試述優(yōu)化建筑平改坡的措施

蘇紅江

摘 要：東營(yíng)勝利油田大量住宅建筑及公共建筑大多建成于上世紀(jì)八九十年代，使用至今已20余年。部分生產(chǎn)性建筑還存在較大安全隱患。經(jīng)過(guò)多方的討論和研究產(chǎn)生了屋面平改坡，這是一種對(duì)舊有建筑物屋面改造的方式，在現(xiàn)有房屋的平屋面上增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)坡屋面，達(dá)到改善建筑物使用功能、美化建筑外觀造型的一項(xiàng)改造工程。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 既有建筑平改坡優(yōu)化設(shè)計(jì)意義

1.1 符合可持續(xù)發(fā)展觀

針對(duì)老建筑屋面漏水及保溫問(wèn)題，以往采取的措施是進(jìn)行屋面防水層的修補(bǔ)工作，但效果不太理想，因?yàn)榉浪匣F(xiàn)象嚴(yán)重，出現(xiàn)了“年年修，年年漏”的現(xiàn)象，耗費(fèi)了大量資金和人力，卻沒(méi)有取得良好的效果。經(jīng)過(guò)多方的討論和研究產(chǎn)生了屋面平改坡。屋面平改坡是一種對(duì)舊有建筑物屋面改造的方式，在現(xiàn)有房屋的平屋面上增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)坡屋面，達(dá)到改善建筑物使用功能、美化建筑外觀造型的一項(xiàng)改造工程。建筑平改坡優(yōu)化設(shè)計(jì)符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

1.2 符合行業(yè)發(fā)展的要求

隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用的建筑行業(yè)中，所以對(duì)原有的設(shè)計(jì)形式也要求越來(lái)越高。屋面平改坡是鋼結(jié)構(gòu)，現(xiàn)如今對(duì)于框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)等不同種建筑結(jié)構(gòu)形式對(duì)造價(jià)及安全方面都要求更加嚴(yán)格。

2 建筑平改坡設(shè)計(jì)優(yōu)化的措施

2.1 坡屋面屋頂形式方案優(yōu)化

屋面平改坡的形式常采用雙坡、四坡和拱形屋面，根據(jù)建筑物實(shí)際情況的不同靈活選用。屋面材料可采用壓型鋼板或合成樹脂瓦，顏色可根據(jù)小區(qū)規(guī)劃及建筑物立面效果，常選用灰色、紅色或藍(lán)色。屋面平改坡工程需重新組織坡屋面排水，可將原有平屋面有組織排水改為自由排水、內(nèi)天溝排水或外天溝排水，通過(guò)斜屋面將雨水直接排至建筑物范圍以外或利用原有的雨水管將雨水排至地面。

優(yōu)秀的屋面平改坡建筑設(shè)計(jì)要解決屋面滲漏問(wèn)題、頂層保溫隔熱及小區(qū)環(huán)境美化問(wèn)題，同時(shí)應(yīng)方便施工，最大限度的降低造價(jià)，節(jié)約投資。經(jīng)過(guò)小組成員的共同努力，對(duì)屋面平改坡建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化如下。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，因原有建筑屋頂平面形狀復(fù)雜，坡屋面出現(xiàn)了大量屋脊線，特別是存在多條陰脊線，而陰脊正是平改坡屋面自身漏雨的薄弱環(huán)節(jié)。大量脊線的存在導(dǎo)致屋面板施工帶料嚴(yán)重，同時(shí)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)鋼架的增多（每條脊線處均應(yīng)設(shè)鋼架），不僅增加投資，而且施工麻煩。經(jīng)過(guò)優(yōu)化，采用變坡等方法，有效地簡(jiǎn)化了坡屋面的屋面形式，使得坡屋面只剩陽(yáng)脊，大大減少了改坡屋面自身漏雨的薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)減低了造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

2.2 坡屋面天溝設(shè)計(jì)優(yōu)化

天溝是平改坡設(shè)計(jì)的核心設(shè)計(jì)內(nèi)容之一，天溝所處環(huán)境條件惡劣，施工難度大，導(dǎo)致天溝易滲漏、易腐蝕，甚至存在安全隱患，為此小組成員專門對(duì)天溝進(jìn)行了一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化過(guò)程如下。

內(nèi)天溝、外天溝的方案確定。因內(nèi)天溝防水一旦失效，雨雪天氣，水將直接滲漏至住戶室內(nèi)，損壞用戶裝修，導(dǎo)致電路短路，甚至引發(fā)火災(zāi)，影響惡劣，后果嚴(yán)重，為盡可能的減少漏水隱患，設(shè)計(jì)方案優(yōu)先采用外天溝，通過(guò)斜屋面將雨水直接排至建筑物范圍以外，利用原有的雨水管將雨水排至地面。

