一种防风穿孔铝单板金属屋面系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程公共建筑技术领域，具体涉及一种防风穿孔铝单板金属屋面系统，还涉及一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法。

背景技术

某公共建筑采用仿生学实现碧波银贝造型美观的曲面结构形式，其设计为材质轻盈、造型美观的金属屋面系统，它是一种采用穿孔铝单板作为主要面材，通过支承结构构件与主体结构连接，具有规定的承载能力、变形能力和适应主体结构位移能力，满足相应建筑功能要求的建筑屋面体系。

穿孔铝单板金属屋面系统的特点为：

1、安装便捷、构造层次简洁；

2、屋面质量轻，对下部结构承载力要求低；

3、屋面造型可塑性强；

4、传力路径简单、直接。

发明内容

为此，本发明提供一种防风穿孔铝单板金属屋面系统，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种防风穿孔铝单板金属屋面系统，包括屋面下层钢主檩、下层钢板、次檩托、屋面下层钢次檩、顶托、压型钢板、隔汽防潮膜、保温岩棉板、防水卷材、屋面上层主檩、屋面上层次檩以及穿孔铝单板；

所述屋面下层主檩条为方钢与网架支凳相连，所述下层钢板与主体钢结构整体焊接；所述次檩托通过焊接与所述屋面下层钢主檩连接；所述屋面下层钢次檩通过螺栓与所述次檩托相连；

所述顶托为屋面穿孔铝单板龙骨支托且生根于所述屋面下层钢次檩上表面；所述压型钢板通过铆钉与角钢相连；所述隔气防潮膜铺设于所述压型钢板上；所述保温岩棉板铺设于所述隔汽防潮膜上；所述防水卷材铺设于所述隔汽防潮膜上；

所述屋面上层主檩为方钢与网架支凳相连；所述屋面上层次檩通过焊接与所述屋面上层主檩连接；所述屋面上层次檩通过螺栓与所述次檩托相连；所述穿孔铝单板通过螺栓组件与所述顶托相搭接。

根据本发明的第二方面，一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法，包括以下步骤：

步骤S100、进行檩条、钢矩管的加工；

步骤S200、安装下层主檩条和次檩条；

步骤S300、进行底板压型钢板的安装；

步骤S400、进行隔气膜的安装；

步骤S500、进行保温岩棉的安装；

步骤S600、进行防水卷材的铺设；

步骤S700、进行不锈钢抱箍的安装；

步骤S800、进行钢板、槽钢转换件的安装；

步骤S900、安装上层主檩条和次檩条；

步骤S1000、进行穿孔铝单板的安装。

进一步地，步骤S100具体包括：根据设计深化图按网架球节点支凳主檩托连接处对主檩条分段制作，弧形区域采用拉弯机利用电能通过液压系统按檩条下料尺寸及弯弧曲率进行靠模弯曲，制成弧形檩条。

进一步地，步骤S200具体包括：主檩条和次檩条误差控制，采取调节主檩条高差来保证曲面表面顺滑，主檩托板开竖向长形孔，次檩托板同样开竖向长形孔，确保主檩条和次檩条沿水平、垂直方向都可以进行误差调整。

进一步地，步骤S300具体包括：根据设计深化图主檩间距进行底板压型钢板尺寸下料，压型钢板安装在檩条的角钢之上，压型钢板的长度为跨越一条檩条，沿坡度方向均采取上压下的搭接方式，沿压型板板肋方向的搭接长度应不小于250mm，板宽方向搭接连接，然后采用碳钢自攻钉固定。

进一步地，步骤S400具体包括：隔汽膜铺设沿压型板波峰波谷铺设，材料纵横方向搭接长度不应小于100mm，隔汽膜搭接部位采用订书机装订。

进一步地，步骤S500具体包括：岩棉嵌入次檩条面下，两层错缝铺设以满足系统的气密性；铺设方向沿主檩方向拼装严密。

进一步地，步骤S600具体包括：进行预铺，把自然疏松的卷材按轮廓布置在基层上平整顺直不得扭曲。

进一步地，步骤S700具体包括：不锈钢抱箍安装于防水卷材收口处，端头抹耐候胶密封，上层铺设镀铝锌钢板，防水卷材通过不锈钢抱箍收口处理使雨水分流。

进一步地，步骤S800具体包括：根据设计深化图进行钢板尺寸下料，钢板安装在不锈钢抱箍之上，采取上压下的搭接方式，沿压型板板肋方向的搭接长度应不小于250mm，板宽方向搭接连接，然后采用碳钢自攻钉固定；

进一步地，步骤S900具体包括：主次檩条误差控制，采取调节主檩条高差来保证曲面表面顺滑，主檩托板开竖向长形孔，次檩托板同样开竖向长形孔，确保主檩条和次檩条沿水平、垂直方向都可以进行误差调整；

