鋼結(jié)構(gòu)470型屋面板抗風(fēng)加固措施及施工要點(diǎn)分析

摘要：本文通過(guò)介紹V470型屋面板三次抗風(fēng)揭試驗(yàn)及修復(fù)加固施工過(guò)程的注意事項(xiàng)，為后續(xù)470型屋面板加固施工提供理論依據(jù)。為沿海受臺(tái)風(fēng)影響較大區(qū)域提供施工參考，提高建筑物耐久性，保證金屬屋面系統(tǒng)施工可靠。

關(guān)鍵詞：抗風(fēng)揭試驗(yàn);加固;壓條;鉚釘;屋面板。

1 引言

隨著江浙閩地區(qū)現(xiàn)代建筑的技術(shù)發(fā)展，沿海地區(qū)對(duì)于各類建筑物美觀的要求越來(lái)越高。與此同時(shí)形式繁多的大跨、輕質(zhì)、美觀的金屬板屋面應(yīng)用也越發(fā)廣泛。但是，在臺(tái)風(fēng)多發(fā)的沿海地帶，屋面系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中被風(fēng)吹開(kāi)的案例也越來(lái)越多，抗風(fēng)揭問(wèn)題越來(lái)越凸顯。本文結(jié)合浙江寧波地區(qū)某工程的大跨鋼結(jié)構(gòu)屋面項(xiàng)目的加固處理經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)抗風(fēng)揭試驗(yàn)的理論數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)屋面板抗風(fēng)加固措施的實(shí)際施工控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，探討并制定相應(yīng)的保證措施，為后續(xù)同類型工程提供參考依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。

2 抗風(fēng)揭試驗(yàn)情況

2.1 抗風(fēng)揭試驗(yàn)一

第一次抗風(fēng)揭試驗(yàn)：試驗(yàn)采用V470型屋面板，180°咬邊，未進(jìn)行額外加固措施，即在高頻檁條上依次鋪設(shè)鍍鋁鋅彩鋼板和安裝固定支座，固定支座間隔480mm;每個(gè)固定支座使用2個(gè)燕尾釘。安裝情況見(jiàn)圖1和圖2。

試驗(yàn)過(guò)程如下：

①初始的壓力等級(jí)為0.7kPa（15psf），氣壓上升速率為0.07kPa/s +0.05kPa/s （1.5psf /s±1psf/s）。在該壓力下保持60s后，排出空氣直至沒(méi)有上升力作用于屋面。

②通過(guò)引入更多的空氣，壓力等級(jí)再次增加0.7kPa（15psf），按如上描述的速率進(jìn)行。保持該壓力等級(jí)60s后，排出空氣直至沒(méi)有上升力作用于屋面。

③接著如過(guò)程②所述重復(fù)進(jìn)行直至樣品破壞，不能達(dá)到或保持更高的壓力等級(jí)，試驗(yàn)結(jié)束。

試驗(yàn)結(jié)果：在升至0.7kPa （15psf）壓力過(guò)程中，達(dá)到0.4kPa（9psf）壓力時(shí)，屋面板鎖縫脫開(kāi)，試驗(yàn)結(jié)束，脫開(kāi)位置見(jiàn)圖3。

2.2抗風(fēng)揭試驗(yàn)二

第二次抗風(fēng)揭試驗(yàn)：將高頻檁條固定至試驗(yàn)架上;使用燕尾釘將固定支座固定至高頻檁條上;鋪設(shè)安裝鍍鋁鋅彩鋼板;重復(fù)步驟至最后一片屋面板;使用手動(dòng)鎖邊器將鍍鋁鋅彩鋼板鎖邊咬合;在每個(gè)固定支座處各安裝一個(gè)鋁合金抗風(fēng)夾，安裝情況見(jiàn)圖4和圖5。

試驗(yàn)過(guò)程如下：

①初始的壓力等級(jí)為0.7kPa（15psf），氣壓上升速率為0.07kPa/s±0.05kPa/s（1.5psf/s±1psf/s）。在該壓力下保持60s后，排出空氣直至沒(méi)有上升力作用于屋面。

②通過(guò)引入更多的空氣，壓力等級(jí)再次增加0.7kPa（15psf），按如上描述的速率進(jìn)行。保持該壓力等級(jí)60s 后，排出空氣直至沒(méi)有上升力作用于屋面。

③接著如過(guò)程②所述重復(fù)進(jìn)行直至樣品破壞，不能達(dá)到或保持更高的壓力等級(jí)，試驗(yàn)結(jié)束。

試驗(yàn)結(jié)果：在0.7kPa（15psf）壓力下保持7s后，屋面板鎖縫脫開(kāi)，試驗(yàn)結(jié)束。脫開(kāi)位置見(jiàn)圖6。

