淺議金屬拱形波紋屋面承載能力影響因素

淺議金屬拱形波紋屋面承載能力影響因素摘要：本文是在文獻(xiàn)[1][7]的研究基礎(chǔ)上，對(duì)于影響金屬拱形波紋屋面承載力的主要因素作了具體的理論分析，并提出了對(duì)本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工的合理建議。關(guān)鍵詞：金屬拱形波紋屋面承載能力影響因素根據(jù)文獻(xiàn)[1][7]，影響金屬拱形波紋屋面承載能力的因素主要有：板型、鋼板材料、跨度、矢跨比和鋼板厚度等。本文根據(jù)文獻(xiàn)[7]所提出的承載能力計(jì)算公式和計(jì)算機(jī)有限單元分析方法及試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于影響金屬拱形波紋屋面承載能力的各種因素作了具體的分析和研究，并提出了相應(yīng)的合理建議，權(quán)作拋磚引玉，以資商榷。金屬拱形波紋屋面承載能力的主要影響因素影響金屬拱形波紋屋面承載能力的因素主要有：板型、鋼板材質(zhì)、跨度、矢跨比和鋼板厚度等五個(gè)方面?，F(xiàn)就此五方面分別作具體的分析和計(jì)算。板型對(duì)金屬拱形波紋屋面承載能力的影響腐圖團(tuán)1寫連國內(nèi)市場通行羊產(chǎn)品的型式和鋤尺寸烘所謂板型包括幫兩個(gè)方面的內(nèi)餡容：即屋面的趨截面形式和尺笛寸。因?yàn)樵撐蒽`面形式采用定惡型化機(jī)組批量糟生產(chǎn)，其截面毛形式和尺寸一丸般是確定的。彼從目前市場流啟行的截面形式習(xí)而言，基本上臺(tái)有慘U瓜形梳和帶V乏形兩種。各生未產(chǎn)廠家產(chǎn)品之蹤間的截面尺寸到基本一被致纏,數(shù)差異很小。雀現(xiàn)在我們以桿5m慶、樸10m抓、登15m類、吧20m嚇、最25m歌和蒜30m殼的該種屋面結(jié)跡構(gòu)為例，各采撓用三種板型應(yīng)月用通用結(jié)構(gòu)根掩據(jù)文央獻(xiàn)施[7啦]殺所提供的計(jì)算跑方法對(duì)其進(jìn)行懇極限承載力分復(fù)析。矢跨比慈為炸1/桿4眠，拱腳點(diǎn)為鉸釋接。三種板型搞的承載力分析步結(jié)果如丹圖精2感所示。竄圖扶2嚼臣屋面承載力與白跨度的關(guān)系留沉葛截面的抗彎剛窗度與截面高度照呈立方關(guān)系。叛顯然截面高度挽增大無疑會(huì)提北高金屬拱形波匆紋屋面的整體垮剛度，從而使抹結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)提定性得以加強(qiáng)紋。但是隨著截受面高度的增加右，其局部穩(wěn)定捎性必然減弱。嶄兩者之間是相拼互矛盾的，但而必然有一個(gè)相帥互妥協(xié)的最優(yōu)部值。臣瓣與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)加排以綜合比較，另不難發(fā)現(xiàn)：在狼這三種板型中葬，跳V舒形截面的自重步最輕，經(jīng)濟(jì)指雨標(biāo)最好；加簡高凈U矩形的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)舅最差，但它的肉承載能力最大免?；匿摪宀馁|(zhì)對(duì)金屯屬拱形波紋屋柿面承載能力的麻影響至板材即所用鋼鋤板的材質(zhì)。根顫據(jù)作者對(duì)國內(nèi)蘭市場的調(diào)研結(jié)候果，國內(nèi)近三撇十余家施工企保業(yè)，無論是國啄內(nèi)民主經(jīng)營，殿還是中外合資曠、國外獨(dú)資的蛋，所用的鋼板吼幾乎都是上海層寶山鋼鐵廠生混產(chǎn)的光TSTE28慎和栽TSTE34膠熱鍍鋅彩色鋼齊板，鋼板的材俊質(zhì)比較穩(wěn)定可且靠。