CN105822065A - 整体张拉式索膜结构施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于包括以下步骤：利用建模软件进行帐篷外形、索结构、支撑结构和联接件的设计；结构选形后的图纸设计；预埋件预埋；预埋件抗拉拔试验；材料加工准备材料进入施工现场；联接件联接安装；桅杆及帐篷安装；索膜结构帐篷预张拉。本发明可根据建筑功能设计及施工区域特点，进行帐篷外形、索结构、支撑结构、联接件设计，且提出了多种形式结构的施工方法，具有高灵活性、广实用性等优点。

Description

整体张拉式索膜结构施工方法

技术领域

本发明涉及建筑遮阳帐篷施工领域，具体设计一种整体张拉式索膜结构施工方法。

背景技术

在人们生活水平日益提高的今天，各种风格的建筑拔地而起，对立体观感要求越来越高，而索膜结构帐篷能产生大空间，具备美观装饰功能，挡风避雨遮阳，具有较好的采光效果。通常被用于建筑物中庭顶棚、入口遮阳，海边或广场休闲，室外停车场等处。索膜结构帐篷相较于其他形式帐篷，存在施工方法简单、质量耐久性长等特点。且索膜结构帐篷工厂化生产程度较高，省时、省力，节约成本，应用前景十分广阔。

索膜结构帐篷施工方法包括整体张拉式、骨架支撑式、索系支撑式、空气支撑式膜四种膜结构，其中骨架支撑式由钢构件及其他刚性构件作为支撑，造价颇高；索系支撑式由空间索系作为支撑骨架，施工难度大；空气支撑式应具备密闭的充气空间，安全系数不高。

整体张拉式索模结构以钢绞索作为膜面骨架，桅杆作为支撑，联接件作为联接，预张拉钢绞索，形成稳定整体，施工方法简单，造价较低、安全系数较高。且膜面与钢绞索可采用穿于帐篷锁边内，也可采用夹具连接；桅杆可采用落地式、悬飘式；联接件可采用墙体预埋件、地面预埋件、钢制构件。可据建筑特色，采用不同帐篷结构设计。索膜结构帐篷工厂化生产程度较高，省时、省力，节约成本，应用前景十分广阔。

现有的整体张拉式索模结构施工方法由桅杆等支撑构件提供吊顶，并在周边设置锚固点，通过预张拉形成稳定的整体。本发明拟提出一种整体张拉式索膜结构施工方法，能适应多种膜结构、索结构、支撑结构、联接件结构的选择组合，可根据建筑功能设计及施工区域特点，进行结构组合设计，具有高灵活性、广实用性等优点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

1、一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于包括以下步骤：

利用建模软件进行帐篷外形、索结构、支撑结构和联接件的设计；结构选形后的图纸设计；预埋件预埋；预埋件抗拉拔试验；材料加工准备材料进入施工现场；联接件联接安装；桅杆及帐篷安装；索膜结构帐篷预张拉。

2、如1，所述的利用建模软件进行帐篷外形、索结构、支撑结构和联接件的设计，是以计算机仿真模拟软件作为设计指导，将施工区域已有结构尺寸数据输入其中，通过力密度法以及运用Newton-Raphson理论的几何非线性结构分析进行找形；

帐篷外形及钢绞索结构通过软件建模找形时，需施加预加荷载在帐篷上，来获得一个适当的外形，确保帐篷正常的弹性结构构件在全部的可能预加荷载作用下保持稳定，所述的预加荷载包括恒载、活载、风载以及荷载组合，所述的荷载载荷包括膜元件荷载组合、支撑结构以及基础荷载组合，除考虑到预加力、恒载、活载、风载以及折减系数外，需进一步结合材料的弹性模量、屈服强度及极限强度进行综合考量。

3、如1，所述的预埋件预埋，包括固定于墙面或地面的结构联接件9、钢柱联接件10、及落地式桅杆的基础底板19的钢筋预埋，即在已有建筑结构施工时，将预埋件预埋，核对各项参数符合设计要求后，即可浇筑结构混凝土，具体核对预埋件几何尺寸、钢板厚度，锚勾数量、长度及与钢板焊接质量，螺栓的数量、直径、长度，埋件、螺栓平面位置、标高等是否符合设计及施工规范要求。

4、如1，结构混凝土浇筑后，需检查预埋件平面位置及标高的准确性，若有后置埋件则应先进行后置埋件的植入安装，并由有资质的专业实验单位进行抗拉拔试验，现场抗拉拔力应不小于设计值的二倍。

