近年来,轻型钢结构因其用钢量少,设计安装时间短、工业化生产程度高,在厂房、小型展厅、办公楼中被广泛应用。由此推动了钢结构围护系统由单一化向多样化发展,进而引发了设计新思路、施工新方法的变革。
轻型钢结构的围护系统主要包括墙面系统、屋面系统、采光带、包边及泛水、天沟和保温棉等。围护系统是轻钢结构最主要的组成部分之一,决定建筑外观的观赏度、建筑的防水与保温效果。因此,本文就轻钢结构的围护系统设计与施工谈谈自己的经验与感受。
2、 屋面及墙面系统的设计与施工
2.1 彩板围护系统的分类
彩板围护按构成方式分为:单层板、EPS夹芯板、BHP彩钢板、GRC墙板、聚氨脂夹芯板、玻璃丝棉现 场复合夹芯板、岩棉夹心板。
按施工方式分为:成品复合板、现场复合板。现场复合板联接方式分为:搭接板、咬合板、暗扣板。
按材质分为:镀锌彩钢板、钛金板、镀铝锌彩钢板、铝合金板压型板、不锈钢板压型板、铜板。
2.2 设计注意事项
现场复合板由于其加工成本低及施工技术较为成熟,因此在轻钢结构中广泛应用。屋面彩板多彩用0.376t和0.5t厚的镀锌烤漆彩板。
屋面坡度影响屋面雨水的排放,在设计时屋面坡度宜取1/8-1/20,在雨水较多的地区宜取其中的较大值(详见CECS102:98),此外屋面坡度与所用的屋面板型有关,一般的外露钉式板使用的坡度要求较大,隐藏式的要求较小。
大跨度钢结构屋面板宜采用暗扣式彩钢板。在大量的工程应用中,暗扣式彩钢板显示出以下优势:(1)避免温差引起的屋面板变形过大,自攻螺钉被剪 断。(2)在多雨地区,台风区外露自攻螺钉在温度变形,风荷载的振动,橡胶垫的老化时,非常容易造成板的锈蚀和漏水,采用暗扣式采钢板则可避免上述状况。对于单坡长度大于60米的屋面则需要加工成两块板,形成板间伸缩缝,用得泰盖片连接,得泰盖片可与彩板之间相互滑动,可解决温度变形问题。
2.3 施工注意事项
在施工中,对于大跨度的屋面,彩板需整块的成型板,因吊车吊装板容易造成板材变形,故安装时一般不使用吊车,多彩取卷扬机半斜式吊装。
3 采光带珠设计与施工
采光板按材料分为玻璃纤维增强聚脂采光板、聚碳脂制成的蜂窝状或实心板等,按形状可分为与屋面板波形相同的玻璃纤维增强聚脂采光板(简称玻璃钢采光瓦)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铝型材扣件固定,波形采光板采用采光板支架和自攻螺钉连接固定,再打胶密封。采光板的位置一般设置在跨中。 采光板与自攻螺钉连接,必须有盖板。阳光板冷热变形较大,容易被自攻钉剪破,因此阳光板在打自攻钉处应开较大孔。在安装采光板时要考虑采光板的伸缩性。
采光板在12m以内无需搭接,超过12m则需要搭接,搭接长度为200-400mm,搭接处施涂二道密封胶,横向搭胶不需收边,纵向彩钢板的搭接需看板型,普通压型钢板,一般不考虚做收边,直接将其与彩板用自攻钉固定,并施涂密封封胶,咬合板则需做收边。
采光板纵向长度方向搭接应设置在檀条附近,屋面防水处理须采用密封胶内涂,密封胶表面容易老化;搭接处采用两道水胶泥中间夹一道白色或无色密封胶。
采光板侧向彩板搭接:明式螺钉屋面板或是暗式扣合屋面板,采光板应预留板有效宽度,在采光板波峰处用长自攻螺丝固定,考虑到采光板热胀冷缩不一样,应对采光板采用预冲孔处理(8mm孔为宜),自攻螺丝下需放置加强型防水垫圈,防止采光板热胀冷缩后在螺丝处开裂。
