直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案

1、直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)單位：阿拉善金圳電力勘測設(shè)計(jì)公司監(jiān)理單位：內(nèi)蒙古康遠(yuǎn)工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司一、概述 直立鎖邊屋面系統(tǒng)是以點(diǎn)支撐咬合式屋面理論為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)主要針對(duì)大跨度自支承式密合屋面安裝體系,每個(gè)屋面單元使用耐候性金屬(如:鋁鎂錳合金板)壓制成形。 屋面板塊的連接方式是采用其特有的鋁合金固定支座，板塊與板塊的直立鎖邊咬合形成密合的連接，在屋面上看不見任何穿孔，因?yàn)橹С械姆绞绞请[藏在面板之下的。這種板塊的咬合過程無須人力，完全由機(jī)械自動(dòng)完成，而咬合邊與支座形成的連接方式可解決因熱脹冷縮所產(chǎn)生的板塊應(yīng)力，該優(yōu)勢(shì)反映在可制作縱向超長尺寸的板塊而不因應(yīng)力影響變形。同時(shí)本屋面系統(tǒng)完整齊全的附件

2、供應(yīng)可滿足各種建筑形式的要求。 根據(jù)設(shè)計(jì)風(fēng)格的不同，直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)以其選用材料獨(dú)有的特性，能很好地滿足不同屋面造型的需求。如：弧形、球形、曲面、扇形等。 本方案以典型的屋面系統(tǒng)為例主要從屋面構(gòu)造、材料性能、防水、抗風(fēng)、抗變形、保溫、隔音、排水、防雷、防火等方面進(jìn)行深化設(shè)計(jì)的說明，以保證技術(shù)要求和使用功能。1、屋面構(gòu)造說明系統(tǒng)構(gòu)造圖:下面是整個(gè)金屬屋面構(gòu)造的安裝順序：特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 2 安裝次檁 安裝穿孔彩鋼板 安裝襯檁支撐特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 3 安裝襯檁 安裝吸音玻璃棉 安裝鋁合支座特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 4 安裝保溫玻璃棉 安裝鋁合金屋面板2、材料主要性能

3、指標(biāo)項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 備注鋁合金化學(xué)成份 鋁鎂錳合金 鋁合合金牌號(hào) 3004 密度 2700kg/m3 設(shè)計(jì)屈服強(qiáng)度 185 Mpa 抗拉強(qiáng)度 220Mpa 特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 5彈性模量 70000N/mm2 延伸率 3.0% 熱膨脹系數(shù) 24cm/(cm.K.10e6) 熱傳導(dǎo)率 293364W(m.K) 電傳導(dǎo)率 4152m/(.mm2) 熔點(diǎn) 660 3、防水性能防水性能是屋面系統(tǒng)最基本也是最重要的功能，它的好壞直接影響到工程形象和聲譽(yù)，本方案采取如下措施來確保鋁合金屋面系統(tǒng)的防水性能。3.1、材質(zhì)屋面材料的腐蝕是導(dǎo)致金屬屋面滲漏的一個(gè)重要原因，同時(shí)也是影響屋面美觀和耐久性的重

4、要因素。 鑒于鋁合金屋面工程的重要性， 本方案鋁合金屋面采用知名企業(yè)生產(chǎn)的鋁鎂錳合金材料，以確保屋面板的抗腐蝕性能，并從產(chǎn)品質(zhì)量和供貨周期上得到有力的保障。本方案選用 3004 牌號(hào)鋁鎂錳合金卷材制作屋面板，該產(chǎn)品除具有重量輕（僅為鋼材的 1/3） 、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，更具有比普通鋁合金更好的防腐性和耐久性。因此特別適合本地的大氣環(huán)境，采用 3004 鋁鎂錳合金制作的屋面板在正常環(huán)境下的使用壽命超過 40 年。32、固定方式本方案的鋁合金屋面系統(tǒng)采用先的進(jìn)直立鎖邊固定方式，從根本上杜絕了傳統(tǒng)螺釘穿透固定方式帶來的漏水隱患。直立鎖邊屋面板的固定，首先是將鋁合金固定座用不銹鋼螺釘固定于鍍鋅檁條，再將屋

5、面板扣在鋁合金固定座的梅花頭上，最后用電動(dòng)鎖邊機(jī)將屋面板的搭接邊咬合在一起。由于采用了直立鎖邊的固定方式，屋面沒有螺釘露。整個(gè)屋面不但美觀、整潔，而且杜絕了成千上萬個(gè)螺釘孔造成的漏水隱患。另外該屋系統(tǒng)可配合獨(dú)有的鋁合金或不銹鋼配件，使得客戶可以方便地在屋面板設(shè)置太陽能收集器、安全走道、安全纜繩、廣告牌、裝飾燈、避雷帶、裝飾板等多種設(shè)施而無需用穿透屋面板，因而不會(huì)留下任何漏水隱患。33、生產(chǎn)方式本方案選用的直立鎖邊屋面板可采用現(xiàn)場壓型生產(chǎn)方式,其生產(chǎn)設(shè)備僅為一個(gè)約 10 米長集裝箱,所能夠非常方便靈活地搬運(yùn)和移動(dòng),并在工地現(xiàn)場根據(jù)工程的實(shí)際的實(shí)際需要生產(chǎn)任意長度米的屋面板,不受運(yùn)輸條件限制,使得

