直立锁边金属屋面系统关键连接节点抗拉承载力试验
直立锁缝金属屋面抗风揭对比试验与加固方案优化
直立锁缝金属屋面抗风揭对比试验与加固方案优化许秋华;万恬【摘要】阐述了直立锁缝金属屋面系统抗风揭原理,结合南昌昌北机场直立锁缝金属屋面风揭破坏,明确风压的基本要求与加强措施,并开展直立锁缝屋面板抗风揭对比试验,对复杂受力状态的直立锁缝屋面板系统各关键组成部分在模拟极端暴风工况下的抗风揭能力进行了初步测试分析,依据直立锁缝屋面系统失效对比试验,提出了直立锁缝屋面系统抗风揭能力关键措施,尤其是对机械冷弯成型的锁缝与附加锁夹后的极限能力作出量化对比及分析,确定加强设计和附加锁夹加固间距的优化方案.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(045)011【总页数】6页(P146-151)【关键词】直立锁缝金属屋面;抗风揭对比试验;加固方案优化【作者】许秋华;万恬【作者单位】南昌大学建筑工程学院,江西南昌 330031;南昌大学建筑工程学院,江西南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】TU56+4.70 引言直立锁缝金属屋面系统作为一种新型的屋面系统，其典型的结构做法为：将固定支座用自攻螺栓固定在主结构的檩条上，再将金属屋面板通过不同角度扣在固定支座上，最后用电动锁边机将相邻屋面板直立预留的自然搭扣边咬合在一起（见图1）。
图1 直立锁缝金属屋面系统剖面示意直立锁缝式金属屋面系统的核心构成，是基于直立锁边咬合设计的特殊金属屋面板形，主要适用于大跨度自支承式密合安装屋面板体系；在屋面板上无任何穿孔，因其支承部分隐藏在面板之下；而屋面板块间的连接又是采用板块与板块的直立锁边咬合形成密合连接，板块的咬合过程完全由机械自动完成，咬合边与支座形成的可伸缩滑动的连接方式，并不限制屋面板在板长方向的自由度，可解决因热胀冷缩所产生的板块附加应力以及防止了温度形变；现场加工可制作任意超长尺寸的屋面板块，避免了因纵向接缝而出现的渗水隐患；同时屋面系统完整齐全的附件供应可满足各种建筑屋面造型的要求。
直立锁缝金属屋面系统正因为上述优异的防水密闭性能、轻质的属性和良好的释放屋面结构温度、防止形变的能力，以及特别能适应起伏多变的建筑屋面造型的优势，在国内大跨度公共建筑，如机场、车站、体育场馆、文化建筑中得到了越来越广泛的应用[1-3]。
直立锁边金属屋面系统施工技术研究
直立锁边金属屋面系统施工技术研究摘要：金属屋面作为重要的一种屋面体系在我国越来越广的被推广应用，其构造做法、施工方法显得越来越重要，本文以某体育场馆工程为例，结合工程情况，对直立锁边金属屋面的构造、施工技术进行论述，以求找到一种新型、合理、经济、科学的施工方法。
关键词：直立锁边；金属屋面；构造；技术1前言近十年来，钢结构产业发展迅猛，金属屋面系统也日新月异，形式多样，技术日趋成熟。
该类型屋面除能满足正常的防风挡雨功能外，同时还具备了自重小、保温、降噪、防水、防雷及造型新颖等多方面的功能，近年来较多的应用于体育馆、展览馆等大型现代公共建筑屋面。
直立锁边金属屋面系统的核心构成，是基于直立锁边咬合设计的特殊板形的金属板块，在屋面上看不见任何穿孔，因为支承的方式是隐藏在面板之下的。
屋面板块的连接方式是采用其特有的铝合金固定支座，板块与板块的直立锁边咬合形成密合的连接，而咬合边与支座形成的连接方式可解决因热胀冷缩所产生的板块应力，该优势反映在可制作纵向超长尺寸的板块而不因应力影响变形。
