4.金屬屋面系統(tǒng)面板節(jié)點(diǎn)的設(shè)計
根據(jù)業(yè)主和設(shè)計院的要求,金屬屋面系統(tǒng)的外裝飾面板既要有良好的防水、保溫性能,又要具有光滑平整的外觀。本工程的設(shè)計中獨(dú)創(chuàng)了雙層金屬屋面系統(tǒng),即底層采用
鋁鎂錳板直立鎖邊屋面系統(tǒng),施工完成后再利用專用
鋁合金夾具夾緊
鋁鎂錳板咬合邊作為支座,安裝鋁
單板面板,鋁單板面板采用開縫式構(gòu)造,相鄰面板間縫隙不打
密封膠,而采用鋁
合金裝飾蓋進(jìn)行遮擋。這樣利用直立鎖邊屋面系統(tǒng)的良好防水性能結(jié)合聚氨醋
鋁板面板光滑平整的外觀,很好地解決了金屬屋面系統(tǒng)面板的設(shè)計(如圖4.1)。

4.1直立鎖邊屋面系統(tǒng)的設(shè)計
直立鎖邊屋面系統(tǒng)面層整體構(gòu)造如下:1mm厚
鍍鋅鋁
鎂錳合金板、80mm厚
巖棉保溫層、
PVC薄膜氣密層、50mm厚
離心玻璃棉吸音層、0. 6mm厚鍍鋁鋅穿孔壓型
底板(上襯無紡布)。支承結(jié)構(gòu)為3. 0mm厚鍍鋅鋼襯擦支撐(間距不大于1000mm)、高強(qiáng)鋁合金支座(間隔約400mm分段布置)。(如圖4.2)

本工程直立鎖邊屋面系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
a.整體結(jié)構(gòu)防水、
排水功能,杜絕了由
螺釘固定所造成的漏水隱患,且屋面板的
板肋特別設(shè)計了反毛細(xì)凹槽,即在小肋的側(cè)部設(shè)置一個凹槽,使大肋與小肋之間存在一個空腔,減小了水的
表面張力,從而阻止了毛細(xì)水向上運(yùn)動滲人室內(nèi)。(如圖4.3)

b..板塊一個方向通長安裝,無論建筑形狀如何,均能完全咬合
接縫,在溫度變化時可以自由伸縮,避免
溫度應(yīng)力。
c.
透氣性好,保持整體結(jié)構(gòu)長期自然千燥,延長建筑使用壽命。本方案設(shè)計中板肋的
搭接既可防止雨水和毛細(xì)水的浸入,又不妨礙空氣的自然流通,使屋面板底的空氣能夠流動,屋面系統(tǒng)就如同可以呼吸換氣一樣,不會將濕汽悶在板內(nèi)。(如圖4.4)
4.2可調(diào)角度鋁單板面板系統(tǒng)的設(shè)計
金屬屋面系統(tǒng)的最外層面板選用3mm厚鋁單板。由于直立鎖邊屋面系統(tǒng)已具備了良好的防水、保溫性能,所以3mm厚鋁單板僅作為金屬屋面系統(tǒng)裝飾面板,滿足外表面平整光滑的需要。
金屬屋面系統(tǒng)宏偉壯觀的造型,最終需要通過最外層的鋁單板面板來拼接實(shí)現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計院提供的建筑三維模型,經(jīng)電腦建模放樣發(fā)現(xiàn),鋁單板面層板塊與相鄰所有板塊間的夾角均不相同,普通的鋁板副框固定方式已無法滿足角度調(diào)整的需要。為此我方設(shè)計了可調(diào)角度鋁單板系統(tǒng),較好地解決了這一問題。

可調(diào)角度鋁單板系統(tǒng)是對傳統(tǒng)的鋁板副框進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計,將鋁板副框的底端設(shè)計為圓柱形通長的槽,然后與頂端為圓柱形的鋁合金
連接件插接配合后,可自由旋轉(zhuǎn)調(diào)整連接的角度。(如圖4.5)

