CN114517532B - 一种单向张拉金属薄板空间结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单向张拉金属薄板空间结构，用于大跨度建筑，包括：金属薄板，采用张拉成形，金属薄板形成空间结构；钢柱，布置在空间结构跨度的两侧；张拉索，其一端连接固定在两侧钢柱的顶端，另一端自空间结构跨度的两侧连接金属薄板；背索，一端与钢柱顶端连接，另一端固定在地面；山墙板，设置在金属薄板的两端，山墙板设置山墙背索。本发明受力结构与建筑围护结构一体化设计，金属薄板通过施加面内预应力张拉成形，结构整体可连续多跨布置，具有较好的平面适应性和较好的经济性能。本发明结构体系可用于建造跨度超过300米的超大跨度临时和永久封闭料场工程结构体系，具有安全可靠、设计合理、材料经济、施工简便等优点。

Description

一种单向张拉金属薄板空间结构及施工方法

技术领域

本发明涉及大跨度建筑结构领域，具体涉及单向张拉金属薄板空间结构及施工方法。

背景技术

随着我国大气污染及雾霾形势日趋严峻，露天料场在作业和堆场过程中，遇到大风天气会产生扬尘，不仅造成大量的物料损失，同时也污染了周边环境。因此全国各地都出台了相关文件，明确指出大型煤堆、料堆要实现封闭储存或建设防风抑尘设施。现有的临时大跨度建筑以三角桁架结构为主，其构件多且结构复杂、造价高、施工周期长，不便于临时搭建与简化施工。

因此急需一种施工简易、承载力高、结构用于室外临时性大跨度建筑和料场封闭工程。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种单向张拉金属薄板空间结构及施工方法，以解决现有技术中的一个或多个问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明首先提供一种单向张拉金属薄板空间结构，用于大跨度建筑，包括：

金属薄板，采用张拉成形，在面内纵横两个方向产生预应力且曲率向上，相邻跨金属薄板曲率相同，金属薄板形成空间结构；

钢柱，布置在空间结构跨度的两侧，安装固定在地面；

张拉索，为斜拉式、悬索式或索承式，其一端连接固定在两侧钢柱的顶端，另一端自空间结构跨度的两侧连接金属薄板；

背索，设置在钢柱外侧，一端与钢柱顶端连接，另一端固定在地面；

山墙板，设置在金属薄板的两端，山墙板设置山墙背索，山墙背索一端固定在地面，另一端与金属薄板的端面处连接。

在一些实施例中，该空间结构还包括混凝土梁，布置在空间结构跨度的两侧，混凝土梁通过预埋件安装一耳板，钢柱底端通过销轴与该耳板连接固定于混凝土梁上，混凝土梁通过另一预埋件背靠背安装两L型钢板，金属薄板底端夹于两L型钢板之间并通过螺栓连接固定。

在一些实施例中，L型钢板与混凝土梁上表面之间安装有一钢垫板，钢垫板的长度与金属薄板的走向一致。

在一些实施例中，该空间结构还包括混凝土桩，布置在空间结构跨度的两侧，并位于混凝土梁的外侧，混凝土桩设置预埋件，通过预埋件安装一耳板，背索底端通过销轴与该耳板连接固定于混凝土桩上。

在一些实施例中，金属薄板在一端或者两端的上表面连接一L型钢板，上表面L型钢板一侧通过第一螺栓连接金属薄板，另一侧焊接一耳板，张拉索通过该耳板连接金属薄板，并且上表面L型钢板的另一侧与相邻金属薄板的上表面L型钢板对应的另一侧通过第二螺栓连接固定。

在一些实施例中，金属薄板在一端或者两端的下表面连接一L型钢板，下表面L型钢板一侧通过所述第一螺栓连接金属薄板，另一侧与相邻金属薄板的下表面L型钢板对应的另一侧通过第三螺栓连接固定。

在一些实施例中，上表面L型钢板与金属薄板的上表面之间和/或下表面L型钢板与金属薄板的下表面之间安装有一钢垫板，钢垫板的长度和形状与金属薄板的走向一致。

在一些实施例中，上表面L型钢板与相邻金属薄板的上表面L型钢板之间连接一防水采光伸缩带，伸缩带的长度和走向与金属薄板的横截面一致，宽度与相邻两L型钢板之间的距离匹配。

