CN110241981B - 金属屋面系统构建方法及其构件 - Google Patents

Abstract

一种金属屋面系统构建方法，包括将第一金属屋面板材的一端加工成第一组装体，第一组装体依据支撑座架的一侧外形的周沿自支撑座架顶端由上至下实施包绕；再将第二金属屋面板材的一端加工成第二组装体，第二组装体于支撑座架的顶端扣于第一组装体之上，依据支撑座架的另一侧外形的周沿自支撑座架顶端由上至下实施包绕。若干个第一金属屋面板材、若干个第二金属屋面板材与若干各支撑座架装配构建起金属屋面。本发明的构建方法，对屋面板的受力形式进行合理化布局，分散了支撑座架顶端所受的作用力，使得屋面抗风能力显著提高，进而具备了抵抗超强台风的能力。经测试，其抗风揭能力是现有屋面板抗风揭能力的3～5倍，适应于各沿海地区的应用。

Description

金属屋面系统构建方法及其构件

技术领域

本发明涉及一种建筑方法，尤其涉及一种通过构件构建建筑屋面的方法，增强屋面对于过大的风荷载负压的承载能力，免受极端气候条件导致的金属屋面毁坏。

背景技术

热带气旋是发生在热带、亚热带地区海面上的气旋性环流，是地球物理环境中最具破坏性的天气系统之一，其名称还有：台风、飓风、热带低气压和热带风暴等。其不但形成狂风、巨浪，而且往往伴随发生暴雨、风暴潮，造成严重的灾害，影响区域包括：东亚、南亚和美洲东海岸等。强烈的热带气旋。

目前用于公共建筑屋面的防水金属板，大多采用扣合式金属屋面板(参见图1) 或少量采用挂勾式金属屋面板(参见图3)。

扣合式金属屋面板采用的技术是将屋面板小肋扣在固定支座梅花头上，相邻板大肋扣在小肋上，通过机械锁边锁紧，承受风荷载作用；在一定风荷载负压作用下，扣合处从固定支座梅花头上脱离，屋面板失效或飞走，甚至产生二次安全风险。屋面板檩距在1.5m时，其抗风能力约2.0KPa。在台风地区，其边缘区域需要加强及设置抗台风夹具。

挂勾式金属屋面板采用的技术是屋面板折肩落于支座上，小肋嵌入支座挂勾内并锁紧；相邻板大肋扣在小肋上，通过机械锁边锁紧，承受风荷载作用；在一定风荷载负压作用下，屋面板小肋脱离挂勾或屋面板大肋在扣合处脱离小肋，屋面板失效或飞走；甚至产生二次安全风险。屋面板檩距在1.5m时，其抗风能力约2.0～2.5KPa。在台风地区，其边缘区域需要加强及设置抗台风夹具。

当金属屋面板在遭受台风侵袭时，强大的风荷载负压将板面吸起产生变形，板肋张开，最终屋面板从支撑座架上脱出，而使屋面系统遭受破坏，如图2所示。

当前全球极端气候频现，媒体上屡有铝镁锰合金直立锁边屋面板遭受超强台风破坏的报道，因此加强金属屋面板的抗风性能成为当务之急。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种金属屋面系统构建方法，对屋面板的受力形式进行合理化布局，增强抗风载荷负压，使之能抵抗超强台风。

本发明的另一个目的在于提供一种金属屋面系统构建方法，使得屋面的构建更为简便，缩短时间。

本发明的再一个目的在于提供一种金属屋面系统构建方法，提高金属屋面的构建经济性，降低屋面的建筑成本。

本发明的又一个目的在于提供一种构件，用于实施金属屋面系统构建方法，使得屋面的汇水和排水能力得以改善，增强防水性能。

本发明提供的一种金属屋面系统构建方法，包括：

将第一金属屋面板材的一端加工成第一组装体，第一组装体依据支撑座架的一侧外形的周沿自支撑座架顶端由上至下实施包绕，并沿支撑座架上的第一坡面进入设置于支撑座架上的第一容置腔后，继续沿第一导向件，经第一支护部对支撑座架进行包绕后，使得第一金属屋面板材实现横向延伸，再向下形成一阶落差后继续横向延伸，形成金属屋面的主体；

再将第二金属屋面板材的一端加工成第二组装体，第二组装体于支撑座架的顶端扣于第一组装体之上，依据支撑座架的另一侧外形的周沿自支撑座架顶端由上至下实施包绕，并沿支撑座架上的第二坡面进入设置于支撑座架上的第二容置腔后，继续沿第二导向件，经第二支护部对支撑座架进行包绕后，使得第二金属屋面板材实现横向延伸，再向下形成一阶落差后继续横向延伸，也形成金属屋面的主体；

