2 泄爆墙工法.docx
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2泄爆墙工法
铝镁锰保温夹芯板泄爆墙施工工法
中国建筑第八工程局有限公司
中南城建（海南）建设有限公司
二零一五年九月五日
铝镁锰保温夹芯板泄爆墙施工工法
中国建筑第八工程局有限公司中南城建（海南）建设有限公司
卢育坤窦彦兵赫强廖艳林李新明
1.前言
泄爆墙通常在工业民用厂房锅炉房，危险品仓库等应用的轻质泄压墙体（重量不超过60KG/㎡），在建筑物室内发生爆炸或燃烧时屋内气体压力随之急剧上升，泄爆墙体通过泄爆配件或装置使墙体开启并释放压力以控制爆炸的产生或使破坏程度达到最小。
我公司承建的501#建筑物局部墙面设计为5cm厚铝镁锰保温夹芯板作为泄爆墙使用。
我司深化设计了适合本项目工程的一套完整的直立锁边铝镁锰墙面系统，使功能和外观要求达到设计及国家金属金属的相关规范。
此系统具有完美的防水功能降噪功能、低维护功能、环保节能功能、大气的外装饰功能、超长使用时间功能，在超高型厂房中安装金属墙面系统具有较高的推广应用价值。
2.特点
1、直立锁边系统具有质量轻、强度高、耐腐蚀、又可消化温度变化带来的金属墙面变形的明显特点和巨大优势，同时满足厂房泄爆要求。
2、本系统采用暗扣式直立锁边的固定方式，没有螺钉外露，整个系统不但美观而且从根本上杜绝了螺钉造成的漏水隐患较好的防水性能；内夹50mm保温岩棉达到设计保温节能要求；外面凸起的楞和氟碳喷涂材料具有较好的外饰效果。
2.2-1铝镁锰板咬合方式
将铝镁锰板扣在固定T型支座的梅花头上；用电动锁边机将屋面板的搭接边咬合在一起。
3、采用计算机深化和预拼装，减少现场场地堆放和二次制作。
4、配合底板、钢支座及大型方钢作为主龙骨材料，具有出色的抗风压性能可以抵抗12级台风。
5、操作方便灵活，有利于降低对施工工作面的要求；
6、工厂加工与现场安装相结合，简单、快速的机器卷合，施工效率高，安装方便快捷，有利于提高施工速度，缩短工期。
3.适用范围
本工法广泛适用金属幕墙墙面的公共建筑。
4.工艺原理
本工法中的金属支座、方钢、铝镁锰面板、彩钢板底板、抗风夹等钢构件均在工厂内预制完成后运至现场。
所有支座采用化学锚栓根据深化图纸埋在混凝土构件上（钢结构部位采用四面围焊）。
方钢主龙骨采用吊篮运至施工部位进行焊接组装。
50mm厚保温岩棉及钢丝网安装完毕后及时安装面板。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
测量定位及放线→后置埋件安装→主龙骨安装→次龙骨安装→铝镁锰板安装模数测量放线→内侧彩钢板安装→钢丝网、几字码、支座安装→收边铝单板安装→支撑角铝安装→保温棉、铝镁锰板安装→收边打胶→整理、清洁、验收。
5.2施工要求
5.2.1金属铝镁锰压型板的加工
1、工厂工程师对设计原图纸墙面进行分布、节点深化。
局部细部尺寸根据已施工完毕的土建结构放大样，绘制出幕墙系统的准备外型尺寸的加工图和安装支座位置图。
由于本工厂的特殊性，图纸深化设计后经过原设计院修改确认后进行施工。
2、为保证铝镁锰板块具有良好的互换协调性，采用专用尺寸样板和专用开孔样板在协调一致的模具上进行连续加工的工艺的处理方法，使尺寸偏差控制在0.5mm之内。
3、铝镁锰板加工尺寸须经过现场1:
1观察样板上的协调装配，材料及氟碳喷涂颜色经业主及设计同意后大批量投入生产加工。
4、铝镁锰板加工的容许误差
对铝镁锰板几何尺寸的加工误差规定为，长度加工偏差±2mm。
铝镁锰板平面度不得超过0.8mm。
5、工厂加工方法及运输
（1）调试、试生产
反复调整面板机的参数，直到能生产出合格的面板。
（2）铝镁锰合金板压型
