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直立锁扣式铝镁锰合金屋面施工工艺

直立锁扣式铝镁锰合金屋面施工工艺

江苏扬建集团有限公司项目管理一公司

[摘要]：扬州市国际展览中心（二期）工程建筑面积29198㎡，地下二层，地上二层。地下建筑功能为人防车库，地上建筑功能为综合性展览馆。为满足展览馆的功能要求，国展二期屋面采用铝镁锰合金屋面。铝镁锰屋面板由铝镁锰合金卷材连续轧制成型，可在现场生产加工，生产出符合要求的长度，无需纵向搭接，消除了屋面渗漏的隐患。具有优良的观感和优异的性能，安装简便快捷，不需穿孔，板面保持完整，有极佳防水性能。该系统采用现场机械加工，安装周期短。系统充分考虑荷载、位移、保温、隔音、防水以及美学等因素的合理设计，确保提供完善的系统性能。

[关键字]铝镁锰合金屋面构造性能施工

扬州市国际展览中心（二期）工程建筑面积29198㎡，地下二层，地上二层。地下建筑功能为人防车库，地上建筑功能为综合性展览馆。为满足展览馆的功能及建筑外观要求，国展二期屋面采用铝镁锰合金屋面。直立锁边铝镁锰合金金属屋面系统的核心构成，是基于直立锁边咬合设计的特殊板形的金属板块渠道整治工程施工组织设计.doc，这种设计主要针对大跨度自支承式密合安装体系。在屋面上看不见任何穿孔，因为支承的方式是隐藏在面板之下的。屋面板块的连接方式是采用其特有的铝合金固定支座，板块与板块的直立锁边咬合形成密合的连接，这种板块的咬合过程无须人力，完全由机械自动完成，而咬合边与支座形成的连接方式可解决因热胀冷缩所产生的板块应力，该优势反映在可制作纵向超长尺寸的板块而不因应力影响变形。

直立锁边铝镁锰合金金属屋面系统充分考虑荷载、位移、保温、隔音、防水以及美学等因素，确保提供完善的系统性能，通常适用于飞机场、体育场馆、会展中心、工业厂房等。其主要特点如下：

1）固定方式可满足温度变形的需要。直立锁边金属屋面板的固定点唯一，固定座也仅仅限制板在宽度方向上不移动，屋面板长度方向上可以自由伸缩，因而不产生温度应力。

2）抗风压性能好。屋面所承受的荷载，通过受力杆件全部传至金属屋面板系统上。由于其特殊的固定方式，避免了一般的螺钉固定系统在遭遇大风时，因反复受正负风压而在钉孔产生的应力集中。

3）防腐和耐久性好。金属屋面板一般均具有卓越的抗腐蚀性能。铝镁锰合金板具有质量轻、强度高，具有比普通铝合金更好的防腐和耐久性，特别是在酸性的环境下。经权威机构认证，在一般环境下，采用该材料制作的屋面板的使用寿命超过40年。

4）防水性能优异。直立锁边防水屋面板，从材料、固定方式上都具有很好的防水功能。

5）防火性能可靠。铝镁锰合金原色锤纹板的表面，已达A级标准，不起火、不蔓延。

7）灵活的压型技术和生产方式可覆盖各类球面及异型双曲面：通过现场测量，采用先进的压型技术，在现场压制、生产的扇形板，可使板面完整地覆盖整个表面。

8）具有坚固灵活的装饰板支撑系统。

扬州国际展览中心（二期）工程采用直立锁边防水屋面系统。直立锁边金属防水屋面系统是通过带肋的金属板互相咬合，从而达到防水目的的一种新型的、先进的屋面系统。金属屋面板可以是铝镁锰合金板，也可以是镀铝锌钢板。其主要结构形式是：首先将T型固定座（一般为铝合金材质）固定在主结构檩条上，再将屋面防水板扣在固定座的梅花头上，最后用电动锁边机将屋面板的搭接扣边咬合在一起。直立锁边系统属新兴的防水技术，具有固定方式先进、温度变形自由伸缩、抗风压性能好、耐腐蚀性好及灵活的现场生产方式等特点，保证了其致密防水的功能；并且由于板肋直立，排水截面比普通板大，更能保证屋面板在横向倾斜情况下的防水性能，因而是一种先进的屋面防水系统，防水性能优异。

扬州国际展览中心（二期）工程金属屋面约9000㎡，呈长方形布置。屋面系统包括压型底板、檩条、钢丝网、岩棉、SBS防水卷材、直立锁边铝镁锰合金屋面排水系统等。（见图1）

3.1屋面系统抗风设计

本系统采用的屋面系统在固定方式上与传统的板材施工有根本的不同，其采用高强铝合金固定座与檩条固定，再将屋面板卡在固定座的梅花头上，然后用电动锁边机将板肋锁在固定座上，这种固定方式不需穿透板面，因而屋面板没有任何损伤，当然也就不会产生应力集中的问题。

A.屋脊和山墙的特殊处理

分析以往受风力破坏的工程案例，我们发现屋脊和山墙的破坏最早发生于屋脊泛水板和山墙泛水板。这些泛水板受风载后被掀起，产生局部的破坏，从而降低整个屋面系统的抗风稳定性，最终出现整个屋面的全面崩坏。在这一过程中，风力所造成的最大破坏是开始于屋面系统中的最薄弱部分。针对这一情形，在设计中考虑将固定在Z型支撑件上的屋脊泛水板和山墙泛水板下折，从而有效的增强了该处的抗风性。

在檐口处将屋面板下折，同上理，通过改变受力方式最大程度地减低屋面板在檐口处被风力掀起而造成破坏的可能性。此外，在檐口密封条下方加装通长的滴水片，加强檐口部分的整体性，增强屋面板的整体挠度。

