CN101191357A - 改进的双层枕式膜结构 - Google Patents
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Abstract
一种弹簧支撑双层枕式膜结构，两层周边固定的膜面，通过压板、顶杆等连接构件，在两层膜之间安装弹簧。弹簧的弹力通过顶杆和压板传递到膜面，使两膜面沿相反方向得到顶升并被张紧。将与一侧膜面相连的顶杆插入到与另一侧膜面相连的顶杆中，并通过位于中间被压缩的弹簧对两侧膜面进行顶升。或将与膜面连接的顶杆分别插入到位于中间的中间管的两端内，中间管通过杆件进行固定。中间管中可安装两根不同的弹簧，以对两侧膜面进行不同程度的张紧。本发明通过安装弹簧代替充气，可省去气枕式膜结构的充气系统和气压控制系统，大大节省制作和运行成本；本发明结构简单、无漏气问题、安全可靠，同时膜面中央部分增加了顶杆的支撑，单体的跨度可以更大。
Description
技术领域
本发明属于土木建筑结构领域，特别是膜结构，涉及可用于体育娱乐设施、展览馆、温室暖房等要求具有重量轻、透光性高、保温性能好的屋面结构或墙面结构。
背景技术
双层枕式膜结构是指由上下(或内外)两层膜构成的中间凸起的枕式结构，目前建筑结构中用的最多的是由双层ETFE薄膜通过充气形成的气枕结构，通常称为ETFE气枕。ETFE薄膜是一种比普通玻璃透光性还好，有很好的抗老化性和自洁性的新型建筑用膜材。同时ETFE气枕有具有很好的保温性能，国外将ETFE气枕用于温室暖房以及娱乐展览设施，起到了很好的节能效果，我国也已开始在游泳馆等设施中使用ETFE气枕。透光性能好、抗老化、自洁性高、保温性能高的ETFE气枕有望部分代替玻璃成为一种新型结构形式。
但是，利用充气形成的枕式结构需要一套持续供气的充气系统以及可靠的气压控制系统，以保证气枕结构的安全性。充气系统以及气压控制系统价格昂贵，同时还消耗能源。为了给每个气枕充气，需配置送风管网，占用建筑空间。气枕结构还需要有很好的密封性能以减少漏气量，这将增加成本和施工的难度，同时意外的漏气还可能造成使用上甚至安全上的事故。
综上，以ETFE气枕为代表的气枕式膜结构具有很好的应用前景的同时，存在着制造及运行成本高、结构复杂、有使用安全隐患的弱点。这将限制气枕结构的推广和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的双层枕式膜结构，利用一种简单可靠的支撑，顶升内外(或上下)两层膜，构成双层枕式膜结构。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种改进的双层枕式膜结构，包括两层膜，所述两层膜之间设置有弹性装置，利用弹性装置受压沿相反方向顶升膜面，使膜面保持被张紧状态。
进一步，两膜面中央部利用压板分别与两根顶杆连接，与一层膜面相连的顶杆插入到与另一层膜面相连的顶杆中，两根顶杆可以相对移动，通过在顶杆之间安装的被压缩的弹性装置顶升膜面。
两膜面中央部利用压板分别与两根顶杆连接，该两根顶杆分别插入到安装有弹性装置的中间管的两端，中间管通过杆件与边界连接固定，与膜面相连的顶杆与中间管可以相对移动，被压缩的弹性装置推动与膜面相连的顶杆从而使膜面张紧。
所述弹性装置可以是弹簧。
安装于中间管的弹簧是一根。
安装于中间管的弹簧是两根，由中间管内隔板隔开，分别顶升两侧膜面。
本发明可这样实现：一种改进的双层枕式膜结构，周边固定的两层膜，安装于两层膜之间的弹簧受压沿相反方向预升膜面，从而形成双层枕式膜结构。
进一步，两膜面中央部利用压板分别与两根顶杆连接，与一层膜面相连的顶杆插入到与另一层膜面相连的顶杆中，两根顶杆可以相对移动。通过在顶杆之间安装的弹簧顶升膜面，弹簧被压缩产生的反力使膜面张紧，并使张紧状态得到保持。
