某轻钢结构屋面围护设计方案解析

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[摘要]通过工程实例，介绍了360度咬合型轻钢屋面维护系统。[关键词]60度咬合型轻钢屋面；方案设计；渗漏节点[中图分类号

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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 [摘要]通过工程实例，介绍了360度咬合型轻钢屋面维护系统。[关键词]60度咬合型轻钢屋面；方案设计；渗漏节点[中图分类号]TU721　[文献标识码]A　[文章编号]1727-5123(2011)03-096-02

1　概述

轻型门式钢架结构是单层工业厂房中一种常见的结构形式，其具有用钢量省、重量轻、造价低、施工速度快、外形美观以及适用范围广等优点。这种结构通常采用轻型钢板屋面，但是由于种种因素，经常出现渗漏现象，本文通过实例解析屋面围护系统方案设计重点。

2　屋面围护系统设计方案实例

屋面围护系统的防水能力怎么样，首先要看采用的是什么样的屋面围护系统，设计应根据建筑物的具体防水性能要求采用合适的屋面围护系统。

2.1　轻钢结构屋面围护系统分类。轻钢厂房的围护材料均为金属钢板，为保证一定刚度，将它经机械化连续加工成凹凸不平的断面形式，这种经过加工的金属板材称为压型钢板。压型钢板分单层板及复合板两种。单层板即普通压型钢板，复合板带保温层，一般大中型单层工业建筑均采用复合板。而复合板又分为整体复合板材及分层复合板材。

2.2　整体复合板材与分层复合板材比较。整体复合板材由于整体在工厂内完成，现场的装配工艺较为简单，一次性即完成并具有较高的板材自身结构强度，节省板下檩条支承的费用，但缺陷是防渗漏问题。主要原因是温度变化引起的金属面板变形而使得铆钉固定处和各种连接处破裂导致渗水，同时，时间长久，原先粘接在一起的保温材料与外层面板脱离而导致起翘变形，板材结构强度下降。不宜在屋面围护上采用。

分层复合板材，即分层铺设体系，弥补了整体复合的某些缺陷，保温材料柔软富有弹性，面板与下层板分开，因此，温差引起的变形不会影响到下层。同时，由于固定方式日渐科学，能有效地阻止雨水的渗透，达到防水的目的。此种造价略高于前者。分层式复合板材现已被广泛接受，本工程采用的就是分层复合板材。

2.3　某厂房屋面围护系统简介。

2.3.1　方案设计。该厂房为一家电生产厂房，因此对防水要求比较高。该厂房屋面系统方案准备采用面板为0.6mm厚HV470咬合板+100mm岩棉板(容重100kg/3)+0.5mm厚HV200镀锌屋面底板为的组合屋面系统，屋面板与热镀锌Z型檩条连接(图2.1为该厂房屋面系统三维透视图)。

图2.1屋面系统三维透视图

该屋面围护系统具有以下几个特点：

①用了360。全咬合边形式的防水(如图2.2a为360度咬合示意图)，完全消除任何漏水的可能。屋顶系统最重要的基本功能是其防水性能，金属屋面的防水性能主要取决于搭接部分，屋面系统金属屋面板系统面板的搭接方式是全咬边式连接，每两块板之是以子母扣的方式和固定支座咬合，然后用机械的方式加以缝合，使得整个面板系统形成一个整体，天衣无缝；同时通过面板的固定支座的特殊设计完全解决了屋面的热胀冷缩问题。

(a)360度咬合示意图　(b)可滑动支座示意图

图2.2屋面面板搭接方式

②可滑移的紧固支座解决屋面温差位移的问题。咬合屋面系统通过特殊设计的两件式固定支座来解决屋面温差位移的问题(如图2.2b为可滑移支座)。大型金属屋面系统必须要考虑的要素之一就是冬天和夏天表面板受太阳热而发生收缩和膨胀时能够自然地被屋面系统本身吸收并补偿掉。咬合屋面系统采用的特殊设计的两件式固定支座连接面板及檩条，将固定的檩条和滑动的屋面板分开，面板在长度方向可以沿着紧固支架上设置的孔自然移动，移动式的系统因此可根据温度变化移动而消解长度方向上的应力。咬合屋面系统屋面板之间相互连接的部位设计为特殊的梯型结构，该结构加上面板的加强肋可以有效解决横向屋面温差变化的问题。2.3.2 36°咬合搭接与传统搭接优缺传统型：由螺钉直接连接面板和檩条、面板和面板。

