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摘 要：拱型波纹屋盖是一种新型的钢结构，目前国内已经得到的很广泛的应用，并且因其的经济性与简便性使得其有很强的发展前景。但是对其的研究国内做的还是不够，很多的研究数据也是不够精确的。部分的研究方法都是以简化的形式，还有就是复杂的建模，计算方法很多，但是没有本文旨在总结其拱型波纹屋盖的计算分析方法，使得研究更加的方便 ，为之后的研究者提供参考。
关键词：拱型波纹屋盖 分析方法 有限元建模
一、引言
拱型波纹金属屋盖（Arched Corrugated Metal Roof）是一种冷弯薄壁轻型钢结构。采用0.6-1.2mm厚的镀锌钢板实现板架合一的屋盖结构。它是起源于美国，美国的一些结构师们从自然界植物的表皮纹理的结构造型中收到启发，开始寻求一些极薄材料通过波纹加劲，从而做成较大跨度结构的方法。拱型波纹屋盖以其跨越能力大，用钢量小，造价低廉，工艺简单，施工快捷，自然防水，采用定型化机组生产等一些优点，受到到人民欢迎。但其从整体上看属于双曲拱型薄壳，其横向有很多细小波纹，这些波纹虽然对于提高拱壳的抗弯刚度，增强其承载能力。但同时也是的结构变得复杂。所以也产生了几种不同的计算分析的方法。
二、计算分析的方法
试验研究的方法：通过试验的方法进行研究，能够直观的得到数据进行分析。但是其有很大的缺点，波纹拱结构没法进行缩尺试验，因为实际结构板材很薄无法再进行缩尺，还有就是缩尺的模型横向波纹会与原结构不同，只能进行足尺试验，足尺试验往往需要大量的资金与人力，工作量也是巨大的。不能满足普遍的适用性。有限元法：可按大挠度弹塑性理论建立壳单元。用细化有限元模型网格的方法模拟金属波纹拱壳结构实际的波纹形状，将波纹拱壳作为空间壳体。利用有限元设计软件ANSYS进行自动划分单元。利用软件进行划分大大的节省了时间，虽然细小的波纹太多需要建立大量的单元，但是由于计算软件的细化网格通过编程能自动的进行有限元模型的网格划分，大大的节省了计算机建模时间，避免了手动时的失误。有限条法：这是一种半解析法，可以节省计算量，但是与有限元法相比他的缺点是没有适应任意几何形状 边界条件和材料变化的能力。其中的复合有限条法，它是将每一个单拱相互靠在一起的两个腹板看成肋骨，底板当做条元，相邻的板条之间是通过肋部相连，这样结构就简化成正交各向异性的加劲圆柱壳。然后进行分析。
简化计算：虽然结构是空间体系，但是由于其纵向长度大于其跨度，荷载分布沿纵向的分布较为均匀，所以可以忽略其空间作用，将其按平面结构分析大大简化了分析的过程。这样空间的拱壳结构，可以用平面的拱来代替。又由于存在大量的横向小波纹，所以对其结构还需简化，其方法是将波纹板件等效为平板，实质是按照等刚度原则将波纹板的刚度矩阵等效成平板的刚度矩阵。
三、对比各种计算方法
有限条法局限性在于它只适用于与U型截面波纹屋盖，所以应用的较少。简化的方法是现在最为实用的方法，因为其具有普遍适用性，所以大量的研究都是以简化的模型来进行研究的，它的简化是多层的简化，首先是将拱壳结构简化为平面拱结构来分析，再次是对其细小波纹进行简化，利用等效刚度的方法将带有波纹的板件简化我等效厚度的平板，这对于建模容易了很多。正是由于这样的简化，所以造成的结果是其与真实的情况具有一些差距。
有限元法是最为接近实际情况的方法，但是其也存在着问题，建模的复杂性。为了减少工作量就需要编制程序进行自动的建模，这样可以得出很合理的結果。
试验的方法缺点就是不具有普遍性。所以我们需要进行对比试验，以有限元分析软件进行结构分析与试验进行对比，可以得出结论。这样的对比能够检测有限元法的准确性，为研究做出了很大的贡献。
四、期望
对于研究波纹板件的计算的方法现阶段以这些方法为主，为了更好地反应真实情况和更加精确的研究，所以需要在计算机编程方向努力，使得建模更加简便，使得结构与真实结构更加接近。波纹拱结构的研究会因为材料的改进而更加实用，所以对每一种新的材料组成的结构都需要研究，因此我们需要更加准确的方法来进行研究。
参考文献：
[1]刘锡良.一种新型的空间钢结构-银河金属拱型波纹屋顶[J].建筑结构学报.1996，17（4）：72-75
[2]张勇，刘锡良，王元清，石永久.金属拱型波纹屋盖结构足尺模型试验研究[J].土木工程学报
[3]王小平，蒋沧如，李桂青.金属拱型波纹屋面计算模型的简化[J].钢结构.Vol.14，No.4，1999.
