[實用新型]一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜建筑

有效

• 申請號: 200920053700.1
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN201411778Y
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 譚文杰;周耀軍
• 申請（專利權）人: 廣州市杰志建筑技術開發有限公司
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司
• 代理人: 黃 為

技術領域

本實用新型涉及一種膜結構的建筑技術，更具體地說，它涉及一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜建筑。

背景技術

傳統的封閉式大空間結構建筑，如各種室內體育場館，一般為剛性結構，其頂部自重較大，每平方米的自重通常在幾百公斤，重的甚至過千，因而對基礎的要求高、投資大、建設周期較長；而膜材物料的單位重量輕，其建筑所需要的基礎要求低，因而具有施工容易、建筑成本低、建設周期短的優點。目前使用膜材物料的封閉式大空間建筑的篷房，是由鋁合金型材或鋼型材構成結構框架上外鋪膜材而成；因膜材無預張力及骨架承載力弱，所以只能使用1～3個月；并且篷房建設所需要的厚鋁型材需要由國外進口，成本造價高昂。另一種封閉式膜結構建筑是封閉式充氣膜結構(air-supported?structure)，是用膜裁成氣囊式形體，向氣囊內充氣形成一個氣承式的結構體系并用索穩定整個結構系統(cable-net?system)。其膜材的用量很大，膜材或整個結構造價也很大；使用時室內空氣流動不暢，室內非常悶熱，室內需經常送風，較適用于北方天氣寒冷地方；因經常性地機械送排風，并且其使用的膜材不透光而導至全天照明，機械和設備投入量很大，不節能；火災后防護性能極差，當火災發生后氣囊的膜材竄破后結構體系會在一至兩個小時內倒塌，并且室內的煙霧沒法立即散去，很容易造成在室內的人員昏迷，造成人員和財產的嚴重損失。所以這種膜結構適合于跨度很長(≥100米)且臨時性體育場館。

通過鋼柱、索構成一個基本結構骨架體系，并加入張拉膜技術形成鋼-索-膜結構建筑，具有材料成本低，使用壽命長的優點，結構體系安全和施工方便等優點。至目前為止，國內、外還未見到封閉式大空間張拉鋼-索-膜結構的建筑之相關報道。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術的上述不足，提供一種造價低廉、施工方便、結構牢固、使用壽命較長的封閉式大空間張拉鋼-索-膜建筑。

本實用新型的技術方案是這樣的：一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜建筑，包括頂部、側立面和兩端的山墻，其中，所述的側立面是由多個張拉膜結構塊體成縱向連續組合而成，各張拉膜結構塊體之間均設有剛性邊界構件連接；所述頂部的膜塊由剛性邊界構件頂部和兩端山墻頂部之間拉通的多條縱向和橫向預應力鋼索所構成的鋼索網支承，頂部的膜塊、預應力鋼索和剛性邊界構件共同組成鋼-索-膜結構體系。

進一步的，上述的封閉式大空間張拉鋼-索-膜建筑中，所述的山墻為中間高兩邊低的剛性結構體；頂部在縱向剖面上膜塊中間部位比兩端山墻低，頂部的橫向剖面上膜塊的中間部位比兩邊高；頂部的縱向或橫向的排水坡度為10％。

上述的封閉式大空間張拉鋼-索-膜建筑中，所述的山墻也可以為中間低兩邊高的剛性結構體；頂部在中間縱向剖面上膜塊的中間部位比兩端山墻高，頂部的橫向剖面上膜塊的中間部位比兩邊略低；頂部的縱向或橫向的排水坡度為10％。

更進一步的，上述的封閉式大空間張拉鋼-索-膜建筑中，所述的剛性邊界構件間的距離以6米至8米為佳。

上述的封閉式大空間張拉鋼-索-膜建筑中，所述的剛性邊界構件可以為基本垂直；剛性邊界構件的頂部也可以向外傾斜。

本實用新型與現有技術相比，有以下優點：

(1)本實用新型不但提高了膜結構建筑的結構安全和使用周期，而且極大地降低頂部結構支承體系的復雜性和減輕自重，有效地維持建筑的外形穩定性，降低結構投資，并且具有豐富變化的外立面線條，結合使用建筑節能原理后，無論從顏色、造型及使用都勝過篷房和充氣膜結構，避免了普通篷房上圍護結構的膜材由于無法施加預張力而造成松弛和充氣膜結構重量大等弊端；

(2)本實用新型的膜結構體系中，鋁或鋼型材所占比例較小，大部分為索及膜材，主要立面的圍蔽也是膜材，均為輕質材料，因而施工非常方便，施工周期短，所需施工設備較為簡易，施工場地的建筑余物很少且膜材余料均能回收利用，施工中也無污染物排放。

(3)本實用新型的膜結構體系中，膜結構自重一般只是約為1kg/m²，具有比傳統封閉式大空間建筑所不能比擬的輕便和節省。

(4)本實用新型的膜結構體系使用壽命長，通常可提供5至20年的正常使用周期，特別適合建設較長使用期限的網球、羽毛球等體育場館。