山西拱形波纹金属屋顶建筑结构技术简介

《山西杰达钢构拱形波纹金属屋顶建筑结构技术简介》

现代科学技术的不断发展，特别是新材料、新工艺、新技术在建筑业的推广应用，给金属轻钢结构带来了日新月异的发展和变化。以往较大跨度建筑屋顶所采用的钢筋混凝土结构，正越来越多地被轻钢和球型网架等空间结构件所取代。但上述屋面结构设计复杂，材料自重偏大，施工安装过程中的加工、焊接、组装等工艺技术要求较高，特别是压型钢屋面板的拼装方法容易破坏原有的保护层而产生锈蚀，同时渗漏问题也难以从根本上解决，维护比较麻烦，使用年限也不尽人意。

近年来在我国新发展起来的拱形波纹屋面结构，不仅加工制作工艺科学合理、材料自重轻、架设跨度大、施工速度快，而且造型美观、受力合理、内空间宽阔、使用寿命长，随着其工艺技术的日趋成熟和人们对这种屋面结构的认同，其使用范围越来越广泛。

一、拱形波纹金属屋面结构建筑技术的发展概况

拱形波纹轻钢屋面结构的发展，是随着金属材料的发展和加工制作工艺的现代化而逐步完善起来的。早在20世纪50年代，美国就将这种结构应用于军事设施（如飞机库、军营、野战库房等），由于其造价低廉、施工便捷、使用性能优良而倍受青睐。但长期以来，这种轻钢屋面成型机组的制造技术，一直被英、美等发达国家所垄断。直到90年代初，我国科技工作者出国考察，吸收和引进了此项技术，并结合我国的实际情况，研制开发出具有中国特色的实用型成型机组，随后轻钢屋面结构在我国得到了迅猛发展。目前，全国每年建成的这种屋面结构多达数十万平方米，而且还在以较快的速度增长。

最近几年，太原市的一些建筑也开始采用波纹轻钢屋顶结构。但在我公司成立之前，山西省还没有生产制作这种屋顶结构的专业队伍。正是在这种情况下，山西杰达钢构金属屋顶有限公司应运而生。目前，山西杰达钢构公司下设经营部、技术部和工程部，专业生产制作大跨度拱形波纹屋顶结构和各种轻钢结构，填补了我省在这一领域的空白。山西杰达钢构公司还得到了山西省建筑工程协会、山西省建筑空间结构学会等学术团体的大力支持和帮助，一些专家、学者和工程技术人员亲临指导，成为杰达钢构公司强有力的技术后盾。山西杰达钢构金属屋顶有限公司愿与全省建筑业同仁一道，把我省建筑空间结构技术推向一个新高度，再创新佳绩。

二、杰达钢构金属屋顶的特点

杰达钢构拱形波纹屋顶采用机械加工成型、标准化设计和规范化施工，因而在造价、质量、实用性及施工速度等方面都具有明显的优势。主要体现在以下几个方面：

（1）价格低、经济效益好。与钢筋混凝土结构相比，在同等跨度下，拱形波纹屋顶可降低综合成本10%~30%。

（2）生产效率高、施工速度快，劳动强度低、用工人员少。成型机组加工安装一般仅需l5人左右，单班成型组装面积400~600m2。一个1万m2的屋面，单班生产1个月即可完工（不含土建工程），项目建设工期短，可为用户赢得宝贵时间。

（3）造型优美、空间开阔、色彩斑斓、独具魅力。这种屋面结构既适用于大空间的场馆、仓库、车库，又可将内部分割使用，还能通过吊顶装修表现出不同的风格和效果。

（4）应用范围极为广泛。杰达钢构金属屋顶既可用于各种永久性建筑，也适用于楼顶加层、救灾建筑、改扩建工程等。其广泛的用途为建筑大师们提供了一个发挥想象力和创造性的广阔空间，可以把杰达钢构金属屋顶建造成多姿多彩的人间彩虹。

（5）性能优良，质量可靠。杰达钢构屋顶采用专用的彩涂板建造，具有强度高、耐腐蚀、自重轻、密封性和抗震性能好等诸多优点。跨度为20~30m的屋顶结构，其材料面密度仅为4~20kg/m2，如此轻的质量是其他结构所无法做到的。通常情况下，杰达钢构屋顶的使用寿命为30~50年，20年内无须维护。

（6）拱形波纹屋顶加工制作和施工工艺科学、合理，技术成熟。

三、杰达钢构金属屋顶加工设备和工艺流程

（1）生产加工设备。杰达钢构屋顶采用专用机电一体化机组成型，具有施工速度快、工程质量可靠、劳动强度低、使用人工少的特点。只要施工现场平整、通路、有动力电源，即可进场施工；若现场无电源，可由公司自备发电机组。

