采用廣義協(xié)調(diào)元對(duì)拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力特性和地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析,采用的是自己構(gòu)造的廣義協(xié)調(diào)平板型四邊形殼元,推導(dǎo)了在總體坐標(biāo)下的薄膜單元及板彎曲單元的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣,并考慮了 Rayleigh 阻尼的影響。根據(jù)拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn),將拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為空間殼體是切實(shí)可行的。
武漢工業(yè)大學(xué)王小平則以 W666 型銀河金屬拱型波紋屋頂為研究對(duì)象分別進(jìn)行靜力和動(dòng)力試驗(yàn),在考慮波紋和殘余應(yīng)力影響的情況下,提出了一種簡(jiǎn)化模型分析方法,將帶有橫向波紋的腹板和翼緣均等效成厚度為t的正交各向異性平曲板,并在此基礎(chǔ)上采用有限元法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力整體穩(wěn)定的分析和動(dòng)力特性分析,通過試驗(yàn)與理論的比較分析,證實(shí)了簡(jiǎn)化模型的可靠性。
北方交通大學(xué)楊維國、徐國彬用有限元的方法采用板單元對(duì)銀河屋頂?shù)淖哉耦l率和振型進(jìn)行了分析,并討論了其在脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下的響應(yīng),并針對(duì)風(fēng)荷載提出了輕型鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。
從搜集到的資料來看,國外對(duì)拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的研究基本上沒有人做過,國內(nèi)基本上只有上述幾人做過分析。通過他們的研究可以得到:
(1)拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是一種比較柔的結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為自振周期較大,有明顯的振型耦合;(2)地震作用下結(jié)構(gòu)最大動(dòng)力響應(yīng)發(fā)生在結(jié)構(gòu)的 1/4 跨處,水平地震作用比豎向地震作用響應(yīng)劇烈;
(3)脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的風(fēng)振系數(shù)在 1.7 左右,以此來演算結(jié)構(gòu)的動(dòng)力風(fēng)荷載比較合理。 但是,從研究的方法來看,上述幾人的研究基本上是采用殼單元利用有限元的方法對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力性能的研究;從研究的對(duì)象來看,所研究的結(jié)構(gòu)形式比較單一,如王小平只對(duì) W666 型板材、18m 跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力特性分析,而楊維國只對(duì)一條跨度 25m,拱高 5m 的 MMR-118 拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振動(dòng)力響應(yīng)的驗(yàn)算。而且上述研究都沒有對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)分析,所得的結(jié)論不具有廣泛的適用性。