膜的折叠破坏和撕裂破坏

admin

膜的折叠破坏和撕裂破坏

  在工厂生产的结构用膜，从生产到使用，必须经过折登或打卷、运输、打开包装、搬运到安装地点吊装后与钢索或其它连接件连接完成安装等系列操作。这些过程都会引起膜材的弯折破坏。一般来说，弯折破坏与基布纤维的类型有关。玻璃纤维的膜材脆性使得它的损害尤其突出，而聚酯长丝膜材比玻璃纤维膜材受损要小得多。

  由于意外或人为的原因会引起织物的撕裂。膜的撕裂破坏是由于初始的小洞、裂缝以及缺陷等引起的。在设计中，我们应当保证结构用膜材料在正常使用应力下，在有微小的裂缝、缺陷的情况下不会迅速地导致大面积撕裂破坏。膜的抗撕能力与基布和涂层之间的连接作用即粘接力有关。

  建筑用膜材的涂层和布基是基于两个机理结合在一起的：即机械和化学。机械原理是通过物理力将涂层和布基结合在一起。化学原理是涂层通过化学粘合与布基中的纤维表面结合。粘接力可以通过“剥皮实验”得到，即将两块5cm宽的试件用较小的压力叠合，再将其脱开。膜材的抗撕裂性能还与布基的编织方式有关，一般来说当基布编织紧密时，两者之间机械作用就小，化学粘接作用就较大，抗撕裂强度就较低，但基布编织紧密时，膜的抗拉强度就高。玻璃纤维具有很高的拉伸强度但撕裂强度较低这是由于具有高弹性模量的玻璃纤维和PTFE涂层高度粘合而造成的。这种高弹性模量阻碍了纤维的延展，高度粘合也阻碍了纤维在涂层中的延展。膜材抵抗撕裂破坏的能力主要来自初始裂缝形状的改变（裂缝形状趋向于圆形。这种形状的改变不仅使越来越多的布丝参与工作，并且使布丝的受力调整到最有利的抵抗撕裂角度。因而对抵抗撕裂而言，基布与涂层之间能够滑移要比两者之间牢固粘接时更有利。

膜材的抗拉强度与抗撕强度之间有很大的相关性。一般情况下，膜材的抗拉强度高时，其抗撕裂强度就低。例如，玻璃纤维布有很高的抗拉强度，但仅有很低的撕裂强度。这种特性使得高抗拉强度的膜材实际可用的抗拉强度大为降低，实际上，大多数膜结构的破坏是由于撕裂破坏起。即使精心操作，在实验室进行的抗拉实验，其破坏也经常是撕裂破坏。所以在实际工程中对于织物的安全问题，最关键之处应该集中在织物的撕裂强度上。这是在张力结构中膜材取用很高的安全系数的重要原因。张力结构中膜材的安全系数取用一般大于4。