异形屋面板施工.doc

马鞍形屋面铝镁合金板施工技术杨东宋敏朱治国苏州二建建筑集团有限公司钢结构分公司【摘要】:本文着重介绍了双曲异型屋面的设计方案确定及施工方法的概述【关键词】:双曲屋面施工屋面设计方案确定铝镁锰板施工 1 工程概况太湖游客中心屋面工程,工程造型独特,外形美观,结构落差大。屋面平面长约 115 米, 宽约 71米, 屋面为马鞍形双曲面设计, 投影面积约为 6450 平方米。屋面顶标高最高约为 32米, 最低约为 13米。整个屋面近似马鞍形, 屋面板做到即美观又实用, 对于此种复杂情况是一个挑战。双曲面的各点曲率不同,给屋面板的安装质量带来了巨大的挑战。屋面工程施工工期为 2012 年9月 20 日至 2012 年 12月 20日。建成后将成为苏州太湖旅游区的旅游集散中心。该工程为我公司创优项目。效果图(见图 1) a 屋面俯视效果图 b 屋面侧视效果图图1 屋面效果图 2 工程重点难点本屋面工程从设计至施工过程无案例可查。屋面的高落差及双曲面设计,为檩条、屋面板及支架施工都带来了很大挑战。 3 设计方案选择 屋面板布置方案确定常规屋面板的铺设方案为平行屋脊方向铺设、垂直屋脊方向铺设。 方案一:平行屋脊方向铺设;屋面板平行屋脊方向铺设方案:需要在屋面中轴线上设置一条天沟,将屋面积水排至低处。这一方案优点为: 需要的板长度较短,便于施工。屋面基本无积水。缺点为: 雨量大时板内排水困难, 会出现漫水现象, 屋面似梯田。屋面天沟设置不美观,影响整体效果。 方案二:垂直屋脊方向铺设屋面板,采取垂直方向铺设屋面板:天沟为外侧环向布置。这一方案优点为: 排水顺畅。缺点为: 屋面坡度大, 水流速度过快, 会冲出屋面。积水点过多无法解决。经过方案比对,这两个方案均不理想。不能达到预期效果。 方案三:屋面板与屋脊成一定角度的斜向布置,在模型中将结构标高一一列出找出最佳排水角度, 使屋面无积水, 经过反复比对选择屋面板铺设角度与轴线成约 41~65 °。在这一角度上屋面板不存在积水现象。但是在 41~65 ° 范围中可以使用的角度仅限于 41~50 ° 左右,如果角度增加将使板材跨越距离变大, 不利受力, 因此选择 45°。此种屋面板铺设优点: 排水高差小,水流速度不大, 屋面无积水点, 排水顺畅。缺点:使用较长板材,加工、安装困难。方案三是比较理想的,存在困难也是能够克服的。因此选择这一屋面设计方案。见图 2 图2 屋面板铺设方案图 屋面板铺设顺序方案无论采取什么样的施工方案, 必须保证屋面板与轴线成 45 度角。施工前制定了几种施工顺序方案: 方案一,由屋面分水岭开始安装,此方案有以下优点:板材长度接近最长板,从此位置开始施工能够很好地保持板材安装的直线度,控制板材的镰刀弯曲,为支架的安装带来方便。此方案的缺点:施工人员安全风险很大。中间一侧向 5 轴侧安装时,还存在需将每张板掀起,将下一张板肋插入已安装板下的情况,由于板材较长,且支架容易将板肋卡住,不但施工难度大且施工进度缓慢。见图 3:图3 大肋先施工示意图 方案二,由 5 轴侧最低点依次开始向上安装,此施工方案有以下优点: 顺序安装, 安装工序简单、施工人员安全维护简单。缺点: 由于屋面曲线变化复杂,先安装短板,要保证板材安装的直线度及与轴线的角度将会非常困难,需要先整体测设支架安装位置然后施工。见图 4a 方案 1b 方案 2 图4 屋面板铺设顺序示意图经过以上两个方案的比选,优先选择方案二。 板材选择一级游客中心位于太湖畔,空气湿度大、气候环境恶劣,需要耐腐蚀板材、结构落差大, 屋面曲线变化复杂,需要柔韧性能好的板材,为人流密集的公共建筑,需要外观美观。按照游客中心屋面的要求,将拟选用的两种材料进行比较。见表一表一直立锁边铝镁锰板与彩钢板性能比较表项目彩钢板直立锁边铝镁锰板材质密度为 7850kg/m 3,材料硬度大,韧性差。易生锈、理论使用年限为 10年。密度为 2700kg/ m3材料硬度低于彩钢板,但韧性优于彩钢板,易于施工。表面形成氧化膜,有防锈蚀能力,理论使用年限为 25年~50 年。表面处理及使用性能表面必须进行涂漆处理( PVDF 、 SMP 、 PE、 PVC 等。安装后有外露螺钉、易生锈,影响防水性能、影响美观。材料韧性差,自由伸缩性能差,安装长度受限。较缓坡度防水性能差。表面可分为非涂漆(锤纹、压花、预钝化氧化铝表面处理等)和涂漆类( PVDF 、 SMP 、 PE、 PVC 等) 无外露螺钉、防水性能好、外观观感好。材料韧性好可自由伸缩,不受长度限制。较缓坡度下防水及排水性能好防雷与消防一般不能直接作为防雷接闪极,需另外设置。屋面板熔点过高,不利于排烟,有利屋面系统与结构整体的防雷体系