專利名稱：一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼索膜結(jié)構(gòu)的建筑技術(shù)，更具體地說，它涉及一種封閉式大空間張 拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的封閉式大空間結(jié)構(gòu)建筑，如各種室內(nèi)體育場(chǎng)館， 一般為剛性結(jié)構(gòu)，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(duì)基礎(chǔ)的要求高、投資大、建設(shè) 周期較長(zhǎng)；而膜材物料的單位重量輕，其建筑所需要的基礎(chǔ)要求低，因而具有施工容易、建 筑成本低、建設(shè)周期短的優(yōu)點(diǎn)。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(gòu)成結(jié)構(gòu)框架上外鋪膜材而成。因膜材無預(yù)張力及骨架承載力弱，所以只能使 用1 3個(gè)月；并且篷房建設(shè)所需要的厚鋁型材需要由國(guó)外進(jìn)口，成本造價(jià)高昂。另一種利用 膜材料的封閉式結(jié)構(gòu)建筑為封閉式充氣膜結(jié)構(gòu)(air-supported structure)，是用膜裁成氣囊 式形體，向氣囊內(nèi)充氣形成一個(gè)氣承式的結(jié)構(gòu)體系并用索穩(wěn)定整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(cable-net system)。其膜材的用量很大，結(jié)構(gòu)造價(jià)也很大。使用時(shí)室內(nèi)空氣流動(dòng)不暢，室內(nèi)非常悶熱， 室內(nèi)需經(jīng)常送風(fēng)，較適用于北方天氣寒冷地方；因經(jīng)常性地機(jī)械送排風(fēng)，并且其使用的膜材不 透光而導(dǎo)至全天照明，機(jī)械和設(shè)備投入量很大,不節(jié)能?；馂?zāi)后防護(hù)性能極差，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后 氣囊的膜材竄破后結(jié)構(gòu)體系會(huì)在一至兩個(gè)小時(shí)內(nèi)倒塌，并且室內(nèi)的煙霧沒法立即散去，很容 易造成在室內(nèi)的人員昏迷，造成人員和財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。所以這種膜結(jié)構(gòu)適合于跨度很長(zhǎng)(》 100米)且臨時(shí)性體育場(chǎng)館。
通過鋼柱、索構(gòu)成一個(gè)基本結(jié)構(gòu)骨架體系，并加入張拉膜技術(shù)形成鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑， 具有材料成本低，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)體系安全和施工方便等優(yōu)點(diǎn)。至目前為止，國(guó)內(nèi)、 外還未見到封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)的建筑之相關(guān)報(bào)道。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種造價(jià)低廉、施工方 便、結(jié)構(gòu)牢固、使用壽命較長(zhǎng)的封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的 一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，包括頂部和
側(cè)立面，所述的頂部是由一塊整體膜塊覆蓋，而該整體膜塊由高低間隔橫向布置的多條預(yù)應(yīng)
力鋼索支承，橫向布置的各條預(yù)應(yīng)力鋼索將頂部的整體膜塊分成橫向布置的傾斜膜塊體，每
個(gè)傾斜膜塊體的上下弦均為前述的預(yù)應(yīng)力鋼索圍成的弧形邊界，其中，所述的側(cè)立面是由多
個(gè)頂端傾斜的各邊不共面的張拉膜結(jié)構(gòu)塊體連續(xù)組合而成。上述的一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑中，所述的側(cè)立面的頂端是外傾的或者內(nèi) 傾的。
上述的一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑中，所述的傾斜膜塊體的下弦為中間高兩 端低的弧線形狀。
上述的一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑中，所述頂部的傾斜膜塊體和側(cè)立面的張 拉膜結(jié)構(gòu)塊體的連接部位具有同一剛性邊界支承構(gòu)件。
本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，不但提高結(jié)構(gòu)安全和使用周期，而且極大地降低頂部結(jié)構(gòu) 支承體系的復(fù)雜性和減輕自重，有效地維持建筑的外形穩(wěn)定性，降低結(jié)構(gòu)投資，并且具有豐 富變化的外立面線條，結(jié)合使用建筑節(jié)能原理后，無論從顏色、造型及使用都勝過篷房和充 氣膜結(jié)構(gòu)，避免了普通篷房上圍護(hù)結(jié)構(gòu)的膜材由于無法施加預(yù)張力而造成松弛和充氣膜結(jié)構(gòu) 重量大等弊端；而且由于膜結(jié)構(gòu)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(zhì)材料，因而施工非常方便，施工周期短，所需施工設(shè)備較 為簡(jiǎn)易，施工場(chǎng)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；并且 索膜體系的自重一般只是約為1.5kg/m2,具有比傳統(tǒng)封閉式大空間建筑所不能比擬的輕便和 節(jié)省。以下結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明，但不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何 限制。


