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拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的特點

拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)在國外已有一百多年的應(yīng)用歷史，我國自90年代初開始應(yīng)用。

由于其具有用料省、施工速度快、跨越能力大、防水性能好、造價低等優(yōu)點，很適合我國國情，因此在短短十余年間，這種結(jié)構(gòu)在我國已完成了從無到有，到大量應(yīng)用的發(fā)展歷程。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)已有這種結(jié)構(gòu)的施工單位100多家，已完成建筑面積400多萬平方米。

與這種結(jié)構(gòu)發(fā)展形勢很不協(xié)調(diào)的是對這種結(jié)構(gòu)的技術(shù)管理滯后，長期以來，世界上尚無這種結(jié)構(gòu)明確的設(shè)計方法，更沒有可供操作使用的專用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在我國，這種結(jié)構(gòu)對大多數(shù)工程技術(shù)人員及管理人員來說都是全新的，再加上缺乏規(guī)程等技術(shù)支持，因此在過去的推廣應(yīng)用過程中暴露出了很多問題：設(shè)計無章可循，結(jié)構(gòu)參數(shù)由施工單位根據(jù)經(jīng)驗確定，使得工程安全性難以保證；工程驗收無據(jù)可依，全憑施工單位提供的技術(shù)資料，使得工程質(zhì)量難以保證。從1997年至今，國內(nèi)已發(fā)生了多起屋蓋坍塌的惡性工程事故，不僅造成了巨大的財產(chǎn)損失，而且妨礙了這種結(jié)構(gòu)的推廣普及。

為了規(guī)范拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的建筑市場，確保這種結(jié)構(gòu)的健康發(fā)展，1998年9月中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會下達(dá)了協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)《金屬拱形波紋屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的編制計劃。在協(xié)會輕型鋼結(jié)構(gòu)委員會CECS/TC28主持下，經(jīng)主編單位天津大學(xué)和各參編單位近5年的辛勤工作，很終完成了編制任務(wù)。規(guī)程于2004年12月批準(zhǔn)，于2005年2月1日開始實施，編號為CECS167：2004。

《拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS167：2004(以下簡稱《規(guī)程》）是世界上第一本拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的專用規(guī)程。該規(guī)程在吸收國內(nèi)外有關(guān)科研成果、總結(jié)成熟的實踐和使用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不僅規(guī)定了拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的材料、制作、安裝及使用等技術(shù)要求，而且提出了一套切實可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。為更好地理解和應(yīng)用《規(guī)程》，本文將從材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、工程質(zhì)量控制等方面介紹《規(guī)程》的主要特點。

我國的拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是從國外引進(jìn)的，這種結(jié)構(gòu)在國外沒有統(tǒng)一的名稱。各種英文名稱側(cè)重點不同，都有偏駁之處，直譯成中文后也形成了多種叫法：“金屬拱形波紋屋蓋”、“壓型鋼板拱”、“冷彎褶皺薄壁拱殼”等。本規(guī)程中定名為“拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)”。隨著《規(guī)程》的頒布實施將在國內(nèi)統(tǒng)一對結(jié)構(gòu)的叫法，這對規(guī)范市場很有意義。

另外，根據(jù)構(gòu)件橫截面的形狀，市場上又將這種結(jié)構(gòu)劃分為不同類型。目前國內(nèi)外廣泛采用的板型是美國MIC公司開發(fā)的MIC-X系列，主要有MIC-120型、MIC-160型和MIC-240型；北京銀河金屬結(jié)構(gòu)工程有限責(zé)任公司開發(fā)的MMR-118、MMR-178、MMR-238型，以及武漢鋼鐵集團(tuán)開發(fā)的W666型、營口三星公司的W760型等板型。上述板型的命名規(guī)則很不統(tǒng)一，難以為設(shè)計人員理解和選用，因此《規(guī)程》根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)建設(shè)和建筑工業(yè)產(chǎn)品型號編制規(guī)則》的規(guī)定，將這種結(jié)構(gòu)的板型統(tǒng)一命名為YJxxxx型和YTxxxx型，YJ和YT為產(chǎn)品的名稱代號，其中Y表示壓型單元板、J表示矩形槽截面、T表示梯形槽截面，名稱中的xxxx代表四位數(shù)字，前兩位數(shù)代表單元板的上槽口寬度，后兩位數(shù)代表槽深。如YT6118表示上槽口寬61cm、槽深18cm的梯形槽壓型單元板，該板型與目前市場上的MIC-240和MMR-238板型相當(dāng)。

按照《規(guī)程》術(shù)語規(guī)定，拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是用專門的成型機(jī)組將彩涂鋼板壓制成具有褶皺波紋的弧形鋼槽板，經(jīng)鎖縫連接并安裝就位而形成的屋蓋結(jié)構(gòu)。受構(gòu)件成型工藝及機(jī)械加工能力的限制，這種結(jié)構(gòu)的截面形式單一，所用鋼板的厚度也不能根據(jù)需要而隨意加大。理論分析和工程實踐表明，對于目前國內(nèi)常用的幾種板型，在加工能力許可的鋼板厚度范圍內(nèi)，在跨度較大時結(jié)構(gòu)承載力（尤其是半跨荷載作用下）比較低。因此，本《規(guī)程》規(guī)定這種結(jié)構(gòu)適宜的跨度

為30m以下。另外，現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》沒有給出開敞式拱形屋蓋的風(fēng)荷載體型系數(shù)，所以開敞式建筑中的拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)不在本《規(guī)程》的適用范圍之內(nèi)。

由于拱形波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)是一種薄壁鋼結(jié)構(gòu)，對集中荷載、動荷載反應(yīng)敏感，對使用環(huán)境等也有特殊要求，所以本《規(guī)程》不適用于強(qiáng)腐蝕、相對濕度長期較高和高溫等環(huán)境中的建筑，以及直接承受動力作用的建筑。