輕鋼廠房的臺風損壞分析

盧文浩 何 灝 章光杰

(浙江大合檢測有限公司，浙江 杭州 311100)

0 引言

輕鋼結(jié)構(gòu)目前在我國應(yīng)用很廣，常用于工廠、倉儲等工業(yè)建筑中，輕鋼廠房通常采用檁條、墻梁、壓型鋼板組成圍護結(jié)構(gòu)，為建筑物擋雨、抗風和保溫。在南方沿海臺風登陸地區(qū)，風荷載較大，近年來輕鋼廠房在臺風中遭受大面積損壞的事例層出不窮，尤其是輕鋼廠房中的圍護結(jié)構(gòu)損壞嚴重。

1 實例調(diào)查

2013年10月7日凌晨1點15分“菲特”臺風在福建省福鼎市沙埕鎮(zhèn)沿海登陸，登陸時中心附近最大風力是14級。盡管沒有在溫州登陸，但對于溫州的影響卻絲毫沒有減弱。據(jù)了解，溫州蒼南縣平均降雨量150 mm，最高點達到236.5 mm，沿海15級～17級大風。

某輕鋼廠房位于溫州市蒼南縣龍港鎮(zhèn)。該廠房基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，上部為框排架結(jié)構(gòu)體系，樓面采用預(yù)制混凝土雙T板，屋面為鋼結(jié)構(gòu)屋蓋，H型鋼屋面梁，Z型鋼檁條，壓型鋼板雙坡屋面，屋面梁與鋼筋混凝土柱連接采用螺栓連接，屋面梁各段構(gòu)件間采用高強螺栓連接，屋面采用0.5 mm厚HV-470屋面板+100 mm玻璃保溫棉+鋁箔+鋼絲網(wǎng)，鋼結(jié)構(gòu)工程建筑面積約13 616 m2，于2011年開工，完工于2012年。該項目鋼結(jié)構(gòu)工程先由建筑規(guī)劃設(shè)計研究院設(shè)計，后由鋼結(jié)構(gòu)公司進行了優(yōu)化設(shè)計和施工。

在“菲特”臺風中，該工程主體結(jié)構(gòu)基本完好，但屋面受到嚴重損壞(見圖1，圖2)，壓型鋼板屋面被大范圍的掀起，廠房里生產(chǎn)線上的精密設(shè)備因淋雨受損，造成了很大的經(jīng)濟損失。

經(jīng)現(xiàn)場踏勘，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋平面布置、構(gòu)件截面尺寸基本與施工圖紙相符，鋼梁、系桿等構(gòu)件外觀質(zhì)量基本完好,未見明顯變形，主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量符合規(guī)范要求。

圍護結(jié)構(gòu)中檁條基本完好，但大部分壓型鋼板屋面被掀起，屋脊處部分斜拉條存在明顯變形，其中部分斜拉條存在銹蝕現(xiàn)象；未被臺風掀起的屋面板橫向搭接處360°咬合未按施工圖紙要求咬合到位；屋脊處彩鋼蓋板施工安裝與圖紙不符，未將蓋板固定到檁條上，屋面泛水板與山墻及出屋面防火墻連接處存在部分水泥釘未設(shè)置，部分水泥釘未釘牢情況；屋面板橫向搭接處設(shè)置的固定支架，與檁條連接采用自攻螺釘連接，自攻螺釘有的只設(shè)置了一顆，大部分設(shè)置了兩顆，固定支架在屋面板被臺風掀起后變形嚴重的情況普遍；檐口位置屋面板上采用了自攻螺釘與預(yù)埋角鋼及檁條的連接固定，但部分自攻螺釘與預(yù)埋角鋼連接處，屋面板上螺釘孔開的太大，自攻螺釘自身存在銹蝕，與預(yù)埋角鋼的連接松動；屋脊位置屋面板上采用了自攻螺釘與預(yù)埋角鋼及檁條的連接固定，屋面板被臺風掀起后，自攻螺釘處彩鋼板被撕裂。

2 屋面破壞原因

1)壓型鋼板的厚度。

屋面板采用的壓型鋼板，是鍍層鋼板經(jīng)輥壓冷彎，沿板寬方向形成連續(xù)波形截面的成型鋼板，按國家標準《建筑用壓型鋼板》要求，屋面壓型鋼板基板的公稱厚度不宜小于0.6 mm，設(shè)計人員缺乏工程經(jīng)驗或在追求低用鋼量或低造價的市場競爭下，往往不重視基板的厚度，此工程采用的是0.5 mm厚HV-470屋面板，厚度不符合國家標準要求。

2)壓型鋼板的連接方式。

屋面板采用的HV-470，橫向連接為咬合式，成型板縱向邊為可相互搭接的壓型邊，板與板自然搭接后，經(jīng)專用機具沿長度方向咬合360°并通過固定支架與檁條連接。現(xiàn)場情況表明，屋面板鎖邊質(zhì)量較差，咬合不均勻，咬合不完全，未能保證鎖邊嚴密、牢固，容易導(dǎo)致在風吸力作用下屋面板咬口張開、咬邊脫離被風吹走。固定支架未采用專用配套的產(chǎn)品，實際使用的是簡易柔性的替代品，且固定支架兩側(cè)應(yīng)有兩個自攻螺釘固定到檁條上，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有的固定支架只有一個自攻螺釘固定，強風作用下，這種簡易固定支架易變形，或被從檁條上脫開?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)局部區(qū)域有使用自攻螺釘將屋面板固定到檁條上的打釘式加強情況，但有的屋面板單獨被掀開，自攻螺釘仍留在檁條上，有的自攻螺釘連同屋面板一起被風掀開，前者是由于自攻螺釘直徑偏小或壓型鋼板強度不足，后者是由于自攻螺釘與檁條咬合力不足。另外，在檐溝、屋脊和山墻位置，屋面板的連接節(jié)點未按設(shè)計要求施工，采用簡易構(gòu)造，用自攻螺釘連接到檁條或山墻上，數(shù)量少，且大部分松動，各蓋板處均未設(shè)計泡沫堵頭。這些因素都降低了屋面板的防風能力。

3)設(shè)計基本風壓取值。

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，溫州地區(qū)設(shè)計基本風壓0.6 kN/m2，考慮分項系數(shù)1.4后換算風速為36.7 m/s，相當于接近12級的臺風，按規(guī)范設(shè)計僅能抵抗12級的臺風，而不能抵抗此次“菲特”強臺風，由于每個地區(qū)僅能以其中心城市設(shè)計風壓取值，蒼南縣靠近海邊，風壓較大，按溫州的設(shè)計風壓取值，存在不足之處。

3 結(jié)語

臺風地區(qū)輕鋼廠房的圍護系統(tǒng)應(yīng)注重設(shè)計參數(shù)選取的合理性、壓型鋼板選型的適用性，安裝質(zhì)量和施工工藝的質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)，加強技術(shù)管理、施工管理，提高整個建筑物的抗風能力，以實現(xiàn)防風減災(zāi)。

參考文獻：

[1] GB/T 12755—2008,建筑用壓型鋼板[S].

[2] GB 50009—2012,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[3] GB/T 50205—2001,鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[4] 魏潮文，弓曉蕓，陳有泉.輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)手冊[Z].2005.