天津大学的张勇博士己提出通过设置拉索对波纹拱屋盖进行加固处理[31,提高结构的稳定承载力。但是最后的结论是这种加固形式只对提高半跨荷载作用下的结构承载力有效,对提高全跨荷载下结构承载力的作用不明显。该文中对加固的方法只是做了一些尝试性的实验,并没有展开深入的研究。
清华大学的郭彦林教授提出了一种斜拉式彩板波形拱壳结构。该文通过采取构造措施,在拱板上增设了斜拉构件,以此来限制结构的位移,提高结构的极限承载力,并且对这种结构进行有限元内力和稳定分析,重点研究了斜拉杆的纵向有限影响范围。通过研究和实验,表明这种加固方法一定程度上提高了结构承载力,并使拱板的跨度进一步加大成为可能。不过该加固措施要将槽钢沿拱板纵向外侧通长设置,导致槽钢下拱板应力过分集中,并且这种构造十分不美观;而且斜拉构件要穿过拱板,对拱板造成人为的初始缺陷,对抵抗局部破坏十分不利;同时这种结构没有对应的理论模型,有一定的局限性。
嘉应大学土木工程系张德生提出在波纹拱上增设环箍,并在结构弧面1/4及3/4处沿结构纵向各设一道通长槽钢,通过槽钢控制结构的变形;该文利用ANsys分析了这种加固结构在风、类雪荷载全跨、半跨作用下的极限承载力并与原波纹拱结构进行了对比,得出该措施对波纹拱起到了加强的效果。该文与郭彦林教授的方案有相似之处,但不同在于他设置的环箍不影响室内使用空间和结构的美观,但是该文章并没有给出设置环箍的纵向间距,而且环箍也需要穿过波纹板,对波纹板造成了人为的初始缺陷。
大连理工大学结构工程研究所司炳君、张纯玉提出了一种新型结构体系,即在拱形波纹钢屋盖基础上合理增设钢管析架拱及相应的纵向平面析架的新型组合屋盖体系—拱形波纹板一析架组合屋盖体系,并以MIC240板型拱形波纹钢屋盖、拱形波纹板-析架组合体系屋盖为研究对象、利用有限元分析软件ANSYS,对两种结构在不同参数下(如:跨度、矢高、荷载、析架截面尺寸、板厚等)的受力性能进行了分析对比,得出以下主要结论:
l)组合结构能有效的提高结构的承载力、改善受力性能以及控制其变形;
2)由于析架的作用,拱形波纹板的破坏模态由整体失稳转化为局部破坏;
3)随着结构矢跨比及跨度的增大,增设析架对于提高结构承载力的幅度越大,改善结构受力性能的效果越明显;
4)矢跨比、析架高度、析架截面尺寸是影响组合结构受力性能的主要因素,而析架间距、析架形式、纵向析架榻数及波纹板板厚均为次要因素。作者还对初始缺陷对该组合结构的影响进行了初步探讨,得出组合结构对缺陷更为敏感的结论。
该文的研究仅限于有限元参数分析,对拱形波纹板一析架组合体系屋盖的理论分析并未涉及;且该文中认为析架拱间距是影响组合结构承载力的次要因素与圆柱网壳稳定的相关理论有些出入,需进一步探讨。