在一些实施例中，所述金属薄板为碳素钢板、不锈钢板、铝合金板、钛合金板、彩钢板或铝镁锰板，厚度在0.3-3mm。

本发明还提供一种单向张拉金属薄板空间结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：浇筑混凝土梁、混凝土桩并施工预埋件；

S2：在混凝土梁、混凝土桩上安装耳板，将耳板与预埋件连接；

S3：在混凝土梁上安装用于连接金属薄板底端的L型钢板；

S4：在混凝土梁上安装钢柱，钢柱与耳板连接，暂时保持钢柱平躺，在混凝土桩上挂背索，背索一端与耳板连接，另一端与钢柱顶端连接；

S5：在空间结构内安装金属薄板支撑胎架；

S6：安装金属薄板，暂时由支撑胎架支撑，金属薄板底端与混凝土梁上的L型钢板连接固定；

S7：立起钢柱；

S8：斜拉式中两侧的张拉索一端与钢柱连接，另一端先与金属薄板中间位置处连接，其余张拉索暂时悬挂；

悬索式中张拉索两端分别与两侧的钢柱连接，张拉索中间位置通过索夹与吊索连接，吊索连接金属薄板，张拉索其余位置暂时悬挂；

索承式中张拉索两端分别与两侧的钢柱连接，张拉索中间位置通过索夹与撑杆一端连接，撑杆另一端连接金属薄板，张拉索其余位置暂时悬挂；

S9：斜拉式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，其余悬挂的张拉索与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉；

悬索式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，张拉索其余位置通过吊索与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉；

索承式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，张拉索其余位置通过撑杆与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明提供一种单向张拉金属薄板空间结构及施工方法，用于室外临时性大跨度建筑、煤场封闭煤棚等，受力合理、用料经济、施工简便、设施简单，承载力高，质量轻。具体而言，至少具有如下实际效果：

（1）本发明将结构受力结构与建筑围护结构一体化设计，张拉金属薄板施加预应力后，以受拉构件的形式应用于结构中，既可充分发挥钢材的抗拉强度，又可以将受力构件与围护构件合二为一；

（2）金属薄板通过施加面内预应力张拉成形，可以显著提高面外刚度，具有很好的抵抗面外荷载的能力；

（3）钢柱与背索能够很好地平衡建筑物横向方向拉索与薄板内力；在两端山墙设置山墙背索，能够很好地平衡建筑物纵向方向拉索与薄板内力；

（4）在结构中应用预制拉索，大大减少了整体结构的质量，且安装拆卸方便；

（5）结构体系可采用斜拉式张拉金属薄板空间结构、悬索式张拉金属薄板空间结构、索承式张拉金属薄板空间结构，整体可连续多跨布置，具有较好的平面适应性和较好的经济性能；

（6）结构体系可用于建造跨度超过300米的超大跨度临时和永久封闭料场工程结构体系，如临时性仓房、临时性展览馆和煤场封闭煤棚等，具有安全可靠、设计合理、材料经济、施工简便等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本发明一个实施例的整体构造布置示意图（斜拉式）；

