大跨度敞开式金属屋面板抗风揭模拟试验研究

现有规范标准对大跨度敞开式金属屋面板的设计和施工缺乏合理规定。根据实际火车站屋面板工程,采用沙袋堆载的静载试验方法,进行了760型金属屋面板整体抗风揭试验。分析了该类型屋面板在风吸力作用下承载力、挠度和关键部位的应变分布规律,并研究了采取自攻螺钉、夹具、垫片等加固措施对金属屋面板承载力和破坏形式的影响。试验结果表明,采取合理加固措施可以有效地提高760型金属屋面板的抗风揭承载力。研究成果将为火车站、航站楼等大跨度敞开式金属屋面板的设计与施工提供科学依据,还可以为类似大型场馆金属屋面板体系的加固提供有价值的参考。     

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。     

昌北机场直立锁边金属屋面板抗风揭试验研究

近年来,轻便、大跨、强度高、防水性能好的直立锁边金属屋面系统越来越多地应用于机场、火车站和体育馆,但由于缺乏相应设计和施工标准,其抗风承载力不足的弊端也逐渐体现出来.以昌北机场T2航站楼金属屋面修复加固工程为研究背景,通过足尺试验对直立锁边金属屋面板进行抗风揭性能试验和评价.通过分析不同加固模式下的金属屋面板抗风揭破坏...     

蚌埠体育中心龙鳞金属屋面板抗风揭、风压性能试验与分析

由于现有规范标准对大跨度敞开式体育场金属屋面系统的设计和施工缺乏规定,近年来金属屋面被大风掀起破坏的现象时有发生,造成了巨大的财产损失和人员伤亡。蚌埠体育中心采用直立锁边金属屋面系统,覆盖龙鳞板作为装饰层,龙鳞装饰板为空间双曲面造型。金属屋面整体造型复杂,不同区域不均匀风场突出。为保证蚌埠体育中心龙鳞金属屋面的性能可靠和连接安全,采用气囊法进行了龙鳞金属屋面抗风揭、风压性能试验,考察了固定支座、锁夹类型与数量等参数对龙鳞金属屋面抗风揭、风压性能的影响,研究了龙鳞金属屋面在风荷载作用下的破坏模式,揭示了其破坏机理和规律。试验结果表明,龙鳞金属屋面抗风揭、风压性能薄弱的部位为固定支座与屋面板锁边处、锁夹与屋面板连接处,应采取适当措施以提高龙鳞金属屋面的抗风揭、风压性能。研究成果可为安徽省第十四届省运会主场馆蚌埠体育中心龙鳞金属屋面的设计、施工和健康运营提供科学依据。     

直立锁边金属屋面抗风设计研究

直立锁边金属屋面近些年在大型的场馆、机场屋面上应用非常广泛,但金属屋面设计过程中针对金属屋面板的抗风设计校核方法一直没有完全统一,而且各承包单位计算校核依据也不尽相同.本文以两个有代表性的实际工程为例,通过利用规范公式的抗风设计校核对比和抗风揭试验方法及结果的对比,发现仅依据规范公式进行抗风结构设计并不能完全保证金属屋面的抗风结构安全,存在很大的不确定性,而必须通过抗风揭试验和前后两阶段的分区设计才能使得金属屋面的抗风性能得以保证.关于抗风揭试验本文同样以这两个工程为例,分别介绍了静态抗风揭试验和动态抗风揭试验的方法、流程以及结果的差异,要求的设计人员和施工人员务必要重视金属屋面的安全性,大型金属屋面工程应进行抗风揭试验和前后两阶段的抗风设计来确保结构安全性和经济合理性.     

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。     

大型公共建筑直立锁边金属屋面抗风揭加固方法探析

大型公共建筑直立锁边金属屋面,作为屋面顶板在建筑使用过程中存在屋面板抗风揭强度不足的缺陷。论文主要以首都国际机场3号航站楼的金属屋面为例进行研究,结合河南省体育中心、武汉天河机场和某火车站等3个大型公共建筑直立锁边金属屋面局部被风掀起的实例,分析了直立锁边屋面板及其零配件系统受风的负压破坏的原因,并给出了抗强风掀起的加固方案。     

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。     

全国最大抗风揭试验金属屋面系统技术应用

鉴于金属屋面由于抗风能力设计不足,风揭事故频发的情况,为保证金属屋面系统的抗风揭性能满足使用需求,本文通过介绍厦门新会展中心—会议中心金属屋面系统抗风揭试验,分析验证金属屋面系统构造稳定性,提出增加抗风夹具和U型件、减小面板宽度、在垂直屋面板方向采用不锈钢压条连接抗风夹具的加固措施,并经过第二次抗风揭试验验证其可靠性,得出采用的加固措施可以有效提高屋面的抗风揭能力的结论,顺利通过了全国最大的抗风揭试验。     

