寒冷地区工业厂房的单坡排水侧向采光大跨度坡屋面的制作方法

本实用新型属于建筑工程领域，具体涉及一种用于寒冷地区工业厂房的单坡排水侧向采光大跨度坡屋面系统。

背景技术：

水力发电项目是国家示范工程，水力发电系利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。某水电站工程是第二松花江干流上修建的第一座大型水力发电工程，地处严寒地区，水电站厂房装机容量达到1200mw，主厂房的尺寸达到了239.4mx32m(长x宽)，属于大跨度屋面系统。水电站工程厂房屋面系统对厂房机组的安全稳定运行至关重要，屋面系统一旦失稳或漏水会导致发电机组设备无法正常运行，造成不可估量的损失，因此如何解决好大跨度屋面系统的整体稳定、厂房屋面系统排水问题、防冰问题成为了本项目的核心难点。

以往水电站工程厂房大跨度屋面系统的屋架多采用常规的钢屋架或螺栓球网架，双面坡型式；屋面板多采用轻质混凝土复合屋面板或者压型金属屋面板加防水层的做法。经过严寒地区多个水电站工程的运行表明，以上布置型式无法保证屋面系统的排水问题、防冰问题、屋顶采光问题、防水问题，主要原因如下：

1、常规钢屋架自重过大，且多为双面坡型式，排水问题、防冰问题突出。

2、当水电站厂房大跨度屋面系统采用单面坡形式时，如若采用螺栓球网架，网架连杆、斜杠、球等受力不均匀；螺栓球网架更适合于跨度小，荷载小的中小型屋架结构。

3、为了满足厂房内部光照需求，屋顶增设采光天窗，屋顶采光问题难于解决。

4、压型金属板屋面板之间安装不到位，有缝隙。

5、轻质混凝土屋面板之间灌缝工艺控制不严，造成板间出现裂缝。

基于以上原因，加之屋面防水层经过历年的风吹日晒，气候的冷暖引起热胀冷缩，材料逐渐会老化，防水层起鼓开裂等产生漏点，屋面雨水会通过防水层漏点下渗到屋面板，并通过屋面板缝隙造成室内漏水现象的发生。且需常年维修，不利于水电站厂房运行管理。

技术实现要素：

本实用新型提供一种寒冷地区工业厂房的单坡排水侧向采光大跨度坡屋面，以解决水电站工程厂房大跨度屋面系统存在的排水、防冰和防水问题，以保证屋面系统具有可靠的排水、防冰、采光、防水功能。

本实用新型采取的技术方案是：屋面檩条结构与屋架上方固定连接，屋面板与屋面檩条结构上方焊接，屋面板上方固定连接防护层，屋面板探入混凝土墙体至少300mm，与混凝土墙体顶部之间至少留30mm空隙，该空隙用“ω”型闭孔泡沫板填实，屋面板与混凝土墙体交接点采用强力耐候密封胶密封，屋面板与混凝土墙体交接处的防护层内做两道500mm宽附加防水层一进行封闭；单坡屋面的坡度为10度-15度，在屋面高处及两侧山墙处设女儿墙，屋面低处不设女儿墙，在不设女儿墙的坡屋面低处，将混凝土墙体挑出至少700mm挑檐，并做坡型防水收头,在收头部位顶部将防护层预留通长方孔，并预埋镀锌排水管，同时在收头部位保温层下预埋镀锌排水管，在坡屋面其他三面有女儿墙处，屋面板与混凝土墙体交接处留出缝隙，缝隙之间填充憎水岩棉，并在缝隙下端设置阻火带；屋面板向上翻起高度不少于300mm；在屋面板上做防护层。

所述屋面板增设采光天窗。

所述屋架采用管桁架结构。

所述屋面板采用无缝焊接的结构钢板。

所述屋面板上沿横向每隔1米焊接扁钢。

所述预埋镀锌排水管间距1m。

所述预埋镀锌排水管间距1m。

所述防护层包括隔汽层、保温层、防水层二、隔离层及保护层。

本实用新型的优点是：

1、可保证水电站工程厂房大跨度屋面系统的整体稳定性。

螺栓球网架为空间受力结构，其承载力受高强螺栓的规格限制，其最大受拉杆件设计拉力值不超过1000kn，使得螺栓球网架更适合于跨度小、荷载小的中小型网架屋盖结构。螺栓球网架在形成约束前刚度差，变形大，宜产生挠度。尤其当螺栓球网架高空散拼时临时支撑刚度不足、临时支撑过少或分块滑移及整体吊装时，螺栓球网架的变形问题非常突出。一旦一个球节点发生问题，往往会产生连锁反应，造成结构的整体失稳与坍塌。

