河南某艺术中心屋面工程施工应用技术总结

****中心屋面工程施工应用技术摘要:通过对****中心金属屋面工程的应用，特将施工经验总结如下。关键词:高肋咬边、复合金属屋面、比姆系统****中心建设项目是河南省综合性高品位的文化交流演展中心，整个建筑位于河南省*****区，整个占地面积为10公顷，总建筑面积约为75000平方米。主要功能有1800席的大剧一座、800席的音乐厅一座、300席多功能小剧场及美术馆、艺术馆等。由国际著名设计大师卡洛斯•奥特先生设计的，建筑风格独特、水光湖色、美不胜收，建成后将成为可与世界著名建筑相媲美的游览景点，是河南省乃至中原地区的又一标志性的建筑物。艺术中心主要有五个造型相似的不规则金属椭球体组成。形状和外金属感立面成为整个艺术中心建筑设计的亮点。所以艺术中心外围护结构的设计将成为整个建筑立面和建筑功能实现的关键。一方面，保证椭球体的平滑实现；另一方面，保证受力、防水、保温、吸音等功能构造的实现。屋面系统使用合理的新工艺、新材料、新技术，并结合本公司在类似工程中的经验，在满足建筑物使用功能的前提下，进行屋面系统的设计和施工。****中心金属椭球体建筑造形和防水、受力、保温隔热等构造功能的实现，屋面系统的先进性、合理性成为关键因素。我们结合国内外类似工程的实用经验。并结合国内金屋面系统的应用实践，从技术性先进性、经济合理性等多方面的认证。选择目前最选进，最适合艺术中心工程的直立咬边屋面系统，并且选择国际知名的金属屋面系统供应商提供技术支持和屋面板压型服务，以保证本工程金属屋面工程的顺利实现。该工程自身形状独特且无规律性，作为屋面工程其本身有着极高的防水保温及耐久性要求。如果采用普通屋面系统，根本无法保证其异型、防水、耐久性等要求。综合上述因素经过多方调查研究并结合国内外类似工程实例，最终选择了高肋咬边复合金属屋面系统，该系统主要包括外饰层、防水层、保温层、隔气层、内饰层，外饰层为3mm金黄色铝单板，防水层采用比姆中国公司高肋咬边铝合金板，保温层为100厚优质玻璃丝纤维保温棉，隔气层为聚乙烯防潮膜，内饰板为0.6mm厚压型镀铝锌彩钢板。高肋咬边板具有优良的加工性能和先进的生产加工工艺，不仅可用于形状简单的平面工程，其更适用于造型非常复杂的空间曲面工程，可以很好的解决本工程异型问题；并且自身所用的材料、安装及连接等特点，使屋面使用安全可靠并能自身形成防雷系统；能够采用超长板面，并同时很好的解决了自身温度变形问题，保证建筑立面美观，防水性能优良；所选材料在海洋、陆地，或工业气体的普通环境下抗腐蚀时间长，耐久性可靠；与保温材料共同使用具有良好的保温性能。屋面板型及原材料性能针对建筑造型以及受力的特点我们选用3004H24铝镁锰合金板现场机械加工成形直板和扇形屋面板，一方面确保屋面板的结构受力和高使用寿命；另一方方面通过直型板与扇形屋面板的组合来适应建筑的不规则的椭球体的造型。屋面板波高65mm，基板厚度：1.0mm。直型板板宽400mm,扇形板板宽小头150mm，大头480mm。合金代号技术标准抗拉强N/mm22屈服点N/mm22延伸率%屋面板3004H224GB/T38800-199772151702%面板的加工我们采用国际化的管理，训练高素质的操作工人，并运用国际上前最先进的德国BEMO数字化加工设备，德方技术人员操作加工，以较高的加工精度，生产系统产品，来满足系统的技术要求。并且可根据工程的实际需要，结合现场施工条件，现场辊压成型屋面板，可按建筑的造型需要，生产出不同规格、形状及长度的屋面板。屋面支座的咬合采用直立咬合屋面板通过专用的支座与屋面结构连接保证其受力，并使用专用机器咬合，无需用螺钉穿透屋面板，无需防水胶，形成成一个防水及抗风的整体。咬合口与屋面支座形成一个可滑动空腔，并且对屋面支座通过专利的改进，可解决圆弧屋面板因热胀冷缩所产生的巨大破坏力。