CECS158-2015_膜结构技术规程_施工规范.pdf

CECS 158 2015 中国工程建设协会标准 膜结构技术规程 Technical specification for membrane structures 中国计划出版社 中国工程建设协会标准 膜结构技术规程 Technical specification for membrane structures CECS 158 2015 主编单位中国钢结构协会空间结构分会 北京工业大学 批准单位中国工程建设标准化协会 施行日期20 1 6年1月1 日 中国计划出版社 2015北京 中国工程建设标准化协会公告 第214号 关于发布膜结构技术规程的公告 根据中国工程建设标准化协会关于印发＜2011年第二批工 程建设协会标准制订、修订计划〉的通知（建标协宇〔2011〕111 号）的要求，由中国钢结构协会空间结构分会和北京工业大学等单 位全面修订的膜结构技术规程，经本协会轻型钢结构委员会组 织审查，现批准发布，编号为CECS158 2015，自2016年1月1 日起施行。原膜结构技术规程CECS158 2004同时废止。 中国工程建设标准化协会 二0一五年八月二十日 前言 根据中国工程建设标准化协会关于印发＜2011年第二批工 程建设协会标准制订、修订计划〉的通知（建标协宇〔2011〕111 号）的要求，规程编制组在经过广泛调研和征求意见的基础上，对 膜结构技术规程CECS1582004进行修订而成。 本次修订保持了原规程共10章的内容，包括了膜结构从设 计开始到竣工交付后维护保养的全过程，新增了3个附录。主要 内容包括总则、术语和符号、设计基本规定、材料、结构计算、连接 构造、制作、安装、验收、维护和保养等。主要修订内容包括调整 了P、G类膜材分级和代号，统一采用N/5cm作为抗拉强度标准 值单位，并对G类增加了丝径的指标；新增了ETFE膜材的有关 规定；完善了空气支承式膜结构的有关内容；系统梳理了膜结构的 连接做法；明确了膜结构工程验收的主控项目和一般项目；给出了 典型张拉膜结构风载体型系数；推荐了试验确定各类膜材强度和 弹性模量的方法等。 本规程由中国工程建设标准化协会轻型钢结构委员会归口管 理，由北京工业大学空间结构研究中心（北京市朝阳区平乐园100 号，邮政编码100124）负责具体技术内容的解释。在使用中如发 现需要修改或补充之处，请将意见和资料寄至解释单位。 主编单位中国钢结构协会空间结构分会 北京工业大学 参编单位中国建筑科学研究院 哈尔滨工业大学 同济大学 上海现代建筑设计（集团）有限公司 北京纽曼帝莱蒙膜建筑技术有限公司 1 上海太阳膜结构有限公司 北京思博福瑞空间结构技术有限公司 北京中天久业膜建筑技术有限公司 柯沃泰膜结构（上海）有限公司 北京今腾盛膜结构技术有限公司 上海交通大学 上海维立凯膜材料有限公司 北京光翌膜结构建筑有限公司 上海申达科宝新材料有限公司 北京建筑工程研究院有限公司 北京艾尔豪斯膜式技术有限公司 北京约顿气膜建筑技术有限公司 北京泰克斯隆膜技术有限公司 主要起草人张毅刚蓝天（以下按姓名拼音排列） 蔡兴东崔家春陈务军龚景海韩更赞 胡庆卫胡淳李中立李雄彦马明 钱基宏瞿鑫宋浩谭宁田秋红 佟伟王海明王文胜王平吴明儿 武岳向阳薛素锋杨联萍张其林 主要审查人沈世钊杨庆山朱忠义姚亚雄罗向于 王秦耿金彪 2 目次 1i1 － 9dcdZD 口。 nbooquqdnu －－7，。 vη49μ － ttAη ，ωnrμn4υ －－ 1it －－ ititi －－Ti－－ 111iηι 巧，ω向υqJqJV 接接 连连E 的的 jq 析析 4界界阮 定型具分分接边边的 号uu 规选计计 u 锚定太阳应析定连性性 t 则符 .. 本构设设料．和算规形效分量规的刚柔作装件 和柑悄基酣刷刷刷一问计帆吼叫川翩翩构 fMUhu 户附 语计构接 总术JJ 设 JJJ 材 J2 ．结 JJJJ 连 lJJJ 制安 J ““吃υququA 牟 4A口υEU 口。卢 bnbpoρbnOQU －i “ qJA 吐 Ednhu700 8. 2 膜单元安装 8. 