壽命在10到12年,如果使用環境非常 ,這種材料的壽命可以達到20年。PTFE塗覆玻璃纖維織物,其壽命可以持續30年。
2. 透光率: 對於塗刮織物,其透光率一部分取決于編織絲線的材質,另一部分取決于絲線的粗細,還有一部分取決于塗層的材質,這三部分不同的變化,可以製造出不同的產品。PVC塗覆聚酯長絲織物的透光率在8%到30%,PTFE塗覆玻璃纖維織物的透光率在5%到15%之間。覆膜織物的透光率取決于基本的材質和塗層。覆膜織物的使用範圍從幾乎100%透明到完全不透明。
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