一种增强金属屋面板抗风揭能力的方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种增强金属屋面板抗风揭能力的方法。


背景技术：

2.随着城市化进程的加快，人们日益增长的物质文化需要，人们需要一些大型的体育场馆进行集体聚会活动。由于大跨度空间结构质轻、优美等众多优点，被广泛应用到各大场馆之中。然而大跨结构由于整体结构刚度较低，竖向振动响应较大，针对金属屋面板的抗风揭性能存在不足，在国内一些重大建筑中金属屋面板的抗风揭能力较差，经常发生屋面板风揭的现象。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种增强金属屋面板抗风揭能力的方法，旨在解决目前金属屋面板抗风揭能力较差的问题。
4.为实现上述目的，本发明提出的一种增强金属屋面板抗风揭能力的方法，包括以下步骤：
5.对屋面结构进行有限元模拟分析，并得出屋面结构的分析结果；
6.通过现场施工搭建形成屋面龙骨结构，并对所述屋面结构龙骨结构进行动力测试，得出测试结果；
7.将所述测试参数与所述模拟参数进行对比分析，得出对比分析结果；
8.根据所述对比分析结果对所述屋面龙骨结构确定加固范围。
9.优选地，所述对屋面结构进行有限元模拟分析，并得出屋面结构的分析结果包括以下步骤：
10.分析屋面结构的第一阶振型、第二阶振型和第三阶振型；
11.根据模拟分析结果，得出第一阶振型、第二阶振型和第三阶振型对应的振动频率和振型。
12.优选地，所述通过金属屋面板搭建形成屋面龙骨结构，并对所述屋面龙骨结构进行测试，得出测试结果包括以下步骤：
13.对所述屋面龙骨结构进行动态数据测试，得到采集数据；
14.基于模态分析软件对所述采集数据进行模态分析；
15.根据模态分析的结果，得出屋面结构的振动频率，并根据振动频率输出对应的结构振型。
16.优选地，所述根据所述对比分析结果对所述屋面龙骨结构确定加固范围包括以下步骤：
17.根据所述对比分析结果确定加固边界区域；
18.对所述加固区域前三阶的主阵型振动边界处的自攻钉加固；
19.加大所述加固区域前三阶的主阵型振动边界处的围护钢板与主结构刚性连接点的间距；
20.通过定位装置将金属屋面板进行定位安装。
21.优选地，所述金属屋面板的相对高度差介于1mm～10mm。
22.优选地，所述定位装置包括第一支撑板、第二支撑板、活动连接件以及测距组件，所述第一支撑板的一端通过所述活动连接件与所述第二支撑板的一端连接，所述测距组件可调节地设于所述第一支撑板或所述第二支撑板的表面上，且所述测距组件沿着垂直于所述活动连接件的方向调节。
23.优选地，所述第一支撑板和所述第二支撑板均包括前板体、后板体以及伸缩件，所述伸缩件设于所述前板体和所述后板体之间，且所述伸缩件的一端与所述前板体连接，所述伸缩件的另一端与所述后板体连接，所述前板体的表面上设有供所述测距组件的探头伸出的开口。
24.优选地，所述测距组件包括激光探头和滑轨，所述滑轨设于所述后板体上，且所述滑轨沿着垂直于所述活动连接件的方向设置，所述激光探头可滑动地设于所述滑轨上，且所述激光探头从所述开口处伸出。
25.优选地，所述测距组件还包括移动杆，所述移动杆的一端穿过所述后板体与所述激光探头连接，另一端位于所述后板体的外侧。
26.优选地，所述活动连接件包括旋转合页，所述旋转合页的一边与所述第一支撑板的一端连接，所述旋转合页的另一边与所述第二支撑板的一端连接。
27.本发明的技术方案通过有限元分析软件对需要搭建的屋面结构进行模拟分析，并得出模拟参数，之后再对搭建之后的屋面结构进行测试，得出测试参数，然后再将测试参数与模拟参数进行比较，并根据对比分析结果得出屋面结构需要进行加固的区域，最后再对需要加固的区域进行加固，相比传统屋面结构在搭建后并没有进一步的加固方式，主要针对金属屋面板进行加固施工，提高了金属屋面板的抗风揭能力，降低了屋面板风揭发生的概率。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例一提供的增强金属屋面板抗风揭能力方法的流程图；
30.图2为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭能力的另一方法流程图；
31.图3为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭能力的又一方法流程图；
32.图4为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭能力的再一方法流程图；
33.图5为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭能力的方法中定位装置的示意图；
