1 ) 膜材內(nèi)的拉應力超過其經(jīng)向或緯向抗拉強度,導致膜材被拉斷;

2 ) 由于膜材接縫處或膜與其他構件的連接處的連接強度不足所導致的開裂;

3 ) 在膜材安裝過程中或由于構造不當所導致的膜材撕裂。從結構角度講, 對膜材的選擇就是要保證膜材的抗拉強度、連接強度和抗撕裂強度滿足膜結構設計的要求。 對于第一種失效模式,可以通過增大膜材的安全系數(shù)來避免。通常在永久性荷載(如自重、預張力 )作用下, 膜材的安全系數(shù)取 8; 對于風荷載起控制作用的組合,安全系數(shù)取4;對于雪荷載, 安全系數(shù)則取5。因為雪荷載通常會持續(xù)一段較長的時間 ,可以認為是一種半永久性荷載。由于膜材的經(jīng)緯向抗拉強度及膜面在各個方向的應力并不相同, 上述校核要按方向分別進行。

對于第二種失效模式,可在接縫計算時加大安全系數(shù)、保證必要的接縫寬度來避免。當采用焊接連接時,通常 PVC及 PTFE 膜材的接縫寬度為 40-75mm,小品中也有采用25mm的; ETFE 膜材的焊接接縫寬度一般為 10mm; 具體寬度取決于膜面設計應力及焊接加工的質(zhì)量。接縫強度還與溫度相關, 溫度越高, 強度越低。除設計選定外,實際加工時還需試焊、測試接縫強度。

第三種失效模式, 往往與應力集中有關, 這也是設計和安裝過程中尤其要注意避免的。由于膜材的撕裂強度僅為其抗拉強度的十分之一左右,從國內(nèi) 、外已有膜結構的工程經(jīng)驗來看, 膜材撕裂是最易發(fā)生的工程事故。膜材安裝過程中的臨時固定措施不當是導致膜材撕裂的主要原因之一, 此時的膜材已經(jīng)展開但尚未繃緊, 在陣風的作用下極易導致膜材撕裂。設計中所采用的構造措施不當 , 也是導致膜材內(nèi)的應力集中并最終撕裂的原因之一。在膜面與其他構件的連接處容易產(chǎn)生應力集中 ,對這些部位應進行適當?shù)难a強, 即增加邊界處膜的層數(shù)。 此外 ,由于膜結構的變形比較大,在膜結構與鋼結構的連接部位應保證具有足夠的自由度; 同時要防止膜面在風作用下與周圍其他物體相碰撞或摩擦而使膜面受損。
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