金属屋面防风措施

金属屋面防风措施
铁路站台雨棚金属屋面系统施工中，阐述了从屋面板选型、板厚确定、连接方式以及局部构造等方面的防风构造措施。

目前,国内金属屋面系统材料选用面比较狭窄,施工时,基本沿袭比较落后的连接方式。

而欧美国家的科学用材和先进技术,则有着许多值得关注和研究之处。

其金属屋面系统结构在原理上杜绝了常见的渗水漏水的可能,为建筑外表造型开拓了新的空间和平台。

同时,在防风、防火、防雷、保温以及降噪等方面,也显现出独有的特性。

直立锁边金属屋面作为一种新型的屋面系统,因其卓越的防水密闭和抗热膨胀性能被广泛应用于各种机场航站楼、铁路站房和体育场馆等大型建筑。

但是由于其自重轻和咬合部位连接强度低等原因,此类屋面的风揭破坏事故时有发生,因此风吸力通常成为该系统结构设计中的重要控制因素,研究该系统在风吸力作用下的受力性能具有实际的工程意义。

本文从实际工程出发,结合目前国内外关于直立锁边金属屋面系统抗风性能研究方法,建立系统抗风分析有限元模型,通过对影响该结构类型抗风性能的各类因素进行分析,提出直立锁边金属屋面抗风性能的改进措施,本文主要开展了以下几方面的工作：(1)对整体金属屋面板进行简化建模分析,将直立锁边系统中复杂的接触问题利用弹簧模型进行简化：采用切向弹簧模拟接触的滑动摩擦力、采用金属卷边法向位移约束模拟直立锁边接触面的顶紧挤压效应。

根据建立的接触面弹簧模型研究金属屋面板的静力性能,并与文献中屋面板静力加载试验数据进行对比,验证该接触面弹簧模型的正确性,提出以卡口横向间距作为破坏模式的判定标准,确定系统抗风承载能力。

在上述简化模型基础上,对直立锁边位置进行精细化有限元建模,研究卷边处在风荷载作用下受力特点,模拟风吸力作用下卷边位置的受力状态变化,得到系统抗风承载力极限值。

通过精细化模型和简化模型计算结果对比,分析两种建模方法各自的适用条件。

(2)借助有限元对屋面板抗风承载能力进行参数分析,研究金属屋面板跨度、厚度、宽度以及金属卷边处摩擦系数、支座梅花头宽度、大耳边尺寸等因素对屋面系统抗风性能的影响,探究各类参量对抗风承载力的影响规律,分析得到板面宽度、卷边与支座间摩擦系数对系统抗风承载性能影响最为明显,结合极限状态下跨中位移和材料利用率情况,提出使用宽度较小屋面板、对卷边局部处理增大摩擦作用等工程意见,为该类系统的工程设计及施工提供参考。

(3)将有限元计算结果和欧洲金属屋面板规范(BS508-2-2000)中抗风能力设计方法比较,针对目前欧规中板厚范围较小和板材选择较为单一的局限性,通过有限元计算对其进行补充；改进了铝合金结构设计规范(GB50429-2007)中关于卷边处咬合紧密的模糊定义,进一步完善了该结构的抗风设计。