鋁鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)

1、鋁鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)摘要：本文主要介紹了杭州灣跨海大橋海中平臺改造幕墻工程中的異型雙層鋁鎂錳金屬屋面結(jié)構(gòu)的造型特點、結(jié)構(gòu)定位、功能原理、節(jié)點構(gòu)造設(shè)計、防腐設(shè)計等。關(guān)健詞：異型雙層鋁鎂錳金屬屋面、結(jié)構(gòu)定位、鋁鎂錳直立鎖邊防水系統(tǒng)、可調(diào)角度鋁單板面板系統(tǒng)。4鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)面板節(jié)點的設(shè)計根據(jù)業(yè)主和設(shè)計院的要求，鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)的外裝飾面板既要有良好的防水、保溫性能，又要具有光滑平整的外觀。本工程的設(shè)計中獨創(chuàng)了雙層鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)，即底層采用鋁鎂錳板直立鎖邊屋面系統(tǒng)，施工完成后再利用專用鋁合金夾具夾緊鋁鎂錳板咬合邊作為支座，安裝鋁單板面板，鋁單板面板采用開縫式構(gòu)造，相鄰面板間縫隙不打密封膠，而

2、采用鋁合金裝飾蓋進行遮擋。這樣利用鋁鎂錳直立鎖邊屋面系統(tǒng)的良好防水性能結(jié)合聚氨醋鋁板面板光滑平整的外觀，很好地解決了鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)面板的設(shè)計(如圖4.1)。4.1鋁鎂錳直立鎖邊屋面系統(tǒng)的設(shè)計鋁鎂錳直立鎖邊屋面系統(tǒng)面層整體構(gòu)造如下:1mm厚鍍鋅鋁鎂錳合金板、80mm厚巖棉保溫層、PVC薄膜氣密層、50mm厚離心玻璃棉吸音層、0. 6mm厚鍍鋁鋅穿孔壓型底板(上襯無紡布)。支承結(jié)構(gòu)為3. 0mm厚鍍鋅鋼襯擦支撐(間距不大于1000mm)、高強鋁合金支座(間隔約400mm分段布置)。(如圖4.2)本工程鋁鎂錳直立鎖邊屋面系統(tǒng)的主要優(yōu)點如下:a.整體結(jié)構(gòu)防水、排水功能，杜絕了由

3、螺釘固定所造成的漏水隱患，且鋁鎂錳屋面板的板肋特別設(shè)計了反毛細凹槽，即在小肋的側(cè)部設(shè)置一個凹槽，使大肋與小肋之間存在一個空腔，減小了水的表面張力，從而阻止了毛細水向上運動滲人室內(nèi)。(如圖4.3)b.板塊一個方向通長安裝，無論建筑形狀如何，均能完全咬合接縫，在溫度變化時可以自由伸縮，避免溫度應(yīng)力。c.透氣性好，保持整體結(jié)構(gòu)長期自然千燥，延長建筑使用壽命。本方案設(shè)計中板肋的搭接既可防止雨水和毛細水的浸入，又不妨礙空氣的自然流通，使屋面板底的空氣能夠流動，屋面系統(tǒng)就如同可以呼吸換氣一樣，不會將濕汽悶在板內(nèi)。(如圖4.4)4.2可調(diào)角度鋁單板面板系統(tǒng)的設(shè)計鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)的最外層面板選用3mm厚鋁單

4、板。由于鋁鎂錳直立鎖邊屋面系統(tǒng)已具備了良好的防水、保溫性能，所以3mm厚鋁單板僅作為金屬屋面系統(tǒng)裝飾面板，滿足外表面平整光滑的需要。鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)宏偉壯觀的造型，最終需要通過最外層的鋁單板面板來拼接實現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計院提供的建筑三維模型，經(jīng)電腦建模放樣發(fā)現(xiàn)，鋁單板面層板塊與相鄰所有板塊間的夾角均不相同，普通的鋁板副框固定方式已無法滿足角度調(diào)整的需要。為此我方設(shè)計了可調(diào)角度鋁單板系統(tǒng)，較好地解決了這一問題?？烧{(diào)角度鋁單板系統(tǒng)是對傳統(tǒng)的鋁板副框進行了改進設(shè)計，將鋁板副框的底端設(shè)計為圓柱形通長的槽，然后與頂端為圓柱形的鋁合金連接件插接配合后，可自由旋轉(zhuǎn)調(diào)整連接的角度。(如圖4.5)可調(diào)角度鋁單板面板

