1、論建筑膜材的強度性能及連接技術由于膜材織物的織線沒有明顯的可測截面，最好的測定方法是對材料進行重量和斷裂試驗。編織物的拉力通常按kP5cm計。膜材的斷裂強度一般是指膜的單軸應力狀態下的極限拉斷強度，這不符合膜雙向受拉的實際情況。一般編織物的受拉強度取決于每厘米中織線的數目、織線的登尼爾(900cm長度的線的重量)以及編織方式。高壓結構中對幾毫米厚的膜材強度需要超過1000kP5cm；而低壓結構對強度及延伸性能要求較低，通常0712mm的膜材達到200-600 kP5cm的強度即可。也可通過爆破試驗測定材料的強度和伸長，對周邊夾住的試件用氣壓或液壓充脹至爆破點，爆破壓力通常以kPcm2表示。例如

2、，某種經緯向都具有400kP5cm拉力的聚酯織物其爆破壓力為20 kP/cm2。 1 建筑膜材在雙向受拉時，其應力一應變關系呈明、顯的非線性性質，且隨兩軸之間應力比的變化而變化。復雜的非線性材料很不實用，應用近似線性化的材料應力一應變關系導致的誤差很小。因為模型制作的誤差、裁剪式樣的變形、接縫處剛度的增大以及產生的皺折，常會進一步改變應力的分布，加之老化和永久荷載所引起的強度降低等，這種種因素都是很難測定的。所以在對膜結構進行設計時，通常僅考慮結構的幾何非線性性質，認為膜材是彈性材料或正交各向異性的材料進行設計。 2.2 膜材的抗撕裂強度與粘結強度 可以用中間有小洞或一邊有缺口的試件對膜材進行

3、撕裂試驗，以取得抗撕裂一延伸性能。粘結強度(kpcm)是指由于材料受拉時涂層與編織物之間的粘結力。將兩塊5cm寬的試件用較小的壓力疊合，再將其脫開，這種試驗被稱為“剝皮試驗”。與粗纖維織物比較，光潔纖維織物的涂層機械附著能力較差。 膜材的撕裂破壞是由初始的小洞、裂縫及缺陷引發的，應保證建筑膜材在正常使用條件下，產生微小的裂縫或缺陷，但不會迅速擴展導致更大面積的撕裂破壞。膜的抗撕裂能力與其粘結強度有關。粘結強度增加時，抗撕裂一延伸性能會減小。因為膜材的抗撕裂破壞能力主要取決于初始裂縫形狀的改變，應調整布絲的受力，而不應限制它的滑移，所以粘結強度不宜過大。此外，抗撕裂一延伸性能還會受到基布材料、編

4、織方法及涂層的影響。 2.3 膜材的強度性能關系 膜材的抗拉強度、粘結強度與抗撕裂強度之間有很大的相關性。基布編織緊密的膜材有很高的抗拉強度，但抗撕裂強度相應較低，這是由于其很高的彈性模量及基布與涂層間的粘結強度較大的緣故。高的彈性模量限制了基布的拉伸、延展，而粘結作用又阻止了基布和涂層間的滑移，進一步限制了膜材的拉伸延展，這種特性使高抗拉強度膜材實際可用的抗拉強度大大降低，因為在實際工程中，膜材的破壞主要是抗撕裂強度不足引起的撕裂破壞。 膜材的疲勞強度比抗拉強度小得多，接縫的強度通常比材料強度小，且由于紫外線的照射會老化、變質，因此需對膜材在外部氣候條件下進行性能試驗，進行長期的觀測。從的角

5、度看，膜材的耐久性還是令人滿意的。微小的損傷可以修補，除稍加清洗改善透光度外，不需其他的養護和維修。 3. 薄膜材料的裁剪和連接技術 薄膜材料像服裝一樣需裁剪，再縫合、膠接或焊接。在歐洲市場上制成的商業半成品薄膜或涂層薄膜材料的門幅寬度通常是150cm，也有120cm、140cm、160cm或200cm的膜材。目前對標準形體的膜結構的裁剪式樣，已可以用程序控制標繪器來完成，用計算機操縱自動樣片切割機進行裁剪，節省了制圖步驟。但是，對于多種多樣的膜結構，要根據具體的幾何形狀確定與之相適應的裁剪式樣，盡可能地簡單、經濟。有時幾何形狀不同的單片膜材接合在一起，出現多向薄膜拉力，很容易出現皺折，這時需

6、制作尺寸精確的模型來估計薄膜拉力并確定裁剪方案。根據所采用的連接方式，膜材兩邊需重疊2-4cm。裁剪方式的選擇應遵循以下規則： （1） 單片形狀規則、面積大的裁剪式樣比小而不規則的裁剪式樣好，接縫清晰、美觀； （2） 接縫長度要盡量短，以減少浪費； （3） 對于無法避免的重疊接縫，應盡量使最少的接縫集中于一個地方； （4） 由于接縫處的強度比膜材強度低，所以沿主應力方向的接縫比同其垂直方向的接縫要經濟； （5） 沿薄膜表面最陡方向的接縫使雨、雪易于滑落，保持表面的干燥，防止出現由于大的雪載引起陷落。 單片的薄膜需通過一定的方式連接起來，為保證膜結構整體的強度和穩定性，接縫的強度應與主要膜材的強

7、度接近，接縫處平整，韌性好，彈性盡可能大，保證幾何曲面的美觀。此外，接縫處無破損，在安裝使用過程中無硬褶，表面不能滲水，對于充氣薄膜要保證不漏，接縫要能具有一定的耐化學侵蝕能力。主要的接縫形式有縫制、粘合、焊接、鉚接和夾鉗。其中前三種是最經常使用的接縫形式。縫制和粘合接縫的強度可能因受紫外線和高溫作用而降低，有效的保護辦法是在接縫處涂一層保護性的上光涂層或在薄膜上噴鋁霧。焊接是最佳的接合技術之一，焊接處的強度比膜材的強度還要高，焊接方法有熱氣、熱烙以及高頻熱壓。鉚接是很少采用的方法，而夾鉗一般用于臨時結構。所有這些接縫都屬于不可分接縫。有時膜建筑比較龐大，對此可制造分段標準構件，根據不同需要進行組合。建筑物擴建需增加或減少構件時，使用可分接縫來連接。可分接縫形式有拉鏈搭接、加壓搭扣、套環連接、栓接和聯系帶連接等。可分接縫也可具有很好的氣密性，但與不可分接縫相比，其造價昂貴，應盡量減少使用。 4. 結論 薄膜材料屬于柔性極大的高分子化學建材，它的材料性能、強度性能不同于一般的傳統建筑材料，并需通過特別的裁剪和連接技術才能應用于膜結構。薄膜材料的開發是一項系統工程，需要各系統及部門的共同努力。幾十年來，全世界膜結構迅速，建筑膜材的銷售額每年已達到30多億美元，我國目前