图2为本发明一个实施例的整体构造布置示意图（悬索式）；

图3为本发明一个实施例的整体构造布置示意图（索承式）；

图4为本发明一个实施例的钢柱顶端节点示意图；

图5为本发明一个实施例的混凝土梁与钢柱连接节点示意图；

图6为本发明一个实施例的混凝土桩与背索连接节点示意图；

图7为本发明一个实施例的混凝土梁与金属薄板连接节点示意图；

图8为本发明一个实施例的斜拉式张拉金属薄板与张拉索连接节点示意图；

图9为本发明一个实施例的悬索式张拉金属薄板与张拉索连接节点示意图；

图10为本发明一个实施例的索承式张拉金属薄板与张拉索连接节点示意图；

图11为本发明一个实施例的底部混凝土结构施工过程示意图；

图12为本发明一个实施例的金属薄板底端L型钢板施工过程示意图；

图13为本发明一个实施例的安装钢柱、挂背索施工过程示意图；

图14为本发明一个实施例的安装金属薄板支撑胎架施工过程示意图（平面）；

图15为本发明一个实施例的安装金属薄板支撑胎架施工过程示意图（立面）；

图16为本发明一个实施例的安装金属薄板施工过程示意图（平面）；

图17为本发明一个实施例的安装金属薄板施工过程示意图（立面）；

图18为本发明一个实施例的安装斜拉式张拉索施工过程示意图（平面）；

图19为本发明一个实施例的安装斜拉式张拉索施工过程示意图（立面）；

图20为本发明一个实施例的安装悬索式张拉索施工过程示意图（平面）；

图21为本发明一个实施例的安装悬索式张拉索施工过程示意图（立面）；

图22为本发明一个实施例的安装索承式张拉索施工过程示意图（平面）；

图23为本发明一个实施例的安装索承式张拉索施工过程示意图（立面）；

图24-26为本发明一个实施例的安装斜拉式、悬索式、索承式剩余张拉索及山墙背索施工过程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

需要理解的是，术语“包括/包含”、“由……组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解的是，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“步骤一”、“步骤二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者步骤的先后顺序或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合较佳的实施方式对本发明的实现进行详细的描述。

图1~3分别示出了本发明一种斜拉式、悬索式、索承式单向张拉金属薄板空间结构的整体结构，整体由金属薄板1、钢柱2、张拉索3、背索4以及山墙板5构成，下面结合相应附图对各结构进行详细阐述。

如图1，金属薄板1采用张拉成形，在面内纵横两个方向产生预应力且曲率向上，相邻跨金属薄板曲率相同，金属薄板形成空间结构；

钢柱2布置在空间结构跨度的两侧，安装固定在地面；

张拉索3为斜拉式、悬索式或索承式，其一端连接固定在两侧钢柱2的顶端，另一端自空间结构跨度的两侧连接金属薄板1；

背索4设置在钢柱2外侧，一端与钢柱2顶端连接，另一端固定在地面；

山墙板5设置在金属薄板1的两端，从两头封堵空间结构，以形成相对封闭的内部空间，山墙板5设置山墙背索6，参见图24、25、26，山墙背索6一端固定在地面，另一端与金属薄板1的端面处连接。

本发明中，张拉索3包括索头和索体，索头连接钢柱，索体连接金属薄板的顶部，张拉索3对金属薄板施加横向的预应力，纵向的预应力由山墙背索6的张拉实现，且山墙背索6能够平衡空间结构纵向即建筑物长度方向张拉索与金属薄板内力，通过对金属薄板施加两个方向的预应力作用，使金属薄板不产生褶皱，金属薄板既作为维护结构，又作为空间结构的受力构件。

钢柱2与张拉索3、背索4的连接方式可根据实际情况灵活设计。

在一些实施例中，如图4所示，钢柱2顶端内外两侧分别焊接有耳板，内侧的耳板2-1连接张拉索的索头，外侧的耳板2-2连接背索的索头。耳板提前焊接在钢柱顶端即可，通过耳板结合销轴连接，方便现场安装，且确保张拉索3、背索4在受力时能够相对于钢柱2产生一定范围的活动量。

较佳的，本发明设计内侧的耳板2-1相对于外侧的耳板2-2位置更高，如图2，内侧的耳板2-1在高位，方便挂高位的张拉索3，外侧的耳板2-2在对侧的斜下方，方便挂低位的背索4，同时使得钢柱2的受力更合理。

钢柱2在地面的安装固定方式根据现场实际情况和设计要求灵活布置。

在一些实施例中，如图5所示，该空间结构还包括混凝土梁6，布置在空间结构跨度的两侧（参见图11），混凝土梁6为连续梁，长度与单跨金属薄板1的纵向长度一致，混凝土梁6设置预埋件，通过预埋件安装一耳板6-1，钢柱2底端通过销轴与该耳板6-1连接固定于混凝土梁6上。通过在混凝土梁内提前布设预埋件，例如锚固于混凝土内的螺栓，现场只需通过螺母拧紧固定耳板，然后通过耳板结合销轴连接钢柱即可，安装方便，也便于钢柱产生一定的转动。

背索4可增加整体稳定性。背索4固定在地面的方式根据现场实际情况和设计要求灵活布置。

在一些实施例中，如图6所示，该空间结构还包括混凝土桩7，布置在空间结构跨度的两侧，并位于混凝土梁6的外侧（参见图11），混凝土桩7在单跨金属薄板1的纵向长度范围内均匀间隔布设，具体布设数量取决于背索4，混凝土桩7设置预埋件，通过预埋件安装一耳板7-1，背索4底端通过销轴与该耳板7-1连接固定于混凝土桩7上。此种安装方式与钢柱2在混凝土梁6上的安装方式类似。