但由于金輛屬拱形波紋屋過面的承載能力斑是由其整體穩(wěn)樓定性所控制，鳳高強(qiáng)度鋼板并薦不能充分發(fā)揮埋其強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)。豆因此我們建議便，這種屋面結(jié)仍構(gòu)形式宜采用樣價(jià)格和強(qiáng)度都可較為適中的澇TSTE28練熱鍍鋅彩色鋼殿板。續(xù)該屋面形式所終采用的定型化覺機(jī)組由于產(chǎn)品布的高新技術(shù)的爛保密要求和企破業(yè)的適當(dāng)利潤跑等因素，價(jià)格普比較昂貴。一御般的施工企業(yè)些對(duì)于該機(jī)組擁控有的數(shù)量和型維號(hào)不會(huì)很多，屋因而當(dāng)業(yè)主與砌施工企業(yè)的合普作關(guān)系一旦發(fā)姨生，屋面的板權(quán)型和材質(zhì)也就扶隨之確定下來北。對(duì)于特定的圈金屬拱形波紋尼屋面工程來說宰，當(dāng)其板型和養(yǎng)板材一經(jīng)確定愛后，那么影響送結(jié)構(gòu)承載力的纖主要因素就只舒有跨度彩、矢跨比領(lǐng)和鋼板厚度紋了居。驕跨度對(duì)金屬拱勢(shì)形波紋屋面承揭載能力的影響善根據(jù)文活獻(xiàn)益[7辱]散和大跨度的足母尺模型實(shí)驗(yàn)結(jié)倘果分析表明，聾該種屋面結(jié)構(gòu)梁形式的承載能辟力榮與跨度軍的立方成反比燙。即佛其中，問為屋面板的截蘇面慣性矩；換為鋼板材質(zhì)的捕泊松比；光為截面中性軸肆到最外沿纖維第的距離，按照鍛表主1演取值；姥是考慮屋面板亭肋起波效應(yīng)對(duì)肥計(jì)算長度的調(diào)棗整系數(shù)；粱為初始缺陷調(diào)白整系數(shù)；四是考慮到在均茶布荷載情形下娘，金屬拱形波克紋屋面有彎矩魄作用，為非純煤壓拱，尤其是秒在半跨荷載作可用下，這種彎南矩作用更為顯反著的荷載工況墊調(diào)整系數(shù)，對(duì)效全跨均布荷載悲和半跨均布荷國載的取值不同刮，倆為圓心角。表1耽板鐵務(wù)型僅普臟通頑U陡形貴加由高賞U你形辭V與形顆9.83冒×10梳5甲δ舒檢丟㎜粒4腔4.64畢×10擴(kuò)6仙δ廈儀叉㎜新4鬧3.17汁×10至6次δ木恭貞㎜咱4塑0.084鋸掌0.133拿游0.090兄關(guān)矢跨比對(duì)金屬野拱形波紋屋面瓦承載能力的影綠響襲校穴應(yīng)抱考競舟圖云3度磨屋面承載力與盈矢跨比的關(guān)系波矢跨比議是影響結(jié)構(gòu)承女載力的一個(gè)重葵要因素。隨著薦矢跨比的不同譽(yù)，結(jié)構(gòu)在外部婆荷載的作用下站的內(nèi)力分布和鴉變形程度都相案應(yīng)發(fā)生變化。移對(duì)你金屬拱形波紋便屋面鼠結(jié)構(gòu)的二階彈濱性分析表明，較結(jié)構(gòu)的極限承蜘載能力碌隨著矢跨比亂的變化差異較練大。因此，選騾擇合理的矢跨紡比，有效地提曲高結(jié)構(gòu)的極限妙承載力，是在職結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非教常關(guān)鍵的一個(gè)巨環(huán)節(jié)。撐鋼板厚度對(duì)金扁屬拱形波紋屋來面承載能力的懂影響貓理論分析和實(shí)防驗(yàn)結(jié)果表明，欺該種結(jié)構(gòu)的承膀載能力迎與板厚仙也不呈線形關(guān)繭系式。蜂穿腿恢衡就奸現(xiàn)圖褲4毒仗屋面承載能力拋與鋼板厚度的往關(guān)系拴金屬拱形波紋嗎屋面所采用的腦鋼板厚度為常0.6mm帽～罪1.35mm許。通常有以下猛幾種規(guī)格：沒0.6mm真、通0.8mm器、眨1.0mm眉、已1.2mm語和憤1.35mm售。峰圖輪4舞是上述三種板提型鴿20m嗽跨度，矢跨比嶄,許均布荷載作用默下結(jié)構(gòu)的極限濱承載力與鋼板牛厚度的關(guān)系。泛它纏和求表芝1該都能夠較直觀受地反映出這一風(fēng)點(diǎn)。礎(chǔ)2衰．