新疆石河子地區拱形屋面受力驗算

目前，多連拱溫室越來越多，其中比較普遍地采用了加強架和普通架（或稱主架和次架）相間排列的結構形式。這種溫室結構的設計計算還存在不少問題：首先，我國尚無溫室設計規范可循，而主要參照工民建規范1，往往導致溫室結構過于笨重，而且對于多連拱溫室風載計算所必需的一些基本參數，在工民建規范“中也無可借鑒之處；其次.對于這種溫室，應怎樣選取計算模型，當既考慮風載又考慮雪載時選取什么樣的拱軸線受力很優，溫室設計何時取決于雪載、何時取決于風載……都值得研究。本文旨在通過對主、次架相間排列的三連拱型溫室進行具體分析計算，建立計算模型，并提出有關這類溫室結構設計的某些建議。

1、計算模型的建立

圖1為具有1個主架和4個次架相間排列的拱軸為拋物線的三連拱溫室的結構示意圖。

受雪載或橫向風載（風向垂直于溫室縱向）作用時，因有主、次拱架之分，故應把沿溫室橫向取出m一n和n-n這2個截面截取的部分作為計算對象，該計算部分有x一x和y一y這2個對稱面，應用結構力學方法[“2次取半，可得到該計算部分的1/4結構（圖1(a)中的1-C-75-72部分），其立體圖如圖2所示（圖中標出了部分結點號和單元號，左半結構與右半結構對稱編號）。

其中，在y一y截面所截斷的構件的結點1，2.3各處、其支承要求分2種情況確定：載荷對稱于y-y截面時，L，=0.L、子0，L,子0，8，子0，8，=0、0.=0(這里L.L，和I，分別為結點沿x.y和x軸的線位移；0.0，和8.分別為結點處的截面繞x，y和軸轉動的角位移）；載荷反對稱于y一y截面時，L，0.L，=0.L。=0，0,=0.0,子0.a.0。x-x截面所截構件的結點10，23.27.40，59.72.76和m-m截面所截構件的結點13.26，30，43、62.75，79處的支承，因為雪載或風載均可視為對稱于x-x截面或m-m截面，所以都按對稱結構受對稱載荷作用的情況處理，即L，0，L，=0，L:0，0,=0.0,0,0,=0。溫室用材：主拱架為矩形鋼管60×40×2.75；次拱架為薄壁鋼管22×1.2；縱桿27-30，59-62，72-75和76-79為鋼管30×1.8、其余縱桿均為22×1.2；水平拉桿單元~愈為p18×1.0（風載作用時，這些水平拉桿受壓，易失穩，故不計入）。

2、載荷的確定

2.1、雪載

參照文獻[1].屋面水平投影面上的雪壓標準值按下式計算：

pu=A4p2n(1)

式中：pm為標準雪壓，kPa；4為屋面積雪分布因數；p，為基本雪壓，kPa。以當地一般空曠平坦地面上統計所得30a一遇的很大積雪確定，按全國積雪分布圖，對于北京地區，取pu=0.30kPa。

將文獻[1]中的雙跨情況的積雪分布因數推廣到三連跨情況。由于本溫室的矢跨比f/l=1.5/6>0.1.因此積雪為均布和不均布情況都要考慮。對不均布情況，u，要依坡屋面與水平面的夾角a決定。對于拱形屋面，a為拱頂和拱肩連接面與水平面所構成的角。本溫室a=26、56°，按文獻[1]所給數據，插值算得u4=0.98，應用結構力學方法取半，再由式（1）算得標準。