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金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)應(yīng)用的對(duì)比

雖然即將是春節(jié)了，但杰達(dá)鋼構(gòu)目前接到了咨詢熱線也很多，很多人想要做無梁拱形屋頂，比如說江西豐城袁渡鎮(zhèn)的周主任，一直聯(lián)系杰達(dá)鋼構(gòu)去施工菜市場(chǎng)的工地，

領(lǐng)導(dǎo)這樣問杰達(dá)鋼構(gòu)的施工員畢占營先生，我們使用無梁拱形屋面比傳統(tǒng)結(jié)束結(jié)構(gòu)的屋面工程有哪些優(yōu)勢(shì)。

杰達(dá)鋼構(gòu)的畢占營先生給大家講一下我們金屬拱形屋面系統(tǒng)與普通屋面在應(yīng)用上的幾個(gè)區(qū)別。

1、定義及基本特點(diǎn)
金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)是指采用金屬板材作為屋蓋材料，結(jié)合結(jié)構(gòu)支撐、防水、保溫等功能層為一體的屋蓋形式。根據(jù)《采光頂與金屬無梁拱形屋面技術(shù)規(guī)程(JGJ255-2012)》定義：金屬無梁拱形屋面是由金屬面板與支撐體系組成，不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用且與水平方向夾角小于75°的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。其主要的面材材質(zhì)有：鋼板、鋁板、鋁合金板以及銅板、不銹鋼板等。
金屬無梁拱形屋面的基本特點(diǎn)可以概括如下：
a、功能性強(qiáng)。
在建筑功能性要求的前提下，能夠較好的實(shí)現(xiàn)排水、保溫隔熱、透氣、隔音等所有要求。
b、結(jié)構(gòu)輕巧簡(jiǎn)潔。
現(xiàn)對(duì)于混凝土無梁拱形屋面體系，金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)具有構(gòu)造層薄、支撐結(jié)構(gòu)輕巧、跨度大，并能夠適應(yīng)復(fù)雜的建筑造型。
c、施工靈活、安裝周期短。
在施工中，金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)基本能夠達(dá)到全裝配式安裝方法，絕大部分工作都能夠在工廠或現(xiàn)場(chǎng)的加工車間完成。現(xiàn)場(chǎng)施工受季節(jié)及天氣影響較小。相對(duì)于傳統(tǒng)屋蓋，安裝效率極高，能夠較大的縮短安裝周期。
d、經(jīng)濟(jì)性較好。
在于傳統(tǒng)屋蓋對(duì)比時(shí)，在大跨度及復(fù)雜無梁拱形屋面形式上，具有明顯的經(jīng)濟(jì)性。
2、金屬無梁拱形屋面板分類及其基本構(gòu)造
目前，工程中通常根據(jù)金屬無梁拱形屋面板的固定方式，將各種金屬無梁拱形屋面進(jìn)行了區(qū)別和分類。現(xiàn)在工程中常用的幾種基本做法如下：
2.1穿釘式金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)
此種無梁拱形屋面系統(tǒng)在應(yīng)用較早也相對(duì)普遍。本系統(tǒng)無梁拱形屋面板材靠螺釘固定在支撐龍骨上。連接螺釘直接穿透無梁拱形屋面板。為了防止穿透點(diǎn)滲漏，連接螺釘一般配有特制的壓緊墊片和防水墊圈，也有用帶膠墊的封閉型抽芯鉚釘固定面板的做法。基本節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖，如圖2.1.1：

圖2.1.1穿定式金屬無梁拱形屋面的基本節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
2.2暗扣式金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)
此種無梁拱形屋面系統(tǒng)很早出現(xiàn)在澳洲，所以也叫澳式暗扣板。特定的板型配有對(duì)應(yīng)的安裝支架。安裝時(shí)，首先將安裝支架固定于支撐龍骨或基材上，無梁拱形屋面板與無梁拱形屋面板、無梁拱形屋面板與支架采用暗扣卡接固定。基本節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖，如圖2.2.1：

圖2.2.1暗扣式金屬無梁拱形屋面的基本節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
2.3直立咬合邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)
此種無梁拱形屋面系統(tǒng)通常上也稱矮立邊直立鎖邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)，本文為了區(qū)分，稱之為直立咬合邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)。其按咬合程度分為單鎖邊和雙鎖邊兩種形式。無梁拱形屋面板采用機(jī)械加工成型。安裝時(shí)，首先將專用扣件固定在支撐龍骨上，相鄰無梁拱形屋面板及連接扣件相互咬合，然后通過機(jī)械或手工的方式進(jìn)行鎖死、定型、固定。基本構(gòu)造及節(jié)點(diǎn)如圖2.3.1、2.3.2：

