膜构知识库
单层张拉式ETFE膜单元的计算分析
ETFE膜材为各向同性均质材料，其强度指标可通过单轴拉伸试验确定。根据其单轴拉伸试验曲线的特点，ETFE膜材的强度指标包含了第一屈服强度、第二屈服强度以及极限抗拉强度。
ETFE膜材在应力不超过第一转折点时可以认为是线弹性材料，第一转折点和第二转折点之间材料发生了屈服，两个转折点分别定义为ETFE膜材的第一屈服点和第二屈服点。图中，B点即为第一转折点，对应的应力为第一屈服强度；C点即为第二转折点，对应的应力为第二屈服强度。
ETFE膜材断裂时可发生400%左右的变形，但第一屈服点和第二屈服点对应的应变只有2~3%和15~20%。当应力小于第一屈服点时可认为是各向同性的线弹性材料。如上图，取O点与B点、B点和C点的连线的斜率分别作为ETFE膜材的第一、第二弹性模量，其数值分别为650MPa、50MPa。
荷载效应分析时，在各种荷载组合作用下，膜面各点的最大主应力应满足下列要求：
σmax ≤ f
f = fk/γR
式中：
σmax — 在各种荷载组合作用下的最大主应力值；
f — 对应于最大主应力方向的膜材抗拉强度设计值；
fk — 张拉式时，取第一屈服强度标准值；气枕式时，取第二屈服强度标准值；
γR — 膜材抗力分项系数；第一类荷载效应组合时，张拉式γR=1.8、气枕式γR=1.4；第二类荷载效应组合时，γR=1.2。
ETFE膜材的透光率极高、重量极轻、颜色丰富，因此得到了业主和设计师的青睐。ETFE膜材最初常应用于多层气枕式膜结构。
最近几年，ETFE膜材在单层张拉式膜结构中到了越来越多的应用。但由于ETFE膜材的强度不高，如果需要膜单元大跨度，实际工程中一般采用加膜面索的方式，以提高膜面的承载能力。