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浅析充气膜结构中索的基本特性
- 2020-10-30-

  "索"是受拉单元统称,也是充气膜建筑之中主要的结构性构建之一。工程运用的索通常有三个术语∶钢丝绳、线股、线材。线材进行交织成为线股,线股起先绞合姐成了钢丝绳,索是对每个钢丝绳的总称。工程结构中运用的索通常是为全钢索,因为非全钢索在受到力之后,它的力学性及耐时性会有所减低。索还应增进其抗腐蚀性,经过镀锌、铝,适当包裹润滑材料与防护套。大中型气承式充气膜建筑,膜面或内衬膜面都设置有需要的支承索、稳定索或加劲索,以改进膜的受力及形态,控制了膜面矢高较小、使膜面受力越均匀。

  索的基本特性主包括有索的松弛、疲劳、蠕变、弯曲等。索的松弛即在长期的荷载作用中,随着时间的增进内力逐显减小,充气膜中较低而松弛的索才能运用。另外,长期的荷载作用中,索也会产生蠕变,蠕变会慢慢的削减索中的残余应力,但会导致索松弛的发生,工程设计中一般忽略正常规范绞合的索在正常工作寿命内的蠕变效应。

  索的疲劳特性不容忽视,大于疲劳寿命的索内线材可能出现疲劳断裂,拉伸应力和弯曲应力组合作用引发疲劳产生。为保持索具有一定的疲劳寿命,索工作应力不应高过 200~250MPa,设计中还应注意规避承受附加的变化弯曲应力。索在过度弯曲情况下,内圈线材应力松弛,而外圈线材挤向内圈,此种受力状态应将弯曲产生的附加应力和索自身的均匀拉应力叠加得到总应力。

  我国膜结构起步虽很晚,但是在索膜协同工作的研究不可小觑。连续索在节点处的滑移研究相当丰富,然而,以上研究皆没有考虑摩擦效应相关的研究工作相当少,主要有运用一摩擦定律分析索于膜面上纵向的滑移,给予有限元方法考虑索膜摩擦接触滑移的分析等。气承式充气膜和张拉式膜结构有着本质的区别,所以气膜结构的索膜摩擦接触滑移研究很有需要。