本篇文章給大家談談鋼結構連廊設計圖,以及鋼結構連廊設計圖紙對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔,本文目錄一覽:,1、,機場建設需要哪些工種,2、,熱搜榜為什么舊樓加裝電梯要審5個月?,3、,請問跨度4.2 長7米的閣樓該怎么設計鋼結構,4、,主承重鋼梁(工字鋼)長度不夠可以焊接嗎?,5、,什么是型材屋面?,6、,舊樓外墻裝飾裝修公司會提供改造方案嗎?
本篇文章給大家談談鋼結構連廊設計圖,以及鋼結構連廊設計圖紙對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。
本文目錄一覽:
- 1、機場建設需要哪些工種
- 2、熱搜榜為什么舊樓加裝電梯要審5個月?
- 3、請問跨度4.2 長7米的閣樓該怎么設計鋼結構。
- 4、主承重鋼梁(工字鋼)長度不夠可以焊接嗎?
- 5、什么是型材屋面?膜結構?
- 6、舊樓外墻裝飾裝修公司會提供改造方案嗎?
機場建設需要哪些工種
根據《建設工程分類標準》GB50359機場屬于民用建筑工程中的交通建筑工程。故包括:地基基礎工程,主體結構工程,屋面工程,建筑裝飾裝修工程,建筑給水、排水及采暖工程,建筑電氣工程,建筑智能化工程,通風與空調工程,電梯工程,室外工程,其他交通建筑工程等。
1)地基基礎工程。包括:土方工程、地基處理工程、樁基工程、地下防水工程、混
凝土基礎工程、砌體基礎工程、勁性(鋼管)混凝土工程、鋼結構工程、其他地
基基礎工程。
2)主體結構工程。包括:混凝土結構工程、勁性(鋼管)混凝土結構工程、砌體結
構工程、鋼結構工程、網架和索膜結構工程、其他主體結構工程。
3)屋面工程。包括:卷材防水屋面工程、涂膜防水屋面工程、剛性防水屋面工程、
瓦屋面工程、隔熱屋面工程、其他屋面工程。
4)建筑裝飾裝修工程。包括:地面工程、抹灰工程、門窗工程、吊頂工程、輕質隔
墻工程、飾面板(磚)工程、幕墻工程、涂飾工程、裱糊與軟包工程、細部工程、
其他裝飾裝修工程。
5)建筑給水、排水及采暖工程。包括:給水系統工程、排水系統工程、熱水供應系
統工程、衛生器具工程、采暖系統工程、建筑中水系統工程、游泳池系統工程、
其他建筑給水排水及采暖工程。
6)建筑電氣工程。包括:室外電氣工程、變配電室工程、供電干線工程、電氣動力
工程、電氣照明工程、備用和不間斷電源工程、防雷及接地工程、其他建筑電氣
工程。
7)建筑智能化工程。包括:通信網絡系統工程、辦公自動化系統工程、建筑設備監
控系統工程、火災報警及消防聯動系統工程、安全防范系統工程、綜合布線系統
工程、智能化集成系統工程、其他建筑智能化工程。
8)通風與空調工程。包括:送排風系統工程、防排煙系統工程、除塵系統工程、空
調風系統工程、凈化空調系統工程、制冷設備系統工程、空調水系統工程、其他
通風與空調工程。
9)電梯工程。包括:電力驅動的曳引式或強制式電梯工程、液壓電梯工程、自動扶
梯自動人行道工程、其他電梯工程。
10)室外工程。包括:車棚工程、圍墻工程、大門工程、擋土墻工程、垃圾收集站工
程、建筑小品工程、道路工程、亭臺工程、連廊工程、花壇工程、場坪工程、綠
化工程、其他室外工程。道路工程
道路工程是指機場場道工程,包括:土石方工程、道面基礎工程、道面工程和排水工程。
機場跑道道面分為剛性道面和非剛性道面。跑道附屬區域的工程包括:跑道道肩工程、機電工程等;市政等各類工程中的設備、管路、線路工程。跑道安全帶工程、凈空道工程、滑行道工程等。
綜上所述,則可以根據設計圖紙及承包施工范圍,確定施工各工種的人員配備。
熱搜榜為什么舊樓加裝電梯要審5個月?