金属薄板1底端的安装方式根据现场实际情况和设计要求灵活布置。

在一些实施例中，如图7所示，混凝土梁6设置预埋件，通过预埋件背靠背安装两L型钢板6-2，金属薄板1底端夹于两L型钢板6-2之间并通过螺栓连接固定。L型钢板6-2在单跨金属薄板1的纵向长度范围内沿着金属薄板1的底部均匀间隔布设，借助螺栓紧固后两L型钢板背靠背的夹紧和摩擦作用，确保金属薄板1底部连接的牢固性，避免单纯螺栓开口撕裂，因为金属薄板的厚度很薄，也不具有焊接的条件。

进一步的，L型钢板6-2与混凝土梁6上表面之间安装有一钢垫板6-3，钢垫板6-3的长度与金属薄板1的走向一致。由于L型钢板6-2沿着金属薄板1的底部间隔布设，通过增设与单跨金属薄板1纵向长度一致的通长钢垫板6-3，实现对金属薄板1底部连接接缝处的密封，将底部的连接固定与密封统一考虑和设计，既满足连接需求，又无需再额外增设密封措施。

本发明中，金属薄板1与张拉索3的连接方式尤为重要，因为薄板很薄，这里要兼顾连接的强度、相邻跨薄板之间的整体稳定性以及密封性能。

在一些实施例中，参见图8，图8示出了一种斜拉式张拉金属薄板连接节点，金属薄板1在两端（对于边跨金属薄板则为一端）的上表面连接一L型钢板1-1，上表面L型钢板1-1一侧通过第一螺栓1-2连接金属薄板1，另一侧焊接一耳板1-3，张拉索3通过该耳板1-3连接金属薄板1，并且上表面L型钢板1-1的另一侧与相邻金属薄板1的上表面L型钢板1-1对应的另一侧通过第二螺栓1-4连接固定。相邻金属薄板之间通过两根索组成的倒V型吊索连接左右两块耳板1-3，在控制两块金属薄板之间距离的同时还可以给金属薄板施加纵向的预应力。通过L型钢板1-1一侧紧贴金属薄板1的上表面，由螺栓紧固连接，借助螺栓的紧固摩擦作用，确保金属薄板1端部连接的牢固性，避免单纯螺栓开口撕裂。另外，L型钢板1-1另一侧通过耳板连接张拉索3，由张拉索3悬吊耳板从而连接金属薄板，避免在金属薄板上过多开孔。

本例中，左右两块耳板1-3水平对置布置，便于斜拉式张拉索连接。

进一步的，参见图1、图8，上表面L型钢板1-1与相邻金属薄板1的上表面L型钢板1-1之间连接一伸缩带1-7，伸缩带1-7的长度和走向与金属薄板1一致，宽度与相邻L型钢板1-1之间的距离匹配，较佳的，伸缩带1-7可设置为同时具有采光功能，例如透明材料制成，借助防水采光伸缩带封闭相邻金属薄板1之间的间隙，防止此处渗漏，同时可兼顾空间结构内部的采光需求。

更进一步的，金属薄板1在一侧或者两侧的下表面连接一L型钢板1-1，下表面L型钢板一侧通过第一螺栓1-2连接金属薄板1，另一侧与相邻金属薄板的下表面L型钢板对应的另一侧通过第三螺栓1-5连接固定。同样，在金属薄板1的上下两面同时采用L型钢板，并借由同一个第一螺栓1-2连接固定，借助螺栓紧固后两L型钢板背靠背的夹紧和摩擦作用，确保金属薄板1底部连接的牢固性，两L型钢板可共用同一个螺栓和金属薄板1上的开孔。

另外，上表面L型钢板1-1的另一侧与相邻金属薄板1的上表面L型钢板1-1对应的另一侧通过第二螺栓1-4连接固定，下表面L型钢板另一侧与相邻金属薄板的下表面L型钢板对应的另一侧通过第三螺栓1-5连接固定，又能够借助L型钢板将相邻金属薄板1牢固连接成一个整体，在悬挂张拉索3的同时也实现了多跨的组装。

