金属屋面系统近年来广泛应用于各种大跨度建筑结构,如各种体育场馆、剧院以及机场等等。该屋面系统施工方便,项目适应性强,深受广大工程师的青睐。但是近年来在沿海以及内陆风力较大地区均发生了多起工程金属屋面被风揭开的事故,金属屋面的抗风性能问题需要得到更多的关注。金属屋面抗风问题主要分为两个方面:抗风承载能力以及疲劳问题。本文研究的主要是金属屋面板的抗风承载能力。应用Abaqus进行有限元建模分析,详细研究各种参数对屋面板承载力的影响和提高屋面系统抗风承载力的方法,全文的主要工作和得到的主要结果如下:(1)采用Abaqus对两种典型金属屋面进行有限元建模分析并和已有的实测风揭试验结果进行对比,验证模型的合理性。(2)基于合理可靠的有限元模型,结合两种板型在抗风揭试验下的破坏形态,并通过大量的加卸载模拟,制定了它们在正常使用状态下的失效准则。应用该准则,对影响屋面承载能力的几个因素进行参数化分析,所考虑的因素包括檩条间距,板材厚度,板材强度,板型宽度几个方面。利用数值模拟获取的大量数据进行拟合分析得到了所研究的两种板型金属屋面的正常使用抗风承载力计算公式。(3)对增设抗风夹的锁边屋面板进行有限元模拟,制定了分辨其破坏形态的准则,并通过大量的加卸载模拟,制定了两种不同破坏形态在正常使用状态下的失效准则。利用该失效准则分析了抗风夹对于屋面板承载能力的提升效果,并研究了各个参数对于带抗风夹的屋面系统的正常使用抗风承载能力的影响,并拟合了参考公式。(4)针对抗风夹带来的应力集中问题,提出一种抗风夹尺寸优化思路,即改变抗风夹尾端长度和尾端曲率半径。通过有限元模拟分析,得到了抗风夹尾端长度和尾端曲率半径的建议取值。数值分析结果显示,优化处理改善了应力集中问题,可进一步提高屋面板的抗风承载能力。本文研究结果对相关金属屋面的抗风设计和抗风承载力的提升具有较为重要的实用参考价值。