双曲金属屋面系统工程设计与实施_广州亚运城综合体育馆金属屋面.docx

双曲金属屋面系统工程设计与实施——广州亚运城综合体育馆金属屋面黄唯（霍高文建筑系统（广州）有限公司，北京 100020）摘要：广州亚运城综合体育馆由于复杂的三维曲面，给屋面工程的实施带来了诸多困难和新的挑战。本文从设计思路、施工要点等方面介绍了完成复杂双曲直立锁边屋面的解决方案。关键词：双曲屋面；直立锁边金属屋面；设计；施工文章编号：1007-497X（2010）-19-0008-07中图分类号：TU231文献标识码：BDesignandimplementationof3Dmetalroofsystem———the metalroofoftheAsianGamesTownGymnasiumproject// HuangWeiAbstract:AsianGamesTownGymnasiumisacomprehensivemulti-sports building. Because of the complexthree-dimensionalsurface,havebroughtmanydifficultiesandnewchallengesforthe project construction. In this paper, design ideas,constructionpaper introduces the main points of the completion of complex3-Dstandingseamroofsolution.Key words: 3-D curved roof; standing seam metal roof;design;construction1 工程概况广州亚运城综合体育馆（题图）位于广州市南部。本工程包括亚运体育馆（体操）、台球馆、壁球馆（在2010年亚运会及残亚会期间作为比赛场馆），以及广州亚运历史展览馆（赛时作为亚奥理事会和1～15届亚运会的展示场所）。工程建筑面积 50 194m2，建筑新颖，造型独特。屋面为连续三维曲面，覆盖整个建筑并延续至地面，造型异常复杂。本工程金属屋面系统工程主要包括：金属屋面系统，侧屋面系统，不锈钢板幕墙系统，屋面遮阳玻璃天窗系统，屋面1.0mm装饰不锈钢系统，共计约5万多m2。本工程金属屋面工程计划2010年8月竣工。鉴于其复杂的造型，有别于一般单坡或单曲金属屋面，本屋面工程设计及实施的重点和难点主要为：屋面系统设计可靠，确保屋面结构安全；曲面连续顺滑，防水安全，不渗漏；各构造层设置合理，满足建筑设计的各项物理性能的要求；不锈钢装饰板铺设能否连续顺滑并实现建筑设计的美观要求等。2工程设计要点2.1屋面三维曲面分析及防水屋面板三维布置本工程必须先对屋面曲面进行分析，确定防水屋面板的排布方向和三维布置，然后才能进行檩条支撑系统布置、排水设计和节点设计。根据钢结构设计条件图，建立屋面三维曲面模型，由此可见整个屋面由多个不规则的三维曲面组成（图1）。在三维曲面中，要找出各曲面经纬轮廓线，并对此进行分析（图2）。分析发现：体操馆南北向半径约为155m，东西向半径约为601m，因此沿南北向布置屋面板可以有效减小屋面板的侧偏和扭曲；综合馆屋面南北向半径约为80m，东西向弧度变化大，半径约为186m，因此屋面板沿南北向布置，同时沿东西向分区布置扇形板，以适应变化的曲面；历史博物馆屋面南北向半径约为55m，东西向半径约为134m，因此屋面板沿南北向布置；体操馆入口曲面弧度大而且变化扭曲，根据形状和弧度，将该部分屋面分为三个部分，分别排板并用天沟将这三部分分开。根据以上分析，利用专业软件，对屋面进行三维排板。在进行屋面空间排板过程中，需要对三维排板进行量化分析，以确定其能否满足生产和安装要求。如果局部不能满足要求，则需要调整该区域排板，直到满足要求为止。经过这些分析和调整，保证了所有屋面排板在现场的可安装性。屋面排板如图3所示。2.2屋面支撑系统设计屋面支撑系统即檩条系统，其设计必须确保屋面系统结构安全可靠，同时还需合理布置，满足防水屋面板系统支撑及节点连接要求；构造形式及连接要简便、灵活，既方便高空安装，又能适应屋面曲面形状。檩条设计首先要考虑布置方式。确定屋面分区及三维排板后，在各分区内，檩条与屋面板排板垂直环向布置。在屋面板跨中按1.5m间距均匀布置，檐口处檩条间距加密。天窗及洞口周边根据节点设计布置支撑檩条。檩条布置与钢结构桁架上弦垂直，支撑在钢结构上，若檩条与钢结构桁架上线平行，则增加垂直的主檩条。本工程屋面为轻质金属屋面系统，荷载较小，约50kg/m2。综合考虑屋面曲面、形状变化，次檩条采用Q345 C 型檩条，主檩条采用 Q235B 25号槽钢，檐口与天沟交界处采用150×140×4（mm）厚镀锌方通。C型次檩条根据受力计算结果确定檩条规格，采用