輕鋼屋面加固的應用分析

嵇學培

摘 要：隨著國家對生態發展的重視，綠色能源的發展則成為了主流，相關的光伏發電項目變得越來越多，有點分布式光伏發電體系直接設置在已有的建筑的屋面，因此增加了原有建筑的屋面荷載，從而造成一定的屋面承載能力不足的現象，所有需要對其進行相應的加固。本文通過具體實例，對相關工程中的輕鋼屋面的加工進行相應的探討。

關鍵詞：商業建筑；景觀設計；設計理念

隨著綠色發展的訴求不斷提升，綠色可持續的發展能源的相關發展得到了更大的進步，目前來說，太陽能作為清潔能源，其相關技術得到了較快的發展。在現代的發展技術中，將太陽能與相關的建筑物進行相互組合，形成了新的綠色體系-分布式光伏發電。在較多的輕鋼屋面進行設計時，因為其結構性能問題，對其上部作用的荷載大小進行考慮時，通常所選用的設計荷載都比較小，所以在其上面再增加相應的太陽能電池板荷載，則會對整個的輕鋼屋面的承載能力造成損壞，從而影響到結構的整體穩定性。因此需要對輕鋼屋面進行相應的維修和加固，才能夠進行光伏電板的相關施工[1]-[3]。

1輕鋼屋面加固的原則

在進行輕鋼屋面的加固過程中，整個的建筑仍然在進行其使用功能，所以在進行相關的加固工作時，采用的施工方法則不能夠對相關建筑的正常使用產生影響。

需要進行加固的建筑物，在進行相關的加固施工之前就一直承受荷載作用，因此在進行加固中，如果選用了焊接的施工方法，其在焊接部位很有可能會出現應力集中現象，或是因為焊接導致該部位的發生加大的變形，從而降低了原有建筑的承載能力。因此在進行加固施工方法的選擇上，盡量避免選用焊接的方式。

在整個的加固過程中，均是在高空進行作業，施工作業環境較為危險，同時相應的施工作業面也較小，從而增加了施工的難度。因此在進行相關的加固方案的設計時，應該做到最大限度的減少相應的工作量，或是設計更加簡便的施工步驟。

2輕鋼屋面的加固設計

2.1屋面梁的加固設計

在對屋面的加固中，可以根據不同的跨度進行選擇適當的方法。

（1）在廠房跨度比較小，并且廠房內沒有吊車設置時，如果說，在廠房內相應的凈高能夠滿足相關要求，并且能夠做到不影響其使用功能時，則可以選用在相關梁柱的節點位置處，進行設置斜向支撐。

（2）如果廠房內有吊車，但是跨度相對來說比較大的時候，此時進行加固設計時，則可以將原有的屋面梁設置成為相應的上弦桿，與此同時進行設置相應的下弦桿，以及相關的腹板，并由這些結構共同組成平面桁架，以此來達到加固的目的。采用這種方法，其最大的好處就是能夠最大限度的減少焊接量，從而有效的減少了焊接變形所帶來的不利影響。

（3）如果需要進行加固的廠房，其各部分條件不能滿足上面所描述的，那么就需要采用，進行T形鋼的焊接，同時進行原有結構中梁的截面高度進行擴大。這種方法所需要的焊接工作量較大，因此為了避免焊縫變形的影響，需要對相關的施工技術進行嚴格的把控。

2.2屋面檁條的設計

（1）對于單層壓型鋼板屋面的加固設計，則是通過對原來的屋面的特定位置進行相應的增加C形檁條的數量來達到加固目的的。在原有檁條的基礎上進行間隔的增加其數量，從而能夠替原有檁條進行分攤所作用的荷載；同時為了能夠保證增加后整個屋面仍然具有較好的整體性，所以需要進行相應的增設平面外支撐，一方面能夠最大程度的實現荷載的連續傳遞，另一方面也能夠在很大程度上減少新增設的檁條相應的計算長度。

