河南某藝術(shù)中心屋面工程施工應(yīng)用技術(shù)總結(jié)

****中心屋面工程施工應(yīng)用技術(shù)摘要:通過對****中心金屬屋面工程的應(yīng)用，特將施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。關(guān)鍵詞:高肋咬邊、復(fù)合金屬屋面、比姆系統(tǒng)****中心建設(shè)項(xiàng)目是河南省綜合性高品位的文化交流演展中心，整個(gè)建筑位于河南省*****區(qū)，整個(gè)占地面積為10公頃，總建筑面積約為75000平方米。主要功能有1800席的大劇一座、800席的音樂廳一座、300席多功能小劇場及美術(shù)館、藝術(shù)館等。由國際著名設(shè)計(jì)大師卡洛斯?奧特先生設(shè)計(jì)的，建筑風(fēng)格獨(dú)特、水光湖色、美不勝收，建成后將成為可與世界著名建筑相媲美的游覽景點(diǎn)，是河南省乃至中原地區(qū)的又一標(biāo)志性的建筑物。藝術(shù)中心主要有五個(gè)造型相似的不規(guī)則金屬橢球體組成。形狀和外金屬感立面成為整個(gè)藝術(shù)中心建筑設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。所以藝術(shù)中心外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將成為整個(gè)建筑立面和建筑功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。一方面，保證橢球體的平滑實(shí)現(xiàn)；另一方面，保證受力、防水、保溫、吸音等功能構(gòu)造的實(shí)現(xiàn)。屋面系統(tǒng)使用合理的新工藝、新材料、新技術(shù)，并結(jié)合本公司在類似工程中的經(jīng)驗(yàn)，在滿足建筑物使用功能的前提下，進(jìn)行屋面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工。****中心金屬橢球體建筑造形和防水、受力、保溫隔熱等構(gòu)造功能的實(shí)現(xiàn)，屋面系統(tǒng)的先進(jìn)性、合理性成為關(guān)鍵因素。我們結(jié)合國內(nèi)外類似工程的實(shí)用經(jīng)驗(yàn)。并結(jié)合國內(nèi)金屋面系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐，從技術(shù)性先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性等多方面的認(rèn)證。選擇目前最選進(jìn)，最適合藝術(shù)中心工程的直立咬邊屋面系統(tǒng)，并且選擇國際知名的金屬屋面系統(tǒng)供應(yīng)商提供技術(shù)支持和屋面板壓型服務(wù)，以保證本工程金屬屋面工程的順利實(shí)現(xiàn)。該工程自身形狀獨(dú)特且無規(guī)律性，作為屋面工程其本身有著極高的防水保溫及耐久性要求。如果采用普通屋面系統(tǒng)，根本無法保證其異型、防水、耐久性等要求。綜合上述因素經(jīng)過多方調(diào)查研究并結(jié)合國內(nèi)外類似工程實(shí)例，最終選擇了高肋咬邊復(fù)合金屬屋面系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括外飾層、防水層、保溫層、隔氣層、內(nèi)飾層，外飾層為3mm金黃色鋁單板，防水層采用比姆中國公司高肋咬邊鋁合金板，保溫層為100厚優(yōu)質(zhì)玻璃絲纖維保溫棉，隔氣層為聚乙烯防潮膜，內(nèi)飾板為0.6mm厚壓型鍍鋁鋅彩鋼板。