CN113389278A - 一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点及施工方法，包括设于脊索两侧且材质不同的第一主膜材和第二主膜材，第一主膜材和第二主膜材靠近脊索的一端分别通过边绳穿设在第一膜材夹具和第二膜材夹具的容纳槽中，第一膜材夹具和第二膜材夹具分别通过V型夹和U型夹与脊索相连，U型夹上部侧臂外侧设有L型夹板和压板，第一主膜材和第二主膜材顶部外侧分别覆盖有第一防水膜和第二防水膜，第一防水膜和第二防水膜相背的一端分别与第一主膜材和第二主膜材焊接，相向的一端延伸均至L型夹板与压板之间的缝隙内并通过自攻螺钉固定。本发明避免了类型不同的防水膜材与主膜材焊接出现的渗漏问题，连接可靠，防水性能好，造型优美，采光性能好。

Description

一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑索膜结构设计技术领域，具体涉及一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点及施工方法。

背景技术

索网膜结构是目前发展很快的一种新型空间结构, 是一种效率极高的张力集成体系, 可以充分发挥钢索的强度与张拉整体结构的空间作用。张拉膜结构是索网膜结构中最常见的一种形式, 是索网膜建筑的代表和精华, 它通过钢索与膜材共同受力形成稳定曲面来覆盖建筑空间, 具有高度的形体可塑性和结构灵活性, 即通过对膜材内部施加一定的预张力, 使其具备抵抗外荷载的能力, 从而充当结构材料的一种结构体系。这种结构形式能够充分利用膜材的受力性能, 形成轻巧、美观、具有现代感的空间大跨曲面结构,并且施工简单、快捷, 成本低。这些结构往往是高空大跨度钢结构，在给建筑增加亮点的同时，也给现场施工带来了很大难度。

传统的索膜结构体系中，单一膜材建造的索膜结构造型不够美观、采光一般，多种膜材建造的索膜结构中两种不同膜材交接处容易发生漏水问题，节点处不够美观，受力稳定性差，如何设计一种造型优美、强度好、防水性好的膜脊索处两种不同膜材连接构造是急需解决的难题。

发明内容

本发明目的在于提出一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点及施工方法，以解决背景技术中所述的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，包括设于脊索两侧且材质不同的第一主膜材和第二主膜材，所述第一主膜材和第二主膜材靠近脊索的一端均设有膜套，所述膜套内穿设有边绳，所述第一主膜材和第二主膜材的膜套和边绳分别穿设在第一膜材夹具和第二膜材夹具的容纳槽中，二者的膜面分别从容纳槽远离脊索一侧的缝隙内伸出，且所述缝隙的宽度小于边绳的直径；

所述脊索上沿其延伸方向交错间隔套设有V型夹和U型夹，所述V型夹和U型夹的开口侧分别朝向第一主膜材和第二主膜材的方向设置，所述V型夹两侧臂末端对向弯折搭接形成一三角形框架，并通过索脊调节螺栓与第一膜材夹具相连，且其上部侧臂折角位置高度高于同一截面处第一主膜材的膜面高度，所述U型夹两侧臂夹设在第二膜材夹具外侧，其上部侧臂外侧设有L型夹板，所述L型夹板开口向上，一侧板面贴设在U型夹上部侧臂外侧并通过对穿螺栓与U型夹和第二膜材夹具连为一体，另一侧板面上通过自攻螺钉固定有压板；

所述第一主膜材和第二主膜材顶部外侧分别覆盖有第一防水膜和第二防水膜，所述第一防水膜一端与第一主膜材焊接固定，另一端依次绕过第一膜材夹具、V型夹和L型夹板顶部延伸至L型夹板与压板之间的缝隙内，且其膜面紧贴V型夹上部侧壁，所述第二防水膜一端与第二主膜材焊接固定，另一端自压板底部延伸至L型夹板与压板之间的缝隙内。

优选地，为避免防水薄弱位置出现渗漏问题，L型夹板与压板缝隙内的第一防水膜覆盖于第二防水膜上方，且自攻螺丝依次穿过压板、第一防水膜、第二防水膜和L型夹板将第一防水膜和第二防水膜固定。

优选地，为满足焊接节点处膜材连接强度及美观要求，所述第一主膜材与第一防水膜材质相同，所述第二主膜材和第二防水膜材质相同。

优选地，为使连接更紧密，所述V型夹与脊索调节螺栓连接处设有垫片，所述垫片穿设在脊索调节螺栓的螺杆上，并通过脊索调节螺栓的螺母压紧固定。

优选地，为满足索脊处两种不同防水膜材张紧程度的调节需求，所述脊索调节螺栓的螺杆上设有两个螺母，两个螺母分别设于V型夹侧臂末端板面两侧将V型夹夹紧固定于脊索调节螺栓的螺杆上。

