膜結構遮陽棚排水問題解析
膜結構遮陽棚作為室外膜結構建筑,自然需要考慮在各種氣候條件下荷載及受力情況。由于膜材是柔性的新型建筑材料,具有一定的伸縮性 ,膜面在荷載的作用下會有一定的變形 ,所以景觀膜結構建筑對“雨”和"雪” 是比較敏感的。膜結構的建筑設計和結構設計階段都必須充分考慮“排水”和“排雪”問題。否則，會留下很大的隱患。以往很多景觀膜結構的工程事故中,這個問題是導致事故的主要原因之一 。 從具體的操作層面上來說,景觀膜結構的設計應根據(jù)建筑物的使用特點和總平面要求,合理確定排水坡度和泄水位置,確保膜面排水順暢;在雪荷載較大的地區(qū)，應采用較大的膜面坡度和必要的防積雪措施。
景觀膜結構排水設計可采用無組織排水或有組織排水方式。由于景觀膜結構的造型奇特,自由曲面,應充分考慮造型與排水的合理方式。大型公共膜結構建筑( 3000㎡)以上,宜采取有組織排水;小型開敞膜結構建筑(500㎡以下可采取無組織排水;中型公共膜建筑( 500~3000㎡ )宜根據(jù)其高程、密閉和開敞性 ,選取合適的排水形式,可部分自由排水,結合組織排水。
膜面雨水量是設計排水系統(tǒng)的依據(jù),其大小與當?shù)乇┯瓿潭萹、匯水面積A和膜面宜泄能力系數(shù)k有關,按以下公式計算 qr=k1(A.q5/1000)
式中qr-雨水設計流量
A-匯水面積(m2 ) , 根據(jù)膜面特點具體計算;
q5 -當?shù)亟涤隁v時5min時的暴雨強度
k1 -設計重現(xiàn)期為1a時的膜面直泄能力系數(shù)(膜面坡度小于10%時可取k1=1.0 ,坡度大于10%時取1.2~2.0)。
暴雨強度可按以下公式計算
h=F(1+C.tant0)/(t+b)n
式中h-暴雨(降雨)強度(mm/min)
t0-設計重現(xiàn)期(a)
t-降雨歷時(min) F、C. b、n-當?shù)亟涤陞?shù)。
膜面排水坡度要求大于一般建筑。平膜坡度15~20%以上,雙曲面脊度(曲率)應大于10%。同時膜面預張力1.0~ 2.0KN/m以上,避免膜在雨水作用下發(fā)生較大變形,從而在膜面產生積水、兜水。膜面積水具有馬太效益特點,積水將導致局部凹陷變形,凹陷變形反過來加劇積水現(xiàn)象。足夠坡度、曲率和張力水平是保證排水順暢的必要條件。倒水板(可為不銹鋼、鋁板、膜帶)、導水溝、 落水管等設計宜與膜節(jié)點構造設計協(xié)調。