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充气膜结构的建筑设计-控制与监测系统

日期:2015-6-8 13:44:04 | 阅读:360

充气膜结构建筑是由内外的气压差维持膜结构的稳定形态,并承受外荷载与作用,而压力差处于动态变化中,必须采用一套有效的监测和控制系统,监测并控制气压变化。控制系统分人工控制、自动控制系统。
气压自动控制系统就是维持膜内气压稳定的自适应控制系统,可保证结构在设计外荷载和正常工作条件下稳定的结构性能。人工控制是通过人员调整内部气压,保证结构形态的一种简单控制方法。大小工程一般采用自动控制系统,可结合人工控制。控制系统的复杂成都、造价应与建筑大小、用途一致。有的中小工程可容许出现膜屋面塌落,有的工程出现塌落将导致生命或财产重大损失。设计者应与业主、主管部门等讨论采取合理监测与控制系统。
自动控制系统包括控制板设计、控制优先级、报警系统。控制板设计需提供操作者所有关于结构状态控制安全信息,如内部气压、高度等状态参数。在正常使用状态,一般内部气压控制优先于建筑形体和内部建筑空间。在充气成形过程,建筑形体(高程控制点)控制优先。当建筑状态变化超出设计临界状态,如内部气压、屋面膜高程出现不正常,报警系统能有效向操作维护人员发出警报信息。
电设计系统
     充气膜结构建筑一般电设计与普通建筑电设计原则一致,如照明电功率、布线、避雷系统等,有两点需注意:第一,照明电设计净空(照明高度)。因膜面形态(净空)随内部气压、外荷载(风、雪等)动态变化,为保护膜面不被碰撞、接触伤害,应按照使用荷载和正常工作内部气压下膜面挠度的2倍为建筑参照形态,以此为基准确定照明设计净空。第二,大型充气膜结构建筑充气系统要求至少一套备用电源系统,以保证充气系统任何时候不间断充气,至少能保证最低充气量。小型充气膜结构建筑,如支承结构为单层民用建筑(小于3.0m),当排气缩小指数小于1.0时,膜面可不由内部气压维持其形态,可由其他措施维持平衡,如临时支撑等,此时可不设备用电源系统。
进出口系统
气承式膜建筑进出口系统不同于一般建筑的进出口,是重要的结构边界。首先,门框支承结构能承受各种荷载组合,具有足够设计强度和刚度;另外,在设计最大工作气压时,出入通道门的扇叶承受较大气压力,需保证能有效开启运转。进出口通道包括人员、交通工具、设备通道。
人员入口可为椭圆形转门,或者具有空气自锁能力、可维持气压平衡的门。交通工具或设备通道比较大,需满足最大交通工具、设备进出,以及维持空气自锁,可采用类似船闸的双层门,前后两座门自动错位开启。此外,进出口通道设计尚应符合一般建筑规范要求,根据人流量、疏散时间等,确定合理的出入口数量、大小、平面布置。
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