浅谈大连体育场膜结构设计

　摘要：在索膜结构蓬勃发展的同时

,一系列的设计、施工问题也随之产生。目前索膜结构的

研究主要集中在找形分析、裁剪分析、荷载分析、及施工工艺等方面。与国外相比

,国内索膜结

构的研究和应用还比较落后。为助于幕墙行业工程技术人员理解、应用膜结构设计，特撰写
此文。本文包括节点设计、连接构造、防鸟装置、排水

/防水系统、控制系统/供气系统、剪裁分析

等内容。

 

　　关键词：膜结构

 剪裁分析 大连体育场 ETFE 气枕 　　 

　　

 

　　一、项目简介

 

　　大连体育中心项目选址位于大连市甘井子，项目选址西临朱棋路，南临岭西路，该位
置既是大连市规划的北部中心区域，又是朱棋路新区的中心位置，距旅顺口区

40km、开发

区

27km、金州区 20km。 

　　本项目大连体育场即为体育场中心一场四馆中的

“一场”。体育场 6 万个座位，占地面积

18.6 万平方米，建筑面积 11.9 万平方米，能够承担田径、足球等比赛，兼顾大型活动。 
　　大连市体育运动中心由一场四馆及综合服务区组成。

 

　　大连体育场膜结构分为外层的

ETFE 气枕和内层的 PTFE 网格膜 

　　二、

ETFE 气枕方案介绍 

　　大连体育场屋面及立面装饰层（或称围护系统）由单腔

ETFE 充气气枕构成，气枕位

于主钢结构上方和外侧，并由建筑钢结构檩条进行支撑。充气气枕须满足建筑外观、透光，
承受风、雪外荷载，排水等方面的要求。

 

　　

ETFE 气枕外层通过彩色的或带图案的膜材实现建筑外观效果，在对整个体育场的气

枕层进行合理分格后，将白色、蓝色和银色镀点

ETFE 的有序组合搭配，形成了一种旋转动

态的水的形态，海滨城市大连的水元素巧妙地融入其中。

 

　　为实现气枕稳定饱满的形态和抵御一定外荷载的能力，需采用专用机械设备向

ETFE

气枕内输送清洁并经过除湿的空气，正常设计内压为

300Pa，而在发生大风、降雪时，设计

内压增加到

600Pa，气枕内部压力的调节将是全自动化控制并能进行远程监视，而且设备

设有连接

BMS 系统的无源接口。 

　　由于整个体育场的风荷载情况较为复杂，需对气枕进行全面的强度分析并选择合理的
膜材厚度和高跨比。我们经过计算，认为

15%左右的高跨比是比较合适的。 

　　

ETFE 气枕作为体育场屋面的主要防水层，稳定可靠并完全水密的连接节点是我们考

虑的重点。我们将采用天沟形式的连接方式，气枕单元通过周边专门设计的铝合金构件连接
于钢结构天沟上沿，气枕膜与钢构及铝合金之间均设计有

EPDM 橡胶条进行保护。雨水流

入气枕周边的天沟后有序排入屋面内圈大天沟，并最终进入虹吸系统。

 

　　三．节点设计

 

　　针对本项目气枕边框角度扭转多变的特点，两侧相邻气枕共用一道铝合金进行压装的
方式已不现实，因此我们采用了天沟形式的节点样式，将各个气枕的安装完全独立。天沟除
了用于固定铝合金型材，同时满足了屋面进行有组织排水。天沟的采用使膜材安装和后期维
护变得便利。

 

　　为适应目前的天沟宽度，以及体育场外立面对美观性的要求，我们采用了铝合金节点
形式，气枕通过该铝挤型固定于天沟上沿，在

ETFE 与钢构、ETFE 与铝合金之间均设计有

橡胶条。整套铝挤型主要有三部分组成：底槽，拉膜条，盖板。整个节点设计充分考虑到
ETFE 膜材的特点，其优点有： 
　　安装便利。铝合金底槽不需要进行开孔，导轨式设计使螺栓可沿铝合金长度方向自由滑