沈阳体育学院新校区体育场占地面积15000?, 建筑面积8000?。该项目由于作为奥运会沈阳赛区的足球项目的训练场, 被列为沈阳市和学院的重点工程, 由于该项目建筑体量较大, 且紧邻沈苏快速干道, 为保证项目的美观适用, 采用了索膜结构, 索膜总面积4080?, 是园区的标志性建筑。本工程基本支撑结构体系由曲线型空间桁架与桅杆型立柱组成, 膜内设4道脊索, 中心柱高37m。

本工程的找形及荷载分析均采用专业索膜结构分析软件进行。在找形阶段, 输入索膜结构的初始边界形状及初始的预张力分布, 即可得到一个初步的空间曲面形状。该形状还需进一步调整以满足建筑功能及膜内应力、变形控制的需要。对于本工程, 选用法拉利1002T2型膜材, 再根据工程项目对膜面形状的要求及受荷状况, 最终将膜内预张力 (经向及纬向) 调整到2k N/m, 索内预张力确定为100k N。

本工程所承受的荷载主要为风荷载。在确定荷载取值时参考国家风荷载规范及国内外相关研究资料, 根据工程所在地的基本风压情况, 特别是根据曲面形状特点, 得出两种起主要控制作用的风荷载分布情况, 对索膜体系的受力及变形进行了分析校核。同时, 将荷载分析后得到的节点反力施加到支承结构体系, 对钢结构及下部混凝土柱的设计进行了校核。

本工程节点包括膜伞底部与中心柱的连接节点、膜四边固定节点、膜边角部固定节点以及脊索与钢构件的连接节点等。

为方便在施工中对膜施加预张力, 同时消除由于制作误差、施工误差可能引起的膜内皱褶, 膜伞底部与中收柱的连接节点设计为可调节套筒形式;在4个角部及柱底部用铝压板将膜固定在钢构件上;膜上部4条弧边采用在原有钢管上焊接拉膜板的形式将膜固定其上;钢索在4个角部为可调节锚具形式, 用于调节膜的张紧程度, 有3根脊索与膜采用紧压自然接触形式;在膜分缝处采用密封条进行密封;在膜分缝处钢索与膜之间采用U形平片连接。

根据本工程特点, 综合考虑美观和经济性因素, 设计了两种裁剪图式, 最终选定现在图式, 这种裁剪方式既美观同时又是最经济的, 使用计算机裁剪技术将找形后的曲面按图中布置的测地线裁剪, 最大宽度控制在材料幅宽内。在工厂按图下料时还要根据材料的尺寸性能留出一定缩量, 采用60mm背贴条将所有裁剪片热合为一个整体, 在特殊部位予以补强, 最后经过合理的折叠运至安装现场。

所有膜材及其附件、安装机具等运抵现场并完好无损, 施工操作平台搭设牢固。

施工前相关人员应认真熟悉和理解图纸, 编制施工组织设计文件关进行技术交底, 其主要内容为: (1) 检查膜体的出厂合格证及质量保证书, 铺展膜体和膜体的连接件及连接节点是否符合施工要求, 对完成的膜结构进行检测和记录; (2) 对膜体及零配件的出厂报告、产品质保书、检测报告以及品种、规格、色泽、数量进行验收; (3) 根据工程施工图纸对钢结构及连接部位进行检查验收; (4) 在每个节点板所处的空间位置下方搭设脚手架; (5) 在工程现场, 膜材应安放在搭设的作业平台上, 并采取保护措施, 防止膜材污染。

本工程共12个24m×24m的倒伞形膜单元, 施工时从对称排列的两个单体膜开始, 从一侧至另一侧, 完成两个单体膜的安装, 依次类推, 最终完成整个膜结构的安装。每个单元膜体的安装包括膜材展开、张拉成型和连接固定三部分。其张拉及固定流程如下:膜体吊装→安装脊索→安装上部固定边界→安装下部固定边界→调节可调套筒→调紧脊索→密封条粘接→清洗膜体→竣工验收。

(1) 膜体吊装:用20t汽车吊将膜材连同包装袋一起吊到+15.500m安装工作面上, 人工将膜体展开, 安装膜体接缝处的压板及钢索夹片并穿入接缝处的脊索。

(2) 安装脊索:先安装3条脊索的固定端, 再安装脊索的可调端, 使脊索处于松弛状态。 (下转第61页) (上接第55页)

(3) 安装上部固定边界:将膜材吊到钢结构的上部, 用拉紧器及面料夹板临时张拉固定四角, 自每条膜边界中间开始固定, 安装膜材垫、膜材、塑胶条、铝压板及不锈钢螺栓, 然后再依次向两边固定;符合设计要求后, 安装接缝处脊索, 使脊索处于松弛状态。

(4) 膜片下边界固定用接紧器械将膜材下边界向下张紧, 对准中收线, 用铝压板、螺栓固定膜边界。

(5) 调节可调套筒:调节12根M20×450的螺栓, 使活动套向下移动, 初步张紧膜体。

(6) 调紧脊索:利用可调锚头接紧脊索, 使用膜体达到设计状态。因膜材在裁剪时已根据设计时膜的预张力状态进行了补偿, 因此在将膜的各控制点张拉至预定的几何位置时即认为膜材具备了预定的张力水平, 同时结合目测膜面无皱褶, 给予膜面局部一定的压力或振动后感受其刚度等手段最终确定膜体张拉就位。

(7) 密封条粘接:在接缝处用法拉利专用胶粘接密封条, 密封条粘接后应平整。膜体清洗用专用膜材清洗剂清洗在安装过程中造成的膜材污染, 用干净的棉布擦干。

沈阳体育学院新校区体育场膜结构工程的顺利实施充分体现了张拉膜结构外形优美、技术先进、透光性好、设计安装快捷、综合效益高的优势, 为大跨度张拉膜结构在我国大范围推广百富策略白菜网提供了成功的经验。