加裝電梯可不是簡單的建個井道裝臺電梯就完事的,他有很多的流程,下面我發出來你可以看一下
一、加裝電梯前期準備工作
1.加裝電梯基本條件:
1.1單元梯位三分之二以上業主自愿并同意;
1.2新增電梯總平布局、規劃用地使用、新舊建筑結構銜接、環境消防安全等可行性分析能達到規范基本要求;
1.3加裝費用分擔、建造資金籌集及電梯后期運行維護保養分攤等方案內容,加裝電梯的專有部分業主之間達成統一意見。
2.加建電梯意見咨詢:
2.1收集所有單元梯位各業主對本單元加裝電梯的具體意見和建議,確定是否同意進行電梯加建;
2.2由提議加建電梯的業主或小區物業牽頭收集并填寫《舊住宅加建電梯所在樓梯號各層住戶簽字意見表》,被要求時公司可安排人員進行配合;
3.資料收集
單元梯位各業主通過協商,選出業主代表,以方便業務咨詢、溝通協調、資料收集、規劃審批、施工配合等相關工作開展;
必備資料匯總:
3.1授權委托書、承諾書3.2同意增設電梯業主簽名表
3.3同意增設電梯業主所屬房屋產權證復印件
3.4房屋產權人居民身份證復印件
3.5常住人口身份證復印件(并注明聯系電話或方式)
3.6戶口簿復印件
3.7所在小區總平圖復印件
3.8本樓建筑平面圖復印件
3.9本樓建筑立面圖復印件
備注:a.建筑檔案館調取資料需提供:產權人身份證明、產權證原件;
b.以上資料信息收集由業主代表負責收集。
4.增設電梯圖紙設計
4.1業主代表根據所有業主意見,與公司進行溝通,確定增設電梯初步方案:電梯品牌及尺寸、結構布局、井道外形及外飾等;
4.2公司根據業主要求及樓層建筑實際狀況,委托資質建筑設計單位進行圖紙設計;
4.3設計完成后,由業主代表配合公司組織其他業主進行圖紙審核,不合理或有其他意見的,在設計規范許可下在進行修改完善。
二、公示要求
根據《福州市既有住宅增設電梯的若干意見(暫行)》文件要求,加裝電梯方案應在所屬小區內進行小區公示;
1.公示時間:十天
2.公示資料:
2.1資質建筑設計單位提供的電梯加裝后的總平圖、各層平面圖及立面圖、總體效果圖及相關施工圖紙;
2.2簽字的《舊住宅加建電梯所在樓梯號各層住戶簽字意見表》;
2.3施工時間、施工期間安全事項及相關事務;
3.業主需請公證處、所屬社區或業委會對公示情況進行見證備案,并由其出具公示證明。
三、加裝電梯總體方案
1、根據大樓的現場條件、結構情況和地理位置,考慮到小區實際安裝條件和用戶使用安全性、實用性、經濟性、美觀性,建議如下:
2.1電梯載重800kg
2.2速度1.0m/s
2.3轎廂尺寸:寬1400mm×深1400mm×高2400mm
2.5井道外尺寸:寬2500mm×深2200mm
2.6??空拘颍菏渍荆ǖ孛鎸樱?、二層半、三層半、四層半、五層半.....
