民用拱形彩鋼棚

實際工程中這種結(jié)構(gòu)的縱向長度一般都大于其跨度，因而遠離兩端部的屋蓋受端部山墻影響較小，另外盡管結(jié)構(gòu)所受荷載沿拱軸線的分布可能是不均勻的，但沿結(jié)構(gòu)縱向的分布一般都是均勻的，這種情況下結(jié)構(gòu)的空間作用并不顯著。若忽略結(jié)構(gòu)的空間作用，將其按平面結(jié)構(gòu)來分析則可大大簡化分析過程。

拱是一種為廣大設(shè)計人員所熟悉的結(jié)構(gòu)形式，拱的分析理論較殼體要簡單得多，而且計算量也不大，因此作為這種結(jié)構(gòu)簡化設(shè)計的計算模型是非常適宜的。但是要用實體結(jié)構(gòu)（這是傳統(tǒng)的拱給人們的印象）來模擬拱型波紋鋼屋蓋這種帶有細小波紋的薄壁鋼結(jié)構(gòu)，在理論上要對結(jié)構(gòu)進行許多簡化處理，其中如何考慮結(jié)構(gòu)上小波紋對結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響，以及如何考慮這種薄壁結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性問題，是確立這種結(jié)構(gòu)分析理論的關(guān)鍵。

在利用拱計算模型分析拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)時，一些文獻采用普通薄壁鋼結(jié)構(gòu)中的有效寬度法考慮了結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定問題，而幾乎所有文獻均忽略了結(jié)構(gòu)上橫向小波紋的力學(xué)影響。這種結(jié)構(gòu)殼體計算模型的分析結(jié)果以及試驗研究均表明，結(jié)構(gòu)上的小波紋對結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能具有很大影響，它一方面可提高鋼板的局部穩(wěn)定承載力、增強結(jié)構(gòu)的縱向抗彎剛度，另一方面則削弱結(jié)構(gòu)跨度方向的剛度、降低結(jié)構(gòu)跨度方向的穩(wěn)定承載力。因此忽略小波紋的影響往往將顯著夸大實際結(jié)構(gòu)的剛度，所得理論分析結(jié)果是偏于不安全的。另外，波紋板件的局部穩(wěn)定承載力以及局部失穩(wěn)的特征都不同于一般的平板，直接套用一般薄壁鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中有效寬度的計算方法來確定這種帶波紋結(jié)構(gòu)有效寬度的做法顯然也缺乏理論根據(jù)。

在結(jié)構(gòu)所受荷載沿結(jié)構(gòu)縱向均勻分布的前提下，可以將這種結(jié)構(gòu)簡化成平面拱結(jié)構(gòu)，取單位寬度的屋蓋進行分析。為了在拱計算模型中計入小波紋的力學(xué)作用，本文采用了等效正交異性化方法。由于對平面拱結(jié)構(gòu)承載力起作用的結(jié)構(gòu)剛度只有拱平面內(nèi)的抗彎、抗拉剛度，因此只對這種結(jié)構(gòu)的這兩種剛度進行了等效處理。

等效后平板的彈性模量不僅與原來板件的厚度有關(guān)，還受波紋深度影響。對于圖 2.1 所示截面的拱型槽板，由于成型的需要板件上 A、B 兩點的波紋深度是不一樣的，因此按照等效正交異性化方法考慮波紋的影響，等效后的 A、B 兩點的彈性模量將不一樣，而且 B 點的 彈性模量要小于 A 點。同理板件上任何兩點，只要距截面上端的距離不等，其等效后的彈性模量就不相等。