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淺析充氣膜結構中索的基本特性
- 2020-10-30-

  "索"是受拉單元統稱,也是充氣膜建筑之中主要的結構性構建之一。工程運用的索通常有三個術語∶鋼絲繩、線股、線材。線材進行交織成為線股,線股起先絞合姐成了鋼絲繩,索是對每個鋼絲繩的總稱。工程結構中運用的索通常是為全鋼索,因為非全鋼索在受到力之后,它的力學性及耐時性會有所減低。索還應增進其抗腐蝕性,經過鍍鋅、鋁,適當包裹潤滑材料與防護套。大中型氣承式充氣膜建筑,膜面或內襯膜面都設置有需要的支承索、穩定索或加勁索,以改進膜的受力及形態,控制了膜面矢高較小、使膜面受力越均勻。

  索的基本特性主包括有索的松弛、疲勞、蠕變、彎曲等。索的松弛即在長期的荷載作用中,隨著時間的增進內力逐顯減小,充氣膜中較低而松弛的索才能運用。另外,長期的荷載作用中,索也會產生蠕變,蠕變會慢慢的削減索中的殘余應力,但會導致索松弛的發生,工程設計中一般忽略正常規范絞合的索在正常工作壽命內的蠕變效應。

  索的疲勞特性不容忽視,大于疲勞壽命的索內線材可能出現疲勞斷裂,拉伸應力和彎曲應力組合作用引發疲勞產生。為保持索具有一定的疲勞壽命,索工作應力不應高過 200~250MPa,設計中還應注意規避承受附加的變化彎曲應力。索在過度彎曲情況下,內圈線材應力松弛,而外圈線材擠向內圈,此種受力狀態應將彎曲產生的附加應力和索自身的均勻拉應力疊加得到總應力。

  我國膜結構起步雖很晚,但是在索膜協同工作的研究不可小覷。連續索在節點處的滑移研究相當豐富,然而,以上研究皆沒有考慮摩擦效應相關的研究工作相當少,主要有運用一摩擦定律分析索于膜面上縱向的滑移,給予有限元方法考慮索膜摩擦接觸滑移的分析等。氣承式充氣膜和張拉式膜結構有著本質的區別,所以氣膜結構的索膜摩擦接觸滑移研究很有需要。

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