3 施加预张力 9 工程验收 10 维护和保养 附录A典型膜结构风载体型系数 附录B确定E类膜材屈服强度及弹性模量的试验 方法 附录C确定G类、P类膜材弹性模量及泊松比的 试验方法 本规程用词说明 引用标准名录 附条文说明 2 Contents 1 General provisions 1 2 Terms and symbols 2 2. 1 Terms 2 2. 2 Symbols 3 3 Basic requirements of design 5 3. 1 of membrane structures 5 3. 2 Architectural design 7 3. 3 Structural design 9 4 Matenals 1 1 4. 1 Membrane materials 11 4. 2 Tension cable and anchor 1 3 5 Structural calculation .. 15 5. 1 General requirements 1 5 5. 2 Analysis of initial state of 1 5 5. 3 Analysis of effects under loads 16 5. 4 Analysis of pattern cutting18 6 Details for connections19 6. 1 General requirements 1 9 6. 2 Connection between membranes 1 9 6. 3 Connection between membrane and rigid boundary 2 1 6. 4 Connection between membrane and flexible boundary 2 7 7 Manufacture 3 0 8 Erect10n 3 2 8. 1 Erection of steel members and tension cables 3 2 3 8. 2 Erection of membrane elements 3 3 8. 3 Installation of pretension forces 3 3 9 Acceptance 3 5 10 Maintenance . . 3们 Appendix A Shape factor of wind load for typical membrane structures 4 0 Appendix B Testing for determining yield strengthand elastic modulus of E type membrane 4 4 AppendixC Testing for determining elastic modulus and poisson’s ratio of G and P type membraneM 们 Explanation of wording in this specification 5 0 List of quoted standards 5 1 Addition Explanation of provisions 5 3 4 1总则 1. 0.1 为适应膜结构的发展，贯彻执行国家的技术经济政策，做 到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。 1. o. 2 本规程适用于膜结构的设计、制作、安装、验收及维护。 1. 0. 3 膜结构的设计、制作、安装、验收及维护，除应符合本规程 外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 1 2 术语和符号 2. 1术语 2. 1. 1 膜结构membrane structure 由膜材和其他构件组成的建筑物或构筑物。 2.1. 2 基材substrate 由玻璃纤维或聚醋纤维等织成的高强度织物。 2.1. 3 涂层coating 涂敷在基材上，起保护基材作用的聚合物层。 2.1. 4 面层top coating 保护膜材免受紫外线侵蚀并使膜材具有自洁性的表面附加 层。 2.1. 