优选地，为防止两种不同材料之间的硬接触，所述V型夹、U型夹与脊索连接处设有橡胶垫。

优选地，为满足排水需要，所述第一主膜材和第二主膜材膜面所处平面之间的夹角为钝角。

优选地，为了满足索膜结构内部照明需要，所述第一防水膜、L型夹板和U型夹围成的空腔内穿设有线管。

优选地，为避免划伤膜材，所述第一膜材夹具、V型夹和第二膜材夹具与第一主膜材或第一防水膜或第二主膜材或第二防水膜接触的转角位置均为圆角结构。

另外，本发明还提供了上述一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点的施工方法，包括如下步骤，

步骤一：钢索安装，分别将脊索、谷索和承重索依次安装就位；

步骤二：第二主膜材安装，将U型夹套接到脊索上，通过对穿螺栓将L型夹板、第二膜材夹具和U型夹连为一体, 在第二主膜材上安装边绳，将第二主膜材和边绳穿设到第二膜材夹具中，并将第二主膜材调整张拉就位；

步骤三：第一主膜材安装，将V型夹套接到脊索上，通过索脊调节螺栓将第一膜材夹具和V型夹连为一体，在第一主膜材上安装边绳，将第一主膜材和边绳穿入第一膜材夹具中，并将第一主膜材调整张拉就位；

步骤四：线管安装，将线管铺设在L型夹板靠近脊索一侧；

步骤五：防水膜材焊接，将第一防水膜一端焊接在第一主膜材上，将第二防水膜一端焊接在第二主膜材上；

步骤六：防水膜材固定，将第二防水膜另一端自压板底部延伸至L型夹板与压板之间的缝隙内，将第一防水膜另一端依次绕过第一膜材夹具、V型夹和L型夹板顶部延伸至L型夹板与压板之间的缝隙内，并压在第二防水膜外侧，通过自攻螺钉将压板固定在L型夹板上并锁紧第一防水膜和第二防水膜；

步骤七：密封性检测，防水膜材安装完成后，进行淋水试验，并对渗漏位置进行封堵处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明通过L型夹板与压板配合，实现了两种不同防水膜材的有效连接，避免了类型不同的防水膜材与主膜材焊接出现的渗漏问题，连接可靠，防水性能好，造型美观，质量有保证；

2、本发明通过V型夹的设置，使脊索两种不同膜材连接节点处形成了有效的排水坡面，将水体从防水膜处引导至主膜体上排出，避免了水体在防水薄弱位置囤积，大大降低了渗漏风险，防水性能好，而且完美解决了两种不同膜材“折线形”的造型设计，造型优美、采光性能好，施工便捷，具有较好的推广使用价值；

3、本发明L型夹板与压板缝隙内的第一防水膜覆盖于第二防水膜上方，有效避免了水体从防水膜连接位置渗入防水膜与主膜体之间，进一步提高了脊索两种不同膜材连接节点处的防水性能。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1为本发明涉及的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点于索脊横截面处的结构示意图；

图2为本发明涉及的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点的俯视结构示意图。

附图标记：1-第一主膜材、2-第一膜材夹具、3-索脊调节螺栓、4-垫片、5-V型夹、6-橡胶垫、7-脊索、8-第一防水膜、9-线管、10-L型夹板、11-压板、12-自攻螺钉、13-第二防水膜、14-第二主膜材、15-第二膜材夹具、16-对穿螺栓、17-U型夹、18-边绳。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点及施工方法的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下面结合图1-2，对本发明的优选实施例作进一步详细说明：

如图1-2所示，本发明优选的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，包括设于脊索7两侧且材质不同的第一主膜材1和第二主膜材14，所述第一主膜材1和第二主膜材14靠近脊索7的一端均设有膜套，所述膜套内穿设有边绳18，所述第一主膜材1和第二主膜材14的膜套和边绳18分别穿设在第一膜材夹具2和第二膜材夹具15的容纳槽中，二者的膜面分别从容纳槽远离脊索7一侧的缝隙内伸出，且所述缝隙的宽度小于边绳18的直径；