同时本屋面系统完整齐全的附件供应可满足各种建筑形式的要求。
2屋面系统构造概况本构造做法根据某体育场馆工程为例，该工程为冰上运动比赛训练场馆，屋面跨度为99m×72m，单向找坡，坡度为8%，屋面结构采用网架钢结构。
屋面系统由檩托、托板、主檩条、次檩条、镀铝锌压型钢板、透气膜、保温岩棉、镀锌钢板、防水卷材、铝镁锰合金屋面板。
其中檩托由立柱和托板组成，立柱采用Φ152×8mm圆形钢管，托板采用250×152×10mm钢板，主檩条采用160×80×4mm矩形钢管，次檩条采用100×50×4mm矩形钢管，镀铝锌压型钢板规格为0.75mm厚，透气膜厚度为0.25mm，保温岩棉采用150mm厚，密度为180kg/m3，镀锌钢板厚度为0.75mm，防水卷材采用4mm厚自粘型SBS防水卷材，铝镁锰合金屋面板厚度为0.9mm。
直立锁边金属屋面系统抗风掀能力分析
直立锁边金属屋面系统抗风掀能力分析摘要：以深圳某车站金属屋面工程实例为背景，通过计算和试验手段，对拟定的直立锁边金屋面系统的抗风掀性能进行测试，并将试验结果与设计值进行比较，结果表明直立锁边金属屋面系统中，抗风夹对系统的咬合力起关键作用，对系统的抗风掀性能起关键作用。
关键词：直立锁边；金属屋面系统；抗风掀性能；试验研究；数值分析金属屋面系统是以具有自防腐能力、高强、轻质、耐久的钛锌、铜、镀铝锌彩板等金属薄板及铝镁锰合金、不锈钢薄板作为面板，配以保温、隔热、防火、吸声等材料，组装的建筑屋面系统。
近三十年，由于其质轻，美观及施工速度快等优点，在我国建筑工程中得到了广泛的应用。
其按照系统形式可分为：直立锁边系统、平锁扣式系统、古典式扣盖系统、压型板系统、平面板条系统、单元板块式系统等。
金属屋面系统在设计时应主要从建筑和结构两个方面来考虑其性能，建筑方面应结合绿色环保的概念考虑正常使用时应需要满足的功能，如防水、防火、防雷、耐久性、声学性能以及热工性能等。
结构设计应首先满足安全的要求，各构配件必须具有相应的承载力，为满足抗风所需要的必要的加强措施，需要在系统中加入相应的附属装置。
一、直立锁边金属屋面系统直立锁边金属屋面系统是通过带肋的金属板互相咬合，从而达到防水目的的一种新型、先进的屋面系统。
其主要结构形式是：首先将T型固定支座（一般为铝合金材质）固定在主结构檩条上，再将屋面金属板扣在固定座的梅花头上，最后用电动直立锁边机将屋面板的搭接扣边咬合在一起。
因支承的办法是隐藏在面板之下，在屋面上看不见任何穿孔，因而防水性能很好。
屋面板块与结构基层的连接办法是采用铝合金固定支座与板块的直立锁咬合形成密合的连接。
固定支座仅限制屋面板在板宽方向和上下方向的移动，并不限制屋面板沿板长方向的移动，因此屋面板在温度变化时能够在固定座上沿板的长向自由伸缩，不会产生温度应力，这样便有效解决了其他板型难以克服的温度变形问题，保证了屋面性能的可靠性。
一种直立锁边金属屋面的抗风揭设计的受力分析
一种直立锁边金属屋面的抗风揭设计的受力分析
许春龙
【期刊名称】《科学技术创新》
【年(卷),期】2024()13
【摘要】针对直立锁边金属屋面系统常采用U型压条与抗风夹的抗风揭措施,存在抗风揭效率低、外形不够美观等缺点,通过在屋面板的T型支座下方铺设一层防水卷材TPO,并基于其极佳气密性、低弹性模量的特性改进了现有直立锁边金属屋面的抗风揭设计。
