大跨度建筑屋面结构的施工方法与流程

本发明涉及一种屋面结构，特别涉及大跨度建筑的屋面结构。

背景技术：

屋面结构采用大跨度时屋面梁受力会很大，有些工程采用预应力筋来提升力学性能，但仍可能达不到安全要求，另外当预应力筋过长时预应力张拉应力损失会比较大，可以在屋面梁下面设置混凝土柱来减少跨度，但是屋面梁下面的混凝土柱显然会影响使用功能。如何减少屋面梁的跨度，又能最大限度地发挥使用功能是工程人员面临的课题。可以在在屋面中央设置支撑柱减少屋面梁的跨度，但是支撑柱会承受很大的压力，支撑柱容易出现承压破坏。另外，如何设置预应力张拉机具也是该项技术措施遇到的难题。

技术实现要素：

本发明是提供一种大跨度建筑的屋面结构，解决支撑柱容易出现承压破坏和预应力张拉机具难以设置的问题。

本发明在屋面中央设置支撑柱，支撑柱可以使屋面梁跨度减少一半，并在支撑柱上部设置预制管，预制管作为张拉预应力筋的支座，预制管下面设置橡胶缓冲层，橡胶缓冲层使柱顶由刚接变为铰接，这个措施不仅可以缓解支撑柱的压力，同时提高了结构的抗震性能，由于该部位为独立柱，在地震发生时所受到地震水平力也会很大，本发明通过这个措施可以有效的改善结构的力学性能。

本发明在屋面中央设置支撑柱，支撑柱包括混凝土圆柱、混凝土圆台、橡胶缓冲层、复合混凝土柱，混凝土圆柱直径为1.5～2m，混凝土圆柱上面为上大下小的混凝土圆台，混凝土圆台高度为600～800mm，混凝土圆台顶面直径为1.8～2.3m，混凝土圆柱和混凝土圆台插入工字钢进行加强，混凝土圆台上面为橡胶缓冲层，橡胶缓冲层包括橡胶和钢圈，钢圈包裹在橡胶外围，钢圈厚度为8～12mm，橡胶缓冲层厚度为150～200mm，橡胶缓冲层顶面和底面均设置钢连接板，钢连接板厚度为6～8mm，橡胶缓冲层上面为复合混凝土柱，复合混凝土柱包括预制管和混凝土芯，预制管包裹在混凝土芯外面，预制管采用八边形，预制管的边形数量也可以根据与其联接的预应力斜梁数量来确定，预制管底部比预应力梁底部低150～200mm，预制管底面设置铁垫圈以便连接，混凝土芯混凝土强度为c35或者以上。预制管内侧面设置承压钢板，承压钢板目的是避免预制管在预应力张拉时受局部承压破坏，承压钢板外面设置预应力锚具。在支撑柱四周设置预应力梁和预应力斜梁，形成发射形结构，预应力梁和预应力斜梁的受拉主筋有预应力筋和非预应力筋，预应力筋设置在中间，非预应力筋设置在预应力筋的两侧，预应力梁和预应力斜梁之间设置斜向梁，斜向梁可以承受屋面板传递过来的应力，避免屋面板应力因跨度过大而开裂。屋面板厚度采用150～180mm。

施工步骤包括：

(1)混凝土圆柱和混凝土圆台采用整体浇筑，先支设混凝土圆柱和混凝土圆台的模板；模板采用方木作为次楞，钢管作为主楞，主楞间距为0.15～0.2m，双钢管作为主楞，间距为0.2～0.25m，方木通过对穿螺栓进行固定，对穿螺栓采用m14或者m16螺栓；双钢管通过扣件与脚手架连成整体，每个扣件的拧紧力矩应达到45n·m～60n·m；然后安装工字钢，将工字钢用钢筋支架焊接在支撑柱的主筋上，钢筋支架采用箍筋形式，钢筋支架设置间距为350～450mm，然后浇筑混凝土圆柱和混凝土圆台；

(2)待混凝土圆柱和混凝土圆台混凝土强度达到70％～80％后安装橡胶缓冲层，橡胶缓冲层底面的钢连接板与工字钢顶面焊接；

(3)安装预制管，将预制管底面的铁垫圈与橡胶缓冲层顶面的钢连接板焊接；

(4)安装预应力梁、预应力斜梁、斜向梁的模板及钢筋；

预应力梁和预应力斜梁起拱高度应为跨度的1/1000～3/1000；

预应力梁和预应力斜梁脚手架立杆纵横间距为0.7m，梁下设立支撑立杆，立杆步距为1.2m；斜向梁脚手架立杆纵横间距为0.8m，梁下设立支撑立杆，立杆步距为1.5m；脚手架底部距地不大于200mm设置纵横扫地杆；立杆应垂直，接头位置错开布置，上层和下层立杆位置相对应，立杆应对接连接。横杆宜采用对接连接，对接接头应相互错开，接头不得设在同步及同跨内，相邻接头水平距离不小于500mm。脚手架立杆底部应设置垫木；在架体四周设置由下至上的竖向连续式剪刀撑，在中间纵横向每不超过10m加设一道剪刀撑，竖向剪刀撑斜杆与地面的倾斜角为45°～60°，水平剪刀撑与支架纵或横向夹角应为45°～60°；

