關于高寒地區(qū)小坡木屋架的設計和施工

關于高寒地區(qū)小坡木屋架的設計和施工【摘要】在呼倫貝爾地區(qū)，從改革開放以來，建筑業(yè)飛速發(fā)展，建造了許多高樓大廈，建筑材料和產品不斷地更新?lián)Q代，但就屋面防水材料來說，目前還沒有令人比較滿意的產品和做法，雖然有幾項產品和做法正在探討和推廣，但目前樓房中采用最廣的還是鍍鋅鐵皮或彩鋼板防水屋面，下設小坡構造木屋架，這是一種地區(qū)的產物，從設計和施工規(guī)范中無從查找，為了使小坡屋架的設計和施工更加趨于合理，降低工程造價，減少浪費，本文下面就我個人的理解談一下關于小坡構造木屋的設計和施工。

【關鍵詞】施工設計；高寒地區(qū)；木屋架；支撐

目前，在寒冷地區(qū)，應有很大一部分樓房的屋面采用鍍鋅鐵皮或彩鋼板防水，屋面板上設置小坡構造木屋架。具體做法是：1、屋面板上設小坡木屋架。2、屋架上設置檁條（50x60@500）。3、滿鋪18厚木望板。4、鍍鋅鐵皮或彩鋼板防水。這種方法防水效果好，使用年限長，維修量小，安全可靠，讓用戶放心，在近幾年的設計中，我留心于小坡木屋架的設計和施工，了解了部分工程項目的做法，感覺有些工程小坡木屋架的設計不夠合理，有待于改進和提高。

1小坡木屋架的形勢和支座的設置

根據(jù)屋面排水的要求，小坡屋架有雙坡式、單坡式和歇山式等形式，最常采用的是前面說到的三種，考慮建筑專業(yè)的要求，一般小坡屋架的脊間高度很小，坡度也比防水材料正常要求的小得多，因此它是小坡的構造木屋架，它的剛度和受力是有自身特點的，而在有些工程中所采用的小坡屋架直接套用了木屋架標準圖集，只是將屋架的幾何尺寸和脊高做了改變，這種做法是不可取的。圖集上的屋架是由兩端做為支座，屋架承受其作用在它上面的荷載和自重，通過引起的內力來計算其各部件的載面的，它是比小坡屋架造價高的多，對于小坡屋架可在它的跨度內增設多個支架點。將屋架化為幾個不變體系所組成的一體構件，增加的支座點最好設在內縱墻和屋架豎向腹桿處，也可直接設在屋面板上，每個豎向腹桿處可采用240×240毫米磚垛，高度同兩端支座相平，用m2.5混合砂漿砌筑即可。屋架和磚垛接觸處須做防腐處理，屋架間距一般不大于2.5米。

2小坡木屋架各桿件截面的確定

按要求屋架各個桿件都要由計算來選取它的截面尺寸，主要由強度和剛度兩個方面來控制，但小坡屋架又不同于其它屋架，它在跨中增設了支點后，改變了屋架的受力特點，大大減少了各桿件的內力，同時，小坡屋架的受力特點，大大減少了各桿件的內力，同時，小坡屋架承受的荷載也很小，只有防水材料（一般都采用鍍鋅鐵皮或彩鋼板）、木望板及屋面活荷載，而屋面保溫材料的荷載直接有屋面板承擔，所以說小坡屋架各個桿件主要是由它的變形強度來控制，只是滿足了這個變形條件，還應該進行強度驗算。

3支撐的設計

為防止屋架側傾，保證受壓弦桿的側向穩(wěn)定，承擔和傳遞縱向水平力，而設置支撐以保證屋架在施工和使用過程中的空間穩(wěn)定。一般選用上弦橫向水平支撐和垂直支撐。垂直支撐是指在兩榀屋架上、下弦間設置交叉腹桿或人字腹桿，并在下弦平面設置縱向水平系桿，用螺栓連接，與上部錨固的檁條構成一個不變的豎向桁架體系。對于直接承受荷載的屋架來說，垂直支撐的設置是至關重要的，忽略了它的作用，就會導致不良的后果，而小坡屋架因脊間高度低，承受荷載小，空間穩(wěn)定性好，適當?shù)脑O置垂直支撐的做法，有的是隔跨設置，或是隔兩跨設置，這樣做只能是一種浪費。對于單坡式小屋架，一般是正立面建筑設計為女兒墻，背立面為排水方向，有的設計將垂直撐桿習慣做法設計在屋架的中部，這樣設計效果不好，單坡小屋架，應將垂直支撐設置在屋架坡頂豎桿位置處，而適當在跨中或稍偏坡頂方向在豎向腹桿處設置。

4屋架的錨固

一般屋架與屋面的連接是采用面固螺栓的方法，其螺栓直徑φ18—φ22之間，在一些設計中經?？吹綄⑦@種錨固方法直接引用到小坡屋架中，這樣做對小坡屋架端節(jié)點下弦截面消弱太多，因為小坡屋架下弦截面尺寸較小，同時也并不需要大直徑螺栓來固，可用φ6鋼筋折成兩股，將鋼筋連接的一端埋入屋面挑檐第梁中，待屋架安裝就位后，將屋架端節(jié)點下弦綁牢，這樣既節(jié)省了鋼材，又不過多地消弱下弦，同時達到了屋架的錨固作用，對單坡式小屋坡頂處的下弦，設計時應從端部豎向桿件外皮向外伸出150毫米，并作防腐處理，待屋架安裝時，將此處深入女兒墻中，這樣處理代替了設置固的方法，即方便又省力。

5端節(jié)點的連接

端節(jié)點連接一般木屋架按槽齒數(shù)多少分為單齒連接和雙齒連接。本地實際工程中單齒連接較為多見。端節(jié)點的單齒連接有三樣附件：1、保險螺栓—預防齒受剪切破壞時上弦往外推而突然倒塌。2、附木—防止因安放保險螺栓、墊板和螺帽而將下弦削弱。3、支座墊木—將屋架反力均勻分布給承重墻或柱。而小坡屋架上下弦截面尺寸較小，它的內力也很小，端節(jié)點的制作不需要按承重屋架來處理，可不設保險螺栓，用扒釘和大直徑鐵釘連接就可以。另小坡屋架每個垂直腹桿下都設磚垛，所以一般支座墊木也可省略。

6其他方面

小坡木屋架上采用鍍鋅鐵皮或彩鋼板防水，最好是采用平鐵咬口方式，采用瓦壟鐵防水，一是我地區(qū)春天的風比較大，一般都是在瓦壟鐵上釘鐵釘，經過風吹，鐵釘逐漸拔起，引起瓦壟鐵張口，會將鐵皮揭起吹落，二是采用瓦壟鐵，因為是小坡屋面，遇到雨天時，不能瞬間排除，會順著搭接處縫隙倒返水，而使保溫材料受潮。

另外近些年，有的建筑把屋脊做的很高，有時達到3米或3米以上，這時小坡屋架的中間豎向腹桿及左右相鄰兩根腹桿就得計算加強，因為常見小坡屋架中間豎向腹桿多采用80x100木方，如果做大屋脊就很難滿足強度要求，必須加強截面尺寸或采用上下兩層屋架得方法。

以上是個人在實際工作中一些不成熟的想法，請各位專家和同行們給予批評指教。

參考文獻：

[1]李云峰；木屋架設計與施工中的若干問題；《安徽建筑》；1998年02期

[2]萬華；新型木結構在“平改坡”中的應用研究[d]；南