膜構(gòu)知識庫
中美膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全系數(shù)
我國《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS 158: 2015 將荷載效應(yīng)組合分為第一類組合（組合中不含風(fēng)荷載）、第二類組合（含風(fēng)荷載工況），相應(yīng)的膜材抗力分項系數(shù)也不同，分別為5和2.5。
其實這個抗力分項系數(shù)是由安全系數(shù)根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB50068及《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009中的荷載分項系數(shù)1.2和1.4反推出來的?，F(xiàn)在，分項系數(shù)提高到1.3和1.5后，可以算出相當于我國膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的膜材安全系數(shù)是7.5（第一類組合）和3.75（第二類組合）。
美國《Tensile Membrane Structures》ASCE/SEI 55-16 有如下規(guī)定：
由β和Lt可以算出美國膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的膜材安全系數(shù)分別是：
組合1：1/(0.17*0.75)≈ 8，這相當于初始形態(tài)，我國規(guī)程沒有單獨對此做出規(guī)定。
組合2：1/(0.27*0.75)≈ 5，這個安全系數(shù)是基于美國規(guī)范中的雪荷載取值。對比中美規(guī)范雪荷載取值方法可知，美國規(guī)范對不均勻分布規(guī)定的比較詳細，雪荷載標準值在均勻分布時是一樣的。組合2相當于我國規(guī)程中的第一類組合?？梢钥闯?，第一類組合的膜材安全系數(shù)，我國是7.5、美國是5。
組合3~5：1/(0.33*0.75)≈ 4，這個安全系數(shù)是基于美國規(guī)范中的風(fēng)荷載取值。美國規(guī)范的基本風(fēng)速是按3s時距統(tǒng)計的，我國是10min，因此這里有個基本風(fēng)壓換算問題。
當然，風(fēng)荷載標準值不僅與基本風(fēng)壓有關(guān)，還與高度系數(shù)、體型系數(shù)、風(fēng)振系數(shù)有關(guān)，兩國規(guī)范的系數(shù)互有高低，這里暫按乘積相同處理，僅考慮基本風(fēng)壓換算后的安全系數(shù)：
1/(0.33*0.75*2.06*0.6)≈ 3.3。組合3~5相當于我國規(guī)程中的第二類組合?？梢钥闯觯诙惤M合的膜材安全系數(shù)，我國是3.75、美國是3.3。
另外，美國規(guī)程不僅分別驗算了膜材經(jīng)向和緯向強度，還驗算了經(jīng)緯向的組合強度。但膜面的經(jīng)緯向應(yīng)力一般不會同時最大，所以通常不是控制情況。
通過上面的簡單對比分析可以看出，換算成相同的雪荷載與風(fēng)荷載標準值，膜材的安全系數(shù)我國規(guī)程要高于美國規(guī)程?？紤]到生產(chǎn)、制作、安裝等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制水平，我國適當提高安全系數(shù)，現(xiàn)階段也是合理的。