[实用新型]椭球形充气膜结构

说明书

本实用新型提供了一种椭球形充气膜结构，其膜体具有闭合的边界，该边界与支承构件连接，该膜体曲面为旋转椭球面，包括被一组互相平行的平面分割得到的一个子球冠和多个球带，该子球冠和该多个球带依次互相连接。该子球冠位于该膜体的顶部，并包括绕其旋转中心轴等分得到的多个相同的膜片，该多个球带依次位于该边界和该子球冠之间，并分别包括绕其旋转中心轴等分得到的多个相同的膜片。组成该多个球带的膜片数量大于组成该子球冠的膜片数量，该多个球带中半径较大的球带所包含的膜片数量大于半径较小的球带所包含的膜片数量。本实用新型的技术方案可以降低膜体加工的原材料损耗，且便于实施焊接制作，具有经济合理、便于生产的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种膜结构建筑技术，尤其涉及一种椭球形充气膜结构。

背景技术

目前，椭球形充气膜结构的设计和制造，是通过围绕该椭球面的旋转中心轴将椭球面等分为一组具有相同形状的子曲面，再根据该子曲面的形状进一步设计并制作膜片，并将各相邻的膜片在接缝边缘处相互连接制成完整的椭球形充气膜结构的膜体。

然而，这种设计用于尺度较大的椭球形充气膜结构时，存在以下问题和缺点：其一、椭球形充气膜结构的膜片较长，在裁剪时会在原材料上留下更多的零头；其二、子球面的赤道面和两极的膜片宽度相差较大，造成膜片两端残留大量原材料；其三、中心位置上膜片接缝布置太密，增加了焊接难度和工作量。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种椭球形充气膜结构，其目的在于，提供一种原材料损耗较少、容易焊接制作的椭球形充气膜结构，使膜片的长度缩短，且两端和中间的宽度差异缩小，中心部位的焊缝密度降低。

为实现上述目的，本实用新型提供的椭球形充气膜结构是这样实现的：包括膜体，该膜体具有闭合的边界，该边界与支承构件连接，该膜体曲面为旋转椭球面，包括被一组互相平行的平面分割所得到的子球冠和多个球带，该子球冠和该多个球带依次互相连接。该子球冠位于该膜体的顶部，并包括绕其旋转中心轴等分得到的多个相同的膜片，该多个球带依次位于该边界和该子球冠之间，并分别包括绕其旋转中心轴等分得到的多个相同的膜片。组成该多个球带的膜片数量大于组成该子球冠的膜片数量，该多个球带中半径较大的球带所包含的膜片数量大于半径较小的球带所包含的膜片数量。

通过上述技术方案，一方面，在将膜体旋转椭球面按膜片组成进行分割前，先将膜体划分为较小的子球冠和球带，可以使产生的膜片较短；另一方面，在将该子球冠或多个球带按膜片组成进行分割时，可以分别根据该子球冠和球带的最大半径和原材料宽度确定相应的膜片数量，使膜片两端的宽度更接近原材料宽度，从而提高了原材料的利用率；组成子球冠的膜片数量最少，可以降低子球冠部分的焊缝密度，使焊接更加方便，并且使焊接工作量减少。

作为本实用新型的一种优选技术方案，该子球冠中心具有圆形的核心片，该子球冠的核心片以外分割为4-8个相同的膜片。这样可以利用子球冠直径较小的特点，在有效控制膜体外形偏差的同时，充分减少膜片数量，减少加工工作量，提高工作效率。

进一步地，该子球冠中除了核心片以外的其余膜片，均与核心片及其相邻的两个膜片连接。这样可以避免子球冠膜片焊缝交汇处的膜片重叠过多，降低了焊接难度，有利于保证焊缝质量。

作为本实用新型的一种优选技术方案，该膜体包括第一球带和第二球带，该第一球带位于该子球冠和该第二球带之间，该第二球带位于该边界和该第一球带之间。这样可以在适当缩短第二球带的膜片长度的同时，通过第一球带带来一些长度更短的膜片，给膜片的套裁带来方便，又不会因膜片数量过多给生产和管理带来困难，实现成本和效率的平衡。

进一步地，该第一球带的膜片数量为该子球冠膜片数量的2-3倍，该第二球带所包含膜片数量为该第一球带所包含膜片数量的2倍，该子球冠上各经向焊缝底端与该第一球带上的经向焊缝重合，该第一球带上各经向焊缝底端与该第二球带上的经向焊缝重合。这样可以减少膜体上的经向焊缝错位，使膜面张力传递和分布均匀，避免膜体表面产生褶皱。