膜结构的材料和相关施工技术

膜结构作为新型轻量空间结构在我国已经有所应用。为此对膜结构发展中首先应研究的薄膜材料的材料性能和强度性能以及膜结构施工中膜材裁剪和连接技术的有关问题进行了讨论。     

有限元模拟膜张力计的平面内张力-平面外位移关系

膜结构施工中膜张力的测量与控制以及使用中膜材张力的检测,是确保膜结构稳定与安全的重要因素。膜张力计是一种简便实用的装置,可以在不破坏膜材且不影响膜内力分布的条件下分别测定纬向和经向的张力。本文用有限元软件ANSYS模拟膜张力计测量FGT-800膜材的初始张力,分别沿着纬向和经向在压力容器范围内施加平面外均布荷载后,通过计算膜平面外最大位移来推算膜平面内纬向和经向的初始张力。用最小二乘法拟合有限元分析结果,得出了更合适的膜张力拟合公式,其中膜张力简化拟合公式相对误差在±4%之内,膜张力联立拟合公式相对误差在±2%之内。     

建筑膜材及气膜结构性能特点与应用现状

气膜结构已越来越广泛地应用于大跨度建筑中,但目前建筑膜材及气膜结构防火性能的研究匮乏,在一定程度上已经影响到我国膜材、膜结构行业的发展。介绍了建筑膜材的种类、特性,提出不同膜材的应用选择。再从某建筑膜材防火检验出发,通过燃烧特性试验分析火灾危险性,并结合建筑实际开展大尺度点燃性试验,了解其整体防火性能,然后阐述气膜结构性能特点和优势。介绍了气膜结构主要用途以及防火性能方面的应用案例。     

循环加载对PVC膜材应力松弛行为的影响

为研究受力历史对膜材料应力松弛性能的影响，对PVC膜材历经循环加载历史后的应力松弛性能进行了测试和分析.研究结果表明，松弛应变、循环加载后残余应变和应力松弛前加载应变均可用于描述膜材料循环加载后的应力松弛能力.增加循环加载次数、提高循环应力峰值和降低循环加载速率，均有助于提高PVC膜材对初始应力的保持能力，减少膜结构建筑后期维护工作量，但会延长循环加载阶段的耗时，增加膜材施工过程中预加张力阶段的工作量.     

ETFE气枕式膜结构

随着ETFE(Ethylene Tetra Fluro Ethylene)膜材的成功研发,凭借其轻质、透光、隔热、抗腐、耐候、自洁等良好的性能而被广泛应用,大量的学者也对其开展研究。ETFE膜材为非织物类膜材,相比织物类膜材其单张膜的抗拉强度较低,常采用气枕的形式多张共同受力,并通过内压使其具有合适的刚度,由此产生的气枕式膜结构具有较好的力学性能和使用性能,逐渐得到广泛的发展并具有良好的前景。提炼出了ETFE气枕式膜结构相比于其它膜结构独有的可调节特性,在服役过程中通过内压改变对受力性能、透光率、隔热性能等的自动调节能力,并对ETFE气枕式膜结构的发展、性能、设计方法与施工技术进行研究与归纳,总结了国内外学者对ETFE气枕式膜结构的研究现状,对工程实践具有一定的指导意义。     

上海世博会世博轴膜结构边界连接件性能检测

上海世博会世博轴膜结构屋面为世界上迄今最大的膜结构工程,膜边界连接件性能对于其安全性至关重要.对单层单边膜、单层双边膜、双层双边膜进行了单向拉伸试验,考察连接件夹具形式和加载方式对膜结构边界连接件性能的影响,测试了膜边界双层焊接膜材的强度.研究表明,夹具对连接性能影响较大,应当合理选取夹具形式;膜材卷边形式、加载方式对连接件性能影响不大;双层膜焊接强度可以达到单层膜焊接强度的1.8倍.     

矩形张拉膜结构的应变分析

该文利用弹性力学理论推导了滑动边界条件下的各向同性膜材在预张力作用下的应变计算公式,并计算了PVDF薄膜和ETFE薄膜在各级预张力作用下的纵向应变和横向应变,为张拉膜结构的设计、施工和维护提供了理论依据。     

预应力张拉膜结构节点破坏分析及试验研究

由膜片、钢索、支承结构、基础结构通过节点的有效连接而组成的薄膜结构,以其结构重量轻、跨越能力强、施工速度快、抗震性能好、建筑造型丰富等优点得到众多建筑师的青睐。节点构造设计作为膜结构设计中的一个重要环节,不仅关系到膜结构的建筑艺术效果,还关系到结构的整体性和可靠度。针对膜结构节点破坏的问题,以PVC膜材为研究对象,有针对性地选择了膜结构工程中常用的两种连接方式:螺栓夹板连接和U形夹具连接,通过模拟和试验的方法,探究了膜结构节点连接中不同因素对膜面节点强度的影响。通过正交模拟分析和正交试验研究得到了不同因素以及同一因素下不同取值对膜面节点强度影响大小的先后顺序,并从中得到了膜面连接方面的最优水平组合:螺栓间距为80mm,边绳直径为8mm,摩擦系数0.5,垫板厚度10mm的钢板或铝压板。在实际工程同等因素下对于膜结构的节点设计建议优先考虑螺栓间距和边绳直径,橡胶垫片和垫板的厚度可根据现场的施工条件选取即可。     

膜结构在高速公路收费棚施工中的应用

分析了膜结构的特点，结合具体工程实例，从膜材工程施工、膜材制作加工及膜安装的施工方法介绍了膜结构在高速公路收费棚施工中的应用，体现了其建筑造型优美、施工周期短等优点。     

