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拱形屋顶
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金属拱形波纹屋盖的设计、制造及安装技术

2019-09-26

我国网架、网壳等空间钢结构的推广应用,不论是工程数量还是覆盖建筑总面积,在国际上都是名列前茅的。但是这些结构往往有其不足之处。首先结构本身制作、安装复杂,结构施工工期长。其次这些结构的屋面防水、屋面圈护结构的自重,都是制约工程总造价的因素。虽然理论上这类空间结构用钢量小,自重轻,但是有时上述问题解决不好,工程总体经济效益也不太理想。

拱形波纹钢屋顶

拱型结构以其全截面均匀受力使材料的潜能得以充分发挥。从而节约材料,实现结构可靠性与经济性的较好统一。就房屋结构而言砌块拱屋顶、钢筋混凝土拱壳及各种材质的拱网壳等拱型结构已广为建筑师和结构师们所熟悉和接受。50年代,国际上一些结构师们从自然界植物表皮纹理的结构造型中受到启发,研副出一种新型屋顶结构即金属拱型波纹屋顶。这种结构造价低廉,施工速度快,使用效果良好,因而吸引了越来越多的研究者,特别是计算机数控的引入,更使这种结构的设计、制作简便行。但这种结构的科研及成型机组的研制、生产仅限于西方的几家公司。这对于金属屋顶的发展及进一步推广是极为不利的。


为填补我国的这项空白,北京市金属屋顶成型技术研究所与天津大学土木系空间结构研究室联合,研制出了我们自己的金属拱形波纹屋顶(这里称屋顶),并开发出与之配套的成型机组。日前,该屋顶的设计、制作与安装技术已通过鉴定。

拱形波纹钢屋顶

屋顶是由彩色镀锌钢板通过金属屋顶成型机连续冷模辊压成直型槽板和带有横向波纹的拱型槽板,然后用自动封边机将若干这样的槽板连接成整体,并吊至屋顶图梁安装就位而形成的。金属屋顶成型机组是制作屋顶的专用机具。由金属屋顶成型机和自动封边机组成。该屋顶一改传统板架(屋面板和屋架)屋顶的结构形式,集受力、圈功能于一身,最.大限度地利用材料,实现了结构安全性与经济性的统一。金属屋顶成型机共分三种机型,分别称为MMR-118型、MMR-178型、MMR一238型成型机。MMR-118机型可将0.6~1.2mm厚、605mm宽彩色镀锌钢板卷材辊压成横截面如图。


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(a)所示的拱型槽板;MMR-178型机型可将0.8~1.35mm厚、905mm宽彩色镀锌钢板卷材辊压成如图


(b)所示拱型槽板:MMR-238型机型可将0.8~1.35mm厚、905mm宽彩色镀锌钢板卷材辊压成如图1


(c)所示拱型槽板。金属屋顶成型机采用液压传动,最.大外形尺寸:2.4×7.8×1.3m,自重10.6t,可车载至任意施工现场生产。自动封边机是连接两相邻槽板的专用机械,其自重仅35kg,结构轻巧,可将若干槽板封边快速连成整体,且不透风、不漏水。


屋顶的保温可通过室内顶喷聚氨脂或粘敷复合硅酸盐实现。采用不同厚度的聚氨脂或复合硅酸盐可满足不同的保温要求。屋顶由于自重小(12~26kg/m*),整个屋面的荷载水平较低,所以它对下部结构要求不高,另外屋顶与下部结构的连接也不复杂,下部结构(柱、门窗等)可按规范模数布置,只要柱顶圈梁设预埋件或预留槽口,屋顶便可通过预埋件或预爵槽口与下部结构连接。


由于屋顶是用魔顶成型机现场制作拱板并经品车或塔吊装至屋顶围梁安装就位而成的,所以只要品装设备许可,就可用作于任意建筑的屋遵结构。其主要适用范围为:场、停车场。


3.礼堂、体育馆、休养所、餐厅、教室、办公室;


4.飞机库、军营、指挥所、临时房屋。


作为一种新型的空间结构,屋顶以其独特的优点为我国空间结构领城增添了一道风景。


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