大面积金属屋面节点防变形施工技术研究.pdf

2812023年4月工程技术与应用江西建材大面积金属屋面节点防变形施工技术研究于官涛山西四建集团有限公司，山西太原030010摘要：厂房结构大面积金属屋面一般为多坡度多坡向排水且坡面较长，若采用传统施工工艺，金属屋面反复热胀冷缩，容易变形、渗漏。文中通过研究施工图纸和施工过程，对大面积金属屋面防变形技术进行总结，采取相应的技术改造措施，有利于提高大面积金属屋面的实用性和耐久性，为同类型金属屋面工程施工提供技术支持。关键词：标准化厂房；大面积金属屋面；变形控制；屋面防渗漏中图分类号：TU765文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 2 8 1-0 3Research on Deformation Prevention Construction ofLarge Area Metal Roof NodesYu GuantaoShanxi Jian Group Co.Ltd.,Taiyuan,Shanxi 030010Abstract:The large-area metal roof of the plant structure is generally multi slope and multi slope drainage with a long slope.If thetraditional construction technology is used,the metal roof is prone to deformation and leakage due to repeated Thermal expansion.The articlesummarizes the deformation prevention technology of large area metal roofs by studying construction drawings and construction processes,andadopts corresponding technical transformation measures,which is conducive to improving the practicality and durability of large area metalroofs and providing technical support for the construction of similar metal roof projects.Key words:Standardized workshop;Large area metal roof;Deformation control;Roof leakage prevention0引言目前，我国许多工业厂房建设采用标准化厂房模式，结构形式多采用钢筋混凝土基础及柱+屋面轻钢结构。此类建筑可采用标准图纸施工，施工简便，节约费用，安全可靠，快速投产，具有良好的经济及社会效益。关键部位控制及施工流程本文所论述的施工要点可应用于大面积（含多坡面）金属屋面施工，能有效保证金属屋面质量，同时采用大面积金属屋面施工变形控制技术，减少了后期使用过程中的维护、维修等工作。本文研究了屋脊线设置橡胶伸缩节技术、轻钢屋面板接缝处金属带肋压条技术、安装滑动支座控制屋面板变形技术、天沟内设置伸缩分隔缝技术、屋面基座迎水面设置泛水分流板技术等内容 1。