ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及應(yīng)用

■ 王 凱 Wang Kai

0 引言

ETFE膜建筑是一類新型的膜建筑結(jié)構(gòu)體系，其設(shè)計方法與普通膜結(jié)構(gòu)有著較大區(qū)別。以ETFE薄膜為代表的氟樹脂薄膜以其出色的透明性、耐候性和環(huán)境適應(yīng)能力等特性，于近幾年在國內(nèi)開始進(jìn)行了工程應(yīng)用。但目前ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)工程的一些設(shè)計、制作、安裝方法僅掌握在少數(shù)幾家膜結(jié)構(gòu)工程公司手中，國內(nèi)外很少有公開發(fā)表的文獻(xiàn)。作為一種新型的建筑結(jié)構(gòu)形式，各個公司的ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)工程設(shè)計方法還并不成熟，需要通過實(shí)際工程以及各種試驗(yàn)來加以完善。本文主要利用近幾年參與的ETFE實(shí)際工程設(shè)計，結(jié)合國內(nèi)外的一些資料，對常規(guī)ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)的一般設(shè)計方法進(jìn)行研究，希望能給設(shè)計人員提供參考。

1 ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

1.1 ETFE薄膜的性能

ETFE薄膜是由乙烯-四氟乙烯共聚物占95%以上的樹脂形成的薄膜，是透明建筑結(jié)構(gòu)中品質(zhì)優(yōu)越的替代材料。表1是ETFE樹脂的代表特性。

對于減少紫外線的透射率、防止結(jié)露、圖案設(shè)計（著色、黏貼圖案）、賦予遮光性能等不同要求，可以通過加入添加劑、涂刷表面改良劑和印刷等方法予以解決。表2列出了ETFE膜材的技術(shù)參數(shù)。

ETFE膜厚度通常在12~250μm之間。以旭硝子公司的產(chǎn)品為例，用于溫室的N型透明膜，厚度在12~200μm之間。而用于民用建筑的NJ型透明膜，厚度分為100μm、150μm、200μm和250 μm幾種。從目前技術(shù)工藝，最厚尺寸是300μm。

民用建筑常用的NJ的常規(guī)供貨寬度為1 600mm。膜材一般按70kg/卷或140kg/卷進(jìn)行制作。200μm厚ETFE膜材，每卷供貨長度為125m或250m，但如果是250μm厚ETFE膜材，每卷供貨長度為100m或200m。

1.2 ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

在氣枕式板塊中，通過加壓設(shè)備提供穩(wěn)定內(nèi)壓，用于控制外力產(chǎn)生的變形和防止兜水現(xiàn)象的發(fā)生。加壓設(shè)備主要由動力源、送風(fēng)機(jī)、通風(fēng)管道和壓力調(diào)整裝置構(gòu)成。根據(jù)運(yùn)行、用途和規(guī)模，還需配備控制干癟現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)壓自動控制裝置或逆流防止閥、備用送風(fēng)機(jī)和備用動力源等設(shè)備。除了平常內(nèi)壓，在積雪時和暴風(fēng)時，在運(yùn)行過程中應(yīng)調(diào)整其內(nèi)壓。因此除了壓力調(diào)整裝置以外，還需配備內(nèi)壓計、風(fēng)速計等檢測設(shè)備，以及配套空氣除濕設(shè)備和自動控制設(shè)備。圖1為ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本構(gòu)成。

表1 ETFE樹脂的代表特性

表2 ETFE膜材的技術(shù)性能

2 ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法及基本過程

ETFE充氣膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與一般的玻璃纖維膜材及聚酯纖維膜材類似，ETFE充氣膜的設(shè)計過程也包括找形設(shè)計，荷載響應(yīng)分析，裁剪設(shè)計等幾個主要部分，不同的是多了一個充氣系統(tǒng)設(shè)計的部分。

