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可以滑动的金属屋面如何安装?

时间:2020-07-02     作者:杭州轶丰建筑【原创】

  滑动可以滑移的原因除了板材本身的咬口方式外,节点滑移设计是系统可以实现滑动的关键。本文以YX65-470为例,着重讨论当下市场中应用最多的360°锁边“滑动金属屋面系统”的节点设计:


檐口压条


  一、檐口节点设计


  檐口压条


  YX65-470滑动金属屋面(以下简称“滑动”)在檐口位置的设计从两个方面来考虑:


  1、加强檐口的抗风揭能力


  原理:建筑构造方面考虑,金属屋面在檐口位置为了防水应设置挑檐。由《建筑结构荷载规范》8.3.3条可知,建筑金属屋面的风荷载在檐口位置比其他部位的取值要大很多,属于需特殊加固位置。


  做法:在檐口不能只使用单个自攻钉进行固定,必须设置檐口压条。檐口压条起到的主要作用是将在单个自攻钉处的点荷载转变成在压条面积内的面荷载,防止彩钢板在自攻钉处撕裂、脱钉而被风揭。


  2、檐口打钉固定时的防水处理


  原理:规定滑动金属屋面热胀冷缩的方向,一端固定一端可动。当金属屋面滑移量属于无限值时,例如铝镁锰金属屋面,建议固定屋脊位置,将滑移方向引导向可以无限外探的檐口位置;当金属屋面的滑移量为有限值时,建议固定檐口,在屋脊处预留滑移空间。固定檐口时,檐口压条起到了挡雪(冰)的作用,当雪(冰)融化时,紧固件的穿孔将成为漏水隐患,解决钉孔渗水问题将会是此节点设计是否成功的关键。


  考虑到既要提高檐口抗风能力,又要保证良好的防水性能,使用镀锌板材折件将檐口打钉位置设置在天沟内侧,若出现渗水可以直接排入天沟而不进入室内是最好的解决方案。


  做法:在檐口处设置镀锌材质的“Z型支撑件”,由压条和檐口Z型支撑件将彩钢金属屋面板夹在中间,可以极大程度的提高防水性能;同时又可以配合金属屋面坡度,将渗入的雪水导入室外天沟,解决了融雪(冰)渗水的问题。节点示意图见图一。


图一檐口节点


  图一檐口节点


  对比分析:因为天沟形状存在不同的样式,檐口的“Z型支撑件”是否使用需要根据实际情况确定。但是节点的设计思路确实相同的。例如《压型钢板、夹芯板金属屋面及墙体建筑构造》(二)》(图集号06J925-2)第55页节点6“女儿墙内檐沟”中天沟材质为3.0mm镀锌钢板,材料本身强度足够且向内翻折,此时就无需使用“Z型支撑件”,可直接将金属屋面板与天沟铆接。


屋脊节点设计


  二、屋脊节点设计


  滑动金属屋面在屋脊位置的设计主要考虑解决一个问题:既要能够释放滑移量又要保证防水性能。两个问题分别处理都不难,但是要并列一起解决就很困难。节点示意图,见图二。


  图二屋脊节点示意图


  原理:屋脊是滑动金属屋面释放滑移量的位置,根据单根板材长度的不同、工程项目所处地区的最大温差不同、施工季节的不同,需要设计的预留滑移空间也不尽相同。但有一点是必须遵守的:提供足够释放金属屋面板滑移量的空间。


  为了避免在滑移时金属屋面板材变形导致堵头与金属屋面外板之间的缝隙变大,需要在金属屋面外板的屋脊处设置镀锌背板来提高强度。


屋脊背板


  屋脊背板


  做法:结合屋脊第一根檩条的位置,确定屋脊钢堵头的位置与使用的紧固件类型。若使用拉铆钉,只要不将钢堵头与屋脊檩条相连接即可;若使用自攻钉,则需考虑施工季节温度处于当地温度范围的位置,如果位于偏低温度区域,则需考虑板材在高温时的“热胀”现象;如果位于偏高温度区域,则需考虑板材在高温时的“冷缩”现象。


  镀锌背板设置在屋脊檩条与金属屋面外板之间,在安装屋脊钢堵头时,通过紧固件(拉铆钉或者自攻钉)将钢堵头、金属屋面外板、加强背板连接成一个刚性单元。从而同时满足滑移、防水两项要求。


  屋脊盖板在安装时直接与钢堵头用铆钉铆接,不再由工人在现场剪切、弯折,减少了现场加工的人为因素,可以更好的保证设计意图的实现。“Z”型的屋脊钢堵头,设计思路与檐口“Z型支撑件”相同,可以防止钉孔渗水进入室内。


  三、山墙节点设计


  滑动金属屋面的山墙节点是整个金属屋面设计的核心,是金属屋面实现滑移效果的关键位置,也是最难且容易被设计人员忽略的位置。


  原理:山墙处多工作面相交、多材料相交、多作用力相交的情况,决定了山墙节点在设计上不但要满足抗风、防水等一般性要求,还要能够满足金属屋面板在长度方向上的整体滑移要求。有别于滑移方向与屋脊走向相互垂直的情况,在山墙位置,滑移方向与山墙走向平行;有别于檐口位置只需考虑金属屋面防水问题,山墙处不但要考虑金属屋面防水,还需要考虑墙面防水做法,同时又需要考虑板材因热胀冷缩而产生的滑移。


  做法:金属屋面外板要采用可以满足板材滑移量的柔性连接或者滑动连接,例如使用板材支架或者滑动组件。金属屋面外板不能够与墙面檩条等固定的结构直接连接,否则将损坏系统的滑移性能。节点示意图,见图三。


图三山墙节点示意图


  图三山墙节点示意图


  对比分析:山墙位置使用板材支架与使用滑动组件有什么区别呢?从表面的经济性来分析,使用板材的滑移支架作为山墙的滑动支撑是经济性最高的方案,但为什么更多的推荐使用滑动组件呢?首先,一般情况下滑移支架处使用锁边机咬合固定,若用在山墙位置,机械无法操作,只能通过自攻钉固定。在钉孔处,应力集中,容易撕裂板材。其次,不同建筑物金属屋面尺寸不尽相同,在板材铺设方向上的最后一块金属屋面板材不能够保证是带咬口的完整板材。最后,从结构受力方面,山墙与檐口位置相同,都属于结构需要特殊加强的位置。所以,在实际工程中使用滑动组件的山墙节点被广泛使用。

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