CECS 158:2004 膜结构技术规程(含条文说明) .pdf
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1、巨 dMaNWINIMME j Cj CECS 1 58 : 2 004 中国工程建设标准化协会标准 膜结构技术规程 T e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n f o r m e m b r a n e s t r u c t u r e s 中国工程建设标准化协会标准 膜结构技术规程 T e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n f o r me mb r a n e s t r u c t u res CE CS 1 5 8: 2 0 0 4 主编单位 中国钢结构协会空间结构分会 中 国 建 筑 科 学
2、 研 究 院 批准单位: 中 国工程建设 标准 化协会 施行日期 2 0 0 4 年8 月1 日 前言 根据中国工程建设标准化协会( 2 0 0 1 ) 建标协字第 4 5 号 关于 印发中国工程建设标准化协会 2 0 0 1 年第二批标准制、 修订项目计 划的通知 的要求, 制定本规程。 膜结构是以性能优良的织物为材料, 利用柔性拉索或刚性骨 架将膜面绷紧, 也可向膜内充气 , 通过空气压力来支承膜面, 从而 形成具有一定刚度并能覆盖较大空间的结构体系自从 2 0世纪 7 0 年代以来, 这种结构在国外已逐渐推广应用于各种类型的工业 与民用建筑中, 近年来在中国也得到了较多的发展。由于膜结构
3、 是一种新颖的结构, 设计、 施工、 制作安装与维护均需要有技术上 的指导以保证工程质量, 因此有必要编制本技术规程, 使这种新型 结构在建设中有章可循, 得以健康发展。 本规程的主要技术内容有膜结构的设计基本规定、 材料、 结构 计算、 连接构造、 制作、 安装和工程验收、 维护和保养, 包括了膜结 构从设计到使用的全过程。 根据国家计委仁 1 9 8 6 1 6 4 9 号文 关于请中国工程建设标准化 委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知 的要求, 现 批准协 会标准 膜结构技术规程 , 编号为C E C S 1 5 8 , 2 0 0 4 , 推荐 给设计、 施工和使用单位采用
4、 本规程由中国工程建设标准化协会轻型钢结构专业委员会 C E C S / T C 2 8归口管理, 由中国建筑科学研究院结构所( 北京北三 环东路3 0 号, 邮编1 0 0 0 1 3 ) 负责解释。 在使用中如发现需要修改 或补充之处, 请将意见和资料径寄解释单位。 主 编 单 位: 中国钢结构协会空间结构分会 中国建筑科学研究院 参 编 单 位: 哈尔滨工业大学 浙江大学 北京纽曼帝莱蒙膜建筑技术公司 北京光翌膜结构建筑有限公司 北京工业大学 同济大学 上海现代建筑设计集团 上海豪普空间膜结构工程公司 上海太阳膜结构公司北京分公司 主要起草人: 蓝天沈世钊严慧廖扬黄达达 向阳董石麟赵阳武
5、岳卫东 张毅刚曹资薛素铎张其林钱若军 姚念亮杨联萍周晓峰张文英李中立 梁伟强赵然钱基宏宋涛马明 中国工程建设标准化协会 2 0 0 4年 5月 3 0日 目次 1 总则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 2 术语、 符号 , , ( 2) 2 . 1 术语 。 。 (2) 2 . 2 符号 , 。 (3) 3 设计基本规定 ( 4) 3 . 1 膜结构选型 , (4) 3 . 2 建筑设计 (6
6、) 3 . 3 结构设计 , 。 。(7) 4 材料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 0 ) 4 . 1 膜材 。 一( 1 0 ) 4 . 2 拉索和锚具 。 ( 1 2) 5 结构计算 ( 1 4 ) 5 . 1 一般规定 。 。 ( 1 4) 5 . 2 初始形态分析 ( 1 4 ) 5 . 3 荷载效应分析 , ( 1 5) 5 . 4 裁剪分析 , , 。 ( 1 6) 5 . 5 空气
7、支承膜结构计算要点 ( 1 7 ) 6 连接构造 ( 1 8 ) 6 . 1 一般规定 。 ( 1 8) 6 . 2 膜材的连接 一( 1 8) 6 . 3 膜材与支承骨架、 钢索、 边缘构件的连接 ( 2 0) 6 . 4 钢索及其端部连接 ( 2 3) 6 . 5 拉索的锚锭 ( 2 S ) 6 . 6 空气支承膜结构的构造 , , ( 2 9) 1 7 制作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3
