65系统设计说明解析

1、1 某文化中心 金属屋面工程 设 计 说 明 北京信诚金通装饰工程有限公司 2008.122 设计条件及依据 现场条件： (1) 地面粗糙度类别 :B 类地面 Q (2) 屋面活荷载： 0.50KN/ m 2 (3) 基本风压( 50 年一遇)： 0.55KN/ m2 (4) 基本雪压( 50 年一遇)： 0.2KN/ m2 (7) 规范： 建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)(2006 版) 建筑抗震设计规范 (GB50011-2001) 冷弯薄壁型钢结构技术规范 (GB50018-2002) 钢结构设计规范 (GB50017-2003) 建筑钢结构焊接规程 (JGJ81-2002

2、) 压型金属板设计与施工规范 (JYBJ216) 压型金属板设计与安装规范 (ASI562) 建筑防雷设计规范 (GB50057-94) (2000 年版 ) 建筑给排水设计规范 (JGB50015-2003) 屋面工程技术规范 (GB50345-2004) 主要技术和施工优势屋面工程质量验收规范 GB50207-2002； 民用建筑热工设计规范 GB50176-93； 公共建筑节能设计标准 (GB50189-2005) 3 （一）技术产品优势 金属屋面板：0.9mm厚扇型直立锁边铝合金板，基材为 AA3004铝锰镁合金， 合金状态H36, 屈服强度185Mpa抗拉强度220Mpa金属延伸率3

3、.0% 特性： 1. 轻质高强 2. 具有很好的美观性及耐久性 3. 可塑性强，能够加工正向反向预弯板，最小预弯半径可达 2.4 米 4. 很好的防水性能 5. 良好的热胀冷缩性能 6. 很好的可焊性 7. 现场压型，可以生产 100 多米长的超长板 8预弯扇型板，在完美体现建筑造型的前提下，确保屋面防水可靠 固定座 ： 本方案采用E100型高强塑料固定座： 特性： 1. 屋面板可以在固定座上更加自由地伸缩； 2. 有更好的抗破坏能力； 3. 完全消除支座处屋面板与结构之间的冷桥； 4. 完全消除铝合金屋面系统与结构间产生电化学反应的可能性； 5更好地阻断声桥效应，提高屋面系统的隔声量。 其它

4、配件、辅料 4 屋面用到的所有钉，螺栓，密封胶等辅材均选用优质品牌，满足设计要求。 （二）生产优势 本方案所选用的直立锁边屋面板可采用现场压型生产方式， 其生产设备仅为一个20英尺 压型机现场生产 集装箱，所以能够非常方便灵活地搬运和移动，并在工地现场根据工程的实际需要生产任意 长度的屋面板，不受运输条件限制，使得屋面板在纵向没有搭接，从而减少了漏水的机会， 提高屋面的整体性和美观性。 直立锁边构造设计 屋面维护体系设计主要从防水防漏、防暴雨、抗台风、保温隔热建筑节能、防腐、防 火、防雷及变形等性能等方面考虑，确保整个屋面具有优良的物理性能，满足业主及建 筑师提出的建筑效果要求，充分体现建筑景

5、观特点，符合安全、实用、经济、美观的设 计理念。 屋面构造层次自上而下依次为：3mm厚铝单板,0.9mm厚铝镁锰直立锁边屋面板，100mn厚 16K玻璃丝棉保温层，不锈钢丝网，50mn厚16K玻璃棉吸音层，100mn高钢方通主、次檩 条，0.6mm厚镀铝锌穿孔钢底板。 直立锁边系统性能设计 第一节防水性能设计 防水性能是屋面系统最基本也是最重要的功能， 其好坏直接影响到工程的形象和声誉， 在 类似上海的暴雨的多发地带，本方案采取如下措施来确保铝合金屋面系统的防水性能。 1.1材质 屋面材料的腐蚀是导致金属屋面渗漏的一个重要原因，同时它也是影响屋面美观性和耐 久性的重要因素。鉴于本工程的重要性，

