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　　高（淺）拱形波紋鋼屋蓋承載力研究

　　王世英王小平

　　武漢理工大學土木工程與建筑學院，湖北武漢 (430070)

　　摘要： 隨著拱形波紋鋼屋蓋（簡稱波紋拱）在我國的廣泛應用，高拱型波紋鋼屋蓋（簡稱高拱）及淺拱形波紋鋼屋蓋（簡稱淺拱）等特殊波紋拱也在實際工程中時常遇見，但其在 豎向荷載作用下的承載能力尚不得而知。本文以 18m 跨 MMR-238 型波紋拱為研究對象，采用 ABAQUS 有限元軟件，研究了不同矢跨比的波紋拱在不同的豎向荷載工況下承載力的變化情 況。在全跨豎向荷載作用下高拱結構的極限承載力隨矢跨比的增大有較大減小，淺拱結構的 極限承載力隨矢跨比的減小有較大減??；而在半跨豎向荷載作用下矢跨比的變化對高拱和淺 拱的極限承載力的影響較小。

　　關鍵詞：拱形波紋鋼屋蓋；高拱；淺拱；極限承載力；有限元分析

　　1. 引言

　　拱型波紋鋼屋蓋（簡稱波紋拱）是一種新的空間鋼結構[1]，具有自重輕、造價低、適用 跨度大、造型美觀等特點，自上個世紀 90 年代引入我國以來，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，已廣泛 應用于工業(yè)廠房、倉庫、室內(nèi)體育場館、飛機庫等大跨度結構中，應用前景極為廣闊。2004 年，中國工程建設標準化協(xié)會組織編制了《拱形波紋鋼屋蓋結構技術規(guī)程CECS167:2004》[2]， 使得設計和制作安裝人員有據(jù)可依，也更快的推動了波紋拱在我國的發(fā)展和應用。近十幾年 來，有關波紋拱的研究主要集中在三個方面：計算方法的簡化；結構靜載作用下的承載能力； 結構的動力特性[3]—[10]。

　　在實際工程中，工程技術人員常把矢跨比大于 0.25 的波紋拱稱為高拱，而矢跨比小于 0.2 的波紋拱稱為淺拱。隨著波紋拱在我國的廣泛應用，高拱及淺拱等特殊波紋拱也在實際 工程中時常遇見，其在豎向荷載作用下的承載能力尚不得而知，對該結構進行專門的研究是 很有必要的。本文以 18m 跨 MMR-238 型波紋拱為研究對象，利用 ABAQUS 有限元軟件，模 擬分析高拱及淺拱在豎向荷載作用下的受力性能及承載能力，為這種結構的應用提供參考。

　　2. 研究對象

　　為了模擬高（淺）波紋拱結構，本文以國內(nèi)廣泛應用的 18m 跨 MMR-238 型截面（如圖 1）、 矢跨比為 0.10、0.15 的兩種淺拱和矢跨比為 0.35、0.40、0.45 三種高拱作為研究對象，波紋板為厚 1.0mm 的 Q235 鋼材。

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