对轻钢结构建筑屋面若干问题浅析

摘 要 ：我国钢结构建筑业的发展十分迅速，如火如荼，但每当各地有大的风灾，下大雨时，轻钢结构建筑风荷载对屋面破坏及屋面漏水的问题给建造及施工企业带来了极为严重的损失。经过技术部门研究，得出防范措施，明确安装流程，更新采光板连接方式，采用新型防水材料，将屋面板搭接方式进行技术革新，消除安全隐患。

关键词 ：钢结构；建造优势；操作规程；安装流程；技术革新

轻钢结构以其施工方便、周期短、综合经济效益好，利于环保，而且工厂化制作、施工现场不受季节性影响等优势。目前在我国钢结构建筑业的发展十分迅速，所谓如火如荼。并且伴随着近年来钢结构发展的历程，也使得钢结构各项安全防范技术措施得到了不断完善，在工业与民用建筑的厂房、仓库、乃至办公楼的领域中获得了广泛的应用，具有十分宽阔的市场空间。因此在这种情况下，也汇集了一批大小不等的钢结构建筑企业，面对着中国经济强劲增长的势头，必将带来工业的又一次振兴；而钢结构以其独特的建造优势 也将会打破混凝土结构、砖砌体结构一统天下的格局成为时代建筑材料的骄子。这一机遇也让从事钢结构制造的企业、各建筑设计院面临着前所未有的机遇和挑战。

21 世纪市场的竞争，不仅仅是质量层次及规模的竞争，更是 品牌 的竞争。消费者已不再仅仅满足于钢材构件的物理属性，在消费者的眼里、头脑里品牌概念也在逐渐升温，但是一个强硬的品牌，首先要有坚实的产品做后盾。不可回避的事实是，每当各地有大的风灾、下大雨时，轻钢结构建筑风荷载对屋面破坏及屋面漏水的问题较其它结构相比更为严重，同时也给钢结构市场的发展带来了极为严重的影响和损失。

2004 年第 14 号台风 “ 云娜 ” 在浙江省温岭市登陆，造成 1800 多万人受灾， 183 人死亡， 9 人失踪，直接经济损失 201 亿元；全市工业企业厂房倒塌 272.2 万 m 2 ，厂房破损 756.2 万 m 2 ，其中绝大部分是轻钢厂房或轻钢围护厂房。台风期间，除少部分轻钢结构厂房倒塌外，更多的情况是轻钢结构厂房虽未倒塌（甚至檩条也未遭到严重破坏），但屋面破损较为严重。事故发生后，台州市建设规划局马上组织专家对事故工程分别进行了调查和研究。他们的结论之一： “ 彩钢板厚度和强度不足，据调查，受损彩钢板屋盖大部分采用 Ⅰ （ Q235 ）级钢，板厚大多小于 0.4mm” ；结论之二： “ 采用暗扣安装形式的屋盖，暗扣质量差，暗扣本身厚度和强度不足，暗扣数量偏少或漏设，在风力作用下，暗扣被拉直或拉脱 ” ；结论之三： “ 采用螺栓（螺钉）安装形式的屋盖，螺栓（螺钉）数量偏少，螺帽下未加设钢板垫片致使彩钢板在螺栓（螺钉）孔处风荷载集中，在风力的反复作用下，孔洞不断扩大，彩钢板产生疲劳破坏或撕裂；有的螺栓（螺钉）本身的质量差，在风力作用下被拉出或拉断；有的钢檩条间距过大、刚度不足，在风力作用下，钢檩条产生变形弯曲，造成屋盖破坏 ” ；结论之四： “ 轻钢结构厂房的薄弱部位没有加强抗风处理，台风袭击过程中 ” 往往这些薄弱地方先行破坏，导致整个围护破坏。

