體育場膜結構深化設計方案

體育場膜結構深化設計方案一膜結構深化設計根據(jù)招標文件要求，鋼結構完成卸載，屋面、墻面幕墻安裝之后開始膜結構安裝，膜結構深化設計如下。1膜材經緯向收縮及裁剪設計因為膜結構各向異性的特點，經向和緯向的伸縮率差異較大，這是膜材的生產工藝造成的。PTFE膜材的經向伸縮率為0.3%?0.7%,緯向為3%?4%。膜結構深化設計時，考慮膜面裁剪下料、強度和張拉位移。一旦膜材經緯向拼接錯誤,因為經、緯向伸縮率的不同，張拉后產生褶皺，且無法通過現(xiàn)場施工調整而消除。膜面裁剪設計主要控制膜材接縫兩側受力性能相同，使用膜材裁剪的全自動化系統(tǒng)，設定排版控制程序，主電腦控制裁剪機，實現(xiàn)從設計到裁剪的無縫連接，避免了人工排版可能出現(xiàn)的誤操作。2膜面接縫的布置因為膜結構單元都是三角形，最大邊長為42.1m,次構件下槽鋼最大間距11.5m,而膜布的最大幅寬為3.8?4.Om,需對膜布進行裁剪設計和拼接。裁剪設計要注意膜面經緯向和接縫性能對建筑外觀產生的效果，接縫環(huán)向沿次構件下的槽鋼長向布置，使接縫均勻連續(xù)，外型美觀，有良好的建筑效果。因為膜的三角單元大小不一，平面夾角也不同，相鄰兩個三角單元的膜片必然不等寬,為了整體效果，適當考慮增加膜材裁剪損耗，下圖為膜片整體拼接示意。膜而拼接軸側圖（虛線為拼縫線，也是膜材經向）

膜面接縫平面圖3膜焊接拼接部典型節(jié)點為了確保膜材焊縫的強度，確定典型節(jié)點的焊接寬度，我們對膜材搭接的典型節(jié)點進行了分組實驗。裁斷芯50tzzo表 I I"-~-XAFEP50mm膜焊接拼接部節(jié)點膜材焊接部抗拉實驗

經向抗拉強度(N/5cm)緯向(N/5cm)熱合寬度試件1試件2試件3均值試件1試件2試件3均值50mm3123.33534.53439.83369.52765.22840.42873.12826.2由表中實驗能夠得知，焊縫處的抗拉強度均大于技術要求中的經向3100N/5cm,緯向2700N/5cm的強度要求。參照歐美和日本規(guī)范對膜結構焊縫的規(guī)定，焊縫處的安全系數(shù)與本體膜相比，還可放松約20%。所以焊縫處還有充足的強度儲備來滿足結構設計要求。4防水膜的處理防水膜安裝是在主鋼構卸載，屋面陽光板和墻面幕墻及主膜安裝之后進行。因為主桿件下方通長布置有加勁板，只能是由下往上仰視安裝，操作空間極其有限，膜面繃緊困難,極易造成膜面褶皺，影響建筑外觀效果。為此，對原連接節(jié)點進行深化。防水膜安裝示意圖拉膜板PL-6I防水膜安裝示意圖拉膜板PL-6I防水膜鋁夾螺母與拉膜板預焊M8不銹鋼螺栓設計節(jié)點示意圖

防水膜細部節(jié)點效果圖防水膜細部節(jié)點效果圖深化將防水膜鋁夾由拉膜板外側移到拉膜板內側，同時將不銹鋼螺桿與拉膜板預焊，這樣，施工人員可單手伸入主膜內安裝防水膜鋁夾扣上的螺栓。5次桿件槽鋼與膜面剛性接觸節(jié)點處理原設計膜面與次桿件槽鋼的連接節(jié)點釆用上下鋁板夾緊，使用過程中受到室內微風引起的晃動影響，易造成膜面磨損或損壞，影響正常使用年限。每隔2m設一道加勁板t=10右.0,86。。6\次村件支桿0102x6每隔而設道槽型截面鋁板膜深化設計膜節(jié)點次構件支桿膜結構節(jié)點軸側圖深化在膜面上下各設一道2mm厚EPDM橡膠墊，保證膜材柔性過渡，下方的鋁合金壓條正好遮擋了膜片接縫，美觀實用。6桿件G15穿越膜面的處理深化設計過程發(fā)現(xiàn)，原設計每個結構單元的G15桿件穿越膜面。深化設計在G15桿件上增加焊接節(jié)點板，這樣，膜面可固定到節(jié)點板上，而且G15桿件下方有馬道遮擋，不影響仰視效果，既方便了施工，又保持外形美觀。穿膜節(jié)點位置示意圖

