膜布自支撑式张拉施工工具及其张拉膜布方法与流程

本发明涉及骨架式膜结构中膜布张拉工具结构技术领域，尤其涉及一种膜布自支撑式张拉施工工具及其张拉膜布方法。

背景技术：

膜结构是一种全新的建筑结构形式，它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体，具有非常高的技术含量。结合具体环境，具有丰富表现力的膜结构能建造出标志性的形象工程。

骨架式膜结构未设置张拉机构，膜面直接固定在膜结构支架上，安装的过程就是膜面张拉的过程，膜面安装完成后达到受力要求。目前，公知的张拉方式为利用紧绳器将膜边固定在主体结构上，紧绳器的另一端固定需借助外部结构，内部膜布张拉时紧绳器固定于远处主体结构上，周边膜布张拉时紧绳器固定于外部结构，张拉设备安装复杂且占地较大较长，施工工效较低。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种膜布自支撑式张拉施工工具及其张拉膜布方法，旨在方便安装膜布系统，提高施工效率。

为实现上述目的，本发明提供一种膜布自支撑式张拉施工工具，包括膜布夹紧装置、紧绳器装置以及自支撑装置，其中，

所述膜布夹紧装置包括相对设置的固定板和活动板、以及连接所述固定板和活动板的紧固装置，所述紧固装置将所述固定板和活动板夹紧以将膜布固定，膜布的端部位于固定板和活动板之间；

所述自支撑装置包括支撑底座以及开设于所述支撑底座上的用于容纳膜布肋板的开槽；

所述紧绳器装置的固定段卡钩与所述固定板连接，所述紧绳器装置的活动段卡钩与所述支撑底座远离其开槽的一端连接。

优选地，所述紧绳器装置包括钢丝绳紧绳器以及安装于所述钢丝绳紧绳器的钢丝绳上的无线测力仪。

优选地，所述固定板朝向所述活动板一端上焊接有用于阻止膜布的边绳索脱离膜布夹紧装置的圆钢。

优选地，所述固定板、圆钢和活动板的外侧平齐设置。

优选地，所述紧固装置包括穿设于所述固定板和活动板上的螺栓以及套设于所述螺栓上的蝶形螺母，所述紧固装置设置有多个。

优选地，所述固定板靠近所述紧绳器装置的一端设有卡环，所述紧绳器装置的固定段卡钩套于所述卡环上。

优选地，所述支撑底座由方管制成。

优选地，所述支撑底座的开槽宽度大于膜布肋板的厚度。

本发明进一步提出一种基于上述的膜布自支撑式张拉施工工具的张拉膜布方法，包括以下步骤：

步骤1，将膜布夹紧装置、自支撑装置和紧绳器装置连接；

步骤2，进入高空操作平台施工区域后，将自支撑装置与膜布主体结构中的膜布肋板连接；

步骤3，将膜布夹紧装置与膜布的边绳索连接，收紧钢丝绳紧绳器，使膜布自支撑式张拉施工工具可自行固定于膜布主体结构上；

步骤4，在一定施工区域内，按一定间距布置多组膜布自支撑式张拉施工工具，按照设计要求的张拉顺序及分阶段张拉过程依此张拉，张拉施工过程中实时观测无线测力仪的读数，并与设计应力相比较，若超出或不足设计要求的应力值应按规范及设计要求采取控制措施；

步骤5，膜布张拉到位后，在膜布上铺设一橡胶垫并放置铝压条，随后在膜布上钻孔并插入不锈钢螺栓将其紧固；

步骤6，移动已完成张拉区域的膜布自支撑张拉施工工具至下一处需要施工的区域，整体施工顺序按照设计要求对称完成膜布张拉施工；

步骤7，重复步骤2~6，直至整个膜结构膜布张拉施工作业全部完成。

本发明提出的膜布自支撑式张拉施工工具具有以下有益效果：

1、膜布夹紧装置可采用施工现场常见钢板、圆钢及市场常见螺栓、螺母，构造简易、便于加工制作，自支撑装置可采用现场常见方管，加工制作简单，钢丝绳紧绳器和无线测力仪均为市场常见仪器设备，整套张拉工具可快速制作并组装完成；

