膜結(jié)構(gòu)施工施工步驟

一、膜材裁剪、包裝及運輸

索膜結(jié)構(gòu)體形通常都較為復(fù)雜，各種角度變化較多，且加工精度要求非常高。在制作過程中要加強質(zhì)量管理，保證制作精度。在膜結(jié)構(gòu)制作前，需要對工程所用膜材及配件按設(shè)計和規(guī)范要求進(jìn)行材質(zhì)和力學(xué)性能檢驗，如膜材的雙向拉伸試驗。膜材加工制作要嚴(yán)格按設(shè)計圖紙在專業(yè)車間由專業(yè)人員制作。由于索膜結(jié)構(gòu)通常均為空間曲面，裁剪就是用平面膜材表示空間曲面。這種用平面膜材擬合空間曲面的方法必然存在誤差，所以裁剪人員在膜材裁剪加工過程中加入一些補救措施是相當(dāng)必要的。對已裁剪的膜片要分別進(jìn)行尺寸復(fù)測和編號，并詳細(xì)紀(jì)錄實測偏差值。裁剪作業(yè)過程中應(yīng)盡量避免膜體折疊和彎曲，以免膜體產(chǎn)生彎曲和折疊損傷而使膜面褶皺，影響建筑美觀。膜片下料完成后再根據(jù)排水方向和膜片連接節(jié)點確定熱熔合方案。在正式熱合加工前，要進(jìn)行焊接試驗，確保焊接處強度不低于母材強度。

經(jīng)檢驗合格的成品膜體，在包裝前，應(yīng)根據(jù)膜體特性、施工方案等確定完善的包裝方案。如聚四氟乙烯為涂層的是玻璃纖維為基層的膜材料可以以卷的方式包裝，其中卷芯直徑不得小于100mm，對于無法卷成筒的膜體可以在膜體內(nèi)襯填軟質(zhì)填充物，然后折疊包裝。包裝完成后，在膜體外包裝上標(biāo)記包裝內(nèi)容、使用部位及膜體折疊與展開方向。在膜材運輸過程中要盡量避免重壓、彎折和損壞。同時在運輸時也要充分考慮安裝次序，盡量將膜體一次運送到位，避免膜體在場內(nèi)的二次運輸，減少膜體受損的機會。

膜材加工制作工藝流程為：膜裁剪出圖→審圖→膜加工技術(shù)交底→檢驗→放樣→裁剪→膜材預(yù)拼裝→膜材熱熔合→邊緣加工→成型尺寸復(fù)核→清洗→包裝→出廠。

二、支承結(jié)構(gòu)安裝

張拉索膜結(jié)構(gòu)的支承可分為剛性邊界和柔性邊界。支承結(jié)構(gòu)安裝誤差的大小，不僅直接影響建筑的外觀，還影響結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)應(yīng)力的分布，嚴(yán)重者將影響結(jié)構(gòu)的安全性。在安裝支承鋼結(jié)構(gòu)前，應(yīng)按規(guī)范和設(shè)計要求對鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的頂面標(biāo)高、軸線尺寸做嚴(yán)格的復(fù)測，并作復(fù)測紀(jì)錄。

支承結(jié)構(gòu)安裝工藝流程為：鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋交底→鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋→鋼結(jié)構(gòu)制作→基礎(chǔ)預(yù)埋復(fù)核→構(gòu)件防腐涂裝→構(gòu)件防火涂裝→構(gòu)件吊裝。

三、膜體安裝

膜體進(jìn)場安裝前，應(yīng)組織項目有關(guān)人員對施工方案進(jìn)行評審，確定詳細(xì)的安裝作業(yè)與安全技術(shù)措施。先復(fù)核支承結(jié)構(gòu)的各個尺寸，使每個控制點的安裝誤差均在設(shè)計和規(guī)范允許的范圍內(nèi)；對膜體及配件的出廠證明、產(chǎn)品質(zhì)量保證書、檢測報告及品種、規(guī)格、數(shù)量進(jìn)行驗收；檢查膜體外觀是否有破損、褶皺，熱熔合縫是否有脫落，螺栓、鋁合金壓條、不銹鋼壓條有無拉傷或銹蝕，索和錨具涂層是否破壞。

在組織驗收構(gòu)件的同時，還應(yīng)根據(jù)場地條件和施工方案搭設(shè)膜體展開平臺，安裝安全網(wǎng)。對大型的張拉膜結(jié)構(gòu)，要收集安裝期間的氣象信息。安裝過程中要密切注意風(fēng)向和風(fēng)速，避免膜體發(fā)生顫動現(xiàn)象。在強風(fēng)或大雨天氣要及時停止施工，并采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施。

膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要包括體形設(shè)計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。通過體形設(shè)計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量，確定各控制點的坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)形式，選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度，抗剪強主芤很差，因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預(yù)應(yīng)力來提高，對膜結(jié)構(gòu)而言，任何時候不存在無應(yīng)力狀態(tài)，因此膜曲面形狀最終必須滿足在一定邊界條件、一定預(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)平衡，并以此為基準(zhǔn)進(jìn)行荷載分析和裁剪分析。目前膜結(jié)構(gòu)找形分析的方法主要有動力松弛法、力密度法以及有限單元法等。膜結(jié)構(gòu)考慮的荷載一般是風(fēng)載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大，且隨著形狀的改變，荷載分布也在改變，因此要精確計算結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力要用幾何非線性的方法進(jìn)行。荷載分析的另一個目的是一確定索、膜中初始預(yù)張力。在外荷載作用下膜中一個方向應(yīng)力增加而另一個方向應(yīng)力減少，這就要求施加初始張應(yīng)力的程度要滿足在最不利荷載作用下應(yīng)力不致減少到零，即不出現(xiàn)皺褶。因為膜材料比較輕柔，自振頻率很低，在風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生風(fēng)振，導(dǎo)致膜材料破壞，如果初始預(yù)應(yīng)力施加過高，膜材涂變加大，易老化且強度儲備少，對受力構(gòu)件強度要求也高，增加施工安裝難度。因此初始預(yù)應(yīng)力的確定要通過荷載計算來確定。經(jīng)過找形分析而形成的摸結(jié)構(gòu)通常為三維不可展空間曲面，如何通過二維材料的裁剪，張拉形成所需要的三維空間曲面，是整個膜結(jié)構(gòu)工程中最關(guān)鍵的一個問題，這正是裁剪分析的主要內(nèi)容。

膜結(jié)構(gòu)的施工安裝過程大體如下：

1、在基礎(chǔ)工程或主體結(jié)構(gòu)施工完成后，進(jìn)行膜支承結(jié)構(gòu)的安裝，并完成局部補油漆、進(jìn)行防火處理等；

2、測量支承結(jié)構(gòu)及連接節(jié)點的幾何并與設(shè)計值比較，對找形結(jié)果進(jìn)行必要的修正；按修正后的形狀進(jìn)行裁剪設(shè)計，加工制作膜面；如膜面先于支承結(jié)構(gòu)完工已開始制作，應(yīng)通過其他方案如更換連接件等規(guī)格等來糾正偏差；

3、將加工好的膜成品按施工組織設(shè)計的要求折疊、包裝，并做好標(biāo)示；運輸至安裝現(xiàn)場；

4、清理現(xiàn)場，在地面鋪墊保護(hù)材料；向工人講解工序及分工；展開膜面，進(jìn)行如在膜面打孔、穿鋼索、安裝膜角節(jié)點板或膜夾板等準(zhǔn)備工作；在支承結(jié)構(gòu)上綁扎繩網(wǎng)以臨時支承展開的膜面；

5、準(zhǔn)備工作就緒后，吊裝機械就位，吊裝并對角點作臨時固定；

6、逐步均衡張拉，給膜面施加預(yù)張力；

7、對邊角及有褶皺的區(qū)域進(jìn)行局部張拉調(diào)節(jié)，并最終固定膜面及節(jié)點；完成雨水系統(tǒng)安裝及防水覆蓋等；

8、清洗內(nèi)外膜表面。

重量輕、強度高、防火阻燃、自潔性好，不受紫外線影響、抗疲勞、

耐扭曲、耐老化、跨度大工期短、使用壽命長。具有高透光率，熱吸收量很少。正是因為這種跨時代的膜材料的發(fā)明，使膜結(jié)構(gòu)建筑成為現(xiàn)代化的永久性建筑

優(yōu)越性能：自潔性、透光節(jié)能性、經(jīng)濟性、藝術(shù)性、防火性與抗震性、造型多樣性；另外其還具有應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、能覆蓋大跨度空間及施工周期短的優(yōu)點。

膜結(jié)構(gòu)所用膜材料由基布和涂層兩部分組成.基布主要采用聚酯纖維和玻璃纖維材料;涂層材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材為聚酯纖維覆聚氯乙烯（PVC）和玻璃纖維覆聚聚四氟乙烯（Teflon）。PVC材料的主要特點是強度低、彈性大、易老化、徐變大、自潔性差，但價格便宜，容易加工制作，色彩豐富，抗折疊性能好。為改善其性能，可在其表面涂一層聚四氟乙烯涂層，提高其抗老化和自潔能力，其壽命可達(dá)到15年左右。Teflon材料強度高、彈性模量大、自潔、耐久耐火等性能好，但它價格較貴，不易折疊，對裁剪制作精度要求較高，壽命一般在30年以上，適用于永久建筑。