索膜结构：索膜技术与材料
日期：2020-07-27
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承重结构的基本承重构件采用受拉的悬索以及张拉的薄膜，称为悬索结构或膜结构。由于受拉构件的承载能力决定于强度而不是稳定性，因而能充分发挥钢索和膜材受拉工作时强度高、自重轻的特点。同时，由于覆盖材料自重轻，使承重结构的重量较小，因而悬索结构和张拉薄膜结构更适合于在大跨度结构中使用。
悬索结构的分类：
悬索屋盖结构通常由悬索系统，屋面系统和支承系统三部分构成1.1：单层单向悬索结构：由许多平行的单根拉索组成，构成单曲下凹屋面，拉索两端悬挂在稳定的支承结构上
1.3单层网状悬索结构
受力特点
单层悬索结构的形状稳定性不好，是一种可变体系，其平衡形状随荷载分布方式而变。在恒载作用下呈悬链线形式，在不对称荷载或局部荷载作用下产生大的位移（机构性位移）。索的张紧程度与索的稳定性（抵抗机构位移的能力）成正比。 单层悬索结构的抗风能力差，在风吸力作用下悬索内的拉力下降，稳定性进一步降低。 垂跨比的影响：垂跨比大，稳定性和刚度大，索拉力小，但占用空间。通常取1/20～1/10• 单层悬索结构宜采用重屋面，如装配式钢筋混凝土板；• 设置横向加劲构件。加劲梁或桁架分配局部荷载及将索连成整体。2：双层悬索体系
由一系列下凹的承重索和相反曲率的稳定索组成。每对索之间通过受拉钢索或受压撑杆连系，构成如桁架形式的平面体系，称索桁架。稳定索可以抵抗风吸力的作用，同时，相反曲率的稳定索和相应的索杆能对体系施加预应力，使每对索均保持足够大的张紧力，提高了整个结构的稳定性与刚度。承重索的垂跨比：1/20～1/15；稳定索的矢跨比1/25～1/20。索网结构是同一曲面上两组曲率相反的单层悬索系统相交而成，下凹向为承重索，上凸向为稳定索采用柔性的悬索体系与刚性的受弯构件（梁、网架、网壳、桁架等）相结合，可组成共同抵抗外荷载的各种混合体系。此类结构或用钢索悬挂其他构件，或由钢索对其他构件提供附加支点，或用刚性的构件来加强悬索的稳定性，以减小不均匀荷载作用下的机构性位移。桥梁中的斜拉桥和悬索桥也属于这类混合体系。悬索结构的设计与构造
1：主要考虑作用力：恒荷载，屋面活荷载、雪荷载、风荷载以及温度作用和地震作用等据即将颁布的悬索结构技术规程，承重索竖向位移限值如下：双层悬索体系、索网及横向加劲索从预应力态算起l/250. 较粗的索（d≥38mm）采用，又称巴氏合金端头，索末端线材须松开足够长度，采用除油液体清洗，干后成刷状，然后插进钢铸件插座楔形孔内（长度为5.5～6索径）浇铸高等级锌等热金属或聚脂材料形成索的端头。索与其他结构部分的连接，连接方式多种多样，应该根据实际情况而定。平行钢丝束
是由若干相互平行的钢丝压制集束或外包防腐护套制成，断面呈圆形或正六角形; 常用制索钢丝直径有5mm和7mm两种，采用光面钢丝 或镀锌钢丝；钢丝呈蜂窝状排列，根数有7根、19根、 37根、61根等。采用纯索结构的索膜结构一般使用的PTFE 膜材和ETFE 单层膜结构。但是国外也用纯索结构的ETFE 气枕结构，但是很少见。PTFE 膜材抗拉强度高，其基布为玻璃纤维组成，有一定的刚度，比较适合纯索结构。还有一点很重要的是PTFE力学稳定性好，没有力学松弛。而索结构的ETFE单层比较时候立面，或者内装饰。否则容易积水。膜与索的连接方式：
