本發明涉及骨架式膜結構中膜布張拉工具結構技術領域，尤其涉及一種膜布自支撐式張拉施工工具及其張拉膜布方法。

背景技術：

膜結構是一種全新的建筑結構形式，它集建筑學、結構力學、精細化工與材料科學、計算機技術等為一體，具有非常高的技術含量。結合具體環境，具有豐富表現力的膜結構能建造出標志性的形象工程。

骨架式膜結構未設置張拉機構，膜面直接固定在膜結構支架上，安裝的過程就是膜面張拉的過程，膜面安裝完成后達到受力要求。目前，公知的張拉方式為利用緊繩器將膜邊固定在主體結構上，緊繩器的另一端固定需借助外部結構，內部膜布張拉時緊繩器固定于遠處主體結構上，周邊膜布張拉時緊繩器固定于外部結構，張拉設備安裝復雜且占地較大較長，施工工效較低。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種膜布自支撐式張拉施工工具及其張拉膜布方法，旨在方便安裝膜布系統，提高施工效率。

為實現上述目的，本發明提供一種膜布自支撐式張拉施工工具，包括膜布夾緊裝置、緊繩器裝置以及自支撐裝置，其中，

所述膜布夾緊裝置包括相對設置的固定板和活動板、以及連接所述固定板和活動板的緊固裝置，所述緊固裝置將所述固定板和活動板夾緊以將膜布固定，膜布的端部位于固定板和活動板之間；

所述自支撐裝置包括支撐底座以及開設于所述支撐底座上的用于容納膜布肋板的開槽；

所述緊繩器裝置的固定段卡鉤與所述固定板連接，所述緊繩器裝置的活動段卡鉤與所述支撐底座遠離其開槽的一端連接。

優選地，所述緊繩器裝置包括鋼絲繩緊繩器以及安裝于所述鋼絲繩緊繩器的鋼絲繩上的無線測力儀。

優選地，所述固定板朝向所述活動板一端上焊接有用于阻止膜布的邊繩索脫離膜布夾緊裝置的圓鋼。

優選地，所述固定板、圓鋼和活動板的外側平齊設置。

優選地，所述緊固裝置包括穿設于所述固定板和活動板上的螺栓以及套設于所述螺栓上的蝶形螺母，所述緊固裝置設置有多個。

優選地，所述固定板靠近所述緊繩器裝置的一端設有卡環，所述緊繩器裝置的固定段卡鉤套于所述卡環上。

優選地，所述支撐底座由方管制成。

優選地，所述支撐底座的開槽寬度大于膜布肋板的厚度。

本發明進一步提出一種基于上述的膜布自支撐式張拉施工工具的張拉膜布方法，包括以下步驟：

步驟1，將膜布夾緊裝置、自支撐裝置和緊繩器裝置連接；

步驟2，進入高空操作平臺施工區域后，將自支撐裝置與膜布主體結構中的膜布肋板連接；

步驟3，將膜布夾緊裝置與膜布的邊繩索連接，收緊鋼絲繩緊繩器，使膜布自支撐式張拉施工工具可自行固定于膜布主體結構上；

步驟4，在一定施工區域內，按一定間距布置多組膜布自支撐式張拉施工工具，按照設計要求的張拉順序及分階段張拉過程依此張拉，張拉施工過程中實時觀測無線測力儀的讀數，并與設計應力相比較，若超出或不足設計要求的應力值應按規范及設計要求采取控制措施；

步驟5，膜布張拉到位后，在膜布上鋪設一橡膠墊并放置鋁壓條，隨后在膜布上鉆孔并插入不銹鋼螺栓將其緊固；

步驟6，移動已完成張拉區域的膜布自支撐張拉施工工具至下一處需要施工的區域，整體施工順序按照設計要求對稱完成膜布張拉施工；

步驟7，重復步驟2~6，直至整個膜結構膜布張拉施工作業全部完成。

本發明提出的膜布自支撐式張拉施工工具具有以下有益效果：

1、膜布夾緊裝置可采用施工現場常見鋼板、圓鋼及市場常見螺栓、螺母，構造簡易、便于加工制作，自支撐裝置可采用現場常見方管，加工制作簡單，鋼絲繩緊繩器和無線測力儀均為市場常見儀器設備，整套張拉工具可快速制作并組裝完成；

