1.钢结构屋面形式
建筑屋顶是建筑的顶部承重和外围护结构,其围护和立面造型功能对整个建筑至关重要,是轻钢结构围护体系中最重要、最容易发生渗漏的部分,其主要作用是抵抗风、雨、雪和太阳辐射的侵袭,承受屋面自重和风、雪、人等在屋面上的荷载。
[1]轻钢结构屋面按所用材料可分为多种类型钢结构应力符号,如彩色波纹钢板、彩钢夹芯板、彩色沥青瓦、各种轻质屋面板、GRC板、金属拱形波纹屋面、复合波纹钢板等。
[2]轻钢结构屋面、墙体材料主要采用彩色瓦楞板或夹芯板。彩色瓦楞板的连接方式有3600折边板、暗扣板搭接、钉板等。檩条采用自重较轻的薄壁C型或Z型钢檩条,屋面坡度设计一般为1/10~1/15。
2. 屋面板连接
钢结构建筑屋面板在屋面上的连接方式有两种:纵向连接和横向连接。纵向连接主要采用搭接方式,即上坡板压住下坡板,搭接处设置专用防水密封胶和专用固定条。横向连接目前主要有搭接连接、暗扣连接、咬合暗扣连接三种方式。
3、各部位漏水原因分析及解决方法
屋面维护系统漏水主要分布如下:
屋顶面积
★ 漏水原因:屋脊处波峰过高,屋盖不能保证防水;纵向搭接处未使用腻子或硅酮,产生缝隙,造成漏水;屋盖纵向搭接处采用铆钉连接,热胀冷缩强度不够,造成铆钉断裂造成漏水;屋盖与屋面板之间没有塞子,或塞子放置不当,脱落,造成漏水。
★ 解决方法:加宽脊盖,加大坡度;接缝处抹腻子或硅酮;更换拼接钉;塞头要与板型相配,铺塞头时上下抹腻子或硅酮。
屋顶空气塔
★ 渗漏原因:空气塔与屋面连接处边缘下未加泡沫塞,边缘纵向搭接处未打腻子或硅酮;空气塔连接处未贴上屋面外板;空气塔结构支架各开孔未做防水处理;空气塔本身制作、安装存在渗漏风险。
★ 解决办法:安装饰面边条前应先铺泡沫塞,纵向搭接处必须打胶或塞子并用缝合钉固定;安装空气塔前必须先搭设屋面板;空气塔结构完成后,要求空气塔施工方对开口处进行防水处理;必须检查空气塔安装质量及防水情况。
照明面板部分
★ 漏水原因:采光板形状与屋面板不匹配,采光板两侧波峰高于屋面板。安装后密封过紧,造成采光板内外压差,毛细水从采光板两侧缝隙进入屋面渗漏;采光板纵向搭接长度不足,胶水老化失去粘性;纵向胶水脱落;采光板与彩钢板刚性搭接,中间缝隙未密封。
★ 解决措施:在波峰顶上方打防水螺钉;天窗处边板与天窗密封牢固,纵向两侧加宽胶条,铺设在波峰顶上方,防止毛细水渗入。
屋顶开口
★ 漏水原因:洞口未按设计节点防水,未打防水腻子、硅酮就安放钢塞;洞口周围预留面积小,雨水不能畅通,易积水;洞口周围封边未做防水处理;洞口周围未加设结构件,造成凹陷积水;防水施工时出现堵水,造成积水。
★ 解决方案:按照设计图施工并严格按照施工程序进行,涂抹胶水、硅酮;洞口周围预留区域必须满足排水要求;墙体、屋顶的洞口必须事后做防水处理;附加围护结构洞口尽量加设檩条或角钢结构,减少围护结构变形;防水施工安装必须严格、平整,保证水流通畅。
檐口
★ 漏水原因:屋檐是漏水主要源头,屋面外板安装时没有打泡沫塞、屋面外板没有压低、墙面外板长度不够、屋檐没有做防水处理。
★ 解决方法:安装屋面外板时应同时打入泡沫塞,并将屋面外板向下折弯30度;檐口按设计要求加设收边条。
天沟零件
★ 漏水原因:内天沟焊口有缝隙,造成渗水;天沟及雨水管管径太小,与厂房坡长不匹配;天沟末端无头板;屋面外板伸入天沟长度不够,水会倒流进入厂房内部。