高肋咬邊板具有優(yōu)良的加工性能和先進(jìn)的生產(chǎn)加工工藝，不僅可用于形狀簡單的平面工程，其更適用于造型非常復(fù)雜的空間曲面工程，可以很好的解決本工程異型問題；并且自身所用的材料、安裝及連接等特點(diǎn)，使屋面使用安全可靠并能自身形成防雷系統(tǒng)；能夠采用超長板面，并同時(shí)很好的解決了自身溫度變形問題，保證建筑立面美觀，防水性能優(yōu)良；所選材料在海洋、陸地，或工業(yè)氣體的普通環(huán)境下抗腐蝕時(shí)間長，耐久性可靠；與保溫材料共同使用具有良好的保溫性能。屋面板型及原材料性能針對建筑造型以及受力的特點(diǎn)我們選用3004H24鋁鎂錳合金板現(xiàn)場機(jī)械加工成形直板和扇形屋面板，一方面確保屋面板的結(jié)構(gòu)受力和高使用壽命；另一方方面通過直型板與扇形屋面板的組合來適應(yīng)建筑的不規(guī)則的橢球體的造型。屋面板波高65mm，基板厚度：1.0mm。直型板板寬400mm,扇形板板寬小頭150mm，大頭480mm。合金代號技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)N/mm22屈服點(diǎn)N/mm22延伸率%屋面板3004H224GB/T38800-199772151702%面板的加工我們采用國際化的管理，訓(xùn)練高素質(zhì)的操作工人，并運(yùn)用國際上前最先進(jìn)的德國BEMO數(shù)字化加工設(shè)備，德方技術(shù)人員操作加工，以較高的加工精度，生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)品，來滿足系統(tǒng)的技術(shù)要求。并且可根據(jù)工程的實(shí)際需要，結(jié)合現(xiàn)場施工條件，現(xiàn)場輥壓成型屋面板，可按建筑的造型需要，生產(chǎn)出不同規(guī)格、形狀及長度的屋面板。屋面支座的咬合采用直立咬合屋面板通過專用的支座與屋面結(jié)構(gòu)連接保證其受力，并使用專用機(jī)器咬合，無需用螺釘穿透屋面板，無需防水膠，形成成一個(gè)防水及抗風(fēng)的整體。咬合口與屋面支座形成一個(gè)可滑動(dòng)空腔，并且對屋面支座通過專利的改進(jìn)，可解決圓弧屋面板因熱脹冷縮所產(chǎn)生的巨大破壞力。且在溫度變化下整個(gè)屋面板系統(tǒng)可通過特制的連接支座使屋面板自由滑動(dòng)、伸縮避免了由于溫度變化屋面板伸縮引起的扣蓋咬合縫發(fā)生錯(cuò)位，而產(chǎn)生屋面滲漏的現(xiàn)象,減小屋面板變形對屋面結(jié)構(gòu)的附加力。并且在屋面金屬底部增加了隔熱塊，一方面，解決不同金屬的電化反應(yīng)，另一方面解決支座處金屬冷橋。直立咬合（BEMO）屋面系由于特殊的板頭設(shè)計(jì)可在不改變屋面系統(tǒng)性能，特別是防水性能的前提下，通過專用的連接配件與其它裝飾系統(tǒng)連接。建筑形狀的適應(yīng)藝術(shù)中心的五個(gè)單體的造型的獨(dú)特性，致使在屋面的緯向周長盡不相同，上下的周長有一定的差距，這樣勢必需要使用部分扇形屋面板來保證整個(gè)造型的完整性，我們選用的扇形板可以一次切割成型，無需二次加工，既保證了產(chǎn)品的機(jī)械性能也加快了施工工期，而且板型的寬度可以根據(jù)建筑的實(shí)際情況，在100mm~600mm之間進(jìn)行變化,滿足建筑的需求。并且對于半徑小于40m的地方，我們采用彎弧來更好的適應(yīng)建筑特殊的造型，鋁鎂錳板自身可以適應(yīng)弧度，而且再不能夠自然彎弧的地方，采用專業(yè)的彎弧機(jī)器進(jìn)行彎弧屋面板材質(zhì)的可焊性屋面板的材質(zhì)為鋁鎂錳合金板，這就決定了壓型以后板材的可焊性，屋面板具有可焊性的特點(diǎn)在天窗泛水、收邊及屋面開孔位置無需防水膠、拉鉚釘連接方式,采用現(xiàn)場鋁焊接將整個(gè)屋面形成一個(gè)防水的整體。