2.7井道外觀:地面層2.5米采用四面瓷磚,其余樓層采用鋁單板
2.8連廊:鋪設連廊,采用鋼結構過道,鋪設樓層板并澆筑混凝土,再鋪設防滑瓷磚,過道兩側做通風采光處理,安裝鋁合金框架、鋼化玻璃和不銹鋼護手,連廊頂部安裝吊頂和感應燈。
3、電梯基坑
3.1電梯基礎位置位于建筑物北側正對樓道上下梯口,井道與墻壁約3米
3.2基礎材料采用抗滲漏P6等級水泥,墻壁厚300mm,底坑基礎厚500mm,混凝土強≥C30?;A樁基壓4根樁,樁長以承壓為準,單根樁基承壓50T
基礎工程屬整個工程中最關鍵的環節,我司制作的基礎可不做防水,整個基礎做到方方正正受力均勻,不漏一滴水,鋼筋綁牢,振動棒振實保證質量,做到拆模后混凝土表面光滑無孔,我司在工程細節中,防患于未然。
4、鋼結構
4.1高立柱:200mm×200mm×6mm方鋼管
4.2橫立柱:200mm×150mm×6mm方鋼管
4.3防銹漆采用底漆加面漆共3道,待整體施工及電影電梯安裝完成后再進行一次全面修復
4.4鋼結構井道與建筑主體采用多點鋼性連接,井道頂部采用混凝土澆筑并做防水設計
鋼結構是建筑主體框架,是載重承載體,萬不得半點馬虎。我司采用200mm×200mm×6mm的鋼結構立柱,經拋丸除銹和3道防銹漆處理后進場施工,施工時錯開焊接頭安裝與開破口焊接,保證焊縫均勻飽滿和整個主框架結構的堅固與垂直。
5、施工流程
基礎施工→鋼結構井道施工→鋁單板幕墻施工→裝修施工→電梯安裝調試驗收取證→交付使用
5.1基礎施工
測量放線→開挖→隱蔽工程改造→人工清底→定位放線
錨桿靜壓樁:壓樁→封樁
鋼筋混凝土:鋪設鋼筋→基底、模板內清理→混凝土澆筑→混凝土振搗→混凝土養護
5.2鋼結構井道施工
鋼材拋丸除銹→油漆噴涂施工→搭設外圍鋼管架→鋼結構運至施工現場→定位放線→鋼結構安裝焊接→焊接部分補漆
5.3鋁單板幕墻施工
幕墻型材骨架安裝→鋁單板幕墻安裝
5.4裝修施工
底部2.5米砌墻貼瓷磚→連廊澆筑貼瓷磚→鋁合金窗安裝→連廊吊頂→底層入梯口雨遮
5.5電梯安裝調試
井道放樣吊線→電梯導軌支架及導軌的安裝→電梯廳門安裝→電梯主機安裝→放鋼絲繩及轎底和配重框安裝→電梯動力與控制線路的敷設→拼裝電梯轎廂→線管線槽的敷設→安裝外呼盒→電梯整機調試→驗收→取證
5.6交付使用
請問跨度4.2 長7米的閣樓該怎么設計鋼結構。
型鋼設計需要由專門人士完成。
4.6m左右一般用H型鋼或者冷彎薄壁鋼做柱子以及梁,鋼筋混凝土現澆基礎,預制空心板樓板和彩鋼輕質屋蓋。需要進行嚴格的受力計算。柱子和梁之間采用螺栓連接,一般是承壓型高強螺栓。
簡單說吧,螺栓太大或鋼梁太小,鋼梁容易壞;螺栓太小或者鋼梁太大,螺栓容易壞。這都得計算啊。
建筑設計院是要求研究生畢業才能進,人家學了七年的東西我這里也沒法給你說的很清楚。
總之,不能想當然。老老實實找個設計院給你算一下。
幾百塊錢就能算?;蛘哒已芯可摻Y構方向的學生也能算。
大哥,這個遠比你想象得要復雜一些。。。
木板是絕對不可能的。。。鋼也不是越大越好,太大了太小了都不安全 。
還想問的話接著補充問題,另外加蓋閣樓也要最好評估下層樓房是否受得了。。
主承重鋼梁(工字鋼)長度不夠可以焊接嗎?