若干个第一金属屋面板材、若干个第二金属屋面板材与若干各支撑座架装配构建起金属屋面。

本发明方法构建的金属屋面系统，其抗风能力显著提高，具有抵抗超强台风的能力。其抗风揭能力是现有屋面板抗风揭能力的3～5倍，适应于各沿海地区的应用。

用于屋面的金属板型，可采用现场成型，可根据屋面造型进行排板加工生产，如：标准板、梯形板、正反弯板等形状各异的板型。虽然屋面板使用率有所降低，但根据抗风能力可以减小板材的厚度及降低檩条及支座的用量，经济性有所提高。

用于实施本发明的金属屋面系统构建方法，其采用的构件系一种支撑座架，包括：

架座，其包括第一坡面和第二坡面；沿第一坡面的坡底设置第一导向体，在第二坡面的坡底设置第二导向体；第一导向体的一侧与第一坡面形成第一容置腔，第二导向体的一侧与第二坡面形成第二容置腔；

支撑件，其一端与架座连接，另一端用于与承载金属屋面板。

本发明的支撑座架，在第一坡面和第二坡面上均设置阻尼件，使得金属屋面板受外力作用时不发生位移，或位移幅度减少。在一个具体的实施方式中，阻尼件的曲率半径为1.0mm±0.2mm。

本发明的支撑座架，第一容置腔和第二容置腔均用于安置金属屋面板。

第一导向体，包括第一底体和第一导向部，第一底体的一端固定于第一坡面的坡底，第一导向部设置于第一底体上。在一个具体的实施方式中，第一导向部的一侧与第一坡面形成第一容置腔，腔内宽度6.0mm±0.2mm。在另一个具体的实施方式中，第一导向体还包括第一支护部，设置于第一底体的另一端，用于支护金属屋面板。

第二导向体，包括第二底体和第二导向部，第二底体的一端固定于第二坡面的坡底，第二导向部设置于第二底体上。在一个具体的实施方式中，第二导向部的一侧与第二坡面形成第二容置腔，腔内宽度6.0mm±0.2mm。在另一个具体的实施方式中，第二导向体还包括第二支护部，设置于第二底体的另一端，用于支护金属屋面板。

本发明的支撑座架，第一底体系直三角形，呈镂空结构。

本发明的支撑座架，第二底体系直三角形，呈镂空结构。

本发明的支撑座架，第一导向部系正方形，呈镂空结构。

本发明的支撑座架，第二导向部系正方形，呈镂空结构。

为了便于实施本发明的金属屋面系统构建方法，还可以将金属屋面板预先加工成预制板型。一种用于实施本发明的金属屋面系统构建方法的板型，其包括：

本体，呈板状；

第一组装体，其与本体一侧相连，包括第一连接体，第一曲体和第一装配体，第一曲体的两端分别与第一连接体和第一装配体相连；

第二组装体，其与本体另一侧相连，包括第二连接体，第二曲体和第二装配体，第二曲体的两端分别与第二连接体和第二装配体相连。

本发明的用于屋面的金属板型，其第一连接体的两端分别与本体和第一曲体相连，而使得第一曲体高出本体一阶。

本发明的用于屋面的金属板型，其第二连接体的两端分别与本体和第二曲体相连，而使得第二曲体高出本体一阶。

本发明提供的用于屋面的金属板型，其第一曲体包括第一开口和第二开口，第一开口和第二开口的方向相反。在一个具体的实施方式中，第一开口大于第二开口。

本发明的用于屋面的金属板型，其第二曲体包括第三开口和第四开口，第四开口和第三开口的方向相反。在一个具体的实施方式中，第三开口大于第四开口。

在一个具体的实施方式中，第三开口和第一开口均朝向本体的纵向轴线。

本发明的用于屋面的金属板型，第一装配体一端沿纵向向上延伸形成第一支撑部，在第一支撑部的末端延伸形成第一安装部。使用中，第一安装部用于与另一件板型相组装而固定于支撑座架上。

第一安装部包括第一曲部和第二曲部，第一曲部的曲率半径为9.0mm±0.1mm，第二曲部的曲率半径为28.8mm±0.1mm。

本发明的用于屋面的金属板型，第二装配体一端沿纵向向上延伸形成第二支撑部，在第二支撑部的末端延伸形成第二安装部。使用中，第二安装部对支撑座架的端部(比如：梅花头)进行包绕，再与另一件板型的连接部相组装(如：第一安装部扣合于第二安装部之上)使各件板型得以连接和组装而固定，形成屋面。

