CN208309819U - 单元装配式膜结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单元装配式膜结构，安装在支承构件上，包括多个膜结构子单元，第一连接件和第二连接件，各个膜结构子单元依次连续紧密排列，并与相邻的膜结构子单元在交接边处互相连接，与支承构件相邻的膜结构子单元在与支承构件的交接边处与支承构件连接，膜结构子单元分别由膜体和框架组装而成，膜体使用柔性薄膜材料制成，边缘固定在框架上。单元装配式膜结构通过将膜结构分割为一组膜结构子单元的装配组合，有利于实现膜结构产品标准化和产业化，便于安装和维护，起到降低成本，提高效率的作用；同时在结构形式不变的情况下，有利于实现膜结构内部刚度的合理调整和分配，形成对膜结构整体位移的有效控制，实现结构材料性能的充分利用。

Description

单元装配式膜结构

技术领域

本实用新型属于建筑空间结构体系，具体涉及一种单元装配式膜结构。

背景技术

建筑围护结构指围合建筑空间四周的结构，具有抵御不利环境的影响的作用。建筑膜材作为一种新型建筑围护材料，可以同时起到围护、装饰、遮阳、保温或吸音的作用，具有结构轻盈、造型丰富、性能稳定、节能环保的特点，适宜用于实现大跨度轻型空间结构，利用柔性膜体在表面张力的作用下形成的刚度，获得稳定的结构形态，在许多大型场馆中得到应用。

根据中国工程建设协会标准CECS158:2015的规定，膜结构的形式主要可分为整体张拉式、骨架支承式、索系支承式、空气支承式，其中所谓骨架支承式膜结构，是指由钢结构或其它刚性结构作为承重骨架，在骨架上布置按设计要求张紧的膜材构成的膜结构形式。

对于骨架式膜结构，随着单元膜体尺寸增加，膜面在荷载作用下的位移也将随之增加，当膜面位移达到一定程度，可能形成不可恢复的变形，影响膜结构的正常使用。为了避免膜面整体位移随着膜体尺寸的相应增加，目前采取的应对措施都是在膜面上附设约束结构来提高膜体在特定荷载作用下的整体刚度，控制膜面位移，具体实现时可以顺膜面附设约束钢索；也可以在膜体范围内沿膜面增设刚性梁构件，并在相应位置上将膜体与刚性梁连接固定。这两种方法虽然都能使膜结构位移得到有效控制，但是一方面会在增加膜结构工程成本的同时，给设计和安装带来困难和风险，造成工期和成本的增加，另一方面，当膜结构发生局部破坏时，基于现有的结构形式，只有采取局部修补或整体更换的维修方式，但是前者实施操作困难，后者由使维修成本大增加。由此可见，骨架支承式膜结构形式现有的膜面位移控制技术方案在客观上与成本、效率之间存在的矛盾，阻碍了骨架支承式膜结构的进一步推广应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种稳定可靠、便于安装的膜结构形式，可以提供足够的位移刚度，保证膜结构的长期正常使用。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

单元装配式膜结构包括多个膜结构子单元，第一连接件和第二连接件。各个膜结构子单元均由柔性膜体和刚性框架组装而成，膜体使用柔性薄膜材料制成，边缘固定在刚性框架上。各个膜结构子单元依次连续紧密排列，并与相邻的膜结构子单元在交接边处互相连接，与支承构件相邻的膜结构子单元在与支承构件的交接边处与支承构件连接。

作为优选的实施方式，膜结构子单元的框架侧面沿杆件轴线开设均匀布置的连接孔，连接孔为通孔。

作为优选的实施方式，第一连接件穿设于相邻膜结构子单元上对应的连接孔中后锁紧。

作为优选的实施方式，支承构件上均匀布设第二连接件，第二连接件与支承构件连接，并穿设于相邻膜结构子单元侧面的连接孔中后锁紧。

作为优选的实施方式，膜体为层单结构。

作为优选的实施方式，膜结构子单元的膜体也可以是双层结构，且双层材料之间充气形成气枕。

作为优选的实施方式，膜结构子单元的膜体还可以是双层结构，且双层材料之间敷设填充材料)。

作为优选的实施方式，膜结构子单元为四边形。

作为优选的实施方式，膜结构子单元也可以是为三角形。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

一方面，单元装配式膜结构通过对膜结构的表面进行分割，建立一组膜结构子单元的装配组合，使膜结构由尺寸较小的膜结构子单元组成，有利于实现膜结构产品的标准化和产业化，结合适当的装配形式，使膜结构的安装和维护难度大大降低，可以起到降低成本、提高效率的作用。

另一方面，膜结构子单元由一组包含刚性框架的膜结构子单元构成，改变框架杆件的截面形状和尺寸可以起到改变膜结构子单元刚度的作用，调整膜结构子单元的形状，可以起到调整膜结构整体刚度分配的作用。因此，单元装配式膜结构更有利于在设计中实现膜结构内部刚度的合理调整和分配，形成对膜结构整体位移的有效控制，实现结构材料性能的充分利用。

