大跨空间网架结构金属屋面板风致破坏研究开题报告

全文总字数：5339字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究的必要性

金属屋面主要由冷弯薄壁金属板及保温、隔热、防潮、吸声等构造层组成，相较于传统屋面做法，具备质量轻、强度高、结构性能稳定而且外观实用性广、易于施工安装的特点。金属板材在建筑工程屋面应用历史悠久^[1]。在现存的建筑中有建于 15 世纪的耶路撒冷大教堂，其采用金属铜板作为屋面材料；修建于 19 世纪的法国 CHARE 教堂采用铜板作为屋面板。到了上世纪中叶，冶炼技术得到飞跃发展，金属屋面板的运用开始流行起来，修建于 1950 年日本的甲子园球场的大屋顶采用铝板屋面，1951 年日本各类住宅上采用压型铝板作为屋面板。上世纪 70 年代，伴随着冷弯成型技术的快速发展，金属屋面的工程应用进入高速发展阶段，板厚较薄的金属板在屋面系统中的应用逐渐广泛，从金属材料到金属薄板形式更加丰富。现在金属屋面板广泛应用于大跨大空间结构中，我国近年建设的大多数火车站、机场、体育馆等公共建筑都采用金属板作为屋面围护结构的材料, 如广州白云机场、武汉天河机场、厦门理工学院体育馆、河南体育馆、武汉火车站等。

金属屋面系统安全涉及到系统的防水、防火、抗冰雹、抗踩踏、抗风揭、耐久性等方面，其中屋面系统抗风性能关系到建筑屋面结构在大风条件下是否安全可靠，其对建筑的安全性、适用性影响重大，屋面系统破坏所造成的损失也较严重。因此国内外都很重视建筑的风荷载安全问题。然而近年来，沿海及较大风力地区都发生大量建筑屋面破坏的案例[2]。武汉天河机场二期主候机楼的屋面系统在 2007 年 7 月被突如其来的大风破坏；2010 年 9 月大风导致泉州火车站屋面漏雨，致使部分列车晚点乃至取消，同月其屋面板被风掀开；2010 年 9 月，厦门理工学院体育馆屋面压型钢板在台风作用下被掀开；2012年前后，河南体育馆屋面系统在九级大风作用下被掀，屋面中间位置屋面板及固定槽钢被风撕裂；2012 年 8 月，沪宁城际苏州园区站金属屋面系统在台风“海葵”作用下遭受严重破坏，致使 15 块 1.0mm 厚的直立锁边型铝镁锰合金金属屋面板被损坏；在 2010年、2011 年和 2013 年北京首都国际机场 T3 航站楼三次被风掀开，严重影响机场正常运营；2014 年，受 9 号台风“威马逊”影响，海口琼台师专体育馆金属屋面围护结构遭受严重破坏，致使体育馆内漏水严重。2015 年，台风“彩虹”登陆湛江造成宝钢工程屋面围护结构损坏严重。此类风灾事故严重影响人民的生命财产安全，为推进我国金属屋面工程健康发展，仍需要进行大量研究来规范金属板屋面系统的工程应用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

1. 熟悉大跨空间网架结构金属屋面板在风荷载作用下发生破坏的机理和特点；

2.了解风荷载作用在屋面板上的特点；

3. 研究计划与安排

第1周：进行毕业实习，并完成相应的实习日记和实习报告；

第2-3周：调研大跨网架结构金属屋面板风致破坏的案例，并分析破坏原因。

第4-6周：了解对金属结构分析破坏的方法和流程；建立金属屋面板考虑连接的有限元模型方法；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]黄唯，周怀伟，金属屋面板系统的发展与应用[J]，钢结构与金属屋面新技术应

用，2015．