我们通过高(浅)波纹拱形屋面的变形及破坏模态,研究荷载一位移曲线。 通过有限元分析,高、浅拱在不同的竖向荷载工况下,结构的变形情况各不相同。对18m跨、文中分析的五种矢跨比的波纹拱形屋面,在不同的竖向荷载作用下,结构的荷载与跨中竖向位移关系曲线如下图。 对于18m跨波纹拱形屋面,从荷载一位移曲线可以看出沧州坚固耐用拱形屋顶钢结构设计拱形屋顶使用起来往往有非常高的经济效益以1万平方米轻型工业厂房为例,门式刚架结构施工工期在3~5个月,彩拱结构则仅需1~2个月,彩拱的时间效益更为突出;彩拱的用钢量在8~25Kg/m,加上下部结构用钢量在10~33Kg/㎡,与门式钢架20~40Kg/m用钢量相比优势明显,由此可见经济效益由显著。
因为各地的雪压,风压值不同,在设计计算拱形屋顶钢结构设计时必须充分考虑。在拱形屋顶的设计中,要考虑三类荷载(载荷),恒载荷,雪载荷,风载荷。并由此计算验证支座反力。拱形屋顶的结构看起来是很简单的,可是简单的外形后面需要有力的技术支撑,否则拱形屋顶可能因受力分析有问题而出现结构性问题。拱形屋顶设计数据举例如下:设计说明:1、反力编号所代表的反力位置如图所示,和图中的反力方向一致的反力为正值;2、表中数据为标准值,荷载取值符合我国建筑结构荷载规范GB50009-2001,单位KN/m;3、自重类荷载包括拱形屋顶钢结构设计、保温重量、灯具重量,如需使用其他荷载,请与本公司联系,以便校核;4、拱形屋顶自身满足抗震需求,屋盖反力中地震荷载组合小于常规荷载组合;5、下部结构与上部结构为铰接连接,柱子按照表中所提数据按悬臂柱进行计算;
网架主要用于大、中跨度的公共建筑中,例如体育馆、飞机库、俱乐部、展览馆和候车大厅等,中小型工业厂房也开始推广应用。跨度越大,采用此种结构的优越性和经济效果也就越显著。网架结构板型网架结构按组成形式主要分三类:一类是由平面桁架系组成,有两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架及三向坚固耐用拱形屋顶钢结构四种形式;二类由四角锥体单元组成,有正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架及星形四角锥网架五种形式;第三类由三角锥体单元组成,有三角锥网架、抽空三角锥网架及蜂窝形三角锥网架三种形式。坚固耐用拱形屋顶钢结构设计按壳面形式分主要有柱面壳型网架、球面壳型网架及双曲抛物面壳型网架。网架结构按所用材料分有钢网架、钢筋混凝土网架以及钢与钢筋混凝土组成的组合网架,其中以钢网架用得较多。
拱形屋顶,无梁拱,太空瓦主拱拱形屋面安装在能同时满足设计分段要求和运输要求的前提下,采用分段制作、运输和拱形屋面安装。为确保整体空间结构的稳定性,主拱的拱形屋顶钢结构设计需穿插在其他结构梁拱形屋面安装的同时进行, 主拱的拱形屋面安装顺序是从四个主拱脚向 上进行拱形屋顶钢结构设计,最后在顶部中间合拢,主拱拱形屋面安装的同时,及时进行主拱和屋面拱之间的拉杆支撑的拱形屋面安装。
从1992年依靠美国的设备和技术再我国建成一座金属拱形屋顶算起,这种结构在我国出现二十个年头。但由于坚固耐用拱形屋顶钢结构设计具有重量轻、材料省(10~25kg/m2)、施工速度快(400~1000 m2/台班)、造价低(不包括保温140~220元/ m2)、室内净空高、跨越能力大、造型优美、使用性能优良等优点,很适合我国国情。因而在短短的十来年中,拱形屋顶钢结构设计在我国的建筑市场中已牢牢的站稳了脚跟。