钢结构470型屋面板抗风加固措施及施工要点分析

摘要：本文通过介绍V470型屋面板三次抗风揭试验及修复加固施工过程的注意事项，为后续470型屋面板加固施工提供理论依据。为沿海受台风影响较大区域提供施工参考，提高建筑物耐久性，保证金属屋面系统施工可靠。

关键词：抗风揭试验;加固;压条;铆钉;屋面板。

1 引言

随着江浙闽地区现代建筑的技术发展，沿海地区对于各类建筑物美观的要求越来越高。与此同时形式繁多的大跨、轻质、美观的金属板屋面应用也越发广泛。但是，在台风多发的沿海地带，屋面系统在实际应用过程中被风吹开的案例也越来越多，抗风揭问题越来越凸显。本文结合浙江宁波地区某工程的大跨钢结构屋面项目的加固处理经验，通过抗风揭试验的理论数据和现场实际经验进行总结，对屋面板抗风加固措施的实际施工控制要点进行分析，探讨并制定相应的保证措施，为后续同类型工程提供参考依据及数据支持。

2 抗风揭试验情况

2.1 抗风揭试验一

第一次抗风揭试验：试验采用V470型屋面板，180°咬边，未进行额外加固措施，即在高频檩条上依次铺设镀铝锌彩钢板和安装固定支座，固定支座间隔480mm;每个固定支座使用2个燕尾钉。安装情况见图1和图2。

试验过程如下：

①初始的压力等级为0.7kPa（15psf），气压上升速率为0.07kPa/s +0.05kPa/s （1.5psf /s±1psf/s）。在该压力下保持60s后，排出空气直至没有上升力作用于屋面。

②通过引入更多的空气，压力等级再次增加0.7kPa（15psf），按如上描述的速率进行。保持该压力等级60s后，排出空气直至没有上升力作用于屋面。

③接着如过程②所述重复进行直至样品破坏，不能达到或保持更高的压力等级，试验结束。

试验结果：在升至0.7kPa （15psf）压力过程中，达到0.4kPa（9psf）压力时，屋面板锁缝脱开，试验结束，脱开位置见图3。

2.2抗风揭试验二

第二次抗风揭试验：将高频檩条固定至试验架上;使用燕尾钉将固定支座固定至高频檩条上;铺设安装镀铝锌彩钢板;重复步骤至最后一片屋面板;使用手动锁边器将镀铝锌彩钢板锁边咬合;在每个固定支座处各安装一个铝合金抗风夹，安装情况见图4和图5。

试验过程如下：

①初始的压力等级为0.7kPa（15psf），气压上升速率为0.07kPa/s±0.05kPa/s（1.5psf/s±1psf/s）。在该压力下保持60s后，排出空气直至没有上升力作用于屋面。

②通过引入更多的空气，压力等级再次增加0.7kPa（15psf），按如上描述的速率进行。保持该压力等级60s 后，排出空气直至没有上升力作用于屋面。

③接着如过程②所述重复进行直至样品破坏，不能达到或保持更高的压力等级，试验结束。

试验结果：在0.7kPa（15psf）压力下保持7s后，屋面板锁缝脱开，试验结束。脱开位置见图6。

2.3抗風揭试验三

第三次抗风揭试验：方管檩条间隔150Omm固定至试验架上。

在方管檩条上依次铺设镀铝锌彩钢板和安装固定支座，固定支座间隔470mm;每个固定支座使用2个燕尾钉。沿檀条方向，在每块屋面板波谷处各使用1个V470金属屋面板铝合金压条和2个燕尾钉将屋面板固定至方管檩条上;在每个固定支座处，使用2个拉铆钉加固锁缝，在相邻的两个固定支座之间的屋面板锁缝上，每隔50Omm使用1个拉铆钉加固锁缝;在每个固定支座处，各使用1个铝合金加强夹加固屋面，安装情况见图7和图8。

试验过程如下：

①初始的压力等级为0.7kPa （ 15psf），气压上升速率为0.07kPa/s±0.05kPa/s （1.5psf/s±1psf/s）。在该压力下保持60s后，排出空气直至没有上升力作用于屋面。

②通过引入更多的空气，压力等级再次增加0.7kPa（15psf），按如上描述的速率进行。保持该压力等级60s 后，排出空气直至没有上升力作用于屋面。

③接着如过程2所述重复进行直至样品破坏，不能达到或保持更高的压力等级，或依据测试人员的判断，认为试验结束。

试验结果：

在5.7kPa（120psf）压力下保持60s 后，无任何部件产生永久变形，无任何部件脱离和破坏，试验结束。抗风揭性能试验结果达到5.7kPa （120psf）等级。

