带抗风夹的直立锁边金属屋面系统抗风性能研究.pdf

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1、硕士学位论文带抗风夹的直立锁边金属屋面系统抗风性能研究WINDRESISTANTPERFORMANCEOFSTANDINGSEAMMETALROOFSYSTEMWITHANTIWINDCLIP刘威哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU393.3学校代码：10213国际图书分类号：624.014密级：公开工程硕士学位论文带抗风夹的直立锁边金属屋面系统抗风性能研究硕士研究生：刘威导师：孙瑛教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIn

2、dex:TU393.3U.D.C:624.014DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringWINDRESISTANTPERFORMANCEOFSTANDINGSEAMMETALROOFSYSTEMWITHANTIWINDCLIPCandidate：LiuWeiSupervisor：Prof.SunYingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitectureandCivilEngineeringAffiliat

3、ion：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要直立锁边金属屋面系统应用前景广阔，应用于许多大跨度屋盖结构，但强风下发生风揭破坏的例子却屡有发生现象，影响了建筑的使用性和安全性。加设抗风夹能有效地防止风揭现象的发生。但目前尚无针对带抗风夹的直立锁边金属屋面的系统研究。本文以带抗风夹的直立锁边金属屋面系统作为研究对象，基于静力加载抗风揭

4、试验及有限元数值模拟，对其破坏形态，抗风承载力进行了系统研究，并探讨了屋面板宽度，檩条及抗风夹间距，屋面板厚度，抗风夹尺寸对系统抗风性能的影响，在此基础上给出屋面系统的抗风设计建议。主要内容如下：（1）设计并完成了带抗风夹的直立锁边金属屋面反向加载试验，变量包括屋面板宽度，檩条及抗风夹间距，有无抗风夹。得到了特定板型和工况的抗风承载力，并给出破坏规律：屋面板竖向板发生横向位移达到4mm以上时，发生脱扣破坏，当部分区域应力大于280MPa，同时竖向板横向位移小于4mm时，发生撕裂破坏。（2）建立针对带抗风夹的直立锁边金属屋面系统的有限

5、元模型，结合试验和有限元分析结果，通过大量的算例，总结出屋面系统只有两种破坏形式即脱扣破坏和撕裂破坏。对比两种破坏形式在卡口位移、屋面板及抗风夹应力方面的区别，并得到两种破坏形式的破坏准则，在板宽确定时，当屋面板与抗风夹刚度比在拟合的临界破坏曲线内时发生撕裂破坏，否则发生脱扣破坏。（3）利用有限元模型对直立锁边金属屋面系统进行参数化分析。对于400mm板宽，1000mm檩条间距，1mm板厚的屋面板，屋面板宽度每减小100mm、板厚每增加0.1mm、檩条间距每减小100mm可分别提高屋面系统的抗风承载力20%、14%、20%。加密抗风

6、夹可有效提升抗风承载力15%~30%，抗风夹几何参数中尾端厚度对提升系统的抗风承载力的影响比尾端长度对其的影响更大。根据模拟结果，拟合了屋面板宽度、檩条及抗风夹间距及屋面板抗风承载力之间的关系，并在以上研究的基础上提出抗风设计建议。关键词：抗风夹；直立锁边金属屋面系统；反向加载试验；脱扣破坏；撕裂破坏；参数化分析-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractStandingseammetalroofsystemisusedwidelyinfutureandappliedtomanystructureswithlarge-spa

7、nroof.However,theexamplesofwinddamageunderstrongwindoftenoccur,whichaffecttheusabilityandsafetyofthebuilding.Theadditionofwindresistantclipscaneffectivelypreventtheoccurrenceofwinddamage.However,thereisfewresearchesonthestandingseammetalroofsystemwithantiwindclips.Inth

8、ispaper,standingseammetalroofsystemwithantiwindclipsistakenastheresearchobject.Basedonthestaticloadingresistancetesta