對(duì)金屬拱形燙波紋屋面設(shè)計(jì)泥和施工的幾點(diǎn)怠建議搶2史．對(duì)1費(fèi)各種板型跨度叮范圍的界定牧客觀地說，特抱定板型的金屬撿拱形波紋屋面宋的跨度、承載乞能力（鋼板厚周度、矢跨比）樂和具體工程要唯求的恒荷和活雞載（風(fēng)雪荷載蠢）等是相互關(guān)招聯(lián)的函數(shù)關(guān)系驕，并且還與具丟體工程所要求聰?shù)目煽慷戎笜?biāo)渣有關(guān)。因而問日題的分析相對(duì)援較為復(fù)雜，但萬根據(jù)絕大多數(shù)袋的工程實(shí)際分罰析，目前國內(nèi)睡三種板型屋面胡的適宜跨度如僵表昨2擺所列。表2脾板乏敏型寧組普通決U糞形喚加高滾U面形勵(lì)V清形鐘跨逗壽度逃6~趴30替m紛15項(xiàng)~塞40m糕5漠~翠40m厘2呀．叫2聰矢跨比的合理漏選擇原根據(jù)驅(qū)圖匆3秀所示的承載能特力與矢跨比的秤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性關(guān)發(fā)系，我們認(rèn)為蓬對(duì)于金屬拱形救波紋屋面的設(shè)兄計(jì)過程中，對(duì)京于矢跨比的選拖擇，應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離言結(jié)構(gòu)的跳躍失幸穩(wěn)點(diǎn)。因此對(duì)寫于絕大多數(shù)的番工程來說，較屠為合理的矢跨周比為：奏～殃。扶2梢．鄉(xiāng)3窩鋼板厚度的確斯定肆堆當(dāng)金屬拱形波婚紋屋面結(jié)構(gòu)的甜其他因素確定咸后，其承載能駛力則主要由彩紋色涂層鋼板的阻厚度所決定。堂而且鋼板的厚昏度也將直接決牙定了工程的單陷方用鋼量，進(jìn)墳而成為影響具蓋體工程造價(jià)的盲主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)絨。所以，具體郊工程所需的鋼栽板厚度應(yīng)當(dāng)根紗據(jù)工程實(shí)際，緒由其跨度和荷留載指標(biāo)通過計(jì)濃算確定；反對(duì)瘦那種只考慮經(jīng)嘆濟(jì)指標(biāo)來確定疾鋼板厚度，不溪負(fù)責(zé)任的做法耕。寶2途．著4流董軋板施工工藝穴搬接金屬拱形波紋嗚屋面屬于超薄抬壁空間鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)，雖然它的承挎載能力由其結(jié)西構(gòu)的整體穩(wěn)定濾性來控制的，魚但它對(duì)于初始擔(dān)缺陷卻極為敏繭感，必須引起淹高度的重視。酸因此我們應(yīng)在失屋面單元板的典軋制和吊裝、墓安裝和就位、丹固定的過程中址，要認(rèn)真調(diào)試誤和校驗(yàn)設(shè)備，費(fèi)細(xì)心操作，合漂理施工，努力蕩減少初始缺陷勤的發(fā)生，杜絕股明顯的初始缺字陷；發(fā)現(xiàn)問題著，及時(shí)補(bǔ)救，壽防止缺陷的蔓估延和發(fā)展，以神保證施工質(zhì)量梅。主要參考文獻(xiàn)錦劉錫良憑.摸強(qiáng)士一種新型空間裕鋼結(jié)構(gòu)霜——門銀河金屬拱形罵波紋屋頂搏.賴建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)避.凳1996(4倍)趨郭彥林，鄭浩芒然兼.妙彩色壓型鋼板匆波形拱殼結(jié)構(gòu)名的破壞機(jī)理撐——商折曲屈曲破壞黃.種工程力學(xué)增刊猴，略199儉7慕年竭郭彥林，鄭浩平然蜂.萬彩板波形拱殼江結(jié)構(gòu)折曲屈曲材試驗(yàn)研究。工罷程建筑饅。湖199黨7朵（列1禁1斑）旺張馳結(jié)毀勇堤.娘稈似銀河金屬拱形設(shè)波紋屋頂?shù)睦硐拚摲治黾霸囼?yàn)倦研究陜.類吩美天津大學(xué)碩士恰學(xué)位論文啞.薦1997濱.6笑張彥鵬街.音金屬拱形波紋坐屋頂?shù)脑囼?yàn)