其原理为利用TPO的高气密性、高柔性,优先消耗屋面风产生的吸力;当TPO与屋面板接触后,两者共同承受风荷载,使整个系统的抗风揭性能得到提升。
最后通过数值计算其抗风揭性能,相比于传统金属屋面系统,其抗风揭性能具有明显提升。
【总页数】4页(P185-188)
【作者】许春龙
【作者单位】中辰科建(广东)集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU312
【相关文献】
1.大型公共建筑直立锁边金属屋面抗风揭加固方法探析
2.直立锁边金属屋面抗风揭性能及计算方法研究进展
3.铝镁锰直立锁边金属屋面抗风揭性能试验研究与理论
分析4.基于损伤等效的直立锁边屋面板动态抗风揭试验方法5.直立锁边金属屋面抗风揭疲劳性能数值分析
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简析直立锁边金属屋面系统
简析直立锁边金属屋面系统引言：随着我国高速铁路建设的飞速发展，直立锁边金属屋面系统广泛应用在高速铁路站房，如广州南站、深圳北站等。
为了满足屋面系统防水、抗风、耐久、保温等性能的要求，以便于我们日常的维护，首先要了解其工作的特点和原理。
1 直立锁边金属屋面系统的主要特点1.1适用性强直立锁边金属屋面系统的底板及面板采用现场压制成型，生产方便快捷，不受运输条件的限制，可以现场根据需要生产各种长度的屋面板，屋面板在长度方向上不需搭接缝，金屋面板能压成各种形状，不仅能压成直线、折线、弧线，还能压成各种扇形板，故可实现平屋面、坡屋面到球形屋面、双曲屋面等形式，从而满足建筑师的设计要求。
1.2可靠的防水性金属屋面板采用铝合金固定支座与屋面板咬合，固定支座用螺钉固定在檩条上，屋面板扣在固定支座的梅花头，而不是用钉直接穿过屋面板固定，金属屋面板没有钉洞，具有良好完整性和防水性。
1.3 抗风压性能好屋面所承受的荷载，通过受力杆件全部传至金属屋面板系统上。
由于其特殊的固定方式，避免了一般的螺钉固定系统在遭遇大风时，因反复受正负风压而在钉孔产生的应力集中。
此系统经实验证明，在7 kPa 的反复受荷实验测试中试件无损坏，系统单肋单点在 1.5 kN 的模拟集中风荷载力的作用下仍处于弹性变形，未发生破损。
1.4 抗变形能力好采用直立锁边固定方式，固定支座只限制屋面板在板宽方向的移动，并不限制屋面板沿板长方向的移动，因此屋面板在温度变化时能够在固定座上自由伸缩，不会产生温度应力，有效解决了其他板型难以克服的温度变形问题，保证了屋面性能的可靠性。
1.5 抗腐蚀性、耐久性好铝合金与空气中的氧发生化学反应时会在表面产生一层致密的氧化膜从而保护金属，同时在金属面板受到破坏时可以自动形成氧化膜复原创伤面，防止进一步的腐蚀。
镀铝锌板一般有15年的使用寿命，铝镁锰板具有40 年以上的生命期。
1.6保温性能好保温材料采用100mm厚玻璃纤维保温棉（16kg/m3），属A级不燃性材料，防火、防潮、防霉变性能好。
直立锁边金属屋面体系屋面施工技术
直立锁边金属屋面体系屋面施工技术发布时间：2021-10-21T16:28:35.593Z 来源：《基层建设》2021年第20期作者：郑占涛刘砚伟[导读] 摘要：金属屋面系统既是建筑物的外装饰，又是建筑物的外围护结构，具有自重轻、造型美观、良好的抗腐蚀等优良性能。
