张拉索膜构造系统及其施工技能
膜构造是指积极有利地势用膜状资料，并在构造及修建设计上充沛表现膜构造特点的构造方式。膜构造开始于远古时代游牧民族以兽皮做顶、树枝做柱所建立的帐篷，进入近代社会以来，人们应用相似的道理，制造暂时性的设备，如行军野营用的帐篷等。那时的屋面资料仅为一些做了简略防水处置的织物，在强度、不变性以及经久性等方面均难以到达永世修建的要求。上世纪50-60年月，跟着化学工业的飞建开展，加工复合资料工艺的提高，使作为屋顶运用的膜材的综合功能得以改善和进步，为这一新兴修筑方式的盛行打下了优越的物质根底。还，跟着社会开展和生涯程度进步，人们但愿打破传统修建构造方式和作风的局限，膜构造以其新奇共同的修建造型适应了人们的这一愿望。

　　现代膜构造工程是集修建学、构造力学、化工学、资料学及核算机学为一体的高科技工程”，。因为它共同的功能和激烈的视觉冲击结果，很快被人们所承受，并呈现了不成阻挠的开展态势。膜构造修建合用局限很广，可用于体育修建、展览修建、文娱修建、上演修建、机场修建及各类海滨文娱休闲修建及设备。

　　1 膜构造分类

　　从构造方式上膜构造修建可简略地归纳综合为充气式、骨架式和张拉式三大类口。

　　1．1 充气式膜构造(Air Supported Membrane Structure)

　　充气式膜构造是依托膜曲面表里气压差来维持膜曲面的外形。这种索膜修建前史较长，但因在运用功用上分明的局限性(如形象单一、空间要求气闭等)，使其使用面较窄；但充气式索膜系统造价较低，施工速度快，在特定的前提下又有分明优势。1970年日本大阪万国博览会的美国馆，采用的就是这种构造，它标记着膜构造的开端。

　　1．2 骨架式膜构造(Framework Membrane Structure)

　　骨架式索膜修建常在某些特定的修建中被采用，是因为其构造方式自身的局限性(骨架系统自均衡，膜体仅为辅佐物，使膜体强度高的特点发扬缺乏等)；而骨架方式与张拉方式的连系运用，常可获得更富于转变的修建结果。骨架式索膜系统修建显示宛转，构造功能有必然的局限性，造价低于张拉式系统。1996年亚特兰大奥运会主体育馆(佐治亚穹顶)为这类构造的典型工程。

　　1．3 张拉式索膜构造(Tensioned Cable-Membrane Structure)

　　张拉式索膜修建可谓索膜修建的精髓和代表。张拉索膜构造中膜曲面经过预应力维持本身外形，膜既是修建物的圈护体又作为构造来抵当外部荷载效应。因为其修建形象的可塑性和构造方式的高度灵敏性和顺应性，该构造方式的使用极端普遍。张拉式索膜构造又可分为索网式、脊谷式等。这种系统富于显示力，构造功能强，但造价稍高，施工精度要求也高。这类工程最典型的是美国丹佛机场候机大楼。

　　2 张拉索膜构造系统

　　张拉式索膜构造系统由膜体(膜材)、张拉索(边索、谷索、脊索和拉地索)、支承构造、锚固系统及各局部之间的衔接节点等构成。

　　2.1 膜材

　　膜材是由高强度的织物基材加上聚合物涂层组成的复合资料。膜材依据基材和外表涂层的分歧，普通分为三大类：A种膜材(玻璃纤维基材、PTFE涂层)、B种膜材(玻璃纤维基材、硅酮涂层)、C种膜材(聚酯长丝基材、PVC涂层)。个中A种膜材多用于美洲和日本，C种膜材在欧洲较为经常见，而B种膜材因为其本身功能等缘由很少采用。

　　2.2索

　　经常见膜构造中所用的索有钢丝等。依据索所在的地位和功用的分歧可将索分为边索、谷索、脊索和拉地索。

　　2.3支承构造

　　膜构造都是支承在必然的构造系统上。依据支承前提分歧可将索膜构造支承系统分为三大类：刚性支承系统、柔性支承系统和夹杂支承系统。因为膜构造靠构造内的预应力来构成修建的造型，故对支承构造的装置精度要求较高。在膜构造吊装前，须依据标准和设计要求对支承构造进行复测，并做复测记载。

