在阅读此文之前，麻烦您点击一下“关注”，既方便您进行讨论和分享，又能给您带来不一样的参与感，感谢您的支持！文|开心的李逵编辑|开心的李逵前言随着新材料、新工艺及新的生产技术的不断涌现，为传统薄板金属屋面系统的技术改进以及应用技术的发展带来了前所未有的机遇。
近年来被大量应用于各类建筑物屋顶的金属屋面系统，具有整体性强、无螺钉穿透、排水能力强等特点。
但是，直立锁边金属系统是由薄板和支座间的机械扣合或咬合形成的连接构造，很容易被强风吹翻，影响建筑物使用并进一步造成经济和生命灾害问题。
故而，需综合考虑设计、施工和检测等因素，充分考虑提高屋面系统关键连接节点处的构造措施，有效的提高屋面系统承载能力。
抗风设计关键技术问题我国不同地区气候差异明显，且海岸线绵长，东南沿海地区经常遭受台风的影响。
很多学者研究发现，很多结构的破坏和疲劳失效都是由风荷载作用引起的。
风还在作用结构会形成风吸力和与结构共振引起的脉动效应，对结构导致各种破坏现象。
风吸力和脉动效应常常使建筑屋面的局部位置发生明显的破坏，进而影响到整个屋面结构的破坏，屋面破坏发展机制。
风荷载作用下建筑物会受到一定的阻塞和扰动作用，从而形成一定的紊流，进而对建筑物形成一定的作用。
风作用一般包括平均风和脉动风两种，进而对建筑屋面形成静力和动力响应，建筑屋面所受的风荷载作用取决于风本身的湍流特性和建筑物的形状有关。
在屋面的关键节点位置如屋脊、天沟和天窗等地方形成漩涡脱落现象形成较大的风荷载作用。
因此，应重视屋面关键节点位置的风荷载特性。
国标《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012，简称《荷载规范》）对屋墙面不同位置的局部体型系数都有相应的规定：对于封闭式矩形平面双坡、单坡屋面等各部分区域的体型系数应参考《荷载规范》表8.3.3取值；而对于檐口、雨棚等突出构件，局部体型系数取-2.0；其他房屋和构筑物，局部体型系数取值等于承重结构体型系数的1.25倍。
金属屋面系统构造复杂，材料丰富，连接方式多样，主要承担围护和装饰建筑物的作用，且与水平方向夹角小于75°的建筑结构。
在遭受外部荷载时，屋面系统自上而下逐层传递荷载，形成一个完整的荷载传递路径，最终传递到主体结构上。
合理的设计屋面系统的材料和构造措施，并对关键节点进行优化，将显著提高屋面系统的抗风承载力。
需重点关注两个方面的问题：首先，考虑合适的较强的隔气层构造提高屋面的气密性能，隔气层将对外部荷载的传递有一定的消散作用。
其次，对于隔气层材料选择应考虑阻隔建筑内部有害气体，减少对构件的腐蚀作用，保障结构荷载路径的完整性、有效性，提高结构耐久性。
2抗风设计方法根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2018），我国对不同的建筑结构的设计使用年限进行了相关规定。
现行的一些标准，如《屋面工程技术规范》、《压型金属板工程应用技术规范》、《沿海地区金属屋面技术条件》、《强风易发多发地区金属屋面技术规程》，对屋面的“防水等级”进行了规定，并没有对屋面的“设计使用年限”进行定义。
直立锁边金属屋面系统是一种具有耐久性能的建筑物，屋面材料和构造的选择应加以关注。
其设计使用年限应不低于25年设计基准期是为确定可变作用等取值而选用的时间参数。
它并不等同于结构的设计使用年限直立锁边金属屋面系统对风荷载较为敏感，基本风压应采用50年重现期的风压，但不得小于0.3kN/m2，其他结构应也根据相关规范进行设计使用。
在《荷载规范》中，围护构件的风荷载标准值表示为：现有《荷载规范》中针对不同体型建筑屋面的风压取值，在一些关键的气流分离区如屋面角部、屋脊等部位，如果按照《荷载规范》的取值，屋面的荷载值将被低估。
应根据风洞试验的结果或考虑局部放大系数来计算屋面的风荷载值。
屋面系统应专门针对关键节点区域开展风洞试验进而综合评估屋面系统的抗风能力。
也可根据《荷载规范》中一些常规部位的规范取值进行一定的安全系数取值来作为关键节点的取值依据。
