作者：张增球、区彤、傅剑波（广东省建筑设计研究院有限公司）

出处：《结构工程师》2023年第6期，第189-196页

主题：某项目双曲屋面罩棚ETFE气枕结构设计（单层钢结构网壳支撑骨架加ETFE气枕组合结构体系）

原文官方阅读链接：

• 国家科技期刊平台（opaj.napstic.cn）：https://opaj.napstic.cn/periodicalArticle/0120240101684029

摘要：ETFE气枕膜结构作为一种新型结构体系，质量轻、透光率高，带有自洁属性，被广泛应用于大跨度建筑领域。以某实际工程项目为例，对结构设计中的难点及创新工作进行了阐述。该项目的屋面罩棚膜结构采用了单层钢结构网壳支撑骨架加ETFE气枕组合结构体系。对轻质屋面罩棚单层网壳骨架及单元气枕结构进行了抗风稳定性和承载力的验算，结果表明，单层网壳支撑骨架及单元气枕的抗风性能满足设计要求。结合本项目气枕结构的特点，提出了一种可应对强台风时ETFE气枕内压控制方法，保证屋面气枕单元结构在极端天气下的正常工作。对本项目的单层网壳骨架重要节点——“米”字形铸钢节点，进行了选型研究和分析，使节点标准统一，方便加工和制作。

一、研究背景与研究出发点

研究背景：ETFE气枕膜结构作为一种新型结构体系，具有质量轻、透光率高、带有自洁属性等显著优势，被广泛应用于大跨度建筑领域。随着建筑造型日益复杂，双曲屋面等异形大跨度空间结构对结构设计提出了更高要求。

研究出发点：该文以某实际工程项目为例，针对双曲屋面罩棚采用单层钢结构网壳支撑骨架加ETFE气枕组合结构体系的特殊结构形式，对结构设计中的难点及创新工作进行了系统阐述。研究重点聚焦于三个方面：一是轻质屋面罩棚在强风作用下的抗风稳定性与承载力问题；二是ETFE气枕在极端天气下的内压控制问题；三是复杂“米”字形铸钢节点的选型与标准化问题。

二、节点分类与构造方案

该文的核心节点研究对象为单层网壳支撑骨架的重要节点——“米”字形铸钢节点。具体构造方案如下：

• 节点类型：单层网壳骨架的“米”字形铸钢节点
• 研究内容：对该节点进行了选型研究和分析
• 核心目标：使节点标准统一，方便加工和制作
• 结构体系：屋面罩棚整体采用单层钢结构网壳支撑骨架加ETFE气枕组合结构体系，气枕作为覆盖材料铺设在网壳骨架之上

三、提升方案对比分析

该文虽未对不同节点方案进行直接的对比分析，但在以下三个方面提出了针对性的技术方案与优化措施：

1. 抗风稳定性验算：对轻质屋面罩棚单层网壳骨架及单元气枕结构进行了抗风稳定性和承载力的验算，验算结果表明单层网壳支撑骨架及单元气枕的抗风性能满足设计要求。
2. 内压控制方法创新：结合项目气枕结构的特点，提出了一种可应对强台风的ETFE气枕内压控制方法，保证屋面气枕单元结构在极端天气下的正常工作。
3. 节点标准化设计：通过对“米”字形铸钢节点的选型研究，实现了节点标准的统一，既方便了加工制作，也提升了施工效率。

四、研究结论与工程应用价值

研究结论：

1. 单层钢结构网壳支撑骨架加ETFE气枕组合结构体系在双曲屋面罩棚中应用可行，抗风稳定性和承载力均满足设计要求。
2. 提出的强台风工况下ETFE气枕内压控制方法，可有效保障气枕单元在极端天气下的正常工作。
3. “米”字形铸钢节点通过选型研究实现了标准化设计，为类似复杂节点的加工制作提供了参考。

工程应用价值：

该文以实际工程项目为依托，系统解决了双曲屋面罩棚ETFE气枕结构设计中的抗风稳定性、气枕内压控制、复杂节点标准化等关键问题，为今后类似大跨度异形屋面采用单层网壳+ETFE气枕组合结构的设计提供了完整的理论依据与技术参考，具有直接的工程借鉴意义。