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膜结构工程名称: 湖南怀化膜结构充气膜篮球馆选日本进口旭硝子膜材250NJ
膜结构建筑地点: 湖南省怀化市
膜结构结构形式: 骨架式张拉膜
膜结构骨架材质: Q235B ETFE
钢结构设计规范: GB50017-2017
钢结构设计软件: 3D3S_MIDAS_MSDD
膜结构设计规程: CECS158:2015
膜结构设计软件: EASY_FORTEN_WDDA
怀化膜材料品牌: 日本进口旭硝子膜材
怀化膜材料型号: 250NJ
（1）耐用：日本进口旭硝子ETFE膜材 的织物基材为聚酯纤维或玻璃纤维素，从力学的角度上来讲织物材料具有极强的抗拉强度，抗撕裂强度，还具有耐热性、耐久性、和防火性，外表涂层还具有耐候性、耐水性、防污性、加工性、透光性。 耐酸耐盐雾极高，耐用年限可以达到15~25年左右，被业界称为最耐用的膜材。
（2）轻盈: 日本进口旭硝子ETFE膜材本身极轻，重量仅为常规钢屋的三十分之一，降低了基础成本，建筑条件极为方便。
（3）透光率强： 日本进口旭硝子ETFE膜材的透光率仅为5%，而PVDF膜材透光率高达25%~30%。利用自然光大大节省了照明电费。日本进口旭硝子ETFE膜材具有较高的阳光反射率从而使得隔热性能非常好。
（4）具有自我清洁能力： 日本进口旭硝子ETFE膜材外表涂层不具有粘性，只要下大雨就可以冲刷表面的灰尘，还大大增加了膜材的使用寿命。
（5）柔韧性强：日本进口旭硝子ETFE膜材具有柔韧性强的特点，使其方便拆卸，可塑性强，便于做出各种优美独特的造型。
（6）应用领域广泛：日本进口旭硝子ETFE膜材具有良好的化学稳定性和耐久性，被广泛应用于大跨度大空间建筑，如煤棚、污水池封闭、停车棚、加油站、展馆、厂房、运动场、游乐场、景观等。
代理膜材其他型号旭硝子膜材250NJETFE膜材，日本进口旭硝子ETFE膜材250NJ膜材性能参数见下图
东南大学九龙湖校区主体育场 38 000 m2
，体育看台上
设计为钢骨架支承式湖南膜结构屋面，面积 2 000 m2
。 图 1
钢架为空间钢管桁架，管桁架采用相贯节点，桁架与
支撑构件、混凝土柱顶销接。 横向 8 榀主桁架，位于看台的
3～19 轴间，跨 间 距 12 m，，主 桁 架 悬挑 18 m，总 宽 23.1 m。
结构 纵 向 共 14 跨，跨 度 6 m，两端 各 悬 挑 6 m，总 长 96 m。
主桁架与屋面、撑杆与主桁架均通过铰接支座连接。每榀主
桁架上各连接了 4 片次桁架， 桁架与桁架间由弧形钢管拱
架连接。
膜面支承在钢骨架上， 整个膜面被钢骨架分为多个膜
单元，每个膜单元周边分别与钢骨架构件连接。
2 施工难点
2.1 怀化膜结构在 26 m 高空悬挑 18 m，作业施工难度大，风险
高。
2.2 汽车吊吊重限制，分段吊装，高空拼装，电焊量大。
2.3 磨面的空中展开和张拉，高空搭设搁置平台。
3 钢框架施工施工
3.1 技术要求
3.1.1 钢管要求
本工程中钢管采用热轧无缝钢管或直缝焊管， 钢板材
质为 Q235B，轴销为 40Cr。 所有钢构件采取抛丸除锈，表面
涂刷防锈底漆两道，中间漆两道，面漆两道。所有螺杆、轴销
表面做电镀锌处理。
3.1.2 焊缝要求
对接焊缝质量等级为 2 级，角焊缝为 3 级。 所有需拼接
的构件按要求做等强拼接。 焊接 Q235 时，手工电弧焊采用
E43 焊条，CO2 气体保护焊采用 HJ431 焊丝。
3.2 安装要求
3.2.1 施工过程中钢框架的稳定性
钢桁架为倒三角形，单榀桁架不稳定。施工过程中采取
有效的措施，保证结构的稳定性。
3.2.2 钢斜撑的施工
钢斜撑与钢管桁架、基础和钢立柱销接。安装过程中采
用有效的措施，保证钢斜撑与其相连构件准确销接。
