張拉膜停車棚是一種張力結構體系,它通過對膜面施加預張力而使結構在設計給定形態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。
一、張拉膜停車棚在概念設計階段進行方案構思時,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。對于臺風多發地區不宜采用剛度差異較大或作局部懸挑的造型。曲面設計構形時忌使膜結構停車棚曲面平坦,否則既需施加較大的預張力才能構成所需曲面,又會使膜面受力呈受彎狀態,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、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。在臺風多發地區設計時宜選用抗撕裂強度較高的膜材。
二、張拉膜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。同時節點構造要考慮膜面因材料徐變、連接松動、膜面積水等發生膜面松弛而需進行二次張拉的可能性。節點連接件應具有足夠強度、剛度,防止失效。連接件外緣應經加工處理,使之光滑而無棱角,防止局部翹曲而劃傷膜材。對有轉動要求的節點,構造上應保證能自由轉動。
拉索是組成膜結構停車棚的重要元件,合理使用拉索的強度,控制索長的精確對膜面成形與結構安全至關重要。設計時應防止由于拉索強度不足而危及結構整體。
雙層膜結構停車棚的內膜節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,雨水直接進入室內造成重大損失。 三、張拉膜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。裁剪下料時應根據膜材型號、批次,考慮沿經、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。膜結構停車棚安裝前應對下部土建結構進行認真檢測驗收,復核相關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、周邊節點對膜面均勻施加張力,使膜面呈現設計形態。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膜材撕裂。
四、膜結構停車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境中的金屬構件尤為重要,鋼構件應對鋼材基層經拋丸除銹后,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棚工程鋼構件的銹蝕情況。 五、膜結構停車棚建成后使用期間的維護保養也是膜結構停車棚能否正常工作的一個重要環節。由于膜材徐變、節點松動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。因此在使用過程中的維護保養也至關重要。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。
六、為確保膜結構停車棚工程的正常運行,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。如門窗的突然開啟,將改變風載作用方向而改變結構受力狀態;玻璃碎片的散落,將劃傷膜面引發膜材撕裂破壞;對充氣膜結構停車棚,電氣管線的破斷,將直接降低室內氣壓而使膜面下塌等。為此,建議膜結構停車棚制作安裝單位建立工程定期回訪制度,協助業主檢查膜結構停車棚是否處于正常工作狀態,以便及時發現異常情況。工程業主也需十分關注膜結構停車棚的維護和保養,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構停車棚工程的安全檢查。
七、膜結構停車棚相對于其它傳統結構更為年輕,經驗尚不足,在強風、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,確保工程質量,加強維護保養,膜結構停車棚的安全是可以保證的。
