财富玉泉山公馆室内膜结构设计与安装 袁英战

财富玉泉山公馆室内膜结构设计与安装袁英战蔡兴东（北京市建筑工程研究院，100039）[摘要]本文主要介绍了财富玉泉山公馆网球场和游戏厅室内膜结构的设计和安装过程，提出室内膜结构工程在设计安装方面要围绕保证最佳外观效果的目标进行，在设计时要充分考虑现场环境和施工条件，选择合理的节点构造形式，施工时要制定详细的安装方案，合理安排安装顺序。[关键词]室内膜铝型材移动式脚手架一、引言在我国，膜结构早已广泛应用于体育场馆、园林广场、出入口、亭廊车站等各类建筑。由于膜材所特有的装饰性和艺术效果，除了用于室外工程直接承受外荷载外，更可以作为一种纯装饰材料用于某些对室内建筑效果要求较高的场所，例如作为吊顶、立面装饰等等，往往能为整个建筑增色。为达到建筑装饰所追求的效果，室内膜结构工程在设计安装方面要紧密围绕保证最佳外观效果的目标进行。本文主要介绍了财富玉泉山公馆网球场和游戏厅室内膜结构的设计和安装过程。二、项目概况本工程为一座包括网球场、游泳池、乒乓球室、台球室、电子游戏厅等多项运动娱乐设施的运动主题会馆，主体结构为门式刚架轻钢结构。室内外装修档次较高。业主和建筑师反复比较了膜结构材料与装饰软天花的综合效果后，选定某进口品牌米黄色和黑色膜材分别用于网球场和游戏厅吊顶。其中网球场平面尺寸为20mx38m，主体结构门式刚架梁底距地面12m，游戏厅为一块约30平米的三角形平面。5°5°5°图1网球场吊顶膜结构平立面图图2游戏厅吊顶膜结构平立面图最终确定的膜结构设计方案如上图所示，网球场部分吊顶膜分为上下两层，其中上层膜固定于工字钢梁下翼缘下方，覆盖了网球场内墙面之间的绝大部分区域，只在中轴线附近沿纵向留出800宽的检修缝；下层膜是在中轴线附近沿纵向一条3.4米宽的长条形膜，距离上膜有500mm距离，正好从平面上遮挡了上膜留出的检修缝。游戏厅吊顶膜根据建筑要求由三片相互重叠搭接，按5º倾斜角顺序向一侧降低的独立膜单元组成。三、网球场吊顶膜结构设计为保证达到最佳建筑效果。网球场吊顶膜结构设计时综合考虑了膜面与已有建筑之间的衔接、膜节点连接设计以及方便现场安装等问题。由于膜吊顶安装之前，网球场已经完成了大部分墙面装修工程，四周主体钢结构已被石膏面层包裹，在不破坏石膏面层的条件下，膜结构与已有建筑的连接只能利用六道弧形主梁和屋面檩条，而且要使得膜边与墙面之间的缝隙足够小，不影响观感。另外，膜面较平坦，四周均为固定直边，且在设计之前设计人员对现场进行了尺寸测量，发现工字钢梁的最终安装尺寸存在较大误差，在这种情况下要保证膜张拉成形后没有皱褶松弛现象，必须设置可调节节点。另外，施工作业面距离地面较高，现场施焊、张拉、固定膜边等工序必须尽量简单易行，减少高空作业难度，这也是保证膜安装质量的重要手段。因此，设计中采用了特制铝型材、调节螺杆、绑绳连接，胶粘密封等多种构造方式，具体做法如下：右图3为膜与主体钢架主梁之间的连接节点，整个上层膜在主梁处分开，共划分为14大片。由于主结构主梁下翼缘上侧布置了多道水平支撑，角撑，连接板，膜体只能连接于下翼缘下侧。为保证膜面可调节性，此节点处设置了铝型材和调节螺杆。另外，建筑要求所有连接件不可见，因此利用膜材反包、胶粘的方式在上层膜张拉调节完成后对连接部图3连接节点一位进行密封包裹处理，为保证粘结效果平整，设置了弧形板。右图4为山墙边膜的连接节点。此处从屋面檩条悬吊出一根与主结构主梁曲率相同的冷弯薄壁矩形梁，梁外侧紧贴山墙墙面。同样使膜材通过铝型材和调节螺杆连接于矩形梁下侧。利用膜材反包粘结于外侧侧板将所由连接件包裹。图4连接节点二右图5为沿纵墙边膜的连接节点。由于膜边距离墙面很近（50mm），紧贴下侧又有石膏线遮挡，在保证建筑效果的前提下为尽量降低高空安装难度，此处设计为绑绳连接。同样可以对膜面进行有效调节消除皱褶。右图6为下膜周边的连接方式。下膜周边固定于由圆管焊接而成的矩形框架上，此框架悬吊于主体结构主图5连接节点三梁。由于膜体量不大(3.4mx38m)，通过绑绳连接完全可以实现膜面平整、外观简洁、连接件不外露的目标。对游戏厅吊顶膜进行设计时同样采用了这种绑绳节点，只是框架截面由圆管改为建筑要求的方管。图6连接节点四四、吊顶膜结构安装本工程的安装难度较大，主要包括以下几点：一是吊顶距离地面较高（近12米），且在原门式钢架上附建膜结构吊顶，作业面大，与原钢架工字钢主梁之间的现场焊接工作量较大；二是原结构已经完成墙面装修工程，由于建筑方的要求膜结构吊顶四周距已完成墙面非常接近，四周膜边界的安装操作空间较小，而对膜张拉成形的效果要求很高；三是膜安装过程中要时刻注意对地面和周围墙面的保护。为保证施工安全和工程安装质量，首先在设计方面就考虑到以上问题，选择合理的节点形式；其次，采用了安全、经济、轻便的移动式脚手架（见图7），保证了高空作业空间转换能够方便进行；最后，制定了详细的现场安装方案，合理安排安装顺序，对四周墙面进行了细致的保护。因此本工程完工后，膜面应力均匀，边界平顺，无皱褶、鼓包、翘边现象，实现了良好的建筑效果。图8为网球场完工照片：图7安装现场照片图8网球场完工照片五、结语膜结构应用于室内装饰工程中时，其设计和安装所考虑的主要问题与一般室外膜结构工程有所不同，必须审慎对待，合理设计，充分考虑现场环境和施工安装条件，选择合理的节点构造形式，保证达到最佳建筑效果。参考文献(1)袁英战,蔡兴东,李大宁.张拉膜结构的设计与施工实例.《建筑技术开发》2002,第4期(2)袁英战.延安体育场东西看台膜结构工程设计概述.《建筑设计及开发》2007,第12期DesignandInstallationofInnerMembraneEngineeringofYuquanshanResidenceYuanying-zhanCaixing-dong[Abstract]ThisarticleintroducesthedesignandinstallationprocessofinnermembraneengineeringintennisstadiumandplayroomofYuquanshanresidence.Asbestappearanceisthecentralobjectiveforinnermembraneengineeringduringthedesignandinstallationprocedure,theenvironmentofinstallationsiteandtheoperationconditionsmustbefullyconsideredandthemostreasonableconnectionmethodshouldbeselected.Then,adetailedinstallationprogramshouldbeformulatedincludingarationalinstallationsequence.[Keywords]innermembraneengineering,aluminumsectionalbar,movablescaffolding第一作者简介：袁英战，女，1973年9月出生，陕西长安人，硕士，毕业于清华大学土木工程系，工程师，现从事空间索膜结构工程的工程与研究工作。