进一步地，步骤S1000具体包括：金属面板铺装顺序逆主导风向铺设，铺板时不要损坏屋面板，穿孔铝单板通过铝合金龙骨框架和不锈钢内六角螺栓组件搭接，每块压板通过两颗螺栓固定，下层铺设铝合金压板，上层龙骨支托生根于下层檩条上表面，之后搭设穿孔铝单板铝合金横向纵向主次龙骨，最后在龙骨上搭接穿孔铝单板。

本发明具有如下优点：

1、相对于传统金属屋面形式而言，本屋面系统构造层次少、屋面轻盈，对下部主体钢结构的承载力要求较低。

2、相对于传统金属屋面而言，本发明的结构形式增加了镂空的穿孔铝单板作为装饰层，增加了屋面的美观性。同时镂空高度的变化也提高了屋面系统造型变化的可塑性。

3、该屋面系统顶层的穿孔铝单板面层与屋面其他结构层分离，在风荷载作用下穿孔铝单板面层的振动相对独立。镂空设计将大大减小风荷载对下部结构层的影响。

4、穿孔铝单板面层由檩托先传递给次檩条再传递给主檩条，铺装层通过压型钢板直接传递给主檩条，传力路径简单、直接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明一些实施例提供的一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的结构形式俯视图。

图2为本发明一些实施例提供的一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的标准构造三维轴侧示意图。

图3为本发明一些实施例提供的一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法的屋面下层钢主檩和屋面下层钢次檩铺设步骤图。

图4为本发明一些实施例提供的一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法的次檩托铺设步骤图。

图5为本发明一些实施例提供的一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法的下层钢板、压型钢板、隔汽防潮膜、保温岩棉板、防水卷材的铺设步骤图。

图6为本发明一些实施例提供的一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法的屋面上层主檩、屋面上层次檩的铺设步骤图。

图7为本发明一些实施例提供的一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法的穿孔铝单板的铺设步骤图。

图8为本发明一些实施例提供的一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法的流程图。

图中：1、穿孔铝单板，2、屋面上层主檩，3、防水卷材，4、保温岩棉板，5、隔汽防潮膜，6、压型钢板，7、采光顶，8、内天沟，9、外天沟，10、铝板屋面。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图7所示，本发明第一方面实施例中的一种防风穿孔铝单板1金属屋面系统，其自下而上包括屋面下层钢主檩、下层钢板、次檩托、屋面下层钢次檩、螺栓、顶托、压型钢板6、铆钉、隔汽防潮膜5、保温岩棉板4、防水卷材3、钢板、槽钢转换件、屋面上层主檩2、屋面上层次檩、螺栓、固定支座、压件、穿孔铝单板1；屋面下层主檩条为方钢与网架支凳相连；下层钢板规格为300×300×10，与主体钢结构整体焊接；次檩托为钢材质由方钢板加工而成，通过焊接与屋面下层钢主檩连接；屋面下层钢次檩为方钢，通过螺栓与次檩托相连；螺栓为成品螺栓用于次檩条与次檩托相连；顶托为屋面穿孔铝单板1龙骨支托，生根于屋面下层钢次檩上表面；压型钢板6为冲孔压型钢板6，通过铆钉与角钢相连；铆钉为成品铆钉用于压型钢板6与角钢相连；隔气防潮膜为成品，铺设于压型钢板6上；保温岩棉板4为成品，铺设于隔汽防潮膜5上；防水卷材3为TPO防水卷材铺设于隔汽防潮膜5上，通过不锈钢抱箍收口；屋面上层主檩2为方钢与网架支凳相连；屋面上层次檩托为钢材质由方钢板加工而成，通过焊接与屋面上层主檩2连接；屋面上层次檩为方钢，通过螺栓与次檩托相连；穿孔铝单板1通过螺栓组件与顶托相搭接。

金属屋面的传力路径由原来的“不锈钢金属屋面→平钢板→压型钢板→几字形衬檩支撑→次檩→主檩”压缩为“不锈钢金属屋面→平钢板→次檩→主檩”，铺装层通过压型钢板直接传递给主檩条，传力更加直接，力的分配更加明确。檩条、钢矩管加工→安装下层主檩条和次檩条→底板压型钢板安装→隔汽膜安装→保温岩棉版→防水卷材→不锈钢抱箍安装→钢板、槽钢转换件安装→上层主次檩条安装→穿孔铝单板安装。

图2示意了一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的标准构造三维轴侧示意图，包括采光顶7、内天沟8、外天沟9、铝板屋面10。