在不考虑地震作用的情况下荷载作用效应的组合设计值，可由下式表示：金属屋面系统构造复杂，失效模式多样。
分清结构抗力的层次至关重要。
应了解金属屋面系统的材料的物理和力学性能进而了解整体测荷载传递路径。
还应考虑屋面整体结构的抗力，系统在遭受外部环境荷载的相关响应。
开展抗风揭试验，分析连接部位的主要失效模式，分析不同屋面系统下的失效特点和失效概率，进一步分析屋面系统整体的抗风揭极限承载力值Wu，获得屋面系统的结构抗力。
对比分析抗风揭试验结果，运用数学分析工具推导出具有概率意义的安全系数γD，最终获得直立锁边金属屋面系统整体的结构抗力设计值γD。
直立锁边金属屋面抗风性能试验在我国有很过关于直立锁边金属屋面系统的抗风性能试验方法标准规范。
抗风性能试验是屋面系统抗风承载力设计和应用的重要手段，有效的抗风揭试验手段的可以直接验证结构的承载力和连接和抗变形性能。
现行国家、行业及省地标准规范中规定了针对建筑金属屋面系统的两种实验室模拟检测方法，分别是抗风揭静态测试方法和动态抗风揭性能的试验方法。
现行的金属屋面系统抗风揭静态测试，是通过实验室以均匀的压力差作用在待检测的屋面系统构件表面，以此模拟屋面系统受到外部风压（正负）的作用，评估屋面系统的结构抗力和失效模式。
根据压力差作用方向的不同，可以分为压力箱（正压）法或真空箱（负压）法：压力箱（正压）法，适用于装配式屋面，是通过下部压力容器对屋面系统下表面施加持续稳定的正压力，按一定的周期和压差逐级加压的方法，试验装置见图4。
真空箱（负压）法，适用于装配式金属屋面系统，通常用于带压型钢底板并且内部有较强隔气材料功能层的屋面系统，测试试件外表面所受的压力差由真空箱体以负压方式提供。
荷载的施加均由参考零位（所在的试验室正常大气压力状态）开始按照一定的加载速率分级施加荷载。
荷载加载和卸载速度约为100Pa/s，每级荷载恒载时间60s。
加载过程中实时观测试件的状态，是否出现局部大变形和破坏现象，并记录相关荷载值。
合格判定现有的检测标准规范中都明确了在抗风试验寸程中金属屋面系统各组成构件或材料的极限状态标志，这些极限状态标志是指导和判断金属屋面测试试件失效的重要指标，也是试验终止的依居，一般规定以试件失效的上一级风压等级确定为屋面系统抗风揭等级。
当出现下列情况之一时，可判定试件达到失效状态，检测终止：A）试件车接（搭接、咬合、锁合）破坏，板被撕裂或掀起；B）试件产生永久变形且其超过压型板板肋高度即为失效；C）试件产生非设备原因漏气，导致无法继续加压。
现行的《压型金属板工程应用技术规范》（GB508962012）在第6.1.4条中规定了当按承载力极限状态设计压型金属板构件时，应考虑荷载效应的基本组合或荷载效应的偶然组合，并应采用荷载设计值和强度设计值进行计算。
当按正常使用极限状态设计压型金属板构件时，应考虑荷载效应的标准组合，并应采用荷载标准值和变形限值进行计算。
当设计计算时，相应取值应符合现行国家标准《荷载规范》的有关规定。
抗风揭试验获得的屋面系统结构抗力，与风荷载设计值两者的转换关系在各个标准规范中的规定也有较大的区别。
目前现有的规范关于抗风测试的结果判定多为定性判定，如板面的变形、撕裂和连接处的破坏等。
应量化判定指标从定量分析的角度来分析屋面系统的抗风能力如考虑抗风揭系数的值来判定试件的抗风能力。
笔者观点屋面局部关键位置受风荷载影响显著应严格按规范计算风荷载值。
特殊形式的建筑屋面，建议通过风洞试验结果进行取值。
具有柔性特性的直立锁边金属屋面系统在风荷载作用下，与常规刚性材料组成的建筑屋面差异较大，且易产生静态和动态响应。
直立锁边金属屋面系统设计和应用应严格按照相关规范执行，并采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，进行结构可靠度设计与验证。
对直立锁边金属屋面系统的可靠度设计应引起重视，不同功能的屋面系统应满足承载力和变形特性要求。
采用概率论工具进行结构可靠度设计和验证，进一步开展不同形式直立锁边金属屋面系统及关键构件的结构破坏试验研究，统计分析试验结果数据，逐步建立直立锁边金属屋面系统的结构设计安全标准。