工业厂房装配式屋面技术研究与设计应用

成禹

合肥工大建设监理有限责任公司 安徽合肥 230001

1 工程概述

该工业厂房主要结构形式为钢结构柱、钢结构屋面梁、钢吊车梁。厂房跨度18m×2跨，柱间距7.5m，檐口高度11.5m，14.2m；总建筑面积达1.5万m2。

2 主要设计技术方案分析

2.1 装配式钢桁架轻型屋面板技术方案

该加工厂房屋面结构采用装配式钢桁架轻型屋面板的技术方案。钢桁架轻型板是随着国家大力发展装配式建筑的新型建筑材料构配件，是解决大型钢结构厂房或排架厂房屋面材料的新兴技术，摒弃了传统混凝土现浇板造价高、重量大的缺点，克服了混凝土槽形板或屋面板自身重量大、耐久性差等问题，能实现轻质、结构耐久性强、使用寿命长久、环保节能的目标。在结构设计上，还能解决安装节点处理的技术难题，由于轻质、强度高能有效解决抗震问题。由于采用钢骨架和无机材料复合制作，板材本身轻质化，承载力性能、防火性能非常优异，隔热性能、防水抗渗性能卓越，同时复合性能具备最大程度发挥隔声、隔热节能、泄爆、抗风压的优势；安装节点处理方便、设计简洁明了，所以实现了屋面板与不同主体结构之间快速、牢固的安装连接。按照产品使用部位不同，板材一般分为屋面轻型板（各种跨度）、楼承板、栈桥板、网架板、内外墙板等产品系列，按照特殊功能性一般分为泄爆板、防火墙板、高强度隔声板等。同时满足厂房屋面承重要求与实现经济合理性，满足大柱距跨度要求，降低厂房钢结构的重量、取消C形钢檩条，工厂化加工，装配式施工，施工工序简单可控，施工速度快[1]。①突出实现建筑结构可靠性、结构的安全性和耐久性。同时在实现轻质和多功能需求，实用性强。②屋面板适用于轨道交通、工业厂房、仓储物流、大型公共建筑、体育场馆等建筑的屋面，能与各种结构形式完美连接配套，适用性广泛。

2.2 技术特点

①产品结构。钢桁架轻型板由轻型桁架、高强度钢丝网、专有技术的轻质芯材、专有技术的防水耐磨抗冲击面层等组成，采用定制成型工艺浇筑而成。主要受力骨架为根据荷载和跨度等设计的小型钢钢桁架，能有效传递水平荷载，可根据柱距、跨度等进行调整；无机芯材和各种专有功能的复合层按照合理工艺组合，确保各项性能指标和使用功能。②结构特点。钢桁架轻型板骨架受力体系设计非常合理，板块、连接节点设计合理，有规范图集标准，形状、尺寸可定制，根据建筑空间、建筑布局进、施工图行分解设计，确定板型尺寸；板材芯材可实现锯、钉、钻、切割。适用于各类工业厂房，各类公共建筑等，与各种结构类型、跨度类型的建筑配套使用[2]。③环境适用性。钢桁架轻型板具有轻质高强、保温隔热、高温防结露特性、耐腐蚀耐久性、耐水防潮等特性。如100mm厚保温性能超过570mm厚砖墙，导热系数低，整板传热系数0.1～0.55W/（m·K），适用于南北方所有建筑环境。④施工安装优势。钢桁架轻型板安装简单方便，屋面和楼面部位采用吊装焊接法，墙板采用节点拼装焊接法，然后处理板缝即可，节约大体量脚手架工程、钢筋模板工程施工周期，屋面和楼板施工工期是现浇结构的1/10，墙面板施工工期是砖墙的1/6。⑤功能性良好。钢桁架轻型板一般普通板材的隔声能力达45dB，耐火极限不小于2.5h；具有自防水功能和防潮性，同时还能实现附加找平层及防水层等，形成多道复合防水体系，加强防水性能；检测抗冻融循环25次以上。⑥重量轻、抗震性能好。连接性能优异、整体重量轻，抗震性能优良，有效传递水平力。墙板和屋面板重量是现在普通砖的25%以下，与混凝土相比更轻，能解决结构构件截面大、重量高的问题。适合于任何类型的建筑结构。框架式连接具有良好的抗震性能和质量轻的特点，能满足8度抗震设防，避免地震造成的次生伤害[3]。⑦外观美观性。由于板材采用工厂化制作，并进行表面处理，外形规矩、表面平整高，所以表面可装饰性强，缝隙处理技术配套性好，能实现表面镶贴、涂刷等外观装饰施工。⑧降低工程投资。上部荷载小，无需大体量脚手架工程和钢筋、模板工程，实现大幅度降低基础、结构主体投资目标，如墙面板相比粘土砖、加气混凝土砌块等降低工程总价的20%以上。施工快速，周期短[4]。

2.3 钢桁架轻型屋面板技术规格

厚度一般为100～350mm，可根据承载要求和功能参数等调整。外形尺寸实现定制化目标，可以做到单板跨度最大12m。

2.4 安装施工要点

安装简捷，现场施工环节少，单班安装可达2000m2/d。就位：按设计要求将板吊装就位后与屋架或网架支托焊接固定。嵌缝：采用保温砂浆灌缝后，用BAS复合抗渗耐磨涂层封闭。防水：按设计要求可在板面直接铺贴防水卷材。

3 结语

本文着重对厂房结构的屋面类型、屋面坡度和南北两跨高差等设计技术要素进行了研究和讨论。装配式建筑技术是建筑科技发展前沿技术，国家大力推广和技术革新，必须进行技术攻关和掌握，创造性的解决疑难技术问题。满足生产工艺需求，实现屋面结构安全性和耐久性；降低一次性建设投资，降低使用维护维修费用。