膜結(jié)構(gòu)舞臺建筑節(jié)點的安全問題
膜與膜的連接
膜結(jié)構(gòu)的空間曲面是由許多平面膜材經(jīng)裁剪設(shè)計拼接而成,因為膜材幅寬較小,膜片間需經(jīng)過接縫連接構(gòu)成整體。膜材接縫的連接方法主要有:縫合連接、機械連接、粘合連接、熱合連接等,如圖:
一、縫合連接
1、縫合連接是用縫紉機將膜片縫在一起。這是一種傳統(tǒng)的織物銜接方法,主要在工廠內(nèi)制造完成;
2、其特點是比較經(jīng)濟,且質(zhì)量簡單容易控制??墒且驗榭p合連接的強度較低,一般不選用其他連接方法(如棉織物或氟塑料織物等),在結(jié)構(gòu)的排水區(qū)要慎用縫合連接。
二、機械連接
機械連接又稱螺栓連接,是在兩個膜片的邊際埋繩,并在其重疊方位用機械夾板將膜片連接在一起。
2、它是一種現(xiàn)場連接方法,一般適用于結(jié)構(gòu)規(guī)模較大,需將膜材分成幾個部分在現(xiàn)場拼接的狀況。
三、粘結(jié)連接
1、粘結(jié)連接是經(jīng)過粘合劑將膜片粘合在一同。
2、這種連接方法的耐久性較差,一般用于強度要求不高、現(xiàn)場臨時修補或無法選用其它連接方式的地方。
四、熱合連接
1、在結(jié)構(gòu)上與粘合連接類似,它是將膜材部分的涂層加熱交融,并對其施加必定的壓力,使兩片膜材牢固地連接在一起。
2、熱合連接可在工廠完結(jié),也能夠在現(xiàn)場完成,它連接強度比較大,是一種較為安全的膜材鏈接方法。我國行將公布的《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》即規(guī)定“膜材之間的主要受力縫宜選用熱合連接”。
膜與索的連接
在進行膜-索節(jié)點設(shè)計時需求注意的問題是,由于索與膜之間的材料差異,使兩者之間要留有一定的空隙,以適應(yīng)在荷載作用下膜與索之間可能發(fā)生滑動。
膜與索的連接有單邊連接(如邊索)和雙方銜接(如脊索和谷索)。如下圖所示;
1、單邊連接:常用的單邊連接方法是將鋼索穿入膜材熱合的索套中,或選用鋁合金或不銹鋼夾板和螺栓來銜接膜材與鋼索。圖片給出了一種膜與谷索的雙方連接結(jié)構(gòu)。
2、雙方連接:雙方連接一般需求在其上面添加一層防水用的掩蓋膜。
當膜面跨度在 15 米以上且無中間支承時,為減小膜面應(yīng)力,能夠使用索或合成纖維帶對膜面進行部分結(jié)構(gòu)加強。加強索能夠縫進膜面內(nèi)或設(shè)在膜面外,如下圖所示。當加強索坐落膜面外側(cè)時,應(yīng)注意防止索本身的腐蝕以及因為沖突形成的膜面表皮損害。
索與索的銜接
一、雙向鋼索
1、雙向鋼索交叉節(jié)點可選用節(jié)點板連接,也可選用 U 形夾或夾板等夾具銜接,如圖所示。
2、為了確保夾緊鋼索,可選用低碳鋼或高強螺栓。
3、需要注意的是,在無應(yīng)力狀態(tài)下被夾緊的索受拉后,其直徑會減小,從而使夾持力降低,對此可經(jīng)過二次旋緊螺栓來調(diào)整。
二、多向鋼索
1、多向鋼索之間可選用銜接板銜接,如圖所示。
2、此刻應(yīng)留意各鋼索軸線要匯交于一點,以防止銜接板偏疼受力。
3、在進行銜接板設(shè)計時,應(yīng)盡可能選用曲線造型,以展示膜結(jié)構(gòu)的柔軟。
4、圖片節(jié)點是體育場看臺挑篷結(jié)構(gòu)中內(nèi)環(huán)索與脊索和谷索之間的一種銜接做法。
5、這種節(jié)點的受力很大,且直接關(guān)系到挑篷結(jié)構(gòu)的全體穩(wěn)定性,設(shè)計時要特別當心。
膜與支承構(gòu)件的連接
1、膜材與邊緣支承構(gòu)件的連接一般有夾板連接、繩軌連接及束帶連接。
2、夾板連接是使用剛性夾板將膜邊繩直接固定在剛性鴻溝上。其做法較為簡單,一般要求夾具應(yīng)連續(xù)、可靠地夾住膜材邊際,夾具與膜材之間應(yīng)設(shè)置襯墊;當剛性邊際構(gòu)件有棱角時,應(yīng)先倒角,使膜材光滑過渡。
3、繩軌銜接是先將膜邊繩穿在鋁合金制成的滑槽--繩軌(rope track)內(nèi),再經(jīng)過拉力螺栓將繩軌與剛性鴻溝相連。經(jīng)過調(diào)緊拉力螺栓來調(diào)整預(yù)張力,以滿足施工張拉和二次張拉的要求。
4、張拉完結(jié)后可將較長的拉力螺栓剪短。膜與支承構(gòu)件的束帶連接結(jié)構(gòu)和膜與索的束帶鏈接結(jié)構(gòu)類似,可經(jīng)過調(diào)緊束帶來張拉膜面。
索與支承構(gòu)件及基礎(chǔ)的鏈接
1、索可經(jīng)過索端頭錨具與直接焊接于鋼構(gòu)件上的耳板相連;
2、對于混凝土或其他材料的支承構(gòu)件,可先預(yù)埋節(jié)點板再鏈接,或經(jīng)過鋼套箍鏈接;
3、根底錨固點處的索端部節(jié)點宜考慮選用可調(diào)的端頭結(jié)構(gòu)方式,以便利預(yù)張力的施加和二次張拉。