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为什么说没有斜向网状钢缆的充气膜是临时的建筑?

发表时间:2018-04-12    责任编辑:博德维

   充气膜建筑是一种特殊的建筑,有两个特点:

  a. 蒙皮效应容易产生应力集中,虽然膜材的强度计算没有问题,但是应力集中时,情况却不一样。就像我们气球吹到一定程度,用针一扎就破。

  b. 膜材的强度:膜材的强度随时间的变化是要衰减的,衰减的程度和膜材的涂层有关。 以pvdf的膜材为例,20μm涂层的膜材,3年后的强度只有当初的30%。也就是说,当初计算安全的气膜,3年后就会不安全。

  以上两个特点决定了没有斜向网状钢缆的气膜是不安全的,不适合作为永久建筑。

  我们的气膜主要的承力系统不是靠膜材,而是钢缆;即使膜材的强度有所下降,也不会影响整个气膜建筑的安全。

  那什么是应力集中呢:

  弹性力学中的一类问题,应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。应力集中会引起脆性材料断裂;使物体产生疲劳裂纹。在应力集中区域,应力的最大值(峰值应力)与物体的几何形状和加载方式等因素有关。局部增高的应力值随与峰值应力点的间距的增加而迅速衰减。由于峰值应力往往超过屈服极限(见材料力学性能)而造成应力的重新分配,所以,实际的峰值应力常低于按弹性力学计算出的理论峰值应力。反映局部应力增高程度的参数称为应力集中系数k,它是峰值应力与不考虑应力集中时的应力的比值,恒大于1且与载荷大小无关。在无限大平板的单向拉伸情况下,其中圆孔边缘的k=3;在弯曲情况下,对于不同的圆孔半径与板厚比值,k=1.8~3.0;在扭转情况下,k=1.6~4.0。

  看的出充气膜的应力集中系数应该是k=3的情况,就是说应力集中的力是正常受力的3倍以上。

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