可滑移金屬屋面在特定條件下的防水設計

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計

杜洪波
（巴特勒（天津）有限公司,天津300457）

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

關鍵詞：可滑移金屬屋面；屋面連接件；屋面360°咬合

1引言

在鋼結構建筑中屋面維護系統通常與檁條的連接方式常可分為直接螺釘緊固和連接件連接等方式。對于在連接件連接的方式中屋面板與連接件上的滑動金屬片以360°咬合后通過滑片在連接件上的滑動實現屋面板的滑動。為了保證屋面的整體性和防水特性當在特殊造型的建筑屋面中屋面的咬口節點要進行特殊處理。

2屋面板滑動的主要目的與計算依據

（1）金屬屋面板在使用過程中由于溫度差的作用會產生熱漲冷縮。在滑動屋面系統中屋面板的固定點一般位于檐口部位。其中屋面維護系統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特性的組合體。因為熱脹冷縮的原因鋼屋面在長度方向上會由于溫差而產生與檁條之間的位移差。通過連接件與屋面檁條連接就是為了釋放這種位移進而達到屋面板隨著溫度變化而在屋面自由伸縮。

（2）熱漲冷縮的計算依據：熱漲冷縮量

公式中:a—屋面板的線膨脹系數0.000012/C°；

ΔT—屋面板可能遇到的溫度差（C°）

l—屋面板的長度（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片360°咬合形成一體后可在連接件上形成可滑動狀態。在屋面板安裝時滑動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。360°咬邊屋面板低端固定在檐口檁條上作為固定端，在有伸縮要求時向屋脊或高端滑動如圖2示。僅考慮屋面板A之間的結合縫上任意測定點，因l均為相同數值則ΔL也會相同，說明屋面板會因溫差產生同步的伸縮。

圖2屋面圖標注的A&B咬合處的咬口則需特殊處理

因此結合金屬熱漲冷縮的公式可知在檐口固定點無論溫差有多大屋面板的伸縮長度都為0，隨著遠離檐口固定點的長度變長屋面板的伸縮量也在隨之變大，那么連接件的滑動行程就決定著屋面板連續鋪設的最大長度，超過這個長度后屋面的連接方式需要作出額外設計。??在圖1中屋面若為刀把型的屋面則需要根據情況特殊考慮咬合節點，如下描述。

在上圖中屋面板A&B均固定于檐口檁條處，在溫差發生時屋面會向高端滑動。因為屋面的伸縮長度公式為ΔL=a*ΔT*l其中ΔL是伸縮量（滑移量），a是金屬熱脹系數（固定值）ΔT是溫度差l是板的測定點原長度。根據上述公式可以得知當在A&B屋面板結合縫上的任一點對于左側的伸縮長度與同位置右側的伸縮長度不相同，雖然是相同一位置但是因為l的長度不同而引起伸縮長度不同。但是這一點對于A與B板來說是緊密咬合一起的咬口于是在這條結合縫上會產生內部應力。內部應力隨著溫度差的變化而變化，當A與B屋面板的長度差達到一定程度時極有可能對此處的咬合縫構成破壞進而損及金屬屋面咬口的防水性能。（A與B的長度容許差因為不同的屋面系統性能而不同，這里僅作原理上的分析）

4解決方案

對于由于因屋面為刀把型且超過容許長度差而引起的屋面咬口漏水現象發生時，從原理上講如果能夠將A板與B板在此處咬口取消同時又能保證在此拼接縫的滑動和保證屋面的防水特性即可以處理解決掉這一問題。為此而開發的特殊節點構造如下圖。

（1）屋面板沒有咬合：在此位置的連接件取消,換上2個角鋼分別負責2側的屋面板的固定，屋面在此位置則取消相應的咬口。

（2）2側屋面板分別可相對滑動：此處屋面板的滑動則依靠特制的滑動裝置分別與角鋼連接，因為2個角鋼并沒有固定在一起固2側屋面板可形成互不干涉的相對滑動。

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鋪設柔性防水面層，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裝上與板型配套的金屬蓋子。

5結論

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

（2）關注金屬屋面板由于溫度變化產生在連接部位的位移變化而產生的金屬破壞。



（3）對不同的屋面連接形式防水等級應該采用不同的解決方案。

（4）防止金屬屋面的咬合發生破壞對于防水特性相當重要預防屋面破壞的手段和方法有很多，那么當金屬屋面采用可滑移的形式時，如果遇到屋面板的長度不相同的情況，在咬合縫處應作特殊處理以避免產生板與板之間的內應力進而破壞屋面的咬合。

參考文獻：

[1]輕型板材設計手冊編輯委員會.輕型板材設計手冊[S].北京：中國建筑工業出版社,2009.

[2]國家建筑標準設計圖集06J925-1-3[S].壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構造.