無焊接全裝配式輕鋼屋面系統的製作方法

2023-06-17 17:20:01 3

專利名稱：無焊接全裝配式輕鋼屋面系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輕型鋼結構屋面系統。
背景技術：
輕型鋼結構建築在現代工業建築中已經被廣泛應用，這種建築結構以工業生產化高、現場施工速度快、安裝便捷、適用性廣泛等優點而被迅速推廣。這種建築形式的主結構一般由相互平行的門式鋼架組成，其屋面系統一般是用相互平行的型鋼檁條連接門式鋼架的鋼梁，檁條的間距一般在1.5米左右，以形成屋面的支撐系統，再選用各種截面形式的彩鋼板鋪裝屋面。一般屋面需要保留3％～5％的坡度，以保證排水通暢。彩鋼板與鋼檁條之間採用螺釘連接，彩鋼板之間採用搭扣連接，並輔助以鉚釘、密封膠等。以上屋面系統在施工及應用中存在三方面問題，一是鋼構件的防腐除鏽問題。對鋼構件進行除鏽處理，一般需要進行噴砂，因此而引起的粉塵和噪音對環境汙染較大。防腐防鏽主要採用塗裝各類油漆來解決，也經常因為塗裝的質量和油漆的性能使得構件的防腐防鏽壽命很受限制。在特殊環境下，比如製藥、化工等建築中的鋼構件，防腐防鏽更是難以解決的問題。二是焊接問題。雖然目前被廣泛應用的鋼結構屋面系統與混凝土結構相比較，已經極大地提高了工業化程度，但是在現場施工中仍然有一定量的焊接工作。這對構件的防腐防鏽處理和施工效率都有影響。三是防水問題。目前採用的彩鋼板加鋼檁條屋面系統，從技術上很難避免滲漏。主要原因是彩鋼板搭接扣、以及螺絲孔周邊的縫隙一般用密封矽膠封閉。但是溫度變形很快就會讓這些密封措施失效。據此，使屋面系統的所有構件均工廠化生產，採用更加先進的防腐防鏽處理方法，以及採用更加合理的屋面板鋪裝方式等是解決以上問題的途徑。

發明內容
本實用新型需要解決的技術問題是提供一種構件完全工廠化生產，無需焊接，完全採用螺栓連接，以新的方式鋪裝屋面板，無需打孔、無需密封膠、溫度應力可自由釋放的無焊接全裝配式輕鋼屋面系統，以克服現有技術存在的一系列缺陷。
本實用新型的技術方案一種無焊接全裝配式輕鋼屋面系統，包括屋面板和屋面主結構，所說的屋面主結構包括桁架上弦杆和檁條蓋板，屋面板直接通過固定件固定在所說的屋面主結構上，屋面板在每榀主結構之間構成排水溝槽；所說的固定件一半為桁架上弦杆，另一半為檁條蓋板，兩部分的截面相互配合，屋面板的兩個邊緣夾在所說的固定件中。
本實用新型採用緊密排列的平面桁架作為屋面系統的結構系統。每榀桁架間距1米，為保證桁架的平面外穩定性，在桁架之間設有平面外支撐系統。本實用新型對桁架杆件的用材和截面形式做了精細的設計。用材上，本實用新型選用厚度為2.0mm～3.0mm的鍍鋅鋼板經過機械冷軋加工形成。鍍鋅層的防腐防鏽性能及壽命遠遠高於一般油漆塗裝層。另外防腐防鏽處理也實現了完全工廠化，對於提高效率、節約成本、環境保護等多方面均十分有益。桁架上下弦杆的截面形式設計成倒置的「幾」字型，其主要目的是上弦杆同時要作為屋面檁條來使用。下弦杆採用與上弦杆同樣的截面，主要是為了生產方便，減少杆件類型。桁架弦杆加工長度一般為6米及3米，工程中可以根據需要的跨度自由搭接。