CN219992895U - 一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面 - Google Patents

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卢冬平
邓振乡
彭振峰
杨季方
周柳平
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Abstract

本实用新型公开了一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,包括,铺设在屋面架上的檩条、铺设在檩条上的若干个底板,所述底板上对应下方所述檩条位置等距开设有若干个安装槽;位于所述安装槽中部的短管,短管底部与檩条焊接固定;套设在所述短管外部的热镀锌无缝钢管抬高支座,所述热镀锌无缝钢管抬高支座底部与檩条焊接固定;本实用新型通过将双曲金属屋面中部平缓区域,并在热镀锌无缝钢管抬高支座上铺设直立锁边铝镁锰合金屋面板,且其板肋高达65mm,在将雨水挡在了金属屋面板外部,并迅速将雨水排入天沟中,通过虹吸管排出,能令金属屋面中部实现快速排水,进而提高金属屋面结构的整体性和耐久性,以及提高金属屋面的经济性和节能环保性。

Description

一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面
技术领域
本实用新型是一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,属于双曲金属屋面防水技术领域。
背景技术
金属屋面因其耐久性、外观适应性强,经济性能高且节能环保等优点,在高铁站、体育馆、工业厂房、会展中心等建筑屋面中的应用越来越广泛。其功能也由最初的屋面防水功能开始,逐步发展到满足吸声、保温及美观等复合功能要求。同时金属屋面因其造型独特、自重轻、柔度大,对外界的荷载极其敏感。
双曲金属屋面,其形状似双手将A4纸对角捏起悬空时的形状,两个对角翘起,两个对角下垂。
近年越来越频繁的极端天气,如大风、暴雨等,当双曲金属屋面面积超1万平方米时,而由于屋面面积较大,且形状结构特殊,导致中部几乎是平屋面,积蓄的雨水容易令导致屋面中部区域局部变形,当持续暴雨容易造成屋面中部的排水不及时,容易导致积水产生渗漏。
针对上述现有技术存在的问题设计一种大面积金属屋面设计中,能令金属屋面中部实现快速排水,进而提高金属屋面结构的整体性和耐久性,以及提高金属屋面的经济性和节能环保性是本实用新型研究的目的。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足,本实用新型目的是提供一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,以解决的现有技术的问题。
为了实现上述目的,本实用新型是通过如下的技术方案来实现:
一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,包括,铺设在屋面架上的檩条、铺设在檩条上的若干个底板,所述底板上对应下方所述檩条位置等距开设有若干个安装槽;
位于所述安装槽中部的短管,短管底部与檩条焊接固定;
套设在所述短管外部的热镀锌无缝钢管抬高支座,所述热镀锌无缝钢管抬高支座底部与檩条焊接固定;
位于平缓区域中的热镀锌无缝钢管抬高支座的高度自平缓区域两侧边缘向中部逐渐增加,所述热镀锌无缝钢管抬高支座上方铺设有金属面板。
作为进一步改进的,所述热镀锌无缝钢管抬高支座包括覆盖安装槽的下盖板、焊接在下盖板上方的圆柱筒、以及焊接在圆柱筒上方的放置板,放置板上包覆有TPO防水卷材。
作为进一步改进的,所述热镀锌无缝钢管抬高支座上方固定安装有面板固定座,所述面板固定座上铺设金属面板。
作为进一步改进的,所述底板上方铺设有保温棉,保温棉上铺设有TPO防水卷材。
作为进一步改进的,所述安装槽边缘的底板与檩条相焊接。
作为进一步改进的,还包括在平缓区域四周铺设水沟龙骨,所述水沟龙骨对应设置在主梁上,且位于檩条上方,所述水沟龙骨侧面焊接水沟伸缩缝盖板,所述水沟伸缩缝盖板与金属面板相焊接。
作为进一步改进的,所述水沟龙骨内间隔设置有虹吸排水管。
