360°锁缝板防水一体化施工技术

叙述了360°锁缝板防水一体化施工技术,360°锁缝金属板采用通长制作,无接缝,支架与板的连接为滑移型连接设计,以独特的隐藏式支架安装,相邻金属板间采用360°锁缝咬合,整体性、密闭性强,质量易控制,并且具有较强的抗风能力,施工简便。     

直立锁边金属屋面系统抗风设计与结构承载力试验

直立锁边金属屋面因抗风揭强度不足常出现风揭破坏。为了详细分析直立锁边金属屋面系统的抗风揭性能,首先,提出了抗风设计关键技术问题。然后,对屋面关键部位的风荷载计算和屋面系统的结构抗力进行研究。最后,对如何选择抗风揭试验方法来获得结构承载力进行对比分析。结果表明,在计算屋面风荷载时,应重点关注局部关键部位,采取规范计算和风洞试验相结合的方法进行验证;在确定直立锁边金属屋面系统结构承载力时,需综合考虑抗风揭静态和动态试验结果。     

某体育馆屋面系统抗风承载力试验研究

大型场馆屋面系统大多采用金属屋面板,此类屋面板在风荷载作用下容易发生破坏。通过堆砂静力试验方法模拟风荷载对屋面产生的静压力,对采用65/400(3004型)铝镁锰合金屋面板的某体育馆屋面系统模型的抗风承载力进行了试验研究,分别实测无防风夹、满布防风夹和周边布设防风夹三类屋面系统的变形及极限承载力,根据试验结果对屋面系统在模拟风荷载作用下的破坏机理进行分析。结果表明:屋面板与T形支座直立锁边咬合连接破坏是屋面系统破坏的主要原因,加设防风夹后屋面系统承载力有很大提高;在不考虑屋面板大变形的情况下,无防风夹试验屋面的极限荷载达1.4k N/m2,周边布设防风夹的试验屋面的极限荷载可以达到3.0k N/m2,满布防风夹的试验屋面的极限荷载可以达到5.0k N/m2;据推算,单个防风夹可以提供1.27k N承载力。     

直立锁缝金属屋面抗风揭对比试验与加固方案优化

阐述了直立锁缝金属屋面系统抗风揭原理,结合南昌昌北机场直立锁缝金属屋面风揭破坏,明确风压的基本要求与加强措施,并开展直立锁缝屋面板抗风揭对比试验,对复杂受力状态的直立锁缝屋面板系统各关键组成部分在模拟极端暴风工况下的抗风揭能力进行了初步测试分析,依据直立锁缝屋面系统失效对比试验,提出了直立锁缝屋面系统抗风揭能力关键措施,尤其是对机械冷弯成型的锁缝与附加锁夹后的极限能力作出量化对比及分析,确定加强设计和附加锁夹加固间距的优化方案。     

波动风效应对金属屋面系统抗风及防水性能的影响

在提出金属屋面系统内外风荷载计算取值的基础上,指出波动风效应是影响金属屋面系统结构抗风及防水抗渗能力的主要因素,只有对金属屋面系统材料、板型及构造进行合理的设计及其抗风性能进行测试,才能保障金属屋面系统结构抗风和防水的质量。     

