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近年來,輕型鋼結構因其用鋼量少,設計安裝時間短、工業化生產程度高,在廠房、小型展廳、辦公樓中被廣泛應用。由此推動了鋼結構圍護系統由單一化向多樣化發展,進而引發了設計新思路、施工新方法的變革。

輕型鋼結構的圍護系統主要包括墻面系統、屋面系統、采光帶、包邊及泛水、天溝和保溫棉等。圍護系統是輕鋼結構最主要的組成部分之一,決定建筑外觀的觀賞度、建筑的防水與保溫效果。

1.1 彩板圍護系統的分類

彩板圍護按構成方式分為:單層板、EPS夾芯板、BHP彩鋼板、GRC墻板、聚氨脂夾芯板、玻璃絲棉現 場復合夾芯板、巖棉夾心板。

按施工方式分為:成品復合板、現場復合板。現場復合板聯接方式分為:搭接板、咬合板、暗扣板。

按材質分為:鍍鋅彩鋼板、鈦金板、鍍鋁鋅彩鋼板、鋁合金板壓型板、不銹鋼板壓型板、銅板。

1.2 設計注意事項

現場復合板由于其加工成本低及施工技術較為成熟,因此在輕鋼結構中廣泛應用。屋面彩板多彩用0.376t和0.5t厚的鍍鋅烤漆彩板。

屋面坡度影響屋面雨水的排放,在設計時屋面坡度宜取1/8-1/20,在雨水較多的地區宜取其中的較大值(詳見CECS102:98),此外屋面坡度與所用的屋面板型有關,一般的外露釘式板使用的坡度要求較大,隱藏式的要求較小。

大跨度鋼結構屋面板宜采用暗扣式彩鋼板。在大量的工程應用中,暗扣式彩鋼板顯示出以下優勢:(1)避免溫差引起的屋面板變形過大,自攻螺釘被剪 斷。(2)在多雨地區,臺風區外露自攻螺釘在溫度變形,風荷載的振動,橡膠墊的老化時,非常容易造成板的銹蝕和漏水,采用暗扣式采鋼板則可避免上述狀況。對于單坡長度大于60米的屋面則需要加工成兩塊板,形成板間伸縮縫,用得泰蓋片連接,得泰蓋片可與彩板之間相互滑動,可解決溫度變形問題。

1.3 施工注意事項

在施工中,對于大跨度的屋面,彩板需整塊的成型板,因吊車吊裝板容易造成板材變形,故安裝時一般不使用吊車,多彩取卷揚機半斜式吊裝。

采光板按材料分為玻璃纖維增強聚脂采光板、聚碳脂制成的蜂窩狀或實心板等,按形狀可分為與屋面板波形相同的玻璃纖維增強聚脂采光板(簡稱玻璃鋼采光瓦)和其他平面或者曲面采光板。

不同的采光板有不同的固定方法,聚碳酸酯采光板采用鋁型材扣件固定,波形采光板采用采光板支架和自攻螺釘連接固定,再打膠密封。采光板的位置一般設置在跨中。 采光板與自攻螺釘連接,必須有蓋板。陽光板冷熱變形較大,容易被自攻釘剪破,因此陽光板在打自攻釘處應開較大孔。在安裝采光板時要考慮采光板的伸縮性。

采光板在12m以內無需搭接,超過12m則需要搭接,搭接長度為200-400mm,搭接處施涂二道密封膠,橫向搭膠不需收邊,縱向彩鋼板的搭接需看板型,普通壓型鋼板,一般不考虛做收邊,直接將其與彩板用自攻釘固定,并施涂密封封膠,咬合板則需做收邊。

采光板縱向長度方向搭接應設置在檀條附近,屋面防水處理須采用密封膠內涂,密封膠表面容易老化;搭接處采用兩道水膠泥中間夾一道白色或無色密封膠。

采光板側向彩板搭接:明式螺釘屋面板或是暗式扣合屋面板,采光板應預留板有效寬度,在采光板波峰處用長自攻螺絲固定,考慮到采光板熱脹冷縮不一樣,應對采光板采用預沖孔處理(8mm孔為宜),自攻螺絲下需放置加強型防水墊圈,防止采光板熱脹冷縮后在螺絲處開裂。

