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膜结构建筑风格各异,艺术性较强,具有浓厚的现代气息,力学特性好,光学热学性能优

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膜结构自行车棚PVC膜材应力松弛性的研究

作者:临朐艺景膜结构工程有限公司  时间:2020-12-01 14:58:59 点击数:

据悉,膜结构自行车棚设计时一般假定膜材为线弹性材料, 膜材的力学参数依据相关检测标准确定, 实际上膜材受力后表现出较强的非线性特性, 为此许多学者提出了各不同的力学模型, 建立了膜材力学性能本构方程, 研究膜材力学性能的非线性特性, 一般膜结构设计中采用应力分析手段获得膜面应力分布并由此检验膜材强度, 但应力分析中未考虑膜材徐变、应力松弛等黏弹性特性对膜面张力的影响, 从而无法保持膜结构建筑的**性以及使用性能。

织物类膜材黏弹性能研究一般采用 2种方法, 一种是将膜结构自行车棚用膜材作为复合材料, 用不同的元素来表示纤维和涂层,建立物理模型,得到膜材料的各力学参数。该方法描述了膜材料的微观结构,但是涉及到的物理参数较多,较难明确。另一类方法是按照不同的顺序排列理想弹簧和阻尼器, 并采用Prony级数形式建立数学模型, 这种方法具有数学描述简洁、与材料微观构成无关等优点, 但在预测膜材长期黏弹性能时需要较多的弹簧和阻尼器个数。

有研究人员对膜结构车棚所用PVC(聚氯乙烯)膜材进行了单轴与双轴应力松弛的试验, 分析单向应力和双向应力作用下膜结构自行车棚膜材的的黏弹性特性, 利用 Prony级数模拟单轴应力松弛, 建立单轴和双轴应力松弛拟合方程, 研究后得出如下结论:

(1) 初始应力为3~6kn/m时,单轴应力松弛受初始应力的影响较小。

(2) 经纬向初始应力对经纬向应力松弛影响不大。

(3) 双轴经向的应力松弛高于单轴应力松弛,双轴条状应力松弛低于单轴条状应力松弛。

(4)Prony 级数可以模拟单轴应力松弛。

关键词: 膜结构自行车棚
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