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1、直立锁边金属铝镁锰板屋面在大跨度钢网架工程中的应用 刘立云 西安电子科技大学 摘 要： 通过西安电子科技大学南校区体育馆的工程实例, 介绍了直立锁边金属铝镁锰板屋面的特点, 并论述了金属铝镁锰板屋面的构造层次、施工方案、安装工艺及注意事项, 为同类型钢网架项目的施工提供参考。关键词： 铝镁锰板屋面; 直立锁边; 钢网架; 施工工艺; 节点处理; 作者简介：刘立云, 男, 1975 年生, 工程师, 从事工程项目管理工作。联系地址:710071 西安市西沣路兴隆段 266 号西安电子科技大学基建处, E-mail:。收稿日期：2017-08-29Application of Standing S
2、eam Interlocked Al-Mg-Mn Alloy Roof on Large-span Steel Space Frame ProjectLiu Liyun Xian University of Electronic Science and Technology; Abstract： Based on an example of south campus stadium of Xian University of Electronic Science and Technology, the article introduced the characteristics of stan
3、ding seam interlocked Al-Mg-Mn alloy roof, and expounded its structural hierarchies, construction schemes, construction technology and points need attention, which could provide a reference for other similar steel space frame projects.Keyword： Al-Mg-Mn alloy roof; standing seam interlocked; steel sp
4、ace frame; construction technology; detail treatment; Received： 2017-08-29直立锁边是金属板的一种搭接技术, 直立锁边金属屋面是利用直立锁边技术, 使用铝合金固定支座, 将金属屋面板的板肋用机械咬合在一起, 屋面板通长设置, 纵向没有接缝, 仅在横向进行搭接, 板面没有螺钉, 并且板肋较高, 板与板之间靠结构自密封防水。金属铝镁锰板屋面作为一种新型建筑围护结构, 具有强度高、重量轻、耐腐蚀性强、设计灵活、安装方便等特点, 并以其独特的造型、材质及色彩, 近年来在体育场馆、机场、车站等大型公共建筑工程中得到广泛应用。本文以西
5、电体育馆直立锁边金属铝镁锰板屋面施工为例, 介绍其屋面的构造层次、施工方案、施工工艺及施工注意事项等内容。1 工程概况西安电子科技大学南校区体育馆 (B 段) 平面投影呈圆形, 屋盖网架跨度为 86 m, 建筑结构高度 23.6m, 网架投影面积为 9 178 m, 屋面为 1 mm 厚铝镁锰板, 天沟为 2 mm 厚不锈钢天沟, 中间部位屋面为 2.5mm 厚铝单板, 中心设有环形玻璃天窗。整体结构示意见图 1。2 施工方案根据屋面设计构造层次, 本工程屋面系统分主结构、次结构、屋面天沟三个部分, 主结构包括屋面钢结构及天窗, 次结构包括屋面板系统, 各部分施工顺序如下:1) 主结构施工流程
