拱形波纹钢屋盖结构是一种冷弯薄壁型轻钢结构,具有自重轻、施工周期短、造价低、集受力、围护双重功能于一身等诸多优点,于1992年被引进到我国,并得到广泛的应用。然而该结构在我国的推广过程中,由于设计理论不完善,施工过程不规范,工程事故频繁出现,尤其以结构失稳破坏最为严重,这极大阻碍了其在我国的发展。如何采取有效的加固措施来提高拱形波纹钢屋盖的极限承载力、改善其稳定性成为当前迫切需要解决的问题。
《拱形波纹板一析架组合体系屋盖受力性能分析》是国内第一篇关于在拱形波纹钢屋盖内增设钢管拱析架及纵向平面析架来对其进行加固研究的硕士论文,论文中把这种加固体系称为拱形波纹板一析架组合屋盖。该论文主要工作是利用ANSYS建立拱形波纹钢屋盖结构及拱形波纹板一析架组合结构屋盖有限元模型,通过大规模参数分析,对比两种结构极限承载力、破坏模态等受力性能。
从理论分析和实际应用两个方面对拱形波纹板一析架组合结构屋盖进行了进一步研究,具体包括以下内容:
1、综述了目前国内关于拱形波纹钢屋盖及其加固方案的研究状况。
2、分析了单层柱面网壳稳定及加固的相关研究成果,与拱形波纹板一析架组合结构进行了类比,从概念上探讨了拱形波纹板一析架组合结构加固方案的可行性;并根据MIC24O板型拱形波纹板一析架组合结构的特点,把该结构简化为纵横加肋正交异性开口圆柱薄壳的力学模型。
3、根据经典板壳理论、加筋圆柱曲面理论及薄板壳大挠度非线性稳定理论,推导了纵横加肋正交异性开口圆柱薄壳大挠度变形的内力、挠度计算微分方程,并根据具体的边界条件和荷载形式,得到了结构内力、挠度的解析解公式及结构极限承载力计算思路。
4、设计了采用ANSYS为计算核心,VB语言做人机交互输入参数界面的拱形波纹板一析架组合结构有限元计算程序,并利用该程序计算了析架拱间距对拱形波纹板一精架组合结构承载力的影响,得到了一些有益的结论。