容易理解，上、下表面L型钢板1-1的结构一致，较佳的可将上表面L型钢板设置耳板的一侧设计的更长，以满足焊接耳板和悬挂张拉索的需求。

较佳的，上表面L型钢板1-1与金属薄板1的上表面之间和/或下表面L型钢板与金属薄板的下表面之间安装有一钢垫板1-6，钢垫板1-6的长度和形状与金属薄板1的走向一致。由于金属薄板强度较低，无法直接张拉，通过两端增设与金属薄板1周向长度一致的通长钢垫板1-6，方便对金属薄板的张拉。

在另一些实施例中，如图9，图9示出了一种悬索式张拉金属薄板连接节点，与图8所示斜拉式不同的是，左右两块耳板1-3竖向对置布置，便于悬索式张拉索连接。

在又一些实施例中，如图10，图10示出了一种索承式张拉金属薄板连接节点，与图9所示悬索式不同的是，左右两块耳板1-3竖向对置布置，但焊接在下表面L型钢板1-1上，便于索承式张拉索连接。

本发明的金属薄板为碳素钢板、不锈钢板、铝合金板、钛合金板、彩钢板或铝镁锰板，厚度在0.3-3mm之间，较佳的，例如0.3mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm等，该厚度的金属薄板可以成卷运输，在满足张拉成形的同时，也便于加工制作、运输以及现场安装。

参见图11-26，单向张拉金属薄板空间结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：浇筑底部混凝土结构（混凝土梁6与混凝土桩7）并提前施工预埋件（图11）（预埋件可参考图5、6、7）；

S2：在混凝土梁6、混凝土桩7上安装耳板，将耳板与预埋件连接（耳板可参考图5、6）；

S3：在混凝土梁6上安装用于连接金属薄板底端的L型钢板6-2（图12）（L型钢板可参考图7）；

S4：在混凝土梁6上安装钢柱2，钢柱与耳板连接，暂时保持钢柱平躺，在混凝土桩7上挂背索4，背索一端与耳板连接，另一端与钢柱顶端连接（图13）；

S5：在空间结构内安装金属薄板支撑胎架8（图14、15）；

S6：安装金属薄板1，暂时由支撑胎架8支撑，金属薄板底端与混凝土梁上的L型钢板连接固定（图16、17）；

S7：立起钢柱；

S8：斜拉式中两侧的张拉索一端与钢柱连接，另一端先与金属薄板中间位置处连接，其余张拉索暂时悬挂（图18、19）；

悬索式中张拉索两端分别与两侧的钢柱连接，张拉索中间位置通过索夹与吊索连接，吊索连接金属薄板，张拉索其余位置暂时悬挂（图20、21）；

索承式中张拉索两端分别与两侧的钢柱连接，张拉索中间位置通过索夹与撑杆一端连接，撑杆另一端连接金属薄板，张拉索其余位置暂时悬挂（图22、23）；

S9：斜拉式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，其余悬挂的张拉索与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉（图24）；

悬索式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，张拉索其余位置通过吊索与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉（图25）；

索承式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，张拉索其余位置通过撑杆与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉（图26）。

进一步的，对张拉索进行分级张拉的具体过程如下：

一级张拉，对张拉索进行缓慢张拉，使张拉索的张拉力值达到设计力值的30%；

二级张拉，对张拉索进行缓慢张拉，使张拉索的张拉力值达到设计力值的70%；

三级张拉，对张拉索进行缓慢张拉，使张拉索的张拉力值达到设计力值的100%。

本发明的结构体系可用于建造跨度超过300米的超大跨度临时和永久封闭料场工程结构体系，如临时性仓房、临时性展览馆和煤场封闭煤棚等，具有安全可靠、设计合理、材料经济、施工简便等优点。

本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

至此，本领域技术人员应认识到，虽本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍然可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种单向张拉金属薄板空间结构，用于大跨度建筑，其特征在于包括：

