常见钢膜节点类型及其特点

常见钢膜节点类型及其特点

　　膜结构节点类型丰富，极具灵活性。对于一般的膜结构工程，通常要进行膜边界、膜角点、膜脊、膜谷的设计，锥形及其他最高点、最低点的设计。

(1) 膜边界

　　膜面承受的荷载是通过膜边界传递到墙、基础、支座等部件的。根据膜外边缘连接构件的型式可将膜边界分为柔性和刚性边界。

柔性边界是指膜边缘与索或带连接。钢索作为膜边界与膜的连接主要有两种形式：膜套边界和带状边界。膜套边界是指将膜材边缘处翻折形成膜套，将边索套入的连接形式。这种边界连接适合于质地较柔软、拉伸性较好、易于翻折的膜材，如目前市场上广泛采用的PVC膜材适用于这种连接。其优点是施工方便，操作简单，膜索受力明确。膜面覆盖面积大，且索包裹在膜套中，不易锈蚀。缺点是索膜之间容易产生相对滑移，尤其在边界曲率较大的地方，膜套容易出现褶皱。膜索之间的距离不可调节，不能进行二次张拉。

膜套边界连接

　　带状边界中膜与索之间有一定的间距，且该间距可以进行调节，实现索和膜面的张紧和松弛。为了使边界拉力分布均匀，需要加大膜－索间距，从而减少了膜覆盖面积。带状边界适合于比较刚硬的膜材，如PTFE膜材，柔顺性较差，难以翻折。这种边界可以防止膜边界的褶皱，并能通过调节索－膜间距进行二次张拉。

    带状边界连接

　　刚性边界是指将膜边缘直接固定在钢、木或混凝土等刚性构件上。在设计刚性边界时，要防止膜面应力集中而导致膜材局部撕裂。还要注意连接处的防水性能。

　　钢构件与膜材的连接可将膜材直接通过螺栓和钢夹板将膜材锚固在钢构件上，也可通过柔性带将其固定在钢构件上。

(2) 膜角点

　　膜角点是指两膜边界的交汇点。膜角点的种类最多，设计最灵活。设计人员应根据实际工程合理设计，选出最优节点方案。膜角点的设计要考虑以下几个因素：

a.膜角点的几何形状，即两边界的夹角（锐角或钝角）

b.膜边界的构造，即是刚性边界还是柔性边界

第二类节点的共同点在于两边界的索是分开的，通过节点将其连接起来。根据受力大小及夹角大小进行节点设计。节点处（膜的端角）设有金属加强板，以防止由于应力过大造成膜片撕裂。金属加强板的构造形式变化多样，但基本原理却相同，膜和边索的力都是先传递到加强板，再通过受拉构件将拉力传到结构主体。这类节点通常承受很大的拉力，在施工张拉成形的过程中还起着施加预张力的作用，因此节点的设计荷载要考虑施工和使用阶段的最不利组合。

(3) 膜脊和膜谷

　　当膜结构膜面积较大时，通常会将膜面分成若干膜块，以便于更好的传力和安装、运输。处于不同平面的膜面相交形成膜脊或膜谷。膜脊和膜谷保证膜面在受荷时不致膜上飘或下坠。膜脊是膜块在高处的交汇处，膜谷是膜块在低处的交汇处。如图4所示，相交的膜块在膜脊或膜谷处由共同的构件支撑。同样，膜脊膜谷也有刚性和柔性之分。

(4) 高点和低点

　　膜结构的高点是指结构中膜面的最高点，如锥形的最高点，或立柱、桅杆支撑的最高点。

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