地下連續墻就是預先進行成槽作業,形成一定長度的槽段,在槽段內吊放鋼筋籠、 澆注砼形成單元墻段,然后將單元墻段連接起來形成一道連續的地下鋼筋砼墻。地下連續墻可以在復雜條件下施工,施工深度大,支護構件承載能力大,防滲性能好,是基坑支護中最為可靠的支護方式。尤其在砂層中,要達到止水效果,必需采用地下連續墻才是最為可靠的支護方式。目前,地下連續墻不僅作為臨時圍護結構擋土和止水,同時還作地下室永久性承重外墻結構的三墻合一的形式。
地下連續墻是一幅一幅進行施工的,而成槽過程中采用泥漿護壁,墻幅之間接頭會附著一部分泥皮。由于泥皮的存在,墻幅之間混凝土就會形成一定的縫隙,在水土壓力較大的情況下,接縫容易出現滲漏,可以說,墻幅接頭的止水擋土效果決定了地下連續墻防滲效果。地下連續墻接頭通常采用的方法為接頭管、工字鋼、十字鋼板等形式。由于墻幅之間接縫的滲漏,通常在墻幅外接頭處采用攪拌樁、旋噴樁封堵,或者在墻幅內接頭處預埋注漿管注漿封堵。
接頭處采用工字鋼連接兩幅墻是普遍采用的一種做法。工字鋼具有一定剛度和強度,能形成兩幅墻較為可靠的連接。但是,工字鋼接頭處會由于泥漿的繞流并附著于工字鋼上而使后澆注段混凝土與工字鋼之間夾有泥皮。對于積聚泥皮于工字鋼的問題,工程上一般采用包裹封堵后澆注側工字鋼,減少泥皮積聚形成,并輔以接頭刷清洗。但是連續墻墻幅接縫措施仍未將工字鋼接縫有效解決。同時,對工字鋼接頭在水土壓力下墻幅產生的差異變形,混凝土收縮也是不可避免的技術因素。受力變形和砼收縮使得接縫進一步加大。在地下連續墻大于一定深度以后,巨大的水壓力使外側的水、砂順著接縫帶入基坑內,給基坑安全帶來非常大的風險。另外,作為永久結構的主體側墻,接頭滲漏將會給建筑物的正常使用帶來許多不便、同時結構使用耐久性也存在一定隱患。發明內容
本發明的目的在于針對上述現有技術的不足,提供一種結構簡單、止水效果良好的地下連續墻工字鋼接頭結構。
本發明要解決的另一技術問題是提供一種上述結構的施工方法。
本發明的前一技術方案是這樣實現的一種地下連續墻工字鋼接頭結構,包括先行墻幅、后鄰接墻幅、連接在先行墻幅和后鄰接墻幅之間的工字鋼,其中所述的工字鋼與后鄰接墻幅的連接部之間分布有錨筋。
進一步的,上述的地下連續墻工字鋼接頭結構中,所述的工字鋼為非對稱結構,工字鋼與后鄰接墻幅的連接部比工字鋼與先行墻幅的連接部寬100 300mm。
上述的地下連續墻工字鋼接頭結構中,所述的工字鋼與后鄰接墻幅一側的內壁設有至少一條分布有噴孔的灌漿清洗管,用于對錨筋的清洗和成墻后期的灌漿處理。上述的地下連續墻工字鋼接頭結構中,所述的錨筋與工字鋼固定連接,錨筋的長度為100 150mm ;錨筋的分布密度為200 500mmX200 500mm。本發明的后一技術方案是這樣的一種地下連續墻工字鋼接頭結構的施工方法, 包括下述步驟(1)開挖先行墻幅的地面槽;(2)制作先行墻幅的鋼筋籠,并在先行墻幅的鋼筋籠端部設置工字鋼接頭;(3)在工字鋼內側焊接分布錨筋;(4)吊放先行墻幅的鋼筋籠于先行墻幅的地面槽內,并在錨筋外側與工字鋼內側之間設置擋泥漿接頭管;( 先行墻幅混凝土澆筑成型;(6)開挖接頭管外側的后鄰接墻幅的地面槽,并制作后鄰接墻幅的鋼筋籠,然后吊出接頭管,吊放后鄰接墻幅的鋼筋籠于后鄰接墻幅的地面槽內,清洗錨筋;(7) 后鄰接墻幅混凝土澆筑成型;(8)循環步驟( (7)即可形成連續墻。上述的一種地下連續墻工字鋼接頭結構的施工方法中,步驟中所述的擋泥漿接頭管為縱向設置的一根以上圓形管;步驟中所述的擋泥漿接頭管也可以為與工字鋼相適應的方形管。