海南学校PTFE膜结构标准

　　膜结构车棚具有灵活的特点:

　　膜结构车棚所用的膜结构具有不是一成不变的的特点，在风、雪荷载作用下会产生失真。通过膜结构变形以适应外部载荷，加载过程中方向上的膜表面曲率半径会减小，可以有效地抵抗负荷。张力结构的灵活性，它可以产生大位移无永久变形。膜弹性性质和预应力水平决定了膜结构变形响应。

　　适应自然，灵活的特点，能激发人的建筑设计灵感。不同的膜的灵活的程序是不一样的，一些膜材料和良好的灵活性，而不是由折叠和裂纹或损伤，使材料的有效实施可移动，可展结构的基础和前提。

　　模材应力-应变关系是非线性的，一般采用切线模量作为弹性模量，膜材的弹性膜量约为钢的1/3左右。膜材的泊松比，即横向变形特征，约为0.2左右。由于膜是双向受力结构，设计时以膜材的双轴拉伸实验确定膜的弹性膜量及泊松比。膜材是张拉结构材料，其撕裂破坏比受拉破坏要严重很多，所以撕裂强度和抗撕裂性能重要。PVC涂覆聚酯长丝织物具有中等的撕裂强度，PTFE涂覆玻璃纤维的材料具有较高的撕裂强度。

　　膜作为继木材、砖石、金属、混凝土之后的第五代建筑结构材料，具有显著的自身特性。代木材和第三代钢材拉压性能均良好，第二代砖石和第四代混凝土则只具备良好的抗压能力，作为第五代的膜材料则只能受拉，没有承压和抗弯曲能力，这是膜的本质的特征。具体地讲，膜材的主要特征如下:膜材的拉伸性能包括拉伸强度(Tensionn Strength)、拉伸模量(Modulus of Elasticity)和泊松比(Poisson’s Ratio)三个力学。膜材本身不能受压也不能抗弯，但具有很高的拉伸强度，所以要使膜结构正常工作就引入预拉力、并形成互反曲面。通常膜材料的拉伸强度都可达100MPa以上。

　　动力松弛法大特点是迭代过程中不需要形成刚度矩阵，节约了刚度矩阵的形成和分解时间，并可在计算过程中修改结构的拓扑和边界条件，该方法用于求解给定边界条件下的平衡曲面。其缺点是迭代步骤往往很多。用动力松弛法找形的软件有英国InTENS、新加坡WinFabric、英国Suface等。有限单元法（Finite Element Method）初是用来计算索网结构的非线性迭代方法，但现在已成为较普遍的索膜结构找形方法。其基本算法有两种，即从初始几何开始迭代和从平面状态开始迭代。显然，从初始几何开始迭代找形要比从平面状态开始来得有效，且所选用的初始几何越是接近平衡状态，计算收敛越快，但初始几何的选择并非容易之事。两种算法中均需要给定初始预应力的分布及数值。在用有限元法找形时，通常采用小杨氏模量或者干脆略去刚度矩阵中的线性部分，外荷载在此阶段也忽略。