膜结构积水承载力极限状态分析

摘要

膜结构是一种柔性结构，其刚度由几何形状和所施加的预应力共同提供。正常情况下膜面不能积水，但如果存在设计失误或施工偏差，或长期使用后膜面出现松弛等，膜面就有可能因暴雨导致受力后变形过大而产生积水。由于膜结构在局部荷载作用下，易产生“袋状效应”，雨水积留会使膜面变形越来越大，最终可能导致膜面撕裂或支承结构破坏。本文主要针对ETFE膜结构，选取具有初始挠度的圆形平面薄膜和初始形态为球面的圆形气枕膜面两种模型作为研究对象，考虑几何非线性与材料非线性，通过数值分析研究它们在积水情况下的承载力极限状态。