PTFE膜结构施工银奖|菲仕电机外立面PTFE网格膜结构项目

项目名称：宁波菲仕电机技术有限公司各类永磁伺服电机和伺服驱动器生产项目膜结构

建设地点：浙江省宁波市

竣工时间：2017年6月

获奖等级：施工银奖

获奖单位：宁波万豪空间结构工程有限公司

一、工程概况

  宁波菲仕电机技术有限公司各类永磁伺服电机和伺服驱动器生产项目—膜结构工程项目位于宁波市北仑区小港装备产业基地。工程总建筑面积约6000m2，地上一层网格立体高度为20.05米，主体钢结构采用管桁架结构，连接节点由1500多个焊接空心球连接而成；表面覆盖PTFE膜结构，整体三角形膜单位划分约3000个，钢杆件7000多根形状大小不一共同组成，表面凹凸起伏棱角分明形态各异，对于钢管杆件空间定位精确拼装提出很高的要求。表面所PTFE网格膜拉伸率非常小，因此对于膜布的精度控制，提出很高要求。其独特的造型设计.节点的多样化，为宁波市北仑区小港装备产业基地增添了一份色彩，成为了标志性膜结构建筑。

图1 菲仕电机技术有限公司膜结构工程

  该工程由宁波万豪空间结构工程有限公司深化设计、制作及安装，工程于2017年6月30日完工。

二、结构体系

  该工程为骨架式膜结构，工程总建筑面积约6000m2，地上一层网格立体高度为20.05米。主体钢结构采用管桁架结构，连接节点由1500多个焊接空心球连接而成；表面覆盖PTFE网格膜材，整体三角形膜单位划分约3000个，钢杆件7000多根形状大小不一共同组成。

图2整体结构单线轴侧图

三、技术措施

1. 本工程施工难点

  业主要求现场交叉施工，作业面复杂、工期短；由于本工程的外形特殊，凹凸不一，形状高低起伏较大，构件节点汇交杆件多，采用普通的管管相贯节点根本无法满足设计要求且达到“钻石”般设计美感要求，因此我们深化设计过程中在这些节点处采用焊接空心球节点连接方式。该节点汇交4根杆件，杆件数量多、直径小，其中最小杆件的直径为89mm，节点的几何形状如图3所示。该类型节点由于钢管根部与球面相连，空心球表面为钢管焊缝提供了更多的施焊空间，同时，这也是选择焊接空心球作为固定焊缝使用的原因；

图3 节点的几何形状

  为满足设计要求达到逾期视觉效果，将整体工程划分为3000多个三角形膜单元，最小膜单位不足2平方米，单体膜单元较小，给施工加工增加较大困难；同时网格膜结构不同与其他类型膜结构，伸缩余量较小，因此对尺寸精准度要求极高，稍有偏差极易造成膜面起皱，边界超出设计值等系列问题，因此我们在施工钢结构进场安装的同时委派专职测量员全程采用全站仪对尺寸进行监控复核，确保每一根构件尺寸控制在规范允许的误差内。

2. 总体安装步骤

  第一步：工厂将生产好的钢结构杆件运到现场后，分门别类的堆放好，在空地上搭设拼接胎架。

  第二步：将一跨区域内的构件在胎架上拼装完成，做成一个整体。

  第三步：将做好的一个单元焊缝打磨好，并补涂油漆。

  第四布：将做好的单跨单元，用吊车吊装固定到建筑物外立面。

  第五步：吊装好的单元之间的空缺处在高空散装拼接。

  第六步：在所有的钢结构上安装所有PTFE网格膜。

3. 钢结构安装施工过程

  施工区域划分：沿环形展馆逆时针流水施工：A → B → C → D → E → F → G → H。

  施工安装步骤：预埋件测量及校正 → 预埋件铰接耳板焊接 → 牛腿螺栓固定 → 主结构吊装 →  连接梁、斜撑吊装 → 马道安装 → 膜结构安装。

  施工安装措施：根据现场情况，使用塔吊吊装依据已划分施工区域，进行流水施工；在塔吊无法吊装的地方配置一台QY25汽车起重机作为垂直吊装及运输工具，进行辅助吊装；展馆立面局部预埋件未预埋，需二次植筋，展馆无外圈脚手架，施工过程中搭设临时脚手架，二次植筋及牛腿固定。

4. 安装方案总体构想

  本项目拟采用分类吊装法，分类吊装法的特点是施工内容单一，准备工作简单，因而构件吊装的效率较高且便于管理，本次选用的塔吊满足各类构件吊装，塔吊无法吊装的地方则选用起重机，起重机的行驶路线按单向吊装法，这种路线方法工效高。依据已划分施工区域，起重机每次支腿于两个吊装分区中轴处，构件按厂内编号陆续进场，现场搭建临时拼装平台分置起重机两侧，使钢构件均在其工作范围之内，这样可以免去二次搬运的麻烦，也为结构吊装带来便利。本工程中因部分区域无法用吊车吊装，故用塔吊吊装的区域需考虑塔吊的最大起重重量，用塔吊吊装的范围为南立面④轴到⑯轴，西立面A轴到H轴，北立面④轴到⑲轴。塔吊最前端的起重重量控制在一吨以内,剩余塔吊未吊到部分用25吨汽车吊进行吊装。

