北京某大学体育馆复合金属屋面系统施工技术

北京某大学体育馆复合金属屋面系统施工技术北京**大学体育馆采用直立锁边铝镁锰合金金属屋面系统．介绍了该屋面系统的设计和施工工艺．重点阐述了三元乙丙防水卷材在该工程中的应用。1工程概况北京**大学体育馆位于北京**大学校园内，是世界上首座专为乒乓球比赛而建造的专门体育馆，将承担北京奥运会乒乓球赛事，由乒乓球馆和游泳馆两部分组成。工程规模26900m2，主体结构为钢筋混凝土结构，屋面结构为预应力钢结构形式，金属屋面采用直立锁边铝镁锰合金屋面系统。檐口高度为21．9m，屋面最高标高为31．334m2金属屋面设计过程该项目屋面曲面类似于螺旋曲面，在设计中无特定规律可寻。故有效解决屋面的排水问题、使屋面不因局部积水或者返水而产生渗漏，成为设计主要解决的问题。以下分几步对屋面的设计过程进行阐述。第一步：绘制屋面等高线。屋面等高线可以反映整个屋面的坡度变化以及标高情况，使建筑造型一目了然，为排板奠定基础。由绘制完成的等高线图可以看，环形屋脊与螺旋形屋脊所包同的区域是最容易积水部位，此区域坡度走势为中间低、两边高，且内侧低、外侧高，其余区域均为内侧高、外侧低。第二步：在平面上进行分区排板。按照屋面等高线以及建筑师对外观的要求，先在平面上进行屋面板的分区以及排布。根据所使用板的类型以及从排水角度考虑，将屋面分成四个区域。I区屋面的屋脊与檐口近似平行，全部使用直板；Ⅱ区屋面全部使用扇形板，使得屋面在交角处可以不产生斜屋脊而顺利过渡；Ⅲ区屋面的排板方向与等高线相结合．保证屋面始终是内侧高、外侧低，并且中间不会存在积水；Ⅳ区屋面从平面上看为狭长弧形，很难用一片板排布；故结合屋面的坡度以及平面角度，将Ⅳ区又分成四个小区，并且以台阶式由外向内抬高，使水从上一层能够排到下一层。第三步：将平面排板投影到三维曲面上得出屋面的三维排板图。第四步：将每片三维板展开，进行验证分析，确保每片板的侧向弯曲以及变形均在施工可调节范围内。第五步：调整并重复步骤。如有偏差太大的板不能满足安装要求，则从第二步开始重复以上步骤。第六步：檩条放样。根据屋面排板图绘制檩条平面布置图，使檩条尽量与屋面板垂直或接近垂直。将平面檩条投影到檩条所在三维曲面上，测量檩条的标高，为檩条的安装奠定基础。第七步：固定座放线。屋面板线仅仅是固定座端头线，但安装时需要知道固定座底部的位置线，对于双曲屋面来说，由于固定座横向有角度，固定座的端头线并不等于底部位置线，故需要对固定座进行放线。在每条板肋上，对三个固定座进行放样，起到控制作用，然后再根据这三个固定座确定此条板肋上其它固定座的位置。因为屋面为曲面，所以理论上檩条应预弯成弧，但冷弯薄壁型钢檩条无法进行弯弧加工，所以在固定座底部加不同高度的“几”字型支托来进行调节。根据固定座端头到檩条的垂直距离来确定“几”字型支托的高度。3金属屋面安装工艺3．1屋面安装施工顺序金属屋面安装按照以下顺序进行：安装屋面次檩→安装反吊吸音底板→安装无纺布→安装玻璃棉吸音层→安装1mm厚镀锌钢板→安装PE膜隔汽层→安装铝合金固定座→安装挤塑板保温层→安装三元乙丙防水层→装铝合金屋面板。3．2屋面安装主要施工方法3．2．1檩托、檩条安装檩托、檩条安装前再次对基层钢结构标高进行检查．如发现有影响檩条安装质量的施工误差存在，必须进行调整，直到符合底板安装要求才能进行檩托安装。檩条放线：根据事先测设的水平、标高控制网，用经纬仪、水准仪将檩条轴线、标高测设到檩条安装点上，测设完后进行复核，无误后进行安装。檩条安装控制的关键在其标高，而不同位置的檩条标高又不同，因此在安装檩条前．必须先放好檩条的安装位置线；根据该处檩条的标高，并同时兼顾结构误差，在安装时予以调整。施工过程中，控制好檩条的标高和倾斜度。