6、本方案铝合金屋面采用国际知名企业生产的铝镁锰 合金卷材，以确保屋面板的抗腐蚀性能，并从产品质量和供货周期上得到有力保障。 本方案选用AA3004牌号铝镁锰合金卷材制作屋面板， 外表面为原色锤纹，该产品除具有 重量轻（容重2.7吨/m3）、强度高的优点，更具有比普通铝合金更好的防腐性和耐久性，能适 应各种大气环境，经权威机构BBA认证，采用3004铝镁锰合金制作的屋面板在正常环境下的 使用寿命超过40年。 6 3004铝合金与普通铝合金25年防腐性能对比 1.2固定方式 本方案铝合金屋面系统采用先进的直立锁边固定方式，从根本上杜绝了传统螺钉穿透固 定方式带来的漏水隐患。直立锁边屋面板的固定，首先

7、是将固定座用不锈钢螺钉固定于镀锌 檩条，再将屋面板扣在铝合金固定座的梅花头上，最后用电动锁边机将屋面板的搭接边咬合 在一起。由于采用了直立锁边固定方式，屋面没有螺钉外露，整个屋面不但美观、整洁，而 且杜绝了成千上万个螺钉孔造成的漏水隐患。另外该屋面系统可配合独有的铝合金或 屋面板固定方式示意图 屋面板锁边示意图 不锈钢配件，使得客户可以方便地在屋面板上设置太阳能收集器、安全走道、防跌落护栏、 挡雪装置、广告牌、装饰灯、避雷带、装饰板等多种设施而无需用穿透屋面板，因而不会留 下任何漏水隐患。 1.4板型 该屋面系统选用的是KALZIP扇型屋面板，主要是依靠板肋阻水，使其不能从两块屋面 板之间的搭

8、接边渗入室内，并顺纵向坡度流入天沟，该板型具有很好的排水能力。 7ZZZZZZ_力?ZZZZZZZZZZZ*/777/ 普通板型排水截面 7 直立锁边板型排水截面 1.5连接构造设计 1.5.1铝合金屋面板与固定座的连接采用的是直立锁边的固定方式，屋面板不需要螺钉 连接，也不需要用打胶的方式来防水。用直立锁边的连接方式就可以防备由于螺钉连接和打 胶防水的方式所带来的漏水隐患。 铝合金屋面板与固定座及固定座与檩条之间的连接强度验算详见计算书中的有关内容， 经验算，本项目中所选用的配件均满足规范要求。 1.6节点设计 本方案对各个节点的处理充分考虑施工中可能出现的各种不利因素，通过构造上的合理 性

9、化解危险因素，提高防水抗渗性能。 1.6.1屋脊 通常屋面板厂家在处理屋脊节点时，只是将屋脊盖板泛水通过自攻螺钉与屋面板板肋 连接，再将屋脊盖板边缘剪口下弯封住波谷空隙，这种处理办法由于螺钉直接穿透屋脊盖板 及屋面板，一旦钉孔出现密封不严，雨水就会从钉孔漏进室内。8 本方案则选用与板型相吻合的铝合金 密封件与屋面板板肋用防水铆钉连接固 定，并在密封件后塞入与板型一致的屋脊 泡沫密封条，然后将屋脊盖板与密封件用 铆钉在中间固定，这样即使外露的铆钉漏 水，雨水也是滴在屋面板上而不是室内， 而且密封件及密封条均是工厂预制的定型产品, 口下弯的方式。 1.6.2 檐口 对于任何形状的金属压型板来说，在

10、檐口板肋下不可避免地会出缝隙，本方案在屋面板 檐口端部设通长铝合金滴水片，一方面可增强板端波谷的整体刚度，另一方面可形成檐口滴 水，使屋面雨水顺其滴入天沟，而不会渗入室内。在滴水片与屋面板之间，塞入与屋面板板 型一致的泡沫密封条，使板肋形成的缝隙能够被完全密封， 这些足以保证屋面在经受暴雨天 气时，雨水不会进入屋面内。屋脊安装工艺 9 1.6.3山墙 对于山墙处板端部收边节点，多数厂家的做法也是简单地将山墙盖板泛水与屋面板最 边缘板肋用自攻螺钉连接固定，其钉孔必然贯穿屋面内外，一旦出现密封失效，即会产生漏 水。 本方案做法为首先将预制铝合金山墙扣槽用铆钉固定于屋面板板肋，再用山墙扣件扣 住扣槽

