由于金屬屋面具有裝飾效果好、質(zhì)量輕、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，金屬屋面系統(tǒng)受到了建筑師的青睞，在諸多的項(xiàng)目中，尤其是在場館類的建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但由于在金屬屋面專業(yè)深化設(shè)計(jì)階段的考慮不周、施工質(zhì)量不良等因素的影響，部分項(xiàng)目的金屬屋面往往經(jīng)不住大風(fēng)的考驗(yàn)，尤其是在臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)，發(fā)生了部分金屬屋面局部被掀翻、或屋面板被撕裂等安全事故及質(zhì)量事故。

為了提高臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)金屬屋面的抗風(fēng)性能，避免由于風(fēng)壓過大造成屋面被掀翻等安全及質(zhì)量事故的發(fā)生，現(xiàn)結(jié)合鋁鎂錳直立鎖邊金屬屋面，從金屬屋面產(chǎn)生破壞的原因、金屬屋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工抗風(fēng)構(gòu)造措施等方面，對(duì)該問題進(jìn)行詳細(xì)闡述。鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)如下：

從以往金屬屋面被掀翻的不良事故分析，直立鎖邊金屬屋面的破壞往往發(fā)生在荷載較大以及連接薄弱的位置，諸如：屋面檐口、天溝、屋脊及相關(guān)的收邊收口位置，造成金屬屋面局部被掀翻、或屋面板被撕裂等不良質(zhì)量事故的具體原因大致如下：

1）金屬屋面設(shè)計(jì)中沒有充分考慮風(fēng)荷載的影響；

2）金屬屋面系統(tǒng)設(shè)計(jì)中固定支座和檁條的布置不合理；

3）屋面檐口、天溝等受力薄弱的位置構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理；

4）金屬屋面板選材不當(dāng)，選取的板厚太薄或板幅太寬；

5）由于施工工藝及施工工人的熟練程度導(dǎo)致鎖邊不緊密，施工質(zhì)量不良；

金屬屋面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全性計(jì)算分析，是屋面系統(tǒng)抗風(fēng)性能、安全性能、以及其他相關(guān)性能得以保證的前提，金屬屋面的抗風(fēng)性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議從以下幾個(gè)方面考慮：

1) 金屬屋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）、《屋面工程技術(shù)規(guī)范》（GB50345-2012）、《采光頂及金屬屋面技術(shù)規(guī)程》（JGJ255-2012）及其他相關(guān)規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并應(yīng)重點(diǎn)對(duì)金屬屋面板、高強(qiáng)鋁合金固定支座、檐口及天溝等連接薄弱的位置進(jìn)行計(jì)算，選擇合適的板厚、板材的幅寬、以及檁條、高強(qiáng)支座的截面，布置間距等；

2) 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，對(duì)金屬屋面的風(fēng)荷載進(jìn)行合理考慮，除應(yīng)滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)外，還應(yīng)預(yù)留一定的設(shè)計(jì)余量。

3) 針對(duì)跨度大、形狀或風(fēng)荷載環(huán)境復(fù)雜的金屬屋面工程，宜通過風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)荷載。根據(jù)筆者以往參與設(shè)計(jì)的臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)的金屬屋面工程案例，風(fēng)洞試驗(yàn)報(bào)告中金屬屋面局部位置的風(fēng)荷載值往往要比荷載規(guī)范計(jì)算出來的要大一倍以上；

4) 針對(duì)比較重要的項(xiàng)目，為了確保金屬屋面系統(tǒng)的抗風(fēng)性能和其他各項(xiàng)性能指標(biāo)，需對(duì)屋面系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)性能檢測及抗風(fēng)掀試驗(yàn)檢測，以確保金屬屋面系統(tǒng)的安全性；

為了確保金屬屋面系統(tǒng)的抗風(fēng)壓性能，除了滿足相關(guān)規(guī)范的規(guī)定及結(jié)構(gòu)受力計(jì)算之外，在臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)還應(yīng)采取如下加強(qiáng)構(gòu)造措施以確保金屬屋面系統(tǒng)的抗風(fēng)壓性能：

1) 在金屬屋面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)基于結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果，適當(dāng)加厚鋁鎂錳屋面板的厚度，可以使屋面板的抗風(fēng)性能加強(qiáng)；