5 膜材membrane material 由基材和聚合物涂层构成的涂层织物以及由高分子聚合物制 成的薄膜。 2.1. 6 拉索tension cable 具有一定预张力的受拉构件。可为钢丝束、钢绞线、钢丝绳等 钢索和非金属缆绳等。 2.1. 7 膜片membrane panel 对膜材进行裁剪后形成的单块膜。 2.1. 8 热合hot sealing 通过加热熔化膜材的表面涂层CG类，P类膜材）或膜材本身 CE类膜材），将相邻膜片的搭接部分压接在一起的连接方法。 2.1. 9 膜单元membrane element 由膜片连接而成，在膜结构中由柔性边界或刚性边界围起的 整块膜。 2 2. 1. 10 膜单元名义尺度nominal size of membrane element 确定各膜单元内膜面相对法向位移时用到的膜单元尺度，对 于三角形膜单元定义为最小边长的2/3；对于四边形膜单元定义 为通过最大位移点的最小跨度。 2. 1. 11 预张力pretension force 以机械或其他方法，预先施加于拉索或膜单元上的力。 2. 1. 12 初始形态initial state of 膜结构在预应力施加完毕后的自平衡状态。 2.1. 13 最大工作内压maximum operating pressure 空气支承式膜结构在极端天气条件时使用的最大充气压力 值。 2. 1. 14 最小工作内压minimum operating pressure 空气支承式膜结构保持结构体系稳定性所需的最小充气压力 值。 2.1. 15 正常工作内压normal operating pressure 空气支承式膜结构在正常使用时的充气压力，其值介于最小 工作内压与最大工作内压之间。 2. 1. 16 第一屈服点 yield point E类膜材应力－应变曲线上两个不同转折点。 first yield point 、第二屈服点second 2.2符 号 G一一恒荷载； P一一初始预张力； ρ一一空气支承膜结构中的内压值； Q一一可变荷载； W一一风荷载； YR 抗力分项系数； σffiX 最大主应力值； 3 σmin一一最小主应力值； σp 维持曲面形状所需的最小应力值； f一一膜材抗拉强度设计值； fk－一膜材抗拉强度标准值； s 强度折减系数； F一←拉索的抗拉力设计值； F,k一一←拉索的极限抗拉力标准值； Nx 十字形膜材试样经向荷载； Ny－一→十字形膜材试样纬向荷载； x－十字形膜材试样经向应变； εy一二十字形膜材试样纬向应变； Ex 涂层织物膜材经向弹性模量； Ey 涂层织物膜材纬向弹性模量； νx一一一涂层织物膜材经向泊松比； νy 涂层织物膜材纬向泊松比； t一二膜材厚度。 4 3 设计基本规定 3.1 膜结构选型 3. 1. 1 膜结构的选型应根据建筑造型需要和支承条件等通过综 合分析确定，可选用下列形式整体张拉式膜结构、骨架支承式膜 结构、索系支承式膜结构与空气支承式膜结构，或由以上形式棍合 组成的结构。 3.1. 2 整体张拉式膜结构可由榄杆等构件提供支承点，并在周边 设置锚固点，通过张拉而形成稳定的体系（图3.1. 2）。 图3.1. 2 程体张拉式膜结构 l一膜；2边索；3一脊索；4梳杆；5锚国点，6谷索；7一位 3.1. 3 骨架支承式膜结构应由钢构件或其他刚性结构作为承重 骨架，在骨架上布置按设计要求张紧的膜材（图3.1. 3）。 回 『哩’ 2 图3.1. 3骨架支承式膜结构 ]-骨架；2膜 5 3.1. 4 索系支承式膜结构应由空间索系作为主要承重结构，在索 系上布置按设计要求张紧的膜材（图3.1. 4 ）。 3 3 图3.1. 4 索系支承式膜结构 1一索系；2环梁；3-膜 3.1. 5 空气支承式膜结构应具有密闭的充气空间，并应设置维持 内压的充气装置，借助内压保持膜材张力并形成设计要求的曲面， 可采用气承式、气肋式和气枕式（图3.1. 5）。 2 2 『啕........ 圄匾圄乓矿，、 、（_j ‘隘＇- a）气承式 3 4 b）气肋式c）气枕式 图3.l. 5 空气支承式膜结构 l 加劲索；2膜，3气lllJ;4-气枕 6 3.2建筑设计 3. 