行業(yè)動(dòng)態(tài)

張拉膜和充氣膜


依據(jù)《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS158:2015,膜結(jié)構(gòu)的形式可分為四類(lèi),即:整體張拉式膜結(jié)構(gòu)、骨架支承式膜結(jié)構(gòu)、索系支承式膜結(jié)構(gòu)、空氣支承式膜結(jié)構(gòu)。

整體張拉式膜結(jié)構(gòu)

 


骨架支承式膜結(jié)構(gòu)

 

索系支承式膜結(jié)構(gòu)


 

空氣支承式膜結(jié)構(gòu)


這樣分類(lèi)是延續(xù)了《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》2004版本,這在當(dāng)時(shí)是合理的。一是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的膜結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì),都是整體進(jìn)行的。結(jié)構(gòu)體系是鋼結(jié)構(gòu)骨架支承,還是索結(jié)構(gòu)支承,或是整體張拉,從支承結(jié)構(gòu)的角度看,差別還是比較大的。二是因?yàn)楫?dāng)時(shí)空氣支承式膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用還比較少,所以對(duì)再分的氣承式和氣枕式,以及氣肋式和氣囊式,從計(jì)算設(shè)計(jì)和施工安裝方面沒(méi)做更多的區(qū)別規(guī)定。


隨著膜結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)20多年的發(fā)展,膜結(jié)構(gòu)市場(chǎng)越來(lái)越細(xì)分,大中型膜結(jié)構(gòu)的支承體系,無(wú)論是鋼結(jié)構(gòu),還是索網(wǎng)結(jié)構(gòu),一般已經(jīng)不在膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工范圍內(nèi)了。而且,在鋼結(jié)構(gòu)或索結(jié)構(gòu)支承的單元內(nèi),膜結(jié)構(gòu)可能有飛柱、可能有支撐拱,自身就是整體張拉式。

因此,在膜結(jié)構(gòu)被從整體結(jié)構(gòu)中細(xì)分出來(lái)后,整體張拉式、骨架支承式、索系支承式三者之間,從膜結(jié)構(gòu)自身的計(jì)算設(shè)計(jì)、施工安裝角度看,已經(jīng)幾乎沒(méi)有差別了。如下圖,整體張拉式時(shí)U型夾連接的是脊索或谷索、索系支承式時(shí)U型夾連接的是徑向索、骨架支承式時(shí)U型夾連接的是連膜鋼管,而膜單元的節(jié)點(diǎn)形式卻是相同的。但,這三種形式的膜結(jié)構(gòu)卻有一個(gè)共同點(diǎn),即:膜面都需要張拉,因此可以統(tǒng)稱(chēng)為張拉膜結(jié)構(gòu)。


 

張拉膜結(jié)構(gòu)的典型張拉節(jié)點(diǎn)

 

張拉膜(整體張拉式)



張拉膜(骨架支承式)


 

張拉膜(索系支承式)

 

這也引出另外一大類(lèi)膜結(jié)構(gòu)形式,充氣膜結(jié)構(gòu)。充氣膜結(jié)構(gòu)的膜面預(yù)張力,不是通過(guò)張拉取得的,而是通過(guò)充氣獲得的,而且維持膜面張力需要持續(xù)的充氣。這也是張拉膜結(jié)構(gòu)與充氣膜結(jié)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別。充氣膜結(jié)構(gòu)依據(jù)充氣空間和充氣壓力的不同,又再分為氣承式、氣枕式、氣肋式。

因此本文從膜面預(yù)張力的施加方式(這決定了膜結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)形式和施工方法),將膜結(jié)構(gòu)的分類(lèi)如下圖表示:

 

當(dāng)然本文這么分類(lèi),不僅不是否定《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》而是完善了規(guī)程,是為了順應(yīng)目前膜結(jié)構(gòu)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì),突出膜結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn),根據(jù)膜面預(yù)張力的施加方式,進(jìn)一步完善膜結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工安裝。