[实用新型]一种封闭式大空间张拉钢-索-膜建筑

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种膜结构的建筑技术，更具体地说，它涉及一种封闭式大空间张拉钢-索-膜建筑。

背景技术

传统的封闭式大空间结构建筑，如各种室内体育场馆，一般为刚性结构，其顶部自重较大，每平方米的自重通常在几百公斤，重的甚至过千，因而对基础的要求高、投资大、建设周期较长；而膜材物料的单位重量轻，其建筑所需要的基础要求低，因而具有施工容易、建筑成本低、建设周期短的优点。目前使用膜材物料的封闭式大空间建筑的篷房，是由铝合金型材或钢型材构成结构框架上外铺膜材而成；因膜材无预张力及骨架承载力弱，所以只能使用1～3个月；并且篷房建设所需要的厚铝型材需要由国外进口，成本造价高昂。另一种封闭式膜结构建筑是封闭式充气膜结构(air-supported structure)，是用膜裁成气囊式形体，向气囊内充气形成一个气承式的结构体系并用索稳定整个结构系统(cable-net system)。其膜材的用量很大，膜材或整个结构造价也很大；使用时室内空气流动不畅，室内非常闷热，室内需经常送风，较适用于北方天气寒冷地方；因经常性地机械送排风，并且其使用的膜材不透光而导至全天照明，机械和设备投入量很大，不节能；火灾后防护性能极差，当火灾发生后气囊的膜材窜破后结构体系会在一至两个小时内倒塌，并且室内的烟雾没法立即散去，很容易造成在室内的人员昏迷，造成人员和财产的严重损失。所以这种膜结构适合于跨度很长(≥100米)且临时性体育场馆。

通过钢柱、索构成一个基本结构骨架体系，并加入张拉膜技术形成钢-索-膜结构建筑，具有材料成本低，使用寿命长的优点，结构体系安全和施工方便等优点。至目前为止，国内、外还未见到封闭式大空间张拉钢-索-膜结构的建筑之相关报道。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种造价低廉、施工方便、结构牢固、使用寿命较长的封闭式大空间张拉钢-索-膜建筑。

本实用新型的技术方案是这样的：一种封闭式大空间张拉钢-索-膜建筑，包括顶部、侧立面和两端的山墙，其中，所述的侧立面是由多个张拉膜结构块体成纵向连续组合而成，各张拉膜结构块体之间均设有刚性边界构件连接；所述顶部的膜块由刚性边界构件顶部和两端山墙顶部之间拉通的多条纵向和横向预应力钢索所构成的钢索网支承，顶部的膜块、预应力钢索和刚性边界构件共同组成钢-索-膜结构体系。

进一步的，上述的封闭式大空间张拉钢-索-膜建筑中，所述的山墙为中间高两边低的刚性结构体；顶部在纵向剖面上膜块中间部位比两端山墙低，顶部的横向剖面上膜块的中间部位比两边高；顶部的纵向或横向的排水坡度为10％。

上述的封闭式大空间张拉钢-索-膜建筑中，所述的山墙也可以为中间低两边高的刚性结构体；顶部在中间纵向剖面上膜块的中间部位比两端山墙高，顶部的横向剖面上膜块的中间部位比两边略低；顶部的纵向或横向的排水坡度为10％。

更进一步的，上述的封闭式大空间张拉钢-索-膜建筑中，所述的刚性边界构件间的距离以6米至8米为佳。

上述的封闭式大空间张拉钢-索-膜建筑中，所述的刚性边界构件可以为基本垂直；刚性边界构件的顶部也可以向外倾斜。

本实用新型与现有技术相比，有以下优点：

(1)本实用新型不但提高了膜结构建筑的结构安全和使用周期，而且极大地降低顶部结构支承体系的复杂性和减轻自重，有效地维持建筑的外形稳定性，降低结构投资，并且具有丰富变化的外立面线条，结合使用建筑节能原理后，无论从颜色、造型及使用都胜过篷房和充气膜结构，避免了普通篷房上围护结构的膜材由于无法施加预张力而造成松弛和充气膜结构重量大等弊端；

(2)本实用新型的膜结构体系中，铝或钢型材所占比例较小，大部分为索及膜材，主要立面的围蔽也是膜材，均为轻质材料，因而施工非常方便，施工周期短，所需施工设备较为简易，施工场地的建筑余物很少且膜材余料均能回收利用，施工中也无污染物排放。

(3)本实用新型的膜结构体系中，膜结构自重一般只是约为1kg/m²，具有比传统封闭式大空间建筑所不能比拟的轻便和节省。

(4)本实用新型的膜结构体系使用寿命长，通常可提供5至20年的正常使用周期，特别适合建设较长使用期限的网球、羽毛球等体育场馆。