施工流程为：主钢构条吊装一条支撑系杆安装一底衬板安装屋面保温棉安装一内天沟安装滑动支座安装屋面板安装一屋面板搭接处铝压条施工采光排烟天窗基座安装基座迎水面设置泛水分流板屋脊盖帽安装屋脊橡胶伸缩节安装一天沟变形分隔缝安装零星构件安装一收尾、验收资料准备一屋面验收。2操作要点2.1屋脊设置橡胶伸缩节控制变形技术大面积金属屋面施工，尤其是多坡面排水时，屋脊线交汇作者简历：于官涛（19 7 4-），男，山东潍坊人，高级工程师，主要研究方向为建筑施工、管理。处是关键节点，多方向变形受力复杂，如无合理措施，屋面易变形开裂，形成渗水隐患。传统金属屋面施工中，屋脊线盖帽多采用顺坡搭接，燕尾螺丝固定于屋面板上，再用密封胶密封。经过反复的热胀冷缩，易产生不规则变形，导致屋面渗漏。当不同方向的屋脊热胀冷缩变形时，橡胶伸缩节可抵消变形产生的应力，提供稳定的变形量，避免受力不均匀导致开裂渗漏。该技术操作简单、成本低廉，适用于屋面面积较大、多坡度排水屋脊盖帽安装。屋脊线安装完毕后，采用宽度为2 5 0 mm的橡胶钢带，根据屋脊线宽度进行剪裁，两边伸出屋脊线各5 0 mm，保证伸缩节上不产生聚水。在屋脊线上采用手电钻冲孔，孔径与专用铆钉配套使用，孔距为7 0 mm，用专用铆钉固定牢固，在屋脊线与伸缩节交接处，采用专用不干胶密封饱满。当不同方向的屋脊热胀冷缩变形时，橡胶伸缩节可抵消变形产生的应力 2 。2.2轻钢屋面板搭接处铝压条施工技术轻钢屋面板接缝处金属压条通常为平直形状，压条板厚范围内聚水易造成渗漏隐患，同时接缝处会聚积微小颗粒等杂物，影响其使用功能 3 。针对此情况，对板缝处金属压条进行改良，压条加工三道斜向肋条，在增加金属压条刚度的同时，避免屋面板接缝处聚积微小颗粒及雨水，在板缝交接处不聚积杂物，增加排水的通透性，减少渗漏隐患，如图1、图2 所示（防锈金属压条）。结合接缝长度，使用规格为3 0 mm3mm防锈金属压条，根据屋面板宽度确定压条长度，在铝压条上弯制三道斜型槽口（间距为15 0 mm，工厂预制），安装专用胶条并在胶条周围打胶2822023年4月江西建材程技术与应用（专用不干胶），将铝压条与屋面板用专用螺丝固定于条上。带肋铝压条与普通不带肋铝压条相比，其增加了金属压条的刚度，提高了耐久性。其在板缝交接处，细微颗粒及雨水通过性更好，很大程度上消除了渗漏隐患，降低了后期维修、维护成本。图1防锈金属压条1图2防锈金属压条22.3安装滑动支座控制屋面板变形技术在屋面板与条间设置活动支座，滑动支座上端不锈钢拉片与屋面板槽边共同完成3 6 0 夹胶咬合卷边固定成型，在顺坡度方向，超长的屋面体系因温度变化或风吸力作用下产生稳定的滑移。在不锈钢拉片安装时，滑动支座塑料定位片使其固定在滑道中间，当发生热胀冷缩时，定位塑料片自动脱落，连接屋面板的滑片可左右滑动，金属屋面板可沿坡度方向滑动，在温度变化或风吸力作用下，屋面板整体产生稳定的滑移 4。在完成屋面背板和型次条安装后，根据屋面板的排版位置确定滑动支座安装位置，沿坡度方向间距1m设置，滑动支座包括滑片和底座，滑片由塑料定位片、滑道、不锈钢拉片组成。在滑动支座下端，通过10自攻螺丝固定型次条，此时，固定好双层5 0 mm厚玻璃丝保温棉，进行屋面面板安装，滑动支座上端不锈钢拉片与屋面板槽边共同完成3 6 0 夹胶咬合卷边固定成型，滑动支座两端支座承受屋面活荷载。2.4天沟内设置伸缩分隔缝技术针对超长金属天沟易受温度变化影响而发生热胀冷缩，产生变形及排水系统出现堵塞，进而影响使用功能。针对该情况，如无辅助性排水设施容易产生漏水，区别于传统金属天沟连接多采用焊接的做法，其通过测算金属天沟变形量，结合天沟排水划分区域，每3 0 m设置一道金属天沟变形缝，操作简单，施工方便，既满足金属天沟变形量，又能划分排水区域，排水效果更好。