大家都知道新疆的血壓比較大，有一次我們接到鋼構(gòu)在新疆做牛棚的拱形屋頂?shù)臅r(shí)候，甲方要求我們想一個(gè)辦法增強(qiáng)拱形屋頂?shù)某休d力。

經(jīng)過杰達(dá)鋼構(gòu)技術(shù)人員的學(xué)習(xí)與探索，我們想通過鋼絲繩內(nèi)拉式的方法來增強(qiáng)拱形公告外結(jié)構(gòu)的承載力。

下面就是拱形波紋鋼屋蓋內(nèi)拉增強(qiáng)方法的研究 。

拱形波紋鋼屋蓋（Arched Corrugated SteelRoof)簡(jiǎn)稱波紋拱，是一種典型的冷彎薄壁空間鋼結(jié)構(gòu)，具有自重輕，室內(nèi)空間大，造型優(yōu)美，施工周期短，防水性能好，集受力、維護(hù)功能于一身等諸多優(yōu)點(diǎn)。波紋拱拱形結(jié)構(gòu)在國(guó)外已有一百多年的應(yīng)用歷史。自上世紀(jì)90年代初引進(jìn)到我國(guó)以來，這種結(jié)構(gòu)體系已廣泛應(yīng)用于廠房、倉(cāng)庫(kù)、室內(nèi)體育場(chǎng)館、飛機(jī)庫(kù)等中小跨度結(jié)構(gòu)中，且應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，建筑面積連續(xù)增長(zhǎng)。拱形波紋鋼屋蓋在得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，也暴露出的致命弱點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)剛度低，在較大荷載作用下產(chǎn)生的位移可能超出容許范圍，影響美觀和使用；

（2）結(jié)構(gòu)承載力不高，在大雪或大風(fēng)荷載作用時(shí)易發(fā)生整體失穩(wěn)；

（3）結(jié)構(gòu)適用跨度不大，《拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS167：2004）中規(guī)定，這種結(jié)構(gòu)形式的適用跨度為30m以內(nèi)。

近十幾年來，有關(guān)波紋拱的研究主要集中在三個(gè)方面：計(jì)算方法的簡(jiǎn)化；結(jié)構(gòu)靜載作用下的承載能力；結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性[l-1]。有關(guān)波紋拱增強(qiáng)方法方面的文章十分有限。文獻(xiàn)[11]針對(duì)拱形波紋鋼屋蓋變形和破壞模態(tài)提出了一種提高承載能力和剛度的增強(qiáng)方法，且方法簡(jiǎn)單，在全跨荷載作用下效果明顯。文獻(xiàn)[12]則在波紋拱內(nèi)側(cè)加環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋，以提高結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力。在我國(guó)目前有若干種拱形波紋鋼屋蓋的截面形式，且其適用范圍也各不相同。但應(yīng)用很為廣泛的截面形式為MMR-238，如圖1所示。

本文針對(duì)拱形波紋鋼屋蓋的弱點(diǎn)，以MMR-238截面為研究對(duì)象，提出一種內(nèi)拉式增強(qiáng)方案，并采用軟件包Abaqus6.4建立了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的有限元模型，分析了若干典型波紋拱在增強(qiáng)前后的極限承載力及剛度，并進(jìn)行比較分析，說明內(nèi)拉式增強(qiáng)方法效果明顯。

一、拱形波紋鋼屋蓋內(nèi)拉式增強(qiáng)方案

圖2為本文所提內(nèi)拉式增強(qiáng)方法的示意圖，即在波紋拱內(nèi)側(cè)加設(shè)拉索，并在距支座1/5L且高度為矢高的1/4處輻射出兩根拉索連接于相隔一個(gè)波紋單拱的上翼緣，與上翼緣連接的位置為波紋拱跨度的1/6處，并在拉索中部用花籃螺栓施加預(yù)緊力，其空間整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

由于施加預(yù)緊力后的拉索能承受較大的拉力，在全跨荷載作用時(shí)，有效限制了波紋拱兩端由于負(fù)彎矩而產(chǎn)生的向上拱起的撓曲變形，而在半跨荷載作用時(shí)，拉索在加載半跨區(qū)對(duì)波紋拱下陷有一定的抑制作用，而在非加載半跨區(qū)域，有效地阻止了波紋拱向上的撓曲變形。因此，此種增強(qiáng)方案無(wú)論是在全跨或是半跨荷載作用下，均能改善結(jié)構(gòu)的整體受力性能，有效地提高了結(jié)構(gòu)的整體剛度和承載能力。