施工时先用水平仪测量檩条支座处结构实际标高．屋面檩条在该点的设计标高与结构实际标高之差即为该点檩条支座的高度，檩条支座安装完后，对其标高进行复测，符合要求后安装檩条，檩条安装完后再次复测檩条在支座处上表面标高，符合要求后进行次檩安装。要形成屋面曲面，安装时每一根次檩的顶面标高必须在弧线上；为方便施工，檩条安装前事先计算好每个檩条标高，以此为依据调节中间檩条的标高。调整后的檩条在结构檩条中间部位标高高于钢结构上表面，通过调整屋面板支座的高度，来调整屋面板标高，使屋面板表面在同一曲面上。3．2．2底板安装施工因结构檩条间距不大．底板安装时可直接在结构檩条上固定。底板安装前应先在檩条上弹出底板安装边线，然后进行底板安装。底板安装边线以纵向或横向轴线为基准，沿纵向或横向轴线量出底板边线上的两点，两点连线即为底板安装边线；底板安装边线测放完后应进行复查，满足要求后再进行底板安装；底板安装边线要求准确，以确保底板板肋平行。每隔10块板测放一条底板安装复核线，安装时通过底板安装复核线及时调整底板误差。底板误差每10块板不超过10mm时，可在下步安装过程中通过10张板进行调节：如果误差超过10mm，已安装的底板必须返工，重新安装。底板安装完后，应将屋面的纵横轴线弹在底板上．以便作为后序工序安装时的控制线。底板用自攻钉固定．施工时必须保证自攻钉纵横方向在一条直线，钉距均匀；且自攻钉在垂直安装面固定，不得出现歪斜；同时控制自攻钉固定力度，既不能太大．也不能太小。3．2．3无纺布、吸音棉、PE膜、挤塑板、三元乙丙橡胶卷材等的安装本工程屋面为组合构造结构．须在挤塑板保温层上直接空铺1．8mm厚单层卷材，并在金属屋面铝合金支架处作加强密封处理。屋面坡度小于1：3时每隔3排支架与聚苯板条粘．屋面坡度大于1：3时每隔3排支架在支架处设两个固定钉连接，并设通长400mm宽附加层。无纺布、吸音棉、PE膜、挤塑板、三元乙丙橡胶卷材施工中关键是防水。为防止内层材料长时间暴露．施工时必须严密组织、集中施工，尽量减少吸音、保温、防水等材料的暴露时间。每天施工完后及时将未覆盖的材料临时覆盖．以防夜间被雨淋湿。保温层铺设时注意必须铺设严密，接缝处搭接严密，防止形成冷桥。以下重点介绍三元乙丙防水卷材的施工工艺及方法。1)三元乙丙橡胶卷材安装流程前期准备→基层处理→需要部位铺设附加层→弹基准线并定位→铺设大面卷材→支架固定根部涂密封胶设附加层→涂刷搭接胶粘剂→挤涂内密封胶→搭接缝辊压粘牢→挤涂外密封胶→对外密封胶定型→特殊细部用自硫化卷材密封→接缝处挤涂外密封胶并定型→工程验收。2)卷材的铺设方法：平面采用空铺法，其它突出屋面的结构立面泛水高度内采用满粘法。卷材长边搭接宽度为100mm，短边搭接宽度为150mm。采用机械固定法施工的防水层基层要求不能有明水、积雪或结冰。立面采用满粘法施工时，防水层的基层应充分干燥，在达到要求基层含水率后，才能进行防水施工。3)卷材的放置：卷材在铺贴之前，需在合格基层上将卷材从紧卷状态下展开放置，以消除卷材在生产卷曲过程中产生的应力。4)铺设附加层：①对于规定要求的突出屋面部位均须铺设200mm宽的三元乙丙橡胶卷材作为附加增强条；②附加层两端不搭接，留2．5～3mm的缝隙。5)铺设水平防水层(垂直于屋脊)：①从高处往低处铺设。②在基层上弹线，将卷材在基层上展开、定位，并使卷材平滑、无皱折。③卷材铺好后应将搭接部位的粘合面清理干净，并采用与卷材配套的接缝专用胶粘剂，在搭接缝粘合面上均匀涂刷，做到不露底、不堆积。根据专用胶粘剂性能．应控制胶粘剂涂刷与粘合的间隔时间，并排除缝间的空气，做到辊压粘贴牢固。④在建筑物屋面四周进行加固，用三元乙丙橡胶卷材配套固定件和压条进行机械固定。