不锈钢内天沟内每不大于3 0 m设一道伸缩缝，伸缩缝设置于不锈钢天沟接缝处，此处天沟断开，在变形缝两侧5 0 mm处，采用不锈钢板氩弧焊焊接，变形缝缝宽10 0 mm，变形缝底面和侧面与不锈钢天沟氩弧焊焊接，在变形缝上部采用双层不锈钢板单侧焊接和双橡胶垫密封，能划分排水区域，排水效果更好，如图3 所示。图3变形缝效果图2.5屋面基座迎水分流板技术金属屋面上的基座易与整体屋面产生不同的变形量，一旦不同变形造成基座四周开裂，在迎水面将产生渗漏隐患，同时，基座处会聚积微小颗粒等杂物。针对此情况，对基座进行改良，基座处设置泛水分流板，避免变形开裂形成渗漏隐患，同时使排水更加畅通 5 。定制与基座同宽的泛水分流板，安装在屋面开口的迎水面，将雨水分向屋面开口两侧，以免基座处开裂积水，顺坡方向雨水冲刷基座根部。安装前，先用分流器确定和屋面开口及分流板接触位置，再在接触部位连续铺设密封胶，然后将分流器安装上并用自钻钉按分流器上的预钻孔个固定，在外侧四周用硅酮耐候密封胶密封。3质量控制（1）滑动支座安装前，用墨斗在内衬板上弹出全部滑动支座所在位置墨线，否则极易在安装支撑过程中偏位。现场安装过程中，应特别注意检查滑动支座与下部条连接的有效性。（2）滑动支座脚钩与屋面板凹凸槽共同完成3 6 0 夹胶直立锁边，锁边前，检查每一个端部连接板，保证位置准确性和防水性，如图4所示。图4滑动支座脚钩（3）内天沟的材质为不锈钢材料，安装时，要进行氩弧焊接，两节天沟搭接，天沟侧沿上钻有8mm的圆孔，搭接时，两节天沟的预钻孔要对齐，天沟安装时，天沟上的预钻孔要和条上的预钻孔对齐，天沟应平直和水平。（4）内天沟每隔3 0 m设置一道伸缩缝，伸缩缝处设置两块天沟堵头，堵头和天沟氩弧焊接，天沟安装完后，应作闭水试验。（5）屋脊线安装挂线调直，橡胶伸缩节应结合紧密且正确合缝，正确使用密封胶。（6）严格按照图纸的要求进行安装、施工、自检以及整改。施工中，未经设计单位允许，不得随意修改、变更设计图纸的相应设计，严格按分项工程检验批质量验收记录表进行质量记录、控制。4安全措施（1）所有进人施工现场的人员必须佩戴安全帽、系好帽带，不允许穿拖鞋、塑料底鞋、高跟鞋等进人现场，高处作业时，不得穿硬底以及带钉易滑的鞋进行施工。（2）达到及超过2 m以上的高空作业，施工人员必须采用五点式安全带，系好保险绳、保险扣等安全装置，正确使用安全绳，保证绳端高挂低用，严禁抛扔物品，同位置上、下不得同时垂直作业。（3）使用的电动工具、机械设备必须由专职电工进行安全接地的检查，配置好相应的防护装置，专人负责实际操作，未进行机械操作培训以及未取得相应资格证书的人员，严禁使用电气设备和大型机械。（4）吊装机械使用前，必须进行常规检查，起重作业时，起重臂下方不得站人，在转弯半径周边设置警戒绳，非吊装作业人员严禁进人吊装区域。283：上接第2 8 0 页2023年4月江西建材工程技术与应用（5）铺设金属屋面板时，严禁踩踏保温棉，现场不得使用明火。（6）进入工地项目的现场操作人员必须经过岗前专职培训，详细了解本施工操作的安全注意要事项，专职安全员佩戴安全员袖标，不定时进行现场巡视检查。5环保措施（1）现场建立以项目经理中心的文明施工领导组，制定文明施工的管理制度，明确现场各岗位的文明施工责任和相应义务 6 ,提高现场施工的质量文明管理水平。（2）严格执行集团公司体系管理，做好对施工现场环境因素的识别、登记、评价工作，规定作业指导书，对于发电机及木工加工机等设备，每日检查，定期实行保养，做好相关记录并存档保留，采取消音棚等防护措施，以减少噪音。