充气膜压杆及作法，属于充气膜结构领域。其包括杆端封头（1）、管状气囊（2）、补强膜材（3）、密封胶圈（4）、埋绳（5），热合缝肋（6）、平衡肋（7）、进气口（8）、排气口（9）、杆端钢箍（10）和密封胶垫（11）；其特征在于：膜材与热合缝肋（6）连接成管状气囊（2），同时在其内部设置平衡肋（7）；在气囊两端内壁加设补强膜材（3），并在端部镶嵌埋绳（5）；管状气囊（2）和杆端封头（1）用杆端钢箍（10）连接，同时管状气囊（2）和杆端封头（1）之间采用密封胶圈（4）、密封胶垫（11）和埋绳（5）构造措施，组装成充气膜压杆。本发明专利技术具有抗压刚度大、质量轻、承载能力高、变形协调和制作安装方便的的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种杆件，可应用于桁架等结构中的受压杆件，具体是一种用建筑膜材加工制作而成的气囊式充气膜压杆，属于膜结构
技术介绍
充气膜结构在我过发展较晚，理论分析和工程实践在相当长的一段时间内都滞后于国外。同济大学最早展开对充气膜研究，于1980年建成了上海工业展览馆气承式薄膜结构的展厅，是充气膜结构在我国应用的一次尝试。随后我国学者做了不少研究工作，气囊式膜结构则主要集中在气梁、气拱和气枕等结构的研究，在引进国外技术的前提下，于2008年建成了国家游泳中心“水立方”和国家体育场“鸟巢”顶部的火炬库。国外对气囊式膜结构研究较多，并有很多研究成果。1970年日本在大阪万国博览会上，建成了大型气囊式膜结构建筑富士馆；2002年，瑞士 Airlight公司和EMPA组合结构研究中心的科技人员提出了一种充气组合梁——气撑式张弦梁，并成功的应用在了实际工程中。在此梁中，上翼缘为金属压杆，索按照梁的主应力迹线布置作为下翼缘，气囊作为梁的腹板。后来又有了不少基于气撑式张弦结构的概念研制而成的改进充气结构构件，如改变气撑式张弦梁中，受压单元用充水柱或者其它可折叠的杆件代替。通过上述可知，柔性的气梁和气枕承载力不足，只适用于自承重的结构，基于气撑式张弦结构概念的结构构件承载力大，但是又不得不借助劲性的受压单元，以提高其承载能力。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提出一种充气膜压杆，此种杆件具有轻质、便携，安装、拆卸方便的特点，同时又有柔性、承载能力高的特点。为了达到上述目的本专利技术采用如下技术方案充气膜压杆包括杆端封头1、管状气囊2、补强膜材3、密封胶圈4、埋绳5，热合缝肋6、平衡肋7、进气口 8、排气口 9、杆端钢箍10和密封胶垫11。其特征在于热合缝肋6将膜材连接成管状气囊2，同时在管状气囊2内壁设置两条平衡肋7 ;在管状气囊2两端内壁加设补强膜材3，且在管状气囊2端部镶嵌埋绳5 ;在杆端封头I的凹槽13内设置密封胶圈4，在环形钢板带12上加密封胶垫11，然后把管状气囊2的两端和杆端封头I用杆端钢箍10连接。所述的杆端封头I具突出的环形钢板带12。所述的杆端钢箍10宽度宽于环形钢板带124 8mm。所述的环形钢板带12上有一个或者一个以上的凹槽13，用以埋置密封胶圈4且密封胶圈4凸出环形钢板带123 5mm。所述的管状气囊2两端设有150 200mm宽的补强膜材3和埋绳5。 所述的管状气囊2轴向接缝内壁设有一条热合缝肋6和数目大于等于两条的平衡肋7，且要求平衡肋7与热合缝肋6等间距、平行布置。所述的杆端封头I和管状气囊2的交接处设有密封胶垫11，密封胶垫11垫在环形钢板带12上，同时用埋绳5卡住密封胶垫11，然后用杆端钢箍10压住埋绳5和密封胶垫11。所述的充气膜压杆制作过程如下I)将膜材裁剪成矩形用以制作管状气囊2，矩形的一边与膜材经向平行且用在管状气囊2环向，另一边与膜材纬向平行且用在管状气囊2轴向。2)在矩形膜材的两边，沿经向方向用高频焊接设置两条150 200mm宽的补强膜材3。3)在膜材的内壁用高频焊接设置两条平衡肋7。4)把膜材卷成筒状，用高频焊接热合接缝，在接缝的内壁处焊接热合缝肋6。5)把做好的管状气囊2两端卷入桶内，同时设置埋绳5，然后用高频焊接把卷起的膜材焊接在一起。6)把带有凹槽13密封胶圈4的杆端封头I插入管状气囊2内部，同时在端头处设置密封胶垫11，用埋绳5卡住密封胶垫11，然后用杆端钢箍10套住密封胶圈4、密封胶垫11和埋绳5，杆端钢箍10高出埋绳51 2mm，拧紧杆端钢箍10。本专利技术的充气膜压杆利用膜材材料性能，充分发挥膜材轻柔，抗拉能力强的特点，充气后用来抗压，克服了膜材自身不能抗压的缺点。