欢迎光临温州晟势膜结构工程有限公司官网! 工程案例 | 收藏本站 南京膜结构体育看台
您所在位置:网站首页——技术资讯

江苏膜结构哪家好: 膜结构车棚倒塌的原因分析

作者: 来源: 日期:2017-12-30 17:12:08 人气:196
江苏膜结构哪家好: 膜结构车棚倒塌的原因分析


随着膜结构的广泛应用,其倒塌事故时有发生,通过工程事故分析,工程事故大多是整体抗倾覆和钢柱底部连接强度不够。结合合肥市某膜结构停车棚的倒塌事故,详细地分析此类工程的倒塌原因。利用有限元软件ANSYS分析了钢柱的变形情况,并与现行规范进行比较,并分析了柱脚锚板的锚固应力情况,得到此膜结构车棚倒塌事故中设计方面存在的问题。针对其设计中的问题,对膜结构工程的基础设计以及钢桁架柱与基础短柱的锚固连接进行讨论,为该类结构形式的设计提供参考。
  关键词:膜结构,事故分析,钢柱,基础设计,ANSYS
  1引言
  膜结构停车棚是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成的结构体系。膜结构具有艺术性、经济性、适用范围广等优点,在停车场及候车厅的建设中担当了重要角色。随着膜结构车棚的广泛应用[1],其安全性尤为重要。膜结构停车棚的倒塌事故时有发生,目前学者们对膜结构常见的事故也总结了一系列原因,包括气候(强风、雨雪等)、施工以及设计等方面[2-5]。本文依托合肥某膜结构停车棚的倒塌事故,探讨其事故原因,并提出相应的施工及设计方面的安全措施和注意事项,以期为在此类膜结构工程提供有价值的参考。
  2工程概况
  该张拉膜结构为合肥市某停车棚,占地42.4 m×12.5 m,桅杆高6.5 m,侧立面示意图见图1,轴测图见图2。本工程设计使用年限为25年,基础及上部结构安全等级为二级,不考虑抗震,基本风压取0.35 kN/m2,风阵系数取1.0。本工程基础为独立柱基础,上部结构为钢桁架结构加索膜结构。本工程材料采用白色国产PTFE涂层玻璃纤维膜,且各项性能满足规程玻璃纤维类C级标准的膜材,以及型号为Q235的钢材。其中,膜材的抗拉强度标准值为径向不小于2 900 N/cm3,纬向不大于3 100 N/cm3。
  图1侧立面示意图(单位:mm)
  Fig.1 Profile picture(Unit:mm)
  图2结构轴测图
  Fig.2 Axonometric drawing
  3事故概况及事故分析
  3.1事故概况
  在该膜结构停车棚施工完成并投入使用一段时间后,由于风力作用,该停车棚整体向一侧倒塌,停车棚倒塌现场事故见图3。
  图3现场事故图
  Fig.3 Accident figure
  观察倒塌事故现场,发现钢桁架柱子与基础混凝土短柱顶部锚固处发生脱离,见图4。
  图4锚板与基础混凝土短柱顶脱离
  Fig.4 The pull-out of a anchor plate from concrete pillar foundation
  3.2事故分析
  3.2.1整体抗倾覆能力不足
  膜结构车棚一般基于其大跨度、经济性等特点,选用单排钢柱支撑,而膜结构本身及其钢桁架自重较轻,使得支承钢柱的基础具有承受大弯矩、小轴力的特点,致使膜结构停车棚的整体抗倾覆效果较差。一般地,膜结构停车棚为了充分表达透明的空间和轻巧的形状,需要细化支承结构,因此,在不影响膜结构工程的空间使用情况下,应加大支承柱基础的埋深,以提高抗倾覆能力。此外,支撑柱在沿车棚短方向若有两短杆辅助支撑效果将好很多,即增加支撑节点,形成三角形稳定结构,否则再有大风还会倒塌。同时,由于膜结构的风敏感性,对复杂体形的膜结构需进行风洞试验来确定风载体型系数[6]。
  为了不影响工程美观,现就基础埋深的大小来讨论其抗倾覆能力。该工程基础埋深实际为1.0 m,另假设该工程基础埋深为1.5 m,根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)[7]8.1条的规定,经计算可知,由风荷载产生的倾覆弯矩MS以及由侧向土压力以及基础重力产生的抗倾覆弯矩MR见表1。由表1可知,该工程基础埋深1.0 m时的基础抗倾覆能力不足,但基础埋深适当加大至1.5 m时,其抗倾覆能力满足要求。
  取一根钢柱的从属面积5.3 m×6.5 m,根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)[7]8.1条的规定,柱子的均布风荷载为2.78 kN/m,对于基础,当埋深1.0 m时,侧向土压力大小为10.7 kN/m,埋深1.5 m时,侧向土压力大小为16.0 kN/m。利用有限元软件ANSYS对该钢柱进行挠度分析,钢柱与基础混凝土短柱顶采用刚接的方式,混凝土基础与土体采用柔性接触?;÷裆?.0 m时钢柱变形图见图5,埋深1.5 m时钢柱变形。

新闻评论

没有资料

发表评论

  • 昵 称:
  • 内 容:
  • 验证码:
  •       

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!