2、膜布夾緊裝置可通過手工施擰蝶形螺母快速實現膜布與夾具的固定，同樣可快速解除夾持狀態，施工方便快捷；

3、鋼絲繩緊繩器增設無線測力儀，可實時監測應力大小，為張拉施工提供依據，同時無線接收端可解決儀器不方便觀察的弊端；

4、自支撐裝置構造簡易，可實現拉力的反向傳遞，使膜布張拉施工依靠本身主體結構即可實現，安裝過程方便，提高了施工效率；

5、本膜布自支撐式張拉施工工具整體質量較輕，拆裝方便，施工便攜，具有較強的可操作性。

附圖說明

圖1為本發明膜布自支撐式張拉施工工具優選實施例的結構示意圖；

圖2為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中膜布夾緊裝置的主視結構示意圖；

圖3為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中膜布夾緊裝置的側視結構示意圖；

圖4為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中固定板的主視結構示意圖；

圖5為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中固定板的側視結構示意圖；

圖6為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中活動板的側視結構示意圖；

圖7為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中緊固裝置的結構示意圖；

圖8為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中自支撐裝置一視角的結構示意圖；

圖9為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中自支撐裝置另一視角的結構示意圖；

圖10為本發明膜布自支撐式張拉施工工具中緊繩器裝置的結構示意圖；

圖11為本發明膜布自支撐式張拉施工工具與膜布主體結構連接的結構示意圖；

圖12為膜布主體結構的結構示意圖。

圖中，1-膜布夾緊裝置，1.1-固定板，1.1.1-圓鋼，1.1.2-第一圓孔，1.1.-3第二圓孔，1.1.4-雙面角焊縫，1.2-活動板，1.2.1-第三圓孔，1.3-緊固裝置，1.3.1-螺栓，1.3.2-蝶形螺母，1.4-卡環，2-自支撐裝置，2.1-方管，2.2-開槽，3-緊繩器裝置，3.1-鋼絲繩緊繩器，3.2-無線測力儀，4-膜布主體結構，4.1-不銹鋼螺栓，4.2-鋁壓條，4.3-橡膠墊，4.4-膜布，4.5-通長底板，4.6-膜布肋板，4.7-環梁。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明提出一種膜布自支撐式張拉施工工具。

參照圖1至圖12，本優選實施例中，一種膜布自支撐式張拉施工工具，包括膜布夾緊裝置1、緊繩器裝置3以及自支撐裝置2，其中，

膜布夾緊裝置1包括相對設置的固定板1.1和活動板1.2、以及連接固定板1.1和活動板1.2的緊固裝置1.3，緊固裝置1.3將固定板1.1和活動板1.2夾緊以將膜布固定，膜布的端部位于固定板1.1和活動板1.2之間；

自支撐裝置2包括支撐底座以及開設于支撐底座上的用于容納膜布肋板4.6的開槽2.2；

緊繩器裝置3的固定段卡鉤與固定板1.1連接，緊繩器裝置3的活動段卡鉤與支撐底座遠離其開槽2.2的一端連接。

具體地，本實施例中，固定板1.1靠近緊繩器裝置3的一端設有卡環1.4，緊繩器裝置3的固定段卡鉤套于卡環1.4上。

固定板1.1由普通8~12mm鋼板按圖4所示形狀切割而成，端部設置有與膜布的邊繩索直徑相近HPB300的圓鋼1.1.1。參照圖5，圓鋼1.1.1通過雙面角焊縫1.1.4與固定板1.1連接。圓鋼1.1.1與膜布的邊繩索直徑相近，圓鋼1.1.1通過雙面角焊縫1.1.4與固定板1.1連接，保證夾持力有效鎖住膜布。固定板1.1的端部開設有與緊固裝置1.3數量相等的第一圓孔1.1.2，固定板1.1靠近緊繩器裝置3的一端開設有直徑為35mm的第二圓孔1.1.3（用于安裝卡環1.4）。進一步地，固定板1.1朝向活動板1.2一端上焊接有用于阻止膜布的邊繩索脫離膜布夾緊裝置1的圓鋼1.1.1。固定板1.1、圓鋼1.1.1和活動板1.2的外側平齊設置，以保證張拉后的膜布邊緣位置與設計位置一致。

活動板1.2由普通8~12mm鋼板按圖6所示形狀切割而成，中間開設與固定板1.1上第一圓孔1.1.2對應的且與緊固裝置1.3數量相等的第三圓孔1.2.1。緊固裝置1.3包括穿設于固定板1.1和活動板1.2上的螺栓1.3.1（長度60mm~80mm，直徑8mm~10mm）以及套設于螺栓1.3.1上的蝶形螺母1.3.2，緊固裝置1.3設置有多個。緊固裝置1.3的數量根據張拉力的大小計算確定，保證夾持力滿足張拉要求。固定板1.1和活動板1.2上所開設的螺栓1.3.1孔直徑為比螺栓1.3.1直徑大4mm以上。固定板1.1、圓鋼1.1.1、圓鋼1.1.1焊縫以及活動板1.2均需打磨圓滑，防止損傷膜布。

參照圖8和圖9，支撐底座由方管2.1（邊長為60mm以上）制成。支撐底座的開槽2.2寬度大于膜布肋板4.6的厚度（開槽2.2寬度大于膜布肋板4.6的厚度10mm）。開槽2.2長度大于膜布肋板4.6寬度200mm以上。方管2.1長度與施工方便為宜，一般取1.2~1.5m。

