專利名稱：方柱穿膜連接裝置及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑膜結(jié)構(gòu)的施工裝置和施工，特別是一種大跨度張拉膜結(jié)構(gòu)的膜材穿過(guò)變截面直方柱或斜方柱的裝置和施工方法。
背景技術(shù)：
在索膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中，張拉膜結(jié)構(gòu)是膜材通過(guò)支撐柱和鋼架支承，調(diào)節(jié)張拉索成型。由于膜材曲線受力分析復(fù)雜，結(jié)構(gòu)柱穿膜導(dǎo)致膜面應(yīng)力重新分配，使得節(jié)點(diǎn)處理也非常復(fù)雜。國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)柱穿張拉膜先例很少。少量需要結(jié)構(gòu)柱穿膜時(shí)，現(xiàn)有的處理方式是按照以下程序施工的
步驟一現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備，鋼結(jié)構(gòu)或其他支撐體系施工完成； 步驟二 張拉膜布加工完成，穿膜節(jié)點(diǎn)裝置的鋁板準(zhǔn)備完成；
步驟三鋁板與膜布固定完成；
步驟四張拉膜布依次提升就位，并連接成整體；
步驟五二次張拉施加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計(jì)值，張拉完成。由于該工藝是先固定穿膜節(jié)點(diǎn)裝置于膜布上，膜布提升就位后，可直接進(jìn)行大面積膜材的張拉，該工藝的缺點(diǎn)是一旦方柱為斜向放置或者變截面柱，穿膜節(jié)點(diǎn)裝置如先于膜布就位之前安裝將無(wú)法提升膜布，大跨度膜材無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況調(diào)節(jié)成型弧度，無(wú)法使膜材達(dá)到二次張拉預(yù)應(yīng)力的規(guī)定值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方柱穿膜連接裝置，解決大跨度張拉膜結(jié)構(gòu)的膜材穿過(guò)變截面直方形柱或斜方柱固定連接的技術(shù)問(wèn)題，解決膜材長(zhǎng)度調(diào)節(jié)的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種方柱穿膜連接裝置，與方柱和穿過(guò)方柱的膜材連接，所述方柱在穿膜處外圍環(huán)向焊接有繃膜鋼板，所述繃膜鋼板上間隔開(kāi)有螺栓孔，所述膜材在接近方柱的邊緣為雙層卷邊，雙層卷邊內(nèi)穿有預(yù)埋繩，所述預(yù)埋繩靠近方柱一側(cè)，所述雙層卷邊置于所述繃膜鋼板的上面，雙層卷邊與繃膜鋼板之間墊有橡膠墊，雙層卷邊之上排列有一圈帶有螺栓孔的壓膜鋼板，所述繃膜鋼板的螺栓孔與壓膜鋼板的螺栓孔相對(duì)應(yīng)且穿有螺栓，將膜材和橡膠墊夾緊固定在其間。所述繃膜鋼板的厚度不小于8mm,寬度不小于100mm。所述繃膜鋼板正下方方柱外側(cè)焊接有肋板。所述膜材的邊緣兩側(cè)均墊有橡膠墊。所述方柱是斜柱或直柱。一種方柱穿膜的施工方法，應(yīng)用以上所述的方柱穿膜連接裝置，其施工步驟如下
步驟一現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備，膜結(jié)構(gòu)的支撐體系施工完成；步驟二 通過(guò)有限元分析模擬張拉完成后膜材的位置與弧度，方柱與膜材相交位置與形狀；
步驟三按照電腦模擬結(jié)果加工膜材，并備好穿膜位置節(jié)點(diǎn)的各種材料；
步驟四將第一塊膜單元的膜材提升就位，順序安裝相鄰膜單元的膜材；
步驟五膜單元的膜材全部安裝完成后，安裝方柱穿膜連接裝置膜材的邊緣兩側(cè)墊好橡膠墊，使預(yù)埋繩卡在橡膠墊的一端，橡膠墊兩側(cè)夾在繃膜鋼板和壓膜鋼板之間，螺栓分別穿過(guò)繃膜鋼板的螺栓孔和壓膜鋼板的螺栓孔，將膜材和橡膠墊夾緊固定；
步驟六張拉預(yù)埋繩使所有膜單元連成一個(gè)整體，控制張拉量使膜面繃緊，保持膜面弧度順滑，并最終確定膜材穿過(guò)螺栓后的長(zhǎng)度，分兩次進(jìn)行張拉達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
