【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于深基坑施工，尤其涉及一种建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法。
技术介绍
1、薄膜结构就是以建筑膜材作为主要受力构件的结构，其经过几十年的快速发展已经成为空间结构大家族中生气勃勃的新成员。伴随着膜结构在国内外的迅猛发展，其破坏事故也时有发生。膜结构属于轻柔结构，绝大部分破坏由大雪或强风引起。针对膜结构大面积破坏的一系列事故的研究发现，其破坏时膜面的局部应力虽然都超过了材料强度设计值，其数值也仅为抗拉强度的二分之一，它们均是因为膜材的局部撕裂扩展为整体破坏。对于一般织物类膜材料，其抗撕裂性能远差于抗拉性能。膜材料可能存在的断丝、裂缝、孔洞缺陷和使用中产生的折痕等损伤，使膜材在过大的雪荷载、风荷载作用下产生应力集中导致撕裂，撕裂扩展使得膜面发生整体破坏。撕裂破坏作为柔性复合材料的一种主要的破坏形式，其抗撕裂强度与其表面的切缝等损伤长度密切相关，目前针对这方面进行研究时需要开展大量的试验得到不同切缝长度情况下的抗撕裂强度值，耗时耗力，很不方便。基于上述问题，本专利技术设计了一种基于解析公式和撕裂试验的建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法，采用更为直接简便的方法建立了膜材抗撕裂强度与切缝长度的关系公式，应用于膜材的抗撕裂性能评估和膜结构设计中。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法，针对任意初始切缝长度的抗撕裂强度值都可以直接计算得到，无需再进行大量试验，方便膜材的抗撕裂性能评估和膜结构设计。
2、本
3、一种建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法，包括如下过程：
4、步骤1：获取膜材相关参数数据并输入到综合管理系统中，综合管理系统的计算单元基于相关理论模型建立膜材切缝长度与抗撕裂强度的关系公式并存储在存储单元中，该关系公式中包含膜材的未知参数临界应变能释放率；
5、步骤2：由技术人员进行膜材的中心撕裂试验，获取荷载-位移曲线，根据荷载-位移曲线稳定阶段的下降段锯齿状波动平行四边形面积，计算膜材的临界应变能释放率实测值并输入到综合管理系统中；
6、步骤3：综合管理系统的计算单元接收步骤2获取的临界应变能释放率实测值并代入步骤1的关系公式，实现膜材在任意切缝长度情况下的抗撕裂强度值计算，并将计算值通过显示单元进行可视化展示，供技术人员实时查看。
7、进一步地，所述步骤1中关系公式的获取原理如下：
8、根据griffith能量平衡原理，织物膜材因切缝的存在而释放的应变能ue完全转换为切缝的表面能us，能量平衡表示如下：
9、
10、其中：
11、us＝2a·t·2γ (2)
12、结合公式(1)和(2)得：
13、
14、式中，γ表示单位裂纹表面的表面能，t表示膜材的厚度；a表示切缝半长，2γt表示膜材的内部属性，用临界应变能释放率gic来表示，具体如下：
15、
16、针对撕裂扩展瞬间，释放的应变能等于将切缝闭合至初始状态所做的外力功w，其计算公式为：
17、
18、式中，σc为抗撕裂强度；v(x)为撕裂扩展瞬间切缝表面相对于初始闭合状态的位移值；
19、再结合hedgepeth模型将w求出：首先将式(5)转化为纱线层面的计算形式：
20、
21、式中，nc表示切断纱线根数，m表示切断纱线的序号，p0表示夹持端纱线轴力；vm(0)表示切缝所在截面上纱线的轴向位移值；再将式(6)转化为如下形式：
22、
23、式中，e是膜材外荷载方向上的弹性模量，gxy是其剪切模量；n是试样单位宽度内拉伸方向的纱线根数；
24、将式(7)代入式(4)，最终得到膜材在任意切缝长度2a情况下的抗撕裂强度值σc与其临界应变能释放率gic的关系公式：
25、
26、进一步地，所述步骤2中，所述平行四边形面积指的是中心撕裂试验获取的荷载-位移曲线稳定阶段的下降段锯齿状波动平行四边形面积。
27、本专利技术具有如下有益效果：
28、本专利技术采用更为直接简便的方法建立了膜材抗撕裂强度与切缝长度的关系公式，针对任意初始切缝长度的抗撕裂强度值都可以直接计算得到，无需再进行大量试验，更加方便膜材的抗撕裂性能评估和膜结构设计，省时省力。
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1.一种建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法，其特征在于，包括如下过程：
2.根据权利要求1所述的建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法，其特征在于，所述步骤1中关系公式的获取原理如下：
3.根据权利要求1所述的建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法，其特征在于，所述步骤2中，所述平行四边形面积指的是中心撕裂试验获取的荷载-位移曲线稳定阶段的下降段锯齿状波动平行四边形面积。
【技术特征摘要】
1.一种建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法，其特征在于，包括如下过程：
2.根据权利要求1所述的建筑用涂层织物膜材抗撕裂强度计算方法，其特征在于，所述步骤1中关系公式的获取原理如下：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：包晗，陈刚，黄峰，梅江涛，蔡国俊，张若豪，刘阳，顾波，俞方罡，吕强华，
申请(专利权)人：中建八局第三建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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