★ 解决方法:适当增加天沟深度,使雨水不超过搭接缝。
砖墙与轻钢屋面连接处
★漏水原因:此部位容易发生漏水,屋面板与水泥墙面接缝处漏水,主要原因是受力不同步,导致硅胶及粘结面开裂而漏水。
★ 解决方法:为防止温度变形,采用两道收边工序;与砖墙连接时,边缘应有一定角度,并完全密封;边缘之间应预先涂上密封胶。
4、维护系统漏水其他原因分析及设计
①屋面雨水系统未按规范设置溢流措施,当暴雨强度超过雨水系统泄水能力时,会超出搭接缝,甚至溢流到屋面上,引发事故;
②落水管数量不足,雨水沿天沟流动距离长、时间长,造成内涝;外墙板上部未设置L型修边件,造成天沟内部漏水隐患;
③彩钢防水配件设计不合理,不能达到防水效果。
④规范规定了构件变形的控制值,檩条挠度为L/180,屋面梁挠度为L/180(式中L为受弯构件跨度)。若屋面檩条截面过小、间距过大,在风荷载作用下,檩条、瓦楞板会变形过大;
⑤未充分考虑结构变形、温差变形、收缩变形、振动等影响,防护不满足基底变形的需要。
⑥门式刚架轻型房屋屋面坡度宜为1/8~1/20,降雨量较大的地区,应取较大值,南方地区屋面坡度不宜小于5%。实际设计工程中,很多工程屋面坡度太小,屋面雨水不能及时排至天沟。
材料选择不当
①雨水管多采用塑料管,强度差,在钢结构厂房安装调试过程中易损坏。
②天沟所用的钢板比较薄,焊缝容易出现问题。
③没有根据屋面坡度选择合适型号的采光板及屋面彩板,波峰较小,横向搭接太少,不利于排水。
④箱体彩钢板太薄,使用一段时间后,外板因温度影响腐蚀或变形,板间缝隙增大。
⑤瓦楞板基材镀锌层质量差、涂层太薄,导致瓦楞板使用寿命短、易生锈、损坏;
⑥自攻螺丝垫质量差,易产生裂纹,玻璃密封胶易老化等。
⑦ 节点板明显变形,相邻两板高度、间距不一样;节点板应采用防水铆钉。
结构性措施
①堵头对于接缝处漏水是有效的,不能忽视。例如,确保彩钢板与屋脊盖板之间的堵头安装到位,在天窗与屋脊盖板之间的堵头下部打上硅酮密封胶,在屋面开口处彩钢板顶端设置钢堵头;
②搭接时,间隙易受温度影响而变大,应留有足够的搭接长度;
③水要排走,不能堵住。安装时钢板内侧一般要涂密封胶,涂得越多越好;
④必须充分重视热胀冷缩对钢结构屋面围护体系的不利影响,采取合理的施工措施。
使用过程中
①随意增加屋面檩条的荷载,造成屋面板变形。
②雨水箱内积聚大量污物,造成堵水。
③防水胶、密封胶在使用过程中老化及缺乏必要的维护。
结论
造成钢结构维护系统漏水的因素很多,要想从根本上解决问题,设计上需要重视,确定合理的设计方案,对一端(防水层端部)、二缝(变形缝、隔间缝)、三口(出水口、出入口、檐口)、四根(女儿墙根、设备根、管道根、烟囱根)等透水部位做好详细的结构处理;从施工上需要制定维护系统防水施工专项方案,各专业需要相互协调配合。完善的设计、安装到位、构造合理、使用得当、后续服务到位,才是保证钢结构维护系统不漏水的必由之路。总之,无论采用何种形式的安装,只要按照一定的施工工艺和相关规定进行,都可以减少或避免漏水问题的发生。
钢结构施工最基础的就是会看图,只有理解图纸上每个字、符号的含义,才能领会设计师的意图,才能按照图纸施工。对于基础薄弱的朋友钢结构应力符号,下面这本书《钢结构工程图阅读与施工》可以带你走进钢结构的大门。