11、后与固定座固定，这样便将扣槽牢牢固定住，然后将铝单板山墙泛水直接搁在山墙扣 槽上，这样既没有钉孔，又不会影响屋面板及泛水板的伸缩。 1.7反毛细水措施 水在重力作用下总是向下运动的，但是在某些特殊情况下也有 例外。在两个物体之间，如果物体表面的空隙较小，则水的表面张 力大于重力，水在张力的作用下会向上运动，这就是通常所说的毛 细现象。为防止雨水被风吹入横向搭接缝后在两块板之间形成毛细作用，屋面板的板肋已设 计了反毛细凹槽，即在小肋的侧部设置一个凹槽，使大肋与小肋之间存在一个空腔，减小了 水的表面张力，从而阻止了毛细水向上运动渗入室内。 檐口滴水片 1- -固定座 2- 屋面板 3- -铝合金山

12、墙扣槽 4-铝合金山墙扣件 10 第二节透汽性能设计 我们知道，空气中是含有水分的，水分的含量即湿度在一年四季甚至每天都在变化，有 时高有时低，这些水分都是以气态方式存在，但高湿度的热空气在遇到冷的界面时，空气中 的水分就会由气态变为液态，形成冷凝水。屋面板上下的空气交换有助于使屋面板上下的空 气湿度保持一致，避免一侧的湿度过高在遇温度突变时产生冷凝现象，尤其是要防止屋面板 底的湿度太高。有时在翻开一些压型钢板屋面时，会发现板的表面没有被锈蚀，但板底已锈 迹斑斑，这就是由于在板底的湿汽太多又排不出去，加速了板的氧化。 Natural 本方案采用的板型，其板肋的搭接既可防止雨水和毛细水的浸入，但

13、又不妨碍空气的自 然流通，使屋面板底的空气能够流动，屋面系统就如同可以呼吸换气一样，不会将湿气闷在 板内。 第三节抗风性能设计 金属屋面重量较轻，因此对屋面系统的抗风性能也提出了很高要求，本方案从以下几方 面采取措施以确保铝合金屋面的安全。 11 3.1 固定方式 作为传统的压型金属板屋面来说，其落后的固定方式决定了其抗风性能的不足，比如采 用螺钉穿透式固定的屋面板，螺钉帽与屋面板的接触面积很小，在遭遇大风时，由于反复承 受正负风压，屋面板在钉孔处产生应力集中导致撕裂，虽然螺钉仍然留在檩条上，但屋面板 却已被吹飞。本方案采用的屋面系统在固定方式上有根本的不同，其采用铸压铝合金固定座 与檩条固定

14、，再将屋面板卡在固定座的梅花头上，然后用电动锁边机将板肋锁在固定座上， 这种固定方式不需穿透板面，因而屋面板没有任何损伤，当然也就不会产生应力集中问题。 本方案采用的铝合金屋面系统曾在国内权威检测机构进行过抗风试验， 在 7.0KPa 的反复受荷 试验中，试件 （ 包括屋面板、固定座、螺钉 ） 无损坏，证明了这一屋面系统抗风性能的优越。 3.2 计算参数 本方案在设计中基本风压按50年遇取值W0=0.55KN/m风荷载体型系数严格按照建筑 结构荷载规范 （GB50009-2001）（2006 版） 结合项目特点按最不利的情况取值：屋面正风压时 Us仁0.6,负风压时Us2=-2.2,阵风系数B

15、z，高度系数Uz亦严格按照建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）（2006 版） 查询计算取值。严格的计算为本屋面系统抗风性能提供有力保证。 压型铝板属于板状受力构件，其破坏状态受多种因素影响，除强度、刚度外，其稳定性 和连接可靠性也极为关键，因此其截面参数根本无法用纯理论计算获得。正规生产厂家往往 投入大量财力物力，对其生产板型的各种规格进行无数次不同跨度的受荷试验，再将试验数 据进行统计分析，从而得出符合实际受力模式的截面参数作为设计计算依据，并且所有试验 及数据均呈权威机构认证批准。 本方案所选用的铝合金屋面系统已有 40年的应用历史，该系统每5年就接受一次权威科 研机构的严格认