分析结论，可以看到根本问题就是围护系统抗风能力不足，设计及施工存在严重缺陷。今年上半年，内地频频台风大起，也导致不少钢结构屋面受风力的袭击而遭到破坏。做为内地钢结构大型企业 — 富煌钢构技术部门受委托专门成立了事故分析小组对这些出事的屋面进行了逐个排查和研究，并给予了鉴定。此次屋面遭遇风力破坏的基本上都是暗扣屋面，分析原因如下：① 采用暗扣安装的屋面，有些存在暗扣质量差，在风力作用下，暗扣被拉直或拉脱，某些屋面在施工时暗扣存在数量偏少或漏设现象，基本与上述结论二相仿。② 中扣（角驰 Ⅲ ）与板没有得到很好的衔接，有些中扣基本上处于无使用、无效状态；板在制作时中间波峰空间过大，导致中扣不能咬合。③ 屋面板锁边时，只将板与板锁住，而没有将边扣挂钩锁进去，导致边扣处于无效状态、很大面积屋面处于不受力制约状态。④ 部分屋面存在未锁边或锁边不严格现象，使得板与板处于无咬合状态。⑤ 轻钢结构厂房屋面的薄弱部位没有加强抗风处理，造成台风袭击时，板被破坏或撕裂，这些地方先行破坏导致整个厂房围护破坏。⑥ 有些屋面山墙收边、铆钉布设过少、布设间距过大，而且没有加强抗风处理，大风袭击时，包边遭受损坏或吹落，造成屋面山墙处形成缝隙、边板无约束，在风力的作用下导致屋面被风掀起。

纵观以上结论，设计、施工均存在严重不足情况。经过技术部门和邀请专家共同研究，得出防范措施，达成设计、施工共识：① 暗扣式屋面在檐口处无论是否带女儿墙均需设置压条固定并且压条下通长铺设防水胶泥。② 暗扣式屋面固定支座布设，每波每檩一个，不得遗漏。③ 暗扣式屋面在锁边过程中必须严格，设专职质检员进行检查，所选用锁边机型必须与板型相配套。④ 暗扣式屋面在屋脊与檐口处均须设置与压型钢板相配套的堵头，以防在檐口板与檩条的接合处形成风力集中等强制性规定；并且针对以上情况由富煌技术部编制了《压型金属板屋面安装操作规程》来规范施工。《压型金属板屋面安装操作规程》还要求施工单位在施工前必须先做安装施工组织设计，明确安装过程，步骤，严格按照安装流程施工，并且由技术人员对工人进行施工前的技术交底。《规程》特意增加了对屋面薄弱环节的施工及处理措施，为工程质量得到控制起到指导性的作用，也为施工单位提供了可供参考的依据。由于全世界风灾引起的损失每年都达 100 亿美元以上，我国又是风灾严重国家，而工程损伤破坏又是风灾损失的重要成份。因而在工程设计时对抗风设计的是否合理和在施工过程中所制定的工程方案以及整个施工过程都是工程是否安全抗风防灾的重要因素，我们应当给予特殊的重视，不容忽视。

屋面渗漏水的问题也是始终围扰着钢结构企业发展的一个重要问题。这往往是由于多方面的原因造成的：有设计方面的，有施工工艺方面的、也有防水材料方面的。我曾经在钢结构论坛上，看到一篇论文也是对屋面渗漏进行分析的，其中有这样一个结论，他认为屋面的渗漏与防水材料的选用有关。我比较赞同这一观点，但我认为，关于屋面的渗漏防水材料只是其中的一个方面，还需要补充。屋面的渗漏与选用劣质的防水材料有直接关系，但在设计和施工工艺方面更不能忽视。设计合理的防水节点，制定好的施工工艺及施工过程都起到屋面渗漏的决定性作用；对于屋面渗漏这一情况，我们专门成立了一个考察组，对凡是出现过渗漏的屋面进行调查和研究。总结了原因：① 屋面带有采光板的地方渗漏相对多一点，主要原因采光板附加边安装不到位，采光板与彩钢板搭接处节点没有处理好，有的胶带甚至没有连续布设，安装程序出现错误。② 山墙沿口处出现渗漏，主要原因包边泛水没有处理好。③ 屋面板搭接处漏水，搭接节点没有处理好，暗扣式板型在搭接处在檩条上打钉现象较为普遍，在温度及外界环境影响下，屋面板的热胀冷缩造成在打钉处由于屋面板的反复作用孔洞增大，形成漏水点。

针以上述情况经过研究，制定了一些强制性规定。① 更新采光板连接方式，对安装节点制定了详细的安装步骤，另外取消采光带附加边用普通铆钉的做法，引用新型的防水铆钉，并对安装步骤进行了细化培训。② 将屋面板搭接方式进行技术革新，采用在搭接处增设搭接垫板做法，避开了板连接在檩条上打钉，这样做不仅消除漏水隐患，而且还增加了在搭接处的强度。③ 优化设计，采用合理的安装节点，并进行统一、规范一线施工过程等。

中国钢结构行业正处于方兴未衰的时期，随着市场的逐渐规范，行业对钢结构要求越来越严格。相信富煌目前已技术开拓市场，以品牌创造信誉，明日的富煌将更加辉煌。