作为进一步改进的,所述金属面板一侧设有弧形大肋、另一侧设有弧形小肋,所述弧形小肋外侧有反毛细凹槽,一所述金属面板上的弧形小肋嵌入在相邻所述金属面板上的弧形大肋内部,且弧形大肋完全包覆反毛细凹槽。
作为进一步改进的,所述面板固定座包括用于固定金属面板的铝合金支架,以及用于固定铝合金支架的几字型衬檩,铝合金支架通过,自攻钉固定在几字型衬檩上,几字型衬檩焊接在放置板上方。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型通过将双曲金属屋面中部平缓区域,通过BIM深化设计,将平缓区域中的热镀锌无缝钢管抬高支座的高度自平缓区域两侧边缘向中部逐渐增加,其高度根据屋面的整体造型形成对平缓区域进行1%的放坡,并在热镀锌无缝钢管抬高支座上铺设直立锁边铝镁锰合金屋面板,且其板肋高达65mm,在将雨水挡在了金属屋面板外部,并迅速将雨水排入天沟中,通过虹吸管排出,能令金属屋面中部实现快速排水,进而提高金属屋面结构的整体性和耐久性,以及提高金属屋面的经济性和节能环保性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面的主梁俯视结构示意图。
图2是图1中A处的结构放大示意图。
图3是本发明一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面的局部剖面结构示意图。
图4是本发明一种热镀锌无缝钢管抬高支座的立体结构示意图。
图5是本发明一种底板的立体结构示意图。
图6是本发明一种金属板面的侧视结构示意图。
图7是本发明一种金属板面的咬接状态图。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施方式中的附图,对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本实用新型保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
参照图1-7所示,一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,包括铺设在屋面架上的檩条1、铺设在檩条1上的若干个底板2,所述底板2上对应下方所述檩条1位置等距开设有若干个安装槽3;
位于所述安装槽3中部的短管4,短管4底部与檩条1焊接固定;
套设在所述短管4外部的热镀锌无缝钢管抬高支座5,所述热镀锌无缝钢管抬高支座5底部与檩条1焊接固定;
位于平缓区域16中的热镀锌无缝钢管抬高支座5的高度自平缓区域16两侧边缘向中部逐渐增加,所述热镀锌无缝钢管抬高支座5上方铺设有金属面板6。
所述热镀锌无缝钢管抬高支座5包括覆盖安装槽3的下盖板51、焊接在下盖板51上方的圆柱筒52、以及焊接在圆柱筒52上方的放置板53,放置板53上包覆有TPO防水卷材7。
所述热镀锌无缝钢管抬高支座5上方固定安装有面板固定座8,所述面板固定座8上铺设金属面板6。
所述底板2上方铺设有保温棉21,保温棉21上铺设有TPO防水卷材7。
所述安装槽3边缘的底板2与檩条1相焊接。
还包括在平缓区域16四周铺设水沟龙骨9,所述水沟龙骨9对应设置在主梁11檩条1上方,所述水沟龙骨9侧面焊接水沟伸缩缝盖板12,所述水沟伸缩缝盖板12与金属面板6相焊接。
所述水沟龙骨9内间隔设置有虹吸排水管10。
所述金属面板6一侧设有弧形大肋61、另一侧设有弧形小肋62,所述弧形小肋62外侧有反毛细凹槽63,一所述金属面板6上的弧形小肋62嵌入在相邻所述金属面板6上的弧形大肋61内部,且弧形大肋61完全包覆反毛细凹槽63。
一种双曲金属屋面平缓区域防水构造施工方法,其步骤包括:
S1,在双曲屋面檩条1上铺设底板2,形成底层屋面,在底层屋面上对应下方檩条1位置等距安装若干短管4,形成若干个支撑点定位;
S2,根据用BIM建模直观找出底层屋面中部的若干个平缓区域16;
S3,通过支撑点定位上安装热镀锌无缝钢管抬高支座5,形成防水支撑点,其中,平缓区域16中的热镀锌无缝钢管抬高支座5的高度自平缓区域16两侧边缘向中部逐渐增加,其高度根据屋面的整体造型形成对平缓区域16进行1%的放坡;
S4,在平缓区域16四周设置排水天沟;