5、如1，所述的材料加工准备工作，包括将帐篷膜片、桅杆、钢绞索、夹具在工厂进行加工成型，帐篷膜片按照建模软件确定裁切线，在工厂内，将成卷帐篷原材料按照设计图纸裁剪成片状，然后将若干片状原材料用粘结胶膜通过高温融合焊接成帐篷。

6、如1，所述的联接件连接安装，包括帐篷膜片与钢绞索之间的连接，以及帐篷边角处与固定于墙面或地面的结构联接件9或钢柱联接件10的安装，其中帐篷膜片和各联接件均已按预设施工顺序进行对应编号，以确保帐篷与各联接件安装时位置一一对应；

帐篷膜片与钢绞索4的连接方式为：将钢绞索4穿于帐篷膜边缘锁边内，锁边使用双层膜材与膜面融焊在一起，形成有足够强度的整体；或将帐篷膜边缘通过边缘夹具6与钢绞索4相连接，膜边缘用双层膜材锁边，锁边膜材与膜面融焊在一起，搭接长度不小于30cm；

帐篷边角处与固定于墙面或地面的结构联接件9或钢柱联接件10的安装，通过在帐篷边角处安装膜片边角夹具7，将夹具一端与角膜及钢绞索4连接，另一端连接U型卡具8，U型卡具8外露端系上钢绞索4，该钢绞索4穿过对应的结构联接件9或钢柱联接件10的联接吊耳，与手拉葫芦等起重机器相连；

帐篷包括开蓬膜片1和顶部膜片2两部分组成，其中帐篷的开蓬膜片1上端开口边沿设置圆形钢头环14，钢头环14与帐篷顶端开口边缘通过螺栓组联接。

7、如1，所述的桅杆及帐篷安装，包括桅杆为落地式桅杆16时的安装以及桅杆为悬飘式桅杆20时的安装；

当桅杆为落地式桅杆16时，需将桅杆顶部竖直吊起，此时帐篷的顶部膜片2已预先安装在桅杆顶部，随桅杆一起吊起，将桅杆运至桅杆基础底板19处，落地式桅杆16与基础底板19采用卡盘连接，即基础底板19中部设有圆形开洞，桅杆底部设有圆形端头17，圆形开洞尺寸小于圆形端头尺寸，在基础底板19上另设置若干圆形端头紧固件18，安装时，将端头卡入基础底板19上的圆形开洞中，并初步固定圆形端头紧固件18，进而初步固定落地式桅杆16底部；采用落地式桅杆时，将帐篷起吊至桅杆上与钢头环14预连接位置，通过钢头环14上预安装的与桅杆顶部连接的联接件15与桅杆顶部进行相连，帐篷位置以及头环位置调整完毕后，固定钢头环上的全部螺栓，与此同时帐篷边角也需通过手拉葫芦等起重机器起吊至预埋结构联接件9或钢柱联接件10处，此时将帐篷边角夹具7上的U型卡具8与结构联接件9或钢柱联接件10上的吊环采用插销连接，联接固定后，松掉与手拉葫芦等起重机器相连的钢绞索4，膜片边角夹具7需要整个帐篷相对两角同时对称固定；

当桅杆为悬飘式桅杆20时，悬飘式桅杆20的顶部安装有头环，头环上预留孔洞，通过预留孔将悬飘式桅杆20顶部分别与帐篷的开蓬膜片1和顶部膜片2边缘通过螺栓连接，即将悬飘式桅杆20预先与帐篷顶部相连，悬飘式桅杆的顶部和底部分别设有吊耳，通过钢绞索将悬飘式桅杆的上部、底部与联接件连接，后期整体起吊帐篷时，同步起吊，帐篷起吊过程中，在各联接件处需设置2人，一人负责操作手拉葫芦，带动与之相连的，已连接在帐篷角端的U型卡具8外露端的钢绞索4，进而提起帐篷该角，同时，另一人在上部进行观察帐篷起吊过程中的偏移，确保各联接点起吊同步，避免帐篷因受力不均产生偏移。

8、如1，所述的索膜结构帐篷钢绞索张拉，分初步张拉及安装后张拉，其中初步张拉为自安装之日的一个星期内一次完成，初步张拉时，通过调节安全固定钢绞索5端头进行张拉，随后进行帐篷边角夹具7的张拉，手拉葫芦与边角夹具7上两边对称分布的圆形开孔进行连接，手拉葫芦另一端与联接件预埋件相连，进而拉动边角夹具7靠向联接件预埋件，夹具上的U型卡具8松动，将U型卡具8与联接件预埋件连接的U型联接端松开，当夹具达到设计张拉位置时，再将U型卡具8分别与边角夹具7和联接件进行固定，最后进行边缘钢绞索的张拉，通过在边缘钢绞索端头安装吊环扣件，与手拉葫芦相连，手拉葫芦另一端与结构预埋件相连，张拉到设计位置时，通过调节螺母固定；安装后张拉分三次完成，分为一个月、2个月及6个月最终张拉，安全固定钢索5的张拉同步于钢绞索4的初步张拉，但不需进行最终张拉，最终拉力达到时，应无褶皱、撕裂、帐篷无飘动或者膜片物理损坏。

