CN212405765U - 抗超强台风的金属屋面板及金属屋面系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种抗超强台风的金属屋面板及金属屋面系统，能够保障在十七级强台风下的金属屋面系统的安全可靠。金属屋面板包括：底板；左侧弯折结构，连接所述底板的左端；右侧弯折结构，连接所述底板的右端；母口结构，连接所述左侧弯折结构；子口结构，连接所述右侧弯折结构；所述左侧弯折结构具有至少两个左侧弯折点，所述右侧弯折结构具有至少两个右侧弯折点；所述至少两个左侧弯折点、所述至少两个右侧弯折点、所述底板的所述左端和所述底板的所述右端都位于同一圆周上。

Description

抗超强台风的金属屋面板及金属屋面系统

技术领域

本实用新型涉及建筑领域的金属屋面，特别是涉及一种抗超强台风的具有 360°直立锁边的金属屋面板及金属屋面系统。

背景技术

目前，金属屋面系统被广泛应用在民用、公共建筑、厂房、场馆、展厅等各种建筑中。而且其应用也越来越广泛，越来越普及。随之而来的是人们对金属屋面系统的安全性能也越来越重视。

由于屋面防水功能的要求，目前现有技术的金属屋面系统大多采用360°直立锁缝的连接形式；图1为现有技术360°直立锁边金属屋面板的板型结构图，其中，金属屋面板具有母口110，子口120，金属屋面板的板宽为B；金属屋面板的波高为H，板厚为T。图2为现有技术360°直立锁边金属屋面板的连接支座的结构图，连接支座具有底座210和滑片220。滑片220既可以沿底座210前后滑动一定距离，又不会脱离底座210。

图3为现有技术360°直立锁边金属屋面系统连接节点的结构图；如图3所示，金属屋面板与支撑结构的连接多采用连接支座加360°锁边的方式进行连接，其连接的主要构造自上往下依次是金属屋面板310、连接支座320，防水透气层、保温层及防水隔汽层、主次支撑结构层等。图3中未显示防水透气层、保温层及防水隔汽层。

图中，金属屋面板310，其波距为B，波高为H，波谷底部宽度为B0。连接支座320，是用于金属屋面板与支撑结构连接的连接件。支撑结构330，应用支撑金属屋面板310，固定连接支座。自攻螺丝340，用于将连接支座固定于支撑结构。图中还包括有360°直立锁边350，是由金属屋面板310的子、母口与连接支座的滑片上端，三者通过专用机械设备咬合在一起的连接。

在我国东南沿海，经常发生超过十七级的超强台风，这对于采用金属屋面系统的建筑物来说，是非常严峻的考验，金属屋面一旦被强台风掀起，不但造成财产损失，而且可能带来人员伤害，特别是对于沿海设置的核电站中的部分金属屋面建筑来说，必须要确保在十七级强台风下的建筑物安全，而现有技术的金属屋面系统不能满足该要求。

图4为现有技术的金属屋面板在抗风实验中的变形示意图，通过金属屋面系统的抗风试验可知，现有技术的360°直立锁边金属屋面系统，在承受一定级别的大风载荷后，金属屋面板会产生如图4所示的较大变形，造成以下几个方面的问题：

1)力学性能的严重降低。由于发生严重变形，造成金属屋面板截面惯性矩和截面模量代表金属屋面板刚度和抵抗力的性能参数指标严重下降。

2)锁边脱开。由图4的金属屋面板的变形可知，金属屋面系统的直立锁边处子口和母口都会向外开裂变形，造成相邻金属屋面板锁边脱开失效，造成安全隐患和漏水隐患。

因此，如何保障强台风下的金属屋面系统的安全可靠，是有待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种抗超强台风的金属屋面板及金属屋面系统，能够保障在十七级强台风下的金属屋面系统的安全可靠。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种抗超强台风的金属屋面板，包括：