步驟七無(wú)法進(jìn)行有限元分析模擬的穿膜位置，通過(guò)調(diào)整穿有螺栓后的膜材長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行局部調(diào)節(jié)，消除因應(yīng)力集中造成的膜面褶皺；
步驟八將繃膜鋼板焊接在方柱外側(cè)的預(yù)定位置，使其與方柱固定。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果
本發(fā)明解決了大跨度張拉膜結(jié)構(gòu)的膜材穿過(guò)變截面方柱或斜向方柱節(jié)點(diǎn)的技術(shù)問(wèn)題，并且可以做到先施工大面積膜材，再根據(jù)方柱的尺寸在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行繃膜鋼板的焊接。然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)膜面的弧度、褶皺等進(jìn)行膜材長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，使膜材達(dá)到二次張拉的預(yù)應(yīng)力規(guī)定值。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于大跨度張拉膜結(jié)構(gòu)穿過(guò)變截面直方柱或斜方柱的施工。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中B節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1 一方柱、2 —膜材、3 —繃膜鋼板、4 一壓膜鋼板、5 —螺栓、6 —預(yù)埋繩、
7 —橡膠墊、8 —肋板。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見(jiàn)圖1-3所示，一種方柱穿膜連接裝置，與方柱I和穿過(guò)方柱I的膜材2連接，所述方柱I在穿膜處外圍環(huán)向焊接有繃膜鋼板3，所述繃膜鋼板3上間隔開(kāi)有螺栓孔，所述膜材2在接近方柱的邊緣為雙層卷邊，雙層卷邊內(nèi)穿有預(yù)埋繩6，所述預(yù)埋繩6靠近方柱一側(cè)，所述雙層卷邊置于所述繃膜鋼板3的上面，雙層卷邊與繃膜鋼板3之間墊有橡膠墊7，雙層卷邊之上排列有一圈帶有螺栓孔的壓膜鋼板4，所述繃膜鋼板3的螺栓孔與壓膜鋼板4的螺栓孔相對(duì)應(yīng)且穿有螺栓5，將膜材2和橡膠墊7夾緊固定在其間。所述繃膜鋼板3的厚度不小于8mm，寬度不小于100mm。所述繃膜鋼板3正下方方柱I外側(cè)焊接有肋板8。所述膜材2的邊緣兩側(cè)均墊有橡膠墊7。所述方柱I是斜柱或直柱。這種方柱穿膜的施工方法，應(yīng)用以上所述的方柱穿膜連接裝置，其施工步驟如下步驟一現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備，膜結(jié)構(gòu)的支撐體系施工完成；
步驟二 通過(guò)有限元分析模擬張拉完成后膜材的位置與弧度，方柱與膜材相交位置與形狀；
步驟三按照電腦模擬結(jié)果加工膜材，并備好穿膜位置節(jié)點(diǎn)的各種材料；
步驟四將第一塊膜單元的膜材提升就位，順序安裝相鄰膜單元的膜材；
步驟五膜單元的膜材全部安裝完成后，安裝方柱穿膜連接裝置膜材2的邊緣兩側(cè)墊好橡膠墊7，使預(yù)埋繩6卡在橡膠墊7的一端，橡膠墊7兩側(cè)夾在繃膜鋼板3和壓膜鋼板4 之間，螺栓5分別穿過(guò)繃膜鋼板3的螺栓孔和壓膜鋼板4的螺栓孔，將膜材2和橡膠墊7夾緊固定；
步驟六張拉預(yù)埋繩6使所有膜單元連成一個(gè)整體，控制張拉量使膜面繃緊，保持膜面弧度順滑，并最終確定膜材2穿過(guò)螺栓5后的長(zhǎng)度，分兩次進(jìn)行張拉達(dá)到設(shè)計(jì)要求；
步驟七無(wú)法進(jìn)行有限元分析模擬的穿膜位置，通過(guò)調(diào)整穿有螺栓5后的膜材2長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行局部調(diào)節(jié)，消除因應(yīng)力集中造成的膜面褶皺；
步驟八將繃膜鋼板3焊接在方柱I外側(cè)的預(yù)定位置，使其與方柱I固定。
權(quán)利要求