直立锁边金属屋面系统风吸破坏机理研究

国内将直立锁边金属屋面系统引进后,对其传力原理和受力性能方面的研究尚未成熟,不利于此类屋面体系的推广应用。直立锁边金属屋面系统涉及的问题具有综合性、复杂性,需要大量科研工作予以解决。基于以上问题,针对性地对直立锁边金属屋面卷边咬合处展开相关研究。首先介绍了金属屋面的构造,通过对铝镁锰直立锁边金属屋面系统构造的初步分析得到了屋面板抗风原理:最顶层的屋面板首先向上变形,将上升力通过锁边咬合构造传给支座,支座再将荷载由自攻螺钉传至檩条,最后再分配给主体结构。传力顺序为风吸荷载→屋面板→固定支座→自攻螺钉→檩条→主体结构。利用非线性有限元软件MIDAS FEA模拟该屋面系统受风荷载作用下的破坏全过程,对直立锁边金属屋面系统的抗风性能进行研究。结合国内对金属屋面系统抗风揭破坏性能所做的研究,分别在屋面板平板及竖向板肋上施加满布均匀荷载2 kN/m~2和5 kN/m~2,分析不同荷载下屋面板的受力及变形情况,得到了不同位置节点处的Mises应力云图。分析发现:在2 kN/m~2均布荷载作用下,支座与金属卷边相连接的部位由于相互的挤压和滑移,局部应力较大,达到220 MPa,但此时板面中部位置还停留在比较低的应力水平;在5 kN/m~2的均布荷载作用下,屋面板跨中大部分以及支座附近的区域应力已经达到屈服强度;在2 kN/m~2的均布荷载作用下,屋面板跨中位置的最大竖向挠度值约为48. 18 mm,挠度数值较大,且支座处开口使得两侧板面挠度值大于中间板,需考虑其对整体屋面系统使用状态的影响;当施加在屋面板上的均布风荷载值为5. 0 kN/m~2时,板跨中挠度为220 mm,这是因为屋面板已经脱离支座,导致挠度迅速变大,此时过大的挠度对屋面板的正常使用产生了不可恢复的影响。通过对屋面板受荷载作用下的变形情况加以分析,可知相邻屋面板在风揭作用下,卷边直肋分别往两边运动,屋面板直立锁边部分与铝合金支座不断摩擦、挤压,随着变形的不断发展,最终脱离支座。因此,直立锁边金属屋面系统在风吸力作用下,屋面板卷边与支座处的咬合连接是最先发生破坏的部位,对此部位应特别注意,必要时应采取相应加强措施。通过对结构的模态分析,得到其前5阶振型和周期。对屋面板进行风压动力时程分析,得到与各测点对应的锁缝连接处相对位移响应。为提高直立锁边金属屋面系统抗风揭能力,防止局部掀翻,针对不同的工程状况,提出了相应的加强对策。加强处理后,直立锁边金属屋面系统的使用安全性提高,可为工程设计提供参考。     

某国际机场航站楼屋面板抗风承载能力试验研究

金属屋面板自20世纪80年代开始引进我国,至今已得到了巨大的发展和广泛的应用,尤其是在大型公共场馆领域,但是,沿海地区或风力较大地区的大型场馆金属屋面经常因受到风荷载的影响而被破坏。对某沿海国际机场航站楼屋面加固工程所采用的65/333型镀铝锌面板的抗风承载能力进行了试验研究,分析了该类型屋面板在风吸力作用下的破坏机理和在屋面板T码上施加锁夹对屋面板抗风压承载力的影响。根据试验结果,对机场屋面采取了经济合理的加固措施,以提高屋面系统抗风荷载承载能力。屋面板的试验不仅为机场屋面加固工程提供科学依据,而且为类似大型场馆金属屋面的加固提供有价值的参考资料。     

铝合金屋面结构抗风性能和加固方案数值分析

直立锁边铝合金板屋面板因具有重量轻、强度高、延展性好、耐腐蚀性好等优点,被广泛应用于各种大型屋面围护工程中。然而在其使用过程中,铝合金金属屋面系统风揭破坏时有发生。因此,深入研究金属屋面系统的抗风承载性能,提出能够加强屋面系统抗风揭性能的设计方案具有显著意义。本研究以某车站的屋面工程为研究背景,运用ABAQUS有限元软件对直立锁边铝合金金属屋面结构的各个部件进行了抗风性能的有限元分析,得到了直立锁边屋面板系统的受力机理和失效模式。随后结合金属屋面结构的受力机理和破坏模式,提出了一种金属屋面板系统加固方案。最后,通过对承载性能以及咬合力性能等多个性能指标进行数值模拟分析,验证了加固方案的可行性。本研究对改进金属屋面系统抗风性能,提高金属屋面系统的应用价值具有积极作用。     

