可滑移金屬屋面在特定條件下的防水設(shè)計(jì)

杜洪波（巴特勒（天津）有限公司,天津300457）

可滑移金屬屋面在特定條件下的防水設(shè)計(jì)

杜洪波
（巴特勒（天津）有限公司,天津300457）

摘要：本文分析了可滑動(dòng)鋼屋面在360°咬口處的一種特定的構(gòu)造，及使用這種構(gòu)造的原因及方法，用來(lái)提高鋼屋面的整體性進(jìn)而保證屋面的防水效能。

關(guān)鍵詞：可滑移金屬屋面；屋面連接件；屋面360°咬合

1引言

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中屋面維護(hù)系統(tǒng)通常與檁條的連接方式?？煞譃橹苯勇葆斁o固和連接件連接等方式。對(duì)于在連接件連接的方式中屋面板與連接件上的滑動(dòng)金屬片以360°咬合后通過(guò)滑片在連接件上的滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)屋面板的滑動(dòng)。為了保證屋面的整體性和防水特性當(dāng)在特殊造型的建筑屋面中屋面的咬口節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行特殊處理。

2屋面板滑動(dòng)的主要目的與計(jì)算依據(jù)

（1）金屬屋面板在使用過(guò)程中由于溫度差的作用會(huì)產(chǎn)生熱漲冷縮。在滑動(dòng)屋面系統(tǒng)中屋面板的固定點(diǎn)一般位于檐口部位。其中屋面維護(hù)系統(tǒng)是由壓型鋼板與屋面檁條緊固在一起而形成的具有保溫防水等維護(hù)特性的組合體。因?yàn)闊崦浝淇s的原因鋼屋面在長(zhǎng)度方向上會(huì)由于溫差而產(chǎn)生與檁條之間的位移差。通過(guò)連接件與屋面檁條連接就是為了釋放這種位移進(jìn)而達(dá)到屋面板隨著溫度變化而在屋面自由伸縮。

（2）熱漲冷縮的計(jì)算依據(jù)：熱漲冷縮量

公式中:a—屋面板的線膨脹系數(shù)0.000012/C°；

ΔT—屋面板可能遇到的溫度差（C°）

l—屋面板的長(zhǎng)度（m）

圖1

3通常情況下屋面板與連接件的咬合

連接件在正常情況下屋面板與連接件上的滑動(dòng)片360°咬合形成一體后可在連接件上形成可滑動(dòng)狀態(tài)。在屋面板安裝時(shí)滑動(dòng)片位于連接件的中間部位這樣連接片可以沿著連接件的方向前后滑動(dòng)。360°咬邊屋面板低端固定在檐口檁條上作為固定端，在有伸縮要求時(shí)向屋脊或高端滑動(dòng)如圖2示。僅考慮屋面板A之間的結(jié)合縫上任意測(cè)定點(diǎn)，因l均為相同數(shù)值則ΔL也會(huì)相同，說(shuō)明屋面板會(huì)因溫差產(chǎn)生同步的伸縮。

圖2屋面圖標(biāo)注的A&B咬合處的咬口則需特殊處理

因此結(jié)合金屬熱漲冷縮的公式可知在檐口固定點(diǎn)無(wú)論溫差有多大屋面板的伸縮長(zhǎng)度都為0，隨著遠(yuǎn)離檐口固定點(diǎn)的長(zhǎng)度變長(zhǎng)屋面板的伸縮量也在隨之變大，那么連接件的滑動(dòng)行程就決定著屋面板連續(xù)鋪設(shè)的最大長(zhǎng)度，超過(guò)這個(gè)長(zhǎng)度后屋面的連接方式需要作出額外設(shè)計(jì)。??在圖1中屋面若為刀把型的屋面則需要根據(jù)情況特殊考慮咬合節(jié)點(diǎn)，如下描述。