金属板采用0.9mm厚PVDF65-430型铝镁锰板，面板机出板方向设有辊轴支架，长约为10米，本工程金属板长度为6米一块。
面板长度宜比设计略长100mm，便于将来板端切割调整。
6、材料运输
采用平板挂车将制作好的金属板运至施工现场。
卸货时所有金属板必须平放。
现场水平运输采用人力抬运，抬板人员从两侧抬运，间距约3米。
垂直运输：
埋件、焊条、铝合金支座、自攻钉、钢丝网、玻璃棉、泛水板、铝单板、密封胶等材料利用吊篮运输，一次运输量为当班使用数量，或吊篮最大承重的70%，严禁超负荷运输
5.2-1辊压数控直立锁边成型机
5.2-2生产成型铝镁锰板
5.2.2铝镁锰板的安装施工工艺
图5.2-1：
混凝土结构部位铝镁锰板安装示意图
图5.2-2钢结构结构部位铝镁锰板安装示意图
主要材质如下：
铝合金抗风夹；0.9mm厚PVDF65-430型铝镁锰板；CP-ZZ105型T型铝合金支座；镀锌几字码；50mm24K保温棉；不锈钢丝网；Q345b囗200×100×4.0主龙骨；0.5mm彩钢板；龙骨托板；化学螺栓；后置埋件。
5.2.3测量定位及放线
确定现场基准标高线与轴线，然后确定起始施工标高线，并对现场主体结构尺寸进行复核，将测量结果反馈给技术部门，进行龙骨分格尺寸调整，确定最终分格尺寸并放线。
若主体结构尺寸偏差大于30mm时，与设计深化人员沟通协调解决方案。
测量放线应符合下列要求：
引伸的标高应复核，误差应控制在5mm以内；龙骨分格线的测量放线应与主体结构的测量放线配合，对误差应进行控制、分配、消化，不使其积累；测量应在风力不大于4级情况下进行，并定时进行复核，以确保测量的准确性。
测量放线具体步骤如下
1、确定基准标高线；
2、利用钢卷尺将标高引至起始安装点；
3、利用水平管或红外线仪标出起始安装标高线；
4、利用铅垂线或红外线仪标出施工面两侧垂直线；
5、利用钢卷尺复核施工面主体结构尺寸；
6、确定龙骨分格尺寸并放线。
5.2.4后置埋件安装
根据上步放好的线，安装后置埋件。
后置埋件标高偏差应≤10mm，与确定位置的偏差应≤30mm。
安装化学螺栓前，应将孔内砂灰吹干净，再将药水放入，然后将螺杆拧入孔内，最后等药水固化后将螺母拧紧。
螺母拧紧后，露丝数应≥3，露丝数低于3个的，必须重装，或在旁边另加一个。
5.2-1后置埋件安装节点
5.2.5龙骨安装
1、主龙骨（方钢主龙骨）
在正式安装龙骨前，先安装下部龙骨托板。
然后利用塔吊经现场脚手架进料口将龙骨吊运至6楼、8楼、10楼及12楼，再用绳索吊运至各安装位。
将龙骨面调平，点焊，接着安装上部龙骨托板，满焊。
必须对龙骨水平面及垂直面的平面度进度控制，误差应控制在5mm以内，为有效控制误差，龙骨安装前应安装控制线。
所有焊接不得虚焊、假焊或漏焊，满焊完的须当天收工前敲去焊渣，并刷防锈漆与面漆。
如遇突然下雨，在能确保人员安全的前提下，应立即将已满焊处敲去焊渣刷上防锈漆。
2、次龙骨安装
根据图纸要求及现场定位线安装铝镁锰板龙骨，铝镁锰板龙骨平面度应控制在5mm以内。
焊接要求同本节第5.2.5点。
5.2-2主龙骨、次龙骨安装位置图
3、铝镁锰板安装模数测量放线
测量被铝镁锰板分成的每个小格的宽度，并确定中点，由中间往二边放线，铝镁锰的安装模数应控制在428-433mm之间，以430mm最佳。
靠近铝镁锰板的支座与铝镁锰板之间的距离应大于100mm，但小于一件铝镁锰板的宽度。
测量放线应在风力小于4级时进行。
5.2-3铝镁锰板安装模数位置图
5.2.6彩钢板安装
按图纸要求安装彩钢板，固定彩钢板的钉应均匀有序。
5.2-4内侧彩钢板安装
5.2-5防雷接地安装
5.2.7不锈钢钢丝网、几字码、T型支座安装
钢丝网垂直于龙骨安装，用自钻钉或扎带固定于龙骨外立面上。
按照本节第6）点的放线安装几字码及支座，支座安装于几字码上。