上述的一種地下連續墻工字鋼接頭結構的施工方法中,步驟(4)還包括在工字鋼與后鄰接墻幅一側的內壁放置灌漿清洗管的過程。本發明采用上述結構后,與現有技術相比,具有下述優點(1)通過在工字鋼與后鄰接墻幅的連接部之間設置錨筋,可以使工字鋼與后鄰接墻幅之間形成有效地連接,并形成防滲性能優良的剛性接頭,克服工字鋼與后鄰接墻幅之間因混凝土收縮和受力后產生差異變形帶來的接縫滲漏問題,達到提高地下連續墻接縫整體抗滲性能。(2)本發明的施工方法采取了工字鋼接頭、接頭管及分布錨筋的結合的施工形式, 具有結構簡單、造價便宜、止水效果好、能提高地下連續墻接縫抗滲能力及防止結合部滲漏的特點。接頭管的加入的目的在于澆注混凝土時阻擋泥漿的繞流,錨筋的加入的目的在于防止結合部位也就是工字鋼、鋼筋籠和接頭管部位的滲漏問題。采用此工藝做出來的連續墻,基本上100米以上的墻體,都能達到很好的擋水擋沙作用,防止滲漏。(3)采用了整根的接頭管,具有可以方便操作,節約時間及使用效果好的特點。
下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的詳細說明,但并不構成對本發明的任何限制。圖1是本發明具體實施例1的結構示意圖;圖2是本發明具體實施例2的結構示意圖;圖3是本發明具體實施例3的結構示意圖;圖4是本發明具體施工方法1的結構示意圖;圖5是本發明具體施工方法2的結構示意圖。圖中先行墻幅1、后鄰接墻幅2、工字鋼3、錨筋4、灌漿清洗管5、擋泥漿接頭管6。
具體實施方式
參閱圖1所示,本發明的一種地下連續墻工字鋼接頭結構,包括先行墻幅1、后鄰接墻幅2、連接在先行墻幅1和后鄰接墻幅2之間的工字鋼3,本發明的關鍵是在工字鋼3 與后鄰接墻幅2的連接部之間分布有錨筋4 ;本實施例中的工字鋼3為非對稱結構,工字鋼 3與后鄰接墻幅2的連接部比工字鋼3與先行墻幅1的連接部寬100 300mm,這樣更有利于分布設置錨筋4,增強連接效果,提高地下連續墻的接頭防滲性能。本發明中的錨筋4與工字鋼3可以通過焊接形成固定連接,錨筋4的長度可以根據需要采用100 150mm ;錨筋 4的分布密度也應根據需要(如連續墻的深度)在200 500mmX200 500mm之間選擇, 即相鄰錨筋4之間的間隔距離為200 500mm。
實施例2
參閱圖2所示,本發明的另一種地下連續墻工字鋼接頭結構,與實施例1基本相同,不同處是在工字鋼3與后鄰接墻幅2 —側的內壁設有兩條分布有噴孔的灌漿清洗管5, 用于對錨筋4的采用高壓水進行清洗和成墻后期采用高壓漿進行灌漿處理,便于施工和成墻后期的接頭防滲處理。
實施例3
參閱圖3所示,為本發明的另一種地下連續墻工字鋼接頭結構,與實施例1基本相同,不同處是連接先行墻幅1和后鄰接墻幅2之間的工字鋼3為異形接頭,其實施效果與實施例1基本相同。
實施例4
參閱圖4所示,為本發明具體施工方式之一,具體包括下述步驟
(1)開挖先行墻幅1的地面槽;
(2)制作先行墻幅的鋼筋籠,并在先行墻幅1的鋼筋籠端部設置工字鋼3接頭;
(3)在工字鋼3內側焊接分布錨筋4 ;
(4)吊放先行墻幅1的鋼筋籠于先行墻幅1的地面槽內,并在錨筋4外側與工字鋼 3內側之間設置擋泥漿接頭管6,擋泥漿接頭管6為縱向設置的三根圓形管;
(5)先行墻幅1混凝土澆筑成型;
