双层空气膜建筑结构设计工艺研究

摘要:提出了一种新型双层空气膜建筑结构设计工艺，主要包括以下步骤:①制备两个膜板;②制备“匚”型固定架以及和所述“匚”型固定架相配合的盖板;③将制备的两个膜板贴合在一起插入“匚”型固定架的内部，然后将盖板利用螺栓固定安装在“匚”型固定架的开口端，即制作完成双层空气膜结构建筑。该新型双层空气膜建筑结构表现出导热系数较小、隔热性能较好、且受力强度较大、抗拉性能好、使用寿命长、便于组装，其在组装后，内部可充入较大的气压，从而增强该双层空气膜结构建筑的受力强度，从而使得该双层空气膜结构建筑不易撕裂、不易产生破洞、气密性较好、不易漏气、经久耐用、安全性能好等优点。

关键词:新型建筑结构;双层空气膜结构;设计工艺;技术要点

前言

对于一些在建工程项目，其预留的门窗洞口需要临时密封，尤其是对于一些隔热建筑来说，要求密封门洞或的建筑结构需要较好的隔热性能、较大的受力强度、较好的抗拉性能、较长的使用寿命，另外，要求其便于组装，内部可充入较大的气压，以保证其受力强度，其次，要求其不易撕裂、不易产生破洞、气密性较好、不易漏气、经久耐用、安全性能好［1－3］。

1双层空气膜建筑结构

1．1双层空气膜建筑结构设计工艺

1)制备两个膜板1，所述膜板1由如下方法制备:取以下原料按质量份称量:甲基乙烯基苯基硅橡胶20～40份、二氧化硅20～40份、氧化锌粉末10～15份、无碱超细玻璃棉15～20份、二氧化钛粉末10～15份、碳酸钙粉末8～12份、防老剂3～5份、促进剂4～6份、软化剂3～5份。(1)将称量好的甲基乙烯基苯基硅橡胶、二氧化硅和无碱超细玻璃棉加入到粉碎机中开始粉碎工作，把所使用的粉碎机的平均实施速度控制在700～900r/min，实现粉碎混合料的加工。(2)将上述实施步骤(1)中最终形成的粉碎混合料分阶段加入到密炼机中进行充分密炼，确保密炼机的操作温度控制在130℃～150℃，实施中的平均转速控制在800～900r/min，具体操作看情况定为25～30min，最终形成密炼物料。(3)将上述步骤(2)中形成的密炼物料按照一定的配比与氧化锌粉末、二氧化钛粉末、碳酸钙粉末、防老剂、促进剂、软化剂一起分阶段投料至反应釜中充分反应，所述反应釜在操作过程中的平均实施温度控制在220℃～240℃，反应釜的基本转速控制在800～1000r/min，并且把反应时间有效控制在20～30min，最终在(3)步骤中实现了胶合物料的储备。(4)将上述步骤(3)中形成的胶合物料分阶段投料至超声波分散机中开始分散处理，该步骤中把超声波分散机的功率控制在200～240W，实施温度控制在130℃～150℃，具体分散时间有效控制在20～30min，最终在步骤(4)中提炼出分散物料。(5)进一步的，将上述步骤(4)中形成的分散物料分阶段投料至压板机中压制成型，最终形成双层空气膜的膜板1。2)制备“匚”型固定架2以及和所述“匚”型固定架2相配合的盖板3，将聚氯乙烯材料融化，采用模具注塑成型制得“匚”型固定架2和盖板3。3)将制备的两个膜板1贴合在一起插入“匚”型固定架2的内部，然后将盖板3利用螺栓8固定安装在“匚”型固定架2的开口端，即制作完成双层空气膜结构建筑。双层空气膜建筑结构构造如图1～8所示。图1～8中，1代表膜板;2代表“匚”型固定架;3代表盖板;4代表插槽;5代表第一弧形凸条;6代表橡胶密封垫;7代表气门嘴;8代表螺栓;9代表第二弧形凸条;10代表第三弧形凸条;11代表螺纹孔;12代表挡板;13代表圆孔;14代表弹性连接件;15代表弧形卡槽;16代表圆筒状壳体;17代表圆板;18代表弹簧;19代表连接杆;20代表橡胶板。

