大跨度结构膜施工工艺.docx

          大跨度结构膜施工工艺                    [摘要]索膜结构是近年来国内发展起来的结构形式，具有轻质、高强、采光性能好、自洁性能好等优点，能明显提高建筑物总体使用功能以西安曲江国际会议中心为例，详细而系统地介绍大跨度结构膜制作和施工的先进工艺[关键词]大跨度；膜结构；施工工艺一、工程概况西安曲江国际会议中心结构由砼框架、管桁架屋盖、幕墙和环结构檐口一周（局部内部）膜支架、膜结构组成结构南北向长度201.6米，东西向宽度为90米，檐口高度26.4米膜结构工程（见图1）中膜布展开面积9200m2其中PTFE银色网格膜展开面积约八千平米；PTFE白色内膜展开面积一千多平米本工程采用张拉式永久性膜结构二、工程重难点（1）工期短，工程量大，立体交叉面广，点多，质量要求高2）面积大，需考虑温度、日照等造成变形对施工的影响3）高度高、跨度大、悬挑长度长、空间结构受力复杂，无施工工艺可供参考4）全过程监控要求高为保证安装质量达到设计要求，除对膜面制作严格把关外，还须对膜结构组装、运输、预拼装、现场拼接焊接把关控制其变形，达到建筑师的美学要求同时控制局部应力不得过大，以提高膜材强度安全储备。

三、施工工艺3.1膜制作3.1.1制作工艺流程膜材找形计算分析→裁剪设计→放样及裁剪→焊接→修饰及检查→成品包装出货3.1.2制作要点（1）采用国际著名软件Easy8.2计算、分析、裁剪膜布对材料特性分析、试验，确定设计参数、安装方法2）裁剪设计图应详细标示：编号及布置、相对坐标点位、收边节点详图、熔接宽度、熔接后整体尺寸等数据3）原材进场检查，同一膜单元工程用同一批号膜材4）根据设计部提供的线裁切片及加工节点，确定裁切片放边尺寸5）根据线裁切片及放边尺寸在纸板上按1：1进行放样，以做日后检核之用6）用边角料试焊（见图2），对热合缝进行拉伸及剥离试验每天正式焊接前均进行试焊焊接热合缝要求饱满度100％、表面平整，主热合缝逐一进行漏水、渗水试验对要求加强贴片的部位，由专人焊接，保证其强度达到要求，焊接好的膜片尺寸误差控制在0.2％以内膜边缘索曲率制作误差不得大于3%7）包装时不可有小角度折叠以施工展开顺序为基础确认卷起方向，在弯折处放圆形纸管8）运输时，其上不得放置重物，并避免与带锐角物品混装，以免刮伤膜体3.2安装工艺3.2.1安装工艺流程3.2.2安装要点（1）每榀单元为一块膜体，可直接将膜体放在主体钢结构上，放置前先满铺地毯以保护膜体。

2）膜面就位膜布的外层包裹厚地毯，用钢丝绳绑扎好，用主吊车将膜布就位至膜面搁置平台3）膜面展开安装必备条件a、当天风力不大于5级（风速小于8.2m/s），且非大雨天；b、绳网的拉设符合施工要求；c、安全设施及操作平台符合施工要求4）展开前，再对搁置平台进行检查，保证清洁、无污物，并保证无尖锐毛刺，以免造成膜面的损坏或污染5）当搁置在平台上后，横向展开膜面，边展开边安装专用铝条，慢慢将膜边穿进已经安装好的铝条孔中，通过手拉葫芦和紧绳机辅助将膜体从钢结构的一头慢慢向另一头张拉，直到张拉基本到位最后，通过紧绳机牵引膜面，通过膜面上调节节点对膜体微调，直到整个膜体绷紧无皱为止（见图3）6）牵引过程应注意：由专人统一指挥；确保膜布的任何处不与钢结构接触；保证牵引速度同步；有专门技术人员跟踪监督7）调整膜布时，必须使膜布中心与钢结构中心相一致，然后固定膜布周边3.3技术措施3.3.1膜体张拉（a）分时张拉让膜材预应力不断释放，直至达到设计应力为止（电子测力计进行现场测试）为达到膜材预应力逐渐释放且不拉断基材玻璃纤维，必经采用分时张拉时间长短与膜材表面温度和当时气温有紧密关系温度高时，间隔可短些，温度低时，相应延长。