桁架的腹杆截面為「r型，除了作為腹杆使用以外，也作為桁架的平面外支撐系統，以及桁架弦杆搭接使用。桁架的弦杆和腹杆之間、以及弦杆的搭接均採用螺栓連接。本發明另外設計了檁條蓋板，其截面為「八」型，同樣採用鍍鋅鋼板經過機械冷軋加工製成。此蓋板與桁架上弦杆組成一幅固定屋面板的「夾具」。蓋板與桁架上弦杆採用自攻螺絲緊固，孔距離一般為1.2米，這樣極大地減少了屋面上的孔數。蓋板、上弦杆經過機械冷軋加工製成，這樣保證了屋面板與蓋板、上弦杆之間的接觸非常緊密，不再需要用密封膠來密封。另外此接縫處於一個豎直的平面上，雨水很快流過，不會因為毛細作用而滲水。本發明的屋面材料選用鍍鋅鋼卷板，板材厚度根據需要選擇，其表面力求光滑，這種材料的防腐防鏽性能也優於一般的潑紋彩鋼板。板材寬度1.005米，兩邊夾在上弦杆與檁條蓋板之間，下部由固定在兩榀桁架上弦杆翼緣上的鋼條帶支撐，此鋼條帶的間距根據屋面板承受的荷載計算得出，一般在1米左右。這樣鋪裝好的屋面板在兩榀桁架之間形成了一個凹溝，因為屋面板選用鍍鋅卷板，其表面很光滑，屋面板形成的凹溝只要保證1％的坡度就可以保證排水通暢。另外採用本發明的屋面板鋪裝方法，還很好得解決了溫度變形的問題。即屋面板夾與檁條蓋板和上弦杆之間，不採用螺絲「釘死」的辦法，而是使屋面板可以在此「夾具」中有約束的變形，這樣從根本上避免了傳統屋面板鋪裝方法因溫度變形而導致的密封失效問題，很好地解決了屋面的長久防水防滲漏問題。
與傳統的輕鋼結構屋面系統相比，本發明具有如下優點1、本設計從材料選用角度解決了一般鋼構件的防腐防鏽性能不高的問對環境保護、降低材料成本等方面均十分有益。
2、本設計實現了屋面系統的所有構件的工廠化生產，和完全裝配化，方便了現場施工，提高工作效率。
3、本設計的屋面板鋪裝方式，解決了傳統屋面系統不能解決的溫度變形問題，極大得減少了屋面的滲漏點，提高了屋面的使用壽命。
本發明中桁架的杆件和檁條蓋板均採用鍍鋅鋼板，經過機械的整平、多道工序輥軋、切斷、衝孔等工序製成成品。其它零配件，如鋼卡、鋼條帶等，要經過剪切、壓製成型、衝孔等工序製成成品。施工安裝方面，屋面桁架系統支撐於建成的結構梁上，無論下部結構系統是混凝土結構還是鋼結構，本發明的屋面桁架系統都可以適用。桁架採用上弦或下弦支撐可以自由選擇。首先將整個屋面系統所需要的桁架一榀榀在地面拼裝好，並以2榀為一組安裝好平面外支撐。將一組組桁架吊裝於設計軸線位置上，再連接好彼此之間的平面外支撐，以及與下部結構的支座節點。之後，安裝上弦杆件上的鋼條帶，再鋪裝保溫層、屋面板，板的長度根據跨度決定，接著再固定檁條蓋板。此外桁架端頭還需要安裝天溝及側面封板。整個屋面安裝方便、高效。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型的無焊接全裝配式輕鋼屋面系統包括桁架上弦杆1、下弦杆2、檁條蓋板3、鋼卡4、屋面板5、鋼條帶6、腹杆7和外支撐杆件8。