混凝土天溝和鋼板天溝的方案確定。屋面平改坡天溝可采用混凝土天溝，也可采用鋼板天溝，二者各有利弊。混凝土天溝的優(yōu)點(diǎn)是耐久性好，不足之處是造價(jià)高，施工復(fù)雜；鋼板天溝的優(yōu)點(diǎn)是施工方便、造價(jià)低，缺點(diǎn)是天溝環(huán)境條件差，特別是東營(yíng)地區(qū)雨水存在腐蝕性，鋼板天溝銹蝕嚴(yán)重，天溝使用壽命短。經(jīng)與勝利油田建設(shè)單位協(xié)商溝通，建設(shè)單位要求采用造價(jià)低、施工快的鋼板天溝，并要求盡量采取措施延長(zhǎng)鋼板天溝的使用壽命，于是最終確定采用鋼板天溝。鋼板天溝固定方式設(shè)計(jì)優(yōu)化。平改坡傳統(tǒng)鋼板天溝做法為用20*5扁鋼環(huán)繞鋼板天溝后用一排自攻螺栓拉結(jié)于坡屋面最下部一根檁條上，此種天溝做法在存在腐蝕環(huán)境的東營(yíng)存在缺陷：鋼板天溝與最下部檁條拉結(jié)的自攻螺栓一旦腐蝕，天溝便存在墜落傷人、砸車等嚴(yán)重安全隱患。經(jīng)過(guò)優(yōu)化，鋼板的天溝可以參照如下方法固定：設(shè)置內(nèi)置角鋼天溝支架，并用3個(gè)M8螺栓固定于女兒墻側(cè)面，加強(qiáng)天溝固定；同時(shí)天溝支架改在天溝內(nèi)側(cè)，改善了立面外觀效果；優(yōu)化后的天溝做法，可優(yōu)先施工天溝，將鋼板天溝固定于內(nèi)置角鋼支架直接掛于原有女兒墻頂，施工方便。天溝內(nèi)支架下部水平角鋼高于天溝底面50mm，以滿足了天溝內(nèi)排水的要求，同時(shí)避免了該角鋼長(zhǎng)期浸泡在雨水中而產(chǎn)生的銹蝕問(wèn)題

2.3 坡屋面自由排水挑檐節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

當(dāng)房屋高度不超過(guò)10米時(shí)，坡屋面也可采用自由排水方式。坡屋面自由排水，屋面水流按拋物線方式自由下落，沖入房屋周邊道路范圍，影響建筑物四周的交通，使用不便，也存在一定的安全隱患。為防止該問(wèn)題的出現(xiàn)，對(duì)自由排水挑檐進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，在挑檐最外端設(shè)置彩板封檐，將雨水留動(dòng)方向?qū)蛳路?，使得雨水的拋物線方向變?yōu)榇怪毕蛳铝鲃?dòng)，避免水流外沖造成的使用不便問(wèn)題。

2.4 坡屋面雨水管設(shè)計(jì)優(yōu)化

屋面平改坡利用原有的雨水管將雨水排至地面，同時(shí)須保留原有平屋面雨水口，當(dāng)坡屋頂發(fā)生滲漏時(shí)，它可以排出坡頂漏水，施工過(guò)程中應(yīng)采取切實(shí)有效的措施保護(hù)好原有屋面防水層，如有損壞應(yīng)采用相應(yīng)的防水材料進(jìn)行修補(bǔ)恢復(fù)。傳統(tǒng)鋼板天溝新增雨水管直接插入原雨水斗，小雨時(shí)該做法沒(méi)有問(wèn)題，當(dāng)遇大雨、暴雨時(shí)，雨水管內(nèi)水流量很大，導(dǎo)致雨水斗處嗆水，水流從雨水斗側(cè)面噴出，沖刷墻體，長(zhǎng)期作用將導(dǎo)致外墻抹灰開裂、脫落，形成安全隱患，同時(shí)雨水斗側(cè)面無(wú)序噴水經(jīng)常影響一樓帶院住戶的正常生活，居民意見很大。針對(duì)雨水管這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)設(shè)置三通，將鋼板天溝新加雨水管直接接入原有雨水管，使用效果較好。

2.5 平改坡屋面檁條設(shè)計(jì)優(yōu)化

傳統(tǒng)平改坡屋面檁條采用角鋼加木方的做法。優(yōu)化設(shè)計(jì)，將角鋼檁條旋轉(zhuǎn)180度，取消了木方。經(jīng)過(guò)優(yōu)化，減小了木材的使用，保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了造價(jià)，降低了成本，

2.6 鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)優(yōu)化

雖然鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、塑性韌性好、自重輕，制作簡(jiǎn)便、施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，但是鋼材耐腐蝕性和耐銹蝕性差是限制其發(fā)展的主要因素。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的4%左右。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也給結(jié)構(gòu)的安全帶來(lái)隱患，由于鋼材銹蝕而導(dǎo)致的工程事故也屢見不鮮。因此鋼結(jié)構(gòu)（特別是薄壁鋼構(gòu)件）的防腐處理具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

屋面平改坡工程中用到的所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須進(jìn)行徹底除銹，除銹等級(jí)達(dá)到St2、Sa2級(jí)，采用手工及動(dòng)力工具除銹時(shí)，可采用兩道底漆、兩道面漆的做法；當(dāng)采用噴射除銹時(shí)，宜采用2遍底漆，1～2遍中間漆及2遍面漆的做法。涂層干漆膜總厚度不宜小于120μm（弱侵蝕）及150μm（中等侵蝕）、200μm（較強(qiáng)侵蝕的重要構(gòu)件）。需加重防腐的部位，可適當(dāng)增加涂層厚度20～60μm。厚度要均勻、連續(xù)完整、無(wú)針孔，方可取得良好的防腐效果。構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)焊縫處須重新進(jìn)行防腐處理。壓型鋼板屋面板吊裝時(shí)應(yīng)仔細(xì)小心，不得破壞板面漆膜，所有安裝鉆尾絲必須設(shè)置防水墊，防止銹蝕隱患。

3 結(jié)語(yǔ)

我們?nèi)詫⒉粩嗌钊雽W(xué)習(xí)，全面考慮施工條件、周圍環(huán)境、設(shè)計(jì)可行性和施工成本等多方面的因素，做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)優(yōu)化方案滿足建設(shè)施工標(biāo)準(zhǔn)與要求，保證房屋建筑的施工質(zhì)量與施工效率，為人們創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境。

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