拱形波纹钢屋盖是一种广泛应用于大跨度工业建筑的现代结构形式,采用彩涂钢板通过特殊成型机组制成,具有无梁无檩、空间开阔、施工速度快等特点。本文介绍湖北襄阳地区拱形屋顶工程的主要设计施工要求和质量验收标准。
设计依据与规范标准
拱形屋顶工程应遵循以下主要设计规范:
- 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)
- 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)
- 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
- 《薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)
- 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205-2001)
- 《钢结构焊接规范》(GB 50661-2011)
- 《拱形波纹钢屋盖结构技术规程》(CECS 167:2004)
- 《压型金属板设计施工规程》(YB/T 216-88)
荷载计算与设计指标
拱形屋顶设计应考虑以下主要荷载标准值:
- 屋面恒载:0.17 kN/m²
- 屋面活载:0.30 kN/m²
- 基本雪压:0.45 kN/m²(100年重现期)
- 基本风压:0.35 kN/m²(50年重现期)
抗震设防应根据当地地震烈度确定,一般采用构造性抗震措施,不计算地震作用效应。
材料选择与质量要求
拱形屋顶常用的彩涂板牌号包括TS250GD+Z、TS280GD+Z、TS300GD+Z、TS320GD+Z、TS350GD+Z等热镀锌彩涂板,以及相应的热镀铝锌牌号。本类工程采用TS280GD+Z板较为常见。
连接用自攻螺钉应符合以下标准:
- 《十字槽盘头自钻自攻钉》(GB/T 15856.1)
- 《十字槽沉头自钻自攻钉》(GB/T 15856.2)
- 《十字槽半沉头自钻自攻钉》(GB/T 15856.3)
- 《六角法兰面自钻自攻钉》(GB/T 15856.4)
拱形屋顶构造要点
拱形波纹钢屋盖的单元板宜采用矩形和梯形两种槽形截面。拱脚处连接应传力简捷、明确、安全可靠,便于防护和维修,通常采用焊接连接方式。
单元板间的连接构造应满足以下要求:
- 矩形槽单元板每端不少于2个连接件
- 梯形槽单元板每端不少于4个连接件
- 螺钉(螺栓)的间距不小于其直径的4倍
- 预埋钢板厚度不得小于10 mm,中心间距不大于900 mm
- 连接角钢厚度不小于4 mm
屋面开孔与通风采光
当屋盖因通风和采光需要开孔时,应遵循以下要求:
- 开孔宜分散布置在结构跨度中部的下翼缘处
- 跨度不大于24 m时,每条单元板上的开孔面积不应大于单元板表面积的5%
- 屋盖孔洞面积之和不宜大于建筑面积的3%
- 开孔面积较大时,应核算结构承载力并采取加强措施
制作与安装工艺
拱形屋顶的制作和安装应按以下步骤进行:
彩涂板贮存与防护
彩涂板贮存时应采取可靠的防水、防潮措施。在制作和安装过程中,应采取防护措施保持单元板表面彩色涂层完好。当出现局部划伤或小面积涂层脱落时,应采用同类修补涂料修补,颜色应与原涂层一致。
板材吊装与安装
彩涂板应采用专用吊具装卸,不得采用叉式升降机或钢丝绳直接装卸。测量工具应事先校准,用于检测弧型单元板曲率的拿尺刚度要充分,长度不宜小于2 m。
组合单元板安装
单元板之间应采用专门机械咬合锁缝,锁缝必须牢固平滑,不得出现局部缺陷。组合单元板的吊点数目应根据单元板刚度确定,吊点应沿跨中轴线对称布置。吊装前应清除单元板上的混沙和污垢,吊装后应在拱脚连接角钢上标明每组合单元板的位置。
安全与环保措施
拱板施工过程中的主要危险包括机械伤害、构件对人体的伤害、吊装和高空作业的风险。施工中使用的设备应由专人操作,严格按施工用电要求接线。操作人员应配齐个人防护用品,高空作业必须佩戴安全带和安全绳。风力超过4级时,不得进行拱板吊装作业。
施工过程中应制定环保管理制度,施工剩余的彩涂板边角料、临时支撑材料等应集中回收,不得随意弃置。移动拱板时应采取地面液轮等措施,减少噪声污染。
工程验收与维护管理
验收划分与程序
拱形波纹钢屋盖结构工程应属于建筑工程施工质量验收的"压型金属板"分项工程。验收前应完成以下阶段检查:
- 安装工程准备阶段:检验材料性能、支点直线度、跨度、标高、板材长度等
- 组合单元板安装阶段:检验安装质量、山墙板质量、锁缝质量等
- 竣工阶段:检验总体质量、涂层损伤情况、工程文件等
维护与管理
工程交付使用后,应根据屋盖所用钢材彩涂板的维护年限和支座使用条件制定维护制度。应定期对屋盖和支座进行检查和维修,维修和加固应在专业人员指导下进行。未经设计单位许可,不得改变拱形屋顶的原有荷载状况、建筑功能和环境条件。
常见问题
拱形屋顶的跨度范围是多少?
拱形波纹钢屋盖的跨度可达6~32 m,具体跨度应根据建筑需求和荷载条件进行设计。
如何保证拱形屋顶的防水性能?
拱形屋顶采用彩涂钢板机械锁边连接,自身具有良好的防水性。关键是做好屋脊、收边、开孔等细部处理,确保与基础的衔接防水。
拱形屋顶是否需要定期维护?
拱形屋顶应定期检查涂层状况和连接紧固件,及时修补涂层缺损,松动的螺钉应予以紧固。
小结
拱形波纹钢屋盖具有自重轻、跨度大、施工速度快、造价经济等优点,在湖北襄阳等地的工业厂房、仓库、体育场馆等建筑中广泛应用。江苏杰达钢结构工程有限公司在此类工程的设计和施工中积累了丰富经验,可为客户提供从方案设计到质量验收的全程技术服务。
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