膜結(jié)構(gòu)在我國(guó)興起的歷史不足 20 年，膜結(jié)構(gòu)的維護(hù)管理工作一直沒(méi)有引起足夠的重視。由于膜結(jié)構(gòu)的使用壽命長(zhǎng)，很多人存在膜結(jié)構(gòu)為免維護(hù)結(jié)構(gòu)的誤區(qū)。實(shí)際上膜結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用壽命是建立在健全的維護(hù)管理工作基礎(chǔ)上的。忽略膜結(jié)構(gòu)的維護(hù)管理會(huì)造成膜結(jié)構(gòu)損壞造成重大事故的后果。 膜結(jié)構(gòu)歷史的初期，在全世界范圍內(nèi)出現(xiàn)過(guò)一些膜結(jié)構(gòu)事故。隨著膜結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)膜結(jié)構(gòu) 的理解深化，業(yè)主方對(duì)膜結(jié)構(gòu)的維護(hù)管理認(rèn)識(shí)方面的不足也需要引起重視。 日本的膜結(jié)構(gòu)維修規(guī)范明確定義了業(yè)主對(duì)膜結(jié)構(gòu)的責(zé)任范圍，定期委托膜結(jié)構(gòu)公司進(jìn)行膜結(jié)構(gòu) 的維修檢查成為膜結(jié)構(gòu)業(yè)主義務(wù)。在我國(guó)目前責(zé)任定義不清的情況下，需要
膜結(jié)構(gòu)公司定期與業(yè)主進(jìn)行溝通，
膜結(jié)構(gòu)的維修管理
1. 膜材料的劣化確認(rèn)
膜結(jié)構(gòu)完工后，需定期進(jìn)行維護(hù)檢查工作，每 2 至 3 年需進(jìn)行一次維護(hù)檢查工作。另外在臺(tái)風(fēng) 后對(duì)膜結(jié)構(gòu)受臺(tái)風(fēng)的影響，是否存在螺栓松動(dòng)現(xiàn)象等進(jìn)行確認(rèn)以及做必要的維修工作。在此基礎(chǔ)上， 膜結(jié)構(gòu)達(dá)到特定的使用壽命（PTFE 膜材為 25 年左右，PVC 膜材為 10～15 年左右）時(shí)，需從膜結(jié) 構(gòu)上進(jìn)行取樣試驗(yàn)，確認(rèn)膜材料的強(qiáng)度保持率。在達(dá)到膜材更換條件下，準(zhǔn)備進(jìn)行膜材的更換，避 免事故的發(fā)生。 由于 PVC，PVDF 膜材的使用壽命較 PTFE 膜材短，且受高溫，濕度及紫外線等因素影響較大， 特別是高溫地區(qū)存在 PVC，PVDF 膜材在未達(dá)到正常使用壽命前老化的現(xiàn)象。現(xiàn)有的《膜結(jié)構(gòu)技術(shù) 規(guī)程》對(duì)膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及維護(hù)提出了指導(dǎo)性意見(jiàn)，但對(duì)膜材料老化的研究當(dāng)時(shí)還不 多，沒(méi)有能夠反映在規(guī)程里，需要設(shè)計(jì)師跟據(jù)膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用區(qū)域不同進(jìn)行判斷?！赌そY(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 雖明確指出了分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式, 但只是容許應(yīng)力法在分項(xiàng)系數(shù)公式中的轉(zhuǎn)換表達(dá), 沒(méi)有反映地 域不同造成材料退化因素的影響比如高溫多濕區(qū)域，污染嚴(yán)重區(qū)域?qū)?PVDF 涂層膜材及 PTFE 膜材 的壽命有不同程度的影響。 在國(guó)外，絕大多數(shù)采用膜結(jié)構(gòu)的體育場(chǎng)館采用的是 PTFE 膜材，主要的原因在于 PTFE 膜材與 PVC 膜材的使用壽命不同。20 世紀(jì)初我國(guó)興起了一批采用 PVC，PVDF 膜材的體育場(chǎng)館，由于科技水平的局限性，早期的 PVC，PVDF 膜材的技術(shù)水平較目前有差距，早期使用 PVC，PVDF 膜材的 項(xiàng)目其膜材目前已逐漸進(jìn)入了老化階段，需要提前對(duì)膜材的更換提前進(jìn)行規(guī)劃，避免由于膜材老化引起大的工程事故。
2.消除膜結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的不安全因素
在臺(tái)風(fēng)到來(lái)之前做好準(zhǔn)備工作，關(guān)閉門窗，檢查是否存在臺(tái)風(fēng)下易吹起的物品如花盆、建筑工 地上的零星物品等，消除膜結(jié)構(gòu)周邊的幕墻、照明結(jié)構(gòu)等的不安全因素。