为适应抗风载荷负压的需要，本发明提供的用于屋面的金属板型，第一支撑部呈弯曲状，曲率半径为81.4mm±0.1mm；第二支撑部呈弯曲状，曲率半径为81.9mm± 0.1mm。

本发明的用于屋面的金属板型，为适应抗风载荷负压的需要，其纵向高度为75mm±2mm。将板型两端安装于支撑座架上，两个相邻支撑座架的轴线间的横向宽度L为 400mm±7mm。

本发明技术方案实现的有益效果：

本发明提供的金属屋面系统构建方法，对屋面板的受力形式进行合理化布局，分散了支撑座架顶端所受的作用力，使得屋面抗风能力显著提高，进而具备了抵抗超强台风的能力。经测试，其抗风揭能力是现有屋面板抗风揭能力的3～5倍，适应于各沿海地区的应用。

本发明提供的金属屋面系统构建方法，安装方便，可根据屋面造型进行排板放线，构建起的屋面的防水性能得到显著提高。

本发明提供的用于实施金属屋面系统构建方法板型，可采用现场成型，可根据屋面造型进行排板加工生产，如：标准板、梯形板、正反弯板等形状各异的板型。虽然屋面板使用率有所降低，但根据抗风能力可以减小板材的厚度及降低檩条及支座的用量，经济性有所提高。

本发明提供的用于实施金属屋面系统构建方法板型，能匹配屋面造型设计，板肋采用圆弧造型，使得屋面更为美观。

附图说明

图1为现有扣合式金属屋面板的一示意图；

图2为现有扣合式金属屋面板在强大的风荷载负压作用下，屋面板从支架座脱出的一示意图；

图3为现有挂勾式金属屋面板的一示意图；

图4为本发明用于屋面的金属板型的一实施例结构示意图；

图5为本发明用于金属屋面板型的支撑座架的一实施例结构示意图；

图6为本发明方法构建的金属屋面的一实施例结构示意图；

图7为本发明方法构建的金属屋面在受负风压的作用下一形态的示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

本实施例提供的一种金属屋面系统构建方法，其包括：

将第一金属屋面板材的一端加工成第一组装体，第一组装体依据支撑座架的一侧外形的周沿自支撑座架顶端由上至下实施包绕，并沿支撑座架上的第一坡面进入设置于支撑座架上的第一容置腔后，继续沿第一导向件，经第一支护部对支撑座架进行包绕后，使得第一金属屋面板材实现横向延伸，再向下形成一阶落差后继续横向延伸，形成金属屋面的主体；

再将第二金属屋面板材的一端加工成第二组装体，第二组装体于支撑座架的顶端扣于第一组装体之上，依据支撑座架的另一侧外形的周沿自支撑座架顶端由上至下实施包绕，并沿支撑座架上的第二坡面进入设置于支撑座架上的第二容置腔后，继续沿第二导向件，经第二支护部对支撑座架进行包绕后，使得第二金属屋面板材实现横向延伸，再向下形成一阶落差后继续横向延伸，也形成金属屋面的主体。

图6为本发明方法构建的金属屋面的一实施例结构示意图。如图6所示，若干个第一金属屋面板材、若干个第二金属屋面板材与若干各支撑座架装配构建起金属屋面。图7为本发明方法构建的金属屋面在受负风压的作用下一形态的示意图。在负风压的作用下，屋面板被固定于第一容置腔内，无法脱离，保证屋面系统的安全。

图5为本发明用于金属屋面板型的支撑座架的一实施例结构示意图。如图5所示，本实施例提供的支撑座架，用于增强金属屋面板承载能力抵御热带气旋，其包括架座 300和支撑件400。架座300包括第一坡面310和第二坡面320。支撑件400一端与架座300连接，另一端用于与承载金属屋面板。

在第一坡面310和第二坡面320上均设置阻尼件330，使得装配其上的金属屋面板受外力作用时不发生位移，或位移幅度减少。本实施例中，阻尼件330的曲率半径为1.0mm±0.2mm。

沿第一坡面310的坡底处设置第一导向体340，在第二坡面320的坡底设置第二导向体350。

第一导向体340包括第一底体341、第一导向部342和第一支护部343，第一底体341的一端固定于第一坡面310的坡底，第一导向部342设置于第一底体341上。第一导向部342的一侧与第一坡面310形成第一容置腔360，腔内宽度6.0mm±0.2mm。第一支护部343设置于第一底体341的另一端，用于支护金属屋面板。本实施例中，第一底体341选用直三角形，呈镂空结构。第一导向部342选用正方形，呈镂空结构。