固定件间距为310mm．对于长向搭接边．压条搭接区居中固定；短向搭接处内密封胶涂挤范围为在距内边缘l3mm和距外边缘50mm处。6)卷材搭接缝的粘结和密封①卷材与卷材的搭接宽度：长边为100mm，短边每隔400mm打一个固定片，搭接宽度为150mm。②在相邻卷材搭接定位并清洁搭接区后，在100mm宽的搭接区域内(包括两个面)均匀涂刷EP一95搭接胶粘剂。③待搭接胶粘剂干燥至仍有粘性但指触不粘时，无机械固定的搭接区沿底部卷材的内边缘13mm以内、机械固定的搭接区沿搭接区中心，挤涂4mm宽的内密封胶胶条。在所有的接缝上．要确保密封胶不间断．遇上压条时沿压条外边缘挤涂。④在内密封胶挤涂完毕后，进行卷材搭接粘结作业，用手一边压合一边排除空气，使搭接部位粘合，不要拉伸卷材或使卷材出现皱折；随后立即用手持钢压辊以正向压力向接缝外边缘辊压，保证粘结牢固，滚压方向应与接缝方向相垂直。⑤清理接缝后，以接缝为中fl,线挤涂搭接外密封胶，并用带有凹槽的专用刮板沿接缝中心线以45°角刮涂压实外密封胶，使之定型。搭接外密封胶应至少在搭接完成2h后挤涂完成，见图2所示。7)质量要求①三元乙丙防水卷材及系统配套材料的品种、规格和性能应符合相关要求及规定。②卷材防水层的外观应平整、顺直，不得有扭曲和皱折。三元乙丙橡胶卷材防水工程完成后，不得有渗漏和积水现象。③卷材防水层的铺贴方法和铺贴顺序应符合要求，卷材搭接区应粘结牢固，内、外密封胶胶条必须连续，不能间断。④一般细部节点及复杂细部节点的附加防水处理应符合要求。所有接缝、卷材端头、收头部位应按规定用专用密封材料封严，密封胶不能间断。粘贴自硫化三元乙丙橡胶卷材的部位应无接缝，边缘用密封材料封严。3．2．4屋面板施工方法1)屋面板固定座安装(关键工序)面板固定座是屋面面板的支撑件，它是屋面荷载传递到檩条的受力构件，它的安装质量直接影响到屋面板的抗风性能，面板固定座安装误差还会影响到铝合金屋面板的纵向自由伸缩及屋面板的外观，因此，面板固定座的安装是本工程的关键工序。面板固定座施工时．控制支座的水平位置、倾斜角度、平面角度及相对高差四个方面的偏差是关键。①平面位置：如果支座水平位置偏差超过5mm(即该支座与其它支座纵向不在一条直线上)，必然影响板在纵向的自由伸缩，当板受热膨胀时可能会在偏差支座处过大阻力作用下隆起，或板肋在长期的摩擦力作用下破损造成漏水。平面位置允许偏差如图3所示。②固定座在竖直面倾角(即固定座梅花头水平面与屋面板肋不平行度)：固定座在竖直面倾斜角度大于2°时，板肋在咬口时会咬破板肋，造成漏水；支座倾角大于1°时，在支座范围(60mm)内将产生大于1．05mm的高差，板伸缩时产生的摩擦力长期作用下也会磨坏板肋造成漏水。固定座竖向倾角允许偏差如图4所示。③固定座在水平面转角固定座在水平面产生扭转角度是固定座安装易产生的通病，其产生的原因主要是在打固定螺钉时支座没有压紧或标尺间隙过大，支座在扭转力的作用下产生旋转，而施工工人过后未加纠正。该偏差也会使板肋产生摩擦造成漏水。水平面转角允许偏差如图5所示。④固定座相对高差固定座相对高差是指相邻三排固定座不在同一条直线上的偏差值．产生的主要原因是没有严格控制好结构檩条标高．没有严格执行工序交接检查。标准规定同定座相对高差不得超过跨度的5％o。相对位置允许偏差如图6所示。2)屋面板安装面板安装前再次检查面板固定座的安装质量，确保满足面板安装要求后再进行面板安装。面板固定座经检查。安装质量已得到严格控制的条件下，即可放设面板安装定位线，一般以面板出天沟的距离为控制线。施工人员将板抬到安装位置就位，先对好板端控制线，然后将搭接边用力压入前一块板的搭接边。检查搭接边是否能够紧密接合，如不能搭接紧密应找出问题，及早处