冷彎薄壁型鋼結構拱形波紋鋼屋蓋的技術要求
我國網架、網殼等空間鋼結構的推廣應用，不論是工程數量還是覆蓋建筑總面積，在國際上都是名列前茅的。但是這些結構往往有其不足之處。首先結構本身制作、安裝復雜，結構施工工期長。其次這些結構的屋面防水、屋面圈護結構的自重，都是制約工程總造價的因素。雖然理論上這類空間結構用鋼量小，自重輕，但是有時上述問題解決不好，工程總體經濟效益也不太理想。
湖北信立合鋼結構工程有限責任公司設計制作的冷彎薄壁型鋼結構拱形波紋鋼屋蓋的技術要求以其全截面均勻受力使材料的潛能得以充分發揮。從而節約材料，實現結構可靠性與經濟性的較好統一。就房屋結構而言砌塊拱屋頂、鋼筋混凝土拱殼及各種材質的拱網殼等拱型結構已廣為建筑師和結構師們所熟悉和接受。50年代，國際上一些結構師們從自然界植物表皮紋理的結構造型中受到啟發，研副出一種新型屋頂結構即金屬拱型波紋屋頂。這種結構造價低廉，施工速度快，使用效果良好，因而吸引了越來越多的研究者，特別是計算機數控的引入，更使這種結構的設計、制作簡便行。但這種結構的科研及成型機組的研制、生產僅限于西方的幾家公司。這對于金屬屋頂的發展及進一步推廣是極為不利的。
為填補我國的這項空白，北京市金屬屋頂成型技術研究所與天津大學土木系空間結構研究室聯合，研制出了我們自己的鋼結構拱形波紋鋼屋蓋（這里稱屋頂），并開發出與之配套的成型機組。日前，該屋頂的設計、制作與安裝技術已通過鑒定。
鋼結構拱形波紋鋼屋蓋IMG_20190520_212652.jpg是由彩色鍍鋅鋼板通過金屬屋頂成型機連續冷模輥壓成直型槽板和帶有橫向波紋的拱型槽板，然后用自動封邊機將若干這樣的槽板連接成整體，并吊至屋頂圖梁安裝就位而形成的。金屬屋頂成型機組是制作屋頂的專用機具。由金屬屋頂成型機和自動封邊機組成。該屋頂一改傳統板架（屋面板和屋架)屋頂的結構形式，集受力、圈功能于一身，*大限度地利用材料，實現了結構安全性與經濟性的統一。鋼結構拱形波紋鋼屋蓋成型機共分三種機型，分別稱為MMR-118型、MMR-178型、MMR一238型成型機。MMR-118機型可將0.6~1.2mm厚、605mm寬彩色鍍鋅鋼板卷材輥壓成橫截面如圖。
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(a)所示的拱型槽板；MMR-178型機型可將0.8~1.35mm厚、905mm寬彩色鍍鋅鋼板卷材輥壓成如圖
（b)所示拱型槽板：MMR-238型機型可將0.8~1.35mm厚、905mm寬彩色鍍鋅鋼板卷材輥壓成如圖1
（c）所示拱型槽板。金屬屋頂成型機采用液壓傳動，*大外形尺寸：2.4×7.8×1.3M，自重10.6t，可車載至任意施工現場生產。自動封邊機是連接兩相鄰槽板的專用機械，其自重僅35kg，結構輕巧，可將若干槽板封邊快速連成整體，且不透風、不漏水。
屋頂的保溫可通過室內頂噴聚氨脂或粘敷復合硅酸鹽實現。采用不同厚度的聚氨脂或復合硅酸鹽可滿足不同的保溫要求。屋頂由于自重?。?2~26kg/m*)，整個屋面的荷載水平較低，所以它對下部結構要求不高，另外屋頂與下部結構的連接也不復雜，下部結構（柱、門窗等）可按規范模數布置，只要柱頂圈梁設預埋件或預留槽口，屋頂便可通過預埋件或預爵槽口與下部結構連接。