6、:测量放线主檩条安装檩托板安装次檩条安装天沟龙骨安装焊缝清理补刷油漆屋顶采光窗钢龙骨安装玻璃安装。图 1 屋面结构纵剖示意 下载原图2) 次结构施工流程:次檩条安装底板安装无纺布铺装几字形衬檩及衬檩支撑安装T 形铝合金支座安装玻璃棉铺装防水透气膜铺装屋面板安装收边收口安装屋面铝单板安装。3) 不锈钢天沟施工流程 (在天沟支撑 C 形钢安装完成后) :天沟底包板收边安装玻璃棉铺装不锈钢天沟吊装就位天沟焊接焊缝打磨抛光检查。3 施工工艺要点3.1 檩条安装1) 主檩条安装:本工程主檩条采用 100 mm80mm2.5 mm 镀锌矩形管, 与上弦网架球檩托焊接。屋面施工前, 必须检查檩托的轴线位置及
7、标高, 本工程檩托立柱采用 76 mm3.5 mm 钢管, 长度 L=420 mmR (R 为网架上弦球半径) , 立柱顶部居中焊接 200 mm200 mm8 mm 钢板。为了保证屋面造型美观, 檩条就位后, 应检查相邻檩条顶面是否平齐, 如不平齐应用钢板垫平, 钢板之间采用焊接连接;垫块在安装前须除锈, 外观装饰处理须按檩条的涂装要求。2) 檩托板定位、安装及防腐:檩托板安装在主檩条上, 根据次檩间距和轴线确定出次檩条和主檩条的交线, 即为檩托板的安装线。檩托板与主檩条之间采用焊接连接, 首先对称点焊, 然后检查檩托板的角度, 合格后再焊接;焊缝检查应保证无气孔、裂纹、咬边及焊瘤现象, 焊
8、缝尺寸及防腐处理应符合设计要求。3) 次檩条安装:本工程次檩条采用的 C100 型钢壁厚度较小, 使用过程中易受金属热胀冷缩或风、雪外力影响而发生形变, 另外高空焊接难度大, 焊接质量可靠性低。因此, 本工程次檩条和檩托板之间采用螺栓进行连接, 在檩托板和次檩条上进行钻孔;为了便于安装调节, 在檩托板上开椭圆形孔, 通过调整螺栓位置来调整次檩条竖向高度, 以确保相邻位置的次檩条安装在同一平面上, 检查无误后用螺栓固定。3.2 底板安装本工程采用 0.7 mm 厚镀锌穿孔压型钢板做底板, 长轴方向垂直于次檩, 安装顺序由低向高、由边缘向中间, 搭接为高处搭低处。安装前要在板上标记次檩条位置, 保
9、证自攻螺钉位置都固定在次檩条上, 且间距均匀, 锚固要可靠;安装时, 采用 5.5 mm25 mm 自攻钉紧固在屋面钢次檩条上, 两块相邻的板块横向搭接半个波位, 纵向搭接 100 mm, 同时要随时检查板的两端及中间的直线度和整体平整度, 防止出现跑偏现象;安装后进行板缝和板面的检查, 保证接缝严密, 板面洁净无污染。3.3 几字形檩条安装本工程几字形衬檩采用 2 mm 厚镀锌钢板折弯成型, 材质 Q235B、表面镀锌。几字形衬檩安装在衬檩支撑上, 安装间距与次檩条间距相同, 见图 2。衬檩支撑与几字形衬檩断面相同, 单个长度 150 mm, 跨在底板波峰上安装, 与次檩用自攻钉连接。图 2
10、 几字形衬檩示意 下载原图3.4 T 形铝合金支座安装T 形铝合金支座是屋面抗风压的关键措施, 数量要符合设计要求。同一块板下的支座应在同一条直线上, 否则支座会限制屋面板纵向自由收缩, 使屋面板受力隆起, 支座与屋面板板肋之间会因金属的热胀冷缩产生摩擦并导致漏水。支座下部隔热垫必须同时安装, 避免出现“冷桥”而产生冷凝水。T 形铝合金支座是屋面板的支撑件, 施工时支座水平位置偏差要控制在 5 mm 以内, 设置时垂直于次檩条, 并固定牢靠, 防止产生水平面转角。安装时, 根据图纸设计位置放线, 先安装第 1 块板两端的支座, 再确定中间支座的位置, 保证支座都安装在次檩条顶面中心且呈一条直线
11、;每个支座用 2 颗镀锌螺钉固定在次檩条上, 螺钉垂直于次檩且紧固适中。安装时注意铝合金支座方向要一致, 底部应带上隔热垫, 设计与防雷导线连接于支座, 底部应取消隔热垫、接上防雷导线。3.5 保温棉、防水透气膜铺装本工程选用 0.17 mm 厚防水透气膜和 50 mm+50 mm 厚的玻璃保温棉, 保温棉带铝箔贴面, 设计容重48 kg/m。防水透气膜铺设在保温棉之上屋面板之下, 与保温棉之间紧密贴合, 防水透气膜的铺设应自檐口起自下而上, 接缝处相互错开, 搭接长度100mm, 在穿过铝合金支座时, 防水透气膜上开孔尺寸略大于支座长度, 铺设后用橡胶条或其他柔性密封材料进行密封。玻璃保温棉
