自攻螺钉固定压型板金属屋面抗风承载力及风致疲劳破坏研究

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1、硕士学位论文自攻螺钉固定压型板金属屋面抗风承载力及风致疲劳破坏研究作者姓名曾祥新学科专业结构工程指导教师谢壮宁教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年6月StudyoftheWind-upliftResistanceCapacityandWind-inducedFatigueDamegeoftheSelf-trappingScrew-fastanedMetalRoofingPlateADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZengXiangxinSupervisor：Prof.XieZhuangningSou

2、thChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TU391学校代号：10561学号：201220105982华南理工大学硕士学位论文自攻螺钉固定压型板金属屋面抗风承载力及风致疲劳破坏研究作者姓名：曾祥新指导教师姓名、职称：谢壮宁教授申请学位级别.•工学硕士学科专业名称：结构工程研宄方向：建筑结构抗风论文提交日期：Zdl年么月/曰论文答辩日期：2015年6月3曰学位授予单位.•华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：委员：华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究

3、成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由木人承担。作者签名：i日期：年；月I日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮丨]:研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子

4、文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。@保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名：嘴碎声1r日期：m斗M1a指导教师签名：日期％/rj、/摘要金属屋面系统与传统的屋面相比具有自重轻、耐久性强、外观适应性强、经济性能高且节能环保等优点，它在各类大跨空间结构中的应用越来越普遍。此类结构自重轻，柔度大，对风荷载极其敏感，风荷载是其主要的设计荷载

5、。然而，近年来金属屋面因风荷载而被掀开或出现严重漏雨的现象屡见不鲜，造成了严重的经济损失和影响了人们的生活秩序，金属屋面的抗风性能问题还远没有解决。因此，对金属屋面的抗风性能进行深入的研究具有重要的意义。本文以自攻螺钉固定的YX35-125-750型金属屋面板为研究对象，使用有限元分析程序ANSYS分析了其保持正常使用的抗风承载力及其风致疲劳特性。具体研究内容如下：（1）首先建立了合理的金属屋面板的有限元模型。在此基础上，通过大量分析建立了该类型金属屋面板的失效准则。然后，基于该准则研究了屋面板的四个参数：自攻螺钉钉头或垫片直径、板的厚度、板的跨度和板的材料屈服强度对其正常使用抗

6、风承载力的影响。最后，通过对600多组不同参数屋面板的分析，拟合得到了一个应用于此类金属屋面板正常使用抗风承载力的计算公式，该公式可用于指导此类金属屋面板的设计。（2）研究了在循环荷载作用下金属屋面板的疲劳裂纹萌生寿命曲线。结合屋面板在现实中的疲劳破坏特点和有限元分析结果，在屋面板的有限元模型中选择了三个疲劳危险点对其在不同常幅循环荷载作用下的疲劳寿命进行了分析，获得了屋面在不同循环荷载作用下的疲劳损伤和寿命。为研究屋面板不同参数对其疲劳寿命的影响，对五组不同参数屋面板的疲劳寿命展开了分析，最后拟合得到各屋面板的疲劳寿命曲线。（3）结合某具体工程，对金属屋面板在实际使用状况中的疲

7、劳损伤和寿命进行了深入分析。根据风洞实验获得的屋面风荷载分布和变化时程，并结合金属屋面板的疲劳寿命曲线对其分别在良态风和极端风下的疲劳损伤进行了详细的分析，得到了该工程屋面的疲劳危险部位和不同参数屋面板在各工况下的疲劳损伤。关键词：金属屋面；抗风承载力；屋面板参数；疲劳寿命曲线；疲劳损伤IABSTRACTComparedwiththetraditionalroof,metalroofinghasmanyadvantages,sunchaslightweight,strongdur