(6)開挖接頭管6外側的后鄰接墻幅2的地面槽,并制作后鄰接墻幅2的鋼筋籠, 然后吊出接頭管6,吊放后鄰接墻幅2的鋼筋籠于后鄰接墻幅2的地面槽內,用高壓水清洗錨筋4;
(7)后鄰接墻幅2混凝土澆筑成型;
(8)循環步驟(2) (7)即可形成連續墻。
實施例5
參閱圖5所示,為本發明的另一種施工方法,其與實施例4施工方法基本相同,不同的是步驟4中所述的擋泥漿接頭管6為與工字鋼3相適應的方形管,當然也可以采用外側大內側小的梯形管;并且,步驟(4)還包括在工字鋼3與后鄰接墻幅2—側的內壁放置灌漿清洗管5的過程。
本發明也可以按傳統的沙包擋漿方式進行施工,總之,上述具體實施方式
為本發明的優選實施例,并不能對本發明進行限定,其他的任何未背離本發明的技術方案而所做的改變或其它等效的置換方式,都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種地下連續墻工字鋼接頭結構,包括先行墻幅(1)、后鄰接墻幅O)、連接在先行墻幅(1)和后鄰接墻幅(2)之間的工字鋼(3),其特征在于,所述的工字鋼(3)與后鄰接墻幅O)的連接部之間分布有錨筋G)。
2.根據權利要求1所述的地下連續墻工字鋼接頭結構,其特征在于,所述的工字鋼(3) 為非對稱結構,工字鋼(3)與后鄰接墻幅O)的連接部比工字鋼(3)與先行墻幅(1)的連接部寬100 300mm。
3.根據權利要求1或2所述的地下連續墻工字鋼接頭結構,其特征在于,所述的工字鋼(3)與后鄰接墻幅( 一側的內壁設有至少一條分布有噴孔的灌漿清洗管(5)。
4.根據權利要求1或2所述的地下連續墻工字鋼接頭結構,其特征在于,所述的錨筋(4)與工字鋼(3)固定連接,錨筋(4)的長度為100 150mm;錨筋(4)的分布密度為200 500mmX200 500mm。
5.根據權利要3所述的地下連續墻工字鋼接頭結構,其特征在于,所述的錨筋(4)與工字鋼(3)固定連接,錨筋⑷的長度為100 150mm;錨筋(4)的分布密度為200 500mmX200 500mm。
6.權利要求1所述地下連續墻工字鋼接頭結構的施工方法,其特征在于包括下述步驟(1)開挖先行墻幅⑴的地面槽;(2)制作先行墻幅的鋼筋籠,并在先行墻幅⑴的鋼筋籠端部設置工字鋼( 接頭;C3)在工字鋼(3)內側焊接分布錨筋; (4)吊放先行墻幅(1)的鋼筋籠于先行墻幅(1)的地面槽內,并在錨筋(4)外側與工字鋼(3)內側之間設置擋泥漿接頭管(6) ; (5)先行墻幅(1)混凝土澆筑成型;(6)開挖接頭管(6)外側的后鄰接墻幅(2)的地面槽,并制作后鄰接墻幅(2)的鋼筋籠,然后吊出接頭管(6),吊放后鄰接墻幅O)的鋼筋籠于后鄰接墻幅O)的地面槽內,清洗錨筋; (7)后鄰接墻幅( 混凝土澆筑成型;(8)循環步驟(2) (7)即可形成連續墻。
7.根據權利要6所述的方法,其特征在于,步驟(4)中所述的擋泥漿接頭管(6)為縱向設置的一根以上圓形管。
8.根據權利要6所述的方法,其特征在于,步驟(4)中所述的擋泥漿接頭管(6)為與工字鋼(3)相適應的方形管。
9.根據權利要6所述的方法,其特征在于,步驟(4)還包括在工字鋼(3)與后鄰接墻幅 (2) 一側的內壁放置灌漿清洗管(5)的過程。
全文摘要