參照圖10，進一步地，緊繩器裝置3包括鋼絲繩緊繩器3.1以及安裝于鋼絲繩緊繩器3.1的鋼絲繩上的無線測力儀3.2。無線測力儀3.2可根據所監測張拉力的范圍選用。通過設置無線測力儀3.2，來實時監測張拉力大小，使膜布設計裁剪的尺寸偏差導致的應力偏差可以檢測，使膜布安裝穩固。

參照圖11和圖12，膜布夾緊裝置1的Φ35mm第二圓孔1.1.3與緊繩器裝置3的相對固定卡鉤直接連接，或者通過卡環1.4與緊繩器裝置3的相對固定卡鉤連接。自支撐裝置2的開槽2.2插入膜布主體結構4中的膜布肋板4.6，形成反力支撐，最后將膜布夾緊裝置1中的活動板1.2、固定板1.1、及圓鋼1.1.1形成特殊夾持構造與膜布的邊繩索連接，至此形成一套膜布自支撐張拉施工工具。

本發明膜布自支撐張拉施工工具的使用過程如下。

1、施工前現場制作好膜布夾緊裝置1、自支撐裝置2，其中螺栓1.3.1、蝶形螺母1.3.2及卡環1.4為成品購買件；改造完成緊繩器裝置3，其中緊繩器和無線測力儀3.2均為成品購買件；

2、首先將膜布夾緊裝置1與鋼絲繩緊繩器3.1連接，再將鋼絲繩緊繩器3.1與自支撐裝置2連接；

3、進入高空操作平臺施工區域后，將自支撐裝置2與膜布主體結構4中的膜布肋板4.6連接；

4、將膜布夾緊裝置1與膜布的邊繩索連接，并適當收緊鋼絲繩緊繩器3.1，使本工具可自行固定于結構上；

5、在一定施工區域內，按一定間距布置多組膜布自支撐張拉施工工具，按照設計要求的張拉順序及分階段張拉過程依此張拉，張拉施工過程中實時觀測無線測力儀3.2的讀數，并與設計應力相比較，若超出或不足設計要求的應力值應按規范及設計要求采取控制措施（膜布張拉前在通長底板4.5上鋪設橡膠墊4.3）；

6、膜布張拉到位后，在膜布4.4上鋪設另一橡膠墊4.3并放置鋁壓條4.2，隨后在膜布4.4上鉆孔并插入不銹鋼螺栓4.1將其緊固；

7、移動已完成張拉區域的膜布自支撐張拉施工工具至下一處需要施工的區域，整體施工順序按照設計要求對稱完成膜布張拉施工；

8、重復步驟3~7，直至整個膜結構膜布張拉施工作業全部完成。

本實施例提出的膜布自支撐式張拉施工工具具有以下有益效果：

1、膜布夾緊裝置1可采用施工現場常見鋼板、圓鋼1.1.1及市場常見螺栓、螺母，構造簡易、便于加工制作，自支撐裝置2可采用現場常見方管2.1，加工制作簡單，鋼絲繩緊繩器3.1和無線測力儀3.2均為市場常見儀器設備，整套張拉工具可快速制作并組裝完成；

2、膜布夾緊裝置1可通過手工施擰蝶形螺母1.3.2快速實現膜布與夾具的固定，同樣可快速解除夾持狀態，施工方便快捷；

3、鋼絲繩緊繩器3.1增設無線測力儀3.2，可實時監測應力大小，為張拉施工提供依據，同時無線接收端可解決儀器不方便觀察的弊端；

4、自支撐裝置2構造簡易，可實現拉力的反向傳遞，使膜布張拉施工依靠本身主體結構即可實現，安裝過程方便，提高了施工效率；

5、本膜布自支撐式張拉施工工具整體質量較輕，拆裝方便，施工便攜，具有較強的可操作性。

本發明進一步提出一種膜布自支撐式張拉施工工具的張拉膜布方法。

本優選實施例中，一種基于上述的膜布自支撐式張拉施工工具的張拉膜布方法，包括以下步驟：

步驟1，將膜布夾緊裝置、自支撐裝置和緊繩器裝置連接；

步驟2，進入高空操作平臺施工區域后，將自支撐裝置與膜布主體結構中的膜布肋板連接；

步驟3，將膜布夾緊裝置與膜布的邊繩索連接，收緊鋼絲繩緊繩器，使膜布自支撐式張拉施工工具可自行固定于膜布主體結構上；

步驟4，在一定施工區域內，按一定間距布置多組膜布自支撐式張拉施工工具，按照設計要求的張拉順序及分階段張拉過程依此張拉，張拉施工過程中實時觀測無線測力儀的讀數，并與設計應力相比較，若超出或不足設計要求的應力值應按規范及設計要求采取控制措施；

步驟5，膜布張拉到位后，在膜布上鋪設一橡膠墊并放置鋁壓條，隨后在膜布上鉆孔并插入不銹鋼螺栓將其緊固；

步驟6，移動已完成張拉區域的膜布自支撐張拉施工工具至下一處需要施工的區域，整體施工順序按照設計要求對稱完成膜布張拉施工；

步驟7，重復步驟2~6，直至整個膜結構膜布張拉施工作業全部完成。

以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。