由于屋頂是用魔頂成型機現場制作拱板并經品車或塔吊裝至屋頂圍梁安裝就位而成的，所以只要品裝設備許可，就可用作于任意建筑的屋遵結構。其主要適用范圍為：場、停車場。
3.禮堂、體育館、休養所、餐廳、教室、辦公室；
4.飛機庫、軍營、指揮所、臨時房屋。
作為一種新型的空間結構，屋頂以其獨特的優點為我國空間結構領城增添了一道風景。
這種結構集受力骨架與建筑圍護兩種功能于一體，采用機械化菌工手段，這使其在與眾多的空間結構競爭中，顯示出極強的生命力。其主要特點為：
1.建筑構造與結構承重合為一體。
該體系為柱面拱殼，具有自承重、自然防水的功能。若采用噴涂保溫，便不再震輔助構造，因此可稱為“二合…”或“三合一”的屋蓋。
2.生產效率高，建造周期短。
鋼結構拱形波紋鋼屋蓋成型設備及自動封邊機全部為自動化的篇工設備，一臺機組日產800m*拱型板，施工速度快、建造周期短。
3.材料省、自重輕、造價低。
跨度為8~42m的金屬波紋屋頂，采用0.6~1.35mm厚的鍍鋅鋼板，無需其它的承重構件及建筑構造，自重輕、用料省，因此造價低于同等跨度的其它屋頂結構形式。
4.質量優、性能好。
鍍鋅鋼板輕質高強、耐腐蝕、屋蓋采用機械封邊連接，氣密及防水性能可靠，可現場噴、粘保溫材料，滿足各種保溫要求。另外結構彈性大，整體性、抗震性好。
5.造型優美、構造簡單。
圓弧拱充建筑即能表現出靜態美，又有如同蛇形筒狀的動態美感，在千姿百態的建筑群中具有獨特的風格，室內光潔、空間開闊，可任意滿足建筑凈空要求，也可隨意平面分隔、裝飾，不受結構限制，使用極其方便。支座構造筒單，避免了如網架、網殼等結構繁多的節點連接。
6.靈活機動、靈活、實用性強。
金屬屋頂成型機為車載機組，自帶動力，主要材料及配件可隨設備直接運往城鄉建筑現場，既適用于**性建筑的施工，也適用于未三通一平的臨時性建筑的篇工。
7.計算簡捷，工作可靠。
屋頂是典型的三維空間結構，合理的曲面可使結構受力均勻、刷度大、穩定性好。雖然世界一些國家，如美國、韓國等早已對這種結構進行了成型機組的研創、生產，并應用于軍事設施（戰斗機庫、營房等），但迄今為止，國內外均沒有對這種結構進行過系統的、成熟的理論和試驗研究，更沒有統一的設計、施工標準。為填補這項空白，本課題對此進行深入細致的理論分析和試驗研究..將殼體結構繁瑣的力學分析消化吸收，使得結構設計計算可靠、簡捷。從屋頂的特點不難看出，這種緒構蘊含有巨大經濟效益，屋頂用鋼量*小僅|12kg/m2，*大也不超過26kg/m”,且屋頂不需要另外的防水、防腐措施，這使得屋頂部分的造價遠低于翻混、門式剛架、網架等結構。IMG_20190520_215205.jpg
車載屋頂成型機組可拉至任意施工現場，工程進出場費用較傳統結構的施工低，機械化的施工手段，節約人力、大大縮短工期，這同樣會帶來很大的經濟效益。屋頂結構本身凈空大，一般情況下可利用屋頂本身的凈空，從而降低下部結構的高度，另外屋頂自重小，對下部結構的反力也小，因此采用屋頂的下部結構用料也省，這些都會帶來直接的經濟效益。以北京地區為例，北京市高等教育出版社書庫（在大興縣龐各莊），其地載力16t/m’，用傳統的混凝土基礎、柱、梁、屋蓋結構，造價達1500元/ml，采用屋頂后，工程全部造價僅780元/m”。從這個工程實例也不難發現屋頂結構的經濟效益是非常明顯的。
本文由湖北信立合鋼結構工程有限責任公普及