1．2技术要点

1)一种新型双层空气膜建筑结构制作工艺，其特征在于:所述“匚”型固定架2的内部预留有用于安插所述膜板1的插槽4，每个所述膜板1的外侧面上位于其中两个相互平行的边沿处对称一体设有两个与所述插槽4相配合的第一弧形凸条5，所述插槽4的内部中部两侧槽壁上对称一体设有两个第二弧形凸条9，所述盖板3的侧面上对称一体设有两个挡板12，两个所述挡板12的内侧面上均一体设有第三弧形凸条10，每个所述膜板1的外侧面上靠近其另外两个边沿处对称开设有两个弧形卡槽15，所述弧形卡槽15分别和所述第二弧形凸条9与所述第三弧形凸条10相匹配设置。2)一种新型双层空气膜建筑结构制作工艺，其特征在于:所述盖板3与所述“匚”型固定架2的开口端之间还设有橡胶密封垫6;所述盖板3上还嵌入式安装有气门嘴7。3)一种新型双层空气膜建筑结构制作工艺，其特征在于:所述盖板3的四角对称开设有四个用于穿插所述螺栓8的圆孔13，所述“匚”型固定架2的开口端端部对称开设有四个与所述螺栓8相匹配的螺纹孔11，且所述盖板3上还预留有用于安装所述气门嘴7的安装孔。4)一种新型双层空气膜建筑结构制作工艺，其特征在于:两个所述膜板1之间还均匀布置有若干组弹性连接件14，所述弹性连接件14包括圆筒状壳体16、两个弹簧18、圆板17、连接杆19和橡胶板20，两个所述弹簧18和所述圆板17均活动安装在所述圆筒状壳体16的内部，所述圆板17位于两个所述弹簧18之间，所述连接杆19的一端活动伸入所述圆筒状壳体16的内部与所述圆板17的一侧面中心位置处固定连接，所述连接杆19的另一端位于所述圆筒状壳体16的外部，且所述连接杆19的另一端与所述橡胶板20的一侧面中心位置处固定连接，所述橡胶板20的另一侧面与其中一个所述膜板1的内侧面固定连接，所述圆筒状壳体16远离所述橡胶板20的一端与其中另一个所述膜板1的内侧面固定连接。5)一种新型双层空气膜建筑结构制作工艺，其特征在于:所述圆筒状壳体16为塑料制成，且所述圆筒状壳体16的内表面粗糙度不大于Ra0．2，所述圆板17的表面粗糙度不大于Ra0．2，所述圆筒状壳体16与所述连接杆19相交汇的端壁中心位置处开设有通孔，所述通孔与所述连接杆19相匹配设置。6)一种新型双层空气膜建筑结构制作工艺，其特征在于:所述螺栓8为内六角圆柱头螺栓。7)一种新型双层空气膜建筑结构制作工艺，其特征在于:所述S1中粉碎混合物料的颗粒直径为3～7mm。8)一种新型双层空气膜建筑结构制作工艺，其特征在于:所述防老剂为对苯二胺，所述促进剂为二乙基硫脲，所述软化剂为石蜡油。

2结语

本文提出了一种双层空气膜建筑结构设计工艺，包括以下步骤:①制备两个膜板;②制备“匚”型固定架以及和所述匚型固定架相配合的盖板;③将制备的两个膜板贴合在一起插入“匚”型固定架的内部，然后将盖板利用螺栓固定安装在匚型固定架的开口端，即制作完成双层空气膜结构建筑。该新型双层空气膜建筑结构，导热系数较小、隔热性能较好、且受力强度较大、抗拉性能好、使用寿命长、便于组装，其在组装后，内部可充入较大的气压，从而增强该双层空气膜建筑结构的受力强度等优点，对推进我国新型建筑结构发展具有重要借鉴性作用。

参考文献:

［1］方立新，冯健．索膜建筑空气流场的计算力学分析［J］．江苏建筑，2006，26(1):18－20．

［2］梁斌，王乐楠，刘鹏跃．基于绿色特性的气膜大空间商业业态探索［J］．工业建筑，2020，57(7):62－67．

［3］孙琳璘，杨斌．谈气膜建筑的应用与前景［J］．山西建筑，2016，42(8):20－21．

作者：吴亚东 单位：重庆市合川区投资项目评审中心