支座必须垂直，每个支座斜偏差不得大于2mm，同一条垂直线上的支座偏差不得大于3mm。
每个支座用四颗自钻钉固定。
所有支座必须同一方向，按逆雨季风向安装。
5.2-6几字码及T型支座安装
5.2-7支座热桥处理示意图
5.2.8收边铝单板安装及打胶
按现场次龙骨分格，对铝铝单板编号，按编号加工生产铝单板。
铝单板运现场时，对号入座安装。
铝单板伸缩缝控制为10~20mm，且位置与铝镁锰板主肋对齐，平面度≤5mm；除伸缩缝处，大面的保护膜在安装前及过程中，不得撕除。
打胶前先填充泡沫条及贴美纹纸，泡沫条的埋深应基本一致，美纹纸的间隙应等宽，密封胶应覆盖整个伸缩缝左右2mm，且表面应平滑连续。
5.2.9支撑角铝安装
支撑角铝安装在铝单板上，以铆钉固定，支撑角铝的外立面与铝镁锰板底面在同一平面上，误差不得大于2mm。
安装支撑角铝前，应在角铝安装前，将角铝可覆盖的铝单板保护膜撕去，预固定后，复核尺寸，确保安装的精度。
5.2-8收边铝单板（含角铝）安装
5.2-9收边铝单板打胶
5.2.10保温棉、铝镁锰板安装
保温棉垂直于龙骨安装，上端用铁皮压条固定于龙骨上，中间穿透支座及几字码挂住。
现场生产铝镁锰板，用吊篮将板运输至安装位置。
按支座方向将铝镁锰板扣入支座，以手动锁边钳在支座点将铝镁锰板做预固定锁边，后用电动锁边机完成通长锁边，最后安装抗风夹。
5.2-10保温棉及钢丝网安装图
5.2-11抗风夹安装图
注意事项：
1、保温棉与铝镁锰板应同时安装，当天安装的保温棉应被铝镁锰板完全覆盖，最多先行安装一个单元，但不可隔日安装使用。
2、铝镁锰板生产时，确认铝镁锰板尺寸，宁长三分不可短一寸。
3、安装铝镁锰板前须先撕去公扣的保护膜。
4、铝镁锰板檐口铆钉间距应一致，且在同一条线上。
铆钉抽芯不得随意往下丢，应收集好带至地面指定放置处。
5、锁边前，不得先撕去大边的保护膜；铝镁锰板保护膜需于整个面完成后方可大面撕去。
安装抗风夹前，须先撕去母扣保护膜，抗风夹应安装在支座位置。
6、安装铝镁锰板使用吊篮作业前，应先将吊篮的一端绑在龙骨上，作业人员必须将安全带系于安全绳或龙骨上。
7、风力为6级或以上时，停止作业。
5.2.11收边打胶
铝镁锰与铝单板连接处打胶，胶缝应均匀一致。
打胶前，须先将保护膜撕开至足够打胶的位置。
5.2.12整理、清洁、打胶
以上步骤完成并经检查无误后，将所有保护膜撕去，并做好整理、清洁工作以及成品保护标志，以待验收。
5.3抗台风措施
1、原深化角铝与收口铝单板间及角铝与铝镁锰板间铝铆钉间距150-200mm，加密至100mm间距。
2、所有T型支座必须有抗风夹安装。
5.4金属墙面板设计计算书
5.4.1设计所遵循的规范
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《铝合金结构设计规范》（GB50429-2007）
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）
《铝合金结构设计规范》（GB50429-2007）
《屋面工程技术规范》（GB50345-2012）
5.4.2墙面材料的物理性能及力学性能
（一）墙面板
墙面面层采用0.9mm直立锁边65-430型铝镁锰墙面板。
采用0.9mm3004系列铝镁锰合金板压制
墙面板宽度=430mm
（1）3004铝镁锰合金材料化学成分极限值
（in%）ChemicalCompositionLimits（in%）
铜Cu
镁Mg
锶Si
铁Fe
锰Mn
锌Zn
其他成分
铝Al
0.25
0.8-1.3
0.3
0.7
1.0-1.5
0.25
0.15
其余
（2）3004铝镁锰合金材料典型物理性能
