膜結(jié)構(gòu)停車棚是一種張力結(jié)構(gòu)體系,它通過對膜面施加預張力而使結(jié)構(gòu)在設計給定形態(tài)下獲得剛度和承載能力。因此,應從設計、施工和使用諸方面采取相應措施,確保膜面穩(wěn)定地處于受拉狀態(tài)。
1)膜結(jié)構(gòu)停車棚在概念設計階段進行方案構(gòu)思時,即應根據(jù)工程所在地的自然條件慎密分析。對于多雨、雪的地區(qū)不宜采用曲面起伏較多而出現(xiàn)不均勻積雪、積水的曲面外形,應使膜面具有較大坡度,以利排水。對于臺風多發(fā)地區(qū)不宜采用剛度差異較大或作局部懸挑的造型。曲面設計構(gòu)形時忌使膜結(jié)構(gòu)停車棚曲面平坦,否則既需施加較大的預張力才能構(gòu)成所需曲面,又會使膜面受力呈受彎狀態(tài),而不能有效地利用膜材的抗拉強度。曲面還應光滑連續(xù),避免出現(xiàn)拐點、尖角,否則這些區(qū)域的膜面易出現(xiàn)褶皺或應力集中,更不應使膜面直接擱置于墻體上。在臺風多發(fā)地區(qū)設計時宜選用抗撕裂強度較高的膜材。
2)膜結(jié)構(gòu)停車棚設計時應使膜材強度具有足夠的安全裕度,保證膜面張拉后能正常承載。同時節(jié)點構(gòu)造要考慮膜面因材料徐變、連接松動、膜面積水等發(fā)生膜面松弛而需進行二次張拉的可能性。節(jié)點連接件應具有足夠強度、剛度,防止失效。連接件外緣應經(jīng)加工處理,使之光滑而無棱角,防止局部翹曲而劃傷膜材。對有轉(zhuǎn)動要求的節(jié)點,構(gòu)造上應保證能自由轉(zhuǎn)動。
拉索是組成膜結(jié)構(gòu)停車棚的重要元件,合理使用拉索的強度,控制索長的精確對膜面成形與結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。設計時應防止由于拉索強度不足而危及結(jié)構(gòu)整體。
雙層膜結(jié)構(gòu)停車棚的內(nèi)膜節(jié)點連接一般不作防水處理。對于一些重要工程也可考慮進行適當防水、排水處理,以免萬一外膜破壞,雨水直接進入室內(nèi)造成重大損失。
3)膜結(jié)構(gòu)停車棚制作安裝過程應確保膜面處于設計要求的張力狀態(tài)。裁剪下料時應根據(jù)膜材型號、批次,考慮沿經(jīng)、緯方向的收縮量,并及時剔除有色差、劃痕、斷絲、跳紗、涂層剝落等局部缺陷的膜材。
膜結(jié)構(gòu)停車棚安裝前應對下部土建結(jié)構(gòu)進行認真檢測驗收,復核相關(guān)幾何尺寸與具體構(gòu)造是否與原設計圖紙相符。并應根據(jù)膜結(jié)構(gòu)停車棚的具體形式編制合理的安裝施工方案。利用拉索、周邊節(jié)點對膜面均勻施加張力,使膜面呈現(xiàn)設計形態(tài)。施力時宜均勻分批張拉,防止加載速率變化太大而造成膜面應力超過材料的抗拉強度或出現(xiàn)膜材撕裂。
4)膜結(jié)構(gòu)停車棚中的金屬構(gòu)件應采取有效的防銹措施。這對于沿海地區(qū)或潮濕環(huán)境中的金屬構(gòu)件尤為重要,鋼構(gòu)件應對鋼材基層經(jīng)拋丸除銹后,涂敷無機富鋅漆,并涂裝與之相應的面漆,或采用鍍鋅防腐。
鋼索可根據(jù)形式不同采用相應方法防腐。鋼絲索、鋼棒常用鍍鋅防腐。采用擠塑成形的高密度HDPE索套也是一種效果較好的防腐措施,但在鋼索穿入套管后尚應高壓注入塑膠、防銹劑、水泥漿等。圖7所示為沿海某膜結(jié)構(gòu)停車棚工程鋼構(gòu)件的銹蝕情況。
5)膜結(jié)構(gòu)停車棚建成后使用期間的維護保養(yǎng)也是膜結(jié)構(gòu)停車棚能否正常工作的一個重要環(huán)節(jié)。由于膜材徐變、節(jié)點松動等膜面可能因預張力損失而松弛,金屬構(gòu)件外表可能銹蝕,膜面涂層可能局部剝落等。因此在使用過程中的維護保養(yǎng)也至關(guān)重要。一般工程竣工2年后宜對膜面施加第二次預張力,對金屬構(gòu)件也應在使用4～5年后重新涂刷面漆。
為確保膜結(jié)構(gòu)停車棚工程的正常運行,還需防止非結(jié)構(gòu)破壞或功能喪失而殃及膜面以及支承體系。如門窗的突然開啟,將改變風載作用方向而改變結(jié)構(gòu)受力狀態(tài);玻璃碎片的散落,將劃傷膜面引發(fā)膜材撕裂破壞;對充氣膜結(jié)構(gòu)停車棚,電氣管線的破斷,將直接降低室內(nèi)氣壓而使膜面下塌等。為此,建議膜結(jié)構(gòu)停車棚制作安裝單位建立工程定期回訪制度,協(xié)助業(yè)主檢查膜結(jié)構(gòu)停車棚是否處于正常工作狀態(tài),以便及時發(fā)現(xiàn)異常情況。工程業(yè)主也需十分關(guān)注膜結(jié)構(gòu)停車棚的維護和保養(yǎng),特別在氣候急劇變化時,在重大活動、重大賽事前更應重視對膜結(jié)構(gòu)停車棚工程的安全檢查。
膜結(jié)構(gòu)停車棚相對于其它傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為年輕,經(jīng)驗尚不足,在強風、暴雨、暴雪的襲擊下出現(xiàn)一些向題也是難免的,只要認真總結(jié)教訓,精心設計、精心施工,確保工程質(zhì)量,加強維護保養(yǎng),膜結(jié)構(gòu)停車棚的安全是可以保證的。
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