3.2.3 钢架安装精度
钢架的安装精度对膜面和拉索施工质量影响大。 如
果钢框架施工精度不到位， 会导致膜面应力不均匀和出现
褶皱等，直接影响膜面的成形。采取有效措施保证钢框架的
施工精度，特别是与膜面相连的钢构件的安装精度等。
3.3 机械要求： 考虑现场机械的合理化应用， 现场安排 2
东南大学新校区体育运动场看台怀化膜结构施工施工
辆汽车吊交叉作业。 其中：16 t 汽车吊 1 辆在现场进行构件
的组对拼装和除主桁架外其他构件的吊装施工，100 t 汽车
吊 1 辆用于主桁架吊装单元的吊装。 吊装时，100 t 汽车吊
站 位 于结 构 的 B 轴外 侧 采 用整 体 吊 装 法 吊 装 主 桁 架，16 t
汽车吊站位于结构的 F 轴外侧吊装相应构件。 主体安装顺
序为从 3 轴向 19 轴依次施工。
3.4 施工主要流程
施 工 图→放 轴 线 及 标 高 线→地 脚 螺 栓 安 装→浇 混 凝土→面漆涂装→脚手架搭设→主桁架和次桁架安装→主拱架施工→次拱架施工等。
3.5 施工主要工序、技术措施
3.5.1 主桁架、主拱架现场拼接
根据现场实际情况，构件组拼场地定于看台后方，结构的 B 轴线外侧。将分段预制的主桁架（分两段制作）用吊车吊至其所安装的轴线旁，制作全长的拼装胎模，采用卧式拼装法现场拼接。主桁架拼装完成后， 将分两片加工的次桁架与主桁架焊连，再将两侧的边杆与次桁架焊连，使其形成一个吊装整体。
3.5.2 脚手架的搭设
①承重脚手架
单榀主桁架就位后由底部和后侧的两个支座定位 （安装前对预埋件做了抗拔试验，满足设计），前后方向的 位 移有限，但左右方向无法立即定位，会影响施工的安全性和稳定性。 决定在结构内沿 E 轴线通长搭设承重脚手架，做为主桁架的支点。
②操作平台
构件的施工过程中，主拱架、次拱架的安装均为高空作业，需搭设操作平台，高度至相应标高。平台采用可移动式，安全方便。
3.5.3 桁架整体吊装
复测土建提供的尺寸、 标高， 指引出支座埋件定位轴线，放置地脚螺栓，定位，固定。桁架 单 元 长 22 m，为 防 止 吊装 时 发 生 侧 弯，采 用 带 钢扁担的 4 点绑扎，绑扎点设软垫，吊装有专人指挥，起吊 索具和卸具必须有足够的安全系数，一般不小于 5～6 倍，严格遵守吊装的安全规定。主桁架采用整体吊装，吊装宜缓慢进行，吊升过支座顶后由操作人员扶正就位。对位时，使节点板对准支座顶部安装轴心线，并对孔，注意桁架的垂直度，在基本达到要求后，将主桁架的前端搁置在承重脚手架上方可落下就位。 用轴销穿过连接板将两个支座临时固定，并进行校正。桁架的校正主要是垂直度检查， 跨中垂直偏差不大于 H/250（H 为桁架高），并不得大于 20 mm。 经过初校，待垂 直 度 偏差 控 制 在 20 mm 以 内，将 轴销 安 装 就 位，方 可 使起重机脱钩。第一榀就位校正后，即吊装第 2 榀桁架。 第 2 榀桁架就位后及时连接两榀主桁架间的弧形拱架， 使其形成一个稳定的空间结构后再安装下一榀桁架。
3.5.4 主拱架、次拱架施工主拱架采用 4 点绑扎，由 16 t 汽车吊站位于 F 轴外侧整体吊装，就位后与主桁架焊接。次拱架采用两点绑扎，16t 汽车吊吊装就位后焊接。
4 索膜施工施工
4.1 膜面要求
4.1.1 本工程采用法拉利进口旭硝子膜材。
4.1.2 膜面裁剪线布置合理、美观。旭硝子膜材经向应与膜面主要受力方向一致。
4.1.3 膜片之间应采用搭接形式热合旭硝子膜材。 打磨后热合处的强度不应降低。
4.1.4 旭硝子膜材热合处的抗拉强度不小于母 材 强 度的 80%，满足防水要求。
4.1.5 膜片裁剪后各向尺寸偏差不应大于 2 mm。本工程热合后的膜面，周边尺寸和设计尺寸的偏差不应大于 1.0%。