　　2.4锚固系统

　　属于自均衡系统的索膜构造，其索和膜的预应力是由鸿沟构造构件来接受的，而非自均衡构造是经过抗拉锚固系统传递抵当索拉应力效应的。抗拉锚固系统可分为以下几类：重力锚固系统、抗拔桩锚固系统、阻力锚固系统(板式、蘑菇式、挡土墙式)、摩擦锚固系统和岩石锚固系统等。

　　2．5 节点

　　膜构造的衔接包罗膜节点、膜鸿沟、膜角点、膜脊和膜谷。膜节点是指膜裁剪片之间的衔接，膜鸿沟是指膜材与支承构造之间的衔接，膜角点是指膜鸿沟交汇的点，膜脊和膜谷是指支承构造最高和最低处膜的衔接。节点设计是膜构造设计不成短少的一局部，设计节点时不只要思索节点的功用要求，还应该知足美观的需求，且作为屋面节点还应该有优越的防水功能。 　

　　3 张拉膜构造施工技能 

　　3．1 膜材裁剪、包装及运输

　　索膜构造体形凡间都较为复杂，各类角度转变较多，且加工精度要求十分高。在制造进程中要增强质量治理，包管制造精度。在膜构造制造前，需求对工程所用膜材及配件按设计和标准要求进行材质和力学功能查验，如膜材的双向拉伸实验。膜材加工制造要严厉按设计图纸在专业车间由专业人员制造。因为索膜构造凡间均为空间曲面，裁剪就是用平面膜材透露表现空间曲面。这种用平面膜材拟合空间曲面的办法必定存在误差，所以裁剪人员在膜材裁剪加工进程中参加一些弥补办法是相当需要的。对已裁剪的膜片要辨别进行尺寸复测和编号，并具体记载实测偏向值。裁剪功课进程中应尽量防止膜体折叠和弯曲，以免膜体发生弯曲和折叠毁伤而使膜面褶皱，影响修建美观。膜片下料完成后再依据排水偏向和膜片衔接节点确定热熔合方案。在正式热合加工前，要进行焊接实验，确保焊接处强度不低于母材强度。

　　经查验及格的制品膜体，在包装前，应依据膜体特征、施工方案等确定完美的包装方案。如聚四氟乙烯为涂层的是玻璃纤维为底层的膜资料可以以卷的方法包装，个中卷芯直径不得小于100mm，关于无法卷成筒的膜体可以在膜体内衬填软质填充物，然后折叠包装。包装完成后，在膜体外包装上标志包装内容、运用部位及膜体折叠与睁开偏向。在膜材运输进程中要尽量防止重压、弯折和损坏。还在运输时也要充沛思索装置次第，尽量将膜体一次输送到位，防止膜体在场内的二次运输，削减膜体受损的时机。

　　膜材加工制造工艺漉程为：膜裁剪出图→审图→膜加工技能交底→查验→放样→裁剪→膜材预拼装→膜材热熔合→边缘加工→成型尺寸复核→清洗→包装→出厂。

　　3．2 支承构造装置

　　张拉索膜构造的支承可分为刚性鸿沟和柔性鸿沟。支承构造装置误差的巨细，不只直接影响修建的外观，还影响构造内预应力的散布，严峻者将影响构造的平安性。在装置支承钢构造前，应按标准和设计要求对钢构造根底的顶面标高、轴线尺寸做严厉的复测，并作复测记载。

支承构造装置工艺流程为：钢构造预埋交底→钢构造预埋→钢构造制造→根底预埋复核→构件防腐涂装→构件防火涂装→构件吊装。

　　3．3膜体装置

　　3．3．1 预备任务

　　膜体出场装置前，应组织项目有关人员对施工方案进行评审，确定具体的装置功课与平安技能办法。先复核支承构造的各个尺寸，使每个节制点的装置误差均在设计和标准答应的局限内；对膜体及配件的出厂证实、产物质量包管书、检测申报及种类、规格、数目进行验收；反省膜体外观能否有破损、褶皱，热熔合缝能否有零落，螺栓、铝合金压条、不锈钢压条有无拉伤或锈蚀，索和锚具涂层能否毁坏。

　　在组织验收构件的还，还应依据场地前提和施工方案搭设膜体睁开平台，装置平安网。对大型的张拉膜构造，要搜集装置时期的气候信息。装置进程中要亲密留意风向和风速，防止膜体发作颤抖景象。在强风或大雨天色要实时中止施工，并接纳响应的平安防护办法。

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