三次抗风揭试验，第一、二次为破坏性试验，风荷载分别为0.40kPa和0.70kPa，第三次为非破坏性试验，风荷载为5.7kPa。按《建筑结构荷载规范》换算基本风压，檐口区域基本风压分别为0.10kPa、0.17kPa和1.40kPa，对应基本风速分别为12.65m/s、16.50m/s、47.33m/s，对应台风等级分别为6级、8级、15级。

3 屋面板加固施工工艺及质量控制要点

3.1 屋面板安装的流程

总体工艺流程：放线→屋面板就位→咬边→铆钉紧密加固→抗风夹安装→防水贴安装→压条安装→板边修剪→自钻螺丝、铆钉打胶→清理杂物。

（1）锁边

屋面板位置调整好后，用专用电动锁边机进行锁边。要求锁咬的边连续、平整，不能出现扭曲和裂口，180度咬合。

在锁边机锁合爬行的过程中，其前方1m范围内必须用力卡紧使搭接边接合紧密，这也是机械锁边的质量关键所在。

当天就位的屋面板必须完成锁边，以免来风时板块被吹坏或刮走。

（2）铆钉加固

采用抽芯铆钉（5×16）进行紧密加固，在屋面板波峰与次檩条交接处增加一处（两颗抽芯铆钉）固定;同时在次檩条之间波峰处，每500mm间距增加一处（一颗抽芯铆钉）固定。铆钉安装后采用耐候结构胶封死，安装位置如图10所示：

（3）抗风夹安装

抗风夹采用V470边抗风夹具（铝合金抗风夹，6063-T5AA10），相邻两块屋面板固定连接时，通过卡扣包裹扣合其中一块屋面板的小锁扣，后再被另一块屋面板的大锁扣包裹扣合并锁边，最后通过抗风夹具上的不锈钢螺栓锁紧固定。夹具沿次檩条方向以镀锌支座位置的双铆钉为基准点，进行S型布置，即交叉分布在铆钉的左右两侧。

（4）压条安装及相应防水措施

安装压条前应先清理一遍屋面，确保清洁无杂物后进行安装，压条采用V470型屋面板铝合金压条（3mm×30mm），压条流水槽适当增加高度，保证水流畅通不积水，压条沿次檩条方向布置加固，间距1.5m，采用燕尾自钻螺丝（SM-35）加固，安装压条前首先使用纳米双面防水胶带粘贴在固定位置，防水胶带成块状粘贴（50*50），不宜通长布置，避免造成长时间积水导致锈蚀情況出现。螺丝加固后，再于连接处涂抹耐候结构胶封死。

3.2 质量控制要点

（1）防水

由于抽芯铆钉及固定压条的自钻螺丝均需在屋面板上钻孔，因此将会出现大量渗水点，防水打胶施工时应有专人旁站，同时施工人员应沿波峰方向进行打胶，防止出现混打、漏打。防水打胶没完成一跨均应派专人进行检查，同时可以利用雨天进行渗漏检测，做好记录进行修复。

屋面压条的流水槽应与生产厂家沟通进行调整定制，增大流水槽高度，因为屋面杂物或者积尘将会不同程度堵塞流水槽，造成压条处积水，长时间侵蚀下可能导致锈蚀等问题。

（2）压条固定

燕尾自钻螺丝与檩条固定连接，安装前应确定檩条走向并弹好墨线，避免工人因操作不当，增加不必要的钻孔，包装压条与屋面板及檩条固定紧密牢固。

（3）铆钉施工

抽芯铆钉施工过程中，需要保证铆钉的角度，即钻孔角度。角度不同将导致铆钉无法将咬合处四层板全部固定，因此需要钻孔作业人员及打铆作业人员配合紧密。同时可以适当增加铆钉型号，本次介绍的工程采用5*16的抽芯铆钉，可以适当增加，调整为5*20或5*25的规格，增加容错率，保证铆钉的有效加固。

4 分析及结论

（1）抗风揭试验一证实V470型屋面板采用180°咬合锁边，不适用于沿海多台风地区，抗风等级仅为6级;抗风揭试验二和试验三证实单独采用抗风夹加固，不能有效增加屋面板抗风性能，锁缝位置不能得到有效固定，采用压条、铆钉与抗风夹相结合方式进行综合加固能够有效的提高470型屋面板的抗风性能，多台风区域470型屋面可采用此方法进行有效加固，可有效抵抗14级台风吹袭。

（2）屋面修复加固施工中屋面防水是施工中的控制要点，通过增加铝合金压条的流水槽高度以及对防水耐候胶施工方向进行规划并旁站监督，能有效保证防水施工质量，避免解决抗风性能问题的同时又增加渗漏水问题，提高屋面耐久性，保证屋面系统施工可靠。

作者简介：

沈嘉乐，男，1993-10;安徽亳州，助理工程师，民航机场建设工程有限公司，道路桥梁与渡河工程。