金属薄板，采用张拉成形，在面内纵横两个方向产生预应力且曲率向上，相邻跨金属薄板曲率相同，金属薄板形成空间结构；

钢柱，布置在空间结构跨度的两侧，安装固定在地面；

张拉索，为斜拉式、悬索式或索承式，其一端连接固定在两侧钢柱的顶端，另一端自空间结构跨度的两侧连接金属薄板；

背索，设置在钢柱外侧，一端与钢柱顶端连接，另一端固定在地面；

山墙板，设置在金属薄板的两端，山墙板设置山墙背索，山墙背索一端固定在地面，另一端与金属薄板的端面处连接；

金属薄板在一端或者两端的上表面连接一L型钢板，上表面L型钢板一侧通过第一螺栓连接金属薄板，另一侧焊接一耳板，张拉索通过该耳板连接金属薄板，并且上表面L型钢板的另一侧与相邻金属薄板的上表面L型钢板对应的另一侧通过第二螺栓连接固定；

金属薄板在一端或者两端的下表面连接一L型钢板，下表面L型钢板一侧通过所述第一螺栓连接金属薄板，另一侧与相邻金属薄板的下表面L型钢板对应的另一侧通过第三螺栓连接固定。

2.根据权利要求1所述的单向张拉金属薄板空间结构，其特征在于：

该空间结构还包括混凝土梁，布置在空间结构跨度的两侧，混凝土梁通过预埋件安装一耳板，钢柱底端通过销轴与该耳板连接固定于混凝土梁上，混凝土梁通过另一预埋件背靠背安装两L型钢板，金属薄板底端夹于两L型钢板之间并通过螺栓连接固定。

3.根据权利要求2所述的单向张拉金属薄板空间结构，其特征在于：

L型钢板与混凝土梁上表面之间安装有一钢垫板，钢垫板的长度与金属薄板的走向一致。

4.根据权利要求2所述的单向张拉金属薄板空间结构，其特征在于：

该空间结构还包括混凝土桩，布置在空间结构跨度的两侧，并位于混凝土梁的外侧，混凝土桩设置预埋件，通过预埋件安装一耳板，背索底端通过销轴与该耳板连接固定于混凝土桩上。

5.根据权利要求1所述的单向张拉金属薄板空间结构，其特征在于：

上表面L型钢板与金属薄板的上表面之间和/或下表面L型钢板与金属薄板的下表面之间安装有一钢垫板，钢垫板的长度和形状与金属薄板的走向一致。

6.根据权利要求1所述的单向张拉金属薄板空间结构，其特征在于：

上表面L型钢板与相邻金属薄板的上表面L型钢板之间连接一防水采光伸缩带，伸缩带的长度和走向与金属薄板的横截面一致，宽度与相邻两L型钢板之间的距离匹配。

7.根据权利要求1~6任一项所述的单向张拉金属薄板空间结构，其特征在于：

所述金属薄板为碳素钢板、不锈钢板、铝合金板、钛合金板、彩钢板或铝镁锰板，厚度在0.3-3mm。

8.一种如权利要求1~7所述的单向张拉金属薄板空间结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：浇筑混凝土梁、混凝土桩并施工预埋件；

S2：在混凝土梁、混凝土桩上安装耳板，将耳板与预埋件连接；

S3：在混凝土梁上安装用于连接金属薄板底端的L型钢板；

S4：在混凝土梁上安装钢柱，钢柱与耳板连接，暂时保持钢柱平躺，在混凝土桩上挂背索，背索一端与耳板连接，另一端与钢柱顶端连接；

S5：在空间结构内安装金属薄板支撑胎架；

S6：安装金属薄板，暂时由支撑胎架支撑，金属薄板底端与混凝土梁上的L型钢板连接固定；

S7：立起钢柱；

S8：斜拉式中两侧的张拉索一端与钢柱连接，另一端先与金属薄板中间位置处连接，其余张拉索暂时悬挂；

悬索式中张拉索两端分别与两侧的钢柱连接，张拉索中间位置通过索夹与吊索连接，吊索连接金属薄板，张拉索其余位置暂时悬挂；

索承式中张拉索两端分别与两侧的钢柱连接，张拉索中间位置通过索夹与撑杆一端连接，撑杆另一端连接金属薄板，张拉索其余位置暂时悬挂；

S9：斜拉式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，其余悬挂的张拉索与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉；

悬索式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，张拉索其余位置通过吊索与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉；

索承式中山墙板与山墙背索安装，山墙背索连接金属薄板的端面，张拉索其余位置通过撑杆与金属薄板连接，按顺序对张拉索进行分级张拉。

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