具体如下：当气温T≥25°时，张拉间隔2-2.5小时，每天张拉次数在4-5次；当气温4°≤T≤25°时，张拉间隔4-5小时，每天张拉次数在3次以内（含3次）；当气温T≤4°时，膜材基材会因温度太低发生冷脆，容易造成基材损伤，影响使用寿命，一般不宜施工安装如遇低温下安装，须给膜材加温，再进行张拉，张拉过程将全程监控，确保施工质量b）均匀张拉防止局部应力过大，损伤膜材基材，同时让膜材本身预加的预应力慢慢释放c）对称张拉对称张拉可防止局部应力集中，保护膜材当气温T≥25°时，可适当加快张拉速度，减少间歇时间，拉力要小于设计拉力当气温4°≤T≤25°时，应减缓张拉速度，加长间隔时间，拉力要大于设计拉力当气温T≤4°时，不宜张拉，特殊情况下可增加增温张拉设备后再进行张拉d）张拉力的大小和控制1）张拉力的控制将严格按照设计初始应力的大小来确定，首次张拉力可取初始应力值的3%，此后张拉可按以初始应力的30%为基础，10%递增，到张拉力达到初始应力值时止，张拉力将不再增加，至到膜体张拉到位2）遇温度较低时，张拉力要加大，但不能大于初始应力当达到初始应力时，不得再增加，应加长张拉时间，以达到膜体张拉到位。

3.3.2安装绳网膜面铺设前，需安装绳网，作为膜展开时的依托绳网材料采用φ14晴纶绳绳网安装时，纵横向每隔1m弦拉一道绳索，绳索两端通过绳索紧绳机与钢结构相连绳网安装结束后，通过绳索紧绳机对绳索施加足够的力，以避免膜面在牵引过程中与钢结构接触，造成膜面的损坏或污染3.3.3膜面应力技术控制膜面应力采用同济大学自行研制开发的膜材应力测量仪利用膜面应力——膜面法向分布荷载——膜面位移之间的非线性关系，通过真空泵向膜面施加一法向分布吸力，采用激光位移计测得膜面法向位移，根据其非线性关系计算得到膜面的应力分布测试精度可达90％以上模型各测点空间坐标用精密电子全站仪进行测量四、实施效果施工过程合理有序，提前完成施工，且一次性验收合格膜结构外观无明显污渍、串色现象，无破损、划伤，无明显褶皱，得到业主及监理的好评膜成品合格率达到100%，无瑕疵、针孔等缺陷，焊接热合缝饱满度100%，表面平整，漏水、渗水实验合格膜布尺寸符合现场安装要求膜面的张力值符合设计和预张力膜面连接处安全、合理、美观五．结论实践证明，该工艺方法不但可行，而且取得了良好的效果，施工周期短，工序简捷，控制重点突出，提高了构件安装过程的安全可靠性，能方便消除制作、加工和安装误差,符合国家提倡的节能建筑要求，具有明显的社会经济效益。

通过严格执行工艺流程，注重实践与技术结合，其制作、安装均按标准验收合格，达到了国际先进水平攻克了大跨度结构膜施工困难的难题，为膜结构在大跨度结构中的施工提供了范例参考文献[1]GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国计划出版社，2002[2]CECS158:2004膜结构技术规程[S].北京：中国计划出版社，2004[3]JGB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2001[4]张其林《索和膜结构》，上海：同济大学出版社，2002[5]高新京，吴明超《膜结构工程技术与应用》，北京：机械工业出版社，2010  -全文完-。