第二导向体350包括第二底体351、第二导向部352和第二支护部353，第二底体351的一端固定于第二坡面320的坡底，第二导向部352设置于第二底体351上。第二导向部352的一侧与第二坡面320形成第二容置腔370，腔内宽度6.0mm±0.2mm。第二支护部353设置于第二底体342的另一端，用于支护金属屋面板。本实施例中，第二底体351选用直三角形，呈镂空结构。第二导向部352选用正方形，呈镂空结构。

本发明的用于金属屋面板型的支撑座架在使用中，金属屋面板架设于支撑座架上，尤其是还设置于第一容置腔内和第二容置腔内，在第一坡面和第二坡面上设置的阻尼件的共同作用下，支撑座架对金属屋面板的抗风能力显著改善，具有抵抗超强台风的能力。

为了便于实施本发明的金属屋面系统构建方法，还可以将金属屋面板预先加工成预制板型。图4为本发明用于屋面的金属板型的一实施例结构示意图。如图4所示，本实施例提供的金属板型，用于增强金属屋面板承载能力抵御热带气旋，其包括第一组装体100、第二组装体200和本体300。

本体300呈板状，材料为厚度0.9～1.2mm的铝镁锰合金板材或其它金属板材。

第一组装体100与本体300一侧相连，包括第一连接体110，第一曲体120和第一装配体130，第一曲体120的两端分别与第一连接体110和第一装配体130相连。本实施例中，第一连接体110的两端分别与本体300和第一曲体120相连，而使得第一曲体120高出本体300一阶。

第二组装体200与本体300另一侧相连，包括第二连接体210，第二曲体220和第二装配体230，第二曲体220的两端分别与第二连接体210和第二装配体230相连。本实施例中，第二连接体210的两端分别与本体300和第二曲体220相连，而使得第二曲体220高出本体300一阶。

第一曲体120还包括第一开口121和第二开口122，第一开口121和第二开口122 的方向相反，且第一开口121大于第二开口122。

第二曲体220还包括第三开口221和第四开口222，第四开口222和第三开口221 的方向相反，且第三开口221大于第四开口222。

本实施例中，第三开口221朝向左下方，第一开口121朝向右下方，第三开口221 和第一开口121均朝向本体的纵向轴线(未示出)。

第一装配体130一端沿纵向向上延伸形成第一支撑部131，在第一支撑部的末端延伸形成第一安装部132。第一安装部132还包括第一曲部133和第二曲部134。本实施中，第一曲部133的曲率半径为9.0mm±0.1mm，第二曲部134的曲率半径为28.8mm ±0.1mm。

第二装配体230一端沿纵向向上延伸形成第二支撑部231，在第二支撑部231的末端延伸形成第二安装部232。

以具有梅花头的支撑座架为例，本发明的用于屋面的金属板型在使用中，第二安装部232对支撑座架的梅花头端部进行包绕，然后将另一件板型的第一安装部132扣合于第二安装部232之上，使各件板型得以连接和组装而固定，形成屋面。

为适应抗风载荷负压的需要，本实施例的用于屋面的金属板型，第一支撑部131曲率半径为81.4mm±0.1mm；第二支撑部231曲率半径为81.9mm±0.1mm。

为适应抗风载荷负压的需要，板型纵向高度H为75mm±2mm。将板型两端安装于支撑座架上，两个相邻支撑座架的轴线间的横向宽度L为400mm±7mm。

本实施例提供的板型，抗风能力显著提高，具有抵抗超强台风的能力。其抗风揭能力是现有屋面板抗风揭能力的3～5倍，适应于各沿海地区的应用。

Claims (9)

1.一种金属屋面系统构建方法，其特征在于包括：

将第一块金属屋面板材的一端加工成第一组装体，所述的第一组装体依据支撑座架的一侧外形的周沿自支撑座架顶端由上至下实施包绕，并沿所述支撑座架上的第一坡面进入设置于支撑座架上的第一容置腔后，继续沿第一导向部，经第一支护部对所述的支撑座架进行包绕后，使得第一金属屋面板材实现横向延伸，再向下形成一阶落差后继续横向延伸，形成金属屋面的主体；

