Jak vybrat vhodnou strukturu membrány?

Konstrukce tahových membrán jsou novým a oblíbeným typem stavebního materiálu. Při výběru struktury napínací membrány je nezbytné porozumět jejím výkonnostním charakteristikám. Níže je podrobný úvod:

1. Tahové vlastnosti: Tahové vlastnosti membránových materiálů zahrnují tři mechanické ukazatele: pevnost v tahu, modul v tahu a Poissonův poměr. Membránové materiály samy o sobě nemohou odolat tlaku nebo ohybu, ale mají velmi vysokou pevnost v tahu. Proto, aby byla zajištěna normální funkce membránové struktury, musí být zavedeno předpětí a musí být vytvořeny vratně zakřivené povrchy. Typicky může pevnost v tahu membránových materiálů dosáhnout více než 100 MPa.

Vztah napětí-deformace materiálu membrány je ne-lineární. Obecně se jako modul pružnosti používá tečný modul. Modul pružnosti materiálu membrány je přibližně-třetinový oproti oceli. Poissonův poměr materiálu membrány, tj. její boční deformační charakteristika, je přibližně 0,2. Vzhledem k tomu, že membrána je biaxiálně namáhaná struktura, musí být modul pružnosti a Poissonův poměr materiálu membrány stanoveny pomocí dvouosých tahových zkoušek během fáze návrhu.

2. Pevnost v roztržení: Membránové materiály jsou konstrukční materiály v tahu a jejich porušení v roztržení je mnohem závažnější než porušení v tahu. Proto je rozhodující pevnost v roztržení a odolnost proti roztržení. Tkaniny z polyesterových vláken potažené PVC-mají střední pevnost v roztržení, zatímco materiály ze skleněných vláken potažené PTFE-mají vysokou pevnost proti roztržení.

3. Ortotropní vlastnosti: Zakřivený povrch struktury tahové membrány vyžaduje opačné zakřivení podél svých dvou hlavních os, osnovy a útku. Jeden směr zakřivení musí být konkávní směrem dolů, zatímco druhý musí být konvexní směrem nahoru. Tradiční membránové substráty jsou tkané z osnovních a útkových přízí, které vykazují silné ortotropní vlastnosti s 3-5násobným rozdílem ve schopnostech deformace osnovy a útku.

4. Tečení a relaxace: Tečení a relaxace jsou další důležitou charakteristikou membránových materiálů a významnou příčinou vrásnění a selhání. Tento faktor je třeba vzít v úvahu při analýze řezání a zpracování. Tkaniny z polyesterových vláken mohou ztratit 50 % svého předpětí v důsledku tečení během prvních deseti let používání, zatímco tkaniny ze skleněných vláken jsou mnohem stabilnější.

5. Ne-mechanické vlastnosti: vlastnosti související s bezpečností-, jako je trvanlivost, požární odolnost a ochrana před bleskem; vlastnosti nesouvisející s -bezpečností-, jako je zvuková izolace nebo akustické vlastnosti a samočisticí vlastnosti.