2.1 膜结构的建筑设计应符合现行国家标准民用建筑设计通 则GB50352和无障碍设计规范GB50763规定的原则，并应根 据建筑物的性质、重要程度、使用功能和地区自然条件等进行设 计。 3.2.2 确定膜结构单体建筑方案时，应考虑结构体系的合理性。 膜结构建筑的平面、立面和形态设计除必须满足使用功能要求外， 尚应考虑与建筑物整体风格和周围环境相协调，并体现自身的形 态和技术特点。 3. 2. 3 膜结构建筑在符合结构受力的前提下，膜节点的细部设计 和膜面裁剪线的布置，应考虑建筑美观要求。 3. 2.4 膜结构应根据防火要求选用不同的膜材，并应符合现行国 家标准建筑设计防火规范GB50016与建筑内部装修设计防火 规范GB50222的规定。膜结构的防火措施也可通过专门的研究 确定。 3.2.5 膜结构建筑设计应符合现行国家标准民用建筑隔声设计 规范GB50118的规定。当有特殊声学要求时，应根据膜材的声 学特性、膜结构的构造特点、预张力施加水平等因素对建筑声学质 量做出评价。 3.2.6 膜结构应根据使用功能要求进行采光和照明设计，并应符 合现行国家标准建筑采光设计标准GB/T50033和建筑照明 设计标准GB50034的有关规定。采光设计中可根据膜材透光的 特点，合理利用自然光。当有专门要求时，尚应进行照明效果设 计。热源照明灯具与膜面的距离不宜小于1.Om。 3. 2. 7 膜结构建筑设计应根据建筑物所在地域和使用特点采取 有效的保温隔热措施，建筑物的室内温、温度环境应符合现行国家 标准民用建筑设计通则GB50352和民用建筑热工设计规范 GB 50176的规定。对室内湿度较大的建筑物，尚应采取防结露和 冷凝水排除措施。 3. 2. 8 膜结构建筑设计应根据建筑物的使用特点和总平面要求． 合理确定排水坡度和泄水位置，确保膜面排水顺畅。在雪荷载较 大的地区，应采用较大的膜面坡度和防积雪措施。 3.2.9 膜结构建筑应符合现行国家标准建筑物防雷设计规范 GB 50057的规定，采取有效的防雷措施。 3. 2.10 膜结构建筑设计时应合理布置各类锚健、基础承台等突 出物的位置，并采取保护措施，避免影响交通或造成人身伤害。 3. 2.11 膜材与建筑物内部、外部物体之间的距离，不宜小于膜面 在最不利工况下变形值的两倍，且不宜小于1.Omo 3.2.12 对于气承式膜结构，除应满足本规程第3.2. 13. 2. 11 条的要求外，尚应符合下列规定 1 应根据内部使用空间需要合理确定膜顶的高度，落地气承 式膜结构矢跨比不宜小于1/3，也不宜大于2/3；对于无雪荷载或 具有除雪或融雪设施的屋盖，矢跨比可适当降低但不宜小于1/60 2 气承式膜结构可采用斜向交叉索网或纵横向钢索加强，斜 向交叉索网及纵横向钢索的直径及间距应由结构计算确定。 3 应急出口的设置应满足国家现行建筑设计标准的要求，且 平面布置时应至少设置两个应急出口，其宽度不应小于90cm。 4 在所有的门上均应设置内外可视的观察窗。 5 采用的风机应具有足够的送风量和风口压力，从充气开始 达到最小工作内压所需时间不宜大于血，并应保证需要时室内能 达到最大工作内压。 6 应具有备用充气设备，包括风机、控制系统以及发电机，保 证其中l台设备出现故障或突发停电时具有保持膜结构稳定的充 气能力。控制系统应采用互锁方式，保证正常使用设备出现故障 后可以自动启动备用设备或发电机。 7 气承式膜结构用于游泳池等项目时，应设置灾害天气下的 防塌落设施。 8 3.3结构设计 3. 3. I 膜结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方 法，以分项系数设计表达式进行计算。 3. 3. 2 膜结构设计时，结构重要性系数应根据结构的安全等级、 设计使用年限确定。一般工业与民用建筑膜结构的安全等级可取 为二级。当结构设计使用年限为50年时，结构重要性系数不应小 于1.0 ；当结构设计使用年限为15～25）年时，结构重要性系数不 应小于0.95；当结构设计使用年限为5年时，结构重要性系数不 应小于0.90 3.3.3 膜结构设计应根据使用过程中可能同时出现的荷载，按承 载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合， 并应取各自的最不利效应组合进行设计。 