金属屋面板的搭接经历了几代产品的变革：①传统型：由螺钉直接连接面板和檩条、面板和面板；②暗扣型：表面无螺钉，屋面板通过加工紧配合公差扣分在支座上；③松散咬边型：表面屋面板通过卷边方式和支座连接，但面板和面板之间，面板和支座之间都可以相对滑动；④紧密咬边型：表面屋面板通过卷边方式和支座连接，但面板和面板之间，面板和支座之间都不可以相对滑动；

上述每一代产品的防水性能都比上一代先进，但是①、②、⑧型都有其不足之处：①型由于有螺钉穿过面板，螺钉垫圈，密封性能直接决定了屋面防水性能，一旦钉孔密封不严，雨水就会渗漏，而且屋面在温差的滑移下会将螺孔挤压成长孔，泄露危险极大；②型的屋面板和连接件之间仅靠板边的扣槽扣接，接触面仅1～2mm，加上屋面板在生产、运输中产生变形，安装后又没有任何进一步机械措施保障扣接的紧密性，对防水和抗风都有极大影响，故该方式只适合于非台风地区；⑧型由于采用了机械缝合，连接强度有了很大提高，但面板和面板、面板和连接件之间仍然是非常紧密连接；由于片面强调了屋面板的温差位移，牺牲了部分防水性能――雨水在强风吹袭之下或毛细管作用下仍能够通过面板和面板之间的缝隙渗漏；因此该种方式只适用于降雨量不大的干燥地区；④型是总结了上述所有产品的基础上开发的革命性屋面产品；在③型的基础上将面板和面板，面板和支座之间的连接变成紧密式，即两块面板和一组连接件以360°卷边挤压在一起使得每两块板之间形式整体，最终整个屋面形成一张硕大的金属皮。

3　节点设计重点

压型钢板围护系统本身具有一定的强度和刚度，材料一般不会漏水，围护系统漏水原因主要在于节点处理不当。围护系统漏水按部位归结起来主要分布如下：①屋脊部位。屋脊盖板在安装的时候应该预留向上的坡度，以达到散水坡度，不至于雨水在屋脊盖板上积留，在搭接的地方其应放胶泥或硅胶，形成缝隙而漏水；屋脊盖板与屋面板之间应敷设堵头，堵头应与板材相匹配，防水雨水倒灌。②屋面气楼部位。屋面面板在气楼交接处应上扳；气楼与屋面交接应设置泡沫堵头，且收边纵向搭接敷设胶泥或硅胶；气楼在结构完成后必须将开孔部位进行防水处理。⑧屋面开孔部位。型钢屋面最怕的就是开洞，上例厂房屋面开了30个左右的风机洞口，给防水处理造成了不少麻烦(图3.1为上例风机洞口防水设计)。④檐口部位。屋面外板安装时应同时放置泡沫堵头，且将屋面外板下扳30°。⑤天沟部位。天沟位置主要是因为天沟焊接质量，应对内天沟接头焊接后做防水试验，若发现漏水，进行二次焊接。⑥雨篷部位。雨篷与附房之间接口必须采用收边搭接并进行防水处理；通常情况下，雨篷上口泛水收边应进入外墙板内，为了安装施工方便，泛水收边也可直接靠上墙面外板，但必须要放置堵头并须用硅胶密封缝隙；雨篷应有向外的坡度，防止雨水倒灌，以减少渗漏几率。

4　小结

总之，钢结构围护系统漏水问题要想从根本上解决问题，首先需要设计人员认真对待，确定合理的设计方案，特别是易渗漏节点的设计；施工前，首先要制定好围护系统施工专项方案，并做好成品保护工作。