金属拱型波纹屋面的若干关键技术研究

论文摘要

金属拱型波纹屋盖结构是我国近年来引入的新型结构体系。由于这种结构具有用料省、施工速度快、跨越能力大、防水性能好等突出的优点,在建筑市场上极具竞争力,表现出了空前的发展势头。但这种结构的的科研工作严重滞后,至今尚未形成普遍接受的统一的设计计算方法,更没有这种结构专用的技术规程。这种结构上国内外频繁发生的工程事故,无疑阻碍了这种结构的进一步普及与推广。本文针对金属拱型波纹屋盖结构的构造特点,采用理论分析与试验相结合的办法进行了研究。理论分析以足尺模型试验研究结论为指导,确立了用于结构力学分析的拱计算模型并进行了简化处理,采用基于等刚度原则的正交异性化方法确立了等效截面计入了波纹的影响,采取用于平面梁单元弹塑性大挠度分析的有限分割有限元法对结构的受力机理进行了理论分析,并把分析结果与试验结果进行了对比分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 绪论
• 1 项目来源和研究目的
• 2 金属拱型波纹屋盖结构的主要特征
• 3 国内外发展和研究状况
• 4 研究的意义
• 5 主要研究内容和技术指标
• 6 研究方案
• 第一章 金属拱型波纹屋盖结构足尺模型试验研究
• 1.1 试验方案
• 1.2 试验过程
• 1.2.1 试件制作与安装
• 1.2.2 试验加载方式
• 1.2.3 试验测试内容
• 1.2.4 试验测试技术
• 1.3 试验结果与分析
• 1.4 本章小结
• 第二章 金属拱型波纹屋盖结构的受力机理分析
• 2.1 金属拱型波纹屋盖结构的计算模型
• 2.2 金属拱型波纹屋盖结构的等效截面
• 2.3 结构非线性稳定分析基本理论
• 2.3.1 结构非线性稳定问题的分类
• 2.3.2 几何非线性有限元基本理论
• 2.3.3 结构平衡路径的跟踪
• 2.4 平面梁单元的弹塑性大挠度有限元列式
• 2.4.1 平面梁单元几何非线性有限元列式
• 2.4.2 平面梁单元的弹塑性矩阵
• 2.5 程序的编制及算例
• 2.5.1 程序的编制
• 2.5.2 算例
• 2.6 理论与试验结果的对比分析
• 第三章 金属拱型波纹屋盖结构设计方法的研究
• 3.1 金属拱型波纹屋盖结构的材料
• 3.2 金属拱型波纹屋盖结构的一般构造
• 3.3 荷载及荷载组合
• 3.4 金属拱型波纹屋盖下部结构设计
• 3.5 设计程序的编制原理
• 3.5.1 原理简要说明
• 3.5.2 金属拱型波纹屋盖结构简化设计公式
• 3.5.3 金属拱型波纹屋盖结构设计步骤
• 3.6 其他问题
• 3.6.1 拱脚节点的防腐和防水的处理
• 3.6.2 采光问题：采光带的设置和节点处理
• 3.6.3 通风问题通风帽的设置和节点处理
• 3.6.4 保温问题保温材料的选择和施工工艺
• 3.6.5 防火问题
• 第四章 金属拱型波纹屋盖结构制作与安装问题的探讨与分析
• 4.1 成型机组的运输、定位、调试和水平调整
• 4.2 槽型直板的下料长度
• 4.3 单元板（拱板）的轧制
• 4.4 单元板的咬合封边、地面和高空作业
• 4.5 单元板组的吊装、就位和固定
• 4.5.1 屋盖单元板组吊装过程中的受力状态分析
• 4.5.2 屋盖单元板组吊装工艺
• 4.5.3 单元板组的安装和固定
• 4.5.4 屋盖的山墙板的安装
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要