（3）施工场地严禁焚烧废弃物品，每天工程结束时，及时清理施工现场所有的剩余材料并分类堆放、及时清运，做到工完场清楼净、地洁。（4）在规定的作业时间内施工，避免在周边居民及其他施工人员休息的时候进行噪音大的加工，如切钢管锯木料等工作，如遇特殊情况，需提前与相关部门报备，张贴告示，与周边住户等沟通好，避免扰民。6应用实例某开发区标准厂房建设项目厂房1项目，屋面建筑面积为15 8 8 5.44m，建筑高度为16 m，屋面结构球节点钢网架结构，钢条支撑压型金属屋面板，采用镀锌镁铝板，底板厚度为0.37mm，面板厚度为0.6 3 mm，10 0 m m 厚玻璃丝棉保温层的金属屋面，如图5、图6 所示。图5屋面施工细节效果图的关键位置，以基底剪力为隔震效果的判断方向。在地震条件下，隔震处理之前项目基底剪力的最大值约为3 6.12 10*kN，隔震处理后，降至3.8 6 10*kN，减震效果达到10.6 9%。由此说明，橡胶支座增强了厂房结构的隔震能力。4结语综上所述，本项目厂房结构设计时，选定了“四个柱肢（单阶）”，以期控制各类荷载带来的结构位移问题。在抗震设计时进行结构分析发现，其仍然存在不足。通过选用橡胶支座进行抗震优化，效果显著。使用橡胶支座后，各位置的震动周期增加了将近9 倍，震动力度明显变小，地震条件下的减振系数约为10.69%。图6屋面施工整体效果图采用大面积不规则金属屋面系统节点防变形技术的效果如下。（1）质量可靠，线条顺直，造型美观，为实现设计建筑效果和安装质量提供保障，保证观感质量和使用功能，（2）施工高效，有效降低了施工成本，使整个屋面系统的使用功能得到了保证。7结语大面积金属屋面防变形控制的应用，在科技创新、质量、安全、成本控制方面均取得了良好的成效，解决了金属屋面因热胀冷缩而变形导致的受力不均匀，造成屋面渗漏、屋面钢结构生锈等难题，可为同类施工提供参考，有效提高大型工业厂房金属屋面施工技术水平。参考文献1贾计勋，王东，吴耀华.主题乐园建筑金属屋面的防雷设计与施工J.智能建筑电气技术，2 0 2 1，15（3）：13 6-13 8.2高轩，张志威，王振宇等.超大面积、异形曲面金属屋面檐口安装技术J】.建筑施工，2 0 19，41（4）：6 18-6 2 0.3宋律国，张庆伟，超长金属屋面系统在钢结构建筑中的应用J】.新型建筑材料，2 0 0 7，3 3（6）：7 5-7 7.4何辉，朱继华，汪洋，等，自锁式马鞍型金属屋面施工技术J钢结构，2 0 12，2 7（6）：5 8-6 0.5王有胜.印刷厂设备车间彩钢屋面防水维修施工J.中国建筑防水,2 0 15（15)：6-8,12.6刘飞，王博，周志健，等.国家会展中心（天津）工程超大面积高强铝镁锰节能金属屋面设计与施工J】.施工技术（中英文），2021,50（2 4）:2 0-2 4,44.参考文献【1赵宏康，陈磊，徐文希。单层大跨超高厂房结构选型研究及工程设计J.建筑结构，2 0 12，42（1）：2 1-2 6.2朱丹，裴永忠，徐瑞等.北京A380机库大跨度结构设计研究J.土木工程学报，2 0 0 8（2）：1-8.3刘永.带防屈曲盖板震损可更换钢梁抗震性能试验研究D】，泉州：华侨大学，2 0 19.4吕元星，唐招净.大跨度超高重型钢结构厂房结构设计分析：以某钢框架结构厂房为例J】.工程技术研究，2 0 2 1，6（11）：189-190.5黄勇标.大跨度超高重型钢结构厂房结构设计的分析【J】.建材与装饰，2 0 18（3 5）：6 8-6 9.6钟伟.加强钢结构厂房施工安全管理的措施分析【J】.冶金与材料,2 0 2 2,42（6)：9 5-9 7.