膜结构自行车棚中膜片间缝合节点的设计

- 2020-06-15-

  膜片间的连接,要使节点强度和膜材强度接近,又要使两者的延伸率尽量达到一致。此外,节点要具有防水性,在充气式膜结构自行车棚中,节点还要求不能漏气。膜节点可分为长期节点和可拆卸节点,本篇章我们来讲述一下缝合节点的设计:

  缝合节点的优点是缝具有灵活性,可以根据实际应力来选择缝线的类型、缝的行数、缝脚的数量等。缝合节点相当适合于由氟塑料制成的织物或承受低荷载的膜材,格外是在不能采用其它连接方法(例如焊接)的膜部位,主要采用缝合节点。在制作加工上,缝合节点是越经济的膜节点。

  为了尽越大可能使节点强度与织物强度达到致,缝合节点处的膜材应采用三层或四层进行加强,这可以通过折叠膜边来得到。但这将引起在受力时膜片单层膜和节点处双层膜延伸率的不同。在力学性质受到损害的情况下,此区域将会表现出较低的抗撕裂能力。一些调査表明撕裂主要发生在传力区域的多层缝附近。缝合区域的疲劳强度对整个建筑的耐久性起决定性作用。在双层底缝情况下,节点的防水性能得到了保证;然而,抗撕裂能力比膜材自身又差了很多。

  膜结构自行车棚中缝合节点的设计包括缝的宽度、条数和缝线的确定。缝合节点的宽度取决于以下四个方面:1)节点应力(纵向、横向或双向);2)连接的膜材(织物类型、渗入性、涂层类型);3)缝线(线材的类型、预应力、粗糙度);4)加工方法。在较高的拉应力情况下,加宽膜节点有定的作用,但效果有限,因为较宽边的外缝可能比内缝先行失效。

  缝合节点通常需要2~4条缝,条数的多少依赖于需传递的拉应力和缝合材料的防水性要求。然而,为了达到膜材强度的80%,至少应该有三条缝线。专项的机器能同时生成12条缝线。两条缝线之间的距离可以通过机器调整,幅度在8~25mm之间。单条缝线适用于两条膜边的初连接(预固定)。

  缝线的选择取决于它弹性的强度和延伸能力。为了通过缝线尽量均匀地传递荷载,建议采用比织物弹性的强度越高的缝线。从膜结构自行车棚变形的角度来说,缝线在织物内应该有较好的粘结,以免在应力下缝合节点的过度变形,同时又须允许变形。因此,缝线的延伸能力应该与织物在不同应力下的延伸能力一致。