也可以是两根与两膜面连接的顶杆插入到安装有弹簧的中间管的两端，中间管通过杆件与边界连接固定，与膜面相连的顶杆与中间管可以相对移动，被压缩的弹簧推动与膜面相连的顶杆从而使膜面张紧；
安装在中间管上的弹簧可以同一根；也可以是分别支撑两膜面的两根弹簧。
具体而言，可以是：两层周边固定的膜面，通过压板、顶杆等连接构件，在两层膜之间安装弹簧。弹簧的弹力通过顶杆和压板传递到膜面，使两膜面沿相反方向得到顶升并被张紧，张紧程度由弹簧的弹性常数和压缩量决定。对于跨度较小或荷载较小的枕式结构，可以将与一侧膜面相连的顶杆插入到与另一侧膜面相连的顶杆中，并通过位于中间被压缩的弹簧对两侧膜面进行顶升。对于跨度较大或荷载较大的枕式结构，可将与膜面连接的顶杆分别插入到位于中间的中间管的两端中，中间管通过杆件进行固定。中间管中可以安装两根不同的弹簧(不同弹性常数或压缩量不同)，以对两侧膜面进行不同程度的张紧。
采用上述方案，通过安装弹性装置，例如弹簧代替充气：可以省去气枕式膜结构的充气系统和气压控制系统，大大节省制作和运行成本；结构简单、无漏气问题、安全可靠；膜面中央部分增加了顶杆的支撑，单体的跨度可以更大。本发明可以采用ETFE膜材构成弹簧支撑ETFE双层枕式膜结构，由此代替ETFE气枕，也可采用其他膜材。
附图说明
图1是本发明一种实施例的平面示意图。
图2是图1上标示的A-A剖面示意图。
图3是图2所示实施例的一种简化结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1-3，本发明一种实施例，图中包括：边框1、膜面2、压板3、螺栓4、上顶杆5、下顶杆6、中间管7、上弹簧8、下弹簧9、拉杆10、弹簧11。
膜面2通过边框1进行四边固定，通过压板3和螺栓4与上顶杆5相连；下层膜面通过同样方法进行四边固定和与下顶杆6相连。上顶杆5和下顶杆6插入在中间管7之中，中间管7由与边框1的四个角相连的上下拉杆10固定。上顶杆5与中间管7之间安装上弹簧8，下顶杆6与中间管7之间安装有下弹簧9。上弹簧8和下弹簧9通过中间管7内中央处的隔板分开；上下弹簧也可以是同一个弹簧，此时中间管7中空无内隔板。安装过程中上下弹簧被压缩，上下顶杆顶升膜面，使膜面被张紧，形成弹簧支撑双层枕式膜结构。
图2结构也可简化为图3结构。省略中间管7和拉杆10，将下顶杆6直接插入上顶杆5内，上顶杆5和下顶杆6之间安装弹簧11。安装过程中弹簧11被压缩，由此张紧膜面。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种改进的双层枕式膜结构，包括两层膜，其特征是：所述两层膜之间设置有顶升膜面的弹性装置。
2.根据权利要求1所述的改进的双层枕式膜结构，其特征是：还包括：压板、顶杆，所述两膜面中部利用压板分别与顶杆连接，与一层膜面相连的顶杆插入到与另一层膜面相连的顶杆中，该弹性装置设置于顶杆之间。
3.根据权利要求1所述的改进的双层枕式膜结构，其特征是：还包括：压板、顶杆、中间管，所述两膜面中部利用压板分别与顶杆连接，该顶杆分别插入到设置有弹性装置的中间管的两端，该中间管通过杆件与边界连接固定。
4.根据权利要求2或3所述的改进的双层枕式膜结构，其特征是：所述顶杆的数量是两根。
5.根据权利要求1至3中任一所述的改进的双层枕式膜结构，其特征是：所述弹性装置是弹簧。
6.根据权利要求5所述的改进的双层枕式膜结构，其特征是：安装于中间管的弹簧数量是一根。
7.根据权利要求5所述的改进的双层枕式膜结构，其特征是：安装于中间管的弹簧数量是两根，所述两根弹簧由中间管内隔板隔开分别顶升两侧膜面。
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