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景观膜结构作为室外景观建筑,自然需要考虑在各种气候条件下荷载及受力情况。由于膜材是柔性的新型建筑材料,它具有一定的伸缩性,膜面在荷载的作用下会有一定的变形,所以景观膜结构建筑对“雨”和“雪”是比较敏感的。膜结构的建筑设计和结构设计阶段都必须充分考虑“排水”和“排雪”问题。否则,会留下很大的隐患。以往很多景观膜结构的工程事故中,这个问题是导致事故的主要原因之一。

从具体的操作层面上来说,景观膜结构设计应根据建筑物的使用特点和总平面要求,合理确定排水坡度和泄水位置,确保膜面排水顺畅;在雪荷载较大的地区,应采用较大的膜面坡度和必要的防积雪措施。

景观膜结构排水设计可采用无组织排水或有组织排水方式。由于景观膜结构的造型奇特,自由曲面,应充分考虑造型与排水的合理方式。

大型公共膜结构建筑(3000㎡)以上,宜采取有组织排水;小型开敞膜结构建筑(500㎡以下)可采取无组织排水;中型公共膜建筑(500~3000㎡)宜根据其高程、密闭和开敞性,选取合适的排水形式,可部分自由排水,结合组织排水。

膜面雨水量是设计排水系统的依据,其大小与当地暴雨程度q、汇水面积A和膜面宜泄能力系数k有关,按以下公式计算

qr=k1(A.q5/1000)

式中  qr-雨水设计流量

A-汇水面积(㎡),根据膜面特点具体计算;

q5-当地降雨历时5min时的暴雨强度

k1-设计重现期为1a时的膜面宜泄能力系数(膜面坡度小于10%时可取  k1=1.0,坡度大于10%时取1.2~2.0)。

暴雨强度可按以下公式计算

h=F(1 C.tant0)/(t b)n

式中  h-暴雨(降雨)强度(mm/min)

t0-设计重现期(a)

t-降雨历时(min)

F、C、b、n-当地降雨参数。

膜面排水坡度要求大于一般建筑。平膜坡度15~20%以上,双曲面脊度(曲率)应大于10%。同时膜面预张力1.0~2.0KN/m以上,避免膜在雨水作用下发生较大变形,从而在膜面产生积水、兜水。膜面积水具有马太效益特点,积水将导致局部凹陷变形,凹陷变形反过来加剧积水现象。足够坡度、曲率和张力水平是保证排水顺畅的必要条件。倒水板(可为不锈钢、铝板、膜带)、导水沟、落水管等设计宜与膜节点构造设计协调