且在温度变化下整个屋面板系统可通过特制的连接支座使屋面板自由滑动、伸缩避免了由于温度变化屋面板伸缩引起的扣盖咬合缝发生错位，而产生屋面渗漏的现象,减小屋面板变形对屋面结构的附加力。并且在屋面金属底部增加了隔热块，一方面，解决不同金属的电化反应，另一方面解决支座处金属冷桥。直立咬合（BEMO）屋面系由于特殊的板头设计可在不改变屋面系统性能，特别是防水性能的前提下，通过专用的连接配件与其它装饰系统连接。建筑形状的适应艺术中心的五个单体的造型的独特性，致使在屋面的纬向周长尽不相同，上下的周长有一定的差距，这样势必需要使用部分扇形屋面板来保证整个造型的完整性，我们选用的扇形板可以一次切割成型，无需二次加工，既保证了产品的机械性能也加快了施工工期，而且板型的宽度可以根据建筑的实际情况，在100mm~600mm之间进行变化,满足建筑的需求。并且对于半径小于40m的地方，我们采用弯弧来更好的适应建筑特殊的造型，铝镁锰板自身可以适应弧度，而且再不能够自然弯弧的地方，采用专业的弯弧机器进行弯弧屋面板材质的可焊性屋面板的材质为铝镁锰合金板，这就决定了压型以后板材的可焊性，屋面板具有可焊性的特点在天窗泛水、收边及屋面开孔位置无需防水胶、拉铆钉连接方式,采用现场铝焊接将整个屋面形成一个防水的整体。固定点的设置任何材料都会有热涨冷缩的现象，因而对金属屋面而言普遍存在着如何解决温度变形和温度应力的难题，处理不好必然带来屋面板起拱、漏水等一系列问题，因此必须认真对待。由于屋面板的热胀冷缩受固定方式影响最大，本方案着重从这方面加以解决。本方案选用的屋面板由于采用直立锁边固定方式，铝合金固定座仅限制屋面板在板宽方向和上下方向的移动，并不限制屋面板沿板长方向的自由度，因此屋面板在温度变化时能够在固定座上自由滑动伸缩，不会产生温度应力，这样便有效解决了其他板型难以克服的温度变形问题，保证了屋面板各项性能的可靠性。并且为了避免热膨胀引起屋面板下滑而在一些位置设置“固定点”。我们的固定点有2种不同的方式，针对****中心屋面的特点：屋面为弧形，最长板长度小于46米，我们选用在支座腹部进行固定的方式，对于长度在23m到46m的板件，并按要求需采用两行固定架（支座长度为120mm，宽度为60mm）。倒角支座的使用：屋面系统的支座作为屋面的支撑具有举足轻重的作用，不但能够起到支撑的作用，而且还可以保证屋面板在温度变化的前提下进行热胀冷缩。一般坡度的屋面使用普通的支座就可以满足屋面的自由的伸缩，在本工程中，屋面为不规则的椭球体，而且成不规则的双曲面，为此我们选用可以适应屋面较大坡度的倒角支座，来进行屋面板的支撑和满足伸缩的需要。屋面内堵头：对于任何形状的金属压型板来说，在檐口板肋下不可避免地会出缝隙，本工程在屋面板檐口端部设屋面内堵头、通长铝合金角铝（滴水片）。一方面可增强板端波谷的刚度，另一方面可形成滴水片，使屋面雨水顺其滴入天沟，而不会渗入室内。在滴水角铝与屋面板之间，塞入与屋面板板型一致的泡沫密封条（内堵头），使板肋形成的缝隙能够被完全密封，防止因风吹灌入雨水。防水性能的设计屋面板的伸缩处理在直立锁边板设计过程中，不但要考虑建筑的美观、节点的可行性、适用性，还要充分考虑材料在温度变化下的使用情况，针对该工程中使用的铝镁锰金属屋面板，通过详细计算，来确定屋面板的具体伸缩量，来确保屋面分段处、天窗收边部位的合理构造。保温隔热的设计在该工程中根据河南地区的气候条件以及国家规定的相关保温要求，主要采用100mm厚32kg/m3的玻璃纤维保温棉并且上衬铝箔，作为保温层。保温问题中的最重要的就是冷桥，由于金属之间的导热率较高，本方案在固定座下设塑料隔热垫，使固定座与檩条被隔断，杜绝了冷桥效应的产生，可以避免冷凝现象的出现。在节点薄弱的地方，例如在屋面板分段处，我们使用高密度的岩棉来代替玻璃纤维棉，这样进行局部加强，来杜绝冷桥的出现。随着钢结构建筑在国内的蓬勃发展，一些大跨度会展、机场、体育馆等大型公共建设项目设计兴建，其建筑造型丰富、新颖、多变、其建筑围护系对使用功能的要求