本发明具有如下优点：

1、可根据建筑功能设计及施工区域特点，进行帐篷外形、索结构、支撑结构、联接件设计，具有高灵活性、广实用性等优点。帐篷膜片主要有竖向、对角或拱形几种型式；钢绞索与帐篷的联接方式有：穿于帐篷膜边缘锁边内，也可通过夹具与钢绞索相连接；支撑桅杆分为落地式和悬飘式；帐篷与结构墙体或地面之间的联接，可通过结构预埋件或立柱相连；

2、将帐篷膜片分为两个部分，帐篷开蓬膜片以及顶部膜片，该方法主要是能解决当采用落地式桅杆时，桅杆安装后，整体式帐篷膜片起吊难问题的问题，桅杆安装前，将帐篷膜片展开，使桅杆安装位置位于帐篷开蓬膜片开洞内部，通过在开蓬膜片开洞端安装圆形钢头环，对膜片进行起吊，起吊至设计位置后，通过联结件将钢头环与桅杆顶部相连，随后进行顶部膜片以及开蓬膜片的连接，即完成了帐篷膜片的整体安装；

3、帐篷施工材料（连接件、桅杆、膜片）都可根据图纸进行工厂预制，现场拼装，节约施工时间；

4、整体张拉式索模结构以钢绞索作为膜面骨架，桅杆作为支撑，联接件作为联接，预张拉钢绞索，形成稳定整体，相较于骨架支撑式（由钢构件及其他刚性构件作为支撑，造价颇高）、索系支撑式（由空间索系作为支撑骨架，施工难度大）、空气支撑式（具备密闭的充气空间，安全系数不高），具有较强施工优势；

5、落地式桅杆16底部与基础底板19采用卡盘连接，桅杆底部圆形端头放置在底盘直径小于圆形端头的开洞中，并通过4个圆形端头紧固件对桅杆进行初固定，通过吊车将桅杆调至设计倾斜角度，随后将圆形端头紧固件进行紧固，该方法将允许桅杆存在一定倾斜，桅杆基础的位置不再局限于中部，提高施工灵活性。

6、在桅杆顶部设计安全固定钢绞索5，增加了施工的安全性。

7、采用固定于墙面或地面的结构联接件9、钢柱联接件10、悬飘联接件11，并采用不同设计的吊环，为帐篷与各基础结构的联接提供了全面的选择。

8、针对联接件承载不足的情况，提出混凝土梁及钢梁加强联接措施，提高联接强度。

9、可适用于大型、大区域帐篷施工。

附图说明

图1为本发明中帐篷结构示意图；

图2为本发明中帐篷结构建模设计示意图；

图3膜片加强层设计示意图；

图3A膜片边缘和边角加强层示意图；

图3B膜片加强层局部放大示意图；

图4膜片边角夹具与联接件连接示意图；

图5膜片边缘及边角夹具连接状态示意图；

图5A膜片边缘和边角夹具整体连接状态示意图；

图5B膜片双边缘夹具连接状态示意图；

图6结构联接件与墙体连接示意图；

图6A结构联接件与墙体连接正立面图；

图6B结构联接件与墙体连接俯视图;

图6C结构联接件与墙体连接侧立面图;