附图说明

图1为本实用新型单元装配式膜结构的实施例1的整体结构示意图；

图2为本实用新型单元装配式膜结构的一种四边形膜结构子单元正面示意图；

图3为本实用新型单元装配式膜结构的一种四边形膜结构子单元组装方式；

图4为本实用新型单元装配式膜结构的实施例1的相邻膜结构子单元之间装配的连接局部剖面图；

图5为本实用新型单元装配式膜结构的实施例1的膜结构子单元安装在支承构件上的安装连接局部截面图；

图6为本实用新型单元装配式膜结构的实施例2的膜结构子单元截面图；

图7为本实用新型单元装配式膜结构的实施例3的膜结构子单元截面图；

图8为本实用新型单元装配式膜结构的实施例4的整体结构示意图；

图中标记和各组成部分名称的关系说明：

1—膜结构子单元，11—膜体，111—绳带，12—框架，13—膜夹具，14—紧固螺栓，15—填充材料，121—连接孔，2—第一连接件，21—第一螺母，3—第二连接件，31—第二螺母，4—支承构件

具体实施方式

下面将结合本实用新型附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示的一种单元装配式膜结构，包括36个四边形膜结构子单元1，按6行6列依次连续紧密排列构成跨度6米，长9米的半圆拱形曲面结构。各个膜结构子单元1与相邻的膜结构子单元1在交接边处互相连接，与支承构件4相邻的膜结构子单元1在与相邻支承构件4的交接边处与支承构件4连接。

如图2所示的膜结构子单元1为四边形，由膜体11和框架12组成。膜结构子单元1的边界上设有框架12，框架12使用截面为80x40x4mm的热轧矩形管焊接而成。框架12顶面上覆盖膜体11，膜体11使用PTFE膜材制成，膜体11形状均与和框架12的形状相适配，膜体11边缘固定在框架12上。

如图3所示的膜结构子单元1，膜体11位于在膜夹具13和框架12之间，膜夹具13为5mm厚铝带，通过紧固螺栓14将膜体11夹持固定在钢框架12上。框架12顶部沿钢管轴线开设与紧固螺栓14直径适配的圆孔，相邻圆孔之间相距150mm，膜体11边缘内侧和膜夹具13上分别开设位置与框架12顶部的圆孔对应的装配圆孔。框架12的侧面又沿钢管轴线开设与第一连接件2或第二连接件3的安装要求适配的连接孔121，相邻装配孔之间相距300mm。

如图4所示的膜结构子单元1，膜体11固定在框架12顶部，框架12侧面与相邻框架12连接。固定膜体的紧固螺栓14为M10螺钉，穿过膜夹具13和膜体11边缘的圆孔，在框架12顶部对应的圆孔内拧紧。膜体11边缘穿设绳带111，膜夹具13在膜体11上位于绳带111内侧，防止膜体11边缘从膜夹具13和框架12之间滑出。第一连接件2为M16螺栓，贯穿相邻膜结构子单元1的框架12上的对应连接孔121，并用第一螺母21锁紧。

如图5所示为半圆拱形曲面结构两侧与支承构件4相邻的膜结构子单元1，膜体11固定在框架12顶部，框架12侧面与相邻支承构件4连接。支承构件4为混凝土梁，第二连接件3为M16锚栓，预先埋设于支承构件4顶部，锚栓螺纹露出混凝土顶面100mm。第二连接件3锚栓穿过相邻膜结构子单元1的框架12上相应的连接孔121，并用两个第二螺母31固定锁紧。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的膜结构子单元1中的膜体11如图6所示为双层结构，使用ETFE透明膜材制成，且双层材料之间充气形成气枕。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的膜结构子单元1上的膜体11如图7所示为双层结构，使用PVC膜材制作，且双层材料之间敷设填充材料，所述填充材料为保温棉。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，如图8所示的一种单元装配式膜结构，由12个三角形膜结构子单元1和46个四边形膜结构子单元1依次连续紧密排列构成一个具有开口的穹顶结构。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制；在本实用新型的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单元装配式膜结构，安装在支承构件上，其特征在于，

包括多个膜结构子单元(1)，第一连接件(2)和第二连接件(3)，各个所述膜结构子单元(1)依次连续紧密排列，并与相邻的所述膜结构子单元(1)在交接边处互相连接，与支承构件(4)相邻的所述膜结构子单元(1)在与所述支承构件(4)的交接边处与所述支承构件(4)连接，

所述膜结构子单元(1)分别由膜体(11)和框架(12)组装而成，所述膜体(11)使用柔性薄膜材料制成，边缘固定在所述框架(12)上。

2.根据权利要求1所述的单元装配式膜结构，其特征在于，所述膜结构子单元(1)的框架(12)侧面沿杆件轴线开设均匀布置的连接孔(121)，所述连接孔(121)为通孔。

3.根据权利要求2所述的单元装配式膜结构，其特征在于，所述第一连接件(2)穿设于相邻所述膜结构子单元(1)上对应的所述连接孔(121)中后锁紧。

4.根据权利要求2所述的单元装配式膜结构，其特征在于，所述支承构件(4)的上均匀布设所述第二连接件(3)，所述第二连接件(3)与所述支承构件(4)连接，并穿设于所述膜结构子单元(1)的所述连接孔(121)中后锁紧。

5.根据权利要求1或2所述的单元装配式膜结构，其特征在于，所述膜结构子单元(1)的膜体(11)为单层结构。

6.根据权利要求1或2所述的单元装配式膜结构，其特征在于，所述膜结构子单元(1)的膜体(11)为双层结构，且双层材料之间充气形成气枕。

7.根据权利要求1所述的单元装配式膜结构，其特征在于，所述膜结构子单元(1)的膜体(11)为双层结构，且双层材料之间敷设填充材料(15)。

8.根据权利要求1所述的单元装配式膜结构，其特征在于，所述膜结构子单元(1)的形状为四边形。

9.根据权利要求1所述的单元装配式膜结构，其特征在于，所述膜结构子单元(1)的形状为三角形。