浅谈钢结构厂房围护结构设计
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浅谈钢结构厂房围护结构设计
摘要:工业厂房对于大跨度大面积空间以及快速建造的需求,使得现代工业厂
房多是采用钢结构建筑。钢结构建筑有其优点:高强轻质、工业化程度高,施工
周期短、节能环保等;也有其缺点,由于其维护构件多为现场拼接,其维护结构
的防水、保温隔热等与传统钢筋混凝土框架建筑相比有其特殊性。本文尝试探讨
分析钢结构厂房维护结构的主要设计要点。本文探讨的围护结构包括钢结构厂房
的外墙和屋顶等主要外围护结构的设计。
关键词:钢结构厂房外墙屋面门窗
一、外墙
钢结构厂房外墙主要有以下几种形式:单层压型彩钢板墙体;单层压型彩钢
板复合保温墙体;双层压型彩钢板复合保温隔热墙体;承插型夹芯板保温墙体等。
单层压型彩钢板墙体构造做法一般为:≥0.6mm厚上层压型钢板外侧墙板,冷弯型钢墙梁。单层压型彩钢板复合保温墙体构造做法一般为:≥0.6mm厚上层压
型钢板外侧墙板,(防水透汽层),玻璃棉卷毡,隔汽层,冷弯型钢墙梁。单层
彩钢板外墙一般用于简易建筑,造价较低,也可以用于有泄爆要求的建筑作为泄
爆墙。单层彩钢板外墙的缺点是内墙面一侧墙梁等直接暴露,不够美观。
双层压型彩钢板复合保温隔热墙体构造做法一般为:≥0.6mm厚压型钢板外
侧墙板,(防水透汽层),玻璃棉卷毡,隔汽层(或0.2mm厚隔热反射箔),镀锌冷弯型钢墙梁,≥0.5厚压型钢板内侧墙板。该种墙体应用较广,有一定的保温
隔热功能,内墙面整洁美观。
压型彩钢板外墙板排版方式有竖排和横排两种。通常采用竖排板,因其波纹
顺雨水流向,利于保持彩钢板清洁。横排板较为美观,但横向波纹也容易积灰,
在较清洁的环境里使用效果较好。横排板需要增加竖向小墙梁,造价有所增加。
承插型夹芯板保温墙体构造做法一般为::≥50mm厚夹芯板竖排,冷弯型钢
墙梁。夹芯板表面平整,外观效果同金属板幕墙。一般采用横排板方式,板宽度
一般约900、1000、1200,要求建筑门窗、窗间墙等高度尽量按板宽模数,以获
得较整齐的立面外观。这种墙体室内一侧一般也设单层彩钢板内墙板,以获得较美
观的室内观感。这种墙体构造方式,造价较高,适用于资金充裕美观要求高的项目。
外墙面如规范施工,一般不会有防水问题。外墙的岩棉、玻璃棉等保温材料
厚度可按相关规范计算确定。根据防火规范对外墙燃烧性能及耐火极限的要求,
夹芯板外墙也应采用岩棉、玻璃棉等不燃的保温材料。
二、屋面
钢结构厂房屋面主要有以下几种形式:压型钢板自防水屋面、卷材防水屋面、夹芯板屋面等。屋面维护构件除屋面钢板外还涉及屋面采光带及天窗、钢天沟等
部件。
压型钢板自防水屋面主要包括:单层压型钢板屋面、单层压型钢板复合保温
屋面、双层压型钢板复合保温屋面、夹芯板保温屋面等。
除需要满足抗风揭、满足各种荷载受力要求,屋面最重要的性能就是防渗漏、保温隔热。目前最常用的是双层压型钢板复合保温屋面,其构造做法一般为:
≥0.6厚上层压型钢板,防水透气层(根据需要选用),玻璃棉卷毡,隔汽层(或
隔热反射箔),钢檩条,≥0.5厚底层压型钢板。屋面上层板一般采用360度直立
缝锁边的连接方式,其优点是水密性和气密性较好,整个钢屋面可通过可滑移支