2.1 找形分析

ETFE氣枕形態(tài)為正高斯曲率雙曲面，是靠膜面內(nèi)外的氣體形成的壓力差成形、施加預(yù)張力和保持穩(wěn)定。膜面內(nèi)力與其曲率成比例，曲率半徑越大，內(nèi)力越大。膜結(jié)構(gòu)的找形設(shè)計方法目前主要是計算機(jī)模擬技術(shù)，有力密度法、動力松弛法、小模量幾何非線性方法等。可以從相關(guān)文獻(xiàn)[1~4]中找到詳細(xì)的方法和過程，在此不再贅述。

ETFE氣枕的初始預(yù)張力一般取0.4~1kN/m，且不應(yīng)超過1kN/m，以避免初始預(yù)張力過大。內(nèi)壓一般取200~300Pa，跨距3m以內(nèi)的氣枕取低值，3m以上取高值。

在方案設(shè)計時，可以采用以下方法[5]進(jìn)行快速確定預(yù)張力水平及其內(nèi)壓水平的關(guān)系和取值范圍。采用等張力設(shè)計時，假設(shè)氣枕式ETFE膜結(jié)構(gòu)在氣壓Pc作用下，薄膜單位長度所受的拉力為T，氣枕式膜結(jié)構(gòu)的邊界條件，周邊的Z=0。由彈性力學(xué)導(dǎo)得的薄膜微分方程可以推導(dǎo)出以下方程。

2.1.1 矩形平面（圖2）

2.1.2 等邊六邊形平面（圖3）

當(dāng)x=y=0時，矢高Z=f0，則

2.1.5 等邊三角形平面（圖6）

2.2 荷載分析

ETFE膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計荷載取值除了需要遵循《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求外，還應(yīng)根據(jù)建筑環(huán)境、造型、使用功能等仔細(xì)分析確定。

與一般的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計一樣，ETFE膜結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)際為非統(tǒng)一可靠度設(shè)計方法。例如，對于常用的普通房屋和構(gòu)筑物的50年設(shè)計使用年限，主體鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)支撐體系、連接結(jié)構(gòu)體系均應(yīng)具有統(tǒng)一的可靠度，即按95%保證率確定50年設(shè)計使用年限內(nèi)的荷載設(shè)計值；而膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限是小于50年的，一般來說應(yīng)考慮25年的設(shè)計使用年限，到期需要更換膜材。但膜材荷載設(shè)計值應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)取值一致。

2.2.1 荷載類型與荷載組合

荷載包括風(fēng)荷載、雪荷載、預(yù)張力、自重、活荷載、施工荷載等，其中風(fēng)、雪荷載、預(yù)張力一般為膜結(jié)構(gòu)工程設(shè)計控制荷載。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)按表3所列的組合類別進(jìn)行荷載效應(yīng)分析[6]。

2.2.2 ETFE材料參數(shù)及強(qiáng)度的確定

表3 荷載效應(yīng)的組合

通過具有ETFE薄膜的單軸拉伸試驗(yàn)[8]，得出的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系可知，從張拉初期到材料斷裂，曲線都有兩個明顯的屈服點(diǎn)。圖7為ETFE膜材應(yīng)力應(yīng)變曲線圖，可取兩段切線的交點(diǎn)處的應(yīng)力作為容許應(yīng)力法設(shè)計時的拉伸屈服應(yīng)力。

對第一階直線，取應(yīng)變 (0.25%)和(1.25%)對應(yīng)曲線上的應(yīng)力 和 為代表值。第一階直線通過原點(diǎn)，可得直線方程：

對第二階直線，取應(yīng)變ε21(3.5%)和ε22(12%)對應(yīng)曲線上的應(yīng)力σ21和σ22為代表值。第一階直線通過原點(diǎn)，可得直線方程：

將以上2個直線方程，結(jié)合大量的試件單軸拉伸試驗(yàn)結(jié)果[7~8]，可以得到各試件拉伸屈服應(yīng)力σ，取其均值 作為一般結(jié)構(gòu)設(shè)計時的拉伸屈服應(yīng)力fy。