2.3抗風(fēng)揭試驗(yàn)三

第三次抗風(fēng)揭試驗(yàn)：方管檁條間隔150Omm固定至試驗(yàn)架上。

在方管檁條上依次鋪設(shè)鍍鋁鋅彩鋼板和安裝固定支座，固定支座間隔470mm;每個(gè)固定支座使用2個(gè)燕尾釘。沿檀條方向，在每塊屋面板波谷處各使用1個(gè)V470金屬屋面板鋁合金壓條和2個(gè)燕尾釘將屋面板固定至方管檁條上;在每個(gè)固定支座處，使用2個(gè)拉鉚釘加固鎖縫，在相鄰的兩個(gè)固定支座之間的屋面板鎖縫上，每隔50Omm使用1個(gè)拉鉚釘加固鎖縫;在每個(gè)固定支座處，各使用1個(gè)鋁合金加強(qiáng)夾加固屋面，安裝情況見(jiàn)圖7和圖8。

試驗(yàn)過(guò)程如下：

①初始的壓力等級(jí)為0.7kPa （ 15psf），氣壓上升速率為0.07kPa/s±0.05kPa/s （1.5psf/s±1psf/s）。在該壓力下保持60s后，排出空氣直至沒(méi)有上升力作用于屋面。

②通過(guò)引入更多的空氣，壓力等級(jí)再次增加0.7kPa（15psf），按如上描述的速率進(jìn)行。保持該壓力等級(jí)60s 后，排出空氣直至沒(méi)有上升力作用于屋面。

③接著如過(guò)程2所述重復(fù)進(jìn)行直至樣品破壞，不能達(dá)到或保持更高的壓力等級(jí)，或依據(jù)測(cè)試人員的判斷，認(rèn)為試驗(yàn)結(jié)束。

試驗(yàn)結(jié)果：

在5.7kPa（120psf）壓力下保持60s 后，無(wú)任何部件產(chǎn)生永久變形，無(wú)任何部件脫離和破壞，試驗(yàn)結(jié)束。抗風(fēng)揭性能試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到5.7kPa （120psf）等級(jí)。

三次抗風(fēng)揭試驗(yàn)，第一、二次為破壞性試驗(yàn)，風(fēng)荷載分別為0.40kPa和0.70kPa，第三次為非破壞性試驗(yàn)，風(fēng)荷載為5.7kPa。按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》換算基本風(fēng)壓，檐口區(qū)域基本風(fēng)壓分別為0.10kPa、0.17kPa和1.40kPa，對(duì)應(yīng)基本風(fēng)速分別為12.65m/s、16.50m/s、47.33m/s，對(duì)應(yīng)臺(tái)風(fēng)等級(jí)分別為6級(jí)、8級(jí)、15級(jí)。

3 屋面板加固施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 屋面板安裝的流程

總體工藝流程：放線→屋面板就位→咬邊→鉚釘緊密加固→抗風(fēng)夾安裝→防水貼安裝→壓條安裝→板邊修剪→自鉆螺絲、鉚釘打膠→清理雜物。

（1）鎖邊

屋面板位置調(diào)整好后，用專用電動(dòng)鎖邊機(jī)進(jìn)行鎖邊。要求鎖咬的邊連續(xù)、平整，不能出現(xiàn)扭曲和裂口，180度咬合。

在鎖邊機(jī)鎖合爬行的過(guò)程中，其前方1m范圍內(nèi)必須用力卡緊使搭接邊接合緊密，這也是機(jī)械鎖邊的質(zhì)量關(guān)鍵所在。

當(dāng)天就位的屋面板必須完成鎖邊，以免來(lái)風(fēng)時(shí)板塊被吹壞或刮走。

（2）鉚釘加固

采用抽芯鉚釘（5×16）進(jìn)行緊密加固，在屋面板波峰與次檁條交接處增加一處（兩顆抽芯鉚釘）固定;同時(shí)在次檁條之間波峰處，每500mm間距增加一處（一顆抽芯鉚釘）固定。鉚釘安裝后采用耐候結(jié)構(gòu)膠封死，安裝位置如圖10所示：

