铝合金屋面系统抗风揭性能数值分析.pdfVIP

第36卷第5期 结 构 工 程 师 Vol.36 ，No.5 2020年10月 Structural Engineers Oct.2020 铝合金屋面系统抗风揭性能数值分析 贺海建* （中国铁路广州局集团有限公司，广州510088） 摘 要 大跨度结构金属屋面系统的抗风揭性能是结构安全不可忽视的部分。由于目前没有关于直立 锁边屋面板的设计依据和有效计算公式，屋面系统因抗风揭能力不足而损坏的现象仍会发生，这严重影 响了金属屋面系统的应用与推广。运用ABAQUS软件对铝合金屋面板进行数值模拟，探究直立锁边屋 面板在风吸荷载作用下的承载力及薄弱处受力机制，并对屋面板的设计参数（厚度、长度、宽度、材料强 度）及约束条件等进行参数分析，总结了各主控参数对直立锁边屋面板承载能力和变形能力的影响规 律，推导出直立锁边屋面板的承载力及挠度计算公式。最后提出了一种直立锁边屋面板的加固方案并 分析了加固后屋面板的抗风揭性能，为工程实际设计与应用提供参考。 关键词 铝合金金属屋面，极限承载力，挠度计算，数值模拟，加固方案 DOI:10.15935/ki.jggcs.2020.05.008 Numerical Analysis of an Aluminum Alloy Roof Structure System under Wind Loads HE Haijian* （China Railway Guangzhou Bureau Group Co. ，Ltd. ，Guangzhou 510088 ，China ） Abstract For wide-spanmetalroofingsystem，thewindresistanceperformanceisanindispensablepartof structuralsafety.However，thereisnorelevantcalculationofthestandingseammetalroofunderwind-uplift loadcurrently，sotheroofsystemwasstilldamagedduetoinsufficientwindresistanceperformanceduringthe useprocess.Theapplicationandthepromotionofthemetalroofingsystemwaslimitedseriously.Inthispaper， thewindupliftload-bearingcapacityandtheforcemechanicofanaluminum-alloyroofsystemwasinvestigated bythenon-linearcodeABQUS.Inaddition，theinfluencesofsomemaindesignparameters （thickness，length， width，thestrengthofmaterial）andtheconstraintconditionoftheroofpanelwereanalyzed.Basedonthe numericalanalysis，formulasfordeflectioncalculationandload-bearingcapacitycalculationoftheroofpanel werederived. Finally，areinforcedconnectingplanwasproposed.Thefeasibilityandbetterloadingcapacity wereverifiedbymeansofnumericalsimulation.Itcanprovidecalculationreferenceforengineeringdesignand applicationinpractice. Keywords aluminumalloyroofstructure，load-bearingcapacity，defl