膜結構是一種張力結構體系,通過對膜表面施加預張力,使結構在給定的設計形狀下獲得剛度和承載力。因此,應從設計、施工和使用等方面采取相應措施,確保膜表面處于穩定的拉伸狀態。
1.在概念設計階段構思膜結構工程方案時,應根據項目所在地的自然條件進行仔細分析。雨雪地區不宜采用曲面形狀,曲面起伏較大,積雪不均。
膜表面應具有較大的坡度,以便于排水。對于臺風多發地區,不宜采用剛度差大或局部懸臂的形狀。在設計曲面形狀時,避免將膜結構的曲面弄平,否則不僅需要施加較大的預張力來形成所需的曲面,而且會使膜表面處于彎曲狀態,膜材料的抗拉強度無法得到有效利用。曲面也應光滑連續,以避免拐點和尖角,否則這些區域的膜表面容易出現褶皺或應力集中,
膜面不得直接放置在墻上。在臺風多發地區,應選擇高撕裂強度的膜材料進行設計。
2.膜結構設計時,膜材料的強度應有足夠的安全裕度,以保證膜表面張拉后能承受正常荷載。同時,接頭結構應考慮由于材料蠕變、疏松連接、膜面積水和其它膜表面松弛而導致膜表面需要二次張緊的可能性。節點連接器應具有足夠的強度和剛度,以防止故障。
連接器的外緣應進行加工,使其光滑無棱角,以防止薄膜材料因局部翹曲而被劃傷。對于有旋轉要求的節點,結構應保證自由旋轉。雙層膜結構的內膜節點連接一般不防水。對于一些重要項目,也可以考慮進行適當的防水和排水處理,以避免雨水直接進入房間造成嚴重損失,以免損壞外墻。
3.膜結構制作和安裝時,確保膜表面處于設計要求的張力狀態。切割和下料時,
根據薄膜材料的型號和批次,考慮沿經緯方向的收縮,對有色差、劃痕、斷絲、跳紗、涂層剝落等局部缺陷的薄膜材料應及時清除。膜結構安裝前,應對下部土建結構進行仔細檢查和驗收,
復核相關幾何尺寸和具體結構是否與原設計圖紙一致。根據膜結構的具體形式,制定合理的安裝施工方案。張力通過電纜和外圍節點均勻施加在膜表面,
使膜表面呈現設計形狀。施力時,建議分批均勻拉伸,以防止薄膜表面應力超過材料的拉伸強度,或由于加載速率變化過大而導致薄膜材料撕裂。
4.膜結構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部件尤為重要。鋼構件應在噴砂除銹后涂上無機富鋅漆和相應的面漆,或鍍鋅防腐。
5.膜結構在使用過程中的維護也是膜結構正常運行的重要環節。由于膜材料的蠕變和節點的松動,膜表面可能會因預張力的損失而松弛,金屬部件的外觀可能會生銹,膜表面涂層可能會局部剝離。因此,使用過程中的維護也非常重要。一般工程完工后2年對膜表面進行第二次預張力,金屬構件使用4~5年后也應進行面漆。