5、系統(tǒng)安裝時先將鋁合金專用夾具底座固定于直立鎖邊屋面系統(tǒng)的咬合邊上，然后將安裝好副框、鋁合金連接件、鋁合金連接角碼的鋁單板面板安裝于夾具底座上，此時可根據(jù)需要利用副框和連接角碼調(diào)整面板的角度和高低。調(diào)整好后擰緊螺栓安裝完畢。(如4.6)4.3鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點構(gòu)件受力分析本工程位于大海之中，周邊無任何建筑圖4.6可調(diào)角度鋁單板系統(tǒng)節(jié)點詳圖遮擋，經(jīng)常受強風(fēng)沖擊，根據(jù)設(shè)計院提供的風(fēng)洞試驗報告，屋面局部最大負風(fēng)壓標準值為wk=5. 55kN/m2，最大負風(fēng)壓設(shè)計值為w=1.4 x 5. 55=7. 77kN/2，本次設(shè)計中我方利用有限元分析軟件

6、ANSYS對屋面系統(tǒng)的所有構(gòu)件進行了計算分析，均滿足受力要求?，F(xiàn)節(jié)選部分計算分析結(jié)果如下:a鋁單板面板的計算分析利用有限元分析軟件ANSYS建模對鋁單板面板計算分析結(jié)果如下:c.鋁合金專用夾具底座的計算分析利用有限元分析軟件ANSYS建模對鋁合金專用夾具底座計算分析結(jié)果如下:5鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)的防腐設(shè)計本工程常年接受海風(fēng)的洗禮，空氣濕度大，含鹽度高，腐蝕性強，所以對鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)的防腐設(shè)計需特別考慮。5.1本工程中鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理a.鋼構(gòu)件表面采用噴砂(丸)除銹，除銹等級為5a2. 5級，除銹前后應(yīng)仔細消除油垢、毛刺、藥皮、飛濺物及氧化鐵皮等。b.外表面處理均

7、為噴鋁鋅一道，厚度不小于120um，環(huán)氧云鐵封閉漆一道，干膜厚度40um，外涂厚型非膨脹型防火涂料，防火涂料表面應(yīng)抹平處理。室內(nèi)表面噴鋁鋅一道，厚度不小于80um。，環(huán)氧云鐵封閉漆一道，干膜厚度40 um，外涂膨脹型防火涂料，最外層噴丙烯酸聚硅氧烷面漆，干膜厚度80 um。5.2本工程中鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)面板的防腐處理a.鋁鎂錳直立鎖邊金屬屋面板采用超強抗腐蝕的鋁鎂錳合金基層，外覆經(jīng)YEGAL工藝制成的鍍鋅層，鍍鋅表面在自然環(huán)境中生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅膜，可阻止進一步氧化，具有較強的抗腐蝕性，即使碳酸鋅層被破壞，鋁合金基材本身具有極強的抗酸雨和耐鹽性條件的能力，具有極佳的耐久性。b. 3mm厚鋁單板表面氟碳漆噴涂處理，三涂三烤，其平均膜厚應(yīng)大于40um6結(jié)束語本工程地處大海之中，造型宏偉壯觀，其外形是通過許多三維空間異型的幾何形狀拼接而成，給設(shè)計和施工造成了極大的難度。在本工程的設(shè)計中我方根據(jù)鋁鎂錳異型雙層金屬屋面的特點，綜合運用了多種最新的技術(shù)，并設(shè)計開發(fā)了可調(diào)角度鋁單板面板系統(tǒng)，很好地解決了各種疑難間題。目前，本工程的設(shè)計工作已全部完成，正處于