S5,在防水支撑点上安装面板固定座8,并在面板固定座8上铺设延伸至排水天沟边缘的金属面板6,形成双曲金属屋面。
在步骤S1中,所述在双曲屋面檩条1上铺设底板2,形成底层屋面,在底层屋面上对应下方檩条1位置等距安装若干短管4的具体安装包括:
根据双曲屋面放线测量整个屋面的宽度,根据板宽计算出两边山墙预留宽度,确定第一排热镀锌无缝钢管抬高支座5位置,在该位置设置短管4,相邻短管4根据相邻檩条1的间隔距离进行设置。
底板2加工:穿孔底板2选用0.8mm厚穿孔铝镁锰压型钢板。底板2总体尺寸根据BIM模型确定,在放线过程中根据檩条之间的间距进行调整。为了便于底板2安装,在底板2生产过程中上对每一种规格的底板2进行编号,并绘制底板2布置图,进而方便后续进行铺装。
另外,为尽可能消除钢结构檩条安装造成的误差,可在在放线过程中根据檩条之间的间距及时反馈对底板2加工尺寸进行调整,可尽可能消除钢结构檩条安装造成的误差。
底板2安装:以纵横轴线为基准确定第一块底板2的定位线,保证底板2起始位置准确,每安装完一块都要复核其是否出现较大的误差,如存在误差,则用反误差来消除。底板2就位后,对准其极端控制线,调整板与板的搭接,临时固定。
底板2搭接:底板2的搭接方向垂直于屋面檩条,搭接位置与檩条至少重叠100mm,按照屋面顺水的方向搭接,搭接点必须固定在檩条上面,贴檩条面底板2严禁外露檩条。
底板2固定:穿孔底板2进行固定,采用ST5.5*25自攻钉固定,固定时自攻钉位置整体保持一致且固定点自攻钉在一条直线上,两个端头每个波谷固定一颗自攻钉,中间部位隔一个波谷固定一颗自攻钉,自攻钉距离底板2端部不得小于50mm。
底板2开孔:采用电焊先将底板2烧开一个和热镀锌无缝钢管抬高支座5中部管横截面积相当的圆圈,需注意的是,圆圈必须烧在下方有檩条的底板2上,将烧开的底板2一遍一并焊接固定在檩条上,再用电焊将热镀锌无缝钢管抬高支座5焊接在檩条上,一方面以防止因施工荷载造成开孔进一步扩大,从而破坏底板2,另一方面可令底板2处于封闭状态,且令后续热镀锌无缝钢管抬高支座5不直接固定在底板2上。
底板2的保温棉21铺设:在底板2上铺设保温棉21,其中,保温棉21均匀、满铺于底板2上面,中间不能留间隙,并且在施工过程中,若保温棉21遇到铝合金支架81及衬檩部位,则使用美工刀破口,同时为了防止热桥现象发生,上下两层保温棉21需错缝300mm铺设;保温棉21铺设完后尽快铺防水层,以防止下雨使保温棉21受潮,在本实施例中,防水采用TPO防水卷材7,保温棉21采用岩棉。
在步骤S1中之后还包括:
防水层铺设:在底板2上方铺设保温棉21,并在保温棉21上铺设TPO防水卷材7,其中,采用TPO防水卷材7对热镀锌无缝钢管抬高支座5顶部进行包圆并用热风进行热熔。
在步骤S2中,所述根据用BIM建模直观找出屋面中部的若干个平缓区域16的具体步骤为:
S21,将屋面中靠近屋檐的第一距离以内划分为外区14,超出第一距离划分为内区15,选取内区15中相邻主梁11之间的区域为平缓区域16。
在步骤S21中,由于靠近屋檐部分通常设置有主梁11,因此靠近主梁11两侧1m的支撑性能较强,故而第一距离为2m,在本实施例为第一距离为2m。
在步骤S21中,选取内区15中相邻主梁11之间的区域为平缓区域16,具体步骤为:
S211,选取所有横向主梁11与纵向主梁11;
S212,标记所有横向主梁11与纵向主梁11相交的交点,当相邻四个交点可组成封闭图形,即标记该图形区域为平缓区域16。
其中,由于大面积屋面中相邻平行主梁11之间虽有檩条1副梁支撑,但由于平行主梁11之间间距较大,在本实施例中平行主梁11之间间距为8-10m之间,故而其中部区域会形成容易积水的平缓区域16。
BIM建模做双面金属屋面坡度分析,找出其坡度平缓,易于积水的区域,通过对最大降雨在平缓区的滞留量,计算其不导致屋面大量积水所需的最小坡度,从而对双曲金属屋面进行精准深化抬高。
在步骤S3中,通过支撑点定位上安装热镀锌无缝钢管抬高支座5的步骤,还包括:
围绕短管4将底板2烧开与热镀锌无缝钢管抬高支座5底部相当的区域,露出底板2下方的檩条1,再将热镀锌无缝钢管抬高支座5底部以及烧开的底板2边缘焊接在檩条1上完成固定,形成防水支撑点。
