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

輕鋼結構目前在我國應用很廣，常用于工廠、倉儲等工業建筑中，輕鋼廠房通常采用檁條、墻梁、壓型鋼板組成圍護結構，為建筑物擋雨、抗風和保溫。在南方沿海臺風登陸地區，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構損壞嚴重。

1 實例調查

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。該廠房基礎形式為樁基礎，上部為框排架結構體系，樓面采用預制混凝土雙T板，屋面為鋼結構屋蓋，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，鋼結構工程建筑面積約13 616 m2，于2011年開工，完工于2012年。該項目鋼結構工程先由建筑規劃設計研究院設計，后由鋼結構公司進行了優化設計和施工。

在“菲特”臺風中，該工程主體結構基本完好，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，廠房里生產線上的精密設備因淋雨受損，造成了很大的經濟損失。

經現場踏勘，鋼結構屋蓋平面布置、構件截面尺寸基本與施工圖紙相符，鋼梁、系桿等構件外觀質量基本完好,未見明顯變形，主體結構施工質量符合規范要求。

圍護結構中檁條基本完好，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置，部分水泥釘未釘牢情況；屋面板橫向搭接處設置的固定支架，與檁條連接采用自攻螺釘連接，自攻螺釘有的只設置了一顆，大部分設置了兩顆，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埋角鋼及檁條的連接固定，但部分自攻螺釘與預埋角鋼連接處，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，是鍍層鋼板經輥壓冷彎，沿板寬方向形成連續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，設計人員缺乏工程經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。現場情況表明，屋面板鎖邊質量較差，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品，實際使用的是簡易柔性的替代品，且固定支架兩側應有兩個自攻螺釘固定到檁條上，現場發現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。現場發現局部區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，屋面板的連接節點未按設計要求施工，采用簡易構造，用自攻螺釘連接到檁條或山墻上，數量少，且大部分松動，各蓋板處均未設計泡沫堵頭。這些因素都降低了屋面板的防風能力。

3)設計基本風壓取值。

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

3 結語

臺風地區輕鋼廠房的圍護系統應注重設計參數選取的合理性、壓型鋼板選型的適用性，安裝質量和施工工藝的質量控制等環節，加強技術管理、施工管理，提高整個建筑物的抗風能力，以實現防風減災。

參考文獻：

[1] GB/T 12755—2008,建筑用壓型鋼板[S].

[2] GB 50009—2012,建筑結構荷載規范[S].

[3] GB/T 50205—2001,鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

[4] 魏潮文，弓曉蕓，陳有泉.輕型房屋鋼結構應用技術手冊[Z].2005.