中建八局装饰工程有限公司山东济南 250101摘要：金属屋面系统既是建筑物的外装饰，又是建筑物的外围护结构，具有自重轻、造型美观、良好的抗腐蚀等优良性能。
随着我国建筑业的高速发展，一批大型场馆的设计纷纷采用一些造型独特、曲线优美的金属屋面来作为建筑的外围护结构，国外一些技术先进成熟、性能优越的金属屋面系统相继被引进，直立锁边咬合系统是其中运用得最为广泛的一种金属屋面系统。
关键词：直立锁边金属屋面体系；屋面施工技术前言直立锁边金属防水屋面系统是通过带肋的金属板互相咬合，从而达到防水目的的一种新型的、先进的屋面系统。
金属屋面板可以是铝镁锰合金板，也可以是镀铝锌钢板。
一、直立锁边金属屋面体系系统的主要特点1）固定方式可满足温度变形的需要。
任何材料都会有热胀冷缩现象，尤其是金属材料的热胀率高。
因此如何使屋面板自由伸缩，避免因为伸缩受阻而产生的变形或撕裂渗漏的问题，就至关重要。
直立锁边金属屋面板的固定点唯一，固定座也仅仅限制板在宽度针对金属屋面常见的收边泛水伸缩问题，采用专门的EPDM 伸缩胶带与泛水焊接，可保证泛水能自由伸缩而不影响屋面的防水功能。
2）抗风压性能好。
屋面所承受的荷载，通过受力杆件全部传至金属屋面板系统上。
由于其特殊的固定方式，避免了一般的螺钉固定系统在遭遇大风时，因反复受正负风压而在钉孔产生的应力集中。
此系统经实验证明，在7 kPa 的反复受荷实验测试中试件无损坏，系统单肋单点在1.5 kN 的模拟集中风荷载力的作用下仍处于弹性变形，未发生破损。
3）防腐和耐久性好。
金属屋面板一般均具有卓越的抗腐蚀性能。
铝镁锰合金板具有质量轻、强度高，具有比普通铝合金更好的防腐和耐久性，特别是在酸性的环境下。
高铁站房直立锁边金属屋面抗风试验与施工技术应用
高铁站房直立锁边金属屋面抗风试验与施工技术应用摘要:近年来，轻便、大跨、强度高、防水性能好的直立锁边金属屋面系统越来越多地应用于机场、火车站和体育场馆，但由于缺乏相应设计和施工标准，其抗风承载力不足的弊端也逐渐体现出来。
本文通过对青岛西站站房进行1/200缩尺比的刚性模型测压风洞试验，获得其屋盖上下表面的风压系数和极值压力。
通过分析站房屋盖的风压特性，并结合青岛西站的特点，对传统“直立锁边金属屋面”施工工艺和方法进行了优化改进。
关键词:直立锁边；金属屋面系统；风洞试验；风压特性；施工技术引言近些年，由于直立锁边金属屋面系统不但防水性能优越，施工方便，抗变形能力强，并且其可以根据建筑物屋面形式的不同，采用多种弧线，甚至是扇形板面；就板长而言，也可以根据施工需要现场制作，从而大大地减少了运输成本。
因此该屋面系统在国内外很多会议和会展中心，火车客运站台，市政和文化设施，博物馆，体育馆等大型建筑都获得了广泛的应用[1~2]。
然而，随着直立锁边金属屋面系统广泛使用，在恶劣风环境下，常发生金属屋面被风掀开的事件[3~6]。
此类事故的不断发生，不仅严重威胁到人民的生命安全，也阻碍了金属面板在工程中的进一步应用。
因此，针对提高金属屋面板的抗风揭性能的进一步研究以及对现有直立锁边金属屋面施工技术的改进显得尤为重要。
通过分析事故原因，发现直立锁边金属屋面系统的抗风揭性能差异性主要与以下几方面有关：①设计方面，现行规范对金属屋面的抗风设计校核方法没有完全统一，且各承包单位计算校核依据也不尽相同；②施工方面，金属屋面板与支座连接受力复杂，各施工单位工艺存在差异；③材料方面，板材数量种类繁杂，不同板材的力学性能差异较大[7]。
