大跨度桁架钢结构金属屋面施工技术

大跨度桁架钢结构金属屋面施工技术
摘要：随着建筑行业的快速发展，钢结构产品在大跨度空间结构、轻钢门式
结构、多层及小高层住宅领域的建筑日益增多，应用领域不断扩大，其中大跨度
桁架钢结构金属屋面施工非常关键，需要相关人员掌握其施工技术。

本文结合某
室内乐园工程项目实际，介绍了大型金属屋面抗风系统、避雷系统、排水系统以
及结构层主檩条安装和次檩条焊接等，还对金属屋面采光窗布置进行简单介绍，
重点探索了大跨度桁架钢结构金属屋面施工技术，以供相关人员参考。

关键词：大跨度桁架；钢结构；金属屋面；施工技术
引言
当前，钢结构金属屋面普遍用于体育场馆、室内乐园、机场航站楼、博览场
馆等大型基础设施建设领域。

由于大量游乐设备布置和游客群体活动场地的需要，室内游乐园往往需要大型无柱开敞空间，大跨钢结构金属屋面则是设计和施工的
重点。

因此，需要对室内乐园工程的大跨度桁架钢结构金属屋面施工进行重点分析，确保工程顺利施工，并且实现良好的工程质量。

1工程概况
某室内乐园工程项目总建筑面积4.2 万 m2，其中地上建筑面积 3.4 万 m2，地下0.8 万 m2。

采用现浇钢筋混凝土框架结构，屋顶为钢桁架金属屋面，设计
使用年限为 50 年，抗震设防烈度为 8 度。

乐园金属屋面由屋面板、隔声层、
防水透气层、保温层、隔汽层、铁丝网、中层板、支撑次檩条、支撑主檩条、吊
顶支撑龙骨、吸音层和底板组成。

天沟采用2.0mm厚不锈钢（316）制作，在对接处采用氩弧焊焊接。

天沟龙
骨采用50×50×4mm方钢管、100×50×4mm矩形管、50×50×4mm等边角钢，材
质为Q235B。

天沟保温采用50mm厚玻璃棉，玻璃棉六面包憎水玻璃丝布。

底板材
质Q235B，双面镀铝锌层厚度不小于100g/m2，正面烤漆PE20μm，反面烤漆
PE10μm。

附属材料有不锈钢焊丝、E43结构焊条、5×16mm铝拉铆钉、
5.5×25mm碳钢自攻钉等。

依据相关的建筑物防雷设计规范，金属屋面的建筑物宜将其金属屋面板直接
作为接闪器，再利用镀锌钢带将铝合金支架和屋面的檩条系统联通。

2大跨度桁架钢结构金属屋面的施工技术
2.1抗风系统
（1）沿屋面四周布置抗风夹，作为补强加固措施，距屋面外廓线6m范围内
布置。

（2）抗风夹具沿屋面纵向间距1500mm布置，沿屋面横向400mm布置。

（3）抗风夹具长度100mm，每件配2颗M8×30不锈钢螺栓。

2.2避雷系统
金属屋面板下无易燃物，且面板厚度不小于 0.5mm时，其屋面板可作为接闪器，屋面避雷引下点以10×10m或8×12m间距分布于整个屋面。

钢结构金属屋面板（0.9mm 厚的锰镁合金板）需外包铝合金支座（铝支架），铝合金支座与金属屋面的次檩条相连接，但铝合金支座与金属屋面次檩条支架需
安置隔热垫。

40×4.0mm 扁钢带作为引下线，每个扁钢与铝合金支座通过 2 个
不锈钢自攻螺钉5.5×32mmm 连接，每个扁钢另一端与金属屋面次檩条通过 2
个不锈钢自攻螺钉5.5×32mmm 连接。

每个铝合金支座隔热垫通过4 颗不锈钢自
攻螺钉5.5×32mmm 与金属屋面次檩条连接。

经过上述施工，从而形成连通的系
统[1]。

2.3排水系统
金属屋面通过屋脊纵向找坡，将屋面雨水排至屋面横向天沟处，再通过天沟
虹吸雨排地漏排至建筑污水系统。

金属屋面排水纵坡坡度设计为5%。

金属屋面采
光窗周圈、山墙、屋面均设计天沟，且天沟底部、侧壁保温采用 50mm 厚玻璃棉，
玻璃棉六面包憎水玻璃丝布，保证金属屋面整体保温性和隔音性。

山墙天沟尺寸（宽×高）：300×200mm，采光窗周圈天沟尺寸400×225mm，屋面主天沟尺寸600×350mm，屋面斜天沟尺寸600×225mm。

天沟左右两侧需设置泛水板，泛水板材质同金属屋面板，从金属屋面“防水透气膜”结构层各边伸入天沟 150mm 宽；并在泛水板端头檐口设置泡沫堵头带滴水片。

在天沟底部同主龙骨垂直方向设置L50×50×4mm 的镀锌等边角钢，间距 @1000mm，作为支撑龙骨架[2]。

天沟龙骨、天沟板、天沟底板、支撑龙骨架材质均为 Q235B 级，且均需进行镀锌处理，镀锌层厚度不小于65μm，防止锈蚀。

2.4结构层主檩条安装
金属屋面结构层做法由下至上做法依次为：底板→吸引层→吊顶支撑龙骨→支撑主檩条→支撑次檩条→中层板→钢丝网→隔汽层→保温层→防水透气层→隔声层→屋面板。