6、屋面板在縱向沒有搭接,從而減少了漏水機(jī)會(huì),提高屋面的整體性和美觀性.34、板型本工程采用的是直立鎖邊屋面板型，板肋直立，使得其排水?dāng)嗝鎺缀醪皇馨謇哂绊?，所特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 6以有效排水截面較普通板型更大，加之板肋較高（65mm） ，更能保證屋面板在坡度平緩情況下的防水性能，同時(shí)對(duì)雙向彎曲的屋面適應(yīng)性更強(qiáng)。直立鎖邊板型排水截面普通板型排水截面35 連接構(gòu)造設(shè)計(jì)35、鋁合金屋面板與固定座的連接采用的是直立鎖邊的固定方式，屋面板不需要螺釘連接，也產(chǎn)需要用打膠的方式來防水，用直立鎖邊的連接方式就可以防備由于螺釘和打膠防水的方式所帶來的漏水隱患，具體的連接方式見下圖：35、鋁合金固定座與屋面

7、檁條是用不銹鋼螺釘進(jìn)行連接。因?yàn)楣潭ㄗ卿X合金的，如果使用普通的碳鋼自攻螺釘連接，容易產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。重特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 7要的是，屋面板所受的力都要通過固定座傳遞給螺釘，螺釘再傳遞給次檁條。所以螺釘在整個(gè)屋面系統(tǒng)中起著重要的傳力作用，需要承受很大的荷載。所以，采用不銹鋼螺釘是最好的選擇。鋁合金固定座36 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)本方案對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理充分考慮施工中可能出現(xiàn)的各種不利因素，通過構(gòu)造上的合理性化解危險(xiǎn)因素，提高防水抗?jié)B性能。特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 8361 屋脊通常屋面板廠家在處理屋脊節(jié)點(diǎn)時(shí)，只有將屋脊蓋板泛水通過自攻螺釘與屋面板板肋連接，再將屋脊蓋板邊緣剪口下彎封住波谷空隙，

8、這種處理辦法由于螺釘直接穿透屋脊板及屋面板，一旦釘孔出現(xiàn)密封不嚴(yán)，雨水就會(huì)從釘孔漏進(jìn)室內(nèi)。本方案則選用與板型相吻合的鋁合金密封件與屋面板板肋用防水鉚釘連接固定，并在密封件后塞入與板型一致的屋脊泡沫密封條，然后將屋脊蓋板與密封件用鉚釘在中間固定，這樣即使外露的鉚釘漏水，雨水也是滴在屋面板上而不是室內(nèi)，而且密封件及密封條均是工廠預(yù)制的定型產(chǎn)品，外觀效果主密封效果也遠(yuǎn)強(qiáng)于現(xiàn)場將泛水剪口下彎的方式。屋脊安裝工藝362 檐口對(duì)于任何形狀的金屬壓型板來說，在檐口板肋下不可避免地會(huì)出縫隙，本方案在屋面板檐口端部設(shè)通長鋁合金滴水片， 一方面可增強(qiáng)板端波谷的整體剛度， 另一方面形成檐口滴水，使屋面雨水順其滴入室

9、內(nèi)。在滴水片與屋面板之間，塞入與屋面板板型一致的泡沫密封條，使板肋形成的縫隙能夠被完全密封，防止因風(fēng)吹灌入雨水。37 細(xì)水措施水在重力作用下總是向下運(yùn)動(dòng)的，但是在某些特殊情況下也有例外。在兩個(gè)物體之間，如果物體表面的空隙較小，則水的表面張力大于重力，水在張力的作用下會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，這就是通常據(jù)說的毛細(xì)現(xiàn)象。為防止雨水被風(fēng)吹入橫向搭接縫后在兩塊板之間形成毛細(xì)作用，屋面板的板肋已設(shè)計(jì)了反毛凹槽，即在小肋的側(cè)部設(shè)置一個(gè)凹槽，使大肋與小肋之間存在一個(gè)空腔，減小了水的表面張力，從而阻止了毛細(xì)水向上運(yùn)動(dòng)滲入室內(nèi)。特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 938 屋面系統(tǒng)透氣性能我們知道，空氣中是含有水份的，水份的含量即溫