固定點(diǎn)的設(shè)置任何材料都會(huì)有熱漲冷縮的現(xiàn)象，因而對金屬屋面而言普遍存在著如何解決溫度變形和溫度應(yīng)力的難題，處理不好必然帶來屋面板起拱、漏水等一系列問題，因此必須認(rèn)真對待。由于屋面板的熱脹冷縮受固定方式影響最大，本方案著重從這方面加以解決。本方案選用的屋面板由于采用直立鎖邊固定方式，鋁合金固定座僅限制屋面板在板寬方向和上下方向的移動(dòng)，并不限制屋面板沿板長方向的自由度，因此屋面板在溫度變化時(shí)能夠在固定座上自由滑動(dòng)伸縮，不會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，這樣便有效解決了其他板型難以克服的溫度變形問題，保證了屋面板各項(xiàng)性能的可靠性。并且為了避免熱膨脹引起屋面板下滑而在一些位置設(shè)置“固定點(diǎn)”。我們的固定點(diǎn)有2種不同的方式，針對****中心屋面的特點(diǎn)：屋面為弧形，最長板長度小于46米，我們選用在支座腹部進(jìn)行固定的方式，對于長度在23m到46m的板件，并按要求需采用兩行固定架（支座長度為120mm，寬度為60mm）。倒角支座的使用：屋面系統(tǒng)的支座作為屋面的支撐具有舉足輕重的作用，不但能夠起到支撐的作用，而且還可以保證屋面板在溫度變化的前提下進(jìn)行熱脹冷縮。一般坡度的屋面使用普通的支座就可以滿足屋面的自由的伸縮，在本工程中，屋面為不規(guī)則的橢球體，而且成不規(guī)則的雙曲面，為此我們選用可以適應(yīng)屋面較大坡度的倒角支座，來進(jìn)行屋面板的支撐和滿足伸縮的需要。屋面內(nèi)堵頭：對于任何形狀的金屬壓型板來說，在檐口板肋下不可避免地會(huì)出縫隙，本工程在屋面板檐口端部設(shè)屋面內(nèi)堵頭、通長鋁合金角鋁（滴水片）。一方面可增強(qiáng)板端波谷的剛度，另一方面可形成滴水片，使屋面雨水順其滴入天溝，而不會(huì)滲入室內(nèi)。在滴水角鋁與屋面板之間，塞入與屋面板板型一致的泡沫密封條（內(nèi)堵頭），使板肋形成的縫隙能夠被完全密封，防止因風(fēng)吹灌入雨水。防水性能的設(shè)計(jì)屋面板的伸縮處理在直立鎖邊板設(shè)計(jì)過程中，不但要考慮建筑的美觀、節(jié)點(diǎn)的可行性、適用性，還要充分考慮材料在溫度變化下的使用情況，針對該工程中使用的鋁鎂錳金屬屋面板，通過詳細(xì)計(jì)算，來確定屋面板的具體伸縮量，來確保屋面分段處、天窗收邊部位的合理構(gòu)造。保溫隔熱的設(shè)計(jì)在該工程中根據(jù)河南地區(qū)的氣候條件以及國家規(guī)定的相關(guān)保溫要求，主要采用100mm厚32kg/m3的玻璃纖維保溫棉并且上襯鋁箔，作為保溫層。保溫問題中的最重要的就是冷橋，由于金屬之間的導(dǎo)熱率較高，本方案在固定座下設(shè)塑料隔熱墊，使固定座與檁條被隔斷，杜絕了冷橋效應(yīng)的產(chǎn)生，可以避免冷凝現(xiàn)象的出現(xiàn)。在節(jié)點(diǎn)薄弱的地方，例如在屋面板分段處，我們使用高密度的巖棉來代替玻璃纖維棉，這樣進(jìn)行局部加強(qiáng)，來杜絕冷橋的出現(xiàn)。隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑在國內(nèi)的蓬勃發(fā)展，一些大跨度會(huì)展、機(jī)場、體育館等大型公共建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)興建，其建筑造型豐富、新穎、多變、其建筑圍護(hù)系對使用功能的要求