拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)在我國出現(xiàn)的時間不長,但在很多研究機構(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。標志性的成果是于2005年2月1日頒布的由天津大學主編的《拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(試用)》CECS167:2004(以下簡稱“規(guī)程”),這意味著拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)在我國第一次有了國家標準。目前國內(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驗和結(jié)構(gòu)計算模型的分析兩個方面。

就試驗而言,拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的兩個構(gòu)造特點決定了無法通過縮尺模型試驗進行研究:一是這種結(jié)構(gòu)所有板材很薄(0.6rnrn一1.5們吐n),縮尺模型已無更薄的板材可用:二是這種結(jié)構(gòu)上壓有很多細小的波紋,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)完全不同的力學特征。因此關(guān)于這種結(jié)構(gòu)的試驗均采用足尺模型試驗。

天津大學的劉錫良教授、張勇博士等進行了16組拱形波紋鋼屋蓋足尺模型試驗124]。根據(jù)試驗結(jié)果,可以得出以下幾點結(jié)論:1.較小跨度的結(jié)構(gòu)承載力很高,同時破壞前截面的應力也很大,跨度較大的結(jié)構(gòu)承載力低,同時破壞前截面的應力水平也低,即小跨度結(jié)構(gòu)的受力可視為強度問題,大跨度結(jié)構(gòu)的受力為穩(wěn)定問題;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)生在這兩個位置,然后是整體失穩(wěn);4.試驗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。試驗結(jié)果顯示該加固方法對提高全跨荷載作用下結(jié)構(gòu)承載力效果不明顯,但是對半跨荷載作用下結(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.初始缺陷對這種結(jié)構(gòu)的破壞模態(tài)和承載能力的影響很大,相對于半跨荷載,全跨荷載對初始缺陷更加敏感。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,對于結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定影響不明顯。