膜材的连接技术

膜材的连接技术

单片的薄膜需通过一定的方式连接起来，为保证膜结构整体的强度和稳定性，接缝的强度应与主要膜材的强度接近，接缝处应当平整，韧性好，弹性尽可能大，保证儿何曲面的美观。此外，接缝处应当无破损，在安装使用过程中无硬褶，表面不能渗水，接缝要能具有一定的耐化学侵蚀能力。

膜结构的连接包括膜节点、膜边界、膜角点、膜脊和膜谷。膜结点是指膜裁剪片之间的连接，膜边界是指膜材与支承结构之间的连接，膜角点是指膜边界交汇的点，膜脊和膜谷是指支承结构最高和最低处膜的连接。

膜边界是指膜外边缘的固定部位，膜边界把膜结构承受的外荷载传递到其他建筑部件中，如支座、墙、基础等。膜边界可以分为柔性边界、刚性边界和弹性边界。柔性边界是指索和带连接的边界；刚性边界是将膜直接连接于钢、木或混凝土上，其边缘一一般设置可延展单元。理想的刚性单元边界形状是园或椭圆的，因为边界上任意点的受力条件几乎相等。具有钝角的多边形刚性边界上各点受力条件比较接近，但应尽可能避免矩形和锐角情况，因为在这样的角内，不仅安装困难而且拉应力情况比较复杂。

膜角点是指由两个膜边界交汇的点。膜角点的设计问题与几何角度、边界构造（柔性边界还是刚性边界）和切向力数值等有关。

膜脊是指不同区域膜材在较高位置上的交汇处，膜谷是指不同区域的膜材在较低位置上的交汇处。餐和谷的夹角可以是钝角或锐角。不同区域膜材在脊或谷的位置拥有共同的支撑单元，支撑单元可以是柔性的索或带，也可以是刚性的梁或桁架。

主要的接缝形式有缝制、粘合、焊接、铆接和夹钳。其中前三种是最经常使用的接缝形式。缝制和粘合接缝的强度可能因受紫外线和高温作用而降低，有效的保护办法是在接缝处涂一层保护性的上光涂层或在薄膜上喷铝雾。焊接是最优化的接合技术之一，焊接处的强度比膜材的强度还要高，焊接方法有热气、热以及高频热压。铆接是很少采用的方法，而夹钳一般用于临时结构。所有这些接缝都属于不可分接缝。有时膜建筑比较庞大，对此可制造分段标准构件，根据不同需要进行组合。建筑物扩建需增加或减少构件时，使用可分接缝来连接。可分接缝形式有拉链搭接、加压搭扣、套环连接、栓接和联系带连接等。可分接缝也可具有很好的气密性，但与不可分接缝相比，其造价昂贵，应尽量减少使用。影响膜节点性能和耐久性的因素主要有加工过程、连接材料（缝线、焊接温度、粘合剂）、找形和裁剪精度等。根据试验可知，在第1次施加荷载时纬向丝会卷曲在经向丝上，使膜材产生很大的延展。

为了解决这个问题采用了多种技术：

一种技术是，在编织过程中将纬向丝张拉同时控制双向的张拉程度，使得经向和纬向产生相同的延展量：

另一种技术是，在安装之前将初始的延展作为预延展加在膜材上，这样能够减少膜材在使用过程中产生的延展（松弛）尺寸稳定性也受到温度和湿度的影响。

由于温度变化和热膨胀的共同作用，膜材在长度方向上会产生变化。吸水也会使尺寸产生变化吸水通常由布基纤维的毛细管行为所致，这就是我们所熟悉的芯吸现象。

布基中的水不仅使膜材尺寸产生变化，而且使微生物大量繁殖而造成膜材的降解。芯吸还会促成由于FREEZE-THAW行为而造成的损坏。

芯吸现象可由涂层加以控制，这就要求涂层应阻挡水分的入侵。尼龙比涤纶对于芯吸现象更加敏感。不管是什么原因造成的尺寸变化都是非常严重的问题。

膜材在安装以后发生松弛直接导致“出兜儿，，这样会丧失膜材的预张力在风中和撕裂的情况下产生用动。对于建筑用张拉力的消失就意味着整个结构的消失。

所以在设计中注意尺寸的稳定性是十分重要的。

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