[4]王助成编著.有限单元法[M].北京：清华大学出版社.2003.
[5]张德生.拱型波纹屋盖结构风致震动数值模拟研究.湘潭大学自然科学学报[J].Vol.36，No.3，2014.
关键词：拱型波纹屋盖 分析方法 有限元建模
一、引言
拱型波纹金属屋盖（Arched Corrugated Metal Roof）是一种冷弯薄壁轻型钢结构。采用0.6-1.2mm厚的镀锌钢板实现板架合一的屋盖结构。它是起源于美国，美国的一些结构师们从自然界植物的表皮纹理的结构造型中收到启发，开始寻求一些极薄材料通过波纹加劲，从而做成较大跨度结构的方法。拱型波纹屋盖以其跨越能力大，用钢量小，造价低廉，工艺简单，施工快捷，自然防水，采用定型化机组生产等一些优点，受到到人民欢迎。但其从整体上看属于双曲拱型薄壳，其横向有很多细小波纹，这些波纹虽然对于提高拱壳的抗弯刚度，增强其承载能力。但同时也是的结构变得复杂。所以也产生了几种不同的计算分析的方法。
二、计算分析的方法
试验研究的方法：通过试验的方法进行研究，能够直观的得到数据进行分析。但是其有很大的缺点，波纹拱结构没法进行缩尺试验，因为实际结构板材很薄无法再进行缩尺，还有就是缩尺的模型横向波纹会与原结构不同，只能进行足尺试验，足尺试验往往需要大量的资金与人力，工作量也是巨大的。不能满足普遍的适用性。有限元法：可按大挠度弹塑性理论建立壳单元。用细化有限元模型网格的方法模拟金属波纹拱壳结构实际的波纹形状，将波纹拱壳作为空间壳体。利用有限元设计软件ANSYS进行自动划分单元。利用软件进行划分大大的节省了时间，虽然细小的波纹太多需要建立大量的单元，但是由于计算软件的细化网格通过编程能自动的进行有限元模型的网格划分，大大的节省了计算机建模时间，避免了手动时的失误。有限条法：这是一种半解析法，可以节省计算量，但是与有限元法相比他的缺点是没有适应任意几何形状 边界条件和材料变化的能力。其中的复合有限条法，它是将每一个单拱相互靠在一起的两个腹板看成肋骨，底板当做条元，相邻的板条之间是通过肋部相连，这样结构就简化成正交各向异性的加劲圆柱壳。然后进行分析。
简化计算：虽然结构是空间体系，但是由于其纵向长度大于其跨度，荷载分布沿纵向的分布较为均匀，所以可以忽略其空间作用，将其按平面结构分析大大简化了分析的过程。这样空间的拱壳结构，可以用平面的拱来代替。又由于存在大量的横向小波纹，所以对其结构还需简化，其方法是将波纹板件等效为平板，实质是按照等刚度原则将波纹板的刚度矩阵等效成平板的刚度矩阵。
三、对比各种计算方法
有限条法局限性在于它只适用于与U型截面波纹屋盖，所以应用的较少。简化的方法是现在最为实用的方法，因为其具有普遍适用性，所以大量的研究都是以简化的模型来进行研究的，它的简化是多层的简化，首先是将拱壳结构简化为平面拱结构来分析，再次是对其细小波纹进行简化，利用等效刚度的方法将带有波纹的板件简化我等效厚度的平板，这对于建模容易了很多。正是由于这样的简化，所以造成的结果是其与真实的情况具有一些差距。
有限元法是最为接近实际情况的方法，但是其也存在着问题，建模的复杂性。为了减少工作量就需要编制程序进行自动的建模，这样可以得出很合理的結果。
试验的方法缺点就是不具有普遍性。所以我们需要进行对比试验，以有限元分析软件进行结构分析与试验进行对比，可以得出结论。这样的对比能够检测有限元法的准确性，为研究做出了很大的贡献。
四、期望
对于研究波纹板件的计算的方法现阶段以这些方法为主，为了更好地反应真实情况和更加精确的研究，所以需要在计算机编程方向努力，使得建模更加简便，使得结构与真实结构更加接近。波纹拱结构的研究会因为材料的改进而更加实用，所以对每一种新的材料组成的结构都需要研究，因此我们需要更加准确的方法来进行研究。
参考文献：
[1]刘锡良.一种新型的空间钢结构-银河金属拱型波纹屋顶[J].建筑结构学报.1996，17（4）：72-75
[2]张勇，刘锡良，王元清，石永久.金属拱型波纹屋盖结构足尺模型试验研究[J].土木工程学报
[3]王小平，蒋沧如，李桂青.金属拱型波纹屋面计算模型的简化[J].钢结构.Vol.14，No.4，1999.
[4]王助成编著.有限单元法[M].北京：清华大学出版社.2003.
[5]张德生.拱型波纹屋盖结构风致震动数值模拟研究.湘潭大学自然科学学报[J].Vol.36，No.3，2014.