（TypicalPhysicalProperties）
密度
2.73
g/cm3
弹性模量
7.0x104
N/mm2
剪变模量
2.7x104
N/mm2
线膨胀系数α（以每℃计）
23x10-6
泊松比
0.3
25oC热传导性能
164
W/mk
20oC导电系数
0.041x10-6
Ωm
熔点
660
oC
（3）AA3004铝镁锰合金材料机械性能（MechanicalProperties）
状态
抗拉强度
fu（N/mm2）
抗拉强度设计值f（N/mm2）
伸长率
（%）50mm,（5D）
抗剪强度设计值fv（N/mm2）
H44
220~265
需保证不小于145
≥1～4
85
（二）铝合金支座
铝合金支座采用合金号6063T5材质的铝材。
铝合金支座的物理性能为：
密度
2.70
g/cm3
弹性模量
7.0x104
N/mm2
剪变模量
2.65x104
N/mm2
线膨胀系数α（以每℃计）
23x10-6
泊松比
0.3
力学性能指标见下表；
合金
牌号
状态
拉伸试验
硬度试验
抗拉强度
设计值
f（N/mm2）
抗剪强度
设计值
fv（N/mm2）
伸长率
（%）50mm
（5D）
试样厚度
（mm）
HV
不小于
6063
T5
90
55
8
0.8
58
5.4.3金属墙面板荷载及作用计算
（一）金属墙面荷载分析：
（1）恒荷载：
铝镁锰墙面板及配件自重＝0.04Kn/m2
（2）活荷载：
墙面均布活荷载＝0.50Kn/m2
（3）风荷载：
基本风压wo＝1.05Kn/㎡（n=100年）
（二）风荷载标准值计算
（1）参数确定：
按A类地面查表确定（GB5009-2001）
标高100m处阵风系数βgz=1.46
标高100m处风压高度系数μz=2.40
墙面风荷载最大体型系数μs=-1.0（按2倍风压取值，作用于铝合金外墙面取一半为1.0）
（2）风荷载标准值计算：
ωk=βgz·μz·μs·ωo
=-1.46.x2.4xx1.0x1.05=-3.68kN/㎡
（三）荷载组合计算：
（1）恒载作用方向向下，由墙面板固定座承载，故不参与墙面板荷载组合
（2）活载：
活载和风荷载作用方向相同，因为墙面风荷载是控制荷载，活载对于抗风有利，故不参与计算组合
（3）风载
标准值1.0x风载=1.0x3.68=3.68Kn/m2
设计值1.4×风载=1.4×3.68=－5.15Kn/m2
5.4.40.9mm直立锁边65-430直立锁边墙面板有效截面计算
直立锁边65-430墙面板成型参数
成型截面图
成型截面参数
面积：
Ao＝556mm2；惯性矩：
Ix＝25.70cm4
质心距板底高：
y1＝13.84mm；质心距板顶高：
y2＝53.03mm
抵抗距：
Wmax＝18.57cm3；Wmin=4.85cm3
墙面板宽度：
Bo＝430mm；墙面板计算跨度：
L＝1200mm
5.4.5金属墙面板验算
（一）强度验算
按照3跨连续梁计算
线荷载ｑ＝W×B＝5.15×0.43=2.21Kn/m
中间支座处最大弯矩：
M=0.1·qL2=0.10x2.21x1.202=-0.32Knm
边跨区域内最大弯矩：
M=0.08·qL2=0.08x2.21x1.202=0.26Knm
中间支座处应力（板底受压）：
肋顶拉应力σ
=M/Wmin=0.32x106/（4.85x103）=66N/mm2<[145N/mm2]，
可板底压应力σ
=M/Wmax=0.32x106/（18.57x103）=17N/mm2<[145N/mm2]，
可边跨区域内应力（肋顶受压）：
肋顶压应力σ
=M/Wmin=0.26x106/（4.39x103）=59/mm2<[145N/mm2]，
可板底拉应力σ
=M/Wmax=0.26x106/（8.68x103）=30/mm2<[145N/mm2]