轻型钢结构抗风研究现状

轻型钢结构由于构件重量轻、相对薄柔,墙面及屋面等围护结构轻柔,因而对风荷载非常敏感。针对这一问题,系统回顾和总结了国内外轻型钢结构抗风领域的研究现状和相关成果,主要涉及轻型钢结构的抗风传力体系特点、风致破坏特点及机理、等效静力风荷载理论、风荷载的计算、轻型墙面及屋面系统的抗风设计等方面。在此基础上,指出了目前轻型钢结构体系抗风设计及相关研究中尚存的问题,提出了进一步研究的方向,为轻型钢结构抗风分析及研究提供借鉴。     

金属屋面系统抗风揭性能的试验研究

由于金属屋面系统的设计方法尚不成熟,近年来金属屋面被狂风掀起的现象时有发生。因此,如何有针对性地开展此类屋面系统的抗风揭性能研究,具有重要的意义。通过试验手段,对工程常见的金属屋面系统进行相关的抗风揭试验研究,获得了相关的荷载-变形、荷载-应变曲线,并对相关试验结果进行分析。试验结果表明:该金属屋面抗风揭能力最薄弱的地方位于支座与屋面板的锁边处,通过在支座和屋面板的锁边位置增加抗风加强夹,能够显著提高屋面的抗风揭能力,且加强夹间距越密,屋面系统的抗风揭能力越强。     

强风作用下高耸钢结构输电塔的破坏特征研究

强风作用是输电塔等高耸结构倒塌的潜在威胁,由于不同风场的特征存在很大的差异,导致结构具有不同的破坏形式。本文研究了两种风场下结构不同高度截面抗风能力的验证方法。文中,首先引入了边界层近地风和下击暴流风的设计风荷载;其次,提出了输电塔结构抗风能力的验证方法,即两种风力引起的输电塔结构底部截面弯矩相等,并在达到输电塔结构底部截面抗风能力极限状态时,计算不同高度处输电塔截面的抗风能力是否满足设计要求;最后以一大跨越输电塔为例进行分析,结果表明,当底部达到抗风能力极限状态时,下击暴流可导致结构在40m高度区域内发生破坏,而近地风可导致结构首先从根部发生破坏,从而在理论上验证了下击暴流强风荷载作用下输电塔结构大多不在根部首先发生破坏的现象。     

大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力研究进展

近年频发大跨度金属屋面风灾事故,使得此类结构的风灾问题备受关注。造成风灾的原因有很多,主要包括屋面风荷载被低估,未考虑脉动风所引起的屋面疲劳效应,风敏感性气动外形引起的高负压和必要控制措施的缺失,屋面抗风设计及施工缺陷等。从屋盖风荷载分布、金属屋面抗风承载力、风致疲劳性能和抗风设计方法4个方面总结和评述了国内外的研究进展。根据已有研究存在的问题、风灾调查以及2017年超强台风“天鸽”作用下金属屋面工程实例,建议进一步开展对大跨度屋面风压分布特征、金属屋面抗风承载力与风致疲劳性能的理论和数值分析方法以及提高屋面抗风性能的构造措施和空气动力学措施等方面的系统研究。     

连续焊接不锈钢屋面系统抗风揭性能研究

连续焊接不锈钢屋面系统具有良好的抗风性能,可以用作屋面金属围护系统。以连续焊接不锈钢屋面系统为研究对象,进行连续焊接不锈钢屋面系统抗风揭试验,基于ANSYS/Workbench有限元软件平台建立连续焊接不锈钢屋面模型,分析焊接不锈钢屋面系统的力学性能。结果表明:连续焊接不锈钢屋面系统在风荷载作用下屋面板拐角处和板中部的圆弧处应力较大。其中,屋面板拐角处在加载至4 500 N/m~2时达到屈服极限,焊缝在整个加载过程中并未屈服,板肋应力分布从上至下先增大后减小,屋面板最大变形14. 32 mm出现在板跨中圆弧附近,并朝两侧逐渐减小。     