1.一種方柱穿膜連接裝置，與方柱(I)和穿過(guò)方柱(I)的膜材(2)連接，其特征在于所述方柱(I)在穿膜處外圍環(huán)向焊接有繃膜鋼板(3)，所述繃膜鋼板(3)上間隔開(kāi)有螺栓孔，所述膜材(2)在接近方柱的邊緣為雙層卷邊，雙層卷邊內(nèi)穿有預(yù)埋繩(6)，所述預(yù)埋繩(6)靠近方柱ー側(cè)，所述雙層卷邊置于所述繃膜鋼板(3)的上面，雙層卷邊與繃膜鋼板(3)之間墊有橡膠墊(7)，雙層卷邊之上排列有一圈帶有螺栓孔的壓膜鋼板(4)，所述繃膜鋼板(3)的螺栓孔與壓膜鋼板(4)的螺栓孔相對(duì)應(yīng)且穿有螺栓(5)，將膜材(2)和橡膠墊(7)夾緊固定在其間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方柱穿膜連接裝置，其特征在于所述繃膜鋼板(3)的厚度不小于8mm,寬度不小于100mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方柱穿膜連接裝置，其特征在于所述繃膜鋼板(3)正下方方柱(I)外側(cè)焊接有肋板(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方柱穿膜連接裝置，其特征在于所述膜材(2)的邊緣兩側(cè)均墊有橡膠墊(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方柱穿膜連接裝置，其特征在于所述方柱(I)是斜柱或直柱。
6.一種方柱穿膜的施工方法，其特征在于應(yīng)用權(quán)利要求1-5所述的方柱穿膜連接裝置，其施工步驟如下 步驟ー現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備，膜結(jié)構(gòu)的支撐體系施工完成； 步驟ニ 通過(guò)有限元分析模擬張拉完成后膜材的位置與弧度，方柱與膜材相交位置與形狀； 步驟三按照電腦模擬結(jié)果加工膜材，并備好穿膜位置節(jié)點(diǎn)的各種材料； 步驟四將第一塊膜單元的膜材提升就位，順序安裝相鄰膜單元的膜材； 步驟五膜単元的膜材全部安裝完成后，安裝方柱穿膜連接裝置膜材(2)的邊緣兩側(cè)墊好橡膠墊(7)，使預(yù)埋繩(6)卡在橡膠墊(7)的一端，橡膠墊(7)兩側(cè)夾在繃膜鋼板(3)和壓膜鋼板(4)之間，螺栓(5)分別穿過(guò)繃膜鋼板(3)的螺栓孔和壓膜鋼板(4)的螺栓孔，將膜材(2)和橡膠墊(7)夾緊固定； 步驟六張拉預(yù)埋繩(6)使所有膜單元連成ー個(gè)整體，控制張拉量使膜面繃緊，保持膜面弧度順滑，并最終確定膜材(2)穿過(guò)螺栓(5)后的長(zhǎng)度，分兩次進(jìn)行張拉達(dá)到設(shè)計(jì)要求； 步驟七無(wú)法進(jìn)行有限元分析模擬的穿膜位置，通過(guò)調(diào)整穿有螺栓(5)后的膜材(2)長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行局部調(diào)節(jié)，消除因應(yīng)カ集中造成的膜面褶皺； 步驟八將繃膜鋼板(3)焊接在方柱(I)外側(cè)的預(yù)定位置，使其與方柱(I)固定。
全文摘要
一種方柱穿膜連接裝置及其施工方法，方柱穿膜連接裝置與方柱和穿過(guò)方柱的膜材連接，所述方柱在穿膜處外圍環(huán)向焊接有繃膜鋼板，所述繃膜鋼板上間隔開(kāi)有螺栓孔，所述膜材在接近方柱的邊緣為雙層卷邊，雙層卷邊內(nèi)穿有預(yù)埋繩，所述預(yù)埋繩靠近方柱一側(cè)，所述雙層卷邊置于所述繃膜鋼板的上面，雙層卷邊與繃膜鋼板之間墊有橡膠墊，雙層卷邊之上排列有一圈帶有螺栓孔的壓膜鋼板，所述繃膜鋼板的螺栓孔與壓膜鋼板的螺栓孔相對(duì)應(yīng)且穿有螺栓，將膜材和橡膠墊夾緊固定在其間。本發(fā)明解決了大跨度張拉膜結(jié)構(gòu)的膜材穿過(guò)變截面直方柱或者斜方柱的固定連接問(wèn)題，并可針對(duì)膜面的弧度、褶皺等進(jìn)行膜材長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)E04B1/38GK102677777SQ20121016846
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者丁偉祥, 喻四純, 宋俊杰, 李學(xué)亮, 李超, 陳業(yè)林 申請(qǐng)人:中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司