底板；

左侧弯折结构，连接所述底板的左端；

右侧弯折结构，连接所述底板的右端；

母口结构，连接所述左侧弯折结构；

子口结构，连接所述右侧弯折结构；

所述左侧弯折结构具有至少两个左侧弯折点，所述右侧弯折结构具有至少两个右侧弯折点；

所述至少两个左侧弯折点、所述至少两个右侧弯折点、所述底板的所述左端和所述底板的所述右端都位于同一圆周上。

优选的，上述的金属屋面板中，所述左侧弯折结构和所述右侧弯折结构沿垂直所述底板的中心线对称分布。

优选的，上述的金属屋面板中，所述圆周的圆心位于所述中心线上。

优选的，上述的金属屋面板中，所述左侧弯折结构包括：

左下板，连接所述底板的所述左端；

左中板，连接所述左下板，并与所述左下板形成左侧第一弯折点；

左上板，连接所述左中板，并与所述左中板形成左侧第二弯折点。

优选的，上述的金属屋面板中，所述母口结构具有垂直水平面设置的左侧竖板，所述左侧竖板连接所述左上板并形成第一夹角。

优选的，上述的金属屋面板中，所述右侧弯折结构包括：

右下板，连接所述底板的所述右端；

右中板，连接所述右下板，并与所述右下板形成右侧第一弯折点；

右上板，连接所述右中板，并与所述右中板形成右侧第二弯折点。

优选的，上述的金属屋面板中，所述子口结构具有垂直水平面设置的右侧竖板，所述右侧竖板连接所述右上板并形成第二夹角。

优选的，上述的金属屋面板中，所述左下板、所述左中板、所述右下板和所述右中板的长度相等；所述第一夹角的大小等于所述第二夹角的大小。

优选的，上述的金属屋面板中，所述底板、所述左侧弯折结构、所述右侧弯折结构、所述母口结构和所述子口结构是由同一板材一体弯折成型。

为了更好的实现本实用新型的目的，本实用新型还提供一种抗超强台风的金属屋面板系统，包括由多个所述的金属屋面板组成的金属屋面；

还包括：

第一层次檩，安装在屋面主檩条上；

第二层次檩，安装在所述第一层次檩上；

隔汽层、保温层和防水透气层，依次安装在所述第二层次檩上；

连接支座，设置在所述防水透气层上；

所述金属屋面安装支撑在所述连接支座上。

本实用新型实施例具有以下技术效果：

金属屋面板主体结构(左侧弯折结构、底板和右侧弯折结构)的折弯点都在同一个圆周上，这种设计是借鉴了隧道的抗压原理，可以有效增强金属屋面板的抗压能力，从而使得抗风强度达到最佳状态。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为现有技术360°直立锁边金属屋面板的板型结构图；

图2为现有技术360°直立锁边金属屋面板的连接支座的结构图；

图3为现有技术360°直立锁边金属屋面系统连接节点的结构图；

图4为现有技术的金属屋面板在抗风实验中的变形示意图；

图5为本实用新型提供的金属屋面板的结构示意图；

图6为本实用新型提供的金属屋面板结构的另一示意图；

图7为本实用新型的金属屋面板在抗风实验中的变形示意图；

图8为本实用新型的抗超强台风的金属屋面板系统的结构图。

具体实施方式

本实用新型对金属屋面系统进行了系统的问题分析，造成现有金属屋面系统不能抵抗强台风的问题有以下几个方面的原因：

1)金属屋面板的波高H过小。波高H应控制在一定范围。应根据常用的屋面檩条的檩距和建筑所在地的最大抗风级别，选择合适波高H的金属屋面板。当H过小时，金属屋面板截面惯性矩和截面模量过小，容易造成金属屋面板纵向较大变形，造成漏水和安全隐患。

2)波谷底部宽度B0过大。当B0过大时容易造成金属屋面板形成如图4 所示的变形。从而造成金属屋面系统的直立锁边处子口和母口都会向外开裂变形，造成相邻金属屋面板锁边脱开失效，造成安全隐患和漏水隐患。

