新《图集规范CECS系列》CECS158-2023 膜结构技术规程78.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2011111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2011111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CECS158:2004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1i19dcdZD口。nbooquqdnu7，。v49ttA，nrn4 1itititiTi111i巧，向qJqJV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ququA牟4A口EU口。卢bnbpobnOQUi？“qJA吐Ednhu7008.2 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 Form 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 form(1 5)5.3 Analysis of effects under loads(16)5.4 Analysis of pattern cutting(18)6 Details for connections(19)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 method for determining yield strengthand elastic modulus of E type membrane(4 4)AppendixC Testing method for determining elastic modulus and poissons 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 form 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；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；ffiX 最大主应力值；3 min一一最小主应力值；p 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；y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；x一一一涂层织物膜材经向泊松比；y 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1/602 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(1525）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0.903.3.3 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52 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 二400G4 4200/4000 3、4或60.400.60 注800G5 6000/5000 3、4或60.500.95 二1000G6 6800/6000 3、4。.651.0 二主1100G7 8000/7000 3、4o.751.15 注1200GS 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500P3 3200/3000 0.550.85 二三750P4 4200/4000 0.650.95 二主900P5 5300/5000 o.751.05 二主 1000P6 6400/6000 1.00I.15 二1100P7 7500/7000 1.051.25 二13004.1.4 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L(4.2.3)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GB50011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：（26)kN/mP类膜材：(14)kN/mE类膜材：（0.71.2)kN/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：max三三f(5.3.3-1)J=r女（5.3.3-2)式中：max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R=l,8、空气支承式YR=1.4；第二类荷载效应组合时，yR=l.2o5.3.4 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：m np(5.3.5)式中：min在各种荷载效应组合下的最小主应力值；p 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6.2.3(a）、夹具连接图6.2.3(b）或夹板连接图6.2.3(c）。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.l(a）；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.l(b）。（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6.3.2(a）；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6.3.2(b）；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6.3.2(c）；采用铝合金型材以避免在膜材上开孔图6.3.2(d）。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36 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6.3.3(a）；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6.3.3(b）。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6.3.4所示构造。有天沟时可将分片设在天沟两侧图6.3.4Ca）；无天沟时可在分片处热合防水膜图6.3.4(b）。7(a）有天沟时(b）无天沟时图6.3.4 膜在刚性膜谷处设分片的连接1一主结构钢管；2加劲板；3立板；4小钢管；5绳边；6 螺栓；7主膜；8防水膜；9一方管；10角钢 23 6.3.5 单边膜与刚性边界的连接可采用图6.3.5所示构造。刚性边界的高点以及两侧可无组织排水，不设天沟图6.3.5(a);主结构钢管侧面可设泛水板避免雨水沿钢管流下图6.3.5(b);刚性边界的低点宜采取有组织排水，设置天沟图6.3.5(c）。4 3 7 3(a）无组织排水(b）设泛水板13 2 Cc）有组织排水图6.3.5 单边膜与刚性边界的连接1 主结构钢管；2加劲板儿膜材；4绳边；5螺栓36底板；7压板；8铝合金型材；9角钢；10小钢管；11 泛水板；12一封板；13天沟；14主膜6.3.6 单边膜与混凝土构件的连接可采用图6.3.6所示构造。24 紧固件（螺栓、螺母、垫圈及锁定垫圈）3 1-1 图6.3.6单边膜与混凝土构件的连接4 1 底板；2螺栓；3绳边；4夹板；5紧固件；6膜材；7衬垫付墙体6.3.7 膜结构榄杆顶部可采用图6.3.7所示构造。大、中型膜结构可将膜顶与套管连接，通过螺杆张拉进行调节图6.3.7(a);小型膜结构可将膜顶连接到榄杆顶板上，采用调整螺栓孔位置的方式进行调节图6.3.7(b）。15(a）大中型膜结构(b）小型膜结构图6.3.7 膜结构梳杆顶部构造1 收头钢管；2梳杆、柱钢管；3防水硅胶；4一防水自攻螺丝；5一防水金属罩；6 加劲板；7钢板；8一加劲板；9一垫片；10压板，11节点板；12 膜顶；13一钢板；14套管；15螺栓（周围焊接防水）;16 钢索；17一内套钢管；18分级螺栓孔；19梳杆钢管 25 6.3.8 ETFE气枕与刚性边界的连接可采用图6.3.8所示构造。ETFE气枕的外周边界宜采用铝型材固定，当考虑防止鸟类爪嗦破坏时，可设置防鸟支架及防鸟钢丝图6.3.8(a）；当考虑防结露措施时，可采用带有冷凝水槽的节点图6.3.8(b)05!J(a）设置防鸟支架及防鸟钢丝(b）采用冷凝水槽图6.3.8 ETFE气枕与刚性边界的连接1 防鸟钢丝；2防鸟支架；3铝型材；4垫片，5-ETFE气枕；6天沟；7 加劲板儿一主结构钢管；9橡胶垫；10一冷凝水槽；11一支座板6.3.9 气承式膜结构的周边连接可采用图6.3.9所示构造。室外(a）直接压接(b）连接到钢构件(c）采用木模 26 图6.3.9 气承式膜结构的周边连接I内膜；2外膜；3一角钢；4一绳边；5锚栓；6膜；7橡胶垫；8 油浸木模；9铝合金铸件；10一混凝土6.3.10 气承式膜结构气密室出入口与主膜间应加设膜过搜区（图6.3.10）。4 图6.3.10 气密室出入口处理1 气承式膜结构；2气密室；3气密室出人口；4膜过渡区6.4 膜与柔性边界的连接6.4.1 膜与柔性边界的连接可采用图6.4.1所示构造。钢索直径较小时可采用膜套连接图6.4.l(a）；钢索直径较大时，可通过U形夹将固定膜的压板与钢索连接图6.4.l(b）。厂i产(a）采用膜套(b）采用U形夹当膜结构对排水要求较高时，可采用内套软塑料、聚醋等填充材料的膜带形成挡水、导水带图6.4.l(c）；也可在挡板上固定导水膜图6.4.l(d)J。27 (c）热合导水膜带(d）在挡板上固定导水膜图6.4.1 膜与柔性边界的连接1 边索；2膜材；3绳边；4夹板；5螺栓；6U形夹；7热合38 填充材料；9导水膜；10主膜；11铝挡板；12铝合金压板；13一自攻钉；14一铝合金型材6.4.2 膜在柔性膜脊处不设分片时，可直接将膜铺在钢索上图6.4.Z(a）；膜在柔性膜脊处设分片时，可通过U形夹将固定膜材的夹板与钢索连接，并在现场热合防水膜图6.4.Z(b）。7 一8(a）不设分片时(b）设分片时图6.4.2 膜在柔性膜脊处的连接1 钢索；2膜；3U形夹；4绳边；5一螺栓；6夹板；7防水膜；8主膜6.4.3 膜在柔性膜谷处不设分片时，可将钢索压在膜上方，膜面与钢索直接接触处可设加强膜对主膜进行局部加强图6.4.3(a）；为了防止钢索发生横向位移造成膜的磨损，可采用膜套对钢索进行限位图6.4.3(b）。膜在柔性膜谷处设分片时，当防水膜宽度较小，可将防水膜直接热