所述脊索7上沿其延伸方向交错间隔套设有V型夹5和U型夹17，所述V型夹5和U型夹17与脊索7连接处设有橡胶垫6，二者的开口侧分别朝向第一主膜材1和第二主膜材14的方向设置，所述V型夹5两侧臂末端对向弯折搭接形成一三角形框架，并通过索脊调节螺栓3与第一膜材夹具2相连，且其上部侧臂折角位置高度高于同一截面处第一主膜材1的膜面高度，以形成有效排水坡面，避免水体在脊索7两种膜材的连接节点处囤积，所述V型夹5与脊索调节螺栓3连接处设有垫片4，所述垫片4穿设在脊索调节螺栓3的螺杆上，并通过脊索调节螺栓3的螺母压紧固定，所述脊索调节螺栓3的螺杆上设有两个螺母，两个螺母分别设于V型夹5侧臂末端板面两侧将V型夹5和垫板4夹紧固定于脊索调节螺栓3的螺杆上，通过调节螺母的固定位置，可以调整第一主膜材1与脊索7之间的间距，进而调整第一主膜材1和第二主膜材14的张紧程度，所述U型夹17两侧臂夹设在第二膜材夹具15外侧，其上部侧臂外侧设有L型夹板10，所述L型夹板10开口向上，一侧板面贴设在U型夹17上部侧臂外侧并通过对穿螺栓16与U型夹17和第二膜材夹具15连为一体，另一侧板面上通过自攻螺钉12固定有压板11；

所述第一主膜材1和第二主膜材14顶部外侧分别覆盖有第一防水膜8和第二防水膜13，且第一主膜材1与第一防水膜8均采用ETFE膜材制作，第二主膜材14和第二防水膜13均采用PTFE膜材制作，所述第一防水膜8一端与第一主膜材1焊接固定，另一端依次绕过第一膜材夹具2、V型夹5和L型夹板10顶部延伸至L型夹板10与压板11之间的缝隙内，且其膜面紧贴V型夹5上部侧壁，所述第二防水膜13一端与第二主膜材14焊接固定，另一端自压板11底部延伸至L型夹板10与压板11之间的缝隙内，且缝隙内的第一防水膜8覆盖于第二防水膜13上方，自攻螺丝12依次穿过压板11、第一防水膜8、第二防水膜13和L型夹板10将第一防水膜8和第二防水膜13固定；

为满足排水需求，所述第一主膜材1和第二主膜材14膜面所处平面之间的夹角为钝角；

为了满足索膜结构内部照明需要，所述第一防水膜8、L型夹板10和U型夹17围成的空腔内穿设有供电线穿过的线管9；

优选地，为避免划伤膜材，所述第一膜材夹具2、V型夹5和第二膜材夹具15与第一主膜材1或第一防水膜8或第二主膜材14或第二防水膜13接触的转角位置均为圆角结构。

优选地，为降低构件自重同时满足构件的结构强度要求，所述第一膜材夹具2、垫片4、V型夹5、U型夹17、L型夹板10、压板11和第二膜材夹具15均采用铝合金材料制作。

本发明所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点的施工方法，具体包括如下步骤，

步骤一：钢索安装，分别将脊索7、谷索和承重索依次安装就位；

步骤二：第二主膜材14安装，将U型夹17套接到脊索7上，通过对穿螺栓16将L型夹板10、第二膜材夹具15和U型夹17连为一体, 在第二主膜材14上安装边绳18，将第二主膜材14和边绳18穿设到第二膜材夹具15中，并将第二主膜材14调整张拉就位；

步骤三：第一主膜材1安装，将V型夹5套接到脊索7上，通过索脊调节螺栓3将第一膜材夹具2和V型夹5连为一体，在第一主膜材1上安装边绳18，将第一主膜材1和边绳18穿入第一膜材夹具2中，并将第一主膜材1调整张拉就位；

步骤四：线管9安装，将线管9铺设在L型夹板10靠近脊索7一侧；

步骤五：防水膜材焊接，将第一防水膜8一端焊接在第一主膜材1上，将第二防水膜13一端焊接在第二主膜材14上；

步骤六：防水膜材固定，将第二防水膜13另一端自压板11底部延伸至L型夹板10与压板11之间的缝隙内，将第一防水膜8另一端依次绕过第一膜材夹具2、V型夹5和L型夹板10顶部延伸至L型夹板10与压板11之间的缝隙内，并压在第二防水膜13外侧，通过自攻螺钉12将压板11固定在L型夹板10上并锁紧第一防水膜8和第二防水膜13；

步骤七：密封性检测，防水膜材安装完成后，进行淋水试验，并对渗漏位置进行封堵处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：包括设于脊索（7）两侧且材质不同的第一主膜材（1）和第二主膜材（14），所述第一主膜材（1）和第二主膜材（14）靠近脊索（7）的一端均设有膜套，所述膜套内穿设有边绳（18），所述第一主膜材（1）和第二主膜材（14）的膜套和边绳（18）分别穿设在第一膜材夹具（2）和第二膜材夹具（15）的容纳槽中，二者的膜面分别从容纳槽远离脊索（7）一侧的缝隙内伸出，且所述缝隙的宽度小于边绳（18）的直径；

