国家会议中心二期金属屋面抗风揭试验技术分析（1）

1?工程概况

国家会议中心二期位于北京市朝阳区奥林匹克中心区，国家会议中心一期北侧，用地范围南起大屯路、北至科荟南路，东起天辰东路，西至天辰西路。建筑高度51.8?m（拱屋面），檐口高度44.85?m（平屋面），建筑长度458?m，建筑宽度148?m，总建筑面积约40万m ² ，幕墙面积约17.5万m ² 。

整个屋面分为平屋面和拱形屋面两大区域，拱屋面包含金属拱屋面（宴会厅及峰会厅）和玻璃采光顶拱屋面（合影区及午宴区）两部分，其中金属屋面约占5万m ² ，玻璃采光顶约2万m ² ，总面积约7万 多m ² 。平屋面从下到上划分为轻型屋面系统和上部三角形蜂窝铝板装饰面板系统两部分。这两部分的预留构造总厚度仅为1?070?mm，采用传统的屋面作法难以实现，因此最终决定采用轻型屋面系统。轻型屋面系统的设计中应充分考虑上层装饰面层支撑结构与屋面的连接处理，并为其预留充足的构造高度空间。

2?技术解析

2.1?金属屋面系统确定

金属屋面的作法较多，主要有不锈钢焊接屋面、铝镁锰直立锁边屋面、金属夹芯板屋面、镀铝锌钢板直立锁边屋面、泡沫玻璃紧密型屋面等。根据本工程特点，经多方评定和论证，该项目最终采用了泡沫玻璃紧密型屋面系统。为了验证该系统的可靠性，除了理论数据支撑外，还需要进行实验室的性能测试验证。

2.2?屋面荷载分析

本项目根据风洞试验提供的实验结果对屋面分区进行抗风揭计算和针对性的设计。其中，最大负压为310?kg/m ² ，最小负压为50?kg/m ² ，中间区最大负压为140?kg/m ² 。根据屋面荷载分布情况，将金属板平屋面分为穿透和钉盘两种作法。由于穿透方案比较可靠，本次测试只对钉盘作法进行检验。钉盘区域最大荷载为–1.7?kPa。

2.3?试验内容

（1）平屋面荷载–1.7?kPa区域，测试钉盘式作法的相关性能，每个三角形采用9个钉盘。钉盘布置如图1所示。

   

图1?钉盘布置三维示意

（2）主要构造设计体系如图2所示。

   

图2?主要构造体系示意

（3）钉盘选用加强型金属盘。

（4）动态抗风揭测试模型如图3~图5所示。

   

图3?试验模型平面示意

   

图4?试验模型示意1

   

图5?试验模型示意2

（5）检测程序如下。

1）气密性/水密性+动态抗风压测试（大于10?000次循环荷载）+水密性/气密性重复测试+极限承载力抗风揭破坏测试。针对安装完成的SBS（聚脲防水层）柔性卷材屋面系统及装饰面板支撑龙骨，进行气密性能及水密性能测试，检查试件无渗漏，记 录检测结果。若试件无渗漏，则进行下一阶段测试。

2）拆除泡沫玻璃柔性卷材四周，留有适当空隙，以便压力传递到面板上。在SBS（聚脲防水层）柔性卷材屋面系统上继续完成外部蜂窝铝板装饰层，并对铝板开缝部分采取适当的密封措施。为了使测试数据更加准确，中间300?mm缝隙采用4?mm铝塑板（独立穿透钢管连接支撑）+2?mm硅橡胶与蜂窝铝板柔性密封。四周采用4?mm铝塑板（独立穿透钢管连接支撑）+2?mm硅橡胶与蜂窝铝板柔性密封，与周围箱体打胶密封。三角形蜂窝铝板支撑龙骨与封修铝塑板支撑龙骨必须独立分开，不得相连。

3）拆除蜂窝铝板装饰层，封闭泡沫玻璃柔性卷材屋面四周，对SBS（聚脲防水层）柔性卷材屋面系统进行重复的水密性/气密性能试验，并记录测试结果，若试件无渗漏，则进行下一阶段测试。

4）拆除泡沫玻璃柔性卷材四周，留有适当空隙，以便压力传递到面板上。再次安装上面装饰面板封闭，进行系统静态破坏测试，并记录测试结果，试验 终止。

5）动态后气密性、水密性测试和极限静态破坏测试。

（6）连接件的力学性能试验。针对泡沫玻璃复合保温层专用钢钉盘及上部支撑体系的极限抗拉、抗压、抗剪及抗弯性能所进行的承载力试验。测试试件应采用全系统构造，应包含檩条、结构钢底板、专用粘胶层、泡沫玻璃复合保温层、专用钉盘、SBS（聚脲防水层）柔性卷材、支撑立柱。每组测试的试件数量不少于3件，取3个试样测试最小值为该组测试样品的性能测试值。