拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)在我國(guó)出現(xiàn)的時(shí)間不長(zhǎng),但在很多研究機(jī)構(gòu)的熱情投入和企業(yè)的積極支持下,研究工作也取得了很大的發(fā)展。標(biāo)志性的成果是于2005年2月1日頒布的由天津大學(xué)主編的《拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(試用)》CECS167:2004(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)程”),這意味著拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)在我國(guó)第一次有了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的研究成果主要集中在足尺模型靜載實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的分析兩個(gè)方面。

就試驗(yàn)而言,拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的兩個(gè)構(gòu)造特點(diǎn)決定了無(wú)法通過(guò)縮尺模型試驗(yàn)進(jìn)行研究:一是這種結(jié)構(gòu)所有板材很薄(0.6rnrn一1.5們吐n),縮尺模型已無(wú)更薄的板材可用:二是這種結(jié)構(gòu)上壓有很多細(xì)小的波紋,縮尺模型即便也壓出波紋,波紋的性狀也很難和拱形波紋板一析架組合結(jié)構(gòu)屋蓋理論研究與應(yīng)用原結(jié)構(gòu)相同,甚至使縮尺模型具有與原結(jié)構(gòu)完全不同的力學(xué)特征。因此關(guān)于這種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)均采用足尺模型試驗(yàn)。

天津大學(xué)的劉錫良教授、張勇博士等進(jìn)行了16組拱形波紋鋼屋蓋足尺模型試驗(yàn)124]。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:1.較小跨度的結(jié)構(gòu)承載力很高,同時(shí)破壞前截面的應(yīng)力也很大,跨度較大的結(jié)構(gòu)承載力低,同時(shí)破壞前截面的應(yīng)力水平也低,即小跨度結(jié)構(gòu)的受力可視為強(qiáng)度問(wèn)題,大跨度結(jié)構(gòu)的受力為穩(wěn)定問(wèn)題;2.這種結(jié)構(gòu)在全跨荷載作用下的承載力明顯大于在半跨荷載作用下的承載力;3.半跨荷載作用下結(jié)構(gòu)的最大水平位移、最大豎向位移均出現(xiàn)在1/4跨度或3/4跨度的位置,結(jié)構(gòu)的最先破壞也是發(fā)生在這兩個(gè)位置,然后是整體失穩(wěn);4.試驗(yàn)中還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。試驗(yàn)結(jié)果顯示該加固方法對(duì)提高全跨荷載作用下結(jié)構(gòu)承載力效果不明顯,但是對(duì)半跨荷載作用下結(jié)構(gòu)承載力的提高,效果十分明顯,幾乎是加固前的一倍;5.初始缺陷對(duì)這種結(jié)構(gòu)的破壞模態(tài)和承載能力的影響很大,相對(duì)于半跨荷載,全跨荷載對(duì)初始缺陷更加敏感。5.結(jié)構(gòu)板件上的小波紋能有效提高結(jié)構(gòu)局部穩(wěn)定能力,對(duì)于結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定影響不明顯。