所述脊索（7）上沿其延伸方向交错间隔套设有V型夹（5）和U型夹（17），所述V型夹（5）和U型夹（17）的开口侧分别朝向第一主膜材（1）和第二主膜材（14）的方向设置，所述V型夹（5）两侧臂末端对向弯折搭接形成一三角形框架，并通过索脊调节螺栓（3）与第一膜材夹具（2）相连，且其上部侧臂折角位置高度高于同一截面处第一主膜材（1）的膜面高度，所述U型夹（17）两侧臂夹设在第二膜材夹具（15）外侧，其上部侧臂外侧设有L型夹板（10），所述L型夹板（10）开口向上，一侧板面贴设在U型夹（17）上部侧臂外侧并通过对穿螺栓（16）与U型夹（17）和第二膜材夹具（15）连为一体，另一侧板面上通过自攻螺钉（12）固定有压板（11）；

所述第一主膜材（1）和第二主膜材（14）顶部外侧分别覆盖有第一防水膜（8）和第二防水膜（13），所述第一防水膜（8）一端与第一主膜材（1）焊接固定，另一端依次绕过第一膜材夹具（2）、V型夹（5）和L型夹板（10）顶部延伸至L型夹板（10）与压板（11）之间的缝隙内，且其膜面紧贴V型夹（5）上部侧壁，所述第二防水膜（13）一端与第二主膜材（14）焊接固定，另一端自压板（11）底部延伸至L型夹板（10）与压板（11）之间的缝隙内。

2.根据权利要求1所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：L型夹板（10）与压板（11）缝隙内的第一防水膜（8）覆盖于第二防水膜（13）上方，且自攻螺丝（12）依次穿过压板（11）、第一防水膜（8）、第二防水膜（13）和L型夹板（10）将第一防水膜（8）和第二防水膜（13）固定。

3.根据权利要求1所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：所述第一主膜材（1）与第一防水膜（8）材质相同，所述第二主膜材（14）和第二防水膜（13）材质相同。

4.根据权利要求1所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：所述V型夹（5）与脊索调节螺栓（3）连接处设有垫片（4），所述垫片（4）穿设在脊索调节螺栓（3）的螺杆上，并通过脊索调节螺栓（3）的螺母压紧固定。

5.根据权利要求1所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：所述脊索调节螺栓（3）的螺杆上设有两个螺母，两个螺母分别设于V型夹（5）侧臂末端板面两侧将V型夹（5）夹紧固定于脊索调节螺栓（3）的螺杆上。

6.根据权利要求1所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：所述V型夹（5）、U型夹（17）与脊索（7）连接处设有橡胶垫（6）。

7.根据权利要求1所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：所述第一主膜材（1）和第二主膜材（14）膜面所处平面之间的夹角为钝角。

8.根据权利要求1所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：所述第一防水膜（8）、L型夹板（10）和U型夹（17）围成的空腔内穿设有线管（9）。

9.根据权利要求1所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点，其特征在于：所述第一膜材夹具（2）、V型夹（5）和第二膜材夹具（15）与第一主膜材（1）或第一防水膜（8）或第二主膜材（14）或第二防水膜（13）接触的转角位置均为圆角结构。

10.一种施工方法，用于如权利要求8所述的一种索膜结构体系中膜脊索处防水节点的施工过程中，其特征在于，包括如下步骤，

步骤一：钢索安装，分别将脊索（7）、谷索和承重索依次安装就位；

步骤二：第二主膜材（14）安装，将U型夹（17）套接到脊索（7）上，通过对穿螺栓（16）将L型夹板（10）、第二膜材夹具（15）和U型夹（17）连为一体, 在第二主膜材（14）上安装边绳（18），将第二主膜材（14）和边绳（18）穿设到第二膜材夹具（15）中，并将第二主膜材（14）调整张拉就位；

步骤三：第一主膜材（1）安装，将V型夹（5）套接到脊索（7）上，通过索脊调节螺栓（3）将第一膜材夹具（2）和V型夹（5）连为一体，在第一主膜材（1）上安装边绳（18），将第一主膜材（1）和边绳（18）穿入第一膜材夹具（2）中，并将第一主膜材（1）调整张拉就位；

步骤四：线管（9）安装，将线管（9）铺设在L型夹板（10）靠近脊索（7）一侧；

步骤五：防水膜材焊接，将第一防水膜（8）一端焊接在第一主膜材（1）上，将第二防水膜（13）一端焊接在第二主膜材（14）上；

步骤六：防水膜材固定，将第二防水膜（13）另一端自压板（11）底部延伸至L型夹板（10）与压板（11）之间的缝隙内，将第一防水膜（8）另一端依次绕过第一膜材夹具（2）、V型夹（5）和L型夹板（10）顶部延伸至L型夹板（10）与压板（11）之间的缝隙内，并压在第二防水膜（13）外侧，通过自攻螺钉（12）将压板（11）固定在L型夹板（10）上并锁紧第一防水膜（8）和第二防水膜（13）；

步骤七：密封性检测，防水膜材安装完成后，进行淋水试验，并对渗漏位置进行封堵处理。

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