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高（浅）拱形波纹钢屋盖承载力研究

王世英王小平

武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉 (430070) 

摘要： 随着拱型波纹钢屋盖（简称波纹拱）在我国的广泛应用，高拱型波纹钢屋盖（简 称高拱）及浅拱型波纹钢屋盖（简称浅拱）等特殊波纹拱也在实际工程中时常遇见，但其在 竖向荷载作用下的承载能力尚不得而知。本文以 18m 跨 MMR-238 型波纹拱为研究对象，采用 ABAQUS 有限元软件，研究了不同矢跨比的波纹拱在不同的竖向荷载工况下承载力的变化情 况。在全跨竖向荷载作用下高拱结构的极限承载力随矢跨比的增大有较大减小，浅拱结构的 极限承载力随矢跨比的减小有较大减小；而在半跨竖向荷载作用下矢跨比的变化对高拱和浅 拱的极限承载力的影响较小。

关键词：拱形波纹钢屋盖；高拱；浅拱；极限承载力；有限元分析

1. 引言

拱型波纹钢屋盖（简称波纹拱）是一种新的空间钢结构[1]，具有自重轻、造价低、适用 跨度大、造型美观等特点，自上个世纪 90 年代引入我国以来，经过十几年的发展，已广泛 应用于工业厂房、仓库、室内体育场馆、飞机库等大跨度结构中，应用前景极为广阔。2004 年，中国工程建设标准化协会组织编制了《拱形波纹钢屋盖结构技术规程CECS167:2004》[2]， 使得设计和制作安装人员有据可依，也更快的推动了波纹拱在我国的发展和应用。近十几年 来，有关波纹拱的研究主要集中在三个方面：计算方法的简化；结构静载作用下的承载能力； 结构的动力特性[3]—[10]。

在实际工程中，工程技术人员常把矢跨比大于 0.25 的波纹拱称为高拱，而矢跨比小于 0.2 的波纹拱称为浅拱。随着波纹拱在我国的广泛应用，高拱及浅拱等特殊波纹拱也在实际 工程中时常遇见，其在竖向荷载作用下的承载能力尚不得而知，对该结构进行专门的研究是 很有必要的。本文以 18m 跨 MMR-238 型波纹拱为研究对象，利用 ABAQUS 有限元软件，模 拟分析高拱及浅拱在竖向荷载作用下的受力性能及承载能力，为这种结构的应用提供参考。

2. 研究对象

为了模拟高（浅）波纹拱结构，本文以国内广泛应用的 18m 跨 MMR-238 型截面（如图 1）、 矢跨比为 0.10、0.15 的两种浅拱和矢跨比为 0.35、0.40、0.45 三种高拱作为研究对象，波

纹板为厚 1.0mm 的 Q235 钢材。

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