10、度在一年四季甚至每天都在變化，有時(shí)高有時(shí)低，這些水份都是以汽態(tài)方式存在，但高濕度的空氣在遇到冷的界面時(shí)，空氣中的水份就會(huì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，形成冷凝水。屋面板上下的空氣交換有助于使屋面板上下的空氣濕度保持一致，避免一側(cè)有濕度過高在遇溫度突變時(shí)產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象，尤其是要防止屋面板底的濕度太高。有時(shí)在翻開一些壓型鋼板屋面時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)板的表面沒有被銹蝕，但板底已銹跡斑斑，這就是由于在板底的濕汽太多又排不出去加速了板的氧化。本方案采用的板型，其板肋的搭接既可防止雨水和毛細(xì)水浸入，但又能不妨礙空氣的自然流通，使屋面板底的空氣能夠流動(dòng)，屋面系統(tǒng)就如同可以呼吸換氣一樣，不會(huì)將濕汽悶在板內(nèi)。4、抗風(fēng)性能金屬屋面重量較輕

11、，因此對(duì)屋面系統(tǒng)的抗風(fēng)性能也提出了很高要求，本方案從以下幾方面采取措施以確保鋁合金的安全。41 固定方式作為傳統(tǒng)的壓型金屬板屋面來說，其落后的固定方式?jīng)Q定了其抗風(fēng)性能的不足，比如采用螺釘穿透式固定的屋面板，螺釘帽與屋面板的接觸面積較小，在遭遇大風(fēng)時(shí)，由于反復(fù)承受正負(fù)風(fēng)壓，屋面板在釘孔處產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致撕裂，雖然螺釘仍然留在檁條上，但屋面板卻已被吹飛。本方案采用的屋面系統(tǒng)在固定方式上有根本的不同，其采用鑄壓鋁合金固定座與檁條固定，再將屋面板卡在固定座的梅花頭上，然后用電動(dòng)鎖邊機(jī)將板肋鎖在固定座上，這種固定方式不需穿透板面，因而屋面板沒有任何損傷，當(dāng)然也就不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中問題，本方案采用直立鎖鋁合

12、金屋面系統(tǒng)，曾在國內(nèi)權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行過抗風(fēng)試驗(yàn)，在 7.0Kpa 的反復(fù)受荷試驗(yàn)中，試件（包括屋面板、固定麻座、螺釘）無損壞，證明了這一屋面板系統(tǒng)抗風(fēng)性能的優(yōu)越。42 計(jì)算參數(shù)壓型鋁板屬于板狀受力構(gòu)件，其破壞狀態(tài)受多種因素影響，除強(qiáng)度、剛度外，其穩(wěn)定性和連接可靠性也極為關(guān)鍵，因此其截面參數(shù)根本無法用純理論計(jì)算獲得。正規(guī)生產(chǎn)廠家都會(huì)投入大量財(cái)力物力，對(duì)其生產(chǎn)板型的各種規(guī)格進(jìn)行無數(shù)次不同跨度的受荷試驗(yàn)，再將試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而得出符合實(shí)際受力模式的截面參數(shù)作為設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)，并且所有試驗(yàn)及數(shù)據(jù)均呈權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證批準(zhǔn)。本方案所選用的直立鎖鋁合金屋面系統(tǒng)已有 40 年的應(yīng)用歷史，該系統(tǒng)每 5 年就接

13、受一次權(quán)威科研機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格認(rèn)證，認(rèn)證報(bào)告中對(duì)屋面板板型、厚度規(guī)格、所用材質(zhì)（鋁合金牌號(hào)、特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 10格進(jìn)行無數(shù)次不同跨度的受荷試驗(yàn)，再將試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而得出符合實(shí)際受力模式的截面參數(shù)作為設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)，并且所有試驗(yàn)及數(shù)據(jù)均呈權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證批準(zhǔn)。本方案所選用的直立鎖鋁合金屋面系統(tǒng)已有 40 年的應(yīng)用歷史，該系統(tǒng)每 5 年就接受一次權(quán)威科研機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格認(rèn)證，認(rèn)證報(bào)告中對(duì)屋面板板型、厚度規(guī)格、所用材質(zhì)（鋁合金牌號(hào)、狀態(tài)）設(shè)計(jì)強(qiáng)度等均有嚴(yán)格的定義，在此基礎(chǔ)上規(guī)定各型號(hào)屋面板分別在承受正壓和負(fù)壓時(shí)的截面參數(shù)，因此其計(jì)算參數(shù)具有足夠的安全性和可靠性。43 配件選用為保證屋面系統(tǒng)的安

