天津大學(xué)的張勇博士己提出通過設(shè)置拉索對波紋拱屋蓋進(jìn)行加固處理[31,提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力。但是最后的結(jié)論是這種加固形式只對提高半跨荷載作用下的結(jié)構(gòu)承載力有效,對提高全跨荷載下結(jié)構(gòu)承載力的作用不明顯。該文中對加固的方法只是做了一些嘗試性的實(shí)驗(yàn),并沒有展開深入的研究。

清華大學(xué)的郭彥林教授提出了一種斜拉式彩板波形拱殼結(jié)構(gòu)。該文通過采取構(gòu)造措施,在拱板上增設(shè)了斜拉構(gòu)件,以此來限制結(jié)構(gòu)的位移,提高結(jié)構(gòu)的極限承載力,并且對這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元內(nèi)力和穩(wěn)定分析,重點(diǎn)研究了斜拉桿的縱向有限影響范圍。通過研究和實(shí)驗(yàn),表明這種加固方法一定程度上提高了結(jié)構(gòu)承載力,并使拱板的跨度進(jìn)一步加大成為可能。不過該加固措施要將槽鋼沿拱板縱向外側(cè)通長設(shè)置,導(dǎo)致槽鋼下拱板應(yīng)力過分集中,并且這種構(gòu)造十分不美觀;而且斜拉構(gòu)件要穿過拱板,對拱板造成人為的初始缺陷,對抵抗局部破壞十分不利;同時這種結(jié)構(gòu)沒有對應(yīng)的理論模型,有一定的局限性。

嘉應(yīng)大學(xué)土木工程系張德生提出在波紋拱上增設(shè)環(huán)箍,并在結(jié)構(gòu)弧面1/4及3/4處沿結(jié)構(gòu)縱向各設(shè)一道通長槽鋼,通過槽鋼控制結(jié)構(gòu)的變形;該文利用ANsys分析了這種加固結(jié)構(gòu)在風(fēng)、類雪荷載全跨、半跨作用下的極限承載力并與原波紋拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比,得出該措施對波紋拱起到了加強(qiáng)的效果。該文與郭彥林教授的方案有相似之處,但不同在于他設(shè)置的環(huán)箍不影響室內(nèi)使用空間和結(jié)構(gòu)的美觀,但是該文章并沒有給出設(shè)置環(huán)箍的縱向間距,而且環(huán)箍也需要穿過波紋板,對波紋板造成了人為的初始缺陷。

大連理工大學(xué)結(jié)構(gòu)工程研究所司炳君、張純玉提出了一種新型結(jié)構(gòu)體系,即在拱形波紋鋼屋蓋基礎(chǔ)上合理增設(shè)鋼管析架拱及相應(yīng)的縱向平面析架的新型組合屋蓋體系—拱形波紋板一析架組合屋蓋體系,并以MIC240板型拱形波紋鋼屋蓋、拱形波紋板-析架組合體系屋蓋為研究對象、利用有限元分析軟件ANSYS,對兩種結(jié)構(gòu)在不同參數(shù)下(如:跨度、矢高、荷載、析架截面尺寸、板厚等)的受力性能進(jìn)行了分析對比,得出以下主要結(jié)論:

l)組合結(jié)構(gòu)能有效的提高結(jié)構(gòu)的承載力、改善受力性能以及控制其變形;

2)由于析架的作用,拱形波紋板的破壞模態(tài)由整體失穩(wěn)轉(zhuǎn)化為局部破壞;

3)隨著結(jié)構(gòu)矢跨比及跨度的增大,增設(shè)析架對于提高結(jié)構(gòu)承載力的幅度越大,改善結(jié)構(gòu)受力性能的效果越明顯;

4)矢跨比、析架高度、析架截面尺寸是影響組合結(jié)構(gòu)受力性能的主要因素,而析架間距、析架形式、縱向析架榻數(shù)及波紋板板厚均為次要因素。作者還對初始缺陷對該組合結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了初步探討,得出組合結(jié)構(gòu)對缺陷更為敏感的結(jié)論。

該文的研究僅限于有限元參數(shù)分析,對拱形波紋板一析架組合體系屋蓋的理論分析并未涉及;且該文中認(rèn)為析架拱間距是影響組合結(jié)構(gòu)承載力的次要因素與圓柱網(wǎng)殼穩(wěn)定的相關(guān)理論有些出入,需進(jìn)一步探討。