2) 在金屬屋面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可以采取適當(dāng)減小鋁鎂錳屋面板的幅寬, 可以有效提高屋面板的抗風(fēng)性能；

3) 在設(shè)計(jì)和抗風(fēng)掀試驗(yàn)滿足要求時(shí)，仍需增加構(gòu)造防水措施，在屋面板板端處加密三跨檁條，間距不大于750mm，并在支座位置設(shè)置抗風(fēng)夾具；

4)  金屬屋面系統(tǒng)的檐口、排水溝等位置，破壞了金屬屋面板的連續(xù)性，而且收口板材搭接的構(gòu)造比較復(fù)雜，是金屬屋面系統(tǒng)的受力薄弱和施工質(zhì)量較差的部位；故設(shè)計(jì)及施工過程中，在水槽及檐口等連接薄弱的位置增設(shè)抗風(fēng)件，抗風(fēng)件可以有效的加強(qiáng)板材之間的連接，可有效提高金屬屋面系統(tǒng)的抗風(fēng)性能；

5) 根據(jù)雙層直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，直立鎖邊金屬屋面板的外側(cè)為裝飾面板（一般為單層鋁板或蜂窩鋁板），裝飾層的面板的固定龍骨通過鋁合金夾具實(shí)現(xiàn)和直立鎖邊金屬屋面板肋部以及鋁合金高強(qiáng)支座的連接。為了提高金屬屋面系統(tǒng)整體的抗風(fēng)性能，可以適當(dāng)加密面板龍骨和底層金屬屋面板之間連接用的鋁合金抗風(fēng)夾具，這樣不僅可以加強(qiáng)鋁鎂錳金屬屋面板之前的咬合，也可以加強(qiáng)面板系統(tǒng)和下層龍骨系統(tǒng)的連接。對(duì)于該系統(tǒng)的最外層面板（單層鋁板或蜂窩鋁板），則需要盡可能減小面板的尺寸，控制其有效的使用面積；單層鋁板面板的后側(cè)應(yīng)增加鋁合金加強(qiáng)筋，鋁板加強(qiáng)筋的間距和截面應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造的要求；加密鋁板和固定構(gòu)件的連接件等一系列措施，可以有效提高屋面板的抗風(fēng)性能； 

6)  考慮到直立鎖邊金屬屋面板之間是通過相互咬合實(shí)現(xiàn)和高強(qiáng)鋁合金支座的連接，由于金屬屋面受到風(fēng)荷載、主體結(jié)構(gòu)的變形、溫度應(yīng)力等作用的影響，容易使咬合邊松開或脫落。為了保證金屬屋面板之間的咬合和有效的連接，設(shè)計(jì)及施工過程中，可以在鋁鎂錳屋面板材搭接咬合的局部位置設(shè)1.0mm厚不銹鋼抗風(fēng)件，該抗風(fēng)件可以和兩側(cè)的金屬屋面板同時(shí)鎖邊咬合，形成一個(gè)整體，共同受力，起到加強(qiáng)連接的作用，可以有效提高屋面板的抗風(fēng)性能；

7) 考慮到金屬屋面板的鎖邊施工工藝及施工工人的熟練程度，為了避免金屬屋面板鎖邊不到位等不良情況，設(shè)計(jì)及施工過程中，在金屬屋面板的板肋部局部位置增設(shè)不銹鋼螺栓(螺栓兩端外側(cè)注硅酮耐候密封膠)，用來加強(qiáng)固定金屬屋面板和鋁合金高強(qiáng)支座、板與板之間的連接，以提高金屬屋面系統(tǒng)的抗風(fēng)性能； 

8) 在設(shè)計(jì)的過程中，通過采用適當(dāng)加密金屬屋面板的檁條以及支座的間距等措施，可以使屋面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)受力更合理，也可以使屋面板的抗風(fēng)性能加強(qiáng)；

綜上所述，在臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)的金屬屋面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮風(fēng)荷載對(duì)金屬屋面系統(tǒng)的作用以及施工工藝的偏差等因素對(duì)施工質(zhì)量的影響，并應(yīng)結(jié)合理論性的結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)性的構(gòu)造措施，來指導(dǎo)金屬屋面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工，切實(shí)保證金屬屋面系統(tǒng)的抗風(fēng)壓性能和結(jié)構(gòu)體系的安全性。