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摘要：随着人们经济水平的不断提高，对建筑物要求也是越来越高，不仅需要保证建筑物的施工质量及使用功能，还要求地面造型美观。钢结构便就在其中占据了非常中的作用。本文就对轻钢建筑屋面围护结构的抗风设计及施工进行探讨。
关键词：轻钢结构；建筑工程；屋面围护；抗风设计
前言：
在建筑工程的施工中，只有对钢结构施工制定出一个科学合理的管理系统，加强对其进行有效的控制与设计，保证我国建筑工程的可持续化发展。
一、轻钢结构的施工特点
（一）轻钢建筑围护结构现场的破坏特点
破坏板件主要有：屋面板、墙面板（暗扣板）、屋面扣件支座。在2012年的时候，台风“海葵”登陆东南沿海的地区，浙江台州的某轻钢项目出现了屋面版局部被掀起情况，而墙面板未出现破坏现象。不少支架因为少了1颗自攻螺钉，或是支架受力的不对称，进而造成了扭转问题，呈现出倾斜的状态。从现场具体情况分析来看，支架活动部件未脱离滑动槽，其中支架活动部件的抗弯性能不强，造成了屋面板会脱离支架。从板边形状来看，屋面板与支架未充分咬合，支架基本上没有变形，屋面板就开始脱开，并且支架自攻螺钉只有1颗，造成了在受荷情况下支架的受力不对称，致使连锁破坏的效应。
2、破坏部位主要集中在檐口、屋脊、山墙周边局部迎风区域和自然通风口周边区域。破坏特征主要是屋面板与支座脱离、收边泛水与拉铆钉脱离以及扣件支座自攻螺钉被拔出。
（二）轻钢建筑围护结构试验破坏特点
1、试验方法
HV一470B屋面板支架试验共选取了4个试件，编号分别为470A、470B、470C、470D。试验支架的布置及编号，试验加载采用铺设沙袋分级加载方式，所以，屋面板及其与直接咬合 部位在受荷载情况下，变形较大，所以，在支架及屋面板跨中等部位设置位移计，记录每级加载下位移的量，直到屋面的托板试验的支架布置及编号，试验加载采用铺设沙袋分级的加载方式，由于屋面板及其与支架咬合部位在受到荷载变形较大，所以，在支架及屋面板跨中位置需要设置位移计，详细的记录每级加载下位移量，直至屋面板脱开连接，得到屋面板的抗风承载力的极限。
2、破坏形态
屋面板在脱开檩条上的连接支架的时候，听到了联系拉开的声音。从本实验可以得出，最中间的支架因为受到了荷载最大，最先脱开，荷载传递至普遍支架，造成了旁边支架脱离屋面板，形成多米诺骨牌的效应。HV一470B屋面板扣件破坏主要有以下两种形式，第一，与屋面板咬合的活动部件被拉直，之后从屋面板中拉出；第二，与檩条相连的固定部件滑槽受活动部件的拉力作用而侧向弯扭失稳破坏，活动部件与固定部件分离。
3、试验数据
4个HV一470B屋面板支架极限承载力见表1。
二、轻钢建筑屋面围护结构的破坏原因分析
1、设计缺陷
按照相关资料统计得出，钢结构中设计不合理现象占工程事故的
1／3左右。现阶段，建筑钢结构设计人员主要缺乏工程实践的经验，在设计中存在对设计深度的不足，造成的施工方全凭经验和进行感觉施工；还有在连接所使用的自攻钉、拉铆钉设计承载力的不足，造成了自攻螺钉及拉铆钉在风的吸力作用下，被拔出或者拉断；在风荷载体型系数增大区域，未对相应部位进行构造措施处理；与彩钢板、扣件相连接的墙梁、檩条等次构件，实际采用的构造措施与理论计算模型不一致，在风荷载的作用下，实际刚度不足。
2、施工质量缺陷
经过相关调查得出，在建筑屋面的施工中，现场施工的随意性较大，不遵守操作的规程，其主要存在着下面问题：
第一，施工过程中对屋面围护不注意保护，随意踩踏屋面，破坏了屋面的平整甚至出现涂层划伤等问题。
第二，靠近山墙、檐口的区域，抗风钉漏打甚至少打，造成灌风现象的发生，致使风吸力的增大。
第三，固定支座与屋面板之间的咬合紧密度不足，且屋面板及扣件支座板厚较薄，加上扣件支座漏设，致使屋面板与扣件之间脱开。