在步骤S3中,所述热镀锌无缝钢管抬高支座5包括覆盖安装槽3的下盖板51、焊接在下盖板51上方的圆柱筒52、以及焊接在圆柱筒52上方的放置板53,放置板53上包覆有TPO防水卷材7,圆柱筒52为定制外径60mm,壁厚4mm的热镀锌无缝钢管,放置板53采用TPO防水卷材7热风焊接包圆密封,使渗入屋面内部的雨水无缝可钻。
在步骤S4中,所述在平缓区域16四周设置排水天沟的步骤包括:
在平缓区域16边缘的主梁11上焊接水沟龙骨9,并在水沟龙骨9侧面焊接水沟伸缩缝盖板12,形成天沟;
在水沟龙骨9中安装虹吸排水管10,形成排水天沟。
其中,通过BIM深化设计双曲金属屋面平缓区域16,取同一平缓区域16中的两个平行天沟的中间做分水线,分水线为抬高处的最高处,两侧根据双曲金属屋面的整体造型与排水量进行1%放坡。在平缓区域16四周铺设水沟龙骨9,所述水沟龙骨9对应设置在主梁11檩条1上方,所述水沟龙骨9侧面焊接水沟伸缩缝盖板12,所述水沟伸缩缝盖板12与金属面板6相焊接。所述水沟龙骨9内间隔设置有虹吸排水管10,当雨水进入排水天沟中,当水量积蓄到虹吸排水管10高度,积水通过虹吸效应排离。
位于平缓区域16倾斜两侧下方承接大部分排水量,故该水沟龙骨9采用不锈钢水沟主龙骨为100*100*4㎜镀锌钢方通,而位于另外平缓区域16另外两侧承接排水量较少,故而为次龙骨为50*50*3㎜镀锌钢方通。
出水沟龙骨9的进出为及相对应标高根据测量放线进行定位。
确定好水沟龙骨9进出位置后,100*100*4㎜不锈钢水沟主龙骨焊接固定在钢结构主梁11上。焊缝高为5㎜,满焊,焊缝为三级焊缝,要求无裂缝、气孔、夹渣等缺陷时,若有必须清除后重新焊接。
天沟焊接:检查不锈钢水沟主龙骨与次龙骨天沟对口处的间隙,达到焊接要求的2mm以内时方可对接。先将接口处点焊固定,点焊位置间距以100mm为宜。
在本实施例中,焊接采用2.5mm的焊条,焊接电流在100A-120A范围内为宜。焊缝一遍成形,焊缝冷却后清除药皮。水沟伸缩缝盖板12宽度不低于100㎜,在焊接伸缩缝盖板时,两侧不锈钢水沟预留的尺寸最好时在50㎜左右,保证不锈钢水沟一个伸缩空间。
为了方便排水,屋面天沟采用虹吸排水。虹吸排水压力越大排水速度越快。在天沟内设有集水井13,集水井13中设有虹吸排水管10,集水井13深度不得低于200㎜。
在步骤S5中,所述在防水支撑点上安装面板固定座8,并在面板固定座8上铺设延伸至排水天沟边缘的金属面板6,形成双曲金属屋面。
具体步骤包括:
金属板面预处理:在铺设前,采用高空压板机对金属板面预处理,形成一侧具有弧形大肋61、另一侧具有弧形小肋62,其中弧形小肋62外侧有反毛细凹槽63的金属板面,并直接传送至屋面;
金属板面搭建:将金属面板6横向搭接且固定安装在多组面板固定座8上;
金属板面咬边:采用咬边机将相邻金属板面的弧形大肋61咬扣在弧形小肋62外侧,且弧形大肋61包覆反毛细凹槽63。
其中,高空压板机对金属屋面板进行加工,在本实施例中,金属板面经过处理后制造尘单块宽度430mm,板肋高度65mm的金属板,并带有反毛细凹槽63的铝镁锰合金屋面板,高空压板机可将屋面板直接传送到屋面,降低机械二次搬运过程中对板肋造成破坏的可能,以减少雨水倒灌渗进板肋的风险。
金属面板6为铝镁锰面板,通过直立锁边机与铝合金支架81扣接,并且单块肋形板纵横方向铺装均可活动,热胀冷缩自如,不会因产生应力而被拉裂变形。
当金属面板6完成铺设后,在金属面板6端部放置泡沫塑料封条64,具体放置在弧形小肋62上方,将金属面板6两侧的弧形大肋61与弧形小肋62进行咬边固定。要求咬边时应连续、平整,不能出现扭曲和裂口。当天铺设的面板必须当天完成咬边,以免夜晚刮风时板被吹坏或刮走。在本身实施例中,面板材料厚度为1mm,咬口直径21mm,面板咬边使用专用咬边机。
在步骤S5中,所述面板固定座8水平位置偏差区间为±3-5mm,且所述热镀锌无缝钢管抬高支座5竖直面倾斜角区间为0-1°。
当固定座水平位置偏差超过5毫米(即该铝合金支架81与其它铝合金支架81纵向不在一条直线上),必然影响板在纵向的自由伸缩,当板受热膨胀时可能会在偏差铝合金支架81处过大阻力作用下隆起,或板肋在长期的摩擦力作用破损造成漏水。同时为降低施工难度,故而将面板固定座8水平位置偏差区间设置为±3-5mm,在本实施例中,面板固定座8水平位置偏差±4mm。