图6D结构联接件与墙体倾斜连接正立面图；

图6E结构联接件与墙体倾斜连接俯视图；

图7结构联接件与地面连接示意图；

图8钢柱联接件平面及侧面连接示意图；

图8A、B、C分别为三根钢柱时钢柱联接件的俯视图和两个侧立面图；

图8D、E、F分别为一根钢柱两根钢绞索(钢绞索不一样长)时的俯视图和两个侧立面图；

图8G、H、I分别为一根钢柱两根钢绞索（钢绞索一样长）时的俯视图和两个侧立面图；

图9门型钢柱联接件及悬飘联接件联合应用示意图；

图10钢柱联接件的立柱及联接构件示意图；

图10A、B分别为带吊耳端型钢柱连接体单元钢柱双立面图及俯瞰图；

图10C为通用型钢柱连接体单元刚柱双立面图；

图11混凝土梁联接加强构造示意图；

图12钢梁H型钢联接加强构造示意图；

图13落地式桅杆基础卡盘连接示意图；

图13A为落地式桅杆卡盘连接俯瞰图；

图13B为落地式桅杆卡盘连接立面图；

图13C为落地式桅杆卡盘连接三维示意图；

图14钢头环与落地式桅杆顶部连接构造示意图；

图14A落地式桅杆上部与钢头环连接俯瞰图；

图14B落地式桅杆上部与钢头环连接立面图；

图14C落地式桅杆上部与钢头环连接三维示意图；

图15悬飘式桅杆构造示意图；

图15A悬飘式桅杆立面图；

图15B悬飘式桅杆三维示意图；

图15C悬飘式桅杆俯视图；

图16为本发明施工方法的流程图；

其中：1-帐篷开蓬膜片、2-顶部膜片、3-锁边膜片搭接加强处、4-钢绞索、5-安全固定钢绞索、6-边缘夹具、7-边角夹具、8-U型卡具、8.1-U型卡具外露端、9-结构联接件、10-钢柱联接件、11-悬飘联接件、12-钢梁H型钢、13-混凝土梁、14-钢头环、15-联接件、16-落地式桅杆、17-圆形端头、18-圆形端头紧固件、19-基础底板、20-悬飘式桅杆。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1-15所示，一种整体张拉式索膜结构施工方法，包括以下步骤：

利用建模软件进行帐篷外形、索结构、支撑结构和联接件的设计；结构选形后的图纸设计；预埋件预埋；预埋件抗拉拔试验；材料加工准备；材料进入施工现场；联接件联接安装；桅杆及帐篷安装；索膜结构帐篷预张拉。

其中结构设计部分为：根据建筑功能特色，进行帐篷的结构设计，主要包括帐篷外形、索结构、支撑结构、联接件设计，并根据施工环境，进行灵活的组合设计，如图1和2所示，并在建筑结构图报批之前进行帐篷材料、图纸以及结构安全计算的报批，并通过FORTEN4000等建模软件进行找形。完成总体布置图、透视图、立面图及平面图的找形后，确定膜片裁切线，并进行荷载分析以及力的检查。

在建筑结构进行混凝土浇筑前，对固定于墙面或地面的结构联接件9、钢柱联接件10、落地式桅杆16等，进行钢筋预埋。

材料入场包括开蓬膜片1、与桅杆顶部相连的顶部帐篷2、钢绞索4、安全固定钢绞索5、膜片边缘夹具6、膜片边角夹具7、U型卡具8、结构连接件9、钢柱联接体10、悬飘连接件11、头环14、落地式桅杆16、悬飘式桅杆20的组件等材料的入场准备。

联接件联接安装包括帐篷膜片与钢绞索之间的连接，以及帐篷边角处与固定于墙面或地面的结构联接件9的安装，联接件安装前先将固定于墙面或地面的结构联接件9、钢柱连接件10、落地式桅杆基础底板19与结构基础安装固定，后将帐篷展开在施工区域，将钢绞索4与开蓬膜片1的锁边膜片搭接加强处3进行连接，将钢绞索4穿于帐篷膜边缘锁边内，也可通过膜片边缘夹具6与钢绞索4相连接，膜边缘用双层膜材锁边，锁边膜材与膜面融焊在一起。

结构联接件9及钢柱联接件10中涉及需与安全固定钢绞索5连接的需要进行连接，安全固定钢绞索5两端采用可调式连接头，钢柱连接件10由钢柱及钢杆联接件进行连接，如图8、9和10所示。

落地式桅杆16可根据安装高度分为多节，通过螺栓进行连接。

帐篷边角处与固定于墙面或地面的结构联接件9或钢柱联接件10的安装，通过在帐篷边角处安装膜片边角夹具7，将夹具一端与角膜及钢绞索4连接，另一端连接U型卡具8，U型卡具外露端8.1系上钢绞索4，该钢绞索4穿过对应的结构联接件9或钢柱联接件10的联接吊耳，与手拉葫芦相连。

帐篷顶端设置圆形钢头环14，钢头环14与帐篷顶端开口边缘通过螺栓组联接，钢头环14上进一步安装与桅杆顶部连接的联接件15。圆形钢头环14安装时，需先在帐篷开蓬膜片1的顶部锁边膜片搭接加强处3根据钢头环14的螺栓预留孔洞进行钻孔，并安装螺栓固定，随后安装钢头环14上与桅杆顶部连接的联接件15；对于悬飘式桅杆20，需要将桅杆运至该处，进行联接，并安装顶部膜片2，与安全固定钢绞索5进行连接，安全固定钢绞索5一端与桅杆顶部相连，一端与结构联接件相连。