由金属屋盖风揭事故以及对其的研究[8~11]可以证实直立锁边金属屋面系统由于结构跨度大、质量轻、板材薄、系统复杂等特点导致整个屋面系统刚度较低且板间直立锁边机械咬合强度难以保障。
本文通过对青岛西站站房进行1/200 缩尺比的刚性模型测压风洞试验，获得其屋盖上下表面的风压系数和极值压力，找到屋面的最不利位置，优化现有的屋面构造做法及施工工艺，并成功应用于青岛西站站房屋面工程，很好地解决了屋面抗风揭不足、屋面板安装困难、屋面漏渗水等问题，可为今后工程设计与施工提供参考。
金属屋面直立锁边构造及施工技术探讨
金属屋面直立锁边构造及施工技术探讨摘要：随着建筑科技的发展和绿色可持续建设的需求，传统屋面系统从材料、施工工艺、防水效果、美观等方面已经渐渐地不能满足人们的需要。
人们对于建筑的屋面性能要求越来越高，建筑美观的要求也是越来越高。
一种新型的金属屋面系统渐渐萌芽并蓬勃发展。
以某会展中心直立锁边金属屋面系统工程为例，提出直立锁边系统在构造及施工中应该注意的问题，以达到保证质量和控制成本的目的。
关键词：金属屋面；直立锁边；屋面性能；建筑美观；一、直立锁边系统的简介与基本特点分析1、直立锁边金属屋面系统的简介直立锁边屋面系统是通过采用带肋的直立锁边金属板和T型固定支座咬合并连接到屋面支撑结构的一种较新型、先进的金属屋面系统。
目前市场上较为常见的金属面板有铝合金板、镀层钢板、涂层钢板、不锈钢板及钛锌板等几种形式。
金属屋面板与T型固定支座的咬合示意如图1：2、直立锁边金属屋面系统的特点直立锁边屋面系统是新兴的防水建筑技术，通过以点支撑咬合式金属面板系统为核心的屋面理论为基础,主要设计针对大跨度自支承式密合屋面安装体系。
直立锁边金属屋面系统具有自重轻、耐久性强、防水防潮、耐腐蚀、保温隔热、抗风压、防火防雷、吸引隔声性能佳以及便捷的生产、施工和极强的造型能力等优点，可广泛地应用于机场航站楼、车站及大型交通枢纽设施、会议及展览中心及体育场馆等各种对造型有特殊要求的公共设施当中。
但需特别指出的是，虽然直立锁边屋面系统已经较为成熟，但尚有几点关键技术施工难点亟待解决：2.1屋面的开洞或金属板材搭接是否必要，将较大影响到屋面的排水和防水性能；2.2具有特别要求的超大型设施采用超长金属板材时，存在超长金属板材的伸缩风险，过大的伸缩量可能会超过屋面系统的承受能力；2.3现行规范标准中尚未有对抗风掀性能的设计方法；二、直立锁边系统的构造1、直立锁边金属屋面系统的构造层（图2）金属屋面系统的构造层自上而下依次为：①一次防水层——金属屋面板②二次防水层——防水透气膜③保温层——玻璃棉或岩棉④隔汽层——PE防水隔汽膜等⑤吸音层——玻璃棉⑥防尘层——无纺布⑦内饰层——压型板或钢丝网注：《屋面工程技术规范》(GB50345-2012)第3.0.5条中要求对屋面防水等级及设防要求应符合表3.0.5的规定。
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直立锁边金属屋面系统关键连接节点抗拉承载力试验于敬海;赵彧洋;蒋智宇;李路川;闫翔宇【摘要】针对直立锁边金属屋面系统的固定支座与檩条连接节点的抗拉承载力计算问题,以檩条翼缘板厚、檩条材质、自攻螺钉直径、自攻螺钉数量以及固定支座底板厚度为变量,进行了92个连接节点试件的受拉试验,研究连接节点在竖向拉荷载下的破坏现象及破坏模式.