（二）挠度验算
按照3跨连续梁计算：
：
ｑk=Wk×B=3.68×0.43=-1.58Kn/m
挠度：
ν=0.68qkl4/（100EIxo）=0.68×1.58×12004/（100×7.0×104×257000）=1.24mm<[1200/180=6.6mm]
结论：
本工程墙面选择0.9mm铝镁锰直立锁边65-430型墙面板符合要求。
5.4.6配件五金验算
（一）铝合金固定座之连接自攻螺丝验算
1、M6自攻螺丝计算参数
M6自攻螺丝有效截面直径=6x0.85=5.1mm；有效截面面积=3.14/4x5.12=20.4mm2
M6自攻螺丝材质：
按4.6级普通螺栓计算
M6自攻螺丝强度设计值：
抗拉强度=170N/mm2，抗剪强度=140N/mm2
2、铝合金标准固定座采用2颗M6自攻螺丝固定
风吸力作用下自攻螺丝以受拉形式抵抗支座反力，在支座受压状态下不参与抵抗支座反力
3、M6自攻螺丝验算
单支座受力=5.15x0.43x1.20=2.66Kn
单颗M6自攻螺丝所受拉力=2.66/2颗=1.33Kn<[170x20.4=3.47Kn]，可
故采用M6自攻螺丝强度满足。
（二）铝合金固定支座
1、铝镁锰直立锁边65-430墙面板由58mm宽的铝合金固定支座支撑
固定座材质：
ZZ130定座采用6063-T5铝合金挤压成型
固定座最小受力断面尺寸：
58mmx2.0mm
单支座受拉极限=A×[σ]=58x2x[135]=15.66Kn
固定分布尺寸：
430mmx1200mm,
2、铝合金支座受力验算：
单支座拉力=5.15x0.43x1.20=2.66Kn＜[15.66Kn]，可
故铝合金固定支座强度满足。
（三）墙面板与铝合金固定座锁合点处受力验算
1、墙面板与铝合金固定座锁合点设置Ω型抗风夹具后的抗拔力Nmin=11.47Kn（检测数据）
2、墙面板与铝合金固定座锁合点分布密度为：
0.43mx1.20m
3、单锁合点风吸力=5.15x0.43x1.20=2.66Kn＜11.47Kn
故墙面板与铝合金固定锁合点强度满足。
（四）Ω型抗风夹具检测报告
5.4.6-1Ω型抗风夹具检测报告
5.5龙骨&化学螺栓设计计算书
5.5.1结构设计所遵循的规范
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）
《屋面工程技术规范》（GB50345-2012）
5.5.2Q345口200x100x4.0材料选用及钢材物理、力学性能
1、材料选用：
（1）墙面相关参数：
总体长度=56m，宽度=42.4m，
最高标高=100m
（2）檩条简支布置参数
a、檩条跨度=5500mm
b、檩条间距=1200mm
（3）檩条相关材料选用
a、檩条采用：
Q345口200x100x4.0钢管
b、檩条托板：
采用Q235b-8x200x200钢板
2、材料性能
钢材物理性能
弹性模量
E（N/mm2）
剪变模量
G（N/mm2）
线膨胀系数
α（每℃）
密度ρ
（g/cm3）
导热系数
λ（W/mk）
蓄热系数
（W/m2K）
206000
79000
12x10-6
7.85
40×1.163
126.1
Q345钢强度设计值（GB50017-2003：
3.4.1-1）
材料
抗拉、抗压和抗弯
（N/mm2）
抗剪
（N/mm2）
端面承压（磨平顶紧）
（N/mm2）
Q235b钢
f=215
fv=125
fce=325
Q345钢
ftW=310
ftW=180
fce=400
普通C级螺栓
ftb=165
fvb=125
5.5.3Q345口200x100x4.0檩条荷载分析：
1、恒荷载：
0.9mm铝镁锰墙面板＝0.040kN/m2
