专利名称：一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钢索膜结构的建筑技术，更具体地说，它涉及一种封闭式大空间张 拉钢-索-膜结构建筑。
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。另一种利用 膜材料的封闭式结构建筑为封闭式充气膜结构(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，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-膜结构建筑。
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-膜结构建筑，包括顶部和
侧立面，所述的顶部是由一块整体膜块覆盖，而该整体膜块由高低间隔横向布置的多条预应
力钢索支承，横向布置的各条预应力钢索将顶部的整体膜块分成横向布置的倾斜膜块体，每
个倾斜膜块体的上下弦均为前述的预应力钢索围成的弧形边界，其中，所述的侧立面是由多
个顶端倾斜的各边不共面的张拉膜结构块体连续组合而成。上述的一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑中，所述的侧立面的顶端是外倾的或者内 倾的。
上述的一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑中，所述的倾斜膜块体的下弦为中间高两 端低的弧线形状。
上述的一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑中，所述顶部的倾斜膜块体和侧立面的张 拉膜结构块体的连接部位具有同一刚性边界支承构件。
本实用新型采用上述结构后，不但提高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；而且由于膜结构体系中，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；并且 索膜体系的自重一般只是约为1.5kg/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。以下结合附图中的实施例对本实用新型作进一步地说明，但不构成对本实用新型的任何 限制。
图1是本实用新型一种具体实施例的立体结构示意图； 图2是本实用新型另一种具体实施例的立体结构示意图。
图中顶部l、整体膜块la、预应力钢索lb、倾斜膜块体lc、侧立面2、张拉膜结构块 体2a、刚性边界支承构件3。
具体实施方式
实施例1
参阅
图1所示，本实用新型的一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，包括顶部1和侧 立面2，顶部1为曲折式大空间索膜结构，其纵向侧立面2由张拉膜结构块体组合而成；其 中顶部1是由一块整体膜块la覆盖，而该整体膜块la由高低间隔横向布置的多条预应力钢 索lb支承，横向布置的各条预应力钢索lb将顶部的整体膜块la分成横向布置的倾斜膜块体 lc，每个倾斜膜块lc的上下弦均为前述的预应力钢索lb围成的弧形边界，倾斜膜块体lc的 下弦为中间高两端低的弧线形状，由于倾斜膜块体lc的下弦在膜材预张力的作用下形成中间 高两端低的弧线形状，可形成自然向建筑物的两侧排水所需要的坡度；而纵向侧立面2是由多个顶端外倾的各边不共面的张拉膜结构块体2a连续组合而成，由于张拉膜结构块体2a的 各边不共面，因而能在张拉膜结构块体2a的膜面施加预张力，形成结构承载所必须的刚度和 形状；本实用新型中顶部1的倾斜膜块体lc和侧立面2的张拉膜结构块体2a的连接部位为 同一刚性边界支承构件3，这样使整个建筑的顶部1和纵向侧立面2形成浑然一体的封闭式 大空间索膜结构体系建筑。 实施例2
参阅图2所示，本实用新型的另一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，与实施例l基 本相同，不同的是纵向侧立面2是由多个顶端内倾的各边不共面的张拉膜结构块体2a连续组 合而成，顶端内倾和外倾的作用和效果基本相同。
本实用新型的封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，由于顶部1采用了索膜结构体系， 侧立面2采用各边不共面膜块组合而成，因而均能在建筑的顶部1和侧立面2结构表面膜材 上的纵横两个方向施加合适的预张力，形成结构承载所必须的刚度和形状，并通过顶部1的 各倾斜膜块体lc和纵向侧立面2的各张拉膜结构块体2a的连接部位上使用的是同一刚性边 界支承构件，这种连接方式可形成浑然一体的封闭式大空间建筑。
权利要求1.一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，包括顶部(1)和侧立面(2)，所述的顶部(1)是由一块整体膜块(1a)覆盖，而该整体膜块(1a)由高低间隔横向布置的多条预应力钢索(1b)支承，横向布置的各条预应力钢索(1b)将顶部的整体膜块(1a)分成横向布置的倾斜膜块体(1c)，每个倾斜膜块体(1c)的上下弦均为前述的预应力钢索(1b)围成的弧形边界，其特征在于，所述的侧立面(2)是由多个顶端倾斜的各边不共面的张拉膜结构块体(2a)连续组合而成。
2. 根据权利要求1所述的一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，其特征在于，所述 的侧立面(2)的顶端是外倾的。
3. 根据权利要求1所述的一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，其特征在于，所述 的侧立面(2)的顶端是内倾的。
4. 根据权利要求1所述的一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，其特征在于，所述 的倾斜膜块体(lc)的下弦为中间高两端低的弧线形状。
5. 根据权利要求1所述的一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，其特征在于，所述 顶部(1)的倾斜膜块体(lc)和侧立面(2)的张拉膜结构块体(2a)的连接部位具有同一 刚性边界支承构件(3)。
专利摘要本实用新型公开了一种封闭式大空间张拉钢-索-膜结构建筑，属于建筑技术领域，其技术要点包括顶部和侧立面，所述的顶部是由一块整体膜块覆盖，而该整体膜块由高低间隔横向布置的多条预应力钢索支承，横向布置的各条预应力钢索将顶部的整体膜块分成横向布置的倾斜膜块体，每个倾斜膜块的上下弦均为前述的预应力钢索围成的弧形边界，其中，所述的侧立面是由多个顶端倾斜的各边不共面的张拉膜结构块体连续组合而成。本实用新型具有造价低廉、施工方便、结构牢固、使用寿命较长的优点，可用于体育场馆建设。
文档编号E04B1/342GK201377123SQ20092005370
公开日2010年1月6日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者周耀军, 谭文杰 申请人:广州市杰志建筑技术开发有限公司