拱形波纹钢屋盖结构在我国出现的时间不长,但在很多研究机构的热情投入和企业的积极支持下,研究工作也取得了很大的发展。标志性的成果是于2005年2月1日颁布的由天津大学主编的《拱形波纹钢屋盖结构技术规程(试用)》CECS167:2004(以下简称“规程”),这意味着拱形波纹钢屋盖结构在我国第一次有了国家标准。目前国内关于拱形波纹钢屋盖结构的研究成果主要集中在足尺模型静载实验和结构计算模型的分析两个方面。
就试验而言,拱形波纹钢屋盖结构的两个构造特点决定了无法通过缩尺模型试验进行研究:一是这种结构所有板材很薄(0.6rnrn一1.5们吐n),缩尺模型已无更薄的板材可用:二是这种结构上压有很多细小的波纹,缩尺模型即便也压出波纹,波纹的性状也很难和拱形波纹板一析架组合结构屋盖理论研究与应用原结构相同,甚至使缩尺模型具有与原结构完全不同的力学特征。因此关于这种结构的试验均采用足尺模型试验。
天津大学的刘锡良教授、张勇博士等进行了16组拱形波纹钢屋盖足尺模型试验124]。根据试验结果,可以得出以下几点结论:1.较小跨度的结构承载力很高,同时破坏前截面的应力也很大,跨度较大的结构承载力低,同时破坏前截面的应力水平也低,即小跨度结构的受力可视为强度问题,大跨度结构的受力为稳定问题;2.这种结构在全跨荷载作用下的承载力明显大于在半跨荷载作用下的承载力;3.半跨荷载作用下结构的最大水平位移、最大竖向位移均出现在1/4跨度或3/4跨度的位置,结构的最先破坏也是发生在这两个位置,然后是整体失稳;4.试验中还采用了用拉索加固四分之一跨度和四分之三跨度位置的方法,限制其位移。试验结果显示该加固方法对提高全跨荷载作用下结构承载力效果不明显,但是对半跨荷载作用下结构承载力的提高,效果十分明显,几乎是加固前的一倍;5.初始缺陷对这种结构的破坏模态和承载能力的影响很大,相对于半跨荷载,全跨荷载对初始缺陷更加敏感。5.结构板件上的小波纹能有效提高结构局部稳定能力,对于结构整体稳定影响不明显。