34.图6为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭能力的方法中结构一阶振型的示意图。
35.附图标号说明：
36.标号名称标号名称1第一支撑板3旋转合页2第二支撑板4滑轨21后板体5激光探头22前板体6移动杆23伸缩件
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37.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
40.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
41.图1为本发明实施例一提供的增强金属屋面板抗风揭方法的流程图，如图1所述，本实施例提供的方法可以包括以下步骤：
42.s100、对屋面结构进行有限元模拟分析，并得出屋面结构的分析结果。
43.通过有限元分析软件对需要建造的屋面结构进行模拟分析，以得出屋面结构的分析结果，该模拟参数是体现屋面结构的振动性能指标，便于之后对搭建的屋面结构进行加固处理。另外，采用的有限元分析软件主要是建筑结构方向的软件，例如：pkpm、3d3s、mts、ansys等。
44.s200、通过现场施工搭建形成屋面龙骨结构，并对所述屋面结构龙骨结构进行动力测试，得出测试结果。
45.在对屋面龙骨结构进行模拟分析之后，通过金属龙骨屋面板进行搭建形成屋面结构，在对屋面结构搭建完成之后，对屋面结构进行动力测试，并得出屋面龙骨结构的测试结果，以使后续与上述的分析结果进行比对。
46.s300、将所述测试参数与所述模拟参数进行对比分析，得出对比分析结果。
47.s400、根据所述对比分析结果对所述屋面龙骨结构确定加固范围。
48.在对屋面结构进行测试得出测试结果之后，将测试结果与分析结果进行对比，并根据对比分析结果得出屋面龙骨结构需要加固的区域，之后对需要加固的区域进行加固处理，至于如何进行加固的具体操作具体看以下实施例。
49.本技术的技术方案中，通过有限元分析软件对需要搭建的屋面结构进行有限元模拟分析，并得出分析结果，之后再对搭建之后的屋面龙骨结构进行动力测试，得出测试结果，然后再将测试结果与分析结果进行对比，并根据对比分析结果得出屋面龙骨结构需要进行加固的范围，最后再对需要加固的范围进行加固，相比传统屋面结构在搭建后并没有进一步的加固方式，主要针对金属屋面板进行加固施工，提高了金属屋面板的抗风揭能力，降低了屋面板风揭发生的概率。
50.图2为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭的另一方法流程图，本实施例在上述实施例的基础上，所述对屋面结构进行模拟分析，并得出屋面结构的模拟参数包括以下步骤：
51.s101、分析屋面结构的第一阶振型、第二阶振型和第三阶振型；
52.s102、根据模拟分析结果，得出第一阶振型、第二阶振型和第三阶振型对应的振动频率和振型。
53.在开始搭建屋面结构之前，先采用有限元分析软件对需要建造的屋面结构进行模拟分析，并且是对屋面结构的前三阶振型进行模拟分析，即屋面结构的第一阶振型、第二阶振型和第三阶振型，根据模拟分析的结果，得出第一阶振型、第二阶振型和第三阶振型的振动频率和振型，以使后续在搭建完成屋面结构再次进行测试分析时，测试参数能够与之形成比对，以使得出需要进行加固的加固区域。为了便于了解上述对第一阶振型、第二阶振型和第三阶振型的参数，以下例表1为例进行说明。
54.模态号振动频率(hz)振动周期(s)12.156.0.463822.82390.354133.53720.2827
55.表1
56.图3为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭的又一方法流程图，本实施例在上述实施例的基础上,所述通过金属屋面板搭建形成屋面龙骨结构，并对所述屋面龙骨结构进行测试，得出测试结果包括以下步骤：
57.s201、对所述屋面龙骨结构进行数据采集，得到采集数据；
58.s202、基于模态分析软件对所述采集数据进行模态分析；
59.s203、根据模态分析的结果，得出屋面结构的振动频率，并根据振动频率输出对应的结构振型。
60.在搭建完成屋面龙骨结构之后，对屋面龙骨结构进行数据采集，并将得到的采集数据用模态分析软件进行模态分析，之后再根据模态分析的结果得出屋面龙骨结构的振动频率，然后根据振动频率输出对应的振型，便于之后将对应的振型与上述实施例的振型比对，得出需要加固的加固区域。另外，对于振动频率的确定方法采用的是频域法和时域法，具体如表2所示。
[0061][0062]
表2
[0063]
