[發明專利]一種大跨度充氣膜結構

在審

• 申請號: 202211259341.1
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115404991A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 董明望;郭笑海;丁粵德;曲泓
• 申請（專利權）人: 山西清露金華節能科技有限公司
• 主分類號: E04B1/342
• 分類號: E04B1/342;E04B2/00;E04B1/38;E04H12/00
• 代理公司: 太原中正和專利代理事務所(普通合伙) 14116
• 代理人: 王忠斌

本發明具體公開了一種大跨度充氣膜結構，屬于氣膜支撐結構技術領域，解決了當充氣膜室內氣壓過小時氣膜建筑易坍塌、外部載荷過大充氣膜表面位移過大、索網易斷裂的技術問題，具體技術方案為：包括第一支撐墻體和第二支撐墻體，第一支撐墻體的頂部布置有第一裝膜圈梁，第二支撐墻體的頂部布置有第二裝膜圈梁，第一裝膜圈梁與第二裝膜圈梁之間通過頂部氣承膜、索網結構、下層充氣膜相連，氣膜建筑的兩側均布置有風塔，兩側的風塔之間通過橫梁相連，索網結構內布置有多個吊索連接件，吊索連接件通過鋼絲繩與橫梁相連，這種連接結構能夠提高索網結構的承拉強度，增強頂部氣承膜與下層充氣膜的結構穩定性，拆裝方便，精簡了安裝流程，簡化了安裝工藝。

技術領域

本發明屬于氣膜支撐結構技術領域，具體涉及一種基于海上風塔的具有纜索柔性連接的大跨度雙層充氣膜結構。

背景技術

氣膜結構是一種新型的建筑空間結構，是以柔性結構體系承受屋面的各種荷載，所受荷載主要是恒荷載、活荷載、風荷載和雪荷載。其中，雪荷載分為均布雪荷載和局部雪荷載，特別是局部雪荷載對充氣膜結構尤為不利。再加上充氣膜結構對風荷載十分敏感，其球面形屋面屬三維曲面，表面的風壓與其雷諾數、表面粗糙度、風速剖面等密切相關。風是膜結構破壞的主要因素，在風壓作用下，氣膜的位移過大，會出現局部應力松弛的現象，計算分析則表現為非線性計算難以收斂。

現有技術中，氣膜的跨度越大，氣膜鋼索連接處的軸力就越大，特別是在風荷載和雪荷載的作用下，在山墻和脊部位置的鋼索網軸力會變得非常大，易出現單條鋼索受力過大而被拉斷的現象。由于單點受力過大，氣膜位移太大，氣膜易出現局部應力松弛而形變的現象，難以滿足大跨度氣膜的受力要求。

發明內容

為解決當充氣膜室內氣壓過大時、充氣膜表面索網易斷裂、氣膜建筑易坍塌的技術問題，本發明提供了一種具有纜索柔性連接的大跨度雙層充氣膜結構，利用鋼絲繩與其膜表面索網結構節點相連接，提高充氣膜結構的整體受力性能和使用安全性。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：一種大跨度充氣膜結構，包括第一支撐墻體和第二支撐墻體，第一支撐墻體固定在場館支撐地面上，第二支撐墻體固定在場館支撐地面上，第一支撐墻體與第二支撐墻體平行布置，第一支撐墻體的頂部布置有第一裝膜圈梁，第二支撐墻體的頂部布置有第二裝膜圈梁。

第一裝膜圈梁與第二裝膜圈梁之間通過頂部氣承膜相連，為了提高頂部氣承膜的受力性能，頂部氣承膜避免由交叉鋼索網固定，采用斜向正交鋼索網，承受氣膜表面應力。為了避免單條鋼索受力過大而被拉斷，在頂部氣承膜的上部設置支撐肋板，支撐肋板用多段鋼索連接，利用鋼索將連接零件吊起，使得鋼索承受一部分氣膜表面張力，不至于單條鋼索受力過大而被拉斷。

第一裝膜圈梁與第二裝膜圈梁之間通過下層充氣膜相連，下層充氣膜置于頂部氣承膜的底部。

頂部氣承膜的每塊膜布均通過螺栓與下層充氣膜進行連接。

第一裝膜圈梁與第二裝膜圈梁之間通過索網結構相連，索網結構置于頂部氣承膜與下層充氣膜之間，索網結構能夠加強頂部氣承膜的承受載荷能力。

第一支撐墻體的外側布置有第一風塔，第二支撐墻體的外側布布置有第二風塔，第一風塔與第二風塔之間通過橫梁相連。第一風塔和第二風塔充分利用港口風資源，將風塔當作建筑整體的一部分，一方面緩沖了風載荷，另一方面利用風載荷發電產生電能，為送風機等設備供電。

索網結構內布置有多個吊索連接件，吊索連接件通過鋼絲繩與橫梁相連，這種連接結構能夠提高索網結構的承拉強度，增強頂部氣承膜與下層充氣膜的結構穩定性。

第二支撐墻體的底部裝有多個送風機，送風機的出風口與氣膜結構的內部相連通，通過送風機向氣膜建筑內部送風。