圖2.3.1直立咬合邊金屬無梁拱形屋面的基本構(gòu)造

圖2.3.2直立咬合邊金屬無梁拱形屋面的基本構(gòu)造
2.4直立鎖邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)
此種無梁拱形屋面系統(tǒng)通常被稱作高立邊直立鎖邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)，也叫直立鎖縫lok板。金屬面板通過機(jī)械輥壓形成雙邊行成公母扣。安裝時(shí)，首先將專用鋁合金T型碼與支撐龍骨連接。然后將無梁拱形屋面板及T型碼相互咬合，很后通過機(jī)械或手工的方式進(jìn)行鎖緊、定型。
基本節(jié)點(diǎn)及構(gòu)造如圖2.4.1,2.4.2：

圖2.4.1直立鎖邊金屬無梁拱形屋面的基本構(gòu)造

圖2.4.2直立鎖邊金屬無梁拱形屋面的基本節(jié)點(diǎn)
2.5平鎖扣板金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)
此種金屬板塊一般通過機(jī)械沖壓或手工裁剪成型。安裝時(shí)首先將專用鎖扣件固定在基材上，然后板塊的四周通過折邊與鎖扣件相互咬合成型固定。基本構(gòu)造節(jié)點(diǎn)如圖2.5.1：
幾種常用金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)應(yīng)用的對(duì)比與淺析_7
圖2.5.1平鎖扣板金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)基本節(jié)點(diǎn)
3、各種金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)的對(duì)比分析
3.1主要材料對(duì)比分析
各種金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)主要材料如下表：
幾種常用金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)應(yīng)用的對(duì)比與淺析_8
通過上述表格結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)：
a、主要金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)面材均采用金屬薄板，受機(jī)械加工影響及材料物理性能制約，厚度大多在1.0mm以下，所以在進(jìn)行面材選擇時(shí)，材料本身的防腐性能就成為首先的考慮指標(biāo)。
b、無梁拱形屋面的保溫材料除了要求保溫性能外，必須考慮材料的防火性能。所以當(dāng)前無梁拱形屋面的主要保溫材料是巖棉、玻璃絲綿，同時(shí)一些新材料保溫材料也逐漸被應(yīng)用，比如發(fā)泡玻璃等。
c、主要的配件種類和數(shù)量區(qū)別不大，相對(duì)來說，矮立邊直立鎖邊無梁拱形屋面，配件較少。
3.2板型對(duì)比分析
各種金屬無梁拱形屋面板主要規(guī)格參數(shù)如下表：
通過上述表格結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)：
金屬無梁拱形屋面面材都是采用卷材原材加工，理論上，面板長(zhǎng)度可以無限長(zhǎng)。但是收到運(yùn)輸條件、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、安裝工藝、氣候條件等因素影響，實(shí)際工程中很大板長(zhǎng)并不一致。無可否認(rèn)的是，板接縫越多，無梁拱形屋面系統(tǒng)產(chǎn)生滲漏的風(fēng)險(xiǎn)越大。而板型越多，其適應(yīng)性就越強(qiáng)。
圖3.2.1彎弧直立鎖邊無梁拱形屋面板材
3.3功能性對(duì)比分析
各種金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)基本功能性對(duì)比如下表：
通過上述表格結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)：
a、對(duì)于防雨性能：暗扣式、矮立邊、高立邊金屬無梁拱形屋面均具有很好的防雨性能，其系統(tǒng)本身具有接近100%的防雨性。工程中的滲漏多出現(xiàn)在屋脊、山墻、檐口等地方的做法處理不當(dāng)或無梁拱形屋面板損壞破壞。
b、對(duì)于抗風(fēng)掀性能除了本身系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能外，高立邊直立鎖邊無梁拱形屋面系統(tǒng)受人為因素影響較大。相對(duì)于其他幾種無梁拱形屋面形式，其咬合定型到位的檢查相對(duì)困難，特別是在采用人工鎖緊的時(shí)候。建議采用防風(fēng)夾等保護(hù)機(jī)構(gòu)。
c、暗扣式、矮立邊、高立邊金屬無梁拱形屋面均有良好的熱漲冷縮性能，就是說這幾種無梁拱形屋面單塊板材能夠適應(yīng)跨度更大的無梁拱形屋面。但須注意的是，在連接角片及T碼的生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)該將其邊緣倒角，避免在往復(fù)溫度變形是，形成剃刀效應(yīng)，破壞無梁拱形屋面板。