12、铺贴时, 铝箔贴面朝向室内, 为了防止玻璃纤维脱落, 底部铺设一层无纺布;为了提高保温与隔音效果, 要求保温棉错缝铺贴, 不得有空隙及漏铺, 避免产生“冷桥”现象。3.6 屋面板安装1) 定位:屋面板采用 1 mm 厚铝镁锰合金板, PVDF 涂层厚度25 nm。在第一块板安装前, 沿板的长度方向按照主檩的定位轴线拉一条边线, 另一边沿板的底部也拉一条直线形成 90角, 按两个方向放线控制位置。2) 安装:底板必须牢固地固定在次檩条上, 底板搭接符合设计要求及规范。面板就位后沿板的通长方向检查铝合金支座是否全部压入了板肋及搭接是否紧密, 检查无误后, 先用手动锁边机沿板肋方向每隔一段距离临时固
13、定, 安装端部面板下的泡沫塑料封条, 再用锁边机进行机器自动锁边, 要求锁边连续、平直, 不得出现扭曲和裂口;按设计位置修剪檐口和天沟处的板边, 再根据水流方向折边, 水流入天沟处折边向下形成滴水线, 向上形成挡水板, 折边角度保持一致。每安装 23 块板, 即需检查板两端的平整度, 若有误差需及时调整。3.7 泛水板、包边收口板安装泛水板是为了防止有风状态下, 水倒流或渗入建筑物内。泛水板的数量、搭接长度、螺钉固定位置应符合设计及规范要求。安装前应对板面进行清理, 再在板面上打一道硅胶, 同时安装好泡沫塑料封条, 然后将屋面板和泛水板紧密结合, 搭接后立即进行紧固。屋面板设置有伸缩节点的两块
14、板时, 必须在上层板安装前, 将下层上的泛水板安装到位并及时打胶。注意泛水板、包边板等材料不允许用带齿锯进行切割, 否则易产生铁屑损坏板面, 并在泛水板形成锈口, 影响板的使用寿命。3.8 天沟安装本工程屋面天沟宽 500 mm, 采用工厂预制的 2mm 厚不锈钢板折弯成型。根据设计详图, 确定屋面天沟的展开尺寸, 然后在数控折弯机上进行成型。B 区体育馆天沟每段长 24 m (图 3) , 不同长度满足不同半径水沟要求, 现场安装时使用氩弧焊接或不锈钢焊条焊接。图 3 B 区屋面天沟示意 下载原图天沟具体安装步骤为:测量放线支撑架安装地面天沟段对接保温板铺贴伸缩缝及端头板安装泛水板安装屋面内
15、堵头安装屋面板滴水片安装屋面板端头裁切折弯蓄水试验开孔虹吸排水系统安装溢流试验缺陷修补。1) 安装前的检测按照图纸设计要求, 天沟虹吸口处为低点, 天沟支撑 C 形钢在安装时要保证排水设计坡度。在进行屋面天沟骨架的焊接前, 应对各安装点位置的基层钢结构进行复测, 存在偏差要进行调整, 确保天沟骨架焊接满足设计要求。注意在确保天沟的水平度与直线度的同时, 检查屋面固定座和檐口收边板的安装尺寸, 防止安装后天沟上口边线不直或天沟骨架在铝合金支座的位置坡度不一致, 造成在天沟部分无法将板端位置固定或檐口收边板不平直。2) 天沟支架及天沟段的连接天沟支架是天沟的承重结构, 必须保证支架顶面距两侧檩条顶
16、面距离相等, 确保天沟底板和支架紧密接触, 达到均匀受力。天沟段之间的连接方式有直接对接和伸缩缝连接两种, 见图 4。图 4 屋面天沟连接示意 下载原图施工时先对切口进行打磨, 将对接缝间隙控制在 1 mm 以内, 然后点焊固定, 检查合格后再进行焊接, 保证焊缝一次成形, 避免出现变形现象, 否则应割掉重焊;焊接完成后对焊缝表面进行抛光处理, 保证不锈钢外观一致。本工程设计有虹吸排水系统, 为了解决施工临时排水问题, 施工时在天沟落水孔中心位置开小孔作为施工临时排水洞, 施工结束后用空心钻开设正式落水孔。值得一说的是, 天沟施工时在屋面板檐口端部设置了通长铝合金角铝, 在角铝与屋面板之间, 塞入与屋面板板型一致的防水下堵头, 定位后再进行统一锁边, 这样既增强板端波谷的刚度, 又可形成滴水片, 使屋面雨水顺其滴入天沟, 而不会渗入室内, 使板肋形成的缝隙能够被完全密封, 防止因风吹灌入