2、膜布夹紧装置可通过手工施拧蝶形螺母快速实现膜布与夹具的固定，同样可快速解除夹持状态，施工方便快捷；

3、钢丝绳紧绳器增设无线测力仪，可实时监测应力大小，为张拉施工提供依据，同时无线接收端可解决仪器不方便观察的弊端；

4、自支撑装置构造简易，可实现拉力的反向传递，使膜布张拉施工依靠本身主体结构即可实现，安装过程方便，提高了施工效率；

5、本膜布自支撑式张拉施工工具整体质量较轻，拆装方便，施工便携，具有较强的可操作性。

附图说明

图1为本发明膜布自支撑式张拉施工工具优选实施例的结构示意图；

图2为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中膜布夹紧装置的主视结构示意图；

图3为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中膜布夹紧装置的侧视结构示意图；

图4为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中固定板的主视结构示意图；

图5为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中固定板的侧视结构示意图；

图6为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中活动板的侧视结构示意图；

图7为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中紧固装置的结构示意图；

图8为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中自支撑装置一视角的结构示意图；

图9为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中自支撑装置另一视角的结构示意图；

图10为本发明膜布自支撑式张拉施工工具中紧绳器装置的结构示意图；

图11为本发明膜布自支撑式张拉施工工具与膜布主体结构连接的结构示意图；

图12为膜布主体结构的结构示意图。

图中，1-膜布夹紧装置，1.1-固定板，1.1.1-圆钢，1.1.2-第一圆孔，1.1.-3第二圆孔，1.1.4-双面角焊缝，1.2-活动板，1.2.1-第三圆孔，1.3-紧固装置，1.3.1-螺栓，1.3.2-蝶形螺母，1.4-卡环，2-自支撑装置，2.1-方管，2.2-开槽，3-紧绳器装置，3.1-钢丝绳紧绳器，3.2-无线测力仪，4-膜布主体结构，4.1-不锈钢螺栓，4.2-铝压条，4.3-橡胶垫，4.4-膜布，4.5-通长底板，4.6-膜布肋板，4.7-环梁。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种膜布自支撑式张拉施工工具。

参照图1至图12，本优选实施例中，一种膜布自支撑式张拉施工工具，包括膜布夹紧装置1、紧绳器装置3以及自支撑装置2，其中，

膜布夹紧装置1包括相对设置的固定板1.1和活动板1.2、以及连接固定板1.1和活动板1.2的紧固装置1.3，紧固装置1.3将固定板1.1和活动板1.2夹紧以将膜布固定，膜布的端部位于固定板1.1和活动板1.2之间；

自支撑装置2包括支撑底座以及开设于支撑底座上的用于容纳膜布肋板4.6的开槽2.2；

紧绳器装置3的固定段卡钩与固定板1.1连接，紧绳器装置3的活动段卡钩与支撑底座远离其开槽2.2的一端连接。

具体地，本实施例中，固定板1.1靠近紧绳器装置3的一端设有卡环1.4，紧绳器装置3的固定段卡钩套于卡环1.4上。

固定板1.1由普通8~12mm钢板按图4所示形状切割而成，端部设置有与膜布的边绳索直径相近HPB300的圆钢1.1.1。参照图5，圆钢1.1.1通过双面角焊缝1.1.4与固定板1.1连接。圆钢1.1.1与膜布的边绳索直径相近，圆钢1.1.1通过双面角焊缝1.1.4与固定板1.1连接，保证夹持力有效锁住膜布。固定板1.1的端部开设有与紧固装置1.3数量相等的第一圆孔1.1.2，固定板1.1靠近紧绳器装置3的一端开设有直径为35mm的第二圆孔1.1.3（用于安装卡环1.4）。进一步地，固定板1.1朝向活动板1.2一端上焊接有用于阻止膜布的边绳索脱离膜布夹紧装置1的圆钢1.1.1。固定板1.1、圆钢1.1.1和活动板1.2的外侧平齐设置，以保证张拉后的膜布边缘位置与设计位置一致。

活动板1.2由普通8~12mm钢板按图6所示形状切割而成，中间开设与固定板1.1上第一圆孔1.1.2对应的且与紧固装置1.3数量相等的第三圆孔1.2.1。紧固装置1.3包括穿设于固定板1.1和活动板1.2上的螺栓1.3.1（长度60mm~80mm，直径8mm~10mm）以及套设于螺栓1.3.1上的蝶形螺母1.3.2，紧固装置1.3设置有多个。紧固装置1.3的数量根据张拉力的大小计算确定，保证夹持力满足张拉要求。固定板1.1和活动板1.2上所开设的螺栓1.3.1孔直径为比螺栓1.3.1直径大4mm以上。固定板1.1、圆钢1.1.1、圆钢1.1.1焊缝以及活动板1.2均需打磨圆滑，防止损伤膜布。

参照图8和图9，支撑底座由方管2.1（边长为60mm以上）制成。支撑底座的开槽2.2宽度大于膜布肋板4.6的厚度（开槽2.2宽度大于膜布肋板4.6的厚度10mm）。开槽2.2长度大于膜布肋板4.6宽度200mm以上。方管2.1长度与施工方便为宜，一般取1.2~1.5m。

参照图10，进一步地，紧绳器装置3包括钢丝绳紧绳器3.1以及安装于钢丝绳紧绳器3.1的钢丝绳上的无线测力仪3.2。无线测力仪3.2可根据所监测张拉力的范围选用。通过设置无线测力仪3.2，来实时监测张拉力大小，使膜布设计裁剪的尺寸偏差导致的应力偏差可以检测，使膜布安装稳固。

