輕鋼屋面螺釘節(jié)點(diǎn)抗風(fēng)性能研究.pdf

1、輕鋼屋面螺釘節(jié)點(diǎn)作為輕鋼房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，由于其連接的板材輕質(zhì)柔薄、連接相對(duì)薄弱等特點(diǎn)，對(duì)風(fēng)荷載十分敏感。大量風(fēng)災(zāi)調(diào)研表明，輕鋼屋面螺釘節(jié)點(diǎn)易發(fā)生風(fēng)致靜力及疲勞破壞，進(jìn)而導(dǎo)致屋面系統(tǒng)的失效，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。然而目前國(guó)內(nèi)對(duì)屋面螺釘節(jié)點(diǎn)抗風(fēng)性能的研究十分有限，相關(guān)試驗(yàn)和數(shù)值模擬工作開展較少，因此有必要對(duì)此類節(jié)點(diǎn)的風(fēng)致破壞進(jìn)行系統(tǒng)研究。本文以輕鋼屋面螺釘節(jié)點(diǎn)作為研究對(duì)象，基于數(shù)值模擬方法和試驗(yàn)方法，分析其在風(fēng)荷載作用下的靜力性能和

2、疲勞性能，并建立輕鋼屋面螺釘節(jié)點(diǎn)風(fēng)致疲勞損傷評(píng)估方法。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)采用有限元分析軟件ABAQUS，建立非線性輕鋼屋面數(shù)值模型，進(jìn)行屋面板的板厚、屈服強(qiáng)度和板型等參數(shù)對(duì)螺釘節(jié)點(diǎn)靜力抗風(fēng)性能的影響分析;通過擬合參數(shù)分析結(jié)果，得到對(duì)應(yīng)不同板型螺釘節(jié)點(diǎn)豎向抗風(fēng)承載力計(jì)算公式，可供輕鋼屋面抗風(fēng)設(shè)計(jì)參考。
　　(2)完成輕鋼屋面螺釘節(jié)點(diǎn)恒幅疲勞試驗(yàn)，觀察不同等級(jí)循環(huán)荷載作用下節(jié)點(diǎn)的疲勞裂紋擴(kuò)展情況和位移

3、幅變化，分析節(jié)點(diǎn)疲勞破壞機(jī)理;并根據(jù)節(jié)點(diǎn)處的變形情況和裂紋起始、發(fā)展?fàn)顟B(tài)將節(jié)點(diǎn)的疲勞破壞進(jìn)行分類，明確破壞形式與循環(huán)荷載幅值的關(guān)系。試驗(yàn)獲得的應(yīng)變結(jié)果分析表明:應(yīng)變時(shí)程曲線可以直觀有效地描述螺釘節(jié)點(diǎn)周圍區(qū)域的變形情況和裂紋擴(kuò)展情況，反映節(jié)點(diǎn)區(qū)域的疲勞破壞過程。
　　(3)基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論，完成螺釘節(jié)點(diǎn)恒幅循環(huán)荷載試驗(yàn)所得疲勞壽命結(jié)果的回歸分析，擬合得到以節(jié)點(diǎn)的豎向反力S為強(qiáng)度指標(biāo)的半對(duì)數(shù)疲勞壽命曲線，即反力-對(duì)數(shù)循環(huán)次數(shù)曲線S-l