对已有固定支座与檩条连接节点的抗拉承载力计算公式进行了修正,并将抗拉承载力试验值与国内外规范的计算值进行了对比.结果表明:自攻螺钉的抗拉承载力与檩条翼缘板厚、檩条材质的抗拉强度、自攻螺钉直径、螺钉数量基本呈正比关系,固定支座底板厚度大于4 mm时,螺钉抗拉承载力与固定支座底板厚度相关性较小;节点存在自攻螺钉被拉出、固定支座底板被拉弯和自攻螺钉被拉出、固定支座底板被拉弯和自攻螺钉在螺帽处被拉断3种破坏模式;根据国内外规范公式得到的节点抗拉承载力计算值比试验值偏小,工程应用偏于安全.【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】8页(P112-119)【关键词】直立锁边金属屋面;抗拉承载力;节点试验;自攻螺钉;破坏模式【作者】于敬海;赵彧洋;蒋智宇;李路川;闫翔宇【作者单位】天津大学建筑工程学院 ,天津 300072;天津大学建筑设计规划研究总院 ,天津 300073;天津大学建筑工程学院 ,天津 300072;天津大学建筑工程学院 ,天津 300072;天津大学建筑设计规划研究总院 ,天津 300073;天津大学建筑设计规划研究总院 ,天津 300073【正文语种】中文【中图分类】TU3950引言随着大跨度钢结构建筑的快速发展，直立锁边金属屋面系统越来越广泛地被应用于工业厂房、体育场馆、交通站台等建筑[1-3]，但是在金属屋面系统被大量应用的同时，风揭事故也时有发生[4-7]。
龙文志[8]对北京T3航站楼3次被风掀开的事故进行了原因分析，提出了屋面板强度不足、固定支座与檩条连接强度不足、支座处锁缝分离等是金属屋面系统发生破坏的原因。
文献[9]进行了直立锁边金属屋面系统整体抗风揭试验和直立锁边金属屋面系统局部节点试验，指出固定支座与屋面板的连接节点是金属屋面系统抗风揭问题的最薄弱环节。
王海涛等[10]通过对金属屋面的试验研究发现，金属屋面系统的破坏模式中存在自攻螺钉破坏的现象。
曾祥新[11]对自攻螺钉固定的压型板金属屋面系统抗风承载力进行了分析，并对屋面板的峰值疲劳破坏进行了研究，发现金属屋面系统模型的疲劳危险点与现实中屋面板的破坏情况相近，屋面板的疲劳寿命与跨度、材料强度等因素相关。
Baskaran等[12]提出了一种金属屋面抗风设计简化方法，对3种常用的直立锁边金属屋面进行了试验研究，分析了对屋面抗风性能的影响因素，并提出了一种屋面抗风设计简化方法。
刘军进等[13]通过对国内外直立锁边金属屋面抗风揭性能试验进行总结分析，指出了咬合部位是薄弱点。
王宏斌等[14]研究了直立锁边铝镁锰板屋面系统的支座与屋面板锁边处的抗风揭性能。
目前对于自攻螺钉抗拉承载力研究较少，李元齐等[15]对《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中自攻螺钉抗拉承载力公式是否适用于LQ550高强超薄壁钢板与抗拉脱设计公式是否适用于板厚大于1.5 mm的钢板进行了试验研究，建议了适用于LQ550钢板的自攻螺钉抗拉承载力折减系数。
段圣杰[16]研究了筑巢轻钢结构节点的自攻螺钉抗拉性能，发现单颗自攻螺钉抗拉刚度随着螺钉数量的增加而下降。
曾滨等[17]对于幕墙系统中自攻螺钉与槽型铝合金型材的抗拔承载力进行了研究，提出了抗拔承载力建议公式。
固定支座与檩条的连接节点作为金属屋面系统的抗风薄弱环节之一，其受力性能严重影响着屋面系统的抗风性能。
