CECS158-2015 膜结构技术规程.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