直立锁边金属屋面抗风揭性能研究现状及展望:直立锁边金属屋面是当前金属屋面系统中应用为广泛的一种,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。目前我国实际工程中直立锁边金属屋面存在的问题,直立锁边金属屋面几种常用的咬合形式,国内外关于直立锁边金属屋面抗风揭性能的新研究成果,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。
本次研究得出以下结论:
(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。本文对直立锁边金属屋面的未来发展方向做出了展望。
金属屋面系统特点:金属屋面系统是采用冷弯薄壁型钢及压形金属屋面板配以保温隔热、吸音隔声以及防水等材料,组装成的围护系统,且有以下特点:
1.金属屋面具有自重轻,耐久性强及经济性能高的特点。
2.金属屋面具有的结构性能。
3.具备良好的防水性能。
4.外观适应性强,能满足不同种类建筑的外观需求。
5.安装便捷与快速,对于不同地区、环境及不同功能要求的建筑有较强的适应性。
6.具有优良的防火性能。
7.金属屋面材料是一种理想的绿色环保建筑材料
随着金属屋面系统的发展,人们对于建筑的质量要求更高。无论是新建、再建或已经建好的金属屋面建筑,都应该合理的进行抗风性能检测,验证系统的抗风性能,对建筑的可靠性提供依据,也对建筑的安全性提供保障。
鑫歆杰质量检测(上海)有限公司是一家从事钢结构检验检测的第三方检验检测机构。公司检测业务遍及全国,主营业务有:钢结构工程检测、无损检测、性能检测、金相分析、化学检测、涂料检测、应力测试、变形检测、紧固件检测、质量技术服务、金属屋面抗风揭检测、金属板维护系统检测、焊接工艺评定、工程勘测、房屋质量检测等多项工程质量检测业务。
近年来,金属屋面系统因质星轻、板材薄、板间机械咬合强度低等特点,在台风、风暴等恶劣气象条件的影响下,常发生屋面金属表层被风掀起的事件。因此,针对金属屋面系统的抗风能力开展系统、的研究,显得尤为重要。
铝镁锰直立锁边金属屋面抗风揭性能试验研究: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;T形码长度对限风压的提升较小,减小屋面板宽度,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显著;已有研究中有限元分析结果,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。
驻马店西高铁站台雨篷金属屋面抗风揭试验研究: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。
标准《金属屋面抗风掀性能检测方法 第1部分:静态压力法》发布于2021年3月9日,将于2021年10月1日实施。标准《金属屋面抗风掀性能检测方法 第2部分:动态压力法》发布于2021年3月9日,将于2022年2月1日实施。静态压力法主要参考了FM 4471-2010《1级平板屋面认证标准》,动态压力法综合了CSA A 123.21-04《动态风荷载作用下卷材屋面系统抗风揭试验方法》和UL 580-2009《屋面组件抗风揭试验方法》的试验方法。金属屋面抗风揭试验方法标准的颁布,将有效金属屋面的风荷载安全性,促进金属围护系统的推广应用。
动态测试的目的是评估压型金属屋面系统在强台风地区的结构耐久性,考察压型金属屋面系统在高应力低周疲劳荷载作用下的连接组件的结构强度。铝镁锰金属屋面本来不耐疲劳,而动态试验的上万次往复加压,令一切薄板金属屋面都会在短时间里破坏,很难做出可以通过的试验。
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