在杆件制作过程中，针对杆件充气后，在端头处有应力集中的现象，设置补强膜材3 ;在管状气囊2内部设置平衡肋7，平衡肋7可改善管状气囊2的受力性能，可消除仅设置热合缝肋6时，杆件变形不协调而引起的杆件弯曲和扭转。在杆端封头上设置环形钢板带12，并在环形钢板带上设置凹槽13，用以埋置密封胶圈4，以增强杆端封头I和管状气囊2连接处的气密性。在管状气囊上设置埋绳5，配合杆端封头I处设置的环形钢板带12，防止杆件充气后，杆端封头I因摩擦力不足，导致杆端封头脱离管状气囊2 ;设置密封胶垫11，在杆件内部充气后，密封胶垫11受到埋绳5的挤压力进一步增强了杆件的气密性。设置进气口 8和排气口 9，进气口 8用来连接充气装置，用来充气和补气；排气口 9连接外部气压测试装置和气压平衡装置。外部气压测试装置用来实时测量杆件内部气压；外部气压平衡装置用来在杆件气压超过限值时，释放过高的压力，如因杆件因受压，体积减小造成杆件内部气压过大，用以维持杆件内部气压在一定的范围内。本专利技术可以取得如下有益效果本专利技术的充压杆具有气密性好、质量轻、抗压刚度大、承载能力高的特点；在结构和构造上采用简单的构造措施，提高了构件承载能力和刚度，使变形更为协调，极大减小了充气膜压杆充气后的扭转和弯曲，同时也可以使杆件承受一定的拉力，加大了充气膜压杆的适用范围和使用时的安全。附图说明图1为本专利技术的立体轴测图。图2为本专利技术的管状气囊轴测图。图3为本专利技术的杆端封头轴测图。图4为本专利技术的杆件端头处沿轴线的局部剖面图。图5为本专利技术的杆件端头处，图4中所标记位置的局部构造详图。图中1_杆端封头；2_管状气囊；3_补强膜材；4_密封胶圈；5-埋绳；6_热合缝肋；7_平衡肋；8_进气口 ；9_排气口 ； 10-杆端钢箍；11-密封胶垫；12-环形钢板带；13_凹槽。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明充气膜压杆的结构和构造，如图1、图2、图3、图4和图5所示，其制作顺序如下I)将膜材裁剪成矩形用以制作管状气囊2，矩形的一边与膜材经向平行且用在管状气囊2环向，另一边与膜材纬向平行且用在管状气囊2轴向。2)在矩形膜材的两边，沿经向方向用高频焊接设置两条150 200mm宽的补强膜材3。3)在膜材的内壁用高频焊接设置两条平衡肋7。4)把膜材卷成筒状，用高频焊接热合接缝，在接缝的内壁处焊接热合缝肋6。5)把做好的管状气囊2两端卷入桶内，同时设置埋绳5，然后用高频焊接把卷起的膜材焊接在一起。6)把带有凹槽13密封胶圈4的杆端封头I插入管状气囊2内部，同时在端头处设置密封胶垫11，用埋绳5卡住密封胶垫11，然后用杆端钢箍10套住密封胶圈4和密封胶垫11和埋绳5，杆端钢箍10高出埋绳51 2mm，拧紧杆端钢箍10。以上是本专利技术的一个典型实施例，本专利技术的实施不限于此。权利要求1.充气膜压杆，包括杆端封头(I)、管状气囊(2)、补强膜材(3)、密封胶圈(4)、埋绳(5)，热合缝肋(6)、平衡肋(7)、进气口(8)、排气口(9)、杆端钢箍(10)和密封胶垫(11);其特征在于膜材与热合缝肋(6 )连接成管状气囊(2 )，同时在其内部设置平衡肋(7 );在气囊两端内壁加设补强膜材(3)，并在端部镶嵌埋绳(5);管状气囊(2)和杆端封头(I)用杆端钢箍(10)连接，同时管状气囊(2)和杆端封头(I)之间采用密封胶圈(4)、密封胶垫(11)和埋绳(5)构造措施，组装成充气膜压杆。2.根据权利要求1所述的充气膜压杆，其特征在于杆端封头(I)具突出本文档来自技高网...
【技术保护点】
充气膜压杆，包括杆端封头（1）、管状气囊（2）、补强膜材（3）、密封胶圈（4）、埋绳（5），热合缝肋（6）、平衡肋（7）、进气口（8）、排气口（9）、杆端钢箍（10）和密封胶垫（11）；其特征在于：膜材与热合缝肋（6）连接成管状气囊（2），同时在其内部设置平衡肋（7）；在气囊两端内壁加设补强膜材（3），并在端部镶嵌埋绳（5）；管状气囊（2）和杆端封头（1）用杆端钢箍（10）连接，同时管状气囊（2）和杆端封头（1）之间采用密封胶圈（4）、密封胶垫（11）和埋绳（5）构造措施，组装成充气膜压杆。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张毅刚，谷强，向阳，王振，韩中良，刘鲁，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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