[实用新型]刚性边界膜材张拉预紧装置

说明书

本实用新型公开了一种刚性边界膜材张拉预紧装置，包括：配置在多边形刚性框架内的多边形膜材，包括膜材本体和一体形成在膜材本体周边的多个连接部，多个连接部与多边形刚性框架相对应设置，且多个连接部中相互对称的两个为一组；连接组件，其与连接部一一对应，连接组件的一端与连接部相连，其另一端与多边形刚性框架的一个框边相连；刚性边界板，卡接在膜材本体与多个连接部的连接处，并通过第一紧固件使膜材本体与多个连接部之间隔断或连接；多个伸缩装置，与连接部的组数相对应，每个伸缩装置配置为与其中一个连接组件相连，用以张拉多边形膜材；以及拉力传感器，适于连接在连接组件上，用以实时监测多边形膜材的预紧力。

技术领域

本实用新型涉及膜结构技术领域，尤其涉及一种刚性边界膜材张拉预紧装置。

背景技术

随着建筑向空间大跨方向发展，传统的建筑结构体系已无法满足现实需求。膜结构作为一种新兴大跨度空间结构，以其出色的跨越能力、较轻的质量和丰富的建筑表现力等优势，得到了广泛的研究和应用。然而，膜结构由于本身为柔性，需要施加张力来提供结构整体刚度，边界约束条件常常会影响其使用性能，同时，在风荷载或冲击荷载作用下膜面振动性能和耐久性能往往会被忽视。因此，为解决实际膜材边界约束问题和试验试件制备问题，需要探索更优解决方案。

现有技术中，实用性抗冲击检验方法有很多，比如落锤试验，落镖试验以及管件坠落试验等，这些试验由于不可控影响因素较多，一般精度较低，对靶板要求不高；已有学者进行的子弹射击试验，精度较高，实验效果也更显著，但是该试验安全性要求严格，需提前制备靶板，且该类试验对象多为刚性材料。

基于以上原因，需要一种刚性边界膜材楔形夹片式锚具和膜材张拉预紧装置及方法被设计出来，不仅可以提供一种膜材刚性边界约束条件和一套膜材张拉预紧装置及方法，克服部分膜结构柔性边界约束不足的问题，而且可以在膜材张拉过程中也能较准确测得预紧力值，同时，也可供部分类似织物和板材预紧和固定。

发明内容

本实用新型旨在解决上述现有技术存在的问题之一，本实用新型的目的在于提出一种刚性边界膜材张拉预紧装置，该装置能够有效建立膜材刚性边界约束条件，克服部分膜结构柔性边界约束不足的问题，提高测试精度和测试安全性能，同时，膜材刚性边界楔形夹片式锚具构造简单，操作方便，工作稳定性良好；克服了常规膜结构膜面张力不易确定的问题，确保均匀施加预紧力的同时能够准确测得膜材预紧力数值，试验操作效率高且实验效果更好。

根据本实用新型的一种刚性边界膜材张拉预紧装置，包括：

多边形刚性框架；

多边形膜材，配置在所述多边形刚性框架内，包括膜材本体和一体形成在膜材本体周边的多个连接部，多个连接部与多边形刚性框架相对应设置，且所述多个连接部中相互对称的两个为一组；

连接组件，其与所述连接部一一对应，所述连接组件的一端与连接部相连，其另一端与所述多边形刚性框架的一个框边相连；

刚性边界板，卡接在所述膜材本体与多个连接部的连接处，并通过第一紧固件使所述膜材本体与所述多个连接部之间隔离或连接；

多个伸缩装置，与所述连接部的组数相对应，每个伸缩装置配置为与其中一个连接组件相连，用以张拉所述多边形膜材，使得所述多边形膜材同时同步进行相同的拉伸变形；以及

拉力传感器，适于连接在所述连接组件上，用以实时监测所述多边形膜材的预紧力，

当拉力传感器监测到所述伸缩装置张拉所述多边形膜材的预紧力未达到阈值时，所述膜材本体与所述多个连接部同步变形；当拉力传感器监测到所述伸缩装置张拉所述多边形膜材的预紧力达到阈值时，由所述刚性边界板隔离所述膜材本体与所述多个连接部，防止所述膜材本体回缩变形。