本發明公開了一種地下連續墻的鋼接頭結構及其施工方法,屬于地下連續墻技術領域,旨在提供一種結構簡單、止水效果良好的地下連續墻的鋼接頭結構;其技術要點包括先行墻幅、后鄰接墻幅、連接在先行墻幅和后鄰接墻幅之間的工字鋼,其中所述的工字鋼與后鄰接墻幅的連接部之間分布有錨筋;施工方法主要包括(1)開挖先行墻幅的地面槽;(2)制作先行墻幅的鋼筋籠,并在先行墻幅的鋼筋籠端部設置工字鋼接頭;(3)設置錨筋;(4)吊放鋼筋籠,在錨筋外側設置擋泥漿接頭管;(5)混凝土澆筑成型;(6)開挖后鄰接墻幅地面槽,制作鋼筋籠,吊出接頭管,吊放鋼筋籠清洗錨筋;(7)混凝土澆筑成型;(8)循環步驟(2)~(7)即可形成連續墻。
什么是型材屋面?膜結構?
膜結構(Membrane)是20世紀中期發展起來鋼結構連廊設計圖的一種新型建筑結構形式,是由多種高強薄膜材料(PVC或Teflon)及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結構,并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式.膜結構可分為充氣膜結構和張拉膜結構兩大類.充氣膜結構是靠室內不斷充氣,使室內外產生一定壓力差(一般在10㎜~30㎜水柱之間),室內外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力,從而實現較大的跨度.張拉摸結構則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型,其造型非常優美靈活.
膜結構所用膜材料由基布和涂層兩部分組成.基布主要采用聚酯纖維和玻璃纖維材料;涂層材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材為聚酯纖維覆聚氯乙烯(PVC)和玻璃纖維覆聚聚四氟乙烯(Teflon)。PVC材料的主要特點是強度低、彈性大、易老化、徐變大、自潔性差鋼結構連廊設計圖,但價格便宜,容易加工制作,色彩豐富,抗折疊性能好。為改善其性能,可在其表面涂一層聚四氟乙烯涂層,提高其抗老化和自潔能力,其壽命可達到15年左右。Teflon材料強度高、彈性模量大、自潔、耐久耐火等性能好,但它價格較貴,不易折疊,對裁剪制作精度要求較高,壽命一般在30年以上,適用于永久建筑。
世界上第一座充氣膜結構建成于1946年,設計者為美國的沃爾特·勃德(W.Bird),這是一座直徑為15的充氣穹頂。1967年在德國斯圖加特召開的第一屆國際充氣結構會議,無疑給充氣膜結構的發展注入鋼結構連廊設計圖了興奮劑。隨后各式各樣的充氣膜結構建筑出現在1970年大阪世界博覽會上。其中具有代表性的有蓋格爾設計的美國館(137m×7m8卵形),以及川口衛設計的香腸形充氣構件膜結構。后來人們認為70年大阪博覽會是把膜結構系統地、商業性地向外界介紹的開始。大阪博覽會展示了人們可以用膜結構建造永久性建筑。而70年代初美國蓋格爾-勃格公司(Geiger-Berger Associates)開發出的符合美國永久建筑規范的特氟?。═eflon)膜材料為膜結構廣泛應用于永久、半永久性建筑奠定了物質基礎。之后,用特氟隆材料做成的室內充氣式膜結構相繼出現在大中型體育館中,如1975年建成的密歇根州龐蒂亞克“銀色穹頂”(橢圓形220×159m),1988年建成的日本東京體育館(室內凈面積4,6767㎡)。
