膜结构节点设计的一般原则

  膜结构节点具有传递荷载、将膜结构构件连成整体和提供初始预张力施加点等作用; 在进行节点设计时, 应综合考虑结构、构造、施工张拉等方面的要求, 既要遵循普通钢结构节点设计的一般原则, 又要考虑到结构形式和所用材料的具体特点。

节点设计要遵循以下一般原则:

1) 膜结构强度要求

  膜结构节点连接件本身应具有足够的强度、刚度和稳定性, 以保证其在各种工况下均能可靠地传递荷载, 不先于主体材料和构件破坏。

2)对膜结构大变形的适应能力

  膜结构在风荷载作用下易产生较大的变形和振动, 膜结构节点和连接应具有一定的灵活性和自由度, 以释放由于大变形所引发的附加应力作用。

3) 避免膜材出现应力集中

  膜材很薄, 对缺陷比较敏感, 膜结构节点设计应避免在膜材与刚性构件的连接部位出现应力集中。在连接处的钢构件不得有尖点或锐角, 在接触面处应设置膜衬垫, 必要时还应对节点附近的膜材进行局部加强。

4) 对节点的防水防腐处理

  膜结构的节点部件大都暴露于自然环境下, 易出现锈蚀; 节点生锈不但会降低节点自身的强度, 锈水的流淌还会对膜面造成二次污染。因此, 节点连接件的材料宜选用不锈钢或铝材, 对钢构件必须做镀锌或涂装处理。此外, 膜节点还应具有良好的防水性能, 必要时可在节点上面增加一层覆盖膜或采用铝合金盖板防水。

5) 施工张拉要求

  膜结构节点设计应充分考虑初始预张力的施加方式和具体施力点的位置等因素, 保证施力点处的节点具有较高的强度、刚度且便于施力机具的操作。膜结构节点设计还应考虑结构安装偏差与二次张拉的可能性, 留有调节余量。

6) 膜结构逻辑性和艺术表现力

  膜结构的节点应力求简捷、轻巧, 能够充分展示结构内在的逻辑性和艺术表现力。节点构造应能清楚表达结构中的传力路线, 并且符合结构计算假定。当有多个构件连接于同一节点时, 应保证各构件的内力汇交于一点, 以避免引入不必要的弯曲或扭转应力。应注意节点的观感效果, 在膜与刚性边界或节点连接处应尽量采用圆弧过渡, 以避免应力集中, 并在视觉上给人以柔和的感觉。

深圳市金鑫空间膜结构建筑设计院是国内顶尖的膜结构建筑设计单位,是一家专注于膜结构建筑设计与研究的建筑设计院。业务涉及张拉膜结构、骨架式膜结构、充气膜结构、钢结构;对PVC、PTFE、ETFE膜材有着丰富的设计使用经验。我们尤其擅长大跨度结构、异性空间结构、索结构、封闭式建筑以及开启结构的设计与研究。涉及的膜结构领域有景观膜结构、停车棚膜结构、体育设施膜结构、污水加盖池膜结构等。