一种骨架膜结构的屋顶系统的制作方法

1.本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种骨架膜结构的屋顶系统。


背景技术：

2.膜结构又叫张拉膜结构，是21世纪最具代表性的建筑形式。打破了纯直线建筑风格的模式，以其独有的优美曲面造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的完美组合，同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。
3.从工程角度来说，膜结构是一种建筑与结构结合的结构体系，是采用高强度柔性薄膜材料与辅助结构通过一定方式使其内部产生一定的预张应力，并形成应力控制下的某种空间形状，作为覆盖结构或建筑物主体，并具有足够刚度以抵抗外部荷载作用的一种窄间结构类型。膜结构曲面可以随建筑师的设计需要任意变化，因此既可应用了大型公共设施的大跨度屋顶系统的曲面造型，又可应用于小体量的标志性或景观性的建筑、小品等。灵活的适用性使膜结构在当代建筑中的应用也愈加广泛。
4.膜结构具有大跨度、艺术性、自洁性、工期短及适用广的优点，同时亦有耐久性差、隔热性差、局部荷载能力差、维护费用高的缺点。
5.膜结构曲面造型结构复杂、形状不规则，对加工制作及施工安装精度要求高。因此提出一种造型美观、强度高、安装方便的屋顶结构体系成为当下需要解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种造型美观、强度高、安装方便的骨架膜结构的屋顶系统，解决现有膜结构曲面造型结构复杂、形状不规则，对加工制作及施工安装精度要求高的问题。
7.为了解决上述问题，本发明提供了一种骨架膜结构的屋顶系统，包括：柱基；多个主龙骨，每一所述主龙骨的第一端固定于所述柱基上，远离所述柱基的第二端朝向外侧张开；多个环形次龙骨，沿远离所述柱基方向依次排布，其中，每一所述环形次龙骨分别与所有所述主龙骨连接，以围合固定所有所述主龙骨；多个第一顶棚龙骨，固定于所述主龙骨的第二端；薄膜，覆盖于所有所述第一顶棚龙骨之上，并于所述一顶棚龙骨构成顶棚构件。
8.上述技术方案通过龙骨搭建，结构简单，安装方便，同时不会大幅提高工程造价；造型美观，耐久实用，可用于小品建筑的装饰性屋顶构件；另外相比于传统小体量膜结构，本发明对于排水系统进行了改进，由传统的自然排水改进为有组织的排水，且可根据场地情况选择排水方式，既提升了观赏性，又提高了排水效率，进一步延长构件的使用寿命。
附图说明
9.附图1所示为本发明所述骨架膜结构的屋顶系统的一实施例的立体图。
10.附图2所示为附图1所示屋顶系统的侧视图。
11.附图3所示为附图1所示屋顶系统的俯视图。
12.附图4所示为主龙骨与第一顶棚龙骨之间连接方式的具体实施方式的示意图。
13.附图5所示为本发明所述金属件夹的一实施例的示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明提供的骨架膜结构的屋顶系统的具体实施方式做详细说明。
15.请一并参阅图1～图3，其中，附图1所示为本发明所述骨架膜结构的屋顶系统的一实施例的立体图，附图2所示为附图1所示屋顶系统的侧视图，附图3所示为附图1所示屋顶系统的俯视图。
16.具体的，所述骨架膜结构的屋顶系统，包括：柱基1、多个主龙骨2、多个环形次龙骨3、多个第一顶棚龙骨4以及薄膜7。
17.每一所述主龙骨2的第一端21固定于所述柱基1上，远离所述柱基1的第二端22朝向外侧张开。优选地，所有所述主龙骨2围绕所述柱基1旋转均匀排布。作为一具体实施例，所有所述主龙骨2排布成伞形。在其它的具体实施例中，所有所述主龙骨2还可以形成花朵形。
18.多个所述环形次龙骨3沿远离所述柱基1方向依次排布，其中，每一所述环形次龙骨3分别与所有所述主龙骨2连接，以围合固定所有所述主龙骨2。随着主龙骨2第二端向外侧张开，越靠近主龙骨2第二端的环形次龙骨3的直径也就越大。通过多个所述环形次龙骨3可以有效围合固定所有所述主龙骨2。
19.多个所述第一顶棚龙骨4固定于所述主龙骨2的第二端。所述第一顶棚龙骨4不仅是搭建造型的主要构件，还用于支撑薄膜7。具体的，每一第一顶棚龙骨4至少与两个所述主龙骨2的第二端固定连接，以形成稳定结构；位于外侧的第一顶棚龙骨4可以固定连接两个及以上所述主龙骨2。所述第一顶棚龙骨4可以为圆弧形，配合顶部向外张开的弧形主龙骨2，便于承载大跨度膜结构。
20.所述薄膜7覆盖于所有所述第一顶棚龙骨4之上，并与所述第一顶棚龙骨4构成顶棚构件。
21.上述技术方案所构成的骨架膜结构的屋顶系统结构简单，安装方便；龙骨形态多变，主次龙骨都可以根据造型需求定制，而且弧形龙骨有一定的承载大跨度膜结构的能力，因此顶棚构件的尺度也可以调节。
