PVC膜材循环拉伸性能.pdfVIP

第十届全国现代结构工程学术研讨会 PVOn莫材循环拉伸性能 周传志张其林张营营 同济大学建筑』 程系，上海200092 提要：为了考察Pvc膜材在循环荷载下的拉伸性能，分别在弹性阶段、变形强化阶段、应力强化阶段对PVc膜材进行循环 拉伸实验，在实验中观察PVC膜材的残余应变、加载和卸载中弹性的变化以及经纬向变形的差异，并对结果进行了 分析。结果表明，PVC膜材呈明显的弹塑性特征，其残余应变随着循环应力水平的增加而增加，且经向残余应变略 小于纬向，其滞回曲线所包含的面积随循环次数的增加而减少。 关键词：PVC膜材：循环拉伸；残余应变：粘弹性；弹塑性 一、引言 从上海八万人体育场算起，现代膜结构在我国已有近十年的发展历史。由于其极富现代气息的艺术表 现力及完全不同于传统结构的力学性能，膜结构的研究与应用受到众多建筑师、结构师和相关科研人员的 关注…。聚氯乙稀 PVC 膜材作为建筑膜材的一种，自然成为相关科研人员的关注对象。 PVC膜材韧性好，运输方便，颜色多样化，易安装施工。但其强度、耐火性、自洁性、耐久性和耐老 化性较差I21。为了改善PVC膜材的耐火性，近年来已研发出以氟素系树脂于PVC膜材的表面处理上做涂层。 脏污和发霉。PVDF膜与一般的PVC膜比较，耐用年限可达7～lO年左右，耐火性基本上达到了难燃级水平pJ。 由于PVC低廉的成本和施工费用，其应用十分广泛。 膜结构是一种柔性结构，在安装和使用过程中必须施加预张力，使其产生应力刚度，具有刚度的膜， 才可以作为结构承受外荷载。因此，膜材在使用过程中时刻保持处处张紧是非常重要的。膜材作为结构的 一部分，大都暴露在空气中，其不可避免地要受到风荷载的作用，风对膜材的作用主要表现为膜结构受到 循环荷载的作用。这种作用必然会使膜材产生附加的塑性变形，减小膜材原有的预张力，影响到膜材的使 用。因此在循环荷载作用下PVC膜材的残余应变直接影响膜结构的使用，有必要对PVC膜材的循环拉伸性能。 二、循环拉伸实验 试验采用深圳新三思公司制造的微机控制电子万能 拉伸 试验机，配置高精度拉力传感器，根据试验过 程中作用于试样上的拉力与截面面积之比得到应力，利用夹具问的位移来计算应变。试验时室温为 24±1 ℃，相对湿度为 66±1 ％。 一 拉伸试件 1202PVC膜材，裁剪有效长 本文试件的裁剪参照文献14l的裁剪方法进行，选取厚度为7849m的Farrari 体的试件尺寸如图l。试验拉伸速度取100ram／min。 工业建筑2010增刊 第十届全同现代结构T程学术研讨会 单位：mm 历7哆…… ∞f ：夹持端：夹持线 夹持线r夹持端：翕： o ’， ／． ∞t 比物…一 ——o[[／，。X I-50上～200±l——一-4-50— L——————300-+L一———————·—J 图1 试件尺寸 二 拉伸方案 与其他种类的膜材一样，PVC膜材也具有材料非线性，对PVC膜材进行单轴拉伸试验的结果 试验结果 如图2 表明，PVC膜材在单轴荷载作用下应力一应变曲线分为三个阶段。第一阶段：线性阶段；第二阶段： 变形强化阶段；第三阶段：应力强化阶段。本文将拉