3)连接支座抗力不足。当连接支座的极限破坏载荷不足时，也会造成金属屋面系统因连接支座破坏而抗风掀失效。

4)连接钉数量不足。固定连接支座的连接钉其规格与数量都应满足抗风级别的需要。当其数量不足或规格过小时。都会造成连接支座自支撑结构上脱落。

5)其次，金属屋面板的材质、厚度；支撑结构的材质、厚度、檩距都应选择合适，与所需的抗风级别相适应。

因此，本实用新型实施例提供一种抗超强台风的金属屋面板，图5为本实用新型提供的金属屋面板的结构示意图，如图所示，金属屋面板包括：

底板500；

左侧弯折结构600，连接所述底板500的左端501；

右侧弯折结构700，连接所述底板500的右端502；

母口结构800，连接所述左侧弯折结构600；

子口结构900，连接所述右侧弯折结构700；

所述左侧弯折结构600具有至少两个左侧弯折点，所述右侧弯折结构700 具有至少两个右侧弯折点；

所述至少两个左侧弯折点、所述至少两个右侧弯折点、所述底板的所述左端501和所述底板的所述右端502都位于同一圆周400上。

可见，本实用新型中，金属屋面板主体结构(左侧弯折结构、底板和右侧弯折结构)的折弯点都在同一个圆周上，这种设计是借鉴了隧道的抗压原理，可以有效增强金属屋面板的抗压能力，从而使得抗风强度达到最佳状态。

图6为本实用新型提供的金属屋面板结构的另一示意图，如图6所示，在本实用新型的另一个实施例中，所述左侧弯折结构600和所述右侧弯折结构700 沿垂直所述底板500的中心线510对称分布。所述圆周的圆心O位于所述中心线510上。

参考图5所示，在本实用新型的一个实施例中，所述左侧弯折结构600包括：

左下板610，连接所述底板500的所述左端501；

左中板620，连接所述左下板610，并与所述左下板形成左侧第一弯折点 601；

左上板630，连接所述左中板620，并与所述左中板形成左侧第二弯折点 602。

参考图5和图6所示，在本实用新型的一个实施例中，所述母口结构800 具有垂直水平面设置的左侧竖板810，所述左侧竖板连接所述左上板630并形成第一夹角α。

参考图5所示，在本实用新型的一个实施例中，所述右侧弯折结构700包括：

右下板710，连接所述底板500的所述右端502；

右中板720，连接所述右下板710，并与所述右下板形成右侧第一弯折点 701；

右上板730，连接所述右中板720，并与所述右中板形成右侧第二弯折点 702。

参考图5和图6所示，在本实用新型的一个实施例中，所述子口结构900 具有垂直水平面设置的右侧竖板910，所述右侧竖板910连接所述右上板730 并形成第二夹角。

参考图5和图6所示，在本实用新型的一个实施例中，所述左下板的长度为L2、所述左中板的长度为L1、所述右下板的长度为L2，所述右中板的长度为L1。在本实用新型的另一个实施例中，L1等于L2，也就是所述左下板、所述左中板、所述右下板和所述右中板的长度相等。

在本实用新型的另一个实施例中，所述第一夹角的大小也等于所述第二夹角的大小，例如为105度。

参考图5所示，在本实用新型的另一个实施例中，所述底板500、所述左侧弯折结构600、所述右侧弯折结构700、所述母口结构800和所述子口结构 900是由同一板材一体弯折成型。

图7为本实用新型的金属屋面板在抗风实验中的变形示意图；如图7所示，因为金属屋面板波谷两侧的6个转折点，均落在同一圆周内，保证了屋面板受风吸力均为指向圆心直径方向的受力，这是对抗风最有利的板型设计，有利于金属屋面板的受力稳定性，因此在抗风实验中变形不大，实验数据表明完全能够对抗超过十七级的强台风。而现有屋面板型技术均未考虑这些要求。

此外，本实用新型的金属屋面板相比现有技术还具有以下几个方面的特点：

1)金属屋面板子、母口波峰处的直立边与肩部板面(左上板630和右上板730)的夹角α为105°左右。比现有技术90°受力更有利。

2)金属屋面板的两侧板的转折点，满足L1＝L2(见图6)。保证了侧板具有较好的刚度和稳定性。现有技术不满足这些条件。

3)本实用新型调整金属屋面板的波高H和波谷宽度B0的数值。在建筑所在地区的最大风荷载下，经力学计算，波谷处不会产生如图4的较大变形。金属屋面板变形如图7，受力及变形合理。

4)金属屋面板的展开宽度最大化，避免了浪费，满足经济性能。

综上所述，基于独创性的“拱形隧道设计理念”设计的板型，能够显著限制强风作用下屋面板波谷的变形，从而维持了屋面板截面模量和截面惯性矩的稳定，确保了屋面板的抗风性能。

图8为本实用新型的抗超强台风的金属屋面板系统的结构图，如图8所示，本实用新型实施例提供一种抗超强台风的金属屋面板系统，包括由多个所述的金属屋面板组成的金属屋面18；