面板固定座8在竖直面倾角(即固定座梅花头水平面与屋面板肋不平行度)倾斜角度大于2°时,板肋在咬口时会咬破板肋,造成漏水;固定座倾角大于1°时,在铝合金支架81范围(60毫米)内将产生大于1.05毫米的高差,板伸缩时产生摩擦力,长期作用下也会磨坏板肋造成漏水。因此,面板固定座8在竖直面倾角不大于1°。
面板固定座8包括用于固定金属面板6的铝合金支架81,以及用于固定铝合金支架81的几字型衬檩82,铝合金支架81通过ST5.5*32的自攻钉固定在几字型衬檩82上,几字型衬檩82焊接在放置板53上方。由于铝镁锰屋面板固定支座安装在抬高支座的托板上面,不直接与防水卷材接触,从而杜绝了固定支座对防水卷材造成破坏的可能。
铝合金支架81是金属面板6的支撑件,它是屋面荷载传递到衬檩的受力构件,它的安装质量直接影响到屋面板的抗风性能,锚板安装误差还会影响到金属面板6的纵向自由伸缩及金属面板6的外观。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于,包括:
铺设在屋面架上的檩条(1)、铺设在檩条(1)上的若干个底板(2),所述底板(2)上对应下方所述檩条(1)位置等距开设有若干个安装槽(3);
位于所述安装槽(3)中部的短管(4),短管(4)底部与檩条(1)焊接固定;
套设在所述短管(4)外部的热镀锌无缝钢管抬高支座(5),所述热镀锌无缝钢管抬高支座(5)底部与檩条(1)焊接固定;
位于平缓区域(16)中的热镀锌无缝钢管抬高支座(5)的高度自平缓区域(16)两侧边缘向中部逐渐增加,所述热镀锌无缝钢管抬高支座(5)上方铺设有金属面板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于:所述热镀锌无缝钢管抬高支座(5)包括覆盖安装槽(3)的下盖板(51)、焊接在下盖板(51)上方的圆柱筒(52)、以及焊接在圆柱筒(52)上方的放置板(53),放置板(53)上包覆有TPO防水卷材(7)。
3.根据权利要求1所述的一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于:所述热镀锌无缝钢管抬高支座(5)上方固定安装有面板固定座(8),所述面板固定座(8)上铺设金属面板(6)。
4.根据权利要求1所述的一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于:所述底板(2)上方铺设有保温棉(21),保温棉(21)上铺设有TPO防水卷材(7)。
5.根据权利要求1所述的一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于:所述安装槽(3)边缘的底板(2)与檩条(1)相焊接。
6.根据权利要求1所述的一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于:还包括在平缓区域(16)四周铺设水沟龙骨(9),所述水沟龙骨(9)对应设置在主梁(11)上,且位于檩条(1)上方,所述水沟龙骨(9)侧面焊接水沟伸缩缝盖板(12),所述水沟伸缩缝盖板(12)与金属面板(6)相焊接。
7.根据权利要求6所述的一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于:所述水沟龙骨(9)内间隔设置有虹吸排水管(10)。
8.根据权利要求1所述的一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于:所述金属面板(6)一侧设有弧形大肋(61)、另一侧设有弧形小肋(62),所述弧形小肋(62)外侧有反毛细凹槽(63),一所述金属面板(6)上的弧形小肋(62)嵌入在相邻所述金属面板(6)上的弧形大肋(61)内部,且弧形大肋(61)完全包覆反毛细凹槽(63)。
9.根据权利要求3所述的一种具有平缓区域防水构造的双曲金属屋面,其特征在于:所述面板固定座(8)包括用于固定金属面板(6)的铝合金支架(81),以及用于固定铝合金支架(81)的几字型衬檩(82),铝合金支架(81)通过,自攻钉固定在几字型衬檩(82)上,几字型衬檩(82)焊接在放置板(53)上方。
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