文档介绍：国家大剧院屋面系统承载性能试验研究程明 石永久 王元清罗忆 徐慷(1清华大学建筑玻璃与金属结构研究所 北京100084) (晶艺玻璃工程有限公司 珠海519015) 摘要:国家大剧院的屋面系统包括结构层、防水层和装饰层。防水屋面板采用Kalzip铝合金板,装饰层通过连接件固定于屋面板的板肋上。外部荷载主要由屋面板承担,进而传递到檩条上。本文通过试验研究了屋面系统在各种主要荷载作用下的承载能力,试验的结果为工程设计提供了依据。关键词:国家大剧院;屋面系统;荷载;   国家大剧院的屋面系统是采用了Kalzip板作为防水层的新型屋面系统(图1)。图1 国家大剧院    国家大剧院屋面系统可分为结构层,防水层和装饰层(图2)。结构层由横向和纵向方通檩条组成,固定于主钢结构上;防水层由Kalzip铝合金板组成,通过锁边固定于T码上,T码固定于檩条上;装饰层通过连接件固定于Kalzip板的板肋上。图2 屋面系统2. 试验目的   为配合工程的设计与施工,验证这种新型屋面系统的承载性能和可靠性,选取了屋面板的代表性单元进行等比例模型加载试验。在试验中观测屋面系统在常见荷载下的荷载-位移关系,为工程设计提供依据。 3. 试验设备及测试内容   该试验分为6组进行,编号为A-1、A-2、A-3、A-4、A-5、B-1,分别测量不同荷载下国家大剧院屋面系统的承载力性能(表1)。表1 测试内容试验编号荷载类型连接件位置连接件类型设计荷载(kN)A-1风吸力——-2风吸力——---5上人荷载——-1水平力作用下屋面板固定点的螺栓孔滑移————   A-1~A-4及B-1采用手动轱辘加载,A-5用油压千斤顶加载,用测力计和位移计分别测量荷载和位移,计算机采集数据。图3和图4分别显示了A-1和A-5试验的加载示意图,其他四个试验设备与A-1相同,只是加载方向和测点布置不同。图5、图6、图7显示了A-1、A-2、A-3、A-4四组试验的荷载布置和测点布置。图3 A-1加载示意图图4 A-5加载示意图图图5 A-1~A-4试验荷载布置图(俯视图)   注:A-1与A-2试验只对一个连接件加载;A-3与A-4试验通过在连接件上固定夹具(图6)与钢管,同时对两个连接件加载,以便布置更多的测点。图6 A-1~A-4试验荷载布置图(侧视图)   注:左面连接件虚线表示A-1,实线表示A-2,为了表达方便将两个连接件画在一起。该图中G(1kN)表示施加在一个连接件上的荷载,而图5中2G(2kN)表示施加在两个连接件的荷载。图7 A-1~A-4试验测点布置图   注:连接件1对应图5中A-3与A-4试验中偏上的连接件。连接件2对应图5中A-3与A-4试验中偏下的连接件以及A-1与A-2试验的连接件。A-1~A-4试验分别在四块板上独立进行。A-3和A-4试验用到全部4个测点,A-1和A-2试验只用到图7中右图的测点1。图8 A-5试验荷载布置图(侧视图)    图8为A-5试验的加载示意图,其中的测点只用图7中右图的测点1。图9 B-1试验荷载布置图(侧视图) 图10 B-1试验测点布置图    图9、图10显示了B-1试验的荷载布置和测点布置。位移计5和6用来测