工業廠房裝配式屋面技術研究與設計應用

成禹

合肥工大建設監理有限責任公司 安徽合肥 230001

1 工程概述

該工業廠房主要結構形式為鋼結構柱、鋼結構屋面梁、鋼吊車梁。廠房跨度18m×2跨，柱間距7.5m，檐口高度11.5m，14.2m；總建筑面積達1.5萬m2。

2 主要設計技術方案分析

2.1 裝配式鋼桁架輕型屋面板技術方案

該加工廠房屋面結構采用裝配式鋼桁架輕型屋面板的技術方案。鋼桁架輕型板是隨著國家大力發展裝配式建筑的新型建筑材料構配件，是解決大型鋼結構廠房或排架廠房屋面材料的新興技術，摒棄了傳統混凝土現澆板造價高、重量大的缺點，克服了混凝土槽形板或屋面板自身重量大、耐久性差等問題，能實現輕質、結構耐久性強、使用壽命長久、環保節能的目標。在結構設計上，還能解決安裝節點處理的技術難題，由于輕質、強度高能有效解決抗震問題。由于采用鋼骨架和無機材料復合制作，板材本身輕質化，承載力性能、防火性能非常優異，隔熱性能、防水抗滲性能卓越，同時復合性能具備最大程度發揮隔聲、隔熱節能、泄爆、抗風壓的優勢；安裝節點處理方便、設計簡潔明了，所以實現了屋面板與不同主體結構之間快速、牢固的安裝連接。按照產品使用部位不同，板材一般分為屋面輕型板（各種跨度）、樓承板、棧橋板、網架板、內外墻板等產品系列，按照特殊功能性一般分為泄爆板、防火墻板、高強度隔聲板等。同時滿足廠房屋面承重要求與實現經濟合理性，滿足大柱距跨度要求，降低廠房鋼結構的重量、取消C形鋼檁條，工廠化加工，裝配式施工，施工工序簡單可控，施工速度快[1]。①突出實現建筑結構可靠性、結構的安全性和耐久性。同時在實現輕質和多功能需求，實用性強。②屋面板適用于軌道交通、工業廠房、倉儲物流、大型公共建筑、體育場館等建筑的屋面，能與各種結構形式完美連接配套，適用性廣泛。

2.2 技術特點

①產品結構。鋼桁架輕型板由輕型桁架、高強度鋼絲網、專有技術的輕質芯材、專有技術的防水耐磨抗沖擊面層等組成，采用定制成型工藝澆筑而成。主要受力骨架為根據荷載和跨度等設計的小型鋼鋼桁架，能有效傳遞水平荷載，可根據柱距、跨度等進行調整；無機芯材和各種專有功能的復合層按照合理工藝組合，確保各項性能指標和使用功能。②結構特點。鋼桁架輕型板骨架受力體系設計非常合理，板塊、連接節點設計合理，有規范圖集標準，形狀、尺寸可定制，根據建筑空間、建筑布局進、施工圖行分解設計，確定板型尺寸；板材芯材可實現鋸、釘、鉆、切割。適用于各類工業廠房，各類公共建筑等，與各種結構類型、跨度類型的建筑配套使用[2]。③環境適用性。鋼桁架輕型板具有輕質高強、保溫隔熱、高溫防結露特性、耐腐蝕耐久性、耐水防潮等特性。如100mm厚保溫性能超過570mm厚磚墻，導熱系數低，整板傳熱系數0.1～0.55W/（m·K），適用于南北方所有建筑環境。④施工安裝優勢。鋼桁架輕型板安裝簡單方便，屋面和樓面部位采用吊裝焊接法，墻板采用節點拼裝焊接法，然后處理板縫即可，節約大體量腳手架工程、鋼筋模板工程施工周期，屋面和樓板施工工期是現澆結構的1/10，墻面板施工工期是磚墻的1/6。⑤功能性良好。鋼桁架輕型板一般普通板材的隔聲能力達45dB，耐火極限不小于2.5h；具有自防水功能和防潮性，同時還能實現附加找平層及防水層等，形成多道復合防水體系，加強防水性能；檢測抗凍融循環25次以上。⑥重量輕、抗震性能好。連接性能優異、整體重量輕，抗震性能優良，有效傳遞水平力。墻板和屋面板重量是現在普通磚的25%以下，與混凝土相比更輕，能解決結構構件截面大、重量高的問題。適合于任何類型的建筑結構。框架式連接具有良好的抗震性能和質量輕的特點，能滿足8度抗震設防，避免地震造成的次生傷害[3]。⑦外觀美觀性。由于板材采用工廠化制作，并進行表面處理，外形規矩、表面平整高，所以表面可裝飾性強，縫隙處理技術配套性好，能實現表面鑲貼、涂刷等外觀裝飾施工。⑧降低工程投資。上部荷載小，無需大體量腳手架工程和鋼筋、模板工程，實現大幅度降低基礎、結構主體投資目標，如墻面板相比粘土磚、加氣混凝土砌塊等降低工程總價的20%以上。施工快速，周期短[4]。

2.3 鋼桁架輕型屋面板技術規格

厚度一般為100～350mm，可根據承載要求和功能參數等調整。外形尺寸實現定制化目標，可以做到單板跨度最大12m。

2.4 安裝施工要點

安裝簡捷，現場施工環節少，單班安裝可達2000m2/d。就位：按設計要求將板吊裝就位后與屋架或網架支托焊接固定。嵌縫：采用保溫砂漿灌縫后，用BAS復合抗滲耐磨涂層封閉。防水：按設計要求可在板面直接鋪貼防水卷材。

3 結語

本文著重對廠房結構的屋面類型、屋面坡度和南北兩跨高差等設計技術要素進行了研究和討論。裝配式建筑技術是建筑科技發展前沿技術，國家大力推廣和技術革新，必須進行技術攻關和掌握，創造性的解決疑難技術問題。滿足生產工藝需求，實現屋面結構安全性和耐久性；降低一次性建設投資，降低使用維護維修費用。