摘要：针对直立锁边金属屋面系统的固定支座与檩条连接节点的抗拉承载力计算问题,以檩条翼缘板厚、檩条材质、自攻螺钉直径、自攻螺钉数量以及固定支座底板厚度为变量,进行了92个连接节点试件的受拉试验,研究连接节点在竖向拉荷载下的破坏现象及破坏模式。对已有固定支座与檩条连接节点的抗拉承载力计算公式进行了修正,并将抗拉承载力试验值与国内外规范的计算值进行了对比。结果表明:自攻螺钉的抗拉承载力与檩条翼缘板厚、檩条材质的抗拉强度、自攻螺钉直径、螺钉数量基本呈正比关系,固定支座底板厚度大于4mm时,螺钉抗拉承载力与固定支座底板厚度相关性较小;节点存在自攻螺钉被拉出、固定支座底板被拉弯和自攻螺钉被拉出、固定支座底板被拉弯和自攻螺钉在螺帽处被拉断3种破坏模式;根据国内外规范公式得到的节点抗拉承载力计算值比试验值偏小,工程应用偏于安全。

摘要：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,推导了极限风压计算式。研究结果表明:所有试件的破坏均是锁边咬合处的脱开造成的,锁边咬合处初始缝隙缺陷会显著降低直立锁边金属屋面的抗风揭能力;增大T形码长度对极限风压的提升较小,减小屋面板宽度、增大屋面板厚度、减小T形码支座间距以及增设抗风夹均能有效提升直立锁边金属屋面的抗风揭性能,其中增设抗风夹效果最为显著;已有研究中有限元分析结果、极限风压计算式结果与试验结果吻合良好,可验证有限元模型及极限风压计算式正确有效,研究成果可为直立锁边金属屋面抗风揭设计与性能评估提供参考。

摘要：直立锁边金属屋面是当前金属屋面系统中应用最为广泛的一种,它具有自重轻、强度高、防水性好以及能有效抵御屋面温度应力等优点。本文分析了目前我国实际工程中直立锁边金属屋面存在的问题,详细介绍了直立锁边金属屋面几种常用的咬合形式,总结了国内外关于直立锁边金属屋面抗风揭性能的最新研究成果,给出了各类规范对于直立锁边金属屋面的计算规定,并指出了存在的问题。本文得出以下结论:(1)直立锁边金属屋面的锁边咬合部位是决定其抗风揭性能的关键薄弱节点;(2)中国、欧洲和北美关于直立锁边金属屋面的规范存在基础理论和设计方法的差异;(3)目前没有关于直立锁边金属屋面抗风揭的相关计算规定。最后,本文对直立锁边金属屋面的未来发展方向做出了展望。

摘要：直立锁边金属屋面系统风揭疲劳试验周期长且成本高,本文采取数值分析方法研究金属屋面的抗风揭疲劳性能。首先使用Abaqus软件对某金属屋面的静态风揭试验进行建模和模拟,得出该有限元方法静力学分析的合理性,之后采用Fe-safe进行疲劳寿命分析,从屋面尺寸和载荷谱风压两个方面设置工况并得出以下结论:直立锁边金属屋面破坏位置为屋面跨中、立板或卷边下端,改变尺寸参数使得构件上的最大应力减小可显著增加其疲劳寿命,四种参数中降低屋面板宽度和增加厚度更为有效;动态载荷谱风压的大小影响金属屋面的疲劳破坏方式,风压较低时屋面于立板处发生高周疲劳破坏;风压较高时,卷边下端塑性应变迅速增加并发生低周疲劳破坏,疲劳寿命较高周破坏时降低幅度较大。

摘要：直立锁边金属屋面是当前金属屋面系统中应用最为广泛的一种,它具有自重轻、耐久性强、经济性能高、防水性能好以及整体性好等优点。文章介绍了我国目前直立锁边金属屋面推广应用过程中遇到的问题,总结了直立锁边金属屋面的构造与分类以及常用的连接形式,分析归纳了国内外关于直立锁边金属屋面抗风揭性能试验与模拟的相关研究成果,对比了中国和欧洲对于直立锁边金属屋面抗风计算的相关规定及设计方法。最终总结发现有关支座咬合承载性能研究较少,影响直立锁边金属屋面系统的设计可靠性。

摘要：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/m2和5 kN/m2,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/m2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/m2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/m2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/m2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。

摘要：结合南通大剧院项目直立锁边金属屋面体系施工实例,介绍了异形曲面直立锁边屋面的施工工艺、方案.通过合理的施工方案选择及优化设计,结合BIM技术、三维扫描技术,有效解决了复杂曲面造型复杂、施工精度要求高的难题,从而确保项目质量目标的实现,为剧院类项目提供了可借鉴的经验.

摘要：针对金属屋面檐口等薄弱位置的抗风性能测试较少。文章以直立锁边铝镁锰屋面系统作为研究对象,对不同约束方式、有无抗风夹以及是否带有墙面檐口构造形式的直立锁边铝镁锰屋面的抗风揭能力进行探究。设计无约束无檐口、四边约束无檐口、有檐口有抗风夹、有檐口无抗风夹这4种试件,通过抗风揭加载试验获取屋面系统的承载力、应变和位移信息。试验结果表明,主要发生屋面板和支座连接失效、抗风夹脱开、板肋和支座变形等破坏现象。有无抗风夹对试件抗风承载性能的影响显著,而边界约束形式和有无墙面檐口构造对试件抗风承载力的影响较小。不同边界约束形式对屋面板位移的影响较大,有无墙面檐口和有无抗风夹对屋面板位移的影响较小。屋面板应力大于支座应力,且横向应力明显大于纵向应力。

摘要：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。

摘要：广州亚运城综合体育馆由于复杂的三维曲面,给屋面工程的实施带来了诸多困难和新的挑战。本文从设计思路、施工要点等方面介绍了完成复杂双曲直立锁边屋面的解决方案。