16、证，认证报告中对屋面板板型、厚度规格、所用材质 （铝合金牌号、状态）、 设计强度等均有严格的定义，在此基础上规定各型号屋面板分别在承受正压和负压时的截面 参数，因此12 其计算参数具有足够的安全性和可靠性。 3.3配件选用 为保证屋面系统的安全性，本方案在配件的选择上特别是受力构件的选择上精益求精。 固定座选用霍高文公司的塑料固定座，严格遵守 BBA认证系统，采用6061牌号T6铝合金挤 材，有更好的抗破坏能力。固定座的固定螺钉选用 进口 304不锈钢螺钉，可以避免日久天长 产生腐蚀导致连接失效，威胁到屋面系统的安全。此外系统中使用的自攻螺钉均属同类产品 中的优质品牌，具有较高的可靠性。 E型

17、塑料固定座 保温节能性能设计 在屋面设计中保温材料采用100mn厚16K玻璃丝保温棉，通过计算屋面传热系数 0.39w/ (m2 K)，能够很好保证受室内外温差的影响，达到保温效果。所有保温材料均为憎水性材料， 不会吸收水分，在13 有水汽进入系统时能够通过直立锁边的透气性能很快将水汽散发至室外， 同时进一步为屋面保温性提供了有力保证。 另外采用高强塑料固定座与檩条连接，基本杜绝了 热冷桥 的产生。 第五节 防腐性能设计 6.1 材料选择 本方案选用的所有材料均具备很好的防腐性能。 直立锁边屋面板：AA3004牌号铝镁锰合金卷材制作的屋面板具有有比普通铝合金更好的 防腐性和耐久性。经权威机构B

18、BA认证，采用3004铝镁锰合金制作的屋面板在正常环境下的 使用寿命超过 40年。14 Increased pH Vblue Increased Acid Alkaline 抗酸雨能力比较 屋面系统配件材料均采用铝合金材料，屋面檩条、支托及所有配件采用热浸镀锌处理; 保温材料用熔融的玻璃纤维并加热固性树脂为主的环保型配方粘结剂加工而成 6.2板型选择 本方案采用的板型kalzip扇型板，其板肋的搭接既可防止雨水和毛细水的浸入， 但又不 妨碍空气的自然流通，使屋面板底的空气能够流动，屋面系统就如同可以呼吸换气一样，不 会将湿气闷在板内，能有更强的防腐效果。 防火性能设计 作为大型的公共建筑，屋面

19、材料的防火性能也非常重要，因为它关系到大众的人身安全 和社会影响，所以不容许在消防方面出现任何不安全因素。 15 本方案所采用的铝合金屋面板、钢底板、镀锌钢檩条、玻璃纤维保温棉、及螺钉、铝合16 金配件等等，均为不燃材料，在出现火灾等意外情况时，屋面系统不会发生燃烧，也不会产 生有毒气体，所以该屋面系统在防火方面是安全可靠的。铝合金屋面板经 BBA认证为AA级材 料，火焰在其表面不燃烧不蔓延。 第七节防雷性能设计 根据国家建筑物防雷设计规范（GB5005乙94）第4.1.4条的规定，除第一类防雷 建筑物外，金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为闪接器，但应符合下列要求： a. 金属板之间采用搭接时，

20、其搭接长度不应小于 100mm b. 金属板下面无易燃物品时，其厚度不应小于 0.5mm c. 金属板下面有易燃物品时，其厚度，钢板不应小于 4mm铜板不应小于5mm铝板不应小于 7mm d. 金属板无绝缘被覆层。（注：薄的油漆保护层或0.5mm厚沥青层或1mm厚聚氯乙烯层均不属 于绝缘被覆层） 本方案所选用的装饰板为3mm厚的铝单板，完全满足上述条件，因此可将屋面板作为接 闪器，通过固定网格交叉点设置引下线， 将电流引至屋面板下的檩条上， 通过屋面檩条与整 个结构形成一个避雷体系。 17 本方案无需另设避雷带和避雷针，从而使屋面整洁美观，并可节 省一定投资 系统变形性能设计 直立锁边系统调节

21、变形能力 任何材料都会有热胀冷缩的现象，对金属屋面而言普遍存在着如何解决温度变形和温度 应力的难题，处理不好必然带来屋面板起拱、漏水等一系列问题，因此必须认真对待。 由于屋面板的热胀冷缩受固定方式影响最大，本方案着重从这方面加以解决。本工程铝 合金屋面板由于采用直立锁边固定方式，固定座仅限制屋面板在板宽方向和上下方向的移动, 并不限制屋面板沿板长方向的自由度，因此屋面板在温度变化时能够在固定座上自由滑动伸 缩，不会产生温度应力，这样便有效解决了其他板型难以克服的温度变形问题，保证了屋面 板各项性能的可靠性。 调整竖向形变 如图所示，金属面板的固定座及钢底板跟随主体结构上下运动，而板面的折边可以