在上圖中屋面板A&B均固定于檐口檁條處，在溫差發(fā)生時(shí)屋面會(huì)向高端滑動(dòng)。因?yàn)槲菝娴纳炜s長(zhǎng)度公式為ΔL=a*ΔT*l其中ΔL是伸縮量（滑移量），a是金屬熱脹系數(shù)（固定值）ΔT是溫度差l是板的測(cè)定點(diǎn)原長(zhǎng)度。根據(jù)上述公式可以得知當(dāng)在A&B屋面板結(jié)合縫上的任一點(diǎn)對(duì)于左側(cè)的伸縮長(zhǎng)度與同位置右側(cè)的伸縮長(zhǎng)度不相同，雖然是相同一位置但是因?yàn)閘的長(zhǎng)度不同而引起伸縮長(zhǎng)度不同。但是這一點(diǎn)對(duì)于A與B板來(lái)說(shuō)是緊密咬合一起的咬口于是在這條結(jié)合縫上會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。內(nèi)部應(yīng)力隨著溫度差的變化而變化，當(dāng)A與B屋面板的長(zhǎng)度差達(dá)到一定程度時(shí)極有可能對(duì)此處的咬合縫構(gòu)成破壞進(jìn)而損及金屬屋面咬口的防水性能。（A與B的長(zhǎng)度容許差因?yàn)椴煌奈菝嫦到y(tǒng)性能而不同，這里僅作原理上的分析）

4解決方案

對(duì)于由于因屋面為刀把型且超過(guò)容許長(zhǎng)度差而引起的屋面咬口漏水現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，從原理上講如果能夠?qū)板與B板在此處咬口取消同時(shí)又能保證在此拼接縫的滑動(dòng)和保證屋面的防水特性即可以處理解決掉這一問(wèn)題。為此而開(kāi)發(fā)的特殊節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如下圖。

（1）屋面板沒(méi)有咬合：在此位置的連接件取消,換上2個(gè)角鋼分別負(fù)責(zé)2側(cè)的屋面板的固定，屋面在此位置則取消相應(yīng)的咬口。

（2）2側(cè)屋面板分別可相對(duì)滑動(dòng)：此處屋面板的滑動(dòng)則依靠特制的滑動(dòng)裝置分別與角鋼連接，因?yàn)?個(gè)角鋼并沒(méi)有固定在一起固2側(cè)屋面板可形成互不干涉的相對(duì)滑動(dòng)。

圖3

（3）防水考柔性防水：屋面板在此處取消咬口后在上邊連續(xù)鋪設(shè)柔性防水面層，并在柔性材料與屋面板之間用非固化密封膠密封。為了防止柔性防水層被破壞還要在外側(cè)裝上與板型配套的金屬蓋子。

5結(jié)論

（1）金屬屋面板原材料沒(méi)有問(wèn)題并不會(huì)發(fā)生漏水，屋面板之間的咬合、施工與密封膠正確的使用也不會(huì)引起漏水現(xiàn)象，在可滑移金屬屋面中引起屋面咬口的破壞則是漏水現(xiàn)象發(fā)生的原因之一。

（2）關(guān)注金屬屋面板由于溫度變化產(chǎn)生在連接部位的位移變化而產(chǎn)生的金屬破壞。



（3）對(duì)不同的屋面連接形式防水等級(jí)應(yīng)該采用不同的解決方案。

（4）防止金屬屋面的咬合發(fā)生破壞對(duì)于防水特性相當(dāng)重要預(yù)防屋面破壞的手段和方法有很多，那么當(dāng)金屬屋面采用可滑移的形式時(shí)，如果遇到屋面板的長(zhǎng)度不相同的情況，在咬合縫處應(yīng)作特殊處理以避免產(chǎn)生板與板之間的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)而破壞屋面的咬合。

參考文獻(xiàn)：

[1]輕型板材設(shè)計(jì)手冊(cè)編輯委員會(huì).輕型板材設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2009.

[2]國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集06J925-1-3[S].壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造.