压型钢板屋面高低跨屋脊节点优化设计分析

孔 伟

（中铁建设集团有限公司，北京 100040）

压型钢板本身具有一定的强度、刚度和防腐性能，自身一般不存在漏水可能。因此，屋面压型钢板的连接是屋面围护系统中最为重要的环节，节点构造措施与节点接缝设计、安装、处理是造成压型钢板漏水的主要原因。

高低跨屋脊位置节点在钢结构屋面连接设计中有着其特殊性。①此位置节点是墙面板与层面板两种不同体系的板构件连接；②不同体系的板受环境影响伸缩的方向和伸缩量不同；③两种体系所要达到的建筑使用功能存在一定差异。

1 工程概况

某单层工业厂房，局部二层办公。建筑面积15 782.9 m2，长度为112.8 m，跨度为131.15 m，建筑高度1 8.1 5 m，耐火等级Ⅱ级，钢屋面防水等级Ⅱ级，彩板自防水，使用年限为15 年。

屋面排水为内天沟组织排水，天沟采用1.5 mm厚304 不锈钢材料制作。

屋面板外板采用YX51-380-760，厚度0.6 mm；墙面及雨棚板采用YX35-280-840，厚度0.5 mm；屋面墙面内衬板采用YX15-225-900，厚度0.5 mm；钢板镀层：冷轧钢板经连续热浸镀铝锌处理，其镀铝锌量为150 g/cm2（双面）。

厂房结构跨度方向为131.15 m，根据设计图纸要求，3 连主跨位置为生产车间，与生产车间东侧纵墙相接高低跨局域为配电房，配电房屋顶标高为6 m，单坡坡度为5%。建筑设计图纸中要求，此高低跨屋脊节点参照17J925-1《压型金属板建筑构造》图集中2-24 页屋1-1 山墙、高低跨或女儿墙中的节点13 施工。经与设计沟通，此节点可以在图集节点基础上进行优化，优化后的节点需报设计同意后方可进行工程施工。

2 压型钢板屋面高低跨屋脊构造图集中节点分析

2.1 17J925-1 第2-24 页节点13 构造详图与优化后节点详图比较

（1）17J925-1 图集中高低跨屋脊构造节点，详见图1。

图1 17J925-1 第2-24 页节点13 构造详图

（2）压型钢板屋面高低跨屋脊构造节点优化设计构造详图，详见图2。

图2 压型钢板屋面高低跨屋脊构造节点优化设计构造详图

2.2 17J925-1 第2-24 页节点13 分析

（1）高低跨屋脊节点构造优点。①高低跨屋脊节点泛水板造型简单，用普通设备就可在工地折弯成型，加工成本低，便于现场施工。②高低跨屋脊节点泛水板与屋面板连接部位设置了挡水板，对从墙面流入到屋面的雨水起到倒返水止水作用，降低了屋面渗漏水隐患。

（2）高低跨屋脊节点构造缺点。①高低跨屋脊节点泛水板造型单一，未考虑到外墙面和屋面两种体系受环境温度影响产生的热胀冷缩变形作用对泛水板造成的破坏。②外墙板、泛水板与墙面檩条连接采用自攻螺钉，三者间未采取有效防腐、防渗漏措施，构造层间存在很大渗漏和层间构造板锈蚀隐患，时间长了会造成整个外墙系统的破坏。③泛水板、屋面板、挡水板三者间采用拉铆钉进行连接，不同构造层间未采取有效防腐、防渗漏措施，构造层间存在很大渗漏和层间构造板锈蚀隐患，久而久之会造成整个屋面系统的整体破坏和失效。17J925-1 图集中高低跨屋脊构造节点，详见图1。

3 压型钢板屋面高低跨屋脊构造节点优化设计分析

通过以上对图集中压型钢板屋面高低跨屋脊节点构造优劣分析比较，以经济实用、满足结构在环境温差变化下自由伸缩、保证节点不渗漏、保证墙面系统和屋面系统设计使用寿命等为原则，在高低跨屋脊节点构造满足设计要求的结构安全性和使用功能的基础上，对此节点构造进行了优化。优化内容如下：改进了泛水板的造型、增加了泛水板转换件、改进了泛水板和墙面板的连接方式、改进了泛水板和屋面板的连接方式、改进了屋面板端部止水方式、增加了止水措施等。优化设计后压型钢板屋面高低跨屋脊节点构造见图2。

（1）改进了泛水板的造型。考虑到墙面系统和屋面系统在环境温度影响下产生的伸缩变形，故将泛水板造型增设了一道直角弯折。这样在外界温度变化时，泛水板在弯折部位可以自由伸缩，大大减少了伸缩拉伸力对泛水板与墙面和屋面连接节点处的破坏，更能保证墙面系统和屋面系统的使用功能和使用寿命。改进后的泛水板详见图3。

图3 改进泛水板详图

（2）增加了泛水板转换件。增加泛水板转换件目的是为了让泛水板不直接与屋面板进行连接，而是通过此转换件将泛水板和屋面板波峰处间接连接在一起。起到的效果是：①转换件在泛水板下方，泛水板可以有效把屋面板下雨水进行隔离。②泛水板与转换件侧面用防水拉铆钉（间距235 mm）进行固定，雨水不会倒流至屋面上。③因转换件在泛水板下方，这样就将转换件和屋面板与雨水进行有效隔离。转换件用结构钉固定在屋面板波峰处，并在转换件和屋面板间用柔性防水材料（胶泥）进行密封，增强防渗漏效果。④因转换件与屋面板是在无雨水的环境中进行连接，这样不用考虑雨水对层面板连接节点部位的锈蚀，保证了屋面板使用寿命。泛水板转换件详见图4。

图4 泛水板转换件详图

（3）改进了泛水板和墙面板的连接方式。墙面板、泛水板与墙面檩条连接部位通过增设塑料材质内堵头进行三者连接。安装时先将内堵头用结构钉与墙面檩条可靠连接在一起，然后将外墙板扣压在内堵头上。这样有效阻止了雨水通过连接节点处进入泛水板内，起到了很好的防渗漏效果。并且结构钉没有穿过墙面板，不会在连接位置对墙面板进行破坏，可不考虑雨水对节点位置锈蚀影响，保证了墙板使用寿命。泛水板与墙面连接节点详见图5。

图5 泛水板与墙面连接节点详图

（4）改进了屋面板端部止水方式。屋面板屋脊檐口端部在施工现场用手虎钳向上弯折50 mm。如果外界雨水较大时，飞溅到泛水板下屋面板上的少量雨水也不会流入厂房内，此做法起到很好的止水、截水效果。将在用手虎钳弯折屋面板时损坏的屋面板涂刷防腐涂料，避免屋面板被雨水锈蚀。屋面板端部弯折做法详见图6。

图6 屋面板端部弯折做法详图

4 结束语

通过对压型钢板屋面高低跨屋脊构造节点在图集基础上进行改进优化，经过本工业厂房安装使用实践证明，此改进优化后的节点能够有效解决节点处渗漏水技术难题，并大大减少了后期墙面系统和屋面系统维护维修成本，更能保证建筑的使用寿命。此节点的应用，也为以后类似工业厂房高低跨屋脊屋面在构造节点设计、工法施工、质量保证提供了宝贵经验。