22、吸收 大量的形变。在沿板肋的纵向，板更有足够的挠度吸收竖向形变。 吸收垂直形变 18 调整水平形变 以下简图则展示出本金属屋面系统利用天沟，固定点和固定座的滑动机制调整金属屋面 系统纵向位移的机制。 Fixed point 调整纵向位移机制 以下简图则展示出金属屋面系统利用板的折边变形和板肋空隙来制调整金属屋面横向位 移的机制。对每块500mm宽以内的金属屋面板，可调节的量可达 35mm总调整量足以吸收 该方向的位移。 调整横向位移机制 施工要求 一般规定 : 1. 在构件制作前应对设计施工图进行核对， 并对已建的土建结构及钢结构进行复测， 确 定土建结构及钢结构施工所产生的误差， 同时对已预

23、埋的埋件进行定位核对， 进行交 接验收，对因预埋不当及深化设计修改造成的偏差，应在投标文件中明确处理预案。 按实测结果调整建筑屋面并经建筑师19 同意后，方可加工组装。 2. 所有金属屋面所用铝合金应保证表面处理包括颜色和镀层厚度应均匀一致。 3. 产品切割和装嵌工作应在工厂内完成。 构件加工和组装精度 : 1. 构件表面处理、 加工和组合均应由熟练工人以行业内最高水平的施工手法达到同类工 程的高质量要求。 2. 构件在截料前必须进行直线度检测， 如直线度超过允许误差 0.5L/1000 ，必须校直至允 许偏差的范围内。 3. 构件截料的允许偏差应复核以下要求： 1) 构件截料长度允许偏差为

24、1mm。 2) 构件截料端头角度允许偏差为 1。 3) 构件截料端部不应有明显的变形，其毛刺不大于 0.2mm。 4. 构件开口加工允许偏差应符合以下要求： 1) 孔中心允许偏差 0.5mm。 2) 孔中心距允许偏差 0.5mm。 3) 孔中心距累计允许偏差 1mm。 屋面施工技术要求 1. 安装施工应符合规范要求 : 1) 安装时必须依照批准的施工图及技术规范进行施工，符合设计对材料、表面处理、 形状、大小、厚度及接口位置等的要求；并且对选用的同类型材料，应使色泽、纹 理及线条统一和谐，以达到业主和建筑师满意的外观质量。 2) 充分考虑在施工过程中发生的交叉施工、 施工搭接及施工工期要求、

25、现场实际情况 等，及时调整施工方案，并确保施工质量符合有关规范和合同要求。 2. 业主审核、批准： 20 金属屋面工程施工组织设计应提供业主和总承包审核和批准， 并由土建施工单位提 供施工现场安装场地(不包括材料加工和堆放场地) 。 3. 安装施工准备 : 1) 施工负责人应负责安装产品的保障工作， 与土建施工单位协调， 在工地预留干燥、 有通风及有遮挡的场所存放材料，尽量减少搬运。 2) 施工负责人应与土建施工单位协调，在工地预留足够空间进行屋面的现场安装， 并负责自身的防护措施。 3) 在安装过程中应采取保障措施，以防止现场其它工程受到损坏和污染，对其他工 程部分造成损坏的应承担所有责任，并负责进行修复工作。 4) 单元制品和构件的搬运、吊装时不得碰撞和损坏。单元制品和构件应按品种、规 格堆放在特种架子和垫木上。 5) 构件安装前应进行检验和矫正，构件应平直不得有变形和刮痕，不合格的构件不 得安装。 4. 金属屋面的安装施工： 1) 金属屋面施工测量要求： a）金属屋面分格轴线的测量应与主体结构的测量配合，对于主体结构因制造和 安装引起的误差，应及时作相应的调整，确保加工制造的屋面符合现场实际 情况。 b）测量应在风力不大于4级情况下进行，应定时对金属屋面的位置进行校核 2）铝合金板施工质量要求： 铝板工程施工质量应满足下表要求: 项 目 允许偏差（