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。     

考虑风速风向联合分布的双坡屋面风致疲劳研究

为研究风荷载作用下大跨度低矮建筑金属屋面板的疲劳损伤分布规律,以坡度为1/60的双坡屋面建筑为研究对象,基于1975～2019年间的风速风向数据,研究了双坡屋面板50年重现期的疲劳损伤累积值。采用Gumbel分布描述日极值风速分布,混合Von Mises分布描述风向分布,并用单参数Archimedean Copula函数描述二者的相关性,得到了风速风向的联合分布; 基于双坡屋面的测压风洞试验结果,考虑连续变化风速和离散风向角对疲劳寿命的影响,研究了金属屋面板的疲劳损伤累积值。结果表明:双坡屋面板疲劳损伤与主导风向、屋面位置等因素密切相关,位于主导风向处的迎风屋檐、边角等气流分离位置的疲劳损伤累积值远大于其他区域; 良态风环境下,该双坡屋面金属屋面板50年风致疲劳损伤累积值最大可达0.746,风荷载可引起迎风屋檐、边角位置金属屋面板的疲劳破坏; 对于金属屋面板而言,风致疲劳破坏是引发风揭事故的巨大隐患,应高度重视。     

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。     

常用压型钢板屋面及连接件承载能力分析

压型钢板屋面具有自重轻、抗震性能好、施工方便快速等优点,在现代大跨结构中被广泛应用。但由于屋面板重量小、跨度大,在风荷载作用下,结构动力响应较大,在设计中必须认真分析。本文根据工程需要,采用有限元方法,对工程中常用的屋面板及其连接件在风荷载作用下的承载能力进行分析验算,为设计提供依据,并指出了此类屋面设计中应该注意的问题。     

铝镁锰直立锁边金属屋面抗风揭性能试验研究与理论分析

铝镁锰直立锁边金属屋面广泛应用于各类大跨度建筑中,但是关于其抗风揭性能的理论研究较滞后,也缺乏系统性试验研究.为研究屋面板宽度、厚度、T形码支座间距等因素对其抗风揭性能的影响,对12组24个金属屋面试件进行了抗风揭试验.采用接触单元建立了有限元实体模型,模拟其破坏过程,并给出合理的破坏判定准则.提出简化计算模型,推导了...     

来实FLEX-LOK 直立锁边板在大跨度弧形金属屋面上的应用

来实公司生产的FLEX-LOK400直立锁边屋面板、高强镀锌檩条以及2W结构楼承板配重等构成的屋面系统,在厦门会展中心三期工程大跨度（99 m、72 m）金属屋面上应用,抗风揭、抗腐蚀,且防水、保温、隔热;施工时,屋面板需现场压型,部件安装方向需背风向,细部节点的安装定位比较严格;各期工程完工后,屋面质量良好。     

Experimental and simulation analysis of thermal behavior of large-span roof system under solar radiation

The large-span metal roof systems can produce a significant nonuniform temperature effect under solar radiation, leading to potential safety hazards. An experiment is conducted to study the nonuniform thermal behavior of a small-scale continuous welded stainless steel roof (CWSSR) system under solar radiation. The small-scale CWSSR system considered different roof slopes and sunward side and nightside. The efficiency of the numerical analysis of the thermal behavior of the roof slab is verified in comparison with the experimental results. Based on the numerical and experimental results, the thermal effect of a full-scale CWSSR system is studied under different orientations, wind speeds, and atmospheric temperature. Through the analysis of research results, the nonuniform thermal features of the CWSSR system are significant and cannot be overlooked. The temperature difference between the sunward side and nightside roof slab is positively correlated with the roof slope. The thermal behavior of the CWSSR system is greatly influenced by wind speeds but is less affected by orientations and atmospheric temperature.     

来实FLEX-LOK~直立锁边板在大跨度弧形金属屋面上的应用

来实公司生产的FLEX-LOK400直立锁边屋面板、高强镀锌檩条以及2W结构楼承板配重等构成的屋面系统,在厦门会展中心三期工程大跨度(99 m、72 m)金属屋面上应用,抗风揭、抗腐蚀,且防水、保温、隔热;施工时,屋面板需现场压型,部件安装方向需背风向,细部节点的安装定位比较严格;各期工程完工后,屋面质量良好。     

北大体育馆屋盖结构风荷载分布特性的试验研究

风荷载是控制大跨度钢屋盖结构设计的主要荷载之一。结合北京大学体育馆屋盖结构的风洞模拟试验,以屋盖上的平均风荷载和脉动风荷载为研究对象,对屋盖上的风荷载分布特性进行了详尽的分析。结果认为:整个屋盖所受风荷载主要以负压为主,屋盖悬挑部分在迎风时产生“上吸下顶”的叠加作用,其他风向为“上吸下吸”的抵消作用;屋盖角部的风荷载一般也很大,在结构设计时应采取必要的构造措施;脉动风荷载对于总的设计风荷载来说不能忽略,准定常理论不适合用来计算大跨度屋盖的风振响应。     

大跨悬挑屋盖风振系数研究

针对荷载规范中对大跨悬挑屋盖结构风振系数计算的不足,利用时程分析法,在有限元建模的基础上,直接采用风洞试验数据,计算了某大跨悬挑屋盖结构的荷载风振系数和位移风振系数,研究了其随风向角的变化规律,并讨论了不同风向角下结构参数的影响。     

宁波国际会展中心主展厅结构设计

宁波国际会展中心主展厅大跨度屋盖支承条件复杂 ,风荷载效应显著。通过风洞试验确定屋盖的风压分布情况 ,在网壳结构的部分钢管中填充混凝土以平衡部分风吸力。采用抗震球形钢支座克服支座相对位移对屋盖结构产生的影响