桅杆及帐篷安装时，若采用落地式桅杆16，需将桅杆顶部竖直吊起，运至桅杆基础底板19处，落地式桅杆16与基础底板19采用卡盘连接，即基础底板19中部为圆形开洞，桅杆底部为圆形端头17，圆形开洞尺寸小于端头尺寸。在底板上另设置4处圆形端头紧固件18，安装时，将端头17卡入基础底板19开洞中，并初步固定圆形端头紧固件18，进而初步固定桅杆底部，桅杆固定后，将安全固定钢绞索5与桅杆顶部相连。采用落地式桅杆时，将帐篷开蓬膜片1起吊至桅杆上与钢头环14预连接位置，通过钢头环14上预安装的与桅杆顶部连接的联接件15与桅杆顶部进行相连，并进行顶部膜片2的安装，帐篷位置以及头环位置调整完毕后，需安装镀层钢钳板，并且固定头环上的全部螺栓，与此同时帐篷边角也需通过手动葫芦起吊至预埋结构联接件9或钢柱联接件10处，此时将帐篷边角夹具7上的U型卡具8与结构联接件9或钢柱联接件10上的吊环采用插销连接，联接固定后，松掉与手拉葫芦相连的钢绞索4，膜片边角夹具7需要整个帐篷相对两角同时对称固定。

当桅杆为悬飘式桅杆20时，需将悬飘式桅杆20预先与帐篷顶部相连，安全固定钢绞索5也预先连接，后期整体起吊帐篷时，同步起吊，帐篷起吊过程中，在各联接件处需设置2人，一人负责操作手拉葫芦，带动与之相连的，已连接在帐篷角端的U型卡具8外露端的钢绞索4，进而提起帐篷该角，同时，另一人在上部进行观察帐篷起吊过程中的偏移，确保各联接点起吊同步，避免帐篷因受力不均产生偏移。

当帐篷为双峰帐篷时，可采用门型钢柱联接件10，并联合使用悬飘联接件11，进行钢绞索4、安全固定钢绞索5与门型钢柱联接件10之间的连接，所述的悬飘式联接件11为一个带有多个吊耳的圆柱体。若设计时，结构连接件9的承载力不够，可增设钢梁H型钢12连接加强或混凝土梁13联接加强。

帐篷安装完毕后，钢绞索4在安装之日的一个星期内完成一次初步张拉，张拉相当于施加了预加力，这样遭遇荷载的时候，就可以抵抗荷载了，并于一个月、2个月及6个月后分别进行后续张拉和最终张拉。安全固定钢绞索5无需进行最终张拉。

整个施工过程中有若干注意事项：

1、结构设计时帐篷膜片主要有竖向、对角或拱形几种型式；钢绞索与账篷的联接方式有：穿于帐篷膜边缘锁边内，锁边应使用双层膜材与膜面融焊在一起，形成有足够强度的整体；也可将帐篷膜边缘通过夹具与钢绞索相连接，膜边缘应用双层膜材锁边，锁边膜材应与膜面融焊在一起，搭接长度不小于30cm；支撑桅杆分为落地式和悬飘式；帐篷与结构之间的联接，可通过结构预埋件或立柱相连。根据建筑功能设计特点，进行灵活性搭配设计。

2、严控分包商的审批。需避免后期发生帐篷滑落现象。帐篷预埋件需在建筑结构混凝土浇筑前预埋，帐篷安装则需要在建筑装饰装修阶段后期，安装时间跨度大，若后期发生质量问题，重新设计将延误工期，重新施工将引起系列已完工作的损坏。

3、进行帐篷设计时，应与结构设计协调进行，做好图纸的专业会审及报批，避免结构与其它专业工作相冲突，以便结构设计与帐篷设计能完美结合，正确做好结构的预留预埋及基础定位，从而避免设计冲突和事后对结构打凿

4、在帐篷上的风荷载被考虑为四个方向，顶部为开蓬结构，假想屋顶形状为四坡屋顶。根据基本风速、风向系数、地形因素、重要系数、阵风系数、速度压力系数及速度压力，按照风向0度、45度、90度、135度及180度，进行迎风及背风的风压计算。

5、膜面荷载设计需结合计算纬向、经向最大的拉力，膜材纬向、经向方向最大的允许荷载计算出最大的单层设计拉力，两者比较，若组合力小于设计拉力，则安全。索膜结构钢绞索、帐篷桅杆连接钢绞索需通过计算得出轴向拉力荷载组合最大值，由钢绞索的设计强度及直径决定的钢绞索最小破断拉力/最大的组合值得出安全系数。钢绞索的选取应依设计及材料受力性能选定。