保溫棉有巖棉、玻璃纖維等材質,保溫棉具有優良的保溫隔熱性能,施工及安裝便利,節能效果顯著,導熱系數低等特點。目前國內鋼結構廠房屋面系統多采用:(1)鋼絲網+鋁箔保溫棉+單彩板;(2)雙層彩板+保溫棉等兩種方式。

以下主要介紹鋼絲網+鋁箔保溫棉+單彩板屋面的施工方法:

將不銹鋼絲或鍍鋅絲交叉拉出菱形或矩形形狀,用215厘米長自攻釘固定于檁條,鋪放玻璃棉卷氈,鋁箔面朝向室內一側,垂直于檁條,在兩面屋檐處多留約20厘米的卷氈,用雙面膠帶將其固定在最外鍘檁條上。用預留的20厘米貼面為玻璃棉收邊。注意玻璃棉卷氈的張緊、對齊、卷與卷之間的接縫緊密,縱向需要搭接時,搭接頭應安排在檁條處。根據工程需要,為避免冷橋的產生,可以考慮在檁條上墊硬質保溫材料。

檐口根據構造可分為外排水天溝檐口、內排水天溝檐口和自由落水天溝三種形式。可優先采用自由落水和外排水天溝檐口形式。按材質分有不銹鋼天溝,鋼板天溝,彩板天溝。天溝作為屋面的主要排水系統,決定著雨雪排放,建筑屋面正常使用的功能。

圖1 天溝下鋪設保溫棉示意圖

在寒冷地區,冬季室內外溫差大,內天溝下會出現冷凝水,因此要求天溝下鋪設保溫棉,在施工中可采用圖1所示做法。保溫棉通過吊掛天溝的檁條固定。同時,在天溝底部加一收邊(一般采用彩鋼板),如圖中收邊A,既美觀又可以固定保溫棉。

在北方少雨地區且工程對檐口要求不高的情況可采用自由落水檐口,檐口自墻面向外挑出,實際挑出墻面不應小于300毫米。若墻屋面彩板為單板,墻板與屋面板間產生的鋸齒型空隙由專用板型的擋水件封堵。當屋面坡度小于1/10時,屋面板的波谷處板邊應用夾鉗向下彎折5-10毫米做為滴水。

圖2 外排水天溝檐口做法

外排水天溝檐口由于防漏性好,造價較低,在工程也得以廣泛應用。外排水檐口天溝多采有采板天溝。施工中彩板天溝不需要支撐它的結構構件,其溝壁可以直接與外墻板貼近,在墻面上設支撐件,在屋面板上伸出連接件挑在天溝的外壁上,各段天溝相互搭接,采用拉鉚釘連接和密封膠密封。工程中可采用圖2所示做法。

圖3 包邊及泛水做法

包邊及泛水不僅勾勒出建筑的線條,影響建筑的美觀程度,同時在結構上把建筑聯結成一個整體,防風、防雨,使建筑更堅固耐用。具體見圖3所示。

輕鋼結構因其用鋼量少、安裝及設計時間短、工業化生產程度高等特點,已經在廠房、小型展廳、辦公樓中得到廣泛使用。其圍護系統往往采用彩鋼板,研究總結彩鋼板維護系統的設計與施工經驗,提出經濟合理的節點構造與施工方案具有重要的實際意義。

對于外樓式層面板,應優先采用暗扣式彩鋼板構造處理,可以避免溫差變形致使自攻螺釘被剪斷,同時可以避免在多雨地區、臺風區外露自攻螺釘在溫度變形、風荷載的振動、橡膠墊的老化時造成板的銹蝕和漏水現象。

采光板設計與施工時應注意其熱脹冷縮作用,采光板與自攻釘連接處必須有蓋板。同時注意其與彩鋼板的差異之處。采光板應采用預沖孔處理(8mm孔為宜)。

為避免冷橋的產生,可以考慮在檁條上墊硬質保溫復合板。

北方少雨地區且工程對檐口要求不高的情況,建議采用自由落水檐口。其防漏性好,造價較低,在工程得到廣泛應用。