3.3.4 膜结构设计应考虑恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、预张 力、气压力、温度和支座不均匀沉降等作用。荷载标准值应按现行 国家标准建筑结构荷载规范GB50009的规定采用，膜面的活荷 载标准值可取0.3kN/m2。 3.3.5 按承载能力极限状态设计膜结构时，应按表3.3. 5所列的 两种组合类别进行荷载效应组合。 表3.3.5荷载效应的组合 组合类别参与组合的荷载 第一类组合G,Q,P（户） G,W,P＜卢） 第二类组合G,W,Q,P（卢） 其他作用（与c.w等组合） 注1表中G为恒荷载，W为风荷载，Q为活荷载与雪荷载中的较大者，P为初始 预张力，户为空气支承式膜结构的内压值5 2 荷载分项系数和荷载组合值系数，应按现行国家标准建筑结构荷载规范 GB 50009取值；P＜抖的荷载分项系数和荷载组合系数可取1.0; 3 “其他作用”是指根据工程具体情况，考虑温度作用、支座不均匀沉降或施 工荷载等组合。 9 3.3.6 风荷载体型系数可按现行国家标准建筑结构荷载规范 GB 50009的规定执行。对形状较为简单的鞍形、伞形、脊谷式和 拱支式膜结构，风荷载体型系数可按本规程附录A采用。对于形 状复杂的重要建筑物，应通过风洞试验或专门研究确定风荷载体 型系数。 3.3.7 雪荷载分布系数可按现行国家标准建筑结构荷载规范 GB 50009的规定执行，并应考虑雪荷载不均匀分布产生的不利影 响。 3. 3. 8 膜结构设计时，应在满足膜面应力平衡状态的条件下，使 结构体系保持稳定。还应考虑使用阶段局部膜片破坏或局部索退 出工作，以及对不同部位膜单元进行二次张拉或更换对整体结构 的影响。 3.3.9 膜结构设计时，应考虑合理的预张力施加方式。 10 4材料 4.1膜材 4.1. 1 膜材应根据建筑功能、膜结构所处环境和使用年限、膜结 构承受的荷载以及建筑物防火要求选用以下不同类别的膜材 G类，在玻璃纤维织物基材表面涂覆聚合物连续层的涂层织物； P类，在聚醋纤维织物基材表面涂覆聚合物连续层并附加面 层的涂层织物； E类，由乙烯和四氟乙烯共聚物制成的ETFE薄膜。 4.1. 2 G类和P类膜材的产品名称和理化性能应符合现行行业 标准膜结构用涂层织物FZ/T64014的规定。 4.1. 3 对于G类和P类膜材，设计时应根据结构承载力要求采 用不同级别和代号。G类膜材可根据其经／纬向极限抗拉强度标 准值、丝径、厚度和重量按表4.1. 3 1选用，P类膜材可根据其经 向、纬向极限抗拉强度标准值、厚度和重量按表4.1. 3 2选用。G 类和P类膜材的经向、纬向极限抗拉强度标准值也可按现行行业标 准膜结构用涂层织物FZ/T64014中规定的试验方法进行试验确 定。 表4.1.3-1常用G类膜材等级 经／纬向极限抗拉强度标准值丝径厚度重量 代号 N/5cm g/m Cm mm G3 3200/2500 3、4或60.250.45 二＂400 G4 4200/4000 3、4或60. 400. 60 注800 G5 6000/5000 3、4或60.500.95 二＂1000 G6 6800/6000 3、4。.651. 0 二主1100 G7 8000/7000 3、4o. 751. 15 注1200 GS 9000/8000 3、40.851. 25 二＂1300 11 表4.1. 3-2 常用P类膜材等级 代号 经／纬向极限抗拉强度标准值厚度重量 N/5cm mm g/m2 PZ 2200/2000 0.450.65 二注500 P3 3200/3000 0.550.85 二三750 P4 4200/4000 0.650. 95 二主900 P5 5300/5000 o. 751. 05 二主 1000 P6 6400/6000 1. 00I. 15 二1100 P7 7500/7000 1. 051. 25 二“1300 4.1. 4 E类膜材的极限抗拉强度标准值、第一屈服强度标准值和 第二屈服强度标准值可按表4.1. 