6、钢构件（桅杆、钢柱及连接件）需根据各组合部件的受拉、抗剪、弯矩情况，结合荷载组合进行受力分析。根据构件长度、抗剪、抗拉强度、极限状态下的抗弯能力及设计安全系数来确定钢构件设计及材料是否满足要求

7、桅杆基础底盘检查为根据构件抗轴力、抗剪力、混凝土抗压强度、底盘尺寸及厚度、加劲杆高度及厚度得出最大弯矩值，进而得出实际弯矩值，实际弯矩值小于设计弯矩值，则安全。

8、螺栓受力的检查需根据螺栓的级别及尺寸、极限强度得出螺栓的实际拉力及剪力，与螺栓个数、每一个抗拉力大小、抗剪力大小进行比较，若设计大于实际，则安全。

9、焊缝长度检查需根据设计荷载、水平方向及竖向方向荷载、焊接材料极限强度、焊接面积得出焊接的实际合力以及设计强度。螺栓预埋长度=17d，再结合灌浆、头部外露长度、底板长度得出总长度。

10、在预埋螺栓运至现场时，需要检查螺纹外径、通规、螺钉长度、表面处理、标记、外观；并由实验人员按规定抽检螺栓的机械性能：抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率、硬度等，确保原材料质达到设计要求，避免潜在的质量隐患。

11、支承结构预埋件位置的允许偏差为±5mm，同一支座地脚螺栓相对位置的允许偏差为±2mm。对于超出误差范围内的预埋件，应请原设计单位或其它具备相应资质的设计单位出具新的设计或处理方案后执行。若后期植入，后置埋件还应做拉拔试验，拉拔试验应请有资质的实验单位进行，实际拉拔力不应小于设计值的两倍。

12、帐篷施工前应有相应的施工方案及作业设计，应全过程考虑，从埋件的预留预埋到最后安装张拉成型，从材料要求到施工工艺、施工方法到人员组织、施工材料/机械及安全注意事项等等均应周全考虑。

13、膜面材料质量：工程膜面采用的主要有聚四氟乙烯涂面PVC聚酯纤维类薄膜和玻纤特富隆薄膜，材料主要指标应包括单位重量、厚度、力学性能、光学性能、防火性能及耐久性等。

14、原片膜材的连接处应完全融合，以确保帐篷的整体性，对受力集中部位、边部锁边穿钢绞索或固定联接件部位应设双层膜材，膜材搭接宽度依设计受力计算确定（膜材搭接最小宽度不小于10cm）。对膜材融合处应按规定抽样检查，若拼接缝处撕裂则判定为不合格，必须加强融合焊接施工艺过程控制，确保拼接整体质量受控

15、膜材拼接完成后，应对膜材上需安装夹具（锚具）部位进行编号，该编号与钢绞索、夹具（锚具）的编号一一对应。桅杆入场时，需注意放置位置，方便后期起吊安装；钢构件，例如桅杆及基础底座钢材、钢柱及其附件等，需在工厂预先进行镀锌防腐处理，并应该根据图纸上的编号进行材料编号。入场时应进行材料抽检，确保材料符合设计要求。

16、膜面的制作质量：包括几何尺寸和膜面及接缝质量。帐篷供应商根据图纸在工厂内进行膜面材料的拼接完成后，需要进行尺寸自查，焊接质量检查，合格后方可出厂。待运至施工现场时，现场需对尺寸进行复核，发现偏差后立即返回工厂进行调整。几何尺寸合格后，安装过程中监理必须检查膜面上是否有划伤或破洞。当发生膜面破损时，必须立即进行修补。

17、膜支撑结构的安装要求所有钢构件的表面必须打磨光滑，不得有尖角毛刺，以防划伤膜面。为防止膜面安装后起皱，并保证设计所需的张力，要求索膜结构的安装尺寸误差尽可能的肖，特别是要控制支架的平行度、对角线等相关尺寸的误差，安装焊缝必须打磨平整，以防划破膜面。膜面支撑结构施工时，应遵照《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001规定执行。

18、所有的钢材应该存储在一个安全的气候条件下来避免材料损坏，以至于不可使用。PTTF帐篷膜片需存储在干燥环境下，避免物理及化学损坏。所有的配件例如重型螺栓、钢绞索以及钢材应该存在院内地坪上，避免腐蚀。

19、若设计中桅杆存在一定倾斜，通过调整桅杆位置，达到倾斜要求后，将圆形端头固定件紧固。进而将桅杆固定。采用该方法，将允许桅杆存在一定倾斜，缓解了桅杆安装位置的局限性。螺栓紧固需要按顺序，两边对称同时紧固，对于高强螺栓必须严格按照施工规范及操作规程在24小时内完成初拧、复拧、终拧。桅杆固定后，将安全固定钢绞索与桅杆顶部相连。

