膜結構知識

膜結構工程的后期維護保養

發布時間：2019-10-19 11:57人氣：

膜結構停車棚

張拉膜結構需要維護的頻度由設計、功能、美觀、材料和場地環境等許多因素決定，維護的頻度從“幾乎不用維護”到“定期維護”不等。為了滿足客戶需求，維護的概念設計應該納入到統一的設計過程中。一年一次的目測巡查和惡劣天氣之后的隨時檢查應該滿足的最低要求。

需要考慮的六種典型維護要求如下面各小節所述。

1、清潔膜面上污垢(soil)的堆積與當地的環境條件、膜材特性和膜面的形狀有關。從技術的角度（angle)看，膜結構不一定需要清洗。對于大多數膜材而言，清洗不能增加其工作壽命，相反，不恰當的清洗還會縮短其壽命。在設計和膜材選擇中影響污垢堆積的因素有：

（1）當地的降水量和頻率。膜結構停車棚膜建筑中采用具有防護涂層的膜材，本身不發黏，落到膜材表面的灰塵可以靠雨水的自然沖洗而達到良好的自潔效果，同時保證建筑的使用壽命。從氣候條件看，膜結構建筑適用的地域廣闊。

（2）空氣污染情況。

（3）與落葉樹木和粘性花粉樹木間的距離。膜結構價格結合整體環境，建造出標志性的形象工程，并且實用性強、應用領域廣泛。既可應用了大型公共設施，如體育場館的屋頂系統、機場大廳、展覽中心、購物中心、停車場、站臺設施等。又可應用于休閑設施、工業設施、入口廊道以及標志性或景觀性的建筑、小品等。

（4）鴿子和海鷗等鳥類的排泄物。張拉膜結構20世紀中期發展起來的一種新型建筑結構類型，它打破了純直線建筑風格的模式，以其獨有的優美曲面造型，簡潔、明快、剛與柔、力與美的組合，給人耳目一新的感覺，同時給建筑設計師提供了更大的想象和創造空間。

（5）屋面的傾斜程度（盡量避免較小的坡度,因為降雨不能完全排走，剩余水分的蒸發后會有污漬殘留）。

（6）涂層不沾灰塵的惰性。

（7）在編織和涂覆前膜材纖維受化學品污染的程度。為了便于清潔，在設計階段應考慮（consider)設置清洗人員上屋頂的通道和便于安全索和保險繩固定的連接件。清洗工作應該按照加工商提供的操作手冊進行。清潔時應該保證不破壞PVDF或FEP等涂層膜材的表面處理層。因此，不可使用擦洗劑、強溶劑(性狀:透明、無色的液體)、硬刷和高壓水槍。

此外，清洗人員在屋面行走時必須穿軟底謝。膜面在潮濕狀態下會很滑，因此應使用安全繩及防墜網等安全措施。考慮到在清洗老舊建筑時可能發生斷裂（fracture)等破壞，故應在其下面布置安全網。與家用肥皂或餐具清潔劑相比，一般的膜材清洗劑通常是相對安全的，但也必須避免其與皮膚、眼睛和粘膜的長期接觸。必須嚴格遵守清洗劑供應商提供的安全使用說明。

清潔手冊一般包括下列內容：
(1)大顆粒積灰應該用清水沖洗。

(2)使用加工商指定的清洗劑并配套使用相應的軟刷、海綿以及清洗設備清洗膜面，并用清水沖洗以便在膜面干燥（考慮（consider)到風和太陽的作用）前將灰塵和清洗劑沖走。

(3)讓清洗劑作用幾分鐘，但是要避免清洗區域被風干。

(4)對于頑固污漬可能需要高濃度清洗劑（可以參考生產(Produce)商的說明和膜材樣本的測試）刷洗，但要避免刮掉膜材的面層。

(5)用清水沖洗清洗過的膜面直至沒有清洗劑殘留在膜面上為止。使用清洗機很有可能會損壞涂層甚至沖漏膜材。為避免其發生，清潔機應配上安全防護裝置以使噴水嘴不致距膜面太近。一個簡單且便于判別的準則是能使皮膚感覺疼痛的物體都可能對膜材造成損害。