管桁架为平面受力结构，受力结构简单、结构稳定性好、屋盖刚度大、结构整体性能好。管桁架结构截面材料绕中和轴均匀分布，具有良好的抗压和抗弯扭承载能力及较大刚度，不用节点板，构造简单，具有结构轻、刚度好、节省钢材，并能充分发挥材料强度等优点。

某工程厂房跨度为32m，大跨度屋架是长期工作在有机组震源的工况下运行，因此采用结构稳定性好、屋盖刚度大的管桁架有利于屋架的安全稳定。另外由于厂房屋面采用单面坡的形式，若采用螺栓球网架，网架连杆、斜杠、球等受力不均匀；而管桁架结构中的杆件均为圆管杆件，桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力，应力在截面上均匀分布。

2、可实现水电站工程厂房大跨度屋面系统坡面排水的问题。

屋面为单坡屋面自由排水，坡向上游侧，坡度为10度-15度左右，排水位置设置在建筑物背面，仅在屋面高处及两侧山墙处设女儿墙，屋面低处不设女儿墙，实现向低处自由排水，可快速排除屋面雨水。

3、可实现水电站工程厂房大跨度屋面系统坡面防冰的问题。

本工程地处严寒地区，多年极端最低气温为-42.5℃，冬季多降雪。屋架系统采用管桁架结构，单面坡度，坡度10度-15度左右，可实现降落到屋面的积雪向低处自由下滑，尤其在积雪初融的季节，可有效地解决屋面积雪融化向下排水的过程中再次结冰的难题。

4、可实现水电站工程厂房大跨度屋面系统坡面采光的问题。

为满足水电站厂房的大跨度屋面系统内部光照需求，屋面系统增设采光天窗，采用钢结构框架。

5、可保证水电站工程厂房大跨度屋面系统可靠的防水功能。

屋面板采用结构钢板无缝焊接，同时其上设置防水层，单坡自由排水，能够解决因屋面漏水引起的室内漏水，能够保证屋面具有可靠的防水功能。

6、可节省施工时间，提高施工效率。

屋面板采用结构钢板，钢板厂家按照设计要求的厚度、长度及跨度尺寸生产，现场直接焊接，与其他常规屋面板形式相比保证了施工的准确性，节省施工时间，提高了施工效率。

7、可减少屋面维修管理，由于本实用新型屋面防水系统具有可靠的防水功能，因此减少了屋面维修管理。

附图说明

图1是本实用新型俯视图；

图2是本实用新型侧视图；

图3是图1的a-a剖视图；

图4是图3的i部放大图；

图5是图3的ii部放大图。

具体实施方式

屋面檩条结构14与屋架3上方固定连接，屋面板4与屋面檩条结构14上方焊接，屋面板4上方固定连接防护层15，屋面板4探入混凝土墙体16至少300mm，与混凝土墙体16顶部之间至少留30mm空隙，该空隙用“ω”型闭孔泡沫板6填实，屋面板4与混凝土墙体交接点采用强力耐候密封胶7密封，屋面板4与混凝土墙体交接处的防护层15内做两道500mm宽附加防水层一8进行封闭；单坡屋面的坡度为10度-15度，排水位置设置在建筑物背面，在屋面高处及两侧山墙处设女儿墙1，屋面低处不设女儿墙，可实现向低处自由排水，并解决寒冷地区屋面防冰的问题，同时可节省施工时间，提高施工效率；在不设女儿墙的坡屋面低处，将混凝土墙体16挑出至少700mm挑檐，并做坡型防水收头,在收头部位顶部将防护层预留通长方孔9，并预埋镀锌排水管10，能及时排出保护层下的渗出雨水，同时在收头部位保温层1504下预埋镀锌排水管11，能及时排出保温板下的渗出雨水，可以很好的避免了常规屋面防水系统一旦防水层有漏点，会造成室内漏水的缺点；在坡屋面其他三面有女儿墙1处，屋面板4与混凝土墙体交接处留出缝隙，以满足钢板微弱的伸缩变形，缝隙之间填充憎水岩棉12，并在缝隙下端设置阻火带13，屋面板4向上翻起高度不少于300mm，在屋面板上做防护层15；

所述屋面板4增设采光天窗2，可实现水电站工程厂房大跨度屋面系统坡面采光的问题；

所述屋架3采用管桁架结构，结构稳定性好、屋盖刚度大的管桁架有利于屋架的安全稳定；

所述屋面板4采用无缝焊接的结构钢板；

所述屋面板4上沿横向每隔1米焊接扁钢5，以防止坡屋面防护层15下滑；

预埋镀锌排水管10间距1m；

预埋镀锌排水管11间距1m；

所述防护层15包括隔汽层1505、保温层1504、防水层二1503、隔离层1502及保护层1501。