参照图11和图12，膜布夹紧装置1的Φ35mm第二圆孔1.1.3与紧绳器装置3的相对固定卡钩直接连接，或者通过卡环1.4与紧绳器装置3的相对固定卡钩连接。自支撑装置2的开槽2.2插入膜布主体结构4中的膜布肋板4.6，形成反力支撑，最后将膜布夹紧装置1中的活动板1.2、固定板1.1、及圆钢1.1.1形成特殊夹持构造与膜布的边绳索连接，至此形成一套膜布自支撑张拉施工工具。

本发明膜布自支撑张拉施工工具的使用过程如下。

1、施工前现场制作好膜布夹紧装置1、自支撑装置2，其中螺栓1.3.1、蝶形螺母1.3.2及卡环1.4为成品购买件；改造完成紧绳器装置3，其中紧绳器和无线测力仪3.2均为成品购买件；

2、首先将膜布夹紧装置1与钢丝绳紧绳器3.1连接，再将钢丝绳紧绳器3.1与自支撑装置2连接；

3、进入高空操作平台施工区域后，将自支撑装置2与膜布主体结构4中的膜布肋板4.6连接；

4、将膜布夹紧装置1与膜布的边绳索连接，并适当收紧钢丝绳紧绳器3.1，使本工具可自行固定于结构上；

5、在一定施工区域内，按一定间距布置多组膜布自支撑张拉施工工具，按照设计要求的张拉顺序及分阶段张拉过程依此张拉，张拉施工过程中实时观测无线测力仪3.2的读数，并与设计应力相比较，若超出或不足设计要求的应力值应按规范及设计要求采取控制措施（膜布张拉前在通长底板4.5上铺设橡胶垫4.3）；

6、膜布张拉到位后，在膜布4.4上铺设另一橡胶垫4.3并放置铝压条4.2，随后在膜布4.4上钻孔并插入不锈钢螺栓4.1将其紧固；

7、移动已完成张拉区域的膜布自支撑张拉施工工具至下一处需要施工的区域，整体施工顺序按照设计要求对称完成膜布张拉施工；

8、重复步骤3~7，直至整个膜结构膜布张拉施工作业全部完成。

本实施例提出的膜布自支撑式张拉施工工具具有以下有益效果：

1、膜布夹紧装置1可采用施工现场常见钢板、圆钢1.1.1及市场常见螺栓、螺母，构造简易、便于加工制作，自支撑装置2可采用现场常见方管2.1，加工制作简单，钢丝绳紧绳器3.1和无线测力仪3.2均为市场常见仪器设备，整套张拉工具可快速制作并组装完成；

2、膜布夹紧装置1可通过手工施拧蝶形螺母1.3.2快速实现膜布与夹具的固定，同样可快速解除夹持状态，施工方便快捷；

3、钢丝绳紧绳器3.1增设无线测力仪3.2，可实时监测应力大小，为张拉施工提供依据，同时无线接收端可解决仪器不方便观察的弊端；

4、自支撑装置2构造简易，可实现拉力的反向传递，使膜布张拉施工依靠本身主体结构即可实现，安装过程方便，提高了施工效率；

5、本膜布自支撑式张拉施工工具整体质量较轻，拆装方便，施工便携，具有较强的可操作性。

本发明进一步提出一种膜布自支撑式张拉施工工具的张拉膜布方法。

本优选实施例中，一种基于上述的膜布自支撑式张拉施工工具的张拉膜布方法，包括以下步骤：

步骤1，将膜布夹紧装置、自支撑装置和紧绳器装置连接；

步骤2，进入高空操作平台施工区域后，将自支撑装置与膜布主体结构中的膜布肋板连接；

步骤3，将膜布夹紧装置与膜布的边绳索连接，收紧钢丝绳紧绳器，使膜布自支撑式张拉施工工具可自行固定于膜布主体结构上；

步骤4，在一定施工区域内，按一定间距布置多组膜布自支撑式张拉施工工具，按照设计要求的张拉顺序及分阶段张拉过程依此张拉，张拉施工过程中实时观测无线测力仪的读数，并与设计应力相比较，若超出或不足设计要求的应力值应按规范及设计要求采取控制措施；

步骤5，膜布张拉到位后，在膜布上铺设一橡胶垫并放置铝压条，随后在膜布上钻孔并插入不锈钢螺栓将其紧固；

步骤6，移动已完成张拉区域的膜布自支撑张拉施工工具至下一处需要施工的区域，整体施工顺序按照设计要求对称完成膜布张拉施工；

步骤7，重复步骤2~6，直至整个膜结构膜布张拉施工作业全部完成。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。