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          膜結構停車棚中拱形鋼結構的應用

            拱形鋼結構是具有弧形軸線的推力結構,在豎向荷載作用下支座產生水平推力,利用其曲線拱軸將荷載作用產生的彎矩轉化為軸向壓力,格外是在承受全跨荷載作用時具有較高的剛度和承載力,因此在大跨度膜結構停車棚空間結構中得到廣泛應用。

            拱形鋼結構的主要形式有實腹式截面拱、鋼管桁架拱、索拱及鋼管混凝土拱等,其中實腹式截面拱包括普通截面鋼拱、腹板開孔鋼拱、波紋拱板及波浪(折)腹板鋼拱等。鋼管桁架拱結合了拱與桁架的雙重優點,可分為平面桁架拱、立體桁架拱、空腹桁架拱等。索拱結構依據布索形式以及構成方式可分為張弦式索拱、弦撐式索拱及車輻式索拱等鋼管混凝土拱同樣包括實腹式和桁架式兩種形式,其中桁架拱主要在上下弦桿中灌筑混凝土。

            由于拱形膜結構停車棚的曲線軸線及推力結構的特點,其受力性能及工作機理受軸線形式、跨度、矢跨比、拱腳邊界條件、截面形式、荷載形式及組合、面外支撐的參數等諸多因素影響,其設計理論格外是穩定設計方法較直線構件越為復雜。拱形鋼結構設計理論及設計方法的適用簡化計算方面的研究還相對滯后,只有少數國家在鋼結構設計規范中給出了拱的穩定性計算方法。

            拱形鋼結構設計理論及設計方法的研究,市場內外學者進行了大量卓有成效的工作,積累了豐富的研究成果。

            研究人員總結了我國拱形膜結構停車棚中鋼結構建設的實踐經驗,同時參考了國外優良技術法規、技術標準,編制了我國拱形鋼結構的相關規定,該規定為我國工程實踐中拱形鋼結構的設計、制作、安裝及驗收提供依據,規定中著重規定了拱形鋼結構的選型、構造以及內力、變形、穩定性設計的原則和方法,包括拱腳推力、風荷裁效應和地震作用、平面內整體穩定承載力計算等,并對鋼拱曲線成型方法與制作工藝給予關注。

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