根據(jù)大量單軸拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合國內(nèi)外公開發(fā)表的文獻(xiàn)[7~11]，對容許應(yīng)力設(shè)計法和極限狀態(tài)設(shè)計法下的ETFE膜材彈性模量、剪切模量和泊松比的取值如表4。同樣的，對于ETFE薄膜的最大設(shè)計應(yīng)力，亦可通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到在不同的設(shè)計方法下的參數(shù)(圖8、表5)。

表4 ETFE薄膜的彈性模量、剪切模量和泊松比

表5 ETFE薄膜的設(shè)計應(yīng)力

2.3 充氣系統(tǒng)設(shè)計

2.3.1 充氣控制系統(tǒng)

由于一臺送風(fēng)機(jī)要控制多個氣枕，所以氣枕內(nèi)壓的控制只能是通過開啟或關(guān)閉充氣管道靠近送風(fēng)機(jī)排氣端的閥門來控制，而不是通過改變送風(fēng)量。氣枕的內(nèi)壓由3個參數(shù)決定，它們分別是常時的內(nèi)壓、強(qiáng)風(fēng)時內(nèi)壓和積雪時內(nèi)壓。由于氣枕式有很高的氣密性，氣枕內(nèi)部的空氣在收到陽光照射時會膨脹，導(dǎo)致內(nèi)壓升高。氣枕還需要一個排氣閥來避免壓力的異常上升。圖9是控制系統(tǒng)的基本工作流程圖。

2.3.1.1 常時狀態(tài)下的內(nèi)壓控制

內(nèi)壓控制與設(shè)計內(nèi)壓有關(guān)。根據(jù)實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)，一般取設(shè)計內(nèi)壓A(Pa)的+10%作為上下限。當(dāng)氣壓低于設(shè)計內(nèi)壓的10%(下限)時，送風(fēng)機(jī)開始啟動并送風(fēng)。當(dāng)氣枕內(nèi)壓回復(fù)到設(shè)計荷載時，送風(fēng)機(jī)停機(jī)。

2.3.1.2 內(nèi)壓異常時的控制

當(dāng)陽光暴曬導(dǎo)致氣枕內(nèi)壓超過設(shè)計內(nèi)壓的20%時，排氣閥門就會打開，用來減小內(nèi)壓直至降到設(shè)計內(nèi)壓。需要注意的是，陣風(fēng)吹襲也會造成內(nèi)壓的突然上升，為了避免這一點(diǎn)。必須想辦法讓充氣系統(tǒng)能識別這種異常情況，可以利用延時裝置，當(dāng)異常情況持續(xù)一段時間(大約10s左右)，充氣系統(tǒng)才會開始工作。

2.3.1.3 強(qiáng)風(fēng)時的內(nèi)壓控制

當(dāng)風(fēng)速計測得的風(fēng)速信號超出設(shè)定值，系統(tǒng)將會發(fā)出強(qiáng)風(fēng)信號并啟動強(qiáng)風(fēng)控制系統(tǒng)。這里測得的風(fēng)速是瞬時風(fēng)壓。強(qiáng)風(fēng)時的內(nèi)壓控制與常溫下的內(nèi)壓控制相同。只是這時的設(shè)計內(nèi)壓取的是強(qiáng)風(fēng)條件下的設(shè)計值。

⑴當(dāng)氣枕受到正風(fēng)壓作用時，氣枕的體積會減少，內(nèi)壓會開始上升。上漲的內(nèi)壓強(qiáng)度會維持一段時間，與此同時，氣枕的空氣體積會因?yàn)闅怏w滲漏有所減少。當(dāng)風(fēng)荷載作用結(jié)束后，再補(bǔ)充氣體回到常規(guī)狀態(tài)。

⑵當(dāng)氣枕受到風(fēng)吸作用時，體積會增加而內(nèi)壓減小。當(dāng)內(nèi)壓的減小達(dá)到下限時(設(shè)計內(nèi)壓的-10%)，送風(fēng)機(jī)就會給氣枕充氣，直到內(nèi)壓回復(fù)到設(shè)計值。