如表2所示，通过描述的振型与表1中的模拟振型的频率进行比对，来判断出需要加固的加固区域，例如：表2中的第一阶振型的频率在1.950至1.974之间，而表1中的振动频率在2.156，则说明分析的结果与实测结果之间的差值在10％以内，分析结果具有可靠性，可以按照分析得到的振型对其进行加固。
[0064]
图4为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭的再一方法流程图，本实施例在上述实施例的基础上，所述根据所述对比分析结果对所述屋面龙骨结构确定加固范围包括以下步骤：
[0065]
s301、根据所述对比分析结果确定加固边界区域；
[0066]
s302、对所述加固区域前三阶的主阵型振动边界处的自攻钉加固；
[0067]
s303、加大所述加固区域前三阶的主阵型振动边界处的围护钢板与主结构刚性连接点的间距；
[0068]
s304、通过定位装置将金属屋面板进行定位安装。
[0069]
通过测试结果与模拟参数的比较，得到对比分析结果之后，根据该对比分析结果确定需要加固的加固区域，之后再对该加固区域前三阶的主阵型振动边界处的自攻钉进行加固，通过增设铝板沿边固定点，增设自攻钉固定点的方式，以提高屋面铝板抗风揭的施工效果，然后再加大加固区域前三阶的主阵型振动边界处的围护钢板与主结构刚性连接点的间距，以达到提高抗振动变形过程中的延性，避免纯刚性连接导致的振动破坏的目的，最后再通过定位装置将金属屋面进行定位安装，从而实现对屋面结构的加固，进一步提高金属屋面板的抗风揭能力。另外，在进行加固的过程中，应要严格控制金属屋面板的平整度，且金属屋面板的相对高度差控制在1mm～10mm，同时还要严格把控自攻钉的安装质量，严禁出现漏钉、假钉的现象。
[0070]
图5为本发明提供的一种增强金属屋面板抗风揭能力的方法中定位装置的示意图，在一个实施例中，定位装置包括第一支撑板1、第二支撑板2、活动连接件以及测距组件，第一支撑板1的一端通过活动连接件与第二支撑板2的一端连接，测距组件可调节地设于第一支撑板1或第二支撑板2的表面上，且测距组件沿着垂直于活动连接件的方向调节。
[0071]
将该定位装置卡在两块板之间，此时第一支撑板1和第二支撑板2分别对金属屋面板进行支撑，之后通过调节第一支撑板1和第二支撑板2之间的角度，以带动分别放置在第一支撑板1和第二支撑板2上的金属屋面板之间的角度，实现对相邻金属屋面板的角度调
节。
[0072]
在上述实施例中，第一支撑板1和第二支撑板2采用的是相同的结构，为了避免重复赘述，以下实施例以第二支撑板2的结构为例进行说明。
[0073]
第二支撑板2均包括前板体22、后板体21以及伸缩件23，伸缩件23设于所述前板体22和后板体21之间，且伸缩件23的一端与前板体22连接，伸缩件23的另一端与后板体21连接。需要说明的是，第一支撑板1和第二支撑板2均是采用前板体22、后板体21以及设于它们之间的伸缩件23组成，通过控制伸缩件23的伸缩来改变前板体22和后板体21之间的间距，以实现对支撑在第一支撑板1和第二支撑板2上的相邻金属屋面板之间的间距可调，能够及时进行纠偏，有利于提高金属屋面板抗风揭的能力。
[0074]
具体地，测距组件包括激光探头5和滑轨4，滑轨4设于后板体21上，且滑轨4沿着垂直于活动连接件的方向设置，激光探头5可滑动地设于滑轨4上，在第一支撑板1的前板体22的表面上设有供激光探头5伸出的开口(未图示)，该开口的开设方向是沿着激光探头5滑动方向。
[0075]
其中，测距组件还包括移动杆6，移动杆6的一端穿过后板体21与激光探头5连接，另一端位于后板体21的外侧。
[0076]
需要说明的是，在对金属屋面板进行定位安装时，需要对相邻两块板之间的相对高度差进行测量，此时通过移动杆6来驱动激光探头5在滑轨4上滑动，由于激光探头5从开口处伸出，使得能够对金属屋面板进行测量，之后再根据激光探头5滑动的距离来测量出相邻两块板之间的相对高度差，实现调节控制相邻板之间的相对高度，能够及时进行纠偏调节，有利于提高金属屋面板抗风揭的能力。
[0077]
在一个实施例中，活动连接件包括旋转合页3，旋转合页3的一边与第一支撑板1的一端连接，旋转合页3的另一边与第二支撑板2的一端连接。需要说明的是，第一支撑板1和第二支撑板2之间通过旋转合页3进行连接，以使第一支撑板1和第二支撑板2可以实现调节，当需要对相邻板之间的水平间距进行调节时，由于两块板分别由第一支撑板1和第二支撑板2进行支撑，故只需要调节第一支撑板1和第二支撑板2之间的水平间距，即可以实现控制水平相邻板之间的间距调节，实现及时纠偏，有利于提高金属屋面板抗风揭的能力。
[0078]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。