板材之家讯：一、引言
易拆卸、可重新安装使用的临时性建筑在展览会、人员接待、各类户外活动中广泛使用。临时性建筑除了安全、实用、美观以外，为了便于安装拆卸，应尽可能减小结构的自重，做到轻型高效。为此，可以采用两种途径。一种是使用高强度轻质材料，例如高强度索、铝合金材料等；另一种是受力合理的结构体系，例如张拉结构、薄膜结构等。
本文介绍铝合金为主体结构材料、ETFE薄膜为屋面材料的可拆卸实验展示厅的设计与安装。
铝合金材料的自重约为钢材的三分之一，具有很好的挤压加工性能，加工精度高，可以挤压形成复杂的截面。铝合金材料耐腐蚀性能良好，并且具有很好的装饰性，国内大量用于幕墙结构中，少量用于空间结构、步行天桥中。铝合金材料品种很多，大多数品种焊接性能差，因此铝合金连接以螺栓连接为主，同时通过合理的截面设计和插件设计，实现易拆卸式连接（1）。
作为一种新型的建筑薄膜材料，ETFE薄膜已开始在我国使用。ETFE薄膜的最大特点是透光性能好，可见光透过率达到90%以上。ETFE薄膜的断裂延伸率接近400%，但屈服应力（15MPa左右）时的应变只有约2%，可见在小于屈服应力的正常工作应力条件下，与织物类膜材相比ETFE薄膜不易被拉伸（2）。由于ETFE薄膜不易被拉伸的特点，实用中常用气枕的形式，利用空气压力维持ETFE薄膜的张紧状态。
ETFE气枕结构需要充气控制系统，包括管路、送风设备、电源系统、监测与控制系统，以保证内压符合设计要求。同时气枕结构应具有较好的气密性能，并应在局部漏气时也能保证结构的安全性。这些辅助设备价格昂贵、管理复杂，对结构要求较高。为了克服这些缺点，本文尝试采用弹性装置代替空气压力的ETFE枕式结构（3），利用被压缩的弹簧的弹性回复力张紧膜面。



二、实验展示厅整体概要
实验展示厅用于展示、接待、休憩等临时场所（图1）。展示厅长8米，宽4米，结构总高3.3米。主体铝合金梁柱结构采用外径80mm×80mm的方形截面（材料6063/T5），截面设计成便于连接安装的形式，通过插入于截面内的不锈钢插件进行节点的连接，柱下设镀锌钢柱脚（图2）；屋面分割为八个正方形单元，分别采用了气枕式ETFE薄膜结构和弹簧支撑枕式ETFE薄膜结构（薄膜厚度200μm，日本旭硝子公司生产），以比较两种体系的使用性能；柱间采用横向布置的铝合金栏杆作围护结构，展示厅内铺设木制地板。
整个结构外形轻巧、美观；结构安装简单、迅速，不需焊接，可多次拆装、反复使用。



三、铝合金结构设计
（一）铝合金构件
可以挤压成型是铝合金在加工方面相对于钢材最主要的优点，也是其作为结构材料的重要特征之一。挤压成型可以生产出热轧或焊接所不能得到的复杂截面的型材，获得更加合理的截面形式。
展示厅的铝合金梁柱即采用挤压成型方法制作。梁柱截面四面开槽，方便了各构件通过插件进行连接（图3）。由于结构所需梁、柱构件的数量较小，而为挤压某种截面的铝合金构件所需模具的制作费用相对较高，因此展示厅为避免大量开模造成的不经济，各构件采用了相同的截面形式（图4）。



（二）构件连接
铝合金材料的焊接工艺复杂，焊接热影响区材料不能达到和母材等强度(4)。为克服铝合金材料的焊接难题、简化结构安装工作，同时使得结构能够容易拆装、反复使用，展示厅根据梁柱截面预留的槽孔设计了不同部位所需的各种不锈钢插件，通过螺栓将结构构件连接固定（图5）。

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