膜结构索的设计

   膜结构用索一般为高强钢丝组成的半平行钢丝索、钢绞线、钢丝绳等。半平行钢丝索是由若干高强度钢丝并拢经大节距扭绞而成,能够充分发挥高强钢丝的强度,弹性模量也与高强钢丝接近, 大都用于大跨度建筑和重要建筑中。钢绞线是由若干钢丝捻绞在一起而成, 由于各钢丝之间受力不均匀,其抗拉强度和弹性模量都要低于半平行钢丝索。钢丝绳是由若干股钢绞线沿同一方向缠绕而成,其强度和弹性模量又略低于钢绞线; 其优点是比较柔软,适用于需要弯曲且曲率较大的构件,在一些中小型膜结构中应用较多。  

   对于索的性能的评估主要有抗拉强度、伸长率、屈服强度和化学成分等几个方面。通常, 高强钢丝的抗拉强度为1470-1860MPa,伸长率为5%-6% 。对于半平行钢丝索和钢绞线, 其弹性模量约为 1.9×10^5MPa; 钢丝绳的弹性模量视构造及成型工艺不同一般介于0. 7×10^5 – 1.1×10^5MPa之间 ,经过预张拉处理后的可达1.4×10^5-1.7×10^5MPa。索的防腐处理一般有三种方式: 钢绞线镀锌、裹以树脂防护套、表面喷涂。镀锌有电镀和热蘸镀两种方式,镀锌厚度约为 25-40μm, 防护有效期与所处环境的恶劣程度有关。树脂防护套形成一个密封的隔离层阻止了索与外界环境的接触,所用材料大都为高密度聚乙烯(PE)。表面喷涂也是为了形成一种隔离层,所用材料是矿脂化合物或合成蜡, 融化后喷涂。对于膜结构用索,国内大都采用镀锌钢绞线或镀锌钢丝绳;当钢绞线、钢丝绳外露时,则需采用 PE 护套或其他方式防护。国外膜结构用索大都为不锈钢索。

深圳市金鑫空间膜结构建筑设计院是国内专业的膜结构建筑设计单位,是一家专注于膜结构建筑设计与研究的设计院。业务涉及张拉膜结构、骨架式膜结构、充气膜结构、钢结构;对PVC、PTFE、ETFE膜材有着丰富的设计经验。我们尤其擅长大跨度结构、异型空间结构、索结构、封闭式建筑以及开启结构的设计与研究,涉及的领域有景观膜结构、停车棚膜结构、体育设施膜结构、污水加盖池膜结构等。