4采用，也可按本规程附录B规 定的试验方法确定。 表4.1.4 E类膜材第一、第二屈服强度及极限抗拉强度标准值（N/mm 第一屈服强度标准值第二屈服强度标准值极限抗拉强度标准值 16. 3 22. 5 36.8 4.1. 5 G类、P类膜材的弹性模量和泊松比可采用生产企业提供 的数值或通过试验确定。对不同企业、不同型号的膜材，宜分别按 本规程附录C规定的试验方法确定。 4.1. 6 E类膜材的密度、弹性模量以及泊松比可按表4.1. 6采 用。 表4.1.6 E类膜材密度、弹性模量和泊松比 密度（g/cm3 1. 75 弹性模量CN/mm2 650 泊松比 0.42 4. I. 7 G类、P类膜材的抗撕裂强度、抗剥离强度可采用生产企 业提供的数值或通过试验确定。对不同企业、不同型号的膜材，宜 分别按现行行业标准膜结构用涂层织物FZ/T64014的规定进 行测试。抗撕裂强度不宜小于极限抗拉强度标准值乘以lcm的 7，抗剥离强度不宜小于极限抗拉强度标准值的1。 12 4.1. 8 膜材的防火性能应按现行国家标准建筑材料及制品燃烧 性能分级GB8624的规定进行测试并确定等级。 4.2 拉索和锚具 4. 2.1 膜结构的拉索可采用钢丝束、钢绞线或钢丝绳，也可以根 据具体情况采用钢拉杆等。钢丝绳宜采用无油镀钵钢芯钢丝绳。 4.2.2 钢丝束及其锚具的质量应符合现行国家标准斜拉桥热挤 聚乙烯高强钢丝拉索技术条件GB/T18365的规定。钢绞线的 质量应符合现行行业标准高强度低松弛预应力热镀怦钢绞线 YB/Tl52、镀怦钢绞线YB/T5004、铮5铝混合稀土合金镀 层钢丝、钢绞线GB/T20492、建筑用不锈钢绞线JG/T200等 的规定。钢丝绳的质量应符合现行国家标准重要用途钢丝绳 GB/T 8918和不锈钢丝绳GB/T9944的规定。钢拉杆的质量 应符合现行国家标准钢拉杆GB/T20934的规定。 4. 2. 3 拉索的抗拉力设计值应按下式计算 F, F＝一二L4.2.3 YR 式中F一一拉索的抗拉力设计值CkN; F,k 拉索的极限抗拉力标准值CkN; YR 拉索的抗力分项系数，取2.0 ；当为钢拉杆时取1.7。 钢丝束、镀层钢绞线的弹性模量不应小于1.85lON/mm2, 不锈钢绞线、钢丝绳的弹性模量不应小于1.20l05N/mm2。 4. 2. 4 拉索的锚接可采用浇铸式（冷铸锚、热铸锚）锚具，也可采 用挤压式或压接式锚具。浇铸式锚接的抗拉强度不得小于拉索极 限抗拉力标准值的95，挤压式或压接式锚接的抗拉强度不得小 于拉索极限抗拉力标准值的90。锚具表面应做防腐处理。 4.2.5 当锚具采用锻造成形时，其材料应采用优质碳素结构钢或 合金结构钢，优质碳素结构钢的技术性能应符合现行国家标准优 质碳素结构钢GB/T699的规定；合金结构钢的技术性能应符合 13 现行国家标准合金结构钢GB/T3077的规定。当锚具采用铸 造成形时，其技术性能应符合现行国家标准一般工程用铸造碳钢 件GB/T11352和现行行业标准冶金设备制造通用技术条件 铸钢件YB/T036. 3的规定。 4.2.6 对组成钢丝束、钢绞线、钢丝绳的钢丝，应进行镀辞或其他 防腐镀层处理。对碳素钢或低合金钢拉杆应进行防腐处理。对外 露的钢绞线、钢丝绳，可采用高密度聚乙烯护套或其他方式防护。 锚具与有防护层的拉索连接处应进行防水密封。 14 5结构计算 5.1一般规定 5.1.1 膜结构应进行初始形态分析、荷载效应分析、裁剪分析。 对于大型复杂膜结构工程，应进行施工过程验算。 5.1. 2 膜结构初始形态分析可采用非线性有限元法、动力松弛法 和力密度法等。荷载效应分析可采用非线性有限元法和动力松弛 法。 5.1. 3 膜结构计算时应考虑结构的几何非线性。结构计算中，对 于涂层织物宜考虑膜材的各向异性。 5.1. 4 膜结构计算模型的边界支承条件应与支承点的实际构造 相符合，对于可能产生较大位移的支承点，在计算中应考虑支座位 移的影响，或与支承结构一起进行整体分析。 5.1. 5 对膜结构中的索、膜构件，可不考虑地震作用的影响；支承 结构的抗震设计，应按现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50011的规定执行。 