8、1 ) 8 安装 ( 3 3 ) 8 . 1 钢构件、 拉索安装 ( 3 3) 8 . 2 膜单元安装, , , ( 3 3) 8 . 3 施加预张力 1 ( 3 4 ) 8 . 4 施工记录文件 ( 3 4 ) 9 工程验收 一( 3 6 ) 1 0 维护和保养 , , ( 3 9 ) 本规程用词说明 , ( 4 1 ) 附 : 条文说明 , , 、 、 、 、 一( 4 3 ) 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 . 0 . 2 本规程适用于膜结构的设计、 制作、 安装、
9、验收及维护 1 . 0 . 3 本规程遵照现行国家标准 建筑结构可靠度设计统一标 准 G B 5 0 0 6 8 规定的原则, 根据现行国家标准 建筑结构荷载规 范 G B 5 0 0 0 9 , ( 钢结构设计规范 GB 5 0 0 1 7 , 冷弯薄壁型钢结构 技术规范) G B 5 0 0 1 8 , ( 钢结构工程施工质量验收规范 G B 5 0 2 0 5 的有关规定, 并结合膜结构的特点而编制。 1 . 0 . 4 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。 2 术语、 符号 2 . 1 术语 2 . 1 . 1膜结构me
10、mb r a n e s t r u c t u r e 由膜材及其支承构件组成的建筑物或构筑物。 2 . 1 . 2 膜材me mb r a n e ma t e r i a l 由高强度纤维织成的基材和聚合物涂层构成的复合材料。 2 . 1 . 3墓材s u b s t r a t e 由玻璃纤维或聚醋纤维织成的高强度织物。它是膜材的主要 组成部分 。 2 . 1 . 4 徐层c o a t i n g 涂敷在基材上, 起保护基材作用的聚合物层。 2 . 1 . 5 面层t o p c o a t i n g 保护基材免受紫外线侵蚀并使膜材具有自洁性的表面附加涂 层 2 . 1 . 6 拉
11、索t e n s i o n c a b l e 具有一定预张力的受拉构件。可为钢丝拉束、 钢绞线、 钢丝绳 等钢索和非金属缆绳等。 2 . 1 . 7 裁剪p a t t e r n c u t t i n g 将空间曲面划分为若干个可展开膜片, 对平面膜材进行加工 2 . 1 . 8 膜片m e m b r a n e s h e e t 膜材经裁剪后形成的单元。 2 . 1 . 9 预张力p r e t e n s i o n 以机械或其他方法, 预先施加于拉索或膜片上的力 2 . 1 . 1 0 初始形态i n i t ia l s t a t e o f f o r m 满足边界条件
12、和力平衡条件的膜结构初始形状和对应的预张 力分布。 2 . 2符号 G 恒荷载; P 初始预张力; P 空气支承膜结构中的气压力; Q 一 可变荷载; W风荷载; Y a 膜材抗力分项系数; a m ,x 最大主应力值; a -最小主应力值; a , 维持曲面形状所需的最小应力值 ; 户一 膜材抗拉强度设计值; 人膜材抗拉强度标准值; 夸 一强度折减系数。 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、 索系支承式膜结构和空气支承膜结构, 或由
13、以上形式组合 成的结构 。 3 . 1 . 2 整体张拉式膜结构可由桅杆等支承构件提供吊点, 并在周 边设置锚固点, 通过预张拉而形成稳定的体系( 图 3 . 1 . 2 ) 0 图3 . 1 . 2 整体张拉式膜结构 3 . 1 . 3 骨架支承式膜结构应由钢构件或其他刚性构件作为承重 骨架, 在骨架上布置按设计要求张紧的膜材( 图3 . 1 . 3 ) 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 . 1 . 5 空气支承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, 借助内压保持膜材的
14、张力, 形成设计要求的曲面 ( 图 3 . 1 . 5 ) a 图3 . 1 . 3 骨架支承式膜结构 图3 . 1 , 4 索系支承式膜结构 图 3 . 1 . 5 空气支承膜结构 3 . 2建 筑 设 计 3 . 2 . 1 膜结构的建筑设计应符合现行行业标准 民用建筑设计通 则) J G J 3 7和 城市道路和建筑物无障碍设计规范) J G J 5 0以及相 关的建筑设计规范所统一规定的原则, 并根据建筑物的性质、 重要 程度、 使用功能、 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、 立面和形态设计除必须满足使用