G15桿件穿膜節(jié)點深化設計效果圖7主膜連接件及夾具的深化主膜連接件吊鉤和鋁夾具為非標五金件，對此連接節(jié)點細部深化和計算，處理后的節(jié)點效果如下圖所示：主膜連接吊鉤及鋁夾細部節(jié)點效果圖8節(jié)點詳圖深化根據(jù)原設計節(jié)點按實際大小布置膜單元連接板，本次投標已基本完成施工詳圖設計,為加工、備料、計?價提供了依據(jù)。各類型節(jié)點效果圖如下：

脊部膜結構節(jié)點仰視圖組合2：0.9DL+1.4WLUP,以下簡稱CA2,短期荷載;體型系數(shù)取組合2：0.9DL+1.4WLUP,以下簡稱CA2,短期荷載;體型系數(shù)取-1,均布;組合3：1.2DL+1.4WLDN,以下簡稱CA3,短期荷載;體型系數(shù)取+1,均布;組合4：1.2DL+1.4WLDN+1.4X0.7XLL,簡稱CA4?短期荷載;二膜結構深化設計計算書1設計依據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-2003《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)《低合金結構鋼技術條件》GB1519-94《膜結構技術規(guī)程》CECS158：2004《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB50205-2001《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ81-20022結構設計荷載及材料規(guī)格2.1恒載膜材自重：0.010kN/m2,恒載以下簡稱DL(BPDeadLoad)2.2風荷載按原設計院數(shù)據(jù)計算，風荷載以下簡稱WL(即windload)2.3活荷載活荷載：0.3kN/m2,以下簡稱LL(即LiveLoad)2.4膜預張力膜經、緯向均設為2.5kN/ni,其作用包含在恒載之內。2.5荷載組合2.5.1基本組合組合1：1.2DL+1.4LL,以下簡稱組合1：1.2DL+1.4LL,2.5.2標準組合組合組合5：1.0DL+1.0LL,以下簡稱CA5(case5),長期荷載;活載均布組合組合6：1.0DL+1.0WLUP,以下簡稱CA6,短期荷載;體型系數(shù)取-1,均布組合組合7：1.0DL+1.0WLDN,以下簡稱CA7,短期荷載;體型系數(shù)取+1,均布組合8：1.0DL+1.0WLDN+0.7XLL,簡稱CA8,短期荷載。3膜應力表、應力圖3.1膜面接縫布置方向膜面環(huán)狀接縫（虛線、膜材經向）布置圖3.2各組合膜應力表根據(jù)《膜結構技術規(guī)程》5.3.3條規(guī)定，D類膜材經向2800N/3cm（相當于93.3KN/m）,緯向2200N/3cm（相當于73.3KN/m）。膜材應力表組合單元號最大膜應力（N/m）抗力系數(shù)膜材應力比CA1771經向78215經向0.419389緯向103915緯向0.708CA2509經向122432.5經向0.328389緯向180212.5緯向0.614CA3509經向125372.5經向0.336389緯向180212.5緯向0.614CA4509經向147332.5經向0.395389緯向212932.5緯向0.7264各組合膜面位移計算

4.1各組合膜面位移值根據(jù)《膜結構技術規(guī)程》5.3.4條規(guī)定，結構中各膜單元內膜面的相對法向位移，不應大于單元名義尺寸的l/15o膜面單元最大跨度11.15-11.8m不等，統(tǒng)一取膜單元跨度為11m進行驗算。膜面位移組合單元號Dx(cm)Dy(cm)Dz(cm)Dv(cm)單元跨度L(cm)Dv/L66711.9-13.8-33.838.411001/29CA5548-6.2-21.3-35.341.711001/26386-6.221.3-35.341.711001/26386-6.221.3-35.341.711001/26845-25.6-9.88.028.511001/39CA65488.329.046.155.111001/203868.3-29.046.155.111001/203868.3-29.046.155.111001/2084525.79.8-8.128.711001/38CA7548-8.6-29.5-47.056.111001/20386-8.629.5-47.056.111001/20386-8.629.5-47.056.111001/20845269.8-8.329.011001/38CA8548-9.3-31.8-51.661.311001/18386-9.331.8-51.661.311001/18386-9.331.8-51.661.311001/18由上表可知，膜面位移均滿足規(guī)范要求。4.2各組合膜面位移圖三膜面焊縫布置及裁切片設計因為招標文件技術條件