膜结构是现代柔性空间结构的典型代表,具有造型优美、通透性好和施工便利等优点,工程应用日益广泛。近年来,我国灾害性强降水天气逐年增多,强降水引发的膜结构破坏事故频发,给人民的生产生活造成了重大损失。工程实例表明,袋状效应是导致膜结构积水破坏的重要原因。因此,有必要对膜结构在强降水作用下的袋状效应及失效过程做深入研究。鉴于台风是最强的暴雨生成天气系统,论文首先介绍了基于台风边界层模型的MYSR台风降水模型,推导了台风致降水的理论公式,探讨了降水强度极值的计算方法,并进行了不同重现期的降水强度极值分析,为强降水作用下结构的力学性能研究提供了荷载依据。基于向量式有限元理论,论文推导了膜单元内力公式,给出了膜结构找形和受力分析方法,编写了 MATLAB程序对膜结构进行初始形态分析和荷载分析。提出了强降水作用下膜结构袋状效应研究的基本假定和积水荷载计算方法,建立了袋状效应分析流程。对一正六边形膜片结构进行了强降水作用下袋状效应的数值模拟,并分析了袋状效应对结构力学性能的影响。探讨了基于向量式有限元理论的膜结构破裂失效研究方法,制定了膜结构的断裂准则和破裂实现方式。进行了强降水作用下充气膜结构袋状效应及破裂失效全过程模拟分析。算例分析结果表明:强降水作用下,由于袋状效应的影响,充气膜膜面应力和变形均随时间迅速增大,一旦出现开裂点,裂缝将迅速发展,延伸至支座。