在原主体钢结构桁架杆（圆管或矩管）上，安装金属屋面结构层，金属屋面主檩条与主体钢结构连接，采用 C20 槽钢与 C10 槽钢。

C20 槽钢与主体钢结构（圆管或矩管）焊接，C20 槽钢长度设置为 200mm 长，C20槽钢中心线与主体钢结构（圆管或矩管）中心线位于同一垂直面上。

在 C20 槽钢上表面侧边焊接
C10 槽钢，C10 槽钢侧立高度 180mm，再安装金属屋面主檩条
（180×100×5.0mm 热镀锌矩管），主檩条一侧与事先侧立焊接好的 C10 槽钢焊接，但确保主檩条底面距离 C20 槽钢顶面60mmm；最后在主檩条侧边焊接 C10槽钢，C10 槽钢侧立高度为 180mm。

金属屋面支撑主檩条顶面较侧立 C10 槽钢顶面高出 60mm。

支撑主檩条间距为1750≤ @ ≤ 2050mm[3]。

金属屋面支撑次檩条焊接于支撑主檩条之上，支撑次檩条尺寸规格为
40×80×4.0mm，支撑次檩条设置间距为 @1000mm，支撑次檩条安装方向与支撑主檩条安装方向交叉垂直。

支撑次檩条顶面标高同支撑主檩条顶面（支撑次檩条矩管高度为 40mm 高，事先预留好的 C10 侧立槽钢顶与支撑主檩条顶高度差为60mm，满足次檩条矩管焊接安装）。

同时，在支撑次檩条垂直方向焊接安装
L40×40×4.0mm 镀锌等边角钢用于支撑吊顶龙骨，等边角钢与支撑次檩条安装
方向垂直，与支撑主檩条安装方向平行，等边角钢间距为 @1000mm，作为支撑次
檩条的加固龙骨（吊顶支撑龙骨）。

等边角钢 L 为 40mm 高同支撑次檩条矩管
高度 40mm，保证次檩条底部平整无凸出、美观可靠。

C20 槽钢和 C10 槽钢均为热轧普通槽钢，二者的组合焊接体作为支撑主檩
条的安装支座，此种方式牢固可靠[4]。

主次檩条焊接安装完成后，在次檩条表面依次施工中层板、热镀锌铁丝网层、隔汽层、80mm 厚岩棉保温层、防水透气层、2.0mm厚隔声毡隔声层、0.9mm 厚氟
碳涂层锰镁合金板屋面板层。

锰镁合金板安装坡度同屋面排水找坡坡度 5%。

2.5采光窗布置
本工程钢结构金属屋面面积约 4 080m2，采光窗面积约 975m2，占比：23.8%，可满足室内采光采热需求。

3屋面板加工与安装要求
3.1锰镁合金屋面板
锰镁合金直立锁边板所采用的材料、品种、规格、性能等，应符合现行国家
产品标准和设计要求；压型金属板成型后，其基板不应有裂纹，不应有明显凹凸
和褶皱；有涂层或镀层不应有肉眼可见的裂纹、剥落和擦痕等缺陷。

锰镁合金板伸入檐沟的长度不得小于150mm。

锰镁合金板卷材表面应涂刷氟
碳涂层，涂层厚度应符合设计要求（本工程氟碳涂层厚度为40μm）。

检查数量：按工程实际总数量 5% 抽查，且不少于 10 件[5]。

3.2压型彩钢板（底板）
本工程选用0.6mm厚的YX-28-205-802镀铝锌穿孔压型彩钢板，材质Q235B，孔径大于5mm，穿孔率大于20%，双面镀铝锌层厚度不小于100g/m2，正面烤漆
PE20μm，反面烤漆PE10μm。

压型金属板长度的容许偏差不应大于7mm，横向剪切的偏差不应大于5mm。

结语
综上，在大跨度桁架钢结构金属屋面设计、施工时，需对排水、保温、防渗、采光、防雷、隔声等做法进行系统化综合设计、施工，同时，可综合考虑屋面大
跨度钢结构的坡度和构件的跨度与金属屋面的深化设计相匹配，在一定程度上可
节约金属屋面的钢材用量，并且便于金属屋面的安装施工。

参考文献：
[1]蔡瑞琦.重型大截面桁架拼装施工技术在电子厂房大跨度钢结构屋面中的
应用[J].工程建设与设计，2019（12）：184-185.
[2]蔡琼.大跨度屋盖钢结构工程桁架施工研究[J].黑龙江科技信息，2019（7）：112-113.
[3]安冬冬，谢朝晖.浅谈钢结构工程施工质量与安全管理[J].建筑安全，2020（6）：45-47.
[4]段斌，孙少忠.我国建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势[J].焊接
技术，2019（5）：40-41.
[5]盛文仲.浅谈钢结构工程施工质量控制[J].科技创新与应用，2019（2）：85.。