所說的桁架上弦杆1和下弦杆2的截面為「幾」字型，由於本實用新型採用了較薄的鋼板，為加強上弦杆1和下弦杆2的腹板的抗扭、抗彎強度，並保證加工中的平整度，在腹板上設有凸起，為加強翼緣板的抗扭、抗彎強度，在翼緣板邊沿設有向內的折邊；所說的檁條蓋板3的截面為「八」型，其脊部為圓弧型，使得雨水能夠通暢流淌；所說的屋面板5兩邊夾在檁條蓋板3與上弦杆1之間，板底部用鋼條帶6支撐，鋼條帶6連接在上弦杆1的翼緣上，檁條蓋板3與上弦杆1通過「幾」型的鋼卡4用自字攻螺絲連接。
所說的腹杆7的截面為「廠型」，其一端與上弦杆1底板上的向下的耳板通過螺栓相連接，另一端通過螺絲與下弦杆2相連接；
所說的平面外支撐杆件8通過螺絲與腹杆7相連接。
按照本實用新型優選的技方案，檁條蓋板3的折邊坡度及尺寸與上弦杆1一致，保證兩者匹配；需要鋪裝保溫層的，可將保溫層鋪裝在鋼條帶與屋面板5之間。
權利要求1.一種無焊接全裝配式輕鋼屋面系統，包括屋面板(5)和屋面主結構，其特徵是屋面板(5)直接通過固定件固定在所說的屋面主結構上，屋面板(5)在每榀主結構之間構成排水溝槽。
2.根據權利要求1所述的無焊接全裝配式輕鋼屋面系統，其特徵在於，所說的屋面主結構包括桁架上弦杆(1)和檁條蓋板(3)，所說的固定件一半為桁架上弦杆(1)，另一半為檁條蓋板(3)，兩部分的截面相互配合，屋面板(5)的兩個邊緣夾在所說的固定件中。
3.根據權利要求2所述的無焊接全裝配式輕鋼屋面系統，其特徵在於，還包括下弦杆(2)、鋼卡(4)、鋼條帶(6)、腹杆(7)和外支撐杆件(8)；所說的桁架上弦杆(1)和下弦杆(2)的截面為「幾」字型；所說的檁條蓋板(3)的截面為「八」字型，其脊部為圓弧型；所說的屋面板(5)兩邊夾在檁條蓋板(3)與上弦杆(1)之間，板底部用鋼條帶(6)支撐，鋼條帶(6)連接在上弦杆(1)的翼緣上，檁條蓋板(3)與上弦杆(1)通過鋼卡(4)連接；所說的腹杆(7)的一端與上弦杆(1)底板通過螺絲相連接，另一端通過螺絲與下弦杆(2)相連接；所說的平面外支撐杆件(8)通過螺絲與腹杆(7)相連接。
4.根據權利要求3所述的無焊接全裝配式輕鋼屋面系統，其特徵在於，檁條蓋板(3)的折邊坡度及尺寸與上弦杆(1)一致。
5.根據權利要求3所述的無焊接全裝配式輕鋼屋面系統，其特徵在於，鋼條帶(6)與屋面板(5)之間設有保溫層。
專利摘要本實用新型由完全工廠化生產的杆件經現場拼裝成緊密排列的桁架構成其結構，屋面材料選用光滑的鍍鋅卷板，桁架上弦杆的截面形式設計成倒置的「幾」字型，同時將上弦杆作為屋面檁條來使用，再通過截面為「八」型的檁條蓋板與桁架上弦杆組成一幅固定屋面的「夾具」，僅用數量很少的螺絲固定。與傳統的輕鋼結構屋面系統相比，本實用新型從材料選用角度解決了一般鋼構件的防腐防鏽性能不高的問題，對環境保護、降低材料成本等方面均十分有益。實現了屋面系統的所有構件的工廠化生產，和完全裝配化，方便了現場施工，提高工作效率，解決了傳統屋面系統不能解決的溫度變形問題，極大地減少了屋面的滲漏點，提高了屋面的使用壽命。
文檔編號E04D3/36GK2642899SQ03255778
公開日2004年9月22日 申請日期2003年7月21日 優先權日2003年7月21日
發明者張達龍 申請人:上海特隆空間結構有限公司