膜材

膜材

中文名

膜材

簡介

膜結構工程中所使用的材料，由高強度的織物基材和聚合物塗層構成的複合材料。塗層對基材起保護作用，並形成膜材料的密封性能。構造見下圖

：

內容

膜材的選擇

一、膜材應根據建築物使用年限、建築功能、建築物所處的環境、建築物防火要求及建築物承受的荷載進行選擇。
二、膜結構配件應根據膜結構的受力特點、使用要求、製作安裝要求等因素進行選擇。

膜材的常用基材與塗層組合

組合	基材	塗層
1	玻璃纖維	聚四氟乙烯
2	玻璃纖維	氟化樹脂
3	玻璃纖維	聚氯乙烯
4	聚酯類纖維	聚氯乙烯
5	聚乙烯醇類纖維	聚氯乙烯
6	聚醯胺類纖維	聚氯乙烯

註：表中的氟化樹脂是指除了聚四氟乙烯以外的氟化樹脂。

膜材的特徵

（1）拉伸性能　

膜材的拉伸性能包括拉伸強度（TensionnStrength）、拉伸模量（ModulusofElasticity）和泊松比（Poisson‘sRatio）三個力學指標。膜材本身不能受壓也不能抗彎，但具有很高的拉伸強度，所以要使膜結構正常工作就必須引入預拉力、並形成互反曲面。通常膜材料的拉伸強度都可達100MPa以上。
模材應力-應變關係是非線性的，一般採用切線模量作為彈性模量，膜材的彈性膜量約為鋼的1/3左右。膜材的泊松比，即橫向變形特徵，約為0.2左右。由於膜是雙向受力結構，設計時必須以膜材的雙軸拉伸實驗確定膜的彈性膜量及泊松比。

（2）撕裂強度　

膜材是張拉結構材料，其撕裂破壞比受拉破壞要嚴重很多，所以撕裂強度和抗撕裂性能非常重要。PVC塗覆聚酯長絲織物具有中等的撕裂強度，PTFE塗覆玻璃纖維的材料具有較高的撕裂強度。

（3）正交異向性

張拉膜結構曲面需要經向和緯向兩個主軸方向反向曲率來保證，一個方向的曲率向下凹，另一個方向必須向上凸。傳統膜材基材是由經﹑緯向紗線編織而成，因而呈現很強的正交異性性能，經緯向變形能力相差達3-5倍之多。

（4）蠕變和鬆弛

蠕變和鬆弛是膜材的另一個重要特性，也是膜起皺和失效的重要原因，在裁剪分析和加工時需要考慮這個因素。聚酯長絲織物在使用的頭十年里就會因為蠕變喪失50%的預張拉力，相反，玻璃纖維織物要穩定很多。

（5）非力學性質

安全方面的性質，如耐久性、防火性能、防雷性能等；非安全方面性質，如隔音或音響性能、自潔性能等等。