还包括：

第一层次檩12，安装在屋面主檩条11上；

第二层次檩14，安装在所述第一层次檩12上；

隔汽层、保温层和防水透气层，依次安装在所述第二层次檩14上；

连接支座16，设置在所述防水透气层上；

所述金属屋面18安装支撑在所述连接支座16上。

其中，还可以包括：

自攻螺丝组13，用于将第一层次檩12固定于主檩条11上。

自攻螺丝组15，用于将第二层次,14固定于第一层次檩12上。

自攻螺丝17，固定连接支座16用。

本实用新型的金属屋面系统的构造安装步骤举例如下：

1)在屋面主檩条上安装第一层次檩；每个连接处采用若干个自攻螺丝，第一层次檩的檩距和自攻螺丝的数量需满足所需抗风载荷的需要。

2)在第一层次檩上安装第二层次檩；在第二层与第一层次檩每个连接处采用若干个自攻螺丝，第二层次檩的檩距和自攻螺丝的数量需满足所需抗风载荷的需要。

3)在第二层次檩上安装隔汽层、保温层、防水透气层。

4)在防水透气层上安装金属屋面板和连接支座；本连接支座和固定连接支座的自攻螺丝数量均须满足该连接处抗风载荷的要求。

5)重复上述步骤。完成金属屋面系统的金属屋面板的铺设，最后采用专用锁边设备，进行屋面板锁边。

本实用新型具有如下优势：因为金属屋面板波谷两侧的6个转折点，均落在同一圆周内，保证了屋面板受风吸力均为指向圆心直径方向的受力，这是对抗风最有利的板型设计，有利于金属屋面板的受力稳定性，因此在抗风实验中变形不大，实验数据表明完全能够对抗超过十七级的强台风。而现有屋面板型技术均未考虑这些要求。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种抗超强台风的金属屋面板，包括：

底板；

左侧弯折结构，连接所述底板的左端；

右侧弯折结构，连接所述底板的右端；

母口结构，连接所述左侧弯折结构；

子口结构，连接所述右侧弯折结构；

其特征在于，

所述左侧弯折结构具有至少两个左侧弯折点，所述右侧弯折结构具有至少两个右侧弯折点；

所述至少两个左侧弯折点、所述至少两个右侧弯折点、所述底板的所述左端和所述底板的所述右端都位于同一圆周上。

2.根据权利要求1所述的金属屋面板，其特征在于，

所述左侧弯折结构和所述右侧弯折结构沿垂直所述底板的中心线对称分布。

3.根据权利要求2所述的金属屋面板，其特征在于，所述圆周的圆心位于所述中心线上。

4.根据权利要求3所述的金属屋面板，其特征在于，所述左侧弯折结构包括：

左下板，连接所述底板的所述左端；

左中板，连接所述左下板，并与所述左下板形成左侧第一弯折点；

左上板，连接所述左中板，并与所述左中板形成左侧第二弯折点。

5.根据权利要求4所述的金属屋面板，其特征在于，所述母口结构具有垂直水平面设置的左侧竖板，所述左侧竖板连接所述左上板并形成第一夹角。

6.根据权利要求5所述的金属屋面板，其特征在于，所述右侧弯折结构包括：

右下板，连接所述底板的所述右端；

右中板，连接所述右下板，并与所述右下板形成右侧第一弯折点；

右上板，连接所述右中板，并与所述右中板形成右侧第二弯折点。

7.根据权利要求6所述的金属屋面板，其特征在于，所述子口结构具有垂直水平面设置的右侧竖板，所述右侧竖板连接所述右上板并形成第二夹角。

8.根据权利要求7所述的金属屋面板，其特征在于，所述左下板、所述左中板、所述右下板和所述右中板的长度相等；所述第一夹角的大小等于所述第二夹角的大小。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的金属屋面板，其特征在于，所述底板、所述左侧弯折结构、所述右侧弯折结构、所述母口结构和所述子口结构是由同一板材一体弯折成型。

10.一种抗超强台风的金属屋面系统，其特征在于，包括由多个权利要求9所述的金属屋面板组成的金属屋面；

还包括：

第一层次檩，安装在屋面主檩条上；

第二层次檩，安装在所述第一层次檩上；

隔汽层、保温层和防水透气层，依次安装在所述第二层次檩上；

连接支座，设置在所述防水透气层上；

所述金属屋面安装支撑在所述连接支座上。

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