5.1. 6 空气支承式膜结构的正常工作内压应保持室内环境的舒 适度，其值不宜大于300Pa；最大工作内压应保证在极端天气条件 下，结构不会出现过大的变形；最小工作内压应保证结构体系的稳 定性，其值不宜小于200Pa。 5.2 初始形态分析 5. 2. 1 膜结构的初始形态分析应满足边界条件和合理预张力的 要求，并且满足建筑造型和使用功能的要求，对于空气支承式膜结 构尚应考虑正常工作气压的影响。 5.2.2 膜结构中索、膜构件的预张力值应根据膜材类型、膜面荷 载、可能产生的变形以及施工等因素确定。预张力值必须保证在 第一类荷载效应组合下，所有索、膜构件均处于受拉状态。 5.2.3 对整体张拉式、骨架支承式和索系支承式的建筑膜材，其 预张力水平可在下列范围内选取 G类膜材（2～6kN/m P类膜材1～4kN/m E类膜材（0.71. 2kN/m 5.3 荷载效应分析 5.3.1 膜结构的荷载效应分析，应在初始形态分析确定的几何形 状和预张力的基础上，考虑各种可能的荷载组合对结构内力和变 形的影响。当计算结果不能满足要求时，应重新调整初始形态。 5.3.2 计算索、膜的内力和位移时，应考虑风荷载的动力效应。 对于形状较为简单的膜结构，可采用乘以风振系数的方法考虑结 构的风动力效应。对骨架支承式膜结构，风振系数可取1.2 1. 5；对整体张拉式膜结构，风振系数可取1.51. 8。对于跨度较 大、风荷载影响较大的或重要的膜结构，应通过风洞试验或风振分 析确定风荷载的动力效应。 5.3.3 在各种荷载组合作用下，膜面各点的最大主应力应满足下 列要求 σmax三三f 5. 3. 3-1 Jr女（5.3. 3-2 式中σmax－二一在各种荷载组合作用下的最大主应力值； f一－对应于最大主应力方向的膜材抗拉强度设计值； f k一－膜材抗拉强度标准值。对于G类、P类膜材，取极 限抗拉强度标准值。对于E类膜材，当为非空气支 承式时，取第一屈服强度标准值；当为空气支承式 时，取第二屈服强度标准值； 16 5一一强度折减系数；对于G类、P类膜材，一般部位取；＇＝ 1. 0 ；节点和边缘部位取1;0.75；对于E类膜材，取 s 1. O; YR 膜材抗力分项系数；对于G类、P类膜材，第一类荷载 效应组合时，几＝5.0；第二类荷载效应组合时，YR 2. 5。对于E类膜材，第→类荷载效应组合时，非空 气支承式γRl, 8、空气支承式YR1. 4；第二类荷 载效应组合时，yRl.2o 5.3.4 按正常使用极限状态设计时，膜结构的变形不得超过规定 的限值。对于整体张拉式和索系支承式膜结构，其最大位移在第 一类荷载效应组合下不宜大于跨度的1/250或悬挑长度的1/125; 在第二类荷载效应组合下不宜大于跨度的1/200或悬挑长度的 1/100。对于梳杆顶点，在第二类荷载效应组合下，其侧向位移值 不宜大于梳杆长度的1/250。对于骨架支承式膜结构，其骨架最 大位移应符合有关骨架结构设计标准的规定。结构中各膜单元内 膜面的相对法向位移，不应大于膜单元名义尺度的1/15。 5.3.5 在第一类荷载效应组合下，膜面不得出现松弛。膜面的最 小主应力应满足下列要求 σm n＞σp 5.3.5 式中σmin在各种荷载效应组合下的最小主应力值； σp 维持膜结构曲面形状所需的最小应力值，可取初始 预张力值的25。 在第二类荷载效应组合下，膜面由于松弛而引起的榴皱面积 不得大于膜面面积的10。 5.3.6 膜结构的索在第一类荷载效应组合下均应处于受拉状态； 在第二类荷载效应组合下，若索退出工作不应导致结构失效。 5.3.7 空气支承式膜结构在第一类荷载效应组合下，可按内压不 变进行非线性分析；在第二类荷载效应组合下，气承式膜结构应按 内压不变和内压变化两种假定分别进行非线性分析，气枕式和气 17 肋式膜结构应按内压变化进行非线性分析。 5.4裁剪分析 5. 4.1 膜结构的裁剪分析应在初始形态基础上，在空间曲面上确 定膜片间的裁剪线，获得与空间曲面最接近的平面展开膜片。 5.4.2 确定膜片间的裁剪线，可采用测地线法和平面相交法等。 