某膜结构自行车棚被雪压垮的原因分析

　　一、工程概况：

　　某膜结构自行车棚支撑体系由两个相距18.5m的桅杆和周边的锚固点组成，前端两个锚固点是两个钢结构的三角架，后端锚固点由混凝土框架结构提供，钢桅杆底部固结连接在基础上，桅杆和前后锚固点经钢索连接成稳定的结构整体，2009年1月膜结构边索滑脱，膜被大风刮破，于同年3月替换膜材修好，并在屋顶增加了一个支点。

　　2009年11月中旬该地区大雪(积雪厚度达32cm)，该膜结构又被积雪压垮，如果雪容重取1.3kN/m3，则雪荷载为0.416kN/m2，高过荷载规范规定的0.4kN/m2约4%，虽然气象部门称这是当地50年难遇的大雪，但该结构的暴露出来的设计问题也应引起大家的重视。

　　二、原因分析：

　　膜结构自行车棚因雪荷载破坏的事故原因分析式中：f对应于较大主应力方向的膜材抗拉强度设计值;fk膜材抗拉强度标准值;强度折减系数;对处于一般部位的膜材=1.0;对处于连接节点处和边缘部位的膜材=0.75;R膜材抗力分项系数，对一类荷载效应组合R=5.0;对二类荷载效应组合R=2.5。

　　由此得膜材的强度设计值:一类荷载组合:径向16.8kN/m，纬向16.4kN/m;二类荷载组合:径向33.6kN/m，纬向32.8kN/m;2.2荷载及荷载组合荷载包括结构自重、预应力、雪荷载和施工荷载，整个活荷载按照50年一遇取值。

　　膜材自重0.01kN/m2，雪荷载按照荷载规范取值0.4kN/m2;由于本次是考虑雪荷载对膜的破坏，所以没有考虑风荷载，预张力取值:膜经纬向均为2.5kN/m，前端边索50kN，前侧边索29kN，后侧边索18kN，后端边索21kN。

　　通过以上计算分析可知，其设计方面的不合理可归结为以下几点:

　　1、膜结构自行车棚设计不合理，在雪荷载比较大的地区没有考虑合理的坡度和需要的防积雪措施，膜面有比较大的平坦区城，容易积雪，造成结构安全事故;

　　2、在恒荷载和雪荷载承载力组合下，膜面在桅杆接节点处是应力集中的区域，两个主应カ方向拉应力均高过膜材的设计强度(根据相关试验研究的结果，膜材在双向拉应カ下的抗拉强度比单向拉伸强度要小50%左右，且在节点处没有采取有效的补强措施;

　　3、脊索对膜面有补强作用，但由于没有设置索套，膜面会顺着脊索滑移，削弱了脊索对膜面的补强作用。