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膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的恒載主要包括以下幾個(gè)方面:
1. 膜材料自重:膜結(jié)構(gòu)采用的高強(qiáng)度柔性薄膜材料本身具有一定的重量,這是恒載的主要部分。
膜材料自重是指面積為1平方米的薄膜材料本身的重量,通常用千克/平方米(kg/㎡)來表示。不同種類的膜材以及不同厚度的膜材,其自重也有所不同。
目前國際上通用的膜材種類有聚脂纖維織物涂聚氯乙烯(PVC)、玻璃纖維織物涂聚氯乙烯、玻璃纖維織物涂聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纖維織物涂聚有機(jī)硅樹脂、ETFE膜材等。其中,PVC材料和PE材料的自重與厚度有關(guān)。例如,PVC材料(0.2 mm)的自重會(huì)不同于PVC材料(0.3 mm)或(0.5 mm)的自重。
一般來說,膜材的厚度在0.5~1.2mm之間,自重范圍大致為0.5~2.0 kg/㎡。但請(qǐng)注意,這只是一個(gè)大致的范圍,具體的膜材自重還需根據(jù)具體的材料種類和厚度來確定。
2. 附屬覆蓋物自重:如果膜結(jié)構(gòu)上附著有其他永久性覆蓋物,如保溫棉、吸音材料、裝飾面板等,它們的重量也是恒荷載的一部分。
3. 構(gòu)造層重:包括涂覆層如防火涂料、防污涂層等,若其厚度和重量對(duì)整體結(jié)構(gòu)影響顯著,則需考慮。
4. 固定填充物重量:對(duì)于充氣式膜結(jié)構(gòu),雖然氣體可視為動(dòng)態(tài)荷載,但在設(shè)計(jì)時(shí)通常假設(shè)氣壓穩(wěn)定,因此可作為恒荷載處理。此外,某些膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部可能填充固定量的灌封材料以增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性或提供隔熱效果,其重量也應(yīng)計(jì)入恒載。
5. 土壓力:膜結(jié)構(gòu)與地基或基礎(chǔ)之間的相互作用產(chǎn)生的土壓力,尤其是在地下或半地下膜結(jié)構(gòu)中,地基反力是重要的恒荷載來源。
6. 預(yù)應(yīng)力:膜結(jié)構(gòu)往往通過施加預(yù)應(yīng)力來保證形態(tài)穩(wěn)定和抵抗外部荷載,盡管預(yù)應(yīng)力是一種內(nèi)部作用力而非直接外部荷載,但從結(jié)構(gòu)響應(yīng)的角度來看,它對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響類似于恒荷載。
在進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要充分考慮這些恒載因素,以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí),還需要根據(jù)具體的使用場(chǎng)景和要求,選擇合適的膜材料和支撐結(jié)構(gòu),并進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以充分發(fā)揮膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和特性。
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