d、對(duì)于安裝性能來說，幾種無梁拱形屋面系統(tǒng)在其功能層一致的情況下，區(qū)別不大。其中鎖扣式金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)，需要有內(nèi)層防水及板塊相對(duì)較小，安裝相對(duì)繁瑣一些。
3.4、適應(yīng)性對(duì)比分析
適應(yīng)性主要是表述各種金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)對(duì)于建筑外形、外觀、特殊部位及雙層無梁拱形屋面的應(yīng)用性能。下表主要結(jié)合上述無梁拱形屋面板的基本性能和無梁拱形屋面系統(tǒng)的基本性能對(duì)各種無梁拱形屋面系統(tǒng)的適應(yīng)性進(jìn)行對(duì)比。
雙層金屬無梁拱形屋面定義：根據(jù)《采光頂與金屬無梁拱形屋面技術(shù)規(guī)程(JGJ255-2012)》定義：在金屬無梁拱形屋面外側(cè)附有裝飾層的金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)。
通過上述表格結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)：
以上各種無梁拱形屋面系統(tǒng)的適用側(cè)重點(diǎn)各不相同，其中穿釘式金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)技術(shù)相對(duì)落后，美觀程度較低，但由于其特有的經(jīng)濟(jì)性，仍被廣泛使用。直立鎖邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)、直立咬合邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)適應(yīng)性較強(qiáng)，應(yīng)用也很為廣泛。當(dāng)然，各種無梁拱形屋面系統(tǒng)的細(xì)節(jié)也對(duì)其適應(yīng)性有一定影響，比如檐口的做法，直立咬合邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)采用的流線型自咬合方式，不需要相關(guān)配件，美觀性就較其他幾種無梁拱形屋面形式要好。
4、各種金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)的選擇的建議
結(jié)合上述分析，在選擇適用與建筑的金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)時(shí)，不僅要在考慮設(shè)計(jì)年限、當(dāng)?shù)貧夂驐l件、系統(tǒng)的使用性能，同時(shí)也與建筑本身造型及外觀效果要求有關(guān)。其實(shí)在現(xiàn)實(shí)工程中，金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)的外觀往往占據(jù)主導(dǎo)地位。所以在施工單位在進(jìn)行無梁拱形屋面方案建議或者方案設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要了解建筑師或業(yè)主對(duì)于建筑外觀的具體要求，其后再考慮建筑具體的使用性能。
一般情況下，對(duì)外觀要求不高的建筑體可以選擇穿釘或暗扣式金屬無梁拱形屋面，但穿釘式很好用在零時(shí)建筑或?qū)Ψ浪蟛桓叩慕ㄖ希员愫笃谶M(jìn)行維修及更換不會(huì)影響正常的使用。而對(duì)于外觀要求較高，面積或跨度較大、使用年限較長(zhǎng)的公共建筑很好選擇直立鎖邊或咬合邊金屬無梁拱形屋面體系。其中，如果建筑無梁拱形屋面外觀需要呈現(xiàn)不同材質(zhì)時(shí)，比如：石材、各種造型的金屬板、彩釉玻璃等，即需要雙層無梁拱形屋面形式時(shí)，很優(yōu)先考慮直立鎖邊金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)。而將金屬無梁拱形屋面板直接作為面層使用或者體量較小形態(tài)復(fù)雜，而且對(duì)外觀要求又比較高的時(shí)候，優(yōu)先選用直立咬合邊金屬無梁拱形屋面體系。而平鎖扣無梁拱形屋面系統(tǒng)的應(yīng)用一般建筑師或業(yè)主會(huì)直接提出要求，但須注意的是其必須依附于內(nèi)層的防水體系，且使用面積不宜太大，板塊自身的規(guī)格也相對(duì)較小。
典型工程示例如下：
5、結(jié)束語

2016年國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，國內(nèi)建筑形態(tài)必然會(huì)出現(xiàn)大幅度的更新。同時(shí)伴隨著國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于綠色建筑、低能耗建筑的日漸青睞，金屬無梁拱形屋面系統(tǒng)以其優(yōu)越的使用性能、良好安裝性能、適應(yīng)了相關(guān)政策與市場(chǎng)的契機(jī)，必然在未來的建筑市場(chǎng)上大有作為。

上面就是杰達(dá)鋼構(gòu)施工專員畢占營先生總結(jié)出的無梁拱形屋頂?shù)男吞?hào)以及價(jià)格上的區(qū)別。