（2）在對雙層壓型鋼板屋面進行一定的加固處理時，采用的加固方法主要是在屋面檁條之間，進行增加相應的橫向支撐梁，采用這種方法能夠對屋面內板進行一定程度上的保護。但是相對于前一種加固方式，這種方式的施工難度加大，在施工中要注意相關施工細節的操作。

2.3連接點的設計

在進行加固中，應該盡量的減少施工操作對相應的連接點的損傷，同時要減少相關焊接工作以及鉆孔工作等對屋面梁產生的一些有害影響。再就是對采用螺栓連接的構件，一定要選擇適當的工藝，從而才能滿足相關的設計要求，最終得到相應的加固目的。同時要對相應的高強螺栓和特定的錨栓等進行相應的試驗檢測，保證其承載能力能夠滿足施工要求。

3輕鋼屋面加固案例分析

3.1項目概況

本項目為某30MW屋頂金太陽項目，一方面具有較高的投資效益，另一方面能夠就地解決當地用戶的用電要求。

3.2項目加固應用

該項目由20多家企業屋頂組建而成，屋頂類型分為混凝土和鋼結構兩種形式，由于改變了屋面用途增加了荷載，故需要對屋面承載力鑒定。對于混凝土上人屋面為優選屋頂，由于設計時，選用的活荷載值為2.0KN/m2，因此對于荷載來說，結構不會存在相關的安全隱患問題。對于輕鋼屋面，增加光伏組件板，所對應增加的荷載約為0.15KN/m2，該荷載值對于輕鋼屋面荷載來說，所占比重較大，故需要對其先進復核承載力，項目前期各個商務團隊搜集上千個屋頂信息，技術根據商務提供的信息現場實地排查，對于建筑使用年限大于10年的廠房且業務不愿意更換彩鋼瓦的廠房先放棄。

面對屋面荷載判斷問題需要大量的人力資源，理清思路后，組建了結構屋頂復核小組，根據屋面特點摸索出快捷的復核方法，由于項目地都處于蘇州，風載雪載等荷載取值相等，對于標準廠房，按照一定的柱距，進行編制相應的計算表格，分別對應出檁條截面最小值，這樣減少了工作時間。對于檁條復核通過的屋面復核主鋼架。由我們篩選過的屋面，需要尋找有現場鑒定資質的廠家一同前往項目現場排查屋面情況，首先需要確認業主完全按照設計圖紙施工，后續使用過程中沒有增加圖紙以外的荷載。對于需要加固的屋頂根據荷載超限情況對現有屋面加固。常用的加固方案為簡支檁更改為連續檁，主鋼架采用增大截面設置拉索等方案提高承載力。

屋頂分布式項目小，工作繁瑣，結構前期對屋面承載的把控尤為重要，該工作不僅僅是純技術的復核還需要現場認真仔細的排查與業主方，原設計單位以及具有現場鑒定資質的公司高效的溝通。結構專業前期屋面承載復核通過后方可有后續的設計。為不影響項目進度結構專業加班加點，高效解決屋面荷載承載復核，將項目風險降至最低。

4小結

近年來，隨著科技的不斷進步，太陽能電池的相關技術的創新性得到了大幅提高，大規模的分布式光伏發電項目也越來越多，這些新技術的應用也給生活帶來了更大的便利。在對原有建筑上添加光伏發電組件的情況，應該根據實際情況對相關建筑的實際承載能力進行驗算，如果不能滿足相關的要求，就需要對其進行一定的加固處理，尤其是在輕鋼屋面上進行設置的光伏發電項目，為了能夠使得光伏發電達到其預期的相關，則需要對輕鋼屋面的加固進行更加深入發研究。本文主要對輕鋼屋面的相關設計原則和設計內容進行了闡述，并通過實例的應用，探討了輕鋼屋面加固的實際運用效果。

參考文獻：

[1]GB/T50344-2004建筑結構檢測技術標準[S].

[2]CECS77：96鋼結構加固技術規范[S].

[3]GB 50204-2002（2010版）混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].