2、腐蝕應該根據現場環境來選擇防腐措施和防腐材料。定期巡查支承結構、索（特別是那些深入固定端的）、夾板和螺栓(組成:頭部和螺桿組成)連接等處的腐蝕情況。若有腐蝕發生，首先應該除去腐蝕層，然后重新做好表面的防腐處理。若螺栓連接發生腐蝕，則應予以替換。

3、排水和積水由于荷載作用下膜材會產生變形，膜面坡度較小處可能（maybe)會有積水。膜結構停車棚膜結構自重輕、抗震性能好，可以不需要內部支承，克服了傳統結構在大跨度（無支撐）建筑上實現所遇到的困難，可創造巨大的無遮擋可視空間，有效增加空間使用面積。降雨或者降雪較大及雪融后，應對張拉膜結構進行監測以避免產生積水。如果產生積水，必須立即清除積水或積雪。如果雨雪天氣持續不斷，積水會使膜材破壞，故要對公眾關閉膜面覆蓋的空間，并立即采取措施避免新的積水。如果屋頂設有排水道，就必須定期予以檢查和清掃，使其不致因樹葉或其他雜物堆積而堵塞。

4、預應力和二次張拉膜結構的穩定依賴于膜內預應力的保持。預應力的水平影響膜在荷載作用下的變形。如果預應力太低，膜就會產生較大位移，在風作用下發生顫振。因為膜材在荷載的持續作用下會產生松弛(limp)和徐變，所以在使用期間膜內預應力會發生變化。用于特定結構的膜材性能可以通過雙軸試驗來確定，并應用于預應力設計中。處理膜材料在使用期內產生的松弛和徐變的處理方法有兩種，其一是安裝時施加一個較高的初始應力，其二是使用一段時間之后實施二次張拉。負責結構設計的工程師必須預先給出施工完成后的預應力水平，以便在結構建成后進行核實。而且工程師也必須確定每隔多長時間用何種方式量測一次預應力水平。預應力水平監測既可以通過推動膜材或者感覺扣帶（非常小的結構）對側向位移的抵抗力等簡單方法得到，也可以通過張力計、測壓元件或者幾何測量的方式進行現場測試得到。何時需要對結構實施二次張拉由維護設計確定的預應力水平決定。只有設計了可調節的部件（比如：索頭的花籃螺栓、支承柱的伸縮桿等）才可能（maybe)實現二次張拉。很多結構都被設計成使用壽命內能夠保持最小預應力。二次張拉常常不能實現。對于這種情況，雙軸測試和膜材裁剪的長度補償及加工制作中的容差控制（control)都應該予以特別重視或采用特殊方法。

5、修補在安裝過程中會有意或無意地造成膜面出現較小損傷，此時可以進行現場修補。應該對基層纖維布和涂層進行定期檢查。對于小的裂口或長度小于5cm的小洞可以直接在膜面外側加焊補丁予以修復，補丁必須作圓角處理。應將焊接面的塵土、油脂和油漬手印清理干凈。修補工作應該由經驗豐富的員工完成。修補聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)膜材一般采用熱氣焊。焊接區內的PVDF面層必須仔細地予以去除。隨著紫外線（Ultraviolet rays)的長期作用PVC涂層會變脆，在老舊膜屋面上進行焊接比較困難且焊縫不穩定。因此一些加工商推薦采用膠粘修補。PTFE膜材應該按規定的加熱和冷卻(cooling)循環程序(procedure)進行焊接。焊接時應在屋頂膜面和補丁間增加FEP或PEA助焊層。膜材加工商應為業主量原始材料以確保現場隨時備有用于修補的膜材。備用材料應存放于陰涼干燥的環境中。

6、替換在結構的整個使用期內保留所有的加工圖可使膜的替換非常簡單。單需對采用的新膜材重新進行試驗以確定其補償值。如果原幅寬的膜材缺貨，則需要重新進行裁剪設計。也可能需要根據現有支承結構的具體尺寸重新進行結構找形。在替換之前，需對鋼框架、鋼索、夾板、螺栓、螺母和墊圈等其他結構元件進行檢查以便決定是繼續使用還是予以更換。對繼續使用的夾板和鋼件都應進行清洗，并檢查是否發生了腐蝕(釋義:指腐爛、消失、侵蝕等)。應將所有的腐蝕層予以除去，并采取充分的保護措施。腐蝕嚴重的構件和已損壞鋼索等應予以全部替換。為了對其他構件進行充分地維修或替換，建議在新膜材到貨之前就拆除舊結構。

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