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拱形波纹钢屋盖(简称波纹拱)是一种新型的空间钢结构,具有造价低廉、施工速度快、造型灵活美观、施工机动、环境噪声污染小等优点,在我国得到了广泛的应用。根据所查文献,有关波纹拱的试验和理论研究主要集中在简化计算方法、静载作用下结构的承载能力以及结构的动力特性等方面。该结构设计和施工规程已于2004年编制完成。尽管如此,在实际工程中时常遇到特殊形式的波纹拱,如支座不等高、高(浅)拱等。由于设计规程没有明确的规定,相关的研究几乎没有,其受力性能尚不得而知;另外,在设计波纹拱下部结构柱时,如何考虑波纹拱对柱顶支承刚度也是困扰工程界的一个问题。本文以MMR-238型波纹拱为研究对象,采用ABAQUS有限元软件,建立了波纹拱的有限元分析模型,对上述特殊波纹拱的承载力及下部结构柱水平抗侧移刚度等问题进行了一系列分析,为工程应用提供方便。 本文研究的具体工作如下: 1、支座不等高拱形波纹钢屋盖承载力的研究。选取18m、24m和30m三种跨度矢跨比分别为0.20和0.25的支座不等高波纹拱为研究对象,分析了在不同竖向荷载下结构的变形和极限承载力,并与等跨度支座等高波纹拱进行比较。 2、高(浅)拱形波纹钢屋盖承载力的研究。选取18m、24m和30m三种跨度矢跨比分别为0.10、0.15的浅拱和矢跨比为0.35、0.40、0.45的高拱为研究对象,分析了在不同竖向荷载下结构的变形和极限承载力,并与矢跨比为0.25的波纹拱进行比较。 3、拱形波纹钢屋盖对下部结构柱水平抗侧移刚度影响的研究。选取波纹拱和下部结构柱为研究对象,分析波纹拱对下部结构柱水平抗侧移刚度是否产生影响,并讨论下部结构柱按照悬臂构件设计的合理性。