金属屋面系统近年来广泛应用于各种大跨度建筑结构,如各种体育场馆、剧院以及机场等等。该屋面系统施工方便,项目适应性强,深受广大工程师的青睐。但是近年来在沿海以及内陆风力较大地区均发生了多起工程金属屋面被风揭开的事故,金属屋面的抗风性能问题需要得到更多的关注。金属屋面抗风问题主要分为两个方面:抗风承载能力以及疲劳问题。
抗风揭性能是指:金属屋面抵抗由于风荷载产生的向上作用的能力。
金属屋面系统是指由金属面板、固定支架、底板、紧固件、保温层、防潮层、隔热层、隔声层等材料组成的屋面围护系统的总称。
应进行抗风揭性能检测的情况包括:建筑结构安全等级为以及的金属屋面,防水等级Ⅰ、Ⅱ级的大兴公共建筑金属屋面,采用新材料、新板型或新构造的金属屋。
我司是从事金属屋面抗风揭试验检测的第三方检测机构,具备:住房和城乡建设部颁发的建设工程质量检测机构资质证书、国家实验室认可证书(CNAS)、检验检测机构资质认定证书(CMA)、上海市建设工程检测行业协会颁发的评估证书。
承接全国范围内的金属屋面抗风揭试验检测项目,我司在全国均有办事处。
欢迎拨打我们的咨询服务热线,会有客服专门联系您提供检测方案和报价。
金属屋面系统静态抗风揭试验侧重于对屋面的极限承载力进行检测,动态抗风揭试验则侧重于检测屋面在风荷载作用下的疲劳性能。国内外金属屋面系统静态抗风揭试验大多参照美标 ANSIFM4474—2020《用静态正压和/或负压法评价屋面系统的抗风揭性能》的试验方法要点进行,试验程序较为一致。而金属屋面系统动态抗风揭试验方法各国间差异较大,国内通常采用 GB 50205—2020《钢结构施工验收标准》附录C的金属屋面系统抗风揭性能试验方法,或引用美国、澳大利亚等相关标准方法。2021 年3月发布的GB/T39794.2—2021《金属屋面抗风掀性能检测方法第2部分:动态压力法》 ,其规定的动态抗风揭试验程序要点与GB50205附录C是一致的。
依据《强风易发多发地区金属屋面技术规程》( DBJ/T 15—148—2018) 中规定的方法和程序进行动态试验。依据上述规范中的规定,试验前先将金属屋面的风荷载进行分区,即分为风敏感区、高风压区、非敏感区三个分区。根据三个分区所对应的风荷载取包络值对檩条及连接进行结构校核确定初步的檩条间距。
动态风压检测程序和方法如下:
①动态加压周期包括压力上升和下降,压力上升时间≤2s,下降时间≤1s 单个波动周期应≤3s;
②以动态风荷载目标值为试验值,进行 1 个10800 次循环加载,动态负风压检测阶段及风压载入比例应满足规范要求。
①启动引风机,打开进气阀,将空气逐渐加入检测台的压力容器内;
② 气 压 上 升 速 率 为 0. 07kPa/s ± 0. 05kPa/s( 1. 5psf±1psf/s) ,当压力等级达到 0. 7kPa( 15psf时,保持该压力,观察压力容器是否漏气,采取相措施;
③打开进气阀,气压上升速率为 0. 07kPa/s0. 05kPa/s ( 1. 5psf ± 1psf/s) ,当 压 力 等 级 达 到1. 4kPa( 30psf) 时,保持该压力 60s;
④打开泄压阀门,排出压力容器内的压力,直至0kPa;
重复上述③ ~ ④过程,每次逐级增加 0. 7kPa( 15psf) ,直至屋面板系统破坏。
(1)试件不能保持整体完整,面板出现破裂、裂开、裂纹、断裂、一级鉴定固件的脱落;
(2)面板撕裂或掀起及面板连接破坏;
(3)固定部位出现断裂、分离或松动;
(4)固定件出现断裂、分离或破坏;
(5)试件出现影响功能的破坏或失效;
(6)设计文件中规定的其他破坏或失效。
金属屋面系统在我国发展已有40余年,尤其是近二十年,随着国家经济发展的需要,国内一些大型的公共建筑也开始大量采用金属屋面系统,像机场、火车站等。在金属屋面系统的广泛使用过程中,由于发展速度过快,而相应的标准和规范缺失,使得系统存在材料、设计、施工和管理等缺陷,金属屋面系统的抗风和节能性能差,在风雨作用下时常发生掀揭、渗漏等事故。很多出事故的项目都是一些大型的体育馆、机场、火车站等,这些作为地标式的建筑,质量把关上应有足够的重视,但还是难逃事故的发生,使得社会各界对金属屋面系统的质量产生质疑,这将不利于行业的进步与发展。
金属屋面抗风检测主要针对金属屋面系统,包括单板金属屋面、组装式金属屋面、金属面夹芯板等。
金属屋面系统按结构形式可分为:铝板+直立锁边系统、直立锁边系统、铝板(蜂窝板)系统。
外表面采用单板包封,内层采用直立锁边屋面系统,防水、保温性能良好,但造价较高。
防水、保温性能良好,造价较低廉,外立面有凸起的楞,装饰效果较差。此系统采用直立锁边固定方式,不需螺钉穿透面板,不会对屋面板造成损伤,因此也不会产生应力集中的问题,抗风揭性能优越。
此结构安装便捷,但防水、保温性能较差,多用于体育场馆。
检测试件应实际工程项目一致,是完整的系统,并完全按照设计和施工图纸要求进行制作和安装(包括试件的材质、尺寸、板型及安装、锚固件及固定方式等),不得加设任何多余的零配件或采用特殊的组装工艺或改善措施;工程检测试件的各个组成构件应根据实际工程状况选用和安装,试件的受力况应尽可能和实际相符,不允许试件安装和固定出现变形。
首先对金属屋面系统的材料、构配件进行连接性能检测:以设计值Wk作为检测值,可进行15000次疲劳检测,真实反映金属屋面系统物理特性指标,为设计选材提供依据,并作为金属屋面系统抗风性能的前提支撑;
然后对连接性能检测符合要求的金属屋面系统,进行正常使用状态检测:以自然阵风8~10s为一个周期,设计值Wk作为检测值,进行5000次循环加载,通过对金属屋面系统受损破坏情况的观察与分析,进一步确定金属围护系统组成构件的风致破坏机理,从而为构件的选型及材料的性能分析提供可靠的实验数据;
最后对通过正常使用状态检测未出现构件破坏或功能性损坏的金属屋面系统,继续进行极限使用状态检测:以阶梯式加载风荷,直至金属屋面系统破坏或出现功能性损坏,记录并观察破坏、功能性损坏的状况和部位,记录相应的风荷载值Wmax,从而进一步验证金属屋面系统的抗风性能,并提供可靠的极限检测数据。
通过大量的检测实践工作,金属屋面抗风检测可对金属围护系统、单层卷材屋面、膜屋面等类似建筑结构进行抗风性能检测,检测有效验证检测对象的抗风性能,提高工程项目的可靠性;检测结果的应用,有效改善现行国内金属屋面受风破损的现状,提高人们对金属围护系统的认可,从而使更多的金属围护系统可得以实现。