20、帐篷安装时应注意天气预报，保证在整个安装过程中无4级以上大风和大雨。连续起吊桅杆，起吊过程应连续，无碰撞或摆动。通过计划、审核的工作路径能够避免质量或安全事故的发生。

21、膜面张拉应力控制：膜面应力张拉不可一次到位，以防主体钢结构侧向失稳，应分块逐步张拉到位。张拉到位后，质检人员对膜面张力按照膜结构设计提供的膜面应力值，测试部位和测试工具对膜面进行全面的检查验收，同时检查压板螺栓有无漏装漏拧。工程完工后宜检查膜面的张力值是否符合设计的预张力。

22、对于屋面联接件，可以通过钢梁或者混凝土梁，将联接件预埋基础与已有结构进行进一步联接。对于墙面联接件，可以通过将该预埋件穿过预埋墙体，并通过连接H型钢梁，与结构另一面墙壁相连。

23、防水密封：在膜面与天沟、膜面与膜结构的结合部位较易发生漏水，应及时检查发现泄漏点。

24、膜面排水、防水应全部进行检查。膜面排水坡度、排水槽、天沟、檐口等做法应符合设计要求。表面应无积水凹坑，可采用自然或人工淋水试验检查排水是否顺畅。

25、膜面外观应全面进行检查。膜面应无明显污渍、串色现象，无破损、划伤，无明显褶皱。

26、严格各工序质量检查的“三检制”，确保每道工序质量处于受控状态。

27、脚手架工作平台经常被用于确保膜材安装的安全。脚手架可根据结构形式以及安装工序采用固定式也可采用轮式。吊车需满足起吊容量的要求，包括起吊高度及重量。监控风速来控制起吊物件。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (8)

1.一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于包括以下步骤：

①利用建模软件进行帐篷外形、索结构、支撑结构和联接件的设计；②结构选形后的图纸设计；③预埋件预埋；④预埋件抗拉拔试验；⑤材料加工准备⑥材料进入施工现场；⑦联接件联接安装；⑧桅杆及帐篷安装；⑨索膜结构帐篷预张拉。

2.如权利要求1所述的一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于：所述的利用建模软件进行帐篷外形、索结构、支撑结构和联接件的设计，是以计算机仿真模拟软件作为设计指导，将施工区域已有结构尺寸数据输入其中，通过力密度法以及运用Newton-Raphson理论的几何非线性结构分析进行找形；

帐篷外形及钢绞索结构通过软件建模找形时，需施加预加荷载在帐篷上，来获得一个适当的外形，确保帐篷正常的弹性结构构件在全部的可能预加荷载作用下保持稳定，所述的预加荷载包括恒载、活载、风载以及荷载组合，所述的荷载载荷包括膜元件荷载组合、支撑结构以及基础荷载组合，除考虑到预加力、恒载、活载、风载以及折减系数外，需进一步结合材料的弹性模量、屈服强度及极限强度进行综合考量。

3.如权利要求1所述的一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于：所述的预埋件预埋，包括固定于墙面或地面的结构联接件(9)、钢柱联接件(10)、及落地式桅杆的基础底板(19)的钢筋预埋，即在已有建筑结构施工时，将预埋件预埋，核对各项参数符合设计要求后，即可浇筑结构混凝土。

4.如权利要求1所述的一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于：结构混凝土浇筑后，需检查预埋件平面位置及标高的准确性，若有后置埋件则应先进行后置埋件的植入安装，并由有资质的专业实验单位进行抗拉拔试验，现场抗拉拔力应不小于设计值的二倍。

5.如权利要求1所述的一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于：所述的材料加工准备工作，包括将帐篷膜片、桅杆、钢绞索、夹具在工厂进行加工成型，帐篷膜片按照建模软件确定裁切线，在工厂内，将成卷帐篷原材料按照设计图纸裁剪成片状，然后将若干片状原材料用粘结胶膜通过高温融合焊接成帐篷。

6.如权利要求1所述的一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于：所述的联接件连接安装，包括帐篷膜片与钢绞索之间的连接，以及帐篷边角处与固定于墙面或地面的结构联接件(9)或钢柱联接件(10)的安装，其中帐篷膜片和各联接件均已按预设施工顺序进行对应编号，以确保帐篷与各联接件安装时位置一一对应；

帐篷膜片与钢绞索(4)的连接方式为：将钢绞索(4)穿于帐篷膜边缘锁边内，锁边使用双层膜材与膜面融焊在一起，形成有足够强度的整体；或将帐篷膜边缘通过边缘夹具(6)与钢绞索(4)相连接，膜边缘用双层膜材锁边，锁边膜材与膜面融焊在一起，搭接长度不小于30cm；