4.1.6 考虑膜面初始预张力和徐变特性， 确定合理的收缩量，调整膜片的裁剪尺寸。
4.2 拉索要求
4.2.1 本工程拉索采用 1670 级钢芯镀锌钢绳（6×7+IWS），索头为镀锌压制。
4.2.2 拉索出场前须经过预张拉，以消除残留应力，防止工程中索因蠕便效应产生松弛。 预张拉荷载为钢丝绳标称破断荷载的 55％，次数不少于 2 次，每次持荷时间为 60 min。
4.2.3 索头承载力不低于索体的强度的 90％。 钢索的弹性模量要求≥1.4×105 MPa。
4.2.4 拉索的下料长度须考虑张拉和徐变伸长， 具有一定的可调长度。 本工程索长的加工允许偏差±5 mm。
4.2.5 拉索张拉按照对称、均匀、循环的原则。
4.3 膜面张拉要求
膜面施工在钢结构工程结束后进行。
4.3.1 膜面和拉索均安装到位后，把膜面张拉成形，最后固定。
体育场看台湖南膜结构为骨架支撑式，膜面张拉力为 3 kN/m。膜面须通过张拉调节装置，沿膜面的四周向外绷紧膜面，将膜面与周边构件固定。
4.3.2 膜面张拉应分步进行，各步相隔时间应大于 24 h。
4.3.3 膜面张拉结束后，全面检查防水和排水。
4.4 施工主要流程
怀化膜结构宜从中间向两侧对称安装。 各单元膜面安装完成后， 即进行该单元膜面的张拉工作。 全部膜面施工完成后，由中间向两侧依次循环张拉，调整固定到位。单跨膜面施工工艺流程施工前准备工作→施工绳网→膜面就位→膜面展开→附件装配→膜面张拉，周边固定。
4.5 膜面施工程序和技术措施根据设计， 膜按跨分成 15 个单元膜块分别进行施工。每个单元膜块的施工过程基本相同。
4.5.1 搭设膜面搁置平台： 每跨膜面施工前搭设膜布搁置平台，搭设平台的主要材料是脚手管件和十一夹板。平台尺寸：长度满足一块膜横向展开时的尺寸，宽度 3.4 m。平台顶面用十一夹板满铺，外露的脚手管、扣件及尖锐部位应用棉布包裹。 （膜面折叠后尺寸为：2.4 m×4.2 m）。
4.5.2 安全措施
1）单元膜面施工时，有一侧总处于凌空状态，为保证施工人员的人身安全，施工前应设置安全设施。 搭设脚手架、安全防护栏杆以及安全绳网。
2）膜面铺设前，施工绳网，作为膜展开 时 的 依托，铺 设方法为：
①主 要 材 料：绳 索 采 用 Φ14 晴 纶 绳；紧 固 工 具 选 用 绳索紧绳机。
②沿主桁架方向拉设方法：单根长 度 24 m，间 隔 1 m，将绳的一端直接连接在前连系桁架上， 另一端与其垂直方向的绳索连接，并利用紧绳机使绳索达到一定的硬度，依此方法排布绳索。
③沿主桁架垂直方向拉设方法： 间隔 1 m， 绳索排布时，将绳端连接在主桁架上，并利用紧绳机使绳索达到一定的硬度，依此方法排布绳索。
4.5.3 膜面铺设、就位、展开
钢结构等全部施工到位，质量验收合格后，进行膜的施工。 将膜布从包装箱内取出时，吊装用索具为 4 根 1.5 t 绳圈。16 t 汽车吊将膜面将膜布就位至搁置平台的中心。膜面向两侧展开，然后沿主桁架方展开。为防止风的作用造成膜面的损坏，安装防风绳网，防风绳网铺设在膜面上，沿主桁架方向间隔 1 m 布置。
4.5.4 张拉、固定
①各单元膜布的张拉考虑张拉设备和张拉人员有限， 各膜单元不能同时张拉，须依次张拉。 膜单元张拉过程中，后续膜单元张力会较大的影响已张拉的膜单元应力，总体张拉原则为:分级对称循环张拉。分级张拉程序：0－30％－60％－90％－100％（微调）
②本工程结构形式为骨架支撑式湖南膜结构。 膜面安装完成后，通过直接张拉膜面，达到形状和受力要求。
③松开所有绳网。
④调整膜布周边，进行钢索的固定与膜面的张拉过程。
⑤膜面固定时，先用紧线机拉紧膜的 4 只角，使膜角尽量接近固定位置。再进行膜边的固定。随时注意膜边角的位置、尺寸及安装效果，以防误差积累，产生褶皱，而影响膜顶整体成型后的效果，保证造型平整、线条流畅。
