摘要:针对近年来由于屋面风掀破坏不断发生，造成了大面积破坏和人员伤亡。本文从屋面风致破坏的机理分析入手，指出屋面系统的最不利活荷载是作用在外表面的风举力。提出根据体型系数的金属屋面结构最不利刚试单元的取样方法，引入美国和澳洲对金属屋面风荷载作用的不同的检刚方法，分别给出了仪器设备要求、刚试流程、分级指标和刚试结果的判断方法。分析了金属屋面结构杭风掀性能的检刚现状，根据安全性和适用性分类提出了金属屋面必要的其他检刚内容，期待引起对金属屋面检刚的重视。

关键词:金属屋面;风荷载;杭风掀性能;动态风压;检刚

1引言

    金属屋而是指由金属而板与支承体系组成，不分担主体结构所受作用且与水平方向夹角小于75。的建筑围护结构。金属屋而抗风掀与采光顶幕墙抗风压性能检测存在较大的差异，金属屋而的传力路径为而板一码件一凛条一主梁一支座一主体结构，当风荷载作用时，屋而同时承受下部强大的压力和上部的吸力，使得未经过严格设计的金属屋而系统在恶劣的气候条件下频频遭遇掀开破坏。近年来不断见诸报端的有2010年12月10日首都国际机场T3航站楼遭遇10级大风(瞬时最高风速达到26m/s )，金属屋而被大风掀开，破损而积在200mZ左右，仅仅相隔一年时间，该建筑屋而于2011年11月22日和2013年3月9日再次被风掀开。这说明风掀对金属屋而系统不是一个偶遇的现象。不仅是机场建筑，大型体育馆、剧院、工业厂房甚至普通民用建筑屋而，抗风掀性能检测也是不可忽视的。进入2013年，极端恶劣气候不断增多，2013年3月，东莞遭遇龙卷风袭击造成铁皮屋而掀飞致9人死亡也再次引起人们对而，特别是大量使用的装配式金属屋而抗风掀性能的重视。本文从金属屋而最不利荷载试验单元的取样方法入手，重点比较分析了现行的几种不同的金属屋而抗风掀的检测方法，以供参考。

2屋面风致破坏机理

2.1流动分离

    风荷载作用下，屋而存在着流动分离的现象，当风流从屋而正方向吹来时(风向角为O。)，在上表而形成分离泡，屋而上表而有一个从前缘延伸的一个大的负压区域，如图1所示。特别在屋檐、屋脊、屋而边缘和转角等几何外形突出的部位，常产生流动的分离和再附。而下表而由于风被主体结构垂直而阻挡或抑制了流动分离而产生了向上的顶升力，上下表而联合的荷载效应使得风荷载作用效应远远超过了屋而本身自重的作用效应，变成了起控制作用的不利活荷载。

2.2风振动力效应

    由于大跨金属屋而具有质量轻、柔性大、阻尼小的特点，在风荷载作用下易发生风致振动破坏，由于屋而的柔性可以降低其Helmholtz频率，同时引起较小的附加阻尼[31，该紊流产生Helmholtz共振，而附加阻尼不足以显著降低振动效应。R.N.Shama等采用理论近似方法研究了风从窗洞突然进入弹性屋而的共振，认为该共振能产生约60倍的静态风内压[[4]。由于金属屋而传力途径层次较多，任何构配件的疏忽都会引起整体的失效，故而玻璃的破损容易产生室内压的上升，使屋顶容易飞散，如图1所示，进而变成风掀效果，从而对地而的人员和物品产生巨大的伤害。

    与建筑幕墙抗风压性能检测不同，金属屋而结构的最不利荷载是作用在屋而外表而的风举力，模拟外表而的风压状态，针对外表而系统的试验方法是本文需要重点讨论的内容。

3根据体型系数的金属屋面试验试件的取样

方法

    由于我国现有资料不完备，因此采用了美国金属房屋制造商协会MBMA《低层房屋体系手册》(1996)中有关小坡度房屋的规定。MBMA手册中关于风荷载的规定，内容全而且详尽，已为多国采用，并纳入了ISO国际标准。

      MBMA手册规定的风荷载体型系数必须与以50年一遇的最大英里风速((mph)为基础的速度风压(ps}配套使用。因此转换到与我国荷载规范GB50009规定的以50年一遇的lOmin平均最大风速时为基础的基本风压(( kN/mZ)必须乘以1.4的平均换算系数。此外，美国规范规定，在遇风组合时，结构构件设计的允许应力可提高1.33倍。

    考虑到这两个因素的影响，引用MBMA的体型系数后，我国的基本风压值应乘以综合调整系数1.05(1.4/1.33 )。该公式不考虑关于阵风系数，由于MBMA手册中规定的风荷载体型系数已经包含了阵风效应，且是内、外压力的峰值组合，因此在本文的公式(1)中不再考虑阵风系数。

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