（2）生产加工和施工工艺流程。首先把彩涂卷板放到专用输送架上，将卷板送入成型机组压制成直槽板；再将压制成的直槽板轧制成拱形波纹板；然后将数条（通常是3~5条）波纹板用专用锁缝机咬合到一起，组成一个个的单元组；最后将各单元组吊装到圈梁事先做好的连接板上，用自攻螺栓固定，同时用锁缝机将每个单元组咬合到一起。如工程需要，可以再用直槽板封住两端部的山墙，工程即告结束。

（3）槽型结构。杰达钢构拱形波纹屋顶的槽型结构分为U-120型和T-240型两种，以满足用户对产品的不同需求。一般来讲，由于梯型板屋顶的内表面呈高瓦楞状，在视觉效果上不及U型板平整。

四、杰达钢构金属屋顶的材料性能优质可靠的原材料是生产合格屋面的基本保证。杰达钢构屋顶采用高强度专用彩涂钢板制作，色彩艳丽。其基板为优质的冷轧结构钢板，经处理后在内外两面热镀锌（面密度≥180g/m2），内外表面两涂（喷涂）、两烘（烘烤）聚氨脂漆或氟树脂漆，因而防锈蚀性能极好，具有表面强度高、不褪色、耐老化的特点，使用寿命长达30~50年。所用钢板的厚度随跨度大小和结构强度而定，通常在0.6~1.5mm之间，可以制作跨度为6~32m的拱形波纹金属屋面。

五、杰达钢构金属屋顶的配套辅助施工工程对于一般用途的建筑屋面，杰达钢构金属屋顶可以达到良好的装饰、密封、防雨的效果。根据用户需要，还可以增设保温层，以增强房屋的保温隔热功能。常用的保温方法主要有以下几种：

（1)内表面喷涂发泡聚氨脂。这种保温材料的导热系数≤0.025W/m·K，厚度为lcm的发泡聚氨脂，就可以达到24cm厚的砖墙的保温效果。根据环境温度，一般喷涂3-5cm的保温层，就完全能满足普通建筑工程的保温要求。对保温有特殊要求的建筑（如冷库），只要适当增加喷涂厚度，也能达到工程的要求。由于发泡聚氨脂质量轻、能阻燃，而且喷涂工艺简单、价格适中、粘结强度高、使用寿命长，因而是首选的保温材料。若在其表面喷涂一层防火涂料，还可进一步提高阻燃性能。目前，性能更好、完全阻燃的防火涂料聚氨脂正在研制之中。

（2）内表面粘贴硅酸盐板。硅酸盐板具有质量轻、保温效果和阻燃性能好的特点，适用于对防火要求较高的建筑。其缺点是施工难度较大，价格也略高。

（3）岩棉保温。此方法通常与吊顶配合使用。由于这种材料的密度比其他材料大，故需要在设计时加以考虑。

为了达到特定的内部装饰效果，杰达钢构金属屋顶可以在屋顶顶板上预先安装吊挂件，然后再进行吊顶装修，从而可表现出不同的装饰风格和效果。还可以在屋顶上悬挂各种灯具，设置通风管道及消防喷淋管道。

杰达钢构金属屋顶还可以采用多种采光方法，以满足不同用途的需要。当土建墙上开窗不能满足采光要求时，可以在山端上开窗；对采光有特殊要求的，也可以在屋顶开采光洞或采光带，上面覆盖阳光板，其采光效果极好。但这种方法对屋顶结构的强度有一定影响，特别是在跨度26m以上的屋面上使用时，在设计时应充分考虑屋面的整体强度和抗灾害气候的能力。

在自然通风不能满足要求时，可以在山墙两端设置换气扇，也可以在屋顶加通风孔，采取自然通风或强制通风的办法。

六、杰达钢构金属屋顶的设计

虽然拱形波纹屋顶材料的质量很轻，但它的水平推力仍是设计中一个不容忽视的问题。在保证墙体的使用功能的前提下，应尽可能地降低墙体高度，充分利用拱形屋面的空间，以降低工程造价。屋顶的下部结构既可以是钢梁，也可以是钢筋混凝土圈梁。将连接和固定屋面的异型角钢焊接在圈梁的预埋件上，屋顶的拱板用自攻螺丝固定在异型角钢上。其连接点是否牢固、局部防水和预埋件是否可靠，直接影响到屋顶的整体强度和使用寿命。基础和梁柱的设计应考虑各种载荷因素，我公司可向用户和设计单位无偿提供各种技术资料和数据，配合做好设计及施工前期的准备工作。

目前，拱形波纹屋顶尚无国家标准，只有行业规范，国家正在制定拱形波纹屋顶的技术标准，有望于近期颁布实施。根据现行的行业规范和企业技术标准，杰达钢构公司可以制作6~36m跨度的各种风格的山西杰达钢构金属屋顶有限公司还可为用户提供其他规格和造型的金属屋顶结构、球型网架结构、简易棚架结构及各种轻钢结构，以满足用户的不同需求。

注：本文转载自网络，为了发布修正了部分关键词。

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