再将第二块金属屋面板材的一端加工成第二组装体，所述的第二组装体先于所述的支撑座架的顶端扣于所述的第一组装体之上，再依据所述支撑座架的另一侧外形的周沿自支撑座架顶端由上至下实施包绕，并沿支撑座架上的第二坡面进入设置于支撑座架上的第二容置腔后，继续沿第二导向部，经第二支护部对支撑座架进行包绕后，使得第二金属屋面板材实现横向延伸，再向下形成一阶落差后继续横向延伸，也形成金属屋面的主体；

若干块金属屋面板材与若干个支撑座架装配构建起金属屋面；

所述的支撑座架包括：

架座，其包括第一坡面和第二坡面；沿所述的第一坡面的坡底设置第一导向体，在所述的第二坡面的坡底设置第二导向体；所述的第一导向体的一侧与所述的第一坡面形成第一容置腔，所述的第二导向体的一侧与所述的第二坡面形成第二容置腔；

支撑件，其一端与所述的架座连接，另一端用于承载金属屋面板材；

所述的第一坡面上设置阻尼件；

所述的第二坡面上设置阻尼件；

所述的阻尼件的曲率半径为1.0mm±0.2mm；

为适应抗风载荷负压的需要，将金属屋面板材加工成预制板型，所述预制板型的纵向高度为75mm±2mm，将预制板型两端安装于支撑座架上，两个相邻支撑座架的轴线间的横向宽度为400mm±7mm；

所述的第一导向体包括第一底体和第一导向部，所述第一底体的一端固定于所述第一坡面的坡底，所述的第一导向部设置于所述的第一底体上，所述第一导向部的一侧与所述第一坡面形成所述的第一容置腔；

所述的第一导向体还包括第一支护部，设置于所述第一底体的另一端，用于支护金属屋面板材；

所述的第二导向体包括第二底体和第二导向部，所述第二底体的一端固定于所述第二坡面的坡底，所述的第二导向部设置于所述的第二底体上，所述第二导向部的一侧与所述第二坡面形成所述的第二容置腔；

所述的第二导向体还包括第二支护部，设置于所述第二底体的另一端，用于支护金属屋面板材；

所述的金属屋面板材包括：

本体，呈板状；

第一组装体，其与所述的本体一侧相连，包括第一连接体，第一曲体和第一装配体，所述的第一曲体的两端分别与所述的第一连接体和所述的第一装配体相连；

第二组装体，其与所述的本体另一侧相连，包括第二连接体，第二曲体和第二装配体，所述的第二曲体的两端分别与所述的第二连接体和所述的第二装配体相连；

所述的第一曲体包括第一开口和第二开口，所述的第一开口和所述的第二开口的方向相反；

所述的第二曲体包括第三开口和第四开口，所述的第四开口和所述的第三开口的方向相反；

所述的第二装配体一端沿纵向向上延伸形成第二支撑部，在所述第二支撑部的末端延伸形成第二安装部；所述第二支撑部呈弯曲状。

2.根据权利要求1所述的金属屋面系统构建方法，其特征在于所述的第一容置腔的腔内宽度6.0mm±0.2mm。

3.根据权利要求1所述的金属屋面系统构建方法，其特征在于所述的第二容置腔的腔内宽度6.0mm±0.2mm。

4.根据权利要求1所述的金属屋面系统构建方法，其特征在于所述的第一开口大于所述的第二开口，所述的第三开口大于所述的第四开口，所述的第三开口和所述的第一开口均朝向所述本体的纵向轴线。

5.根据权利要求1所述的金属屋面系统构建方法，其特征在于所述的第一连接体的两端分别与所述的本体和所述的第一曲体相连，而使得所述的第一曲体高出所述的本体一阶。

6.根据权利要求1所述的金属屋面系统构建方法，其特征在于所述的第二连接体的两端分别与所述的本体和所述的第二曲体相连，而使得所述的第二曲体高出所述的本体一阶。

7.根据权利要求1所述的金属屋面系统构建方法，其特征在于所述的第一装配体一端沿纵向向上延伸形成第一支撑部，在所述第一支撑部的末端延伸形成第一安装部；所述第一支撑部呈弯曲状，曲率半径为81.4mm±0.1mm。

8.根据权利要求7所述的金属屋面系统构建方法，其特征在于所述的第一安装部包括第一曲部和第二曲部，所述的第一曲部的曲率半径为9.0mm±0.1mm，所述的第二曲部的曲率半径为28.8mm±0.1mm。

9.根据权利要求1所述的金属屋面系统构建方法，其特征在于所述第二支撑部的曲率半径为81.9mm±0.1mm。

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