（3）抗風(fēng)夾安裝

抗風(fēng)夾采用V470邊抗風(fēng)夾具（鋁合金抗風(fēng)夾，6063-T5AA10），相鄰兩塊屋面板固定連接時(shí)，通過(guò)卡扣包裹扣合其中一塊屋面板的小鎖扣，后再被另一塊屋面板的大鎖扣包裹扣合并鎖邊，最后通過(guò)抗風(fēng)夾具上的不銹鋼螺栓鎖緊固定。夾具沿次檁條方向以鍍鋅支座位置的雙鉚釘為基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行S型布置，即交叉分布在鉚釘?shù)淖笥覂蓚?cè)。

（4）壓條安裝及相應(yīng)防水措施

安裝壓條前應(yīng)先清理一遍屋面，確保清潔無(wú)雜物后進(jìn)行安裝，壓條采用V470型屋面板鋁合金壓條（3mm×30mm），壓條流水槽適當(dāng)增加高度，保證水流暢通不積水，壓條沿次檁條方向布置加固，間距1.5m，采用燕尾自鉆螺絲（SM-35）加固，安裝壓條前首先使用納米雙面防水膠帶粘貼在固定位置，防水膠帶成塊狀粘貼（50*50），不宜通長(zhǎng)布置，避免造成長(zhǎng)時(shí)間積水導(dǎo)致銹蝕情況出現(xiàn)。螺絲加固后，再于連接處涂抹耐候結(jié)構(gòu)膠封死。

3.2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）防水

由于抽芯鉚釘及固定壓條的自鉆螺絲均需在屋面板上鉆孔，因此將會(huì)出現(xiàn)大量滲水點(diǎn)，防水打膠施工時(shí)應(yīng)有專人旁站，同時(shí)施工人員應(yīng)沿波峰方向進(jìn)行打膠，防止出現(xiàn)混打、漏打。防水打膠沒(méi)完成一跨均應(yīng)派專人進(jìn)行檢查，同時(shí)可以利用雨天進(jìn)行滲漏檢測(cè)，做好記錄進(jìn)行修復(fù)。

屋面壓條的流水槽應(yīng)與生產(chǎn)廠家溝通進(jìn)行調(diào)整定制，增大流水槽高度，因?yàn)槲菝骐s物或者積塵將會(huì)不同程度堵塞流水槽，造成壓條處積水，長(zhǎng)時(shí)間侵蝕下可能導(dǎo)致銹蝕等問(wèn)題。

（2）壓條固定

燕尾自鉆螺絲與檁條固定連接，安裝前應(yīng)確定檁條走向并彈好墨線，避免工人因操作不當(dāng)，增加不必要的鉆孔，包裝壓條與屋面板及檁條固定緊密牢固。

（3）鉚釘施工

抽芯鉚釘施工過(guò)程中，需要保證鉚釘?shù)慕嵌龋淬@孔角度。角度不同將導(dǎo)致鉚釘無(wú)法將咬合處四層板全部固定，因此需要鉆孔作業(yè)人員及打鉚作業(yè)人員配合緊密。同時(shí)可以適當(dāng)增加鉚釘型號(hào)，本次介紹的工程采用5*16的抽芯鉚釘，可以適當(dāng)增加，調(diào)整為5*20或5*25的規(guī)格，增加容錯(cuò)率，保證鉚釘?shù)挠行Ъ庸獭?/p>

4 分析及結(jié)論

（1）抗風(fēng)揭試驗(yàn)一證實(shí)V470型屋面板采用180°咬合鎖邊，不適用于沿海多臺(tái)風(fēng)地區(qū)，抗風(fēng)等級(jí)僅為6級(jí);抗風(fēng)揭試驗(yàn)二和試驗(yàn)三證實(shí)單獨(dú)采用抗風(fēng)夾加固，不能有效增加屋面板抗風(fēng)性能，鎖縫位置不能得到有效固定，采用壓條、鉚釘與抗風(fēng)夾相結(jié)合方式進(jìn)行綜合加固能夠有效的提高470型屋面板的抗風(fēng)性能，多臺(tái)風(fēng)區(qū)域470型屋面可采用此方法進(jìn)行有效加固，可有效抵抗14級(jí)臺(tái)風(fēng)吹襲。

（2）屋面修復(fù)加固施工中屋面防水是施工中的控制要點(diǎn)，通過(guò)增加鋁合金壓條的流水槽高度以及對(duì)防水耐候膠施工方向進(jìn)行規(guī)劃并旁站監(jiān)督，能有效保證防水施工質(zhì)量，避免解決抗風(fēng)性能問(wèn)題的同時(shí)又增加滲漏水問(wèn)題，提高屋面耐久性，保證屋面系統(tǒng)施工可靠。

作者簡(jiǎn)介：

沈嘉樂(lè)，男，1993-10;安徽亳州，助理工程師，民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)工程有限公司，道路橋梁與渡河工程。