帐篷边角处与固定于墙面或地面的结构联接件(9)或钢柱联接件(10)的安装，通过在帐篷边角处安装膜片边角夹具(7)，将夹具一端与角膜及钢绞索(4)连接，另一端连接U型卡具(8)，U型卡具外露端(8.1)系上钢绞索(4)，该钢绞索(4)穿过对应的结构联接件(9)或钢柱联接件(10)的吊耳，与起重机器相连；

帐篷包括开蓬膜片(1)和顶部膜片(2)两部分组成，其中帐篷的开蓬膜片(1)上端开口边沿设置圆形钢头环(14)，钢头环(14)与帐篷顶端开口边缘通过螺栓组联接。

7.如权利要求1所述的一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于：所述的桅杆及帐篷安装，包括桅杆为落地式桅杆(16)时的安装以及桅杆为悬飘式桅杆(20)时的安装；

当桅杆为落地式桅杆(16)时，需将桅杆顶部竖直吊起，此时帐篷的顶部膜片(2)已预先安装在桅杆顶部，随桅杆一起吊起，将桅杆运至桅杆基础底板(19)处，落地式桅杆(16)与基础底板(19)采用卡盘连接，即基础底板(19)中部设有圆形开洞，桅杆底部设有圆形端头(17)，圆形开洞尺寸小于圆形端头尺寸，在基础底板(19)上另设置若干圆形端头紧固件(18)，安装时，将端头卡入基础底板(19)上的圆形开洞中，并初步固定圆形端头紧固件(18)，进而初步固定落地式桅杆(16)底部；采用落地式桅杆时，将帐篷起吊至桅杆上与钢头环(14)预连接位置，通过钢头环(14)上预安装的与桅杆顶部连接的联接件(15)与桅杆顶部进行相连，帐篷位置以及头环位置调整完毕后，固定钢头环上的全部螺栓，与此同时帐篷边角也需通过起重机器起吊至预埋结构联接件(9)或钢柱联接件(10)处，此时将帐篷边角夹具(7)上的U型卡具(8)与结构联接件(9)或钢柱联接件(10)上的吊环采用插销连接，联接固定后，松掉与起重机器相连的钢绞索(4)，膜片边角夹具(7)需要整个帐篷相对两角同时对称固定；

当桅杆为悬飘式桅杆(20)时，悬飘式桅杆(20)的顶部安装有头环，头环上预留孔洞，通过预留孔将悬飘式桅杆(20)顶部分别与帐篷的开蓬膜片(1)和顶部膜片(2)边缘通过螺栓连接，即将悬飘式桅杆(20)预先与帐篷顶部相连，悬飘式桅杆的顶部和底部分别设有吊耳，通过钢绞索将悬飘式桅杆的顶部、底部与联接件连接，后期整体起吊帐篷时，同步起吊，帐篷起吊过程中，在各联接件处需设置2人，一人负责操作手拉葫芦，带动与之相连的，已连接在帐篷角端的U型卡具外露端(8.1)的钢绞索(4)，进而提起帐篷该角，同时，另一人在上部进行观察帐篷起吊过程中的偏移，确保各联接点起吊同步，避免帐篷因受力不均产生偏移。

8.如权利要求1所述的一种整体张拉式索膜结构施工方法，其特征在于：所述的索膜结构帐篷预张拉，分初步张拉及安装后张拉，其中初步张拉为自安装之日的一个星期内一次完成，初步张拉时，通过调节安全固定钢绞索(5)端头进行张拉，随后进行帐篷边角夹具(7)的张拉，起重机器与边角夹具(7)上两边对称分布的圆形开孔进行连接，起重机器另一端与联接件预埋件相连，进而拉动边角夹具(7)靠向联接件预埋件，夹具上的U型卡具(8)松动，将U型卡具(8)与联接件预埋件连接的U型联接端松开，当夹具达到设计张拉位置时，再将U型卡具(8)分别与边角夹具(7)和联接件进行固定，最后进行边缘钢绞索的张拉，通过在边缘钢绞索端头安装吊环扣件，与手拉葫芦相连，手拉葫芦另一端与结构预埋件相连，张拉到设计位置时，通过调节螺母固定；安装后张拉分三次完成，分为一个月、2个月及6个月最终张拉，安全固定钢索5的张拉同步于钢绞索4的初步张拉，但不需进行最终张拉，最终拉力达到时，应无褶皱、撕裂、帐篷无飘动或者膜片物理损坏。