壓型鋼板屋面高低跨屋脊節點優化設計分析

孔 偉

（中鐵建設集團有限公司，北京 100040）

壓型鋼板本身具有一定的強度、剛度和防腐性能，自身一般不存在漏水可能。因此，屋面壓型鋼板的連接是屋面圍護系統中最為重要的環節，節點構造措施與節點接縫設計、安裝、處理是造成壓型鋼板漏水的主要原因。

高低跨屋脊位置節點在鋼結構屋面連接設計中有著其特殊性。①此位置節點是墻面板與層面板兩種不同體系的板構件連接；②不同體系的板受環境影響伸縮的方向和伸縮量不同；③兩種體系所要達到的建筑使用功能存在一定差異。

1 工程概況

某單層工業廠房，局部二層辦公。建筑面積15 782.9 m2，長度為112.8 m，跨度為131.15 m，建筑高度1 8.1 5 m，耐火等級Ⅱ級，鋼屋面防水等級Ⅱ級，彩板自防水，使用年限為15 年。

屋面排水為內天溝組織排水，天溝采用1.5 mm厚304 不銹鋼材料制作。

屋面板外板采用YX51-380-760，厚度0.6 mm；墻面及雨棚板采用YX35-280-840，厚度0.5 mm；屋面墻面內襯板采用YX15-225-900，厚度0.5 mm；鋼板鍍層：冷軋鋼板經連續熱浸鍍鋁鋅處理，其鍍鋁鋅量為150 g/cm2（雙面）。

廠房結構跨度方向為131.15 m，根據設計圖紙要求，3 連主跨位置為生產車間，與生產車間東側縱墻相接高低跨局域為配電房，配電房屋頂標高為6 m，單坡坡度為5%。建筑設計圖紙中要求，此高低跨屋脊節點參照17J925-1《壓型金屬板建筑構造》圖集中2-24 頁屋1-1 山墻、高低跨或女兒墻中的節點13 施工。經與設計溝通，此節點可以在圖集節點基礎上進行優化，優化后的節點需報設計同意后方可進行工程施工。

2 壓型鋼板屋面高低跨屋脊構造圖集中節點分析

2.1 17J925-1 第2-24 頁節點13 構造詳圖與優化后節點詳圖比較

（1）17J925-1 圖集中高低跨屋脊構造節點，詳見圖1。

圖1 17J925-1 第2-24 頁節點13 構造詳圖

（2）壓型鋼板屋面高低跨屋脊構造節點優化設計構造詳圖，詳見圖2。

圖2 壓型鋼板屋面高低跨屋脊構造節點優化設計構造詳圖

2.2 17J925-1 第2-24 頁節點13 分析

（1）高低跨屋脊節點構造優點。①高低跨屋脊節點泛水板造型簡單，用普通設備就可在工地折彎成型，加工成本低，便于現場施工。②高低跨屋脊節點泛水板與屋面板連接部位設置了擋水板，對從墻面流入到屋面的雨水起到倒返水止水作用，降低了屋面滲漏水隱患。

（2）高低跨屋脊節點構造缺點。①高低跨屋脊節點泛水板造型單一，未考慮到外墻面和屋面兩種體系受環境溫度影響產生的熱脹冷縮變形作用對泛水板造成的破壞。②外墻板、泛水板與墻面檁條連接采用自攻螺釘，三者間未采取有效防腐、防滲漏措施，構造層間存在很大滲漏和層間構造板銹蝕隱患，時間長了會造成整個外墻系統的破壞。③泛水板、屋面板、擋水板三者間采用拉鉚釘進行連接，不同構造層間未采取有效防腐、防滲漏措施，構造層間存在很大滲漏和層間構造板銹蝕隱患，久而久之會造成整個屋面系統的整體破壞和失效。17J925-1 圖集中高低跨屋脊構造節點，詳見圖1。

3 壓型鋼板屋面高低跨屋脊構造節點優化設計分析

通過以上對圖集中壓型鋼板屋面高低跨屋脊節點構造優劣分析比較，以經濟實用、滿足結構在環境溫差變化下自由伸縮、保證節點不滲漏、保證墻面系統和屋面系統設計使用壽命等為原則，在高低跨屋脊節點構造滿足設計要求的結構安全性和使用功能的基礎上，對此節點構造進行了優化。優化內容如下：改進了泛水板的造型、增加了泛水板轉換件、改進了泛水板和墻面板的連接方式、改進了泛水板和屋面板的連接方式、改進了屋面板端部止水方式、增加了止水措施等。優化設計后壓型鋼板屋面高低跨屋脊節點構造見圖2。

（1）改進了泛水板的造型。考慮到墻面系統和屋面系統在環境溫度影響下產生的伸縮變形，故將泛水板造型增設了一道直角彎折。這樣在外界溫度變化時，泛水板在彎折部位可以自由伸縮，大大減少了伸縮拉伸力對泛水板與墻面和屋面連接節點處的破壞，更能保證墻面系統和屋面系統的使用功能和使用壽命。改進后的泛水板詳見圖3。

圖3 改進泛水板詳圖

（2）增加了泛水板轉換件。增加泛水板轉換件目的是為了讓泛水板不直接與屋面板進行連接，而是通過此轉換件將泛水板和屋面板波峰處間接連接在一起。起到的效果是：①轉換件在泛水板下方，泛水板可以有效把屋面板下雨水進行隔離。②泛水板與轉換件側面用防水拉鉚釘（間距235 mm）進行固定，雨水不會倒流至屋面上。③因轉換件在泛水板下方，這樣就將轉換件和屋面板與雨水進行有效隔離。轉換件用結構釘固定在屋面板波峰處，并在轉換件和屋面板間用柔性防水材料（膠泥）進行密封，增強防滲漏效果。④因轉換件與屋面板是在無雨水的環境中進行連接，這樣不用考慮雨水對層面板連接節點部位的銹蝕，保證了屋面板使用壽命。泛水板轉換件詳見圖4。

圖4 泛水板轉換件詳圖

（3）改進了泛水板和墻面板的連接方式。墻面板、泛水板與墻面檁條連接部位通過增設塑料材質內堵頭進行三者連接。安裝時先將內堵頭用結構釘與墻面檁條可靠連接在一起，然后將外墻板扣壓在內堵頭上。這樣有效阻止了雨水通過連接節點處進入泛水板內，起到了很好的防滲漏效果。并且結構釘沒有穿過墻面板，不會在連接位置對墻面板進行破壞，可不考慮雨水對節點位置銹蝕影響，保證了墻板使用壽命。泛水板與墻面連接節點詳見圖5。

圖5 泛水板與墻面連接節點詳圖

（4）改進了屋面板端部止水方式。屋面板屋脊檐口端部在施工現場用手虎鉗向上彎折50 mm。如果外界雨水較大時，飛濺到泛水板下屋面板上的少量雨水也不會流入廠房內，此做法起到很好的止水、截水效果。將在用手虎鉗彎折屋面板時損壞的屋面板涂刷防腐涂料，避免屋面板被雨水銹蝕。屋面板端部彎折做法詳見圖6。

圖6 屋面板端部彎折做法詳圖

4 結束語

通過對壓型鋼板屋面高低跨屋脊構造節點在圖集基礎上進行改進優化，經過本工業廠房安裝使用實踐證明，此改進優化后的節點能夠有效解決節點處滲漏水技術難題，并大大減少了后期墻面系統和屋面系統維護維修成本，更能保證建筑的使用壽命。此節點的應用，也為以后類似工業廠房高低跨屋脊屋面在構造節點設計、工法施工、質量保證提供了寶貴經驗。