[發明專利]氣承-氣肋組合式膜結構

無效

• 申請號: 201210541426.9
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN102995749A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 龔景海;李中立;李寶龍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E04B1/34
• 分類號: E04B1/34;E04B1/343;E04B1/32
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本發明屬于建筑結構技術領域，尤其是涉及一種氣承-氣肋組合式膜結構，是充氣式膜結構應用上的創新。

背景技術

充氣膜結構具有造價低廉、施工周期短，可以整體移動，容易進行拆卸和安裝等特點，廣泛應用于運動場、展覽館、倉庫等大空間、大跨度的體育和公共設施中。充氣式膜結構可分為氣承式膜(air-supported?membrane?structure)結構和氣肋(囊)式膜結構(air-inflated?membrane?structure)。氣承式膜結構是通過壓力控制系統向建筑物室內充氣，使室內外保持一定的壓力差。膜體受到上浮力，并產生一定的預張力，以保證體系的剛度。氣肋式膜結構是向單個或多個封閉膜構件內充氣，使其保持足夠的內壓，形成具有一定剛度的構件或結構。這種結構對膜材自身的氣密性和連接節點的做法要求很高，需要不斷地向膜結構構件內充氣。

近些年在工程應用中發現，氣承式膜結構的抗風和抗雪安全性差，而且由于結構內部需要維持一定的壓強差，對充氣膜結構的開門具有嚴格的要求。當大門開啟時，由于內外氣壓差的存在，會導致室內氣壓的外泄。對于需要開設大尺寸門的氣承式膜結構，比如展廳、倉庫等，往往需要可以進出卡車，這種泄氣的速度是很快的。泄氣的后果是造成膜結構內部壓強降低，出現膜面的松弛和下陷，降低結構的剛度和承載能力，嚴重時導致結構的局部塌陷，影響結構的正常使用。因此，在充氣膜結構工程的實際應用中，急需解決氣承式膜結構開設大尺寸門的難題。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種新型的氣承-氣肋組合式膜結構，可以有效解決氣承式膜結構開門的難題，同時具有經濟性好、承載能力高、安裝方便、容易拆卸和組裝等特點。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

氣承-氣肋組合式膜結構，包括氣肋式骨架、氣承膜及拉索，其中，

氣肋式骨架：由多個充氣肋構件組合成骨架狀結構，通過鼓風機充氣成形并維持剛度，形成支撐骨架承受載荷；

氣承膜：鋪設在氣肋式骨架的外圍，在由氣承膜圍起的區域內部通過充氣保持內外形成氣壓差；

拉索：通過膜片與氣承膜的外側固定連接，與氣承膜形成整體結構。

所述的充氣肋構件為環形或拱形結構。

所述的充氣肋構件在安裝時先進行充氣，將邊界的幾根充氣肋構件固定后通過增大充氣氣壓，組合得到氣肋式骨架。

所述的氣承-氣肋組合式膜結構在關閉進出口時，氣肋式骨架與氣承膜共同承擔外部荷載。

所述的氣承-氣肋組合式膜結構在開啟進出口時，由氣肋式骨架單獨承擔外部荷載。

所述的拉索與地面采用地錨支座連接。

所述的氣承膜通過拉膜帶及地錨支座與地面連接。

與現有技術相比，本發明充分利用氣承式膜結構和氣肋式膜結構的技術特點，氣肋膜構件充氣形成穩定的結構，承受荷載。氣承式膜結構覆蓋氣肋式骨架的外圍，二者組成共同工作，增大了結構的承載能力。當大門開啟時，由氣肋式骨架單獨承受外荷載，保證大門的正常開啟和暢通，確保車輛、人員的順利出入和充氣膜結構的安全。

在結構安裝時先對氣肋式骨架進行充氣，只需將邊界的幾根氣肋構件固定，就可以利用不斷增大的氣壓，使結構自然成形；然后在結構外圍覆蓋膜結構，固定好結構的周邊，做好封閉性，然后向結構內部充氣，形成氣承-氣肋組合式膜結構。通過室內設置的空壓自動調節系統，可以調節室內氣壓，以適應外部荷載的變化。

氣承-氣肋組合式膜結構的最大優點是解決了充氣膜結構開大門的難題。一般的氣承式膜結構在大門開啟時，內部氣壓的外泄會導致室內外壓力差急速下降，氣承膜面材料變松弛，嚴重時靠近門口的膜面會塌陷下來。本發明中由于氣肋式骨架的存在，使得松弛的覆蓋膜面不會產生大的變形，更不會坍塌，保證了結構的安全和正常使用。

附圖說明

圖1為氣肋式骨架的結構示意圖；

圖2為覆蓋在氣肋式骨架外圍的氣承膜的結構示意圖；

圖3為氣承膜與地面的連接示意圖；

圖4為氣承-氣肋組合式膜結構的示意圖；

圖5為組合式膜結構的氣肋式骨架的示意圖。

圖中，1為氣肋式骨架、2為氣承膜、3為拉索、4為地錨支座、5為拉膜帶、6為沙袋、7為出入口。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例