14、全性，本方案在配件的選擇上特別是受力構(gòu)件的選擇上精益求精。鋁合金固定座，本方案嚴(yán)格遵守英國 BBA 認(rèn)證系統(tǒng)，采用 6061 牌號(hào) T6 鋁合金擠材，設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá) 220Mpa，能夠滿足受力計(jì)算需要。固定座的固定螺釘選用進(jìn)口 304 不銹鋼螺釘，可以避免因?yàn)槿站锰扉L產(chǎn)生腐蝕導(dǎo)致連接失效而威脅屋面系統(tǒng)的安全。此外，系統(tǒng)中使用的自攻螺釘均屬同類產(chǎn)品中的優(yōu)質(zhì)品牌，具有很高的可靠性。5、屋蓋變形性能金屬建材在大溫差情況下的熱脹冷縮是不可避免的客觀規(guī)律，本屋面系統(tǒng)總結(jié)多年來的使用經(jīng)驗(yàn)，鋁合金屋面板采用直立鎖邊固定方式，鋁合金固定座僅限制屋面板在板寬方向和上下方向的移動(dòng)，并不限制屋面板沿板長方向的自由度，因

15、此屋面板在溫度變化時(shí)能夠在固定座上自由滑動(dòng)伸縮，不會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，這樣便有效解決了其他板型難以克服的溫度變形影響，使巨大的溫度應(yīng)力通過適當(dāng)?shù)臐q縮得以舒緩，而不會(huì)將板塊擠壓變形或拉裂；保證整體系統(tǒng)在長達(dá) 5年的使用過程中安全地工作。6、保溫性能本方案采用知名品牌的玻璃纖維棉作為保溫材料，下附單層鋁箔防潮層。該玻璃纖維棉是采用獨(dú)有專利離心法技術(shù)，將熔融玻璃纖維化并加以熱固性樹脂為主的環(huán)保型配方粘合劑加工而成的制品，其纖維細(xì)而長且不含渣球，因而導(dǎo)熱系統(tǒng)低，保溫效果好，對(duì)人皮膚刺激小，耐久性、抗震性、增水性均較好，重量輕且氈狀供應(yīng)，方便運(yùn)輸及安裝，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，該產(chǎn)品屬 A 級(jí)不燃性材料。本方案采用

16、16kg/m 3 玻璃纖維保溫棉，導(dǎo)熱系數(shù)為 0.39W/M O C,保溫棉厚度取 100MM ,24/ m 3 玻璃纖維吸音棉,吸音棉厚度30MM,復(fù)合屋面系統(tǒng)的熱阻值大于3.4.可以滿足熱帶地區(qū)溫?zé)釟夂虻谋馗魺嵋笥捎诮饘僦g的導(dǎo)熱率較高,本方案在鋁合金固定座下設(shè)塑料隔熱墊,使鋁合金固定座與檁條之間的熱傳導(dǎo)被隔斷,杜絕了屋面冷橋效應(yīng)的產(chǎn)生,避免冷凝現(xiàn)象的出現(xiàn).7、隔音吸聲性能特盾直立鎖邊屋面設(shè)計(jì)方案說明 11本方案屋面系統(tǒng)采取了隔音降噪措施，以期在建筑物使用過程中室內(nèi)聲學(xué)環(huán)境達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。本方案屋面由底層彩鋼壓型板、吸音棉、保溫棉和鋁合金屋面板組成。整個(gè)系統(tǒng)能達(dá)到比較好的隔聲性能，經(jīng)過專

17、用計(jì)算軟件計(jì)算，本方案屋面板系統(tǒng)在 500HZ 的隔音指標(biāo)為 35dB，可以滿足本工程使用功能的要求。8、排水設(shè)計(jì)屋面板排水是依靠板肋阻水，使其不能從兩塊屋面板之間的搭接邊滲入室內(nèi)，并順縱向坡度流入天溝，由于本方案采用的屋面板板肋較高，且為直立，所以有更好的排水截面，雨水不會(huì)超過這個(gè)截面的。9、防雷設(shè)計(jì)根據(jù)國家建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50057-94）第 4.1.4 條的規(guī)定，除第一類防雷建筑物外，金屬屋面的建筑物宜利利用其屋面作為閃接器，但應(yīng)符合下列要求：a、金屬板之間采用搭接時(shí)，其搭接長度不應(yīng)小于 100mm；b、金屬板下面無易燃物品時(shí)，其厚度不應(yīng)小于 0.5mm；c、金屬板下面有易燃物品時(shí)，其厚度，鋼板不應(yīng)小于 4mm，銅板不應(yīng)小于 5mm，鋁板不應(yīng)小于 7mm；d、金屬板無絕緣被覆蓋。本方案所選用的屋面板為鋁合金屋面板，整個(gè)屋面無搭接，完全滿足上述條件，因此可將屋面板作為接閃器，通過固定網(wǎng)格交叉點(diǎn)設(shè)置引下線，將電流引至屋面板