2026-01-23
一、核心设计技术要求
结构体系与压力设计: 气承式(Air-Supported):单一密闭空间,内部维持正压(通常为250-750 Pa,相当于室内外25-75毫米水柱差),将整个屋顶膜体鼓胀成型。需计算风荷载、雪荷载、活荷载下的变形和内力,并确定维持形态的最小工作内压和极限安全内压。 气肋膜(Air-Inflated):由多个独立的充气管状拱(气肋)作为承重骨架,外部覆盖膜材或自身封闭成拱。管肋内压更高(可达10,000-30,000 Pa)。需计算气肋的截面尺寸、间距、内压及其与索网、基础连接节点的力学性能。 分析软件:必须使用专业非线性有限元软件(如EASY、Forten、3D3S等)进行找形分析、荷载态分析和裁剪分析。
气肋膜形态与找形: 初始形态并非随意设定,需通过“找形分析”确定在预设内压和预应力下,膜面的平衡几何形状,确保曲面具有足够的刚度和排水坡度。
抗风与稳定性: 风洞试验:对于大型、异形或风环境复杂的项目,必须进行风洞试验,获取精确的风压分布系数。 抗风措施:设计合理的锚固系统(地锚、抗拔桩、混凝土圈梁等),设置钢索网(主索、边索、脊索、谷索)加强膜面,抵抗风吸力。考虑开合结构的同步性与密闭性。 防风缆系统:大型气承膜顶部常需设置外部防风缆网,防止局部凹陷引发整体失稳。
气肋膜安全冗余设计: 备用风机系统:至少配备一台100%备用风机,在主风机故障或断电时自动启动。 紧急出口:必须设计符合消防规范的旋转门/应急气闸门,确保断电时人员可安全疏散,且结构不会快速坍塌。 压力监控与报警:实时监测内外压差,设置低压、超压、断电声光报警。
二、 材料技术要求
膜材: 基材:高强度聚酯纤维(PET)或玻璃纤维。 涂层:PVC涂层(经济、柔韧、可焊接),常用于气承膜;PTFE涂层(永久性、自洁、耐火等级高),多用于大型永久气承或气肋式场馆;ETFE薄膜(透明性极佳)用于气枕结构。 性能指标:必须明确抗拉强度(经向/纬向)、撕裂强度、耐候性、防火等级(B1级以上)、自洁性、透光率等,并提供质保书(通常PVC膜材质保10-15年,PTFE可达25年以上)。 索具与连接件: 钢索采用镀锌钢丝绳或不锈钢绳,重要部位需用PVC包覆索防腐。 所有夹具、压板、锚具、调节头(花篮螺栓)需为热浸镀锌或不锈钢材质,强度需经计算验证。
气肋膜机电系统: 风机:低噪音、变频控制、防雨防尘、风量风压满足最大补气量和压力维持需求。 控制系统:集成PLC或专用控制器,实现自动压力调节、备用切换、温湿度/风雪感应联动、远程监控与报警。 门禁系统:互锁式气密门,防止同时开启造成失压。
基础工程: 基础必须平整,预埋件定位精度高(±5mm以内),抗拔承载力满足设计要求。 混凝土地梁或锚固沟需做好防水,防止渗水影响膜内环境。 膜体安装: 展开前检查地面,清除尖锐物。 使用临时牵引和固定点,对称同步张拉。 严格控制膜面预应力施加过程,使用张力计或通过气压与形态联合控制。 焊接工艺:热合焊接温度、速度、压力参数需与膜材匹配,焊缝强度不低于母材的85%。完工后需进行100%焊缝气密性检查(肥皂水或负压检测)。 机电系统安装: 风机基础隔震,进出风口设防护网。 电缆、传感器管线布置规范,做好防雷接地。