4 保温棉
保温棉有岩棉、玻璃纤维等材质,保温棉具有优良的保温隔热性能,施工及安装便利,节能效果显著,导热系数低等特点。目前国内钢结构厂房屋面系统多采用:(1)钢丝网+铝箔保温棉+单彩板;(2)双层彩板+保温棉等两种方式。
以下主要介绍钢丝网+铝箔保温棉+单彩板屋面的施工方法:
将不锈钢丝或镀锌丝交叉拉出菱形或矩形形状,用215厘米长自攻钉固定于檩条,铺放玻璃棉卷毡,铝箔面朝向室内一侧,垂直于檩条,在两面屋檐处多留约20厘米的卷毡,用双面胶带将其固定在最外铡檩条上。用预留的20厘米贴面为玻璃棉收边。注意玻璃棉卷毡的张紧、对齐、卷与卷之间的接缝紧密,纵向需要搭接时,搭接头应安排在檩条处。根据工程需要,为避免冷桥的产生,可以考虑在檩条上垫硬质保温材料。
5 天沟及檐口
檐口根据构造可分为外排水天沟檐口、内排水天沟檐口和自由落水天沟三种形式。可优先采用自由落水和外排水天沟檐口形式。按材质分有不锈钢天沟,钢板天沟,彩板天沟。天沟作为屋面的主要排水系统,决定着雨雪排放,建筑屋面正常使用的功能。
图1 天沟下铺设保温棉示意图
在寒冷地区,冬季室内外温差大,内天沟下会出现冷凝水,因此要求天沟下铺设保温棉,在施工中可采用图1所示做法。保温棉通过吊挂天沟的檩条固定。同时,在天沟底部加一收边(一般采用彩钢板),如图中收边A,既美观又可以固定保温棉。
在北方少雨地区且工程对檐口要求不高的情况可采用自由落水檐口,檐口自墙面向外挑出,实际挑出墙面不应小于300毫米。若墙屋面彩板为单板,墙板与屋面板间产生的锯齿型空隙由专用板型的挡水件封堵。当屋面坡度小于1/10时,屋面板的波谷处板边应用夹钳向下弯折5-10毫米做为滴水。
图2 外排水天沟檐口做法
外排水天沟檐口由于防漏性好,造价较低,在工程也得以广泛应用。外排水檐口天沟多采有采板天沟。施工中彩板天沟不需要支撑它的结构构件,其沟壁可以直接与外墙板贴近,在墙面上设支撑件,在屋面板上伸出连接件挑在天沟的外壁上,各段天沟相互搭接,采用拉铆钉连接和密封胶密封。工程中可采用图2所示做法。
图3 包边及泛水做法
6 包边及泛水
包边及泛水不仅勾勒出建筑的线条,影响建筑的美观程度,同时在结构上把建筑联结成一个整体,防风、防雨,使建筑更坚固耐用。具体见图3所示。
7 总结与结论
轻钢结构因其用钢量少、安装及设计时间短、工业化生产程度高等特点,已经在厂房、小型展厅、办公楼中得到广泛使用。其围护系统往往采用彩钢板,研究总结彩钢板维护系统的设计与施工经验,提出经济合理的节点构造与施工方案具有重要的实际意义。
对于外楼式层面板,应优先采用暗扣式彩钢板构造处理,可以避免温差变形致使自攻螺钉被剪断,同时可以避免在多雨地区、台风区外露自攻螺钉在温度变形、风荷载的振动、橡胶垫的老化时造成板的锈蚀和漏水现象。
采光板设计与施工时应注意其热胀冷缩作用,采光板与自攻钉连接处必须有盖板。同时注意其与彩钢板的差异之处。采光板应采用预冲孔处理(8mm孔为宜)。
为避免冷桥的产生,可以考虑在檩条上垫硬质保温复合板。
北方少雨地区且工程对檐口要求不高的情况,建议采用自由落水檐口。其防漏性好,造价较低,在工程得到广泛应用。
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