當(dāng)控制系統(tǒng)在持續(xù)一定時間(超過30min)內(nèi)沒有收到新的強(qiáng)風(fēng)信號時，即可關(guān)閉強(qiáng)風(fēng)時的工作狀態(tài)。但若是接收到新的信號，系統(tǒng)會再次重啟工作保證結(jié)構(gòu)的安全。

2.3.1.4 積雪時的內(nèi)壓控制

當(dāng)測雪計監(jiān)測到積雪達(dá)到一定程度時，就會發(fā)出信號，啟動積雪時的工作狀態(tài)。

當(dāng)氣枕受到雪荷載作用時，體積會減小同時內(nèi)壓上升。上漲的內(nèi)壓強(qiáng)度會維持一段時間，與此同時，氣枕的空氣體積會因?yàn)闈B漏有所減少。當(dāng)雪荷載清除后，需要再補(bǔ)充氣體回到常規(guī)狀態(tài)。

同樣的，當(dāng)控制系統(tǒng)在持續(xù)一定時間(超過30min)內(nèi)沒有收到新的積雪警告信號時，即可關(guān)閉積雪時的工作狀態(tài)。但若是接收到新的信號，系統(tǒng)會再次重啟工作。

當(dāng)積雪荷載超出設(shè)計荷載，氣枕的內(nèi)壓會異常上升。但此時若打開排氣閥，很可能因?yàn)榕艢饨祲簩?dǎo)致氣枕塌陷。為避免這種情況，程序在積雪控制工作狀態(tài)時不會對內(nèi)壓上升進(jìn)行響應(yīng)。

2.3.2 充氣管道的配管設(shè)計

充氣管道配管設(shè)計包括線路布置和材料選擇兩個部分。線路布置應(yīng)盡可能使用直線。材料上應(yīng)優(yōu)選壓力損失最小的材料。配管設(shè)計應(yīng)綜合考慮安全性、易維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性這幾個指標(biāo)。配管設(shè)計分為并聯(lián)配管和串聯(lián)配管兩種基本形式，兩者可以復(fù)合使用。

串聯(lián)配管與并聯(lián)配管相比，管件的用量少。但是氣枕的內(nèi)壓與其在體系中的位置有關(guān)系，如氣枕離主管的遠(yuǎn)近。并聯(lián)配管可以保證氣枕之間的相互獨(dú)立性，以及內(nèi)壓的平衡。但是并聯(lián)配管必須給每個氣枕配置內(nèi)壓監(jiān)測儀和閥門，這對成本有著極大的影響。

在選擇配管是串聯(lián)還是并聯(lián)的時候，需要考慮到有氣枕損壞或者凹陷的可能。如果采用串聯(lián)配管，當(dāng)其中一個氣枕損壞，那所有與其相連的氣枕均會凹陷，因?yàn)槠溆鄽庹淼目諝鈺倪@個損壞的氣枕泄漏出去。若采用并聯(lián)配管損失就會小得多了，只需要將配置在這個氣枕上的閥門關(guān)閉就可以了。但根據(jù)工程規(guī)模，隨著氣枕數(shù)目的增加，并聯(lián)配管的成本會不斷上升。無論采用哪種配管方式，都需要考慮和制定一個周密的計劃，將氣枕損壞造成的損失降低到最小。

一般采用一個閥門來對多個氣枕進(jìn)行壓力控制的時候，氣枕數(shù)目不宜超過5個，且氣枕總的面積不超過150m2。

一定體積的空氣在充氣管中流動時就會產(chǎn)生壓力損失。壓力損失的大小取決于充氣管的屬性，例如長度、表面粗糙度、彎頭形式和數(shù)量、充氣管橫截面的變化程度，以及空氣在管中的流速。所以配管設(shè)計對于保證整個結(jié)構(gòu)的安全使用是十分重要的。

