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    索膜结构

    本期深圳风采2018083 www.inkpc.tw 特点:膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成.基布主要采用聚酯纤维和玻璃纤维材料;涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材为聚酯纤维覆聚氯乙烯(PVC)和玻璃纤维覆聚聚四氟乙烯(Teflon)。PVC材料的主要特点是强度低、弹性大、易老化、徐变大、自洁性差,但价格便宜,容易加工制作,色彩丰富,抗折叠性能好。为改善其性能,可在其表面涂一层聚四氟乙烯涂层,提高其抗老化和自洁能力,其寿命可达到15年左右。Teflon材料强度高、弹性模量大、自洁、耐久耐火等性能好,但它价格较贵,不易折叠,对裁剪制作精度要求较高,寿命一般在30年以上,适用于永久建筑。 

    QQ图片20160628163605.png

    图1、膜与膜连接

           索膜结构的空间曲面是由许多平面膜材经裁剪设计拼接而成,由于膜材幅宽较小,因此膜片间需通过接缝连接形成整体。膜材接缝的连接方式主要有:缝合连接、机械连接(夹板螺栓连接)、粘合连接、热合连接和束带连接等,如图:


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    图2、膜与索的连接

        在进行膜-索节点设计时需要注意的问题是,由于索与膜之间的材料差异,应使两者之间留有一定的空隙,以适应在荷载作用下膜与索之间可能产生的相对滑动。有单边连接(如边索)和双边连接(如脊索和谷索)。如下图所示,常用的单边连接方法是将钢索穿入膜材热合的索套中,或采用铝合金或不锈钢夹板和螺栓来连接膜材与钢索。图片给出了一种膜与谷索的双边连接构造。双边连接通常需要在其上面增加一层防水用的覆盖膜。

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    图3、索膜节点加强

        当膜面跨度在15米以上且无中间支承时,为减小膜面应力,可以利用索或合成纤维带对膜面进行局部构造加强。加强索可以缝进膜面内或设在膜面外,如下图所示。当加强索位于膜面外侧时,应注意防止索自身的腐蚀以及由于摩擦造成的膜面表皮损伤。

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    4、索与索的连接

        双向钢索交叉节点可采用节点板连接,也可采用U形夹或夹板等夹具连接,如图所示。为了保证夹紧钢索,可采用低碳钢或高强螺栓。需要注意的是,在无应力状态下被夹紧的索受拉后,其直径会减小,从而使夹持力降低,对此可通过二次旋紧螺栓来调整。

     

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    5、多向钢索连接

        多向钢索之间可采用连接板连接,如图所示。此时应注意各钢索轴线要汇交于一点,以避免连接板偏心受力。在进行连接板设计时,应尽可能采用曲线造型,以展现膜结构的柔和与灵动之美。最后一张图片节点是体育场看台挑篷结构中内环索与本期深圳风采2018083和谷索之间的一种连接做法。这种节点的受力很大,且直接关系到挑篷结构的整体稳定性,设计时要特别小心

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