轻钢厂房的台风损坏分析

2018-05-14卢文浩章光杰

山西建筑 2018年10期

卢文浩何灏章光杰

(浙江大合检测有限公司，浙江杭州 311100)

0 引言

轻钢结构目前在我国应用很广，常用于工厂、仓储等工业建筑中，轻钢厂房通常采用檩条、墙梁、压型钢板组成围护结构，为建筑物挡雨、抗风和保温。在南方沿海台风登陆地区，风荷载较大，近年来轻钢厂房在台风中遭受大面积损坏的事例层出不穷，尤其是轻钢厂房中的围护结构损坏严重。

1 实例调查

2013年10月7日凌晨1点15分“菲特”台风在福建省福鼎市沙埕镇沿海登陆，登陆时中心附近最大风力是14级。尽管没有在温州登陆，但对于温州的影响却丝毫没有减弱。据了解，温州苍南县平均降雨量150 mm，最高点达到236.5 mm，沿海15级～17级大风。

某轻钢厂房位于温州市苍南县龙港镇。该厂房基础形式为桩基础，上部为框排架结构体系，楼面采用预制混凝土双T板，屋面为钢结构屋盖，H型钢屋面梁，Z型钢檩条，压型钢板双坡屋面，屋面梁与钢筋混凝土柱连接采用螺栓连接，屋面梁各段构件间采用高强螺栓连接，屋面采用0.5 mm厚HV-470屋面板+100 mm玻璃保温棉+铝箔+钢丝网，钢结构工程建筑面积约13 616 m2，于2011年开工，完工于2012年。该项目钢结构工程先由建筑规划设计研究院设计，后由钢结构公司进行了优化设计和施工。

在“菲特”台风中，该工程主体结构基本完好，但屋面受到严重损坏(见图1，图2)，压型钢板屋面被大范围的掀起，厂房里生产线上的精密设备因淋雨受损，造成了很大的经济损失。

经现场踏勘，钢结构屋盖平面布置、构件截面尺寸基本与施工图纸相符，钢梁、系杆等构件外观质量基本完好,未见明显变形，主体结构施工质量符合规范要求。

围护结构中檩条基本完好，但大部分压型钢板屋面被掀起，屋脊处部分斜拉条存在明显变形，其中部分斜拉条存在锈蚀现象；未被台风掀起的屋面板横向搭接处360°咬合未按施工图纸要求咬合到位；屋脊处彩钢盖板施工安装与图纸不符，未将盖板固定到檩条上，屋面泛水板与山墙及出屋面防火墙连接处存在部分水泥钉未设置，部分水泥钉未钉牢情况；屋面板横向搭接处设置的固定支架，与檩条连接采用自攻螺钉连接，自攻螺钉有的只设置了一颗，大部分设置了两颗，固定支架在屋面板被台风掀起后变形严重的情况普遍；檐口位置屋面板上采用了自攻螺钉与预埋角钢及檩条的连接固定，但部分自攻螺钉与预埋角钢连接处，屋面板上螺钉孔开的太大，自攻螺钉自身存在锈蚀，与预埋角钢的连接松动；屋脊位置屋面板上采用了自攻螺钉与预埋角钢及檩条的连接固定，屋面板被台风掀起后，自攻螺钉处彩钢板被撕裂。

2 屋面破坏原因

1)压型钢板的厚度。

屋面板采用的压型钢板，是镀层钢板经辊压冷弯，沿板宽方向形成连续波形截面的成型钢板，按国家标准《建筑用压型钢板》要求，屋面压型钢板基板的公称厚度不宜小于0.6 mm，设计人员缺乏工程经验或在追求低用钢量或低造价的市场竞争下，往往不重视基板的厚度，此工程采用的是0.5 mm厚HV-470屋面板，厚度不符合国家标准要求。

2)压型钢板的连接方式。

屋面板采用的HV-470，横向连接为咬合式，成型板纵向边为可相互搭接的压型边，板与板自然搭接后，经专用机具沿长度方向咬合360°并通过固定支架与檩条连接。现场情况表明，屋面板锁边质量较差，咬合不均匀，咬合不完全，未能保证锁边严密、牢固，容易导致在风吸力作用下屋面板咬口张开、咬边脱离被风吹走。固定支架未采用专用配套的产品，实际使用的是简易柔性的替代品，且固定支架两侧应有两个自攻螺钉固定到檩条上，现场发现有的固定支架只有一个自攻螺钉固定，强风作用下，这种简易固定支架易变形，或被从檩条上脱开。现场发现局部区域有使用自攻螺钉将屋面板固定到檩条上的打钉式加强情况，但有的屋面板单独被掀开，自攻螺钉仍留在檩条上，有的自攻螺钉连同屋面板一起被风掀开，前者是由于自攻螺钉直径偏小或压型钢板强度不足，后者是由于自攻螺钉与檩条咬合力不足。另外，在檐沟、屋脊和山墙位置，屋面板的连接节点未按设计要求施工，采用简易构造，用自攻螺钉连接到檩条或山墙上，数量少，且大部分松动，各盖板处均未设计泡沫堵头。这些因素都降低了屋面板的防风能力。

3)设计基本风压取值。

根据《建筑结构荷载规范》，温州地区设计基本风压0.6 kN/m2，考虑分项系数1.4后换算风速为36.7 m/s，相当于接近12级的台风，按规范设计仅能抵抗12级的台风，而不能抵抗此次“菲特”强台风，由于每个地区仅能以其中心城市设计风压取值，苍南县靠近海边，风压较大，按温州的设计风压取值，存在不足之处。