關(guān)于壓力損失的計算，可以采用下面的公式來評判：

式中，P—壓力損失(mmAq)；

V—流速(m/s)(V=Q/60A)；

γ—?dú)饷芏?kg/m3)，20℃時空氣密度1.2kg/m3；

ξ—管固有損失系數(shù)；

g—重力加速度(9.8m/s2)。

2.3.3 送風(fēng)機(jī)的選擇

送風(fēng)機(jī)在控制系統(tǒng)成本組成中占有較大比重，對整個結(jié)構(gòu)的建設(shè)成本和維護(hù)成本都有較大的影響。送風(fēng)機(jī)的選擇，需要根據(jù)壓力損失和必要送風(fēng)量兩個指標(biāo)來確定。

目前市面可以選擇的送風(fēng)機(jī)，主要有離心式風(fēng)機(jī)、渦輪風(fēng)機(jī)、多級風(fēng)機(jī)等等。在選擇送風(fēng)機(jī)時，要關(guān)注風(fēng)機(jī)的機(jī)外靜壓這一指標(biāo)，這是決定風(fēng)機(jī)送風(fēng)能力的一個關(guān)鍵指標(biāo)，數(shù)值越大，送風(fēng)能力越佳。

每一個ETFE氣枕外周都是通過熱合焊接，將兩張或多張ETFE膜片復(fù)合在一起的，所以氣密性很好，氣體的滲漏很少。在設(shè)計時，可以取泄漏量為0.15m3/h/m2(展開面積)進(jìn)行計算(根據(jù)進(jìn)行的六邊形氣枕泄漏量試驗(yàn)，泄漏量測定一般在0.05m3/h/m2左右)。

2.3.4 導(dǎo)管和配件的選擇

送風(fēng)導(dǎo)管應(yīng)該選擇在工作壓力時變形小、氣體泄漏量少的導(dǎo)管，還要根據(jù)運(yùn)行荷載、外荷載、環(huán)境來選擇合適的形狀和材質(zhì)。

ETFE氣枕在受到風(fēng)荷載作用或充氣時都會發(fā)生一定的位移，所以在靠近氣枕一端應(yīng)選擇能夠跟隨膜面位移的導(dǎo)管。

除導(dǎo)管之外的配件，還有電動閥門、排風(fēng)口、送風(fēng)口等等。閥門可以選擇能自動運(yùn)作的電動閥或電磁閥。為防止電力中斷，電動閥門最好有彈簧復(fù)位功能，當(dāng)電力中斷時自動關(guān)閉閥門。

2.3.5 壓力調(diào)整裝置

壓力調(diào)整裝置包括風(fēng)速計、積雪計、微差壓傳感器(用于監(jiān)測氣枕內(nèi)壓變化)以及控制臺(用于操控電動閥門的開關(guān))。

風(fēng)速計應(yīng)該安放在能夠確保正確探測到風(fēng)速的位置。對于規(guī)模較大、建筑立面復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或者其他特殊場合，需要設(shè)置多個風(fēng)速計。積雪計的設(shè)置要求同風(fēng)速計(如果假定積雪會長期殘留在氣枕上時，需要給程序設(shè)定一個區(qū)間值，讓控制程序能自行判斷是否需要降低氣枕內(nèi)壓)。

連接氣枕與微差壓傳感器的壓力導(dǎo)管要盡可能的短。如果用一個微差壓傳感器來監(jiān)測多個氣枕的內(nèi)壓，傳導(dǎo)到傳感器的壓力值實(shí)際為這些氣枕的平均內(nèi)壓，此時連接這些氣枕的導(dǎo)管總長不應(yīng)超過50m。

為了保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要配置兩組相同規(guī)格的送風(fēng)機(jī)，其中一組備用。兩組設(shè)備間隔使用能延長設(shè)備的使用壽命。

