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膜材強度等級選用 與膜材厚度“無(wú)關(guān)”

日期：2020-06-17

不同于鋼材，織物類(lèi)膜材是非均質(zhì)的各向異性的材料，力學(xué)性能取決于其織物基材。不同的纖維種類(lèi)、不同的紗線(xiàn)規格、不同的編織方法，決定了膜材的力學(xué)性能不同。

膜材料之：紡紗織布

某個(gè)品牌的某個(gè)型號的膜材，在其生產(chǎn)過(guò)程中，厚度t不再是一個(gè)自變量。同時(shí)，由于膜材厚度本來(lái)就很小，測量的誤差會(huì )比較大。所以在表征膜材力學(xué)特性參數時(shí)，一般不再用單位面積，而是用單位寬度來(lái)表示，這樣更加直觀(guān)，而且更加準確。

如：初始預張力的單位是kN/m或N/mm。

注意，這里用的詞是張力而不是應力，應力的單位是kN/m2或N/mm2。

《膜結構技術(shù)規程》CECS158 依據膜材的極限抗拉強度值，將膜材分了幾個(gè)等級，便于應用。膜材強度的單位為N/5cm（這與膜材強度的測試方法有關(guān)）。確定膜材強度等級時(shí)，依據的是極限抗拉強度值，而膜材厚度和重量?jì)H是一個(gè)參考。

在膜結構設計時(shí)，一般是根據計算所得的膜面最大張力，乘以安全系數（《膜結構技術(shù)規程》按照我國現行標準，將安全系數換算為分項系數），然后比照膜材的極限抗拉強度，直接選取膜材等級。

此時(shí)可能會(huì )出現這種情況，不同廠(chǎng)商的某兩個(gè)型號的膜材，極限抗拉強度一樣，但膜材厚度和重量不一樣。而選取膜材等級時(shí)我們只看極限抗拉強度，不看厚度，也可以說(shuō)與膜材厚度“無(wú)關(guān)”。

同樣，索也是非均質(zhì)材料。

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由于構成索的鋼絲材質(zhì)不同、強度不同、絲徑不同、扭轉角不同、孔隙率不同，因此，在索結構設計時(shí)，一般不會(huì )用索的截面積乘以鋼絲抗拉強度得到索的抗力去確定索的直徑。而是根據計算所得的索最大拉力，乘以安全系數，然后比照成品索的最小破斷力，直接選取索規格。

同樣會(huì )出現這種情況，不同廠(chǎng)商的成品索最小破斷力一樣，但索的直徑不一樣。而選取索規格時(shí)我們只看最小破斷力，不看直徑，可以說(shuō)與索直徑“無(wú)關(guān)”。

當然，同一廠(chǎng)商還是膜材越厚強度越高、索直徑越大強度越高。這里所說(shuō)的與膜材厚度“無(wú)關(guān)”，與索直徑“無(wú)關(guān)”，是因為在選取膜材等級時(shí)用的是膜面張力而不是膜面應力，選取索規格時(shí)用的是索拉力而不是索應力。

甚至可以說(shuō)，在相同極限抗拉強度下，膜材越薄說(shuō)明生產(chǎn)工藝水平越高；相同最小破斷力下，索直徑越小說(shuō)明制作工藝水平越高。

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