22.作为一具体实施例，所述柱基1采用钢柱，所述钢柱作为核心固定构件通过柱基固定构件固定于下部主体结构上。所述柱基固定构件进一步包括：不锈钢自切底机械锚栓、镀锌钢转接件及不锈钢连接螺栓组件。所述下部主体结构可以为：建筑混凝土楼板或者硬质铺地。
23.作为一具体实施例，每一所述主龙骨2的第一端21通过其上预留的卡接槽嵌入所述柱基1，并进一步通过不锈钢连接螺栓组件固定；每一所述第一顶棚龙骨4通过其上预留的卡接槽嵌入相应主龙骨2的第二端22，并进一步通过不锈钢连接螺栓组件固定。
24.作为一具体实施例，所述薄膜7采用多块etfe薄膜，并采用固定于所述第一顶棚龙骨4上的金属件夹固定。具体的，所述薄膜7可以采用纯白色etfe薄膜或半透明白色etfe薄膜，以实现透光及美观效果。
25.作为一具体实施例，在骨架膜结构的屋顶系统的所述顶棚构件中还包括多个第二顶棚龙骨5，每一所述第二顶棚龙骨5通过不锈钢连接片固定于相邻的所述第一顶棚龙骨4上。其中，所述第二顶棚龙骨5的延伸方向与所述第一顶棚龙骨4的延伸方向相同，且所述第二顶棚龙骨5的直径小于所述第一顶棚龙骨4的直径。作为一具体实施例，所述第二顶棚龙骨5与所述第一顶棚龙骨4间隔排布，以补充第一顶棚龙骨4之间的缝隙，为薄膜7提供更好的支撑力。
26.作为一具体实施例，所有所述主龙骨2、环形次龙骨3、第一顶棚龙骨4、第二顶棚龙骨5可以根据造型要求预制龙骨，并在龙骨上预留凹槽6。所述凹槽6的延伸方向与相应龙骨的延伸方向相同。所述凹槽6内可以嵌入u型钢作为水槽起到辅助排水的作用，或嵌入灯带起到美化的作用。
27.作为一具体实施例，所述顶棚构件可以采用上凸结构或下凹结构。在本实施例中所述顶棚构件可以采用上凸结构。顶棚构件上凸可以将雨水按照膜的倾斜方向及龙骨凹槽上布置的水槽引导，在固定位置排水，这样可以结合周边景观进行设计，让雨水集中落入需要浇灌的绿化带或者与水池形成一体景观。在其它的实施例中，所述顶棚构件还可以采用下凹结构。顶棚构件下凹可以将雨水集中汇聚于顶棚构件中心，并经由设置于中心的主水管，通过柱基，进入屋顶雨水收集系统或是公共地下水系统。比起普通的膜结构由于雨水没有引导，造成雨水自由地无规则地从膜结构的轮廓各点落到地面，本发明利用上凸或下凹结构，对应两种雨水的回收利用方式，前者较为直接，灌溉周边绿化或者融入水景；后者则是并入整体雨水收集系统。本发明提供的骨架膜结构的屋顶系统，既提升了观赏性，又提高了排水效率，进一步延长构件的使用寿命。
28.所述骨架膜结构的屋顶系统的安装方式为：通过不锈钢自切底机械锚栓、镀锌钢转接件及不锈钢连接螺栓组件等将柱基1固定于建筑混凝土楼板或硬质铺地上；将每一所述主龙骨2的第一端21通过其上预留的卡接槽嵌入所述柱基1，并进一步通过不锈钢连接螺栓组件固定；柱基1顶部预留有螺栓孔，主龙骨2上也预留有螺栓孔，通过螺栓穿过两螺栓孔拧紧后将主龙骨2固定在柱基1顶。主龙骨2安装完毕后，通过多个环形次龙骨3在不同高度整体环绕主龙骨2加强结构稳定；将每一所述第一顶棚龙骨4通过其上预留的卡接槽嵌入相应主龙骨2的第二端22，并进一步通过镀锌钢转接件及不锈钢连接螺栓组件等固定；将每一所述第二顶棚龙骨5通过不锈钢水平连接片固定于相邻的第一顶棚龙骨4上；将多块etfe薄膜采用固定于所述第一顶棚龙骨4以及第二顶棚龙骨5上的金属件夹固定。
29.附图4以主龙骨2与第一顶棚龙骨4的组合为例，示意龙骨之间的组装方式。主龙骨2上预留有卡接槽，用于第一顶棚龙骨4定位放置于主龙骨2上；并且，主龙骨2的卡接槽中设置有金属预埋件42以及螺栓孔43。金属预埋件42上同样具有第一螺栓孔431以及第二螺栓孔432，并通过螺栓将金属预埋件42固定于主龙骨2上。第一顶棚龙骨4上预留有螺栓孔43，并通过螺栓固定到金属预埋件42的第二螺栓孔432上。
30.附图5所示为本发明所述金属件夹的一实施例的示意图。所述金属件夹51位于第一顶棚龙骨4上，并通过螺栓52固定于第一顶棚龙骨4上。所述金属件夹51两侧的夹持部分53分别夹持两块薄膜7，以起到固定薄膜7的作用。位于不同第一顶棚龙骨4上的多个金属件夹51共同将多块所述薄膜7固定于顶棚构件上。
31.上述技术方案通过预留凹槽的定制龙骨搭建，结构简单，安装方便，利用凹槽互相
搭接，只需要加以锚栓固定即可，同时不会大幅提高工程造价。龙骨形态多变，主次龙骨都可以根据造型需求定制，而且曲龙骨有一定的承载大跨度膜结构的能力，因此整体顶棚的尺度也可以调节，辅助引导雨水的细龙骨更可以组织成装饰性图案，造型美观，耐久实用，可用于小品建筑的装饰性屋顶构件。比起普通的膜结构，雨水没有引导，因此自由地无规则地从膜结构的轮廓各点落到地面，本发明利用上凸和下凹两种结构，对应两种雨水的回收利用，前者较为直接，灌溉周边绿化或者融入水景；后者则是并入整体雨水收集系统。龙骨上的凹槽既可以安装水槽，也可以安装灯带，使得整体构建富有多功能可以服务于景观设计。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。