3. 膜面坡度平緩處采取對(duì)策預(yù)防膜面積水，積雪
膜結(jié)構(gòu)需要盡可能保證膜面的排水坡度，但為了實(shí)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)的大跨度，有可能存在膜面平緩的 中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)成立 20 周年暨技術(shù)交流 區(qū)域。為了防止膜面積水造成膜結(jié)構(gòu)破壞事故，有時(shí)需要采取膜面開(kāi)溢流口的措施。 2013.11 杭州 世博軸膜結(jié)構(gòu)局部存在膜面平坦的問(wèn)題，在膜面平坦處設(shè)置了 11 個(gè)溢流口，雨量達(dá)到一定厚度 超出溢水高度情況下，雨水才通過(guò)溢水口排出。溢流口的具體位置為活荷載下膜面坡度小于 10%的 區(qū)域。為了評(píng)價(jià)開(kāi)洞對(duì)膜面的影響，單獨(dú)選取開(kāi)洞的膜面并在積水位置處設(shè)置鋼環(huán)模擬膜在開(kāi)洞處 的固定。膜面開(kāi)孔處在邊緣存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，開(kāi)孔處的膜邊緣附近需要做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)。
4. 膜固定螺栓，鋼索等膜附屬構(gòu)件的銹蝕，松弛，脫落等問(wèn)題對(duì)策
膜結(jié)構(gòu)完工后，需定期進(jìn)行維護(hù)檢查工作，定期檢查支承結(jié)構(gòu)，鋼索，螺栓等處的腐蝕情況。 腐蝕發(fā)生輕微的情況，可先除去腐蝕層，然后重新做好表面的防腐處理。螺栓連接發(fā)生腐蝕，應(yīng)予 以更換。膜結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)，剛度小，自振頻率低，在外來(lái)風(fēng)荷載下易發(fā)生大的變形并伴隨著振動(dòng) 現(xiàn)象。在某些風(fēng)荷載一致比較大的地區(qū)，膜結(jié)構(gòu)的角板有可能長(zhǎng)時(shí)間處于振動(dòng)狀態(tài)，曾近發(fā)生過(guò)固 定角板的銷栓脫落的事故。發(fā)生事故的工程使用的是索結(jié)構(gòu)常用的蓋板+螺釘固定式樣銷栓，螺釘由 于長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)松掉造成蓋板脫落，銷栓脫落。建議在振動(dòng)頻繁的部位（特別是角板處）使用帶開(kāi)口 銷的銷栓，開(kāi)口銷材質(zhì)為 SS304 或 SS316 不銹鋼材質(zhì)（碳鋼鍍鋅的材質(zhì)時(shí)間長(zhǎng)了容易自然銹斷，不 安全)。
5. 需要考慮膜材料在超出設(shè)計(jì)范圍的雪荷載(長(zhǎng)期荷載)作用下存在抗拉能力降低的特性
在長(zhǎng)時(shí)間的拉伸情況下，
PTFE膜材會(huì)在設(shè)計(jì)強(qiáng)度以下發(fā)生破裂，在 40%破斷強(qiáng)度的荷載作用下 下，膜可以連續(xù) 90 日承受荷載，但在超出 50%破斷強(qiáng)度的荷載作用下，膜可能在 3-4 小時(shí)內(nèi)發(fā)生破 壞。因此，設(shè)計(jì)上需具體情況具體分析，對(duì)設(shè)計(jì)雪載過(guò)大地區(qū)，及有可能產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間積雪的結(jié)構(gòu)采 取融雪措施或采用高強(qiáng)度膜材。
6. 采取必要的除雪融雪措施
可采用膜面下方設(shè)置起振機(jī)，膜面下加熱，膜面上方利用鼓風(fēng)機(jī)吹雪以及人工排雪的措施。目 前國(guó)內(nèi)一般采用人工除雪，但另外需要想定在連續(xù)的降雪情況下無(wú)法人工除雪時(shí)的應(yīng)急備案。2008 年中國(guó)南方地區(qū)的雪災(zāi)主要原因在于出現(xiàn)連續(xù)的雨夾雪天氣，造成積雪凍成冰層后超出設(shè)計(jì)荷載。 膜面加熱裝置可用來(lái)加速降雪間期冰雪的融化，然而大面積屋面的加熱裝置在安裝、維護(hù)和耗能方 面成本都很高，可考慮在積雪最嚴(yán)重的地方局部設(shè)置加熱裝置。
7. 膜結(jié)構(gòu)的外周需考慮積雪滑落，消除積雪滑落引起事故的隱患
在日本多雪地區(qū)，通常會(huì)在建筑物的外周設(shè)置堆雪平臺(tái)以存放滑落的積雪,避免行人受到滑落積雪的傷害。設(shè)置堆雪平臺(tái)的寬度時(shí)需考慮雪的滑動(dòng)角度及高度來(lái)考慮積雪的飛落距離。