張拉形式膜結構的先行者是德國的奧托(F.Otto),他在1955年設計的張拉膜結構跨度在25m左右,用于聯合公園多功能展廳。由于張拉膜結構是通過邊界條件給膜材施加一定的預張應力,以抵抗外部荷載的作用,因此在一定初始條件(邊界條件和應力條件)下,其初始形狀的確定、在外荷載作用下膜中應力分布與變形以及怎樣用二維的摸材料來模擬三維的空間曲面等一系列復雜的問題,都需要有計算來確定,所以張拉膜結構的發展離不開計算機技術的進步和新算法的提出。目前國外一些先進的摸結構設計制作軟件已非常完善,人們可以通過圖形顯示看到各種初始條件和外荷載作用下的形狀與變形,并能計算任一點的應力狀態,使找形(初始形狀分析)、裁剪和受力分析集成一體化,使得膜結構的設計大為簡便,它不但能分析整個施工過程中各個不同結構的穩定性和膜中應力,而且能精確計算由于調節索或柱而產生的次生應力,完全可以避免各種不利荷載式況產生的不測后果。因此計算機技術的迅猛發展為張拉膜結構的應用開辟了廣闊的前景。而特氟隆摸材料的研制成功也極大地推動了張拉膜結構的應用。比較著名的有沙特阿拉伯吉達國際航空港、沙特阿拉伯利雅得體育館、加拿大林德塞公園水族館、英國溫布爾登室內網球館、美國新丹佛國際機場等.
膜結構的設計主要包括體形設計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。通過體形設計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點的坐標、結構形式,選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度,抗剪強主芤很差,因此其剛度和穩定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預應力來提高,對膜結構而言,任何時候不存在無應力狀態,因此膜曲面形狀最終必須滿足在一定邊界條件、一定預應力條件下的力學平衡,并以此為基準進行荷載分析和裁剪分析。目前膜結構找形分析的方法主要有動力松馳法、力密度法以及有限單元法等。膜結構考慮的荷載一般是風載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大,且隨著形狀的改變,荷載分布也在改變,因此要精確計算結構的變形和應力要用幾何非線性的方法進行。荷載分析的另一個目的是一確定索、膜中初始預張力。在外荷載作用下膜中一個方向應力增加而另一個方向應力減少,這就要求施加初始張應力的程度要滿足在最不利荷載作用下應力不致減少到零,即不出現皺褶。因為膜材料比較輕柔,自振頻率很低,在風荷載作用下極易產生風振,導致膜材料破壞,如果初始預應力施加過高,膜材涂變加大,易老化且強度儲備少,對受力構件強度要求也高,增加施工安裝難度。因此初始預應力的確定要通過荷載計算來確定。經過找形分析而形成的摸結構通常為三維不可展空間曲面,如何通過二維材料的裁剪,張拉形成所需要的三維空間曲面,是整個膜結構工程中最關鍵的一個問題,這正是裁剪分析的主要內容。
膜結構在我國也不乏工程實例,其中規模最大、最具影響力的膜結構要數1997年竣工的上海八萬人體育場看臺罩棚張拉膜結構工程。但該膜結構為美國Weidlinger公司設計制作,由此也可以看出我國在該領域與國外先進國家的差距很大。目前影響我國膜結構廣泛應用的主要因素有鋼結構連廊設計圖:國產膜材料性能差,而進口膜材料價格高;尚無商業性的膜結構計算南輔助設計系統;人們對膜結構缺乏足夠的認識等。
1970年日本大阪萬國博覽會上的美國館和富士館均采用了膜結構建筑,在建筑行業引起了不小的轟動。
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