經過多年施工及工程質量回訪,發現金屬拱形波紋屋蓋結構也存在以下不足之處。
(1)由于制作金屬拱形波紋屋蓋結構的彩鋼板較薄,而且沒有其它支撐體系,所以抵抗整體失穩的能力較弱,且沒有第二道防線來抵抗外部作用,整體失穩破壞具有突然性。2008年特大雪災導致了免燒磚廠屋面板局部坍塌。
(2)拱形槽板的曲率大小靠槽板上的橫向小波紋來調整,小波紋的存在徹底改變了鋼板的力學性能,使截面的應力分布十分復雜。一方面可以提高鋼板的局部穩定承載力,另一方面可能會削弱結構跨度方向的剛度。由于在小波紋的輥壓過程中鋼板發生了塑性變形,使得金屬拱形波紋屋蓋頂產生了大量的殘余應力,這些殘余應力不僅影響結構的力學性能和抗腐蝕性能,而且對結構的承載力構成了威脅。
(3)由于金屬拱形波紋屋蓋結構的自重較輕,容易受到脈動風壓的影響。比如測井工棚2002年曾經因為刮罕見特大風,屋面板被掀掉3塊。
(4)屋蓋與構筑物結合處節點防水效果不好、容易發生漏水現象。海馬超市、向陽商場等屋面結合處,都存在不同程度的漏水現象。
解決辦法
通過查閱相關資料,針對影響波紋拱殼屋頂安全性能的主要因素,提出以下安全思路及改進措施。
(1)承載力和抗風力方面改進辦法。
波紋拱殼屋頂是一種集傳力、受力、圍護保溫為一體的大跨薄壁空間結構,為了保證這種結構的負荷安全,其使用跨度在現有設備和結構形式條件下,目前不宜大于30m,特殊荷載條件下和較大跨度時,應采取加固措施,以確保結構安全。波紋拱殼屋頂的根部一般支撐在與拱腳角度相適應的角鋼上,并用φ8的自攻螺絲固定,建議用φ8的螺栓加鋼壓板固定,以提高拱腳抗局部失穩的能力。
波紋拱殼屋頂上的細小波紋對結構的安全性能的影響不可忽視,所以結構的設計中必須考慮波紋對整個結構承載力的影響。
波紋拱殼屋頂為了成型需要,將直槽板軋彎成弧形的拱板,并通過調整彎板機壓鼓的咬合深度在波紋拱殼的槽板上軋制了許多橫向波紋,這些波紋大大降低了整個結構的承載力,因此,可以從波紋拱殼屋頂的成型工藝入手,開發無波紋拱殼屋頂的成型技術。無波紋拱殼屋頂所用材料可與波紋拱殼屋頂相同,所受荷載形式與波紋拱殼屋頂相同,無波紋拱殼屋頂與波紋拱殼屋頂相比,不但有其優點,而且還有成型工藝更簡單、承載力更高的優點,冶金設備專家認為此成型技術是可行的。
(2)節點方面改進方法。
金屬拱形波紋屋蓋與承載體結合處原設計做法是:節點外抹防水砂漿找坡后刷防水涂料,但從使用情況來看,砂漿與金屬板之間容易出現裂縫,雨天室內有滲水現象。后經維修采用26號鍍鋅鐵皮泛水作法。取得很好效果。
鋼結構天溝原設計節點為防水砂漿,滲水嚴重,后加通長扁鋼與槽鋼梁滿焊,滲進的雨水被擋住,扁鋼起到了止水帶作用。
(1)由于制作金屬拱形波紋屋蓋結構的彩鋼板較薄,而且沒有其它支撐體系,所以抵抗整體失穩的能力較弱,且沒有第二道防線來抵抗外部作用,整體失穩破壞具有突然性。2008年特大雪災導致了免燒磚廠屋面板局部坍塌。
(2)拱形槽板的曲率大小靠槽板上的橫向小波紋來調整,小波紋的存在徹底改變了鋼板的力學性能,使截面的應力分布十分復雜。一方面可以提高鋼板的局部穩定承載力,另一方面可能會削弱結構跨度方向的剛度。由于在小波紋的輥壓過程中鋼板發生了塑性變形,使得金屬拱形波紋屋蓋頂產生了大量的殘余應力,這些殘余應力不僅影響結構的力學性能和抗腐蝕性能,而且對結構的承載力構成了威脅。
(3)由于金屬拱形波紋屋蓋結構的自重較輕,容易受到脈動風壓的影響。比如測井工棚2002年曾經因為刮罕見特大風,屋面板被掀掉3塊。
(4)屋蓋與構筑物結合處節點防水效果不好、容易發生漏水現象。海馬超市、向陽商場等屋面結合處,都存在不同程度的漏水現象。
解決辦法
通過查閱相關資料,針對影響波紋拱殼屋頂安全性能的主要因素,提出以下安全思路及改進措施。
(1)承載力和抗風力方面改進辦法。
波紋拱殼屋頂是一種集傳力、受力、圍護保溫為一體的大跨薄壁空間結構,為了保證這種結構的負荷安全,其使用跨度在現有設備和結構形式條件下,目前不宜大于30m,特殊荷載條件下和較大跨度時,應采取加固措施,以確保結構安全。波紋拱殼屋頂的根部一般支撐在與拱腳角度相適應的角鋼上,并用φ8的自攻螺絲固定,建議用φ8的螺栓加鋼壓板固定,以提高拱腳抗局部失穩的能力。
波紋拱殼屋頂上的細小波紋對結構的安全性能的影響不可忽視,所以結構的設計中必須考慮波紋對整個結構承載力的影響。
波紋拱殼屋頂為了成型需要,將直槽板軋彎成弧形的拱板,并通過調整彎板機壓鼓的咬合深度在波紋拱殼的槽板上軋制了許多橫向波紋,這些波紋大大降低了整個結構的承載力,因此,可以從波紋拱殼屋頂的成型工藝入手,開發無波紋拱殼屋頂的成型技術。無波紋拱殼屋頂所用材料可與波紋拱殼屋頂相同,所受荷載形式與波紋拱殼屋頂相同,無波紋拱殼屋頂與波紋拱殼屋頂相比,不但有其優點,而且還有成型工藝更簡單、承載力更高的優點,冶金設備專家認為此成型技術是可行的。
(2)節點方面改進方法。
金屬拱形波紋屋蓋與承載體結合處原設計做法是:節點外抹防水砂漿找坡后刷防水涂料,但從使用情況來看,砂漿與金屬板之間容易出現裂縫,雨天室內有滲水現象。后經維修采用26號鍍鋅鐵皮泛水作法。取得很好效果。
鋼結構天溝原設計節點為防水砂漿,滲水嚴重,后加通長扁鋼與槽鋼梁滿焊,滲進的雨水被擋住,扁鋼起到了止水帶作用。