2.3.6 備用設(shè)備及保障對策

從運(yùn)行角度考慮，如果發(fā)生停電時，最好能有一套緊急發(fā)電裝置保持系統(tǒng)工作。當(dāng)然初期投入的成本會比較高。這需要根據(jù)建筑功能和必要性來綜合考慮。除此之外，還可以通過以下的措施來保障整個結(jié)構(gòu)的安全和使用功能。

⑴內(nèi)壓的降低會導(dǎo)致氣枕凹陷和積水，在設(shè)計階段的時候，對氣枕上層膜坡度應(yīng)控制在至少5°以上，最好是10°以上。

⑵在送風(fēng)機(jī)出氣口處設(shè)置一個止回閥，這樣至少能保證在充氣過程中發(fā)生突然停電，導(dǎo)致電動閥門無法關(guān)閉，這時止回閥能夠防止氣體回流，防止氣枕內(nèi)壓的快速下降。

⑶設(shè)置兩組或多組送風(fēng)機(jī)，當(dāng)一組送風(fēng)機(jī)無法工作時，其他的機(jī)組可以替代。

另外，對具體工程還可結(jié)合建筑物的形狀、坡度來具體制定更多的保障性措施。

2.3.7 其他注意事項(xiàng)

在ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)的使用過程中，還需要考慮防結(jié)露，防塵，防浸等措施。

⑴內(nèi)部結(jié)露：在多霧或者平均相對濕度＞75%以上的地區(qū)，會在ETFE氣枕內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。應(yīng)該在送風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口處連接一臺除濕機(jī)，來保證充入氣枕的氣體是干燥的。推薦采用處理風(fēng)量大的干式除濕機(jī)。外部空氣的濕度由濕度計進(jìn)行監(jiān)測，大于設(shè)定值就啟動除濕機(jī)。

⑵防塵措施：在送風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口設(shè)置過濾器可以有效防止灰塵或者外部異物進(jìn)入。

⑶防浸措施：對于需要考慮某些情況導(dǎo)致水流滲入的氣枕，可以在下層膜底部根據(jù)需要設(shè)置一個易于操作的排水旋塞。

2.4 裁剪分析

對于ETFE膜結(jié)構(gòu)常用的雙層及多層氣枕而言，裁剪分析就是將在一定預(yù)張力及內(nèi)壓作用下的空間曲面，在平面上展開，在進(jìn)行拼接的過程。由于空間膜曲面由平面膜裁切片熱合而成，當(dāng)膜面為不可展曲面，需要采用特定算法和準(zhǔn)則展開為近似平面。

裁剪設(shè)計主要分為確定裁剪模型，選擇裁剪方法，膜裁切線布置，確認(rèn)膜面的應(yīng)變補(bǔ)償值，裁剪作業(yè)，裁剪片排版等幾個步驟。

2.4.1 裁剪模型

由于計算機(jī)模型是用三角網(wǎng)格來模擬光滑的膜面，因此對于裁剪模型的網(wǎng)格劃分精度是有要求的。一般而言網(wǎng)格的密度至少應(yīng)為8×8，同時網(wǎng)格邊長應(yīng)小于250mm。

2.4.2 裁剪方法

一般常用的裁剪方法為測地線法、切面法。測地線法為曲面兩點(diǎn)間距離最短的一條線。將測地線作為膜裁切線，對于可展曲面而言，展開后的測地線是直線。用測地線作為裁剪線可以使裁剪片幅寬大致相等，從而達(dá)到拼接簡單和減少損耗的目的。目前測地線是裁剪設(shè)計中最常用的方法。

2.4.3 膜裁切線布置

膜的裁切線一般而言宜與荷載下的最大主應(yīng)力方向平行，還要考慮膜拼接裁剪片之間的搭接強(qiáng)度，制作的工藝性、經(jīng)濟(jì)性。

除此之外，膜拼接焊縫的布置應(yīng)結(jié)合建筑效果整體考慮。裁切線應(yīng)結(jié)合建筑效果，保證布置的均勻性、對稱性、韻律性，使其與建筑造型、韻律性協(xié)調(diào)統(tǒng)一。相鄰對接膜片之間裁切線宜對縫，保證視覺連續(xù)和整齊。