目前该种连接节点抗拉性能的研究相对较少，已有承载力计算方法还不完善。
为此，本文以檩条翼缘板厚、檩条材质、自攻螺钉直径、自攻螺钉数量以及固定支座底板厚度为变量，共设计92个节点试件进行了抗拉承载力试验研究，通过对试验现象、破坏特征及试验结果的分析，为合理计算连接节点的抗拉承载力提供依据。
1试验概况1.1节点试件设计根据实际工程中常用的檩条材质、固定支座尺寸及自攻螺钉使用情况共设计5组试验，每组参数变量设计4个相同试件，共计92个试件。
节点试件设置T形连接件固定衬檩，衬檩与T形连接件提前打孔，并由螺栓固定。
固定支座通过自攻螺钉与几字形衬檩连接。
试验试件连接构造如图1所示。
为对固定支座与檩条的连接节点进行系统研究分析，对檩条翼缘板厚、檩条材质、自攻螺钉直径、自攻螺钉数量以及固定支座底板厚度进行了变参数试验研究，试件参数设置及分组如表1所示。
表1试件设计参数Tab.1Design Parameters of Specimens试件组号檩条翼缘板厚/mm檩条材质螺钉直径/mm螺钉数量/个固定支座底板厚度/mmA12.75Q3455.524.3A21.80Q3455.524.3A32.00Q3455.524.3A42.30Q345 5.524.3A52.50Q3455.524.3A63.00Q3455.524.3B12.75Q3455.524.3B22.75Q3 454.224.3B32.75Q3454.824.3B42.75Q3456.324.3C12.75Q3455.524.3C22.75 Q3455.544.3C32.75Q3455.564.3D12.75Q3455.524.3D22.75Q3455.524.8D32 .75Q3455.525.3D42.75Q3455.525.5E12.75Q2355.524.3E21.80Q2355.524.3E 32.00Q2355.524.3E42.30Q2355.524.3E52.50Q2355.524.3E63.00Q2355.524.3 试验中每批钢板根据《金属材料拉伸试验：第1部分：室温试验方法》(GB/T 228.1—2010)[18]制备3个试样进行拉伸试验。
表2为钢板材性试验平均结果。
表2钢板材性试验结果Tab.2Test Results of Material Properties of Steel Sheets钢材型号板厚/mm屈服强度fy/MPa抗拉强度fu/MPaQ2352.75294.3380.4Q2351.80316.7415.2Q2352.00311.3389.1Q2352 .30285.5375.9Q2352.50283.8368.1Q2353.00296.7406.9Q3452.75365.7470.6 Q3451.80433.4531.4Q3452.00424.6510.3Q3452.30364.2462.8Q3452.50371. 8453.4Q3453.00385.7480.31.2试验加载方案节点试件竖向抗拉承载力试验通过万能试验机进行加载。
试验过程中采用力加载模式，为保证在试验过程中能充分观察试验现象，同时提高试验速度，首先采用已有计算方法对试验各组试件的承载力进行计算，根据各组试件的承载力理论计算值，对不同组试验试件采用不同的加载速率进行加载。
其中，承载力计算值小于8 kN 的试件采用的加载速率为20 N·s-1,承载力计算值为8～15 kN的试件采用的加载速率为40 N·s-1。
