[发明专利]一种大跨度充气膜结构

说明书

本发明具体公开了一种大跨度充气膜结构，属于气膜支撑结构技术领域，解决了当充气膜室内气压过小时气膜建筑易坍塌、外部载荷过大充气膜表面位移过大、索网易断裂的技术问题，具体技术方案为：包括第一支撑墙体和第二支撑墙体，第一支撑墙体的顶部布置有第一装膜圈梁，第二支撑墙体的顶部布置有第二装膜圈梁，第一装膜圈梁与第二装膜圈梁之间通过顶部气承膜、索网结构、下层充气膜相连，气膜建筑的两侧均布置有风塔，两侧的风塔之间通过横梁相连，索网结构内布置有多个吊索连接件，吊索连接件通过钢丝绳与横梁相连，这种连接结构能够提高索网结构的承拉强度，增强顶部气承膜与下层充气膜的结构稳定性，拆装方便，精简了安装流程，简化了安装工艺。

技术领域

本发明属于气膜支撑结构技术领域，具体涉及一种基于海上风塔的具有缆索柔性连接的大跨度双层充气膜结构。

背景技术

气膜结构是一种新型的建筑空间结构，是以柔性结构体系承受屋面的各种荷载，所受荷载主要是恒荷载、活荷载、风荷载和雪荷载。其中，雪荷载分为均布雪荷载和局部雪荷载，特别是局部雪荷载对充气膜结构尤为不利。再加上充气膜结构对风荷载十分敏感，其球面形屋面属三维曲面，表面的风压与其雷诺数、表面粗糙度、风速剖面等密切相关。风是膜结构破坏的主要因素，在风压作用下，气膜的位移过大，会出现局部应力松弛的现象，计算分析则表现为非线性计算难以收敛。

现有技术中，气膜的跨度越大，气膜钢索连接处的轴力就越大，特别是在风荷载和雪荷载的作用下，在山墙和脊部位置的钢索网轴力会变得非常大，易出现单条钢索受力过大而被拉断的现象。由于单点受力过大，气膜位移太大，气膜易出现局部应力松弛而形变的现象，难以满足大跨度气膜的受力要求。

发明内容

为解决当充气膜室内气压过大时、充气膜表面索网易断裂、气膜建筑易坍塌的技术问题，本发明提供了一种具有缆索柔性连接的大跨度双层充气膜结构，利用钢丝绳与其膜表面索网结构节点相连接，提高充气膜结构的整体受力性能和使用安全性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种大跨度充气膜结构，包括第一支撑墙体和第二支撑墙体，第一支撑墙体固定在场馆支撑地面上，第二支撑墙体固定在场馆支撑地面上，第一支撑墙体与第二支撑墙体平行布置，第一支撑墙体的顶部布置有第一装膜圈梁，第二支撑墙体的顶部布置有第二装膜圈梁。

第一装膜圈梁与第二装膜圈梁之间通过顶部气承膜相连，为了提高顶部气承膜的受力性能，顶部气承膜避免由交叉钢索网固定，采用斜向正交钢索网，承受气膜表面应力。为了避免单条钢索受力过大而被拉断，在顶部气承膜的上部设置支撑肋板，支撑肋板用多段钢索连接，利用钢索将连接零件吊起，使得钢索承受一部分气膜表面张力，不至于单条钢索受力过大而被拉断。

第一装膜圈梁与第二装膜圈梁之间通过下层充气膜相连，下层充气膜置于顶部气承膜的底部。

顶部气承膜的每块膜布均通过螺栓与下层充气膜进行连接。

第一装膜圈梁与第二装膜圈梁之间通过索网结构相连，索网结构置于顶部气承膜与下层充气膜之间，索网结构能够加强顶部气承膜的承受载荷能力。

第一支撑墙体的外侧布置有第一风塔，第二支撑墙体的外侧布布置有第二风塔，第一风塔与第二风塔之间通过横梁相连。第一风塔和第二风塔充分利用港口风资源，将风塔当作建筑整体的一部分，一方面缓冲了风载荷，另一方面利用风载荷发电产生电能，为送风机等设备供电。

索网结构内布置有多个吊索连接件，吊索连接件通过钢丝绳与横梁相连，这种连接结构能够提高索网结构的承拉强度，增强顶部气承膜与下层充气膜的结构稳定性。

第二支撑墙体的底部装有多个送风机，送风机的出风口与气膜结构的内部相连通，通过送风机向气膜建筑内部送风。