四，咬口机的齿轮间隙调整不当，不能咬合到位，且对咬合不符合要求的未采取有效措施。
第五，屋面板外形及尺寸不符合设计要求。
三、钢建筑屋面围护结构抗风设计建议
1、设计方面
在建筑钢结构屋面围护设计的时候，需要提出详细的连接限承载力的要求，要求施工方利用试验确定连接极限承载力。设计过程中应对建筑物不同部位，例如：檐口、女儿墙、端部、角部等处的风荷载进行区别对待。按照轻钢建筑平立剖面的尺寸、建设地点、建筑物未来所处的环境等条件，明确轻钢建筑围护系统的要求，并对板型及厚度、节点构造进行设计，确定自攻螺钉的布置，不能以“钢结构节点由钢结构公司完善”为由缺少相应的节点设计，使得施工单位在施工时随意选用节点做法，从而导致轻钢建筑产生质量隐患。设计人员在图纸中应具体标明围护系统中配件（自攻螺钉、铆钉等）的规格，不能因为对轻钢建筑围护系统不熟悉而省略，从而导致施工和验收缺乏依据，造成盲目施工、随意施工以及无法验收的现象发生。
屋面板抗风能力主要是由屋面板、檩条、支架（连接件）及其相互之间的连接等在内的整个系统的抗风能力所决定的。针对轻钢建筑屋面围护结构的抗风能力，在风荷载标准值不小于0．45 kN／m2或频遇台风的地区，建议采取如下的构造措施（当风荷载标准值特大时，尚应经过计算）：
（1）屋面外板的基板厚度不小于O．476 mm，材质不低于Q235（频遇台风地区应不低于Q345、Q550等）。
（2）屋面板型选用时采用穿透式连接的板型或360。直立锁缝的咬口式板型。
（3）屋面板在山墙边、天沟边、屋脊、气楼四周及屋脊、采光带四周均应采用抗风钉加强，具体应在每波谷内打2颗自攻螺钉，沿山墙处间距不大于250 mm打1颗抗风钉，且配防水垫片。
（4）屋面板固定支座材质不得低于Q235，与檩条连接时采用不少于2颗自攻螺钉错位连接，卷边不小于10 mm，建议厚度￡一1．o mm（风荷载标准值约为o．45～o．60 kN／m2），f—1．2 mm（风荷载标准值大于O．60 kN／m2、频遇台风地区应通过计算选用）。当屋面单坡大于27 m时，屋面板支架采用滑动支架。
（5）采用咬合式屋面板时，在檩条位置处必须设置固定支座，不得漏设。
2、施工安装
（1）屋面板施工工艺：安装屋面檩条一安装拉条、校正檩条一安装屋面第一排支架一屋面板扣合一屋面板锁边一安装屋脊收边板一自检。
（2）咬口机要求：各加油嘴要定期加机油，使其润滑；下面两排辊轮要定期加油，保证其使用寿命；使用前，先启动电机空转，观察是否正常，然后将机器放至两板扣合处，并调整两边支脚高度，注意滚轮是否在所要压的位置；正常情况下所要压板的折弯宽度在11～15 mm之间，否则机器很容易跑偏，必须保证两板扣合处能紧密扣在一起，不能脱开，否则机器很容易脱离；开动机器，使用者必须跟随机器走动，若前面两板有脱开，必须停机把板扣合后再开机。
结束语：
经过以上分析，我们总结了轻钢建筑的屋面围护结构在台风中受到破坏的特点，从设计及施工方面分析了具体的破坏原因，在其基础之上，也提出了加强设计及施工的措施，希望可供相关从业者参考。
参考文献：
[1]王赛宁，李文波．从风荷载对轻钢结构房屋的破坏看抗风设计[J]．中国建筑防水，2010（7）：9—15．
[2]王生宏，罗浩．轻钢屋面板连接支架抗风性能研究[J]．城市建设理论研究，2012（16）．
[3]周观根，王永梅，刘杨．大型公共建筑结构系统性安全探讨[c]∥第十四届空间结构学术会议论文集．福州：2012．
论文作者:夏峰
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/21
标签：屋面板论文; 支架论文; 屋面论文; 荷载论文; 檩条论文; 轻钢论文; 支座论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;