座连接和固定,可避免屋面板和结构因热胀冷缩差异产生应力损害,从而避免屋
面破坏漏水。防水透气层可以避免渗漏对玻璃棉造成影响,玻璃棉卷毡根据热工
计算选择厚度,一般选用带铝箔贴面作为隔汽层的玻璃棉毡,防止水汽进入玻璃
棉产生冷凝而影响保温效果。檩条暗藏型构造,是底层压型钢板装在钢檩条下面,可使顶棚看来更整洁明亮。檩条暗藏型的顶棚平整美观,但底板施工难度较大。
底层压型钢板还可根据使用要求,采用穿孔钢板、纸面石膏板、增强纤维水泥板、铝合金吊顶板等材料。檩条露明型压型钢板在檩条上铺设,在底层压型钢板上加
设附檩或专用支架,铺设保温层并固定上层压型钢板,附檩固定要确保稳固,高
度要满足保温棉的厚度不被压缩。
单层压型钢板复合保温屋面常用构造:≥0.6厚上层压型钢板,防水透气层
(根据需要选用),玻璃棉卷毡,隔汽层(或隔热反射箔),热镀锌或不锈钢丝
网(根据需要选用),钢檩条。这种构造通常为建设方节省内层板节约造价的做法,有爆炸危险需要屋顶泄压的厂房、仓库为满足泄压要求也不设内板。单层压
型钢板屋面一般用于露天跨、雨篷连廊等不需要保温隔热简易搭建之处。
夹芯板保温屋面构造一般为:≥50厚夹芯板,钢檩条。根据《建筑设计防火
规范》,金属夹芯板应采用不燃材料芯材,所以通常采用使用的是岩棉夹芯板、
玻璃棉彩钢夹芯板。夹芯板采用螺钉固定,比360度直立缝锁边的连接方式易漏水,所以这种构造方式不太常用。
压型钢板复合保温卷材防水屋面构造:防水卷材通过带垫片的专用螺钉机械
固定于压型钢板上(搭接处热风焊接);无纺布或土工布隔离层(用于pvc卷材);保温层、带垫片的保温板;隔汽层;0.8mm厚专用压型钢板;冷弯型钢檩条。一
般采用TPO、PVC、SBS等防水卷材。保温板一般为A级不燃的岩棉板,其强度应满足铺设卷材要求、上人维修等要求。该屋面优点是具有较好的防水性能,卷材
搭接处采用热风焊接,密封性较好,维修也较方便。其应注意的是,屋面应满足
规范规定的抗风揭要求,卷材的耐久年限也应注意。
钢结构厂房还可以采用太空板卷材防水屋面。太空板是发泡水泥复合板,是
由钢边框或预应力混凝土边框、钢筋桁架、发泡水泥芯材、上下水泥面层(含玻
纤网)复合而成的集承重、保温、轻质、隔热、隔声、耐火、耐久等优良性能于
一身的新型建筑板材。屋面板版型一般为1.5mx6.0m,1.5mx7.5m,3mx6m,
3mx3m。太空板屋面可采用SBS防水卷材也可采用高分子防水卷材(如PVC或TPO),满粘SBS是比较常规的做法。太空板卷材防水屋面,适用于对防水要
求较高的建筑屋面,或不适合钢板的防腐要求较高的屋面。缺点是太空板屋面价
格较高,屋面荷载较大,主体结构造价也有所增加。
三、窗、门
钢结构厂房大型门一般需要考虑需有较好的强度,宜为防风型大门。常用的
门有推拉门、卷帘门、提升门等。厂房外窗,按采光、通风、保温要求进行选择。重点是采光通风天窗的选择。对于进深较大的厂房建筑,侧窗采光已不能满足要求,必须设屋顶采光。配合钢屋面,屋面有采光带、采光天窗、采光通风天窗、
气楼等可满足要求。采光板一般为FRP板或中空聚碳酸脂板,中空聚碳酸脂板隔
热性能较好,有利于防冷凝水。拱形的采光窗较不易积灰积雪,而平面的采光带、窗较易积灰积雪影响采光效果。通风天窗的选择可根据通风排烟要求选择不同形