5.4.3 确定裁剪线时，宜考虑下列因素裁剪线布置的美观性，膜 材的利用率，织物类膜材纤维方向与主受力方向的一致性。 5.4.4 膜结构的裁剪分析中应考虑初始预张力及膜材材料特性 的影响，确定膜片的收缩量，调整膜片的裁剪尺寸。 18 6连接构造 6. 1一般规定 6. 1. 1 膜结构的连接构造应保证连接的安全、合理、美观。 6.1. 2 膜结构的连接构造应符合计算假定。连接构造偏心时，应 考虑其对拉索、膜材产生的影响。 6.1. 3 膜结构的连接构造设计应考虑施加预张力的方式、支承结 构安装允许偏差，以及进行二次张拉的可能性。 6.1. 4 有防水要求的连接构造，膜材连接处应具有可靠的水密 性。 6.1. 5 膜结构的连接构造应采取可靠措施防止膜材的磨损和撕 裂。 6.1. 6 膜结构中拉索的连接节点、锚链系统与端部连接构造应按 现行行业标准索结构技术规程JGJ257的规定选用。 6. 1. 7 膜结构的连接件应传力可靠，具有足够的强度、刚度和耐 久性。 6.1. 8 膜结构的压板板厚不宜小于6mm，固定螺栓间距不宜大 于200mm，加劲板间距不宜大于600mm。 6.1. 9 膜结构的连接件不应先于所连接的膜材、拉索或钢构件破 坏，并不得产生影响结构受力性能的变形。 6. 1. 10 对金属连接件应采取可靠的防腐蚀措施。 6. 1.11 在支承构件与膜材的连接处不得有毛剌、尖角和尖点。 6.2 膜材的连接 6. 2.1 膜材之间的主要受力缝应采用热合连接，其他连接缝可采 用粘结或缝合连接。 19 6.2.2 膜材之间的连接可采用搭接或对接方式。搭接连接时，应 使上部膜材覆盖在下部膜材上（图6.2. 2）。热合连接的搭接缝宽 度，应根据膜材类别、厚度和连接强度的要求确定，对G类膜材不 宜小于50mm，对P类膜材不宜小于25mm，对E类膜材不宜小于 lOmm 图6.2.2 膜材的连接 1 膜，2搭接缝；3热合宽度；4对接缝 6.2.3 膜单元之间的连接可采用编绳连接［图6.2.3a）］、夹具 连接［图6.2.3b）］或夹板连接［图6.2.3c）］。 2 a）编绳连接b）夹具连接 主监r c）夹板连接 图6.2.3 膜单元的连接 1 膜材；2夹具；3一绳边儿←螺栓；5一夹板；6←衬垫 20 6.3 膜与刚性边界的连接 6. 3.1 膜在刚性膜脊处不设分片时，可采用图6.3. 1所示构造。 不需要固定于支承钢结构时，可将主膜直接搁置于支承的钢管上 ［图6.3. la）］；需要固定于支承钢结构时，可采用压板与固定底 板将主膜夹紧，并采用热合防水膜的方式［图6.3.lb）］。 （均不需要固定时b）需要固定时 图6.3. 1 膜在刚性膜脊处不设分片的连接 1 主结构钢管，2加劲板；3主膜；4小钢管；5螺栓；6衬垫； 7 防水膜；8绳边；9底板；10压板 6.3.2 膜在刚性膜脊处设分片时，可采用图6.3. 2所示构造。在 压板与防水膜片之间充填高弹发泡材以避免螺栓对防水膜的损伤 ［图6.3. 2a）］；采用中间凹进的压板使固定螺栓的螺帽不突出压 板表面［图6.3.2b）］；利用固定底板上焊接圆钢将主膜抬高，使 防水膜与主膜的高度平齐［图6.3. 2c）］；采用铝合金型材以避免 在膜材上开孔［图6.3. 2d）］。 21 8 7 8 7 a）填充高弹发泡材b）采用中间凹进的压板 12 c）焊接圆钢d）采用铝合金型材 图6.3.2膜在刚性膜脊处设分片的连接 1 主结构钢管；2加劲板；3底板；4→立板；5→高弹发泡材衬垫3 6 主膜；7防水膜；8→绳边；9压板；10螺栓（可工厂点焊接）； 11 铝合金型材；12→圆钢 6 6 6.3.3 膜在刚性膜谷处不设分片时，可采用图6.3. 3所示构造。 膜谷的两侧受力基本相等时，可采用单排螺栓与底板进行固定［图 6. 3. 3a）］；膜谷的两侧受力差异大时，宜采用双排螺栓与底板进 行固定［图6.3. 3b）］。 22 7 7 8 a）两侧受力基本相等时b）两侧受力差异大时 图6.3.3膜在刚性膜谷处不设分片的连接 I一主结构钢管；2 加劲板；3底板，4铝合金型材；5角钢； 6 主膜；7加强膜；8绳边；9螺栓；10一压板 6.3.4 膜在刚性膜谷处设分片时，可采用图6.3.