2试验结果与分析2.1破坏模式试验过程中，试件共出现3种典型破坏模式：自攻螺钉被拉出；固定支座底板被拉弯，自攻螺钉被拉出；固定支座底板被拉弯，自攻螺钉在螺帽处被拉断。
试件典型破坏模式如图2所示。
(1)自攻螺钉被拉出：在加载前期，试验无明显现象，当加载到极限承载力的75%～80%时，试件开始出现“咔咔”响声；当试件达到极限承载力时，发出“嘭”的一声，两侧或者某一侧的自攻螺钉被拉出，试件破坏。
(2)固定支座底板被拉弯，自攻螺钉被拉出：在荷载初期，无明显现象；随着荷载增大，固定支座底板开始被拉弯；随着荷载继续加大，底板拉弯越来越明显，并出现“咔咔”响声；当荷载达到极限承载力时，出现“嘭”的一声，试件破坏，此时底板弯曲严重，试件的螺钉被拉出，螺钉均未拉断。
(3)固定支座底板被拉弯，自攻螺钉在螺帽处被拉断：在荷载前期，无明显现象；随着荷载增大，固定支座底板开始被拉弯；随着荷载继续加大，底板拉弯越来越明显，并出现“咔咔”响声；当荷载达到极限承载力时，发出“嘭”的一声，试件破坏，此时底板弯曲严重，试件的部分螺钉在螺帽处被拉断。
自攻螺钉数量不足时，固定支座底板不发生弯曲，自攻螺钉突然被拉出。
2种破坏模式出现了固定支座底板被严重拉弯的情况，这是由于底板刚度不足造成的。
螺钉在螺帽处被拉断的情况均出现在固定支座严重弯曲的情况下，此时螺钉既受拉力作用，又受到底板变形引起的撬力作用，在双重受力作用下，螺帽被拉断。
从试件破坏模式可以发现，T形固定支座承载力相对较大，试验中未出现螺帽从固定支座中拉脱的破坏模式。
C组采用6个自攻螺钉的4个相同试件中，C3-4试件在固定支座立板处被拉断，如图3所示，其余3个试件为螺钉被拉出破坏模式。
因此，对于直立锁边金属屋面固定支座节点计算，应进行螺钉抗拉承载力计算及固定支座底板抗拉计算。
为了防止固定支座底板被严重拉弯，螺钉在螺帽处被拉断的情况，应对固定支座底板的刚度进行验算，但目前相关规范中计算方法均未涉及，应补充相关验算。
2.2试验结果分析2.2.1 檩条翼缘板厚对节点承载力的影响由表1中A(Q345)，E(Q235)两组试验数据得出了节点承载力与檩条翼缘板厚关系曲线，如图4所示。
从图4可以看出，不同檩条材质下，试件的节点承载力与檩条翼缘板厚基本呈正比关系。
对于Q235材质的檩条，当翼缘板厚从1.8 mm 增加到3.0 mm时，节点承载力从5.95 kN增加到了12.23 kN；对于Q345材质的檩条，当翼缘板厚从1.8 mm增加到3.0 mm时，节点承载力从8.37 kN增加到了14.78 kN。
2.2.2 檩条材质对节点承载力的影响从图4还可以看出：节点承载力与檩条材质有关，檩条材料的抗拉强度越高，节点承载力越大。
当檩条翼缘板厚从1.8 mm提高到3.0 mm时，2种材质檩条的节点承载力均随板厚的增加而提高。
同时，在檩条翼缘板厚相同的条件下，檩条采用Q345材质试件与采用Q235材质试件的承载力比值与材性试验中檩条钢板屈服强度比值接近。
2.2.3 自攻螺钉直径对节点承载力的影响表1中B组试件包含了直径为4.2～6.3 mm的4种自攻螺钉，节点承载力与自攻螺钉直径关系曲线如图5所示。
由图5可以看出，节点承载力与自攻螺钉直径基本呈正比关系。
当自攻螺钉直径为4.2 mm时，节点承载力为8.013 kN；自攻螺钉直径为6.3 mm时，节点承载力提高到14.141 kN。