15、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 GB J 1 6 和 建筑内部装修设计防火规 范 G B 5 0 2 2 2的规定。膜结构的防火措施也可通过专门的研究确 定 。 3 . 2 . 4 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 GB J 1 1 8的规定。当有特殊声学要求时, 应根据膜材的声学 特性、 膜结构构造特点、 预张力施加水平等因素对建筑声学质量作 出评价。必要时, 尚应对室内或膜体覆盖空间进行混响时间测试 和控制
16、。 3 . 2 . 5 膜结构应根据使用功能要求进行采光和照明设计采光 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。照明灯具与膜面的距离不应小于 1 . O m o 3 . 2 . 6 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、 湿度环境应符合现行行 业标准 民用建筑设计通则 J G J 3 7 和现行国家标准 民用建筑热 工设计规范 GB 5 0 1 7 6 的规定。对室内湿度较大的建筑物, 尚应 采取防结露和必要的排除冷凝水措施。 3 . 2 . 7 膜结构建筑设计应根据建筑物的使用特点和总平面要求,
17、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必要的防积雪措施。 3 . 2 . 8 膜结构建筑应按照现行国家标准 建筑物防雷设计规范 G B 5 0 0 5 7 的规定, 采取有效的防雷措施。 3 . 2 . 9 膜结构建筑设计时应合理布置各类锚锭、 基础承台等突出 物的位置, 并采取必要的保护措施, 避免影响交通或造成人身伤 害。 3 . 2 . 1 0 膜材与建筑物内部、 外部物体之间的距离, 不应小于膜面 在最不利工况下变形值的两倍, 且不应小于 l . O mo 3 . 2 . 1 1 对空气支承膜结构, 除应满足本节上述各条的要求外,
18、 在 建筑设计中尚应符合下列规定: 1 当采用普通单扇平开气闭门时, 其宽度不应小于 9 0 c m, 其 开启方向应保证在正常压力下 自动关闭, 且开门力不应大 于 0 . 1 k N。 当采用其他专门的气闭门时, 应进行专门设计; 2 每栋建筑至少应设置一个应急出口; 3 存所右的门 卜 均应设晋内外可视的观察窗。 3 . 3 结 构 设 计 3 . 3 . 1 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
19、结构 设计使用年限为 5 0 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 1 5 - 2 5 年时, 结构重要性系数不应小于。 . 9 5 ; 当 结构设计使用年限为 5年时, 结构重要性系数不应小于。 . 9 , 3 . 3 . 3 膜结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的 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。按承载能力极 限状态设计膜结构时, 应考虑荷载效应的基本组合, 采用荷载设计 值和强度设计值进行计算。按正常使用极限状态设计膜结构时, 应考虑荷载效应的标准组合, 采用荷载
20、标准值、 组合值和变形限值 进行计算 。 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、 温度变化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 G B 5 0 0 0 9的规定采用, 膜面的 活荷载标准值可取 0 . 3 k N / m , 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 4 面 1参与 组 合的 荷 载 第一类 组合 第二类 组合 G , Q , P ( p ) G . W ,
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- CECS 158:2004 膜结构技术规程含条文说明 158 2004 膜结构 技术规程 条文 说明
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