上述实施例的效果为：穿孔铝单板金属屋面系统将不受力较厚的金属屋面铺装层嵌入主、次檩条之间，其中防水卷材通过不锈钢抱箍收口，确保屋面系统的防水功能更加完备；穿孔铝单板金属屋面系统将传统不锈钢金属屋面系统中的非必要环节进行了压缩，使得结构系统更加紧凑。

实施例2

如图3至图8所示，一种防风穿孔铝单板金属屋面系统的施工方法，包括以下步骤：

步骤S100、进行檩条、钢矩管的加工；根据设计深化图按网架球节点支凳主檩托连接处对主檩条分段制作，弧形区域采用拉弯机利用电能通过液压系统按檩条下料尺寸及弯弧曲率进行靠模弯曲，制成弧形檩条。

步骤S200、安装下层主檩条和次檩条；主檩条和次檩条误差控制，采取调节主檩条高差来保证曲面表面顺滑，主檩托板开竖向长形孔，孔长35mm，可调节范围±16mm，次檩托板同样开竖向长形孔，确保主檩条和次檩条沿水平、垂直方向都可以进行误差调整。

步骤S300、进行底板压型钢板的安装；根据设计深化图主檩间距进行底板压型钢板尺寸下料，压型钢板安装在檩条的角钢之上，压型钢板的长度为跨越1条檩条，沿坡度方向均采取上压下的搭接方式，沿压型板板肋方向的搭接长度应不小于250mm，板宽方向搭接连接，然后采用碳钢自攻钉固定。

步骤S400、进行隔气膜的安装；隔汽膜铺设沿压型板波峰波谷铺设，材料纵横方向搭接长度不应小于100mm，隔汽膜搭接部位采用订书机装订，确保隔汽膜搭接严密，保证了隔汽膜的防尘作用，铺设后应表面平整、严密，不得扭曲。

步骤S500、进行保温岩棉的安装；岩棉嵌入次檩条面下，两层错缝铺设以满足系统的气密性；铺设方向沿主檩方向，拼装严密。

步骤S600、进行防水卷材的铺设；(TPO，热塑性聚烯烃类防水卷材)TPO防水卷材首先进行预铺，把自然疏松的卷材按轮廓布置在基层上平整顺直不得扭曲。卷材长短边搭接宽度宜为120mm，热空气焊接宽度至少40mm，相邻接头相互错开30cm。

步骤S700、进行不锈钢抱箍的安装；不锈钢抱箍由屋面专业厂家实施制作，安装于1.5mm厚TPO防水卷材收口处，端头抹耐候胶密封，上层铺设尺寸300×300×10的镀铝锌钢板，防水卷材通过不锈钢抱箍收口处理使雨水分流，从而达到防水的效果。

步骤S800、进行钢板、槽钢转换件的安装；根据设计深化图进行钢板尺寸下料，钢板安装在不锈钢抱箍之上，钢板尺寸为300×300×10，采取上压下的搭接方式，沿压型板板肋方向的搭接长度应不小于250mm，板宽方向搭接连接，然后采用碳钢自攻钉固定。

步骤S900、安装上层主檩条和次檩条；主次檩条误差控制，主要采取调节主檩条高差来保证曲面表面顺滑，主檩托板开竖向长形孔，孔长35mm，可调节范围±16mm，次檩托板同样开竖向长形孔，确保主檩条和次檩条沿水平、垂直方向都可以进行误差调整。

步骤S1000、进行穿孔铝单板的安装；金属面板铺装顺序宜逆主导风向铺设，铺板时不要损坏屋面板，穿孔铝单板通过铝合金龙骨框架和不锈钢内六角螺栓组件搭接，每块压板通过两颗螺栓固定，下层铺设直径为350mm的铝合金压板。上层龙骨支托生根于下层檩条上表面，横向间距≤4m，纵向间距≤3m，之后搭设穿孔铝单板铝合金横向纵向主次龙骨。最后在龙骨上搭接5mm穿孔铝单板。

上述实施例达到的技术效果为：

1、相对于传统金属屋面形式而言，本屋面系统构造层次少、屋面轻盈，对下部主体钢结构的承载力要求较低。

2、相对于传统金属屋面而言，本发明的结构形式增加了镂空的穿孔铝单板作为装饰层，增加了屋面的美观性。同时镂空高度的变化也提高了屋面系统造型变化的可塑性。

3、该屋面系统顶层的穿孔铝单板面层与屋面其他结构层分离，在风荷载作用下穿孔铝单板面层的振动相对独立。镂空设计将大大减小风荷载对下部结构层的影响。

4、穿孔铝单板面层由檩托先传递给次檩条再传递给主檩条，铺装层通过压型钢板直接传递给主檩条，传力路径简单、直接。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。