膜結構停車(chē)棚是一種張力結構體系,它通過(guò)對膜面施加預張力而使結構在設計給定形態(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,確保膜面穩定地處于受拉狀態(tài)。
1)膜結構停車(chē)棚在概念設計階段進(jìn)行方案構思時(shí),即應根據工程所在地的自然條件慎密分析。對于多雨、雪的地區不宜采用曲面起伏較多而出現不均勻積雪、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(fēng)多發(fā)地區不宜采用剛度差異較大或作局部懸挑的造型。曲面設計構形時(shí)忌使膜結構停車(chē)棚曲面平坦,否則既需施加較大的預張力才能構成所需曲面,又會(huì )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,避免出現拐點(diǎn)、尖角,否則這些區域的膜面易出現褶皺或應力集中,更不應使膜面直接擱置于墻體上。在臺風(fēng)多發(fā)地區設計時(shí)宜選用抗撕裂強度較高的膜材。
2)膜結構停車(chē)棚設計時(shí)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(shí)節點(diǎn)構造要考慮膜面因材料徐變、連接松動(dòng)、膜面積水等發(fā)生膜面松弛而需進(jìn)行二次張拉的可能性。節點(diǎn)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(wú)棱角,防止局部翹曲而劃傷膜材。對有轉動(dòng)要求的節點(diǎn),構造上應保證能自由轉動(dòng)。
拉索是組成膜結構停車(chē)棚的重要元件,合理使用拉索的強度,控制索長(cháng)的精確對膜面成形與結構安全至關(guān)重要。設計時(shí)應防止由于拉索強度不足而危及結構整體。
雙層膜結構停車(chē)棚的內膜節點(diǎn)連接一般不作防水處理。對于一些重要工程也可考慮進(jìn)行適當防水、排水處理,以免萬(wàn)一外膜破壞,雨水直接進(jìn)入室內造成重大損失。
3)膜結構停車(chē)棚制作安裝過(guò)程應確保膜面處于設計要求的張力狀態(tài)。裁剪下料時(shí)應根據膜材型號、批次,考慮沿經(jīng)、緯方向的收縮量,并及時(shí)剔除有色差、劃痕、斷絲、跳紗、涂層剝落等局部缺陷的膜材。
膜結構停車(chē)棚安裝前應對下部土建結構進(jìn)行認真檢測驗收,復核相關(guān)幾何尺寸與具體構造是否與原設計圖紙相符。并應根據膜結構停車(chē)棚的具體形式編制合理的安裝施工方案。利用拉索、周邊節點(diǎn)對膜面均勻施加張力,使膜面呈現設計形態(tài)。施力時(shí)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(guò)材料的抗拉強度或出現膜材撕裂。
4)膜結構停車(chē)棚中的金屬構件應采取有效的防銹措施。這對于沿海地區或潮濕環(huán)境中的金屬構件尤為重要,鋼構件應對鋼材基層經(jīng)拋丸除銹后,涂敷無(wú)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所示為沿海某膜結構停車(chē)棚工程鋼構件的銹蝕情況。
5)膜結構停車(chē)棚建成后使用期間的維護保養也是膜結構停車(chē)棚能否正常工作的一個(gè)重要環(huán)節。由于膜材徐變、節點(diǎn)松動(dòng)等膜面可能因預張力損失而松弛,金屬構件外表可能銹蝕,膜面涂層可能局部剝落等。因此在使用過(guò)程中的維護保養也至關(guān)重要。一般工程竣工2年后宜對膜面施加第二次預張力,對金屬構件也應在使用4~5年后重新涂刷面漆。
為確保膜結構停車(chē)棚工程的正常運行,還需防止非結構破壞或功能喪失而殃及膜面以及支承體系。如門(mén)窗的突然開(kāi)啟,將改變風(fēng)載作用方向而改變結構受力狀態(tài);玻璃碎片的散落,將劃傷膜面引發(fā)膜材撕裂破壞;對充氣膜結構停車(chē)棚,電氣管線(xiàn)的破斷,將直接降低室內氣壓而使膜面下塌等。為此,建議膜結構停車(chē)棚制作安裝單位建立工程定期回訪(fǎng)制度,協(xié)助業(yè)主檢查膜結構停車(chē)棚是否處于正常工作狀態(tài),以便及時(shí)發(fā)現異常情況。工程業(yè)主也需十分關(guān)注膜結構停車(chē)棚的維護和保養,特別在氣候急劇變化時(shí),在重大活動(dòng)、重大賽事前更應重視對膜結構停車(chē)棚工程的安全檢查。
膜結構停車(chē)棚相對于其它傳統結構更為年輕,經(jīng)驗尚不足,在強風(fēng)、暴雨、暴雪的襲擊下出現一些向題也是難免的,只要認真總結教訓,精心設計、精心施工,確保工程質(zhì)量,加強維護保養,膜結構停車(chē)棚的安全是可以保證的。