建筑膜结构的施工安装及其使用维护

建筑膜结构施工前注意协调组织业主、设计、监理、质检各方的工作,是保证施工质量的关键之一。本文重点阐述了建筑膜结构(钢材和膜材)的加工制作过程,指出膜材的检验、放样、焊接、包装与运输的注意事项,介绍了现场施工时钢结构的拼装与吊装,膜结构的展开、固定、吊装、张拉等关键技术以及膜结构的使用维护。     

薄膜结构褶皱研究综述

针对膜结构褶皱研究的重要性,阐述了膜结构褶皱理论的研究方法,包括张力场理论和分叉后屈曲理论,并对今后的研究发展方向提出了建议,以促进膜结构的研究,为膜结构设计提供更充分的理论支持。     

建筑膜结构荷载的超声快速测定方法

采用超声同面平测法研究了建筑膜材荷载与超声波传播速度之间的关系以及经纬向荷载比对超声法测定结果的影响,建立了超声法测试膜材经、纬向荷载的标准曲线,提出了利用现场同条件试件修正换算荷载值的方法。结果表明,超声法测试膜材荷载具有快速、准确的特点,经纬向荷载比对超声法测定结果没有影响。经过同条件试件修正以后超声法的平均相对误差可以减小到±15.50%,甚至小于±10%,完全能够满足工程测试的技术要求,从而显示出良好的应用前景。     

坦桑尼亚体育场膜结构施工技术

坦桑尼亚国家体育场屋盖顶部为索膜张拉结构,膜结构施工工艺流程为先安装膜面搁置展开平台、设置安全防护设施,然后安装施工绳网、铺设膜面、展开膜布、固定膜面,最后进行膜上钢索的安装及固定工作。施工过程中采取了保护膜面等质量控制措施,保证了施工质量。     

Interface parameters of composite sprayed concrete linings in soft ground with spray-applied waterproofing

The presence of a spray-applied waterproofing membrane between the primary and secondary lining layers is important to the behaviour of a composite sprayed concrete lined (SCL) tunnel in soft ground. In order to confirm the feasibility of the composite shell lining concept, the structural adequacy of the concrete-membrane interfaces under the effects experienced in a typical tunnel needs to be investigated.This paper presents a series of laboratory tests on samples cut from composite sprayed concrete panels, to which uniaxial compression, direct tension and direct shear loadings are applied over both short- and long-term timeframes under conditions of ambient atmospheric humidity. Test results show that the interfaces are capable of resisting significant compression, tension and shear in both short- and long-term. Failures under these actions should not occur in a typical shallow SCL tunnel, and a degree of composite action between primary and secondary layers should be expected. Influence of substrate roughness and membrane thickness on the measured interface properties has been quantified. Overall, this investigation confirms the existence of composite action for composite sprayed concrete linings in soft ground, and provides parameters based on test results for further research and design.     

张力结构简述

张力结构是目前国内外空间结构研究的热点和前沿,包括张拉整体体系(Tensegrity System)或称全张力体系,如索穹顶;现代大跨度预应力结构,它介于传统的刚性预应力结构和完全柔性预应力结构之间,如张弦梁、索桁架体系等;张拉膜结构.本文就这3种张力结构作一简要介绍.     

体育场膜结构挑篷设计分析

膜结构在体育场屋顶或者看台挑篷中有着广泛的应用。由于膜结构在风荷载作用下有向上掀的倾向 ,再加上张力膜需要提供预应力 ,给膜支撑结构设计带来了很多特殊性。以杭州下沙的某体育场膜结构挑篷设计、分析为依托 ,探讨几种方案的优劣 ,为今后进一步研究和设计提供了有益的结论。     

锚杆作为张拉索膜结构抗拔基础的设计问题

锚杆的承载力是设计中应该注意的问题 ,根据以往研究文献和作者的张拉索膜结构与锚固基础共同作用有限元分析结果 ,着重对锚杆在张拉索膜结构中应用的几个特殊问题进行了分析 ,内容包括锚杆的蠕变、锚杆的位移与刚度、锚杆承受反复循环荷载的工作性能。提出了张拉索膜结构锚固基础中锚杆的设计方法与建议 ,讨论了锚杆设计安全系数 ,并与其他类型锚固基础的安全系数作了对比。     

柔性薄膜太阳能电池与聚偏氟乙烯膜材复合后力电性能试验研究

基于建筑光伏一体化,开展张力膜结构光伏一体化的基础研究,提出了柔性薄膜太阳能电池的平行电池条方向与建筑聚偏氟乙烯（PVDF）膜材经线方向重合及其与PVDF膜材纬线方向重合的两种复合方式,针对每种复合方式进行平行电池条方向及垂直电池条方向的拉伸试验,测定了柔性薄膜太阳能电池与PVDF膜材复合后的拉伸应力-应变关系及发电效...     

索膜结构中考虑摩擦的索滑移分析

以第一摩擦定律为理论基础,首先利用空间三角形膜单元并根据材料力学点的应力应变关系推导出在局部坐标系下索元对膜元的拉力公式;其次根据索与膜的位置关系推导出索膜间摩擦力的公式;然后提出了考虑摩擦时索滑移的判断方法;最后利用荷载增量法与Newton-Raphson法相结合的迭代求解方法,并结合索滑移的算法求解了一道算例,得到在索与膜之间的摩擦力虽对结构的静力影响不大,但摩擦力的存在却影响着膜褶皱出现的数量和索的下料长度,所以设计时应考虑摩擦力的影响等结论。     

索加强张拉膜结构的裁剪与拼接方法

从有限元平面应力方法出发,推导了适合索加强张拉膜结构的任意形状三维曲面展成二维平面的有限元公式,并编制了计算机程序,从而解决了膜结构的裁剪问题.