津腾论述关于PTFE张拉膜雨棚的结构

导读:本文阐述了张拉膜结构的材料特性、力学性能和分析方法，对一个 PTFE 张拉膜雨棚工程实例进行设计，介绍该结构的设计过程，包括膜材选择、膜材边界设计、降温法输入预张力、初始

来源：未知发布日期：2020-07-04 09:48【大中小】

建筑膜材在一定的预拉力作用下具备一定的刚度，从而获得了承担外荷载的能力，这就是张拉膜结构的基本作用原理。据天津津腾实验设备有限公司了解到现代膜结构建筑中，常用的膜材有聚酯纤维、玻璃纤维等。膜材料自重非常轻，同时具有不俗的抗拉强度和变形能力。张拉膜结构使用膜材屋面替换传统的混凝土屋面板和金属屋面板，可以十分有效地降低结构的整体自重，使得结构更加轻盈、美观；同时，张拉膜结构通常由充满整体性与韵律感的空间曲面组成，可以大大丰富建筑师对于建筑造型的想象力。因此，在交通建筑、体育建筑、会展建筑等大跨度空间结构以及雨棚这一类结构外露、造型多变的室外建筑中，张拉膜结构已经获得了较为广泛应用。

1膜材
张拉膜结构中常用的膜材均为复合材料，由纤维基材和涂层构成。根据复合材料组分的差异，一般可以分为三大类：
①玻璃纤维基材和聚四氟乙烯涂层，又称为PTFE膜材；
②玻璃纤维基材和硅酮涂层；
③聚酯纤维基材和聚氯乙烯涂层，又称为PVC膜材。天津津腾实验设备有限公司认为相比PVC膜材，PTFE膜材的抗拉强度和弹性模量较高，也具有较好的透光率、自洁性以及抗紫外线性能，经受太阳光的长期照射后，也不会像PVC膜材那样发生较大的徐变，因此，PTFE膜材常用于设计使用年限较长的建筑中，PVC膜材则多用于临时建筑。

2张拉膜结构的基本力学性能与分析方法
膜材料本身在自然状态下只能承受拉力，并不具备刚度。张拉膜结构张拉后形成一个相对稳定的曲面形态，在理论上，这一形态只与结构的膜边界条件以及预张力有关，在结构上称之为膜的初始形态。因此，外荷载使膜发生变形后，膜内张力始终是趋向于使膜形态回到张拉完成后的初始形态。进行找形分析目的，是通过调整结构膜面边界和初始预张力，来获得一个可以满足建筑师的造型功能要求、也能满足结构稳定可靠工作的膜面形状，使结构获得较大的刚度，并使膜面的应力分布更加均匀。

为了使张拉膜结构处于一个稳定的工作状态，必须使膜面为负高斯曲率曲面，包括马鞍形双曲抛物面和类锥形双曲面。天津津腾实验设备有限公司发现这类曲面的共同特点是，在膜面内存在相互正交的两个法平面，法平面内的膜面切线是弯曲方向相反的两条曲线纤维单元。膜面在不同方向的荷载作用时，各个方向荷载会有相互独立的传力路径。例如向下作用的恒荷载和向上作用的风荷载，分别由下垂的纤维单元和上拱的纤维单元来承载。

这一特性保证了膜面能够承受不同方向的荷载，也不会因为外荷载反向而松弛。值得注意的是，相比混凝土与钢材等常规建筑材料，膜材的弹性模量较小而具有较强的变形能力，膜承受外荷载进一步变形后，膜内力增大、膜内力角度变化，从而达到受力平衡状态，膜的变形与张拉膜结构的刚度有一定的相关关系。因此，进行膜结构计算分析时，必须采用大变形非线性的分析方法。

3.结语
本文对一个PTFE张拉膜雨棚工程实例进行设计，介绍了膜材选择、膜材边界设计、降温法输入预张力、初始态找形分析、施加荷载、非线性计算分析等设计过程。从计算结果看，膜面形态呈马鞍形双曲抛物面，膜面初始态应力分布均匀，在荷载作用下应力水平、变形和排水能力均满足规范要求。本文对于有相似特征的膜结构雨棚的工程设计有一定的参考意义。

以上内容仅供参考，如涉及版权等问题，请第一时间联系小编，如需咨询购买微孔滤膜，针式过滤器，隔膜真空泵等相关产品欢迎到天津津腾实验设备有限公司咨询购买。

下一篇：双凝固浴对膜蒸馏聚偏氟乙烯膜性能影响！上一篇：津腾针式过滤器在河水无机盐过滤中的应用！

津腾论述关于PTFE张拉膜雨棚的结构

导读:本文阐述了张拉膜结构的材料特性、力学性能和分析方法，对一个 PTFE 张拉膜雨棚工程实例进行设计，介绍该结构的设计过程，包括膜材选择、膜材边界设计、降温法输入预张力、初始

“推荐阅读”

相关企业动态

最新行业动态