可調(diào)角度鋁單板面板系統(tǒng)安裝時先將鋁合金專用夾具底座固定于直立鎖邊屋面系統(tǒng)的咬合邊上,然后將安裝好副框、鋁合金連接件、鋁合金連接
角碼的鋁單板面板安裝于夾具底座上,此時可根據(jù)需要利用副框和連接角碼調(diào)整面板的角度和高低。調(diào)整好后擰緊
螺栓安裝完畢。(如4.6)
4.3金屬屋面系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)構(gòu)件受力分析
本工程位于大海之中,周邊無任何建筑圖4..6可調(diào)角度鋁單板系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)詳圖〕
遮擋,經(jīng)常受強(qiáng)風(fēng)沖擊,根據(jù)設(shè)計院提供的
風(fēng)洞試驗報告,屋面局部最大負(fù)風(fēng)壓
標(biāo)準(zhǔn)值為wk=5. 55kN/m
2,最大負(fù)風(fēng)壓設(shè)計值為w=1.4 x 5. 55=7. 77kN/
2,,本次設(shè)計中我方利用
有限元分析軟件ANSYS對屋面系統(tǒng)的所有構(gòu)件進(jìn)行了計算分析,均滿足受力要求,F(xiàn)節(jié)選部分計算分析結(jié)果如下:
a鋁單板面板的計算分析
。饫糜邢拊治鲕浖嗀NSYS建模對鋁單板面板計算分析結(jié)果如下:

c.鋁合金專用夾具底座的計算分析
利用有限元分析軟件ANSYS建模對鋁合金專用夾具底座計算分析結(jié)果如下:

5.金屬屋面系統(tǒng)的防腐設(shè)計
本工程常年接受海風(fēng)的洗禮,空氣濕度大,含鹽度高,腐蝕性強(qiáng),所以對金屬屋面系統(tǒng)的防腐設(shè)計需特別考慮。
5.1本工程中金屬屋面系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理
a.
鋼構(gòu)件表面采用
噴砂(丸)除銹,除銹等級為5a2. 5級,除銹前后應(yīng)仔細(xì)消除油
垢、毛刺、藥皮、飛濺物及
氧化鐵皮等。
b.外
表面處理均為噴鋁鋅一道,厚度不小于120um,環(huán)氧云鐵封閉漆一道,干膜厚度40um,外涂厚型非膨脹型
防火涂料,
防火涂料表面應(yīng)抹平處理。室內(nèi)表面噴鋁鋅一道,厚度不小于80um。,環(huán)氧云鐵封閉漆一道,干膜厚度40 um,外涂膨脹型防火涂料,最外層噴
丙烯酸聚
硅氧烷面漆,干膜厚度80 um。
5.2本工程中金屬屋面系統(tǒng)面板的防腐處理
a.直立鎖邊金屬屋面板采用超強(qiáng)抗腐蝕的鋁鎂錳合金基層,外覆經(jīng)YEGAL工藝制成的鍍鋅層,鍍鋅表面在自然環(huán)境中生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜,可阻止進(jìn)一步氧化,具有較強(qiáng)的抗腐蝕性,即使碳酸鋅層被破壞,鋁合金
基材本身具有極強(qiáng)的抗酸雨和耐鹽性條件的能力,具有極佳的
耐久性。
b. 3mm厚鋁單板表面
氟碳漆噴涂處理,三涂三烤,其平均膜厚應(yīng)大于40um
6.結(jié)束語
本工程地處大海之中,造型宏偉壯觀,其外形是通過許多三維空間異型的幾何形狀拼接而成,給設(shè)計和施工造成了極大的難度。在本工程的設(shè)計中我方根據(jù)異型雙層金屬屋面的特點(diǎn),綜合運(yùn)用了多種最新的技術(shù),并設(shè)計開發(fā)了可調(diào)角度鋁單板面板系統(tǒng),很好地解決了各種疑難間題。目前,本工程的設(shè)計工作已全部完成,正處于緊張的施工工作中,相信不久的將來,一個建筑精品會屹立于美麗的杭州灣中,為人們的旅程增加一道亮麗的風(fēng)景。
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