拱形波纹钢屋盖的荷载研究

拱形波纹钢屋盖荷载研究表明,在荷载作用下这种结构的二阶效应主要表现在两个方面:一是荷载与结构变形之间的显著非线性关系;另一是荷载与弯矩内力之间的显著非线性关系。而当荷载达到极限荷载之前,荷载与轴力之间的关系基本上是线性的。由于变形控制是为了满足结构的正常使用要求,而对于拱形屋盖结构主要是满足人们的心理安全要求。因拱形屋盖即便产生较大的变形,人在室内也不易察觉,所以《规程》不要求对这种结构进行正常使用极限状态计算。

荷载与弯矩之间的非线性关系,规程通过公式(1)反映:

M。=EB1M(1)

即结构的非线性弯矩M。等于线性弯矩M.乘以弯矩放大系数A,A则可通过公式(2)求出:

A=1(2)iggen

最终,结构的承载能力通过式(3)检验:

M,Ma+语≤f(3)

从形式上看(3)式是一个强度验算公式,但由于考虑了结构的二阶效应,当结构存在失稳可能时,其实质上是一个稳定验算公式。对于拱形波纹钢屋盖这种典型的薄壁钢结构,结构出现屈服点后的剩余承载力非常有限,因此这里的稳定承载力验算采用了边缘屈服准则。《规程》根据不同板型给出了考虑板上波纹影响后的截面刚度Am、Ia、Wa,以及公式中Y、q。等参数的计算公式。

拱形波纹钢屋盖

拱形波纹钢屋盖结构的组成板件很薄,因此不能用来承受大的悬挂荷载,更不能承受直接动力荷载。实际工程中,这种结构所受荷载类型比较单一,设计时要考虑的荷载主要有:自重、保温荷载、吊顶荷载、雪荷载(活荷载)、积灰荷载、风荷载等。国内许多拱形波纹钢屋盖结构的坍塌事故均由半跨雪荷载引起,因此,按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定,《规程》对这类结构的基本雪压提高了10%,即Sk=1.1μ,S。


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