拱形钢结构荷载效应分析

一、一般规定 1、拱形钢结构的内力与变形分析应考虑永久荷载、可变荷载以及它们的组合作用，还应根据具体情况考虑施工安装荷载、地震、支座沉降和温度变化等作用。荷载的标准值、分项系数、组合系数等，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值。 2、对于风荷载、雪荷载等可变荷载，应考虑其在拱轴线平面内的最不利分布作用，还应考虑其可能在拱平面外产生的不利作用。

一、一般规定

1、拱形钢结构的内力与变形分析应考虑永久荷载、可变荷载以及它们的组合作用，还应根据具体情况考虑施工安装荷载、地震、支座沉降和温度变化等作用。荷载的标准值、分项系数、组合系数等，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值。

2、对于风荷载、雪荷载等可变荷载，应考虑其在拱轴线平面内的最不利分布作用，还应考虑其可能在拱平面外产生的不利作用。

3、拱形钢结构的内力与变形计算可采用线弹性分析方法或考虑几何非线性的弹性分析方法。

4、拱形钢结构的拱脚支承结构应具有足够的承载力和刚度。当拱脚支承结构变形较大时，在计算中应考虑拱脚位移的影响，建立包含支承结构的整体模型或等效弹性支承模型进行分析。

5、跨度大于120m的拱形钢结构，应考虑温度变化对内力和变形的影响，给出安装合龙温度区间。

二、静力分析

1、两铰拱与三铰拱在竖向荷载作用下任意截面处内力，承受竖向荷载作用的等截面两铰拱及无铰拱的拱脚推力，承受竖向荷载作用的三铰拱拱脚反力，实腹式等截面圆弧形两铰拱竖向变形，腹板开圆孔的工形截面圆弧形两铰拱的竖向变形；均可按拱形钢结构技术规程计算。

2、对于变截面拱和轴线形状复杂的拱形钢结构，宜按有限元法进行内力和位移计算。

三、风效应分析

1、拱形钢结构的内力和位移分析应考虑风荷载的静力和动力作用。

2、拱形钢结构的风载体型系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值；对于体型复杂且重要的拱形钢结构，其风载体型系数宜通过风洞试验确定。

3、对于中小跨度拱形钢结构可采用平均风荷载乘以风振系数的方法近似考虑结构的风动力效应，风振系数参考取值为1.2~1.8。

4、对于满足下列条件之一的拱形钢结构，宜通过风振响应分析确定风动力效应：

a、跨度大于120m；

b、结构基本自振周期大于1.05；

c、体型复杂且较为重要的结构。

5、拱形钢结构屋面围护结构的设计，应考虑风压极值的影响，并考虑结构内压与外部风荷载的叠加效应。

四、地震作用分析

1、在抗震设防烈度为7度的地区，对于拱形钢结构当矢跨比大于或等于1/5时，应进行水平抗震验算；当矢跨比小于1/5时，应进行竖向和水平抗震验算；在抗震设防烈度为8度或9度的地区，对于拱形钢结构应进行水平和竖向抗震验算。拱跨度大于120m时，应进行罕遇地震分析。

2、在地震作用分析时，应考虑支承体系对拱形钢结构受力的影响，宜将拱形钢结构与支承体系共同考虑，按整体分析模型进行计算；也可把支承体系简化为拱形钢结构的弹性支座，按弹性支承模型计算。

3、对拱形钢结构进行多遇地震作用下的效应计算时，可采用振型分解反应谱法；对于重要的大跨度拱形钢结构，应采用时程分析法进行补充计算。

4、计算拱形钢结构多遇地震作用下的效应时，对于拱脚落地的拱形钢结构，阻尼比值可取0.02；对于钢管混凝土拱形钢结构，阻尼比可取0.035；对设有混凝土支承结构的拱形钢结构，整体计算时阻尼比值可取0.03。罕遇地震弹塑性计算时，阻尼比值可取0.05。

5、拱形钢结构构件的抗震承载力调整系数应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。

参考文献

拱形钢结构技术规程