圖1是本實(shí)用新型一種具體實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型另一種具體實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中頂部l、整體膜塊la、預(yù)應(yīng)力鋼索lb、傾斜膜塊體lc、側(cè)立面2、張拉膜結(jié)構(gòu)塊 體2a、剛性邊界支承構(gòu)件3。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
參閱
圖1所示，本實(shí)用新型的一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，包括頂部1和側(cè) 立面2，頂部1為曲折式大空間索膜結(jié)構(gòu)，其縱向側(cè)立面2由張拉膜結(jié)構(gòu)塊體組合而成；其 中頂部1是由一塊整體膜塊la覆蓋，而該整體膜塊la由高低間隔橫向布置的多條預(yù)應(yīng)力鋼 索lb支承，橫向布置的各條預(yù)應(yīng)力鋼索lb將頂部的整體膜塊la分成橫向布置的傾斜膜塊體 lc，每個(gè)傾斜膜塊lc的上下弦均為前述的預(yù)應(yīng)力鋼索lb圍成的弧形邊界，傾斜膜塊體lc的 下弦為中間高兩端低的弧線形狀，由于傾斜膜塊體lc的下弦在膜材預(yù)張力的作用下形成中間 高兩端低的弧線形狀，可形成自然向建筑物的兩側(cè)排水所需要的坡度；而縱向側(cè)立面2是由多個(gè)頂端外傾的各邊不共面的張拉膜結(jié)構(gòu)塊體2a連續(xù)組合而成，由于張拉膜結(jié)構(gòu)塊體2a的 各邊不共面，因而能在張拉膜結(jié)構(gòu)塊體2a的膜面施加預(yù)張力，形成結(jié)構(gòu)承載所必須的剛度和 形狀；本實(shí)用新型中頂部1的傾斜膜塊體lc和側(cè)立面2的張拉膜結(jié)構(gòu)塊體2a的連接部位為 同一剛性邊界支承構(gòu)件3，這樣使整個(gè)建筑的頂部1和縱向側(cè)立面2形成渾然一體的封閉式 大空間索膜結(jié)構(gòu)體系建筑。 實(shí)施例2
參閱圖2所示，本實(shí)用新型的另一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，與實(shí)施例l基 本相同，不同的是縱向側(cè)立面2是由多個(gè)頂端內(nèi)傾的各邊不共面的張拉膜結(jié)構(gòu)塊體2a連續(xù)組 合而成，頂端內(nèi)傾和外傾的作用和效果基本相同。
本實(shí)用新型的封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，由于頂部1采用了索膜結(jié)構(gòu)體系， 側(cè)立面2采用各邊不共面膜塊組合而成，因而均能在建筑的頂部1和側(cè)立面2結(jié)構(gòu)表面膜材 上的縱橫兩個(gè)方向施加合適的預(yù)張力，形成結(jié)構(gòu)承載所必須的剛度和形狀，并通過頂部1的 各傾斜膜塊體lc和縱向側(cè)立面2的各張拉膜結(jié)構(gòu)塊體2a的連接部位上使用的是同一剛性邊 界支承構(gòu)件，這種連接方式可形成渾然一體的封閉式大空間建筑。
權(quán)利要求1.一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，包括頂部(1)和側(cè)立面(2)，所述的頂部(1)是由一塊整體膜塊(1a)覆蓋，而該整體膜塊(1a)由高低間隔橫向布置的多條預(yù)應(yīng)力鋼索(1b)支承，橫向布置的各條預(yù)應(yīng)力鋼索(1b)將頂部的整體膜塊(1a)分成橫向布置的傾斜膜塊體(1c)，每個(gè)傾斜膜塊體(1c)的上下弦均為前述的預(yù)應(yīng)力鋼索(1b)圍成的弧形邊界，其特征在于，所述的側(cè)立面(2)是由多個(gè)頂端傾斜的各邊不共面的張拉膜結(jié)構(gòu)塊體(2a)連續(xù)組合而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，其特征在于，所述 的側(cè)立面(2)的頂端是外傾的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，其特征在于，所述 的側(cè)立面(2)的頂端是內(nèi)傾的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，其特征在于，所述 的傾斜膜塊體(lc)的下弦為中間高兩端低的弧線形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，其特征在于，所述 頂部(1)的傾斜膜塊體(lc)和側(cè)立面(2)的張拉膜結(jié)構(gòu)塊體(2a)的連接部位具有同一 剛性邊界支承構(gòu)件(3)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種封閉式大空間張拉鋼-索-膜結(jié)構(gòu)建筑，屬于建筑技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)要點(diǎn)包括頂部和側(cè)立面，所述的頂部是由一塊整體膜塊覆蓋，而該整體膜塊由高低間隔橫向布置的多條預(yù)應(yīng)力鋼索支承，橫向布置的各條預(yù)應(yīng)力鋼索將頂部的整體膜塊分成橫向布置的傾斜膜塊體，每個(gè)傾斜膜塊的上下弦均為前述的預(yù)應(yīng)力鋼索圍成的弧形邊界，其中，所述的側(cè)立面是由多個(gè)頂端傾斜的各邊不共面的張拉膜結(jié)構(gòu)塊體連續(xù)組合而成。本實(shí)用新型具有造價(jià)低廉、施工方便、結(jié)構(gòu)牢固、使用壽命較長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，可用于體育場(chǎng)館建設(shè)。
文檔編號(hào)E04B1/342GK201377123SQ20092005370
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者周耀軍, 譚文杰 申請(qǐng)人:廣州市杰志建筑技術(shù)開發(fā)有限公司