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对两种金属屋面板(直立锁边型金属屋面板和自攻螺钉式金属屋面板)进行了抗风揭试验,针对直立锁边型金属屋面板抗风揭性能不足,采用了增设夹具法来提高其抗风承载力,并通过试验测试加固方案。对于自攻螺钉式金属屋面板,考察了螺钉位置和金属屋面板材料强度对其抗风性能影响,并进行了有限元的初步分析,最后将试验值与规范计算值进行比较。
本文主要开展如下研究工作:
(1)针对直立锁边型金属屋面板的抗风性能不足,采用增设夹具法进行屋面板的局部加固,并且设计了5组直立锁边型金属屋面板抗风揭试验,主要研究夹具数量和檩条间距对直立锁边型金属屋面板的抗风能力的影响。试验结果表明:直立锁边型金属屋面板的抗风能力不足是因为金属屋面板间的机械咬合力不足,导致直立锁边型金属屋面板在强风作用下易被破坏。由于夹具可以约束直立锁边型金属屋面板咬合处的变形,增设夹具后,直立锁边型金属屋面板的抗风能力明显提高。檩条间距对直立锁边型金属屋面板系统的抗风承载能力有影响。
(2)设计了3组自攻螺钉式金属屋面板抗风揭试验,主要研究自攻螺钉钉的位置和屋面板材料强度对自攻螺钉式金属屋面板的抗风揭能力的影响。研究的结果表明:将自攻螺钉钉在波峰处时,试件破坏的位置是纵向两边,自攻螺钉与屋面板连接处主要发生趋于塑性撕拉和脆性剪断两种破坏形态;而将自攻螺钉钉波谷处时,试件破坏的位置是试件中部,自攻螺钉与屋面板的连接处破坏形态主要是螺钉拔出和未拔出。自攻螺钉钉在波峰和波谷的金属屋面板抗风揭极限承载力相差不大,但是,随着金属屋面板材料强度提高,自攻螺钉式金属屋面板的抗风承载力得到显著提高。
(3)采用有限元软件ABAQUS对3组自攻螺钉式金属屋面板进行建模与初步分析,再将有限元软件分析得出的破坏形态图与试验进行对比,有限元初步分析得出的破坏形态与试验大致一致。
(4)参照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002),对三组自攻螺钉式金属屋面板抗风承载力进行计算,并将规范计算值与试验值进行对比。计算结果表明:将自攻螺钉钉在波峰时,其极限承载力可以按照自攻螺钉钉在波谷四分之一处计算;而将自攻螺钉钉在波谷处设计时,可直接使用规范进行抗风揭的极限承载力计算。
本文主要开展如下研究工作:
(1)针对直立锁边型金属屋面板的抗风性能不足,采用增设夹具法进行屋面板的局部加固,并且设计了5组直立锁边型金属屋面板抗风揭试验,主要研究夹具数量和檩条间距对直立锁边型金属屋面板的抗风能力的影响。试验结果表明:直立锁边型金属屋面板的抗风能力不足是因为金属屋面板间的机械咬合力不足,导致直立锁边型金属屋面板在强风作用下易被破坏。由于夹具可以约束直立锁边型金属屋面板咬合处的变形,增设夹具后,直立锁边型金属屋面板的抗风能力明显提高。檩条间距对直立锁边型金属屋面板系统的抗风承载能力有影响。
(2)设计了3组自攻螺钉式金属屋面板抗风揭试验,主要研究自攻螺钉钉的位置和屋面板材料强度对自攻螺钉式金属屋面板的抗风揭能力的影响。研究的结果表明:将自攻螺钉钉在波峰处时,试件破坏的位置是纵向两边,自攻螺钉与屋面板连接处主要发生趋于塑性撕拉和脆性剪断两种破坏形态;而将自攻螺钉钉波谷处时,试件破坏的位置是试件中部,自攻螺钉与屋面板的连接处破坏形态主要是螺钉拔出和未拔出。自攻螺钉钉在波峰和波谷的金属屋面板抗风揭极限承载力相差不大,但是,随着金属屋面板材料强度提高,自攻螺钉式金属屋面板的抗风承载力得到显著提高。
(3)采用有限元软件ABAQUS对3组自攻螺钉式金属屋面板进行建模与初步分析,再将有限元软件分析得出的破坏形态图与试验进行对比,有限元初步分析得出的破坏形态与试验大致一致。
(4)参照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002),对三组自攻螺钉式金属屋面板抗风承载力进行计算,并将规范计算值与试验值进行对比。计算结果表明:将自攻螺钉钉在波峰时,其极限承载力可以按照自攻螺钉钉在波谷四分之一处计算;而将自攻螺钉钉在波谷处设计时,可直接使用规范进行抗风揭的极限承载力计算。