50mm36K保温棉及不锈钢丝网＝0.020kN/m2
0.5mm彩钢压型底板＝0.044kN/m2
口200x100x4.0檩条＝0.156kN/m2
墙面恒载合计＝0.26kN/m2
2、活荷载：
墙面均布活荷载＝0.50kN/m2
3、风荷载：
地区基本风压ωo＝1.05kN/m2（n=100年，A类）
4、风荷载标准值计算：
粗糙度：
按沿海A类地面粗糙度取值
墙面标高：
h=100m
阵风系数：
βgz=1.46（GB50009：
7.5.1）
高度系数：
μz=2.40（GB50009：
7.2.1）
体型系数：
负风压μs=-1.3（按表7.3.1第26项单面敞开式取值）（GB50009：
7.3.1）
风荷载标准值：
ωk=βgz·μz·μs·ωo（GB50009：
7.1.1-2）
ωk=βgz·μz·μs·ωo=-1.46x2.40x1.3x1.05=-4.78N/m2
5.5.4Q345口200x100x4.0檩条荷载组合计算：
A、恒载＋活载组合
X轴方向：
标准值：
0kN/m2
设计值：
0kN/m2
Y轴方向：
标准值：
恒载＋活载=0.26＋0.50=0.76kN/m2
设计值：
1.2×恒载＋1.4×活载=1.2×0.26＋1.4×0.50=1.01kN/m2
B、恒载＋风载组合
X轴方向：
标准值：
风载=4.78kN/m2
设计值：
1.4×风载=-1.4×4.78=-6.69kN/m2
Y轴方向：
标准值：
恒载=0.26kN/m2
设计值：
1.2×恒载=1.2×0.26=0.31kN/m2
C、恒载＋活载＋风载组合
X轴方向：
活载
标准值：
风载=-4.78N/m2
设计值：
1.4×风载=-1.4×4.78=-6.69kN/m2
Y轴方向：
标准值：
恒载+活载=0.26+0.5=0.76kN/m2
设计值：
1.2×恒载+1.4活载=1.2×0.26+1.4x0.5=1.01kN/m2
由以上计算可知:
组合C：
恒载＋活载+风载组合为最不利组合
5.5.5Q345口200x100x4.0檩条截面及布置参数
（1）Q345口200x100x4.0布置参数
檩条跨度：
L=5500mm，檩条间距：
B=1200mm
（2）Q345口200x100x4.0截面参数
截面面积：
s=2336mm2，每米重量：
q=18.34kg/m
惯性矩：
Ix=1240.29cm4，Iy=420.77cm4
抵抗矩：
Wx=124.03cm3，Wy=84.15cm3
檩条壁厚：
t=4.0mm，回转半径：
ix=73mm，iy=42mm
5.5.6Q345口200x100x4.0檩条验算
（一）强度验算
组合C：
恒载＋活载+风载组合
按受弯构件简支梁计算
X轴方向：
风载
线荷载：
ｑx＝W×B＝6.69×1.2=8.03kN/m
跨中弯矩：
Ｍx＝0.125·qL2=0.125x8.03x5.52=30.36kNm
X轴应力：
σx＝M/Wx＝30.36x106/（124.03x103）＝244.78N/㎜2
Y轴方向：
恒载+活载
线荷载：
ｑy＝W×B＝1.01×1.2=1.21kN/m
跨中弯矩：
Ｍy＝0.125·qL2=0.125x1.21x5.52=4.57kNm
应力验算：
σy＝M/Wy＝4.57x106/（84.15x103）＝54.31N/㎜2<[f=205N/㎜2]，可
应力验算：
σ=σx+σy=244.78+54.31=299.09N/mm2<[f=310N/㎜2]，可
（三）挠度验算
组合C：
恒载＋活载+风载组合情况下檩条变形最大
按简支梁计算
X轴风荷载标
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