2.4.4 裁剪作業(yè)

需要說明的是，ETFE焊縫的連續(xù)性主要是針對同一層膜面來說的，不同膜面之間的焊縫是有一定的間距的。由于ETFE氣枕由兩個以上的膜片復(fù)合而成，且ETFE膜片很薄，從氣密性考慮，上下層膜片的焊縫應(yīng)該錯縫布置。而且從焊接性能角度考慮，若上下層甚至中間層都在同一位置拼接的話，焊縫處由于焊接硬化，在受外荷載作用時，極易在焊縫接合處撕裂。所以不同層之間的焊縫按構(gòu)造應(yīng)錯開20mm。

2.4.5 裁剪片排版

目前主要的幾家ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)工程廠商均使用膜材裁剪的全自動化系統(tǒng)，設(shè)定排版控制程序，主電腦控制裁剪機(jī)，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計到裁剪的無縫連接，避免了人工排版可能出現(xiàn)的誤操作。

3 ETFE充氣膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

ETFE薄膜有較好的自潔性、耐候性，上世紀(jì)80年代在歐洲開始應(yīng)用于溫室結(jié)構(gòu)。隨著對研究的進(jìn)展，及其高透光度與燈光配合產(chǎn)生的夢幻效果，越來越多的被應(yīng)用于住宅和公共建筑的屋蓋、墻面遮陽等領(lǐng)域。在工程上ETFE膜材大多被做成雙層或多層氣枕，近年最具代表性的建筑物就是2006年世界杯主賽場德國慕尼黑安聯(lián)體育場，以及2008北京奧運(yùn)會的“水立方”國家游泳中心。目前國內(nèi)的一些地產(chǎn)公司在研發(fā)低碳綠色智能住宅產(chǎn)品時，也注重與ETFE膜結(jié)構(gòu)的結(jié)合使用，比如2010年世博會“萬科館”就采用了屋面鑲嵌藍(lán)色透明的ETFE膜氣枕天窗，能夠通過自然采光照明降低照明和空調(diào)的能耗。

[1]陳務(wù)軍. 膜結(jié)構(gòu)工程設(shè)計 [M]. 北京，建筑工業(yè)出版社.

[2]T.黑爾措格著， 趙漢光譯. 充氣結(jié)構(gòu)[M]. 上海，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.

[3]張其林. 索和膜結(jié)構(gòu) [M]. 上海，同濟(jì)大學(xué)出版社.

[4]楊青山，姜憶南. 張拉索-膜結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 [M]. 北京，科學(xué)出版社, 2004.

[5]劉開國. 氣枕式ETFE膜結(jié)構(gòu)的找形分析[J]. 空間結(jié)構(gòu)，2009，15(4): 53-59.

[6]CECS158：2004. 膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 [S].北京，中國計劃出版社，2004.

[7]陳務(wù)軍，唐雅芳，趙大鵬. 建筑膜材力學(xué)性能與焊接縫合性能試驗(yàn)研究 [J]. 空間結(jié)構(gòu)，2007，14(3): 37-44.

[8]吳明兒，劉建明. ETFE薄膜單向拉伸性能 [J]. 建筑材料學(xué)報，2008，11（2）：241-247.

[9]薛學(xué)禎，河端昌也. ETFE膜片加熱時特性和材料系數(shù)的研究[C].日本建筑學(xué)會大會學(xué)術(shù)講演梗概集，2005, 929-930.

[10]河端昌也，丁乙碩. ETFE膜片曲面延伸成型時的關(guān)系研究[C].日本建筑學(xué)會大會學(xué)術(shù)講演梗概集，2008, 488-489.

[11]吉野達(dá)矢，瀨川信哉. ETFE Film 的彈塑性特征 [C]. 日本建筑學(xué)會大會學(xué)術(shù)講演梗概集，2005, 156-157.