图4 塔吊吊装范围示意图

图4 起重机吊装

5、钢结构安装步骤

  预埋件测量及校正 → 二次植筋 → 预埋件铰接耳板焊接 → 牛腿螺栓固定 → 主结构吊装 → 连接梁、斜撑吊装 → 马道安装。

6、预埋件测量及校正

  主钢结构安装前，首先需对已预埋完成的预埋件进行定位复测，同时锚固局部漏埋的预埋件，确保主体钢结构精度。本项目将采用高精度全站仪对预埋件进行重新放样，在钢板上精确弹放出轴线控制标识如图5所示。

图5 预埋件轴线控制标识

  展馆立面局部预埋件未预埋，需二次植筋，在进行预埋件定位复测的同时，在立面混凝土墙面逐一放样漏埋件坐标，并采用高强度化学锚栓进行锚固。锚固铁板前，应提前完成铰接耳板焊接工作，以免高温破坏化学药剂。

7. 预埋件铰接耳板焊接

  完成预埋件的定位复测以后，需沿轴线控制标识焊接铰接耳板如图6所示。

图6 铰接耳板焊接

8. 牛腿螺栓固定

  铰接耳板焊接完成后可直接进行牛腿螺栓固定如图7所示，因铰接耳板为长圆孔，在进行固定的同时，需调整牛腿垂直、水平及长度，保证方管截面一致。

图7 牛腿螺栓固定

9. 主结构吊装

  局部牛腿固定完成后，可进行主结构的吊装，结合本项目结构特点，主结构将采用地面拼装、整体起吊的安装方法。现场将在地面搭设拼装平台，直接在平台上拼装1个单元的骨如图8所示，而后使用塔吊或起重机整体起吊，通过限位板定位尺寸，直接与牛腿焊接，图9-10为施工现场照片。

图8 拼装骨架 

图9 钢结构单元拼装

图10  钢结构骨架图

四、膜体安装施工过程

1. 膜结构安装步骤

  膜包就位 → 膜包展开 → 夹板临时固定 → 膜片提升 → 装配铝合金Fastener → 张拉调整 → 铝合金Fastener固定。

  膜体进场安装前，组织项目有关人员对施工方案进行评审，确定详细安装作业与安全技术措施。复核支承结构的各个尺寸，使每个控制点安装误差均在设计和规范允许的范围内；对膜体及配件的进行验收；检查膜体外观是否有破损、褶皱，热熔合缝是否有脱落，螺栓、铝合金压条、不锈钢压条有无拉伤或锈蚀，索和锚具涂层是否破坏。

2. 安装流程

  膜体安装包括膜体展开、连接固定、吊装到位和张拉成形四个部分。

  膜安装工艺流程为：安装方案确定→复核支承结构尺寸→膜安装技术交底→检查安装设备工具是否到位→搭设安装平台→铺设保护布料→展开膜材→连接固定→吊装膜材→调整索及膜收边→张拉成型→防水处理→清洗膜面→最后检查→交工。

  本工程主体结构高，致使膜结构的安装不得不在高空进行，同时针对现场作业条件我司考虑使用悬挂脚手架的方案。焊接式挂架利用端部的挂钩直接悬挂在钢结构连接板的位置。焊接式挂架现场安装时必须保证挂架与地面垂直，挂架内、外两侧各设安全防护绳, 每隔五个挂架拉一对防晃纤绳与二次部材筋板拉结，防止摆动。

作业平台安装步骤如下：

  准备：作业人员系双绳安全带及适当长度的小绳登至钢管梁上，将安全带在膜压装底板上可靠种根，人员移动时必须交替移动双根。用小绳将吊物用的滑轮及大绳一端提上梁面，滑轮固定于压装底板上，大绳绕过滑轮并将绳头送至地面。

  挂架安装：逐个测量各挂架处的相关尺寸并用对讲机通知地面加工人员立即按照需要尺寸对挂架进行最后加工；用滑轮装置将对应挂架送至安装位置。

  木板铺设：按照相邻挂架的间距及坡度需要选择木脚手板并在其两端绑好三米左右的短绳，用滑轮装置将木板送到梁上，两名安装者分别拿住木板两头的短绳将木板平稳放置在两个挂架上，如此并排放置两块木架板后安装者下到板面上用铁丝将木板绑固在挂架上。重复以上步骤逐步推进直至整条脚手架铺设完成，使挂架结合成一个整体，从而延拱架形成通长的安全通道。

  护栏及防晃纤绳安装：用插接方式加高挂架外侧立管并在立管上用大绳绑固两道护身安全绳；每隔五个挂架拉一对防晃纤绳与二次部材筋板拉结。

  悬挂作业平台搭设完成后由安全员检查确认合格后才可正式使用。 

图11 作业平台安装步骤

五、经济技术指标

  该工程结构总用钢量约200T，用膜量6500m2，材料表如表2所示。

表2 主要材料表

六、工程照片

  图12-14为施工过程照片。

图12 工程侧立面

图13 工程正立面

图14 工程俯视图

  以上就是菲仕电机外立面PTFE网格膜结构项目的相关介绍，如果大家有更多膜结构工程方面的问题，可以联系万豪咨询哦，定能给你一个满意的答复。