本工程所采用的铝镁锰合金金属面板具有防水可靠的性能。同时屋面板之间采用锁扣和暗扣连接方式无螺钉穿透屋面板，增强了屋面的整体防水性。

3.3屋面温度变形及适应结构变形的技术措施

由于本项目金属面积大，合金材质的线膨胀系数较大，屋面系统的自适应温差变形和结构变形的能力非常重要。

1）屋面直立缝金属板长方向位移：工程采用新型直立缝屋板系统，两片式移动卡件，屋面的热胀冷缩通过两片式固定座之间的相对滑动来实现，固定座与屋面板之间没有相对运动，从而有效保护屋面板不受任何损伤。

2）屋面板左右变形：在每张直立缝金属屋面板的板肋处约有3mm的空间，在金属屋面板来自左右变形应力时，板肋处可向内或向外进行调节。

3)屋面上下变形：直立缝金属屋面板在来自结构沉降时，也能提供良好的上下变形适应性能，独特的球形锁缝肋，提供相邻板间的上下位移也变得十分容易。

1）根据图纸，先放好檩条的安装位置线。用水准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。檩条支座安装完成后，对其标高进行复测，符合要求后再安装檩条。

2）檩托与主钢结构焊接，焊条型号应与主钢结构相匹配。施工过程中，要控制好檩条的标高。

1）压型底板为0.5mm厚镀锌穿孔板，宽900mm，肋高15mm，孔径3mm，穿孔率为23%。

2）底瓦安装时可直接在檩条下部固定，先在檩条上弹出底板安装边线。底瓦用自攻螺钉固定，自攻螺钉纵横向要在一条直线上，钉距均匀，自攻螺钉固定力度适中，不得出现歪斜。

3）底瓦不能承重，严禁在已安装的底瓦上堆放物料。施工时应注意安全防护，防止施工人员踩坏底瓦。施工时散落在底瓦上铁屑、废料要及时清理，以免腐蚀底瓦。

4.3铝镁锰合金屋面板固定座安装

1)固定座直接固定在檩条上，用拉线目测，复查每一列面板固定座是否在一条直线上。如发现有较大偏差，屋面板安装前一定要纠正，直至满足板材安装要求，否则会影响面板的自由伸缩。

2）将固定座面板对准其安装位置，然后打入一颗带有抗老化密封圈的自攻螺钉，同时安装下面的隔热垫。安装时自攻螺钉与电钻必须垂直于檩条上表面。一侧的自攻螺钉固定后，面板固定座位置会有偏移，重新校核其位置后，方可打入另一侧的自攻螺钉。

3）面板固定座的位置要保证在檩条重心的顶面，其数量决定着面板的抗风能力，固定座沿板长方向的间距不得大于1500mm。

4）面板固定座施工时要控制其水平位置、倾斜角度、平面角度及相对高差的偏差。

保温层必须铺设严密，接缝处采用搭接，防止形成冷桥。

根据图纸及选用原材的宽度布置好卷材铺设位置，弹出基准线，划出搭接位置线。从低处往高处铺设水平防水层，对于突出屋面部位均须铺设200mm宽的卷材作为附加增加条。

4.6铝镁锰合金屋面板安装

1）铝镁锰合金屋面板在现场制作。加工前，通过排版优化不同类型的板材组合加工，减少板材损耗。加工生产时先在电脑中输入板的长度，当加工到设计板长时，压板机会自动停止、切割。

2）根据铝镁锰合金面板的排版确定安装方向，一般按从一边到另一边顺序安装。铝镁锰金属板就位时先将小肋对准板端控制线。把屋面板小肋扣紧在固定好的固定座上，然后将另一块板大肋用力压入前一块板的小肋。

3）板必须在扣好后立即锁边，以复合受力，增加其承载力。锁边时应连续平整，不能出现扭曲和裂口。

1）不锈钢天沟主要依靠其下部的天沟支架承重。天沟安装时，要保证每段天沟都能与支架完全接触，使天沟支架受力均匀（如图2）。

T／CCIAT 0008-2019标准下载
图2不锈钢天沟构造节点

根据国家《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）第4.1.4条的规定，金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为闪接器，符合下列要求：

金属板之间采用搭接时，其搭接长度不应小于100mm；

金属板下面无易燃物品时，其厚度不应小于0.5mm；

金属板下面有易燃物品时，其厚度，钢板不应小于4mm，铜板不应小于5mm，铝板不应小于7mm；

现场实际施工中可以将屋面板作为接闪器，通过固定网格交叉点设置引下线，将电流引至柱顶预留接头处，形成避雷体系。屋面系统无需另设避雷带，从而使屋面整洁美观，并可节省一定投资。

作为大型的公共建筑《南通市地方税务局征管信息处理用房机房工程施工组织设计》，屋面材料的防火性能也非常重要，因为它关系到大众的人身安全和社会影响，所以不容许在消防方面出现任何不安全因素。在实际施工中所有采用的铝合金屋面板、底层板、镀锌钢檩条、玻璃纤维保温棉以及螺钉、铝合金配件等等，均为不燃材料，在出现火灾等意外情况时，屋面系统不会发生燃烧，也不会产生有毒气体，所以该屋面系统在防火方面是安全可靠的。

五、经济效益和社会效益

扬州国际展览中心（二期）工程铝镁锰屋面的应用，使二期展览馆更具现代化，使之成为扬州新城西区又一地标性建筑。另一方面，采用通常的铝镁锰金属屋面板材，减少搭接和自攻螺钉，减少了漏水的概率。施工中采用新技术、新工艺，使工程不仅取得了不错的经济效益，更取得了不俗的社会效益。