张拉膜停车棚是一种张力结构体系,它通过对膜面施加预张力而使结构在设计给定形态下获得刚度和承载能力。因此,应从设计、施工和使用诸方面采取相应措施,确保膜面稳定地处于受拉状态。
一、张拉膜停车棚在概念设计阶段进行方案构思时,即应根据工程所在地的自然条件慎密分析。对于多雨、雪的地区不宜采用曲面起伏较多而出现不均匀积雪、积水的曲面外形,应使膜面具有较大坡度,以利排水。对于台风多发地区不宜采用刚度差异较大或作局部悬挑的造型。曲面设计构形时忌使膜结构停车棚曲面平坦,否则既需施加较大的预张力才能构成所需曲面,又会使膜面受力呈受弯状态,而不能有效地利用膜材的抗拉强度。曲面还应光滑连续,避免出现拐点、尖角,否则这些区域的膜面易出现褶皱或应力集中,更不应使膜面直接搁置于墙体上。在台风多发地区设计时宜选用抗撕裂强度较高的膜材。
二、张拉膜停车棚设计时应使膜材强度具有足够的安全裕度,保证膜面张拉后能正常承载。同时节点构造要考虑膜面因材料徐变、连接松动、膜面积水等发生膜面松弛而需进行二次张拉的可能性。节点连接件应具有足够强度、刚度,防止失效。连接件外缘应经加工处理,使之光滑而无棱角,防止局部翘曲而划伤膜材。对有转动要求的节点,构造上应保证能自由转动。
拉索是组成膜结构停车棚的重要元件,合理使用拉索的强度,控制索长的精确对膜面成形与结构安全至关重要。设计时应防止由于拉索强度不足而危及结构整体。
双层膜结构停车棚的内膜节点连接一般不作防水处理。对于一些重要工程也可考虑进行适当防水、排水处理,以免万一外膜破坏,雨水直接进入室内造成重大损失。 三、张拉膜停车棚制作安装过程应确保膜面处于设计要求的张力状态。裁剪下料时应根据膜材型号、批次,考虑沿经、纬方向的收缩量,并及时剔除有色差、划痕、断丝、跳纱、涂层剥落等局部缺陷的膜材。膜结构停车棚安装前应对下部土建结构进行认真检测验收,复核相关几何尺寸与具体构造是否与原设计图纸相符。并应根据膜结构停车棚的具体形式编制合理的安装施工方案。利用拉索、周边节点对膜面均匀施加张力,使膜面呈现设计形态。施力时宜均匀分批张拉,防止加载速率变化太大而造成膜面应力超过材料的抗拉强度或出现膜材撕裂。
四、膜结构停车棚中的金属构件应采取有效的防锈措施。这对于沿海地区或潮湿环境中的金属构件尤为重要,钢构件应对钢材基层经抛丸除锈后,涂敷无机富锌漆,并涂装与之相应的面漆,或采用镀锌防腐。
钢索可根据形式不同采用相应方法防腐。钢丝索、钢棒常用镀锌防腐。采用挤塑成形的高密度HDPE索套也是一种效果较好的防腐措施,但在钢索穿入套管后尚应高压注入塑胶、防锈剂、水泥浆等。图7所示为沿海某膜结构停车棚工程钢构件的锈蚀情况。 五、膜结构停车棚建成后使用期间的维护保养也是膜结构停车棚能否正常工作的一个重要环节。由于膜材徐变、节点松动等膜面可能因预张力损失而松弛,金属构件外表可能锈蚀,膜面涂层可能局部剥落等。因此在使用过程中的维护保养也至关重要。一般工程竣工2年后宜对膜面施加第二次预张力,对金属构件也应在使用4～5年后重新涂刷面漆。
六、为确保膜结构停车棚工程的正常运行,还需防止非结构破坏或功能丧失而殃及膜面以及支承体系。如门窗的突然开启,将改变风载作用方向而改变结构受力状态;玻璃碎片的散落,将划伤膜面引发膜材撕裂破坏;对充气膜结构停车棚,电气管线的破断,将直接降低室内气压而使膜面下塌等。为此,建议膜结构停车棚制作安装单位建立工程定期回访制度,协助业主检查膜结构停车棚是否处于正常工作状态,以便及时发现异常情况。工程业主也需十分关注膜结构停车棚的维护和保养,特别在气候急剧变化时,在重大活动、重大赛事前更应重视对膜结构停车棚工程的安全检查。
七、膜结构停车棚相对于其它传统结构更为年轻,经验尚不足,在强风、暴雨、暴雪的袭击下出现一些向题也是难免的,只要认真总结教训,精心设计、精心施工,确保工程质量,加强维护保养,膜结构停车棚的安全是可以保证的。
