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张拉膜结构工程维护之四

预应力和二次张拉

  膜结构的稳定依赖于膜内预应力的保持。预应力的水平影响膜在荷载作用下的变形。如果预应力太低,膜就会产生较大位移,在风作用下发生颤振。

  因为膜材在荷载的持续作用下会产生松弛和徐变,所以在使用期间膜内预应力会发生变化。用于特定结构的膜材性能可以通过双轴试验来确定,并应用于预应力设计中。处理膜材料在使用期内产生的松弛和徐变的处理方法有两种,其一是安装时施加一个较高的初始应力,其二是使用一段时间之后实施二次张拉。

  负责结构设计的工程师必须预先给出施工完成后的预应力水平,以便在结构建成后进行核实。而且工程师也必须确定每隔多长时间用何种方式量测一次预应力水平。

  预应力水平监测既可以通过推动膜材或者感觉扣带(非常小的结构)对侧向位移的抵抗力等简单方法得到,也可以通过张力计、测压元件或者几何测量的方式进行现场测试得到。

  何时需要对结构实施二次张拉由维护设计确定的预应力水平决定。只有设计了可调节的部件(比如:索头的花篮螺栓、支承柱的伸缩杆等)才可能实现二次张拉。很多结构都被设计成使用寿命内能够保持最小预应力。二次张拉常常不能实现。对于这种情况,双轴测试和膜材裁剪的长度补偿及加工制作中的容差控制都应该予以特别重视或采用特殊方法。



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