大跨波浪型低层悬挑屋面风洞试验研究

通过对某文体中心大跨波浪型悬挑屋面的风洞试验研究,讨论了屋檐及大跨围廊悬挑、波浪型屋面的风荷载特性,详细分析了悬挑位置、屋面形状以及风向角等因素对风荷载的影响。试验研究表明,该建筑的流线型外形有利于结构的整体抗风,屋盖大部分区域的风荷载分布类似于平屋面,因此可按规范取值;悬挑围廊由于后部墙体的遮蔽,其上的风荷载比原先设想的要小;悬挑围廊的个别部位存在“兜风”现象,导致该区域风荷载非常大,设计时需引起注意。     

金属屋面系统抗风性能动态试验方法对比

围护系统动态风荷载试验检测的应用日趋广泛,针对金属屋面系统,研究了加拿大标准CAN/CSAA123. 21-14、欧盟标准ETAG006、澳大利亚标准AS4040. 3、日本标准SSR2007、美国标准UL580抗风性能试验方法,探讨不同标准试件制作要求、动态风荷载的加载制度、抗风性能评价标准等方面内容,对比总结不同标准的应用特点。研究表明:欧盟标准更加重视对于屋面连接性能的判定而缺乏对屋面整体性能的评估,澳大利亚和加拿大标准完整体现了风暴对于金属屋面系统的作用,美国标准应用动、静态和正、负压组合的试验方法,对试验仪器的要求最高,日本标准缺乏分级加载荷载大小、循环次数取值等具体规定。     

平屋面双坡板式光伏阵列风荷载特性

为了量化屋面光伏面板系统的设计风荷载,制作了缩尺比为1:25的平屋面光伏面板阵列模型,进行了刚性模型测压风洞试验。研究了风向、阵列间距、面板安装倾角对面板阵列风荷载特性的影响,结果表明斜风向是不同工况面板风荷载的控制性风向;不同阵列间距面板风荷载分布规律基本相同,中间行面板最不利极值风压力与阵列间距呈负相关;屋面前缘面板的最不利极值风吸力随倾角非线性变化,幅度在15%以内,而屋面中间行面板所受到的极值风吸力随着面板安装倾角的增大而减小。最后,基于基本工况给出面板单元在不同的影响因素下的最不利风荷载系数设计值拟合公式,可用于指导光伏面板阵列的抗风设计。     

大面积金属屋面板系统的构造与施工

广交会琶洲展馆二期工程采用不锈钢金属材料作屋面外饰,整个屋面星双向曲面布置,通过采取可滑移固定支座及360°咬合式搭接等方式的节点处理,确保了屋面板系统的各项技术性能均达到预期目标.     

四连跨干煤棚压型金属板屋面系统抗风揭设计

设计采用当地百年一遇基本风压0.8 k Pa,通过风洞试验测得四连跨干煤棚屋面围护结构两端开口处边缘、角部分区及其他分区最大风吸力标准值分别为-6,-3.5 k Pa。介绍压型金属板屋面系统的压型钢板选型,自钻螺钉、檩条及连接节点设计,以及屋面系统的防台风构造措施。结果表明:整个屋面系统的抗风揭能力满足设计要求。屋面系统的实际抗风揭能力还应通过抗风揭试验验证。     

杭绍台铁路站房金属屋面抗风揭试验研究

以杭绍台铁路站房金属屋面为研究对象,通过抗风揭试验,明确其失效模式和抗风揭承载力,并探讨不同参数对直立锁边金属屋面抗风揭性能的影响。研究结果表明：直立锁边金属屋面在风吸力作用下主要的破坏模式是锁边处屋面板与支座的脱扣破坏;改变支座高度、檩条间距、布置抗风夹均能提高直立锁边金属屋面的抗风揭性能,其中布置抗风夹效果最为显著;高强抗风夹能转变金属屋面系统的失效模式,较常规抗风夹而言,能大幅提高屋面板抗风承载力;动态循环加载对直立锁边金属屋面的极限承载力存在着明显的影响,在实际工程中进行动态循环抗风揭试验是十分有必要的。     

单层屋面体系抗风揭设计应注意的若干问题

介绍了单层屋面体系抗风揭设计应注意的几个问题,包括按照国内规范和美国方法计算得到的风揭荷载的差异,屋面边部和角部风揭荷载的增大系数以及确定屋面系统各个参数的考虑因素等.