(5)浇筑预应力梁、预应力斜梁；

(6)对预应力梁、预应力斜梁进行预应力张拉，混凝土强度达到设计强度100％后方能张拉预应力筋，张拉控制应力取为0.7～0.75预应力钢筋抗拉强度标准值，预应力张拉完毕后用预应力锚具固定在承压钢板；

(7)浇筑混凝土芯；

(8)浇筑斜向梁及屋面板。

本发明与传统屋面结构相比，内部空间很大，使用性能好。本发明通过支撑柱的设置可以有效地减少梁的跨度，具有较好的经济效益。另外本发明结构合理、受力明确、力学性能好。

附图说明

图1为屋面结构平面示意图，图2为支撑柱立面示意图。

各附图中：1、预应力梁，2、预应力斜梁，3、斜向梁，4、预应力筋，5、非预应力筋，6、屋面板，7、混凝土圆柱，8、复合混凝土柱，9、承压钢板，10、预应力锚具，11、混凝土圆台，12、工字钢，13、橡胶缓冲层。

具体实施方式

图1为屋面结构平面示意图，图2为支撑柱立面示意图。

实施例中在屋面中央设置支撑柱，支撑柱包括混凝土圆柱7、混凝土圆台11、橡胶缓冲层13、复合混凝土柱8，混凝土圆柱7直径为1.8m，混凝土圆柱7上面为上大下小的混凝土圆台11，混凝土圆台11高度为700mm，混凝土圆台11顶面直径为2m，混凝土圆柱7和混凝土圆台11插入工字钢12进行加强，混凝土圆台11上面为橡胶缓冲层13，橡胶缓冲层13包括橡胶和钢圈，钢圈包裹在橡胶外围，钢圈厚度为10mm，橡胶缓冲层13厚度为180mm，橡胶缓冲层13顶面和底面均设置钢连接板，钢连接板厚度为7mm，橡胶缓冲层13上面为复合混凝土柱8，复合混凝土柱8包括预制管和混凝土芯，预制管包裹在混凝土芯外面，预制管采用八边形，预制管底部比预应力梁1底部低180mm，预制管底面设置铁垫圈以便连接，混凝土芯混凝土强度为c35。预制管内侧面设置承压钢板9，承压钢板9外面设置预应力锚具10。在支撑柱四周设置预应力梁1和预应力斜梁2，形成发射形结构，预应力梁1和预应力斜梁2的受拉主筋有预应力筋4和非预应力筋5，预应力筋4设置在中间，非预应力筋5设置在预应力筋4的两侧，预应力梁1和预应力斜梁2之间设置斜向梁3。屋面板6厚度采用160mm。

施工步骤包括：

(1)混凝土圆柱7和混凝土圆台11采用整体浇筑，先支设混凝土圆柱7和混凝土圆台11的模板；模板采用方木作为次楞，钢管作为主楞，主楞间距为0.18m，双钢管作为主楞，间距为0.22m，方木通过对穿螺栓进行固定，对穿螺栓采用m14螺栓；双钢管通过扣件与脚手架连成整体，每个扣件的拧紧力矩应达到50n·m；然后安装工字钢12，将工字钢12用钢筋支架焊接在支撑柱的主筋上，钢筋支架采用箍筋形式，钢筋支架设置间距为400mm，然后浇筑混凝土圆柱7和混凝土圆台11；

(2)待混凝土圆柱7和混凝土圆台11混凝土强度达到75％后安装橡胶缓冲层13，橡胶缓冲层13底面的钢连接板与工字钢12顶面焊接；

(3)安装预制管，将预制管底面的铁垫圈与橡胶缓冲层13顶面的钢连接板焊接；

(4)安装预应力梁1、预应力斜梁2、斜向梁3的模板及钢筋；

预应力梁1和预应力斜梁2起拱高度为跨度的1/1000；

预应力梁1和预应力斜梁2脚手架立杆纵横间距为0.7m，梁下设立支撑立杆，立杆步距为1.2m；斜向梁3脚手架立杆纵横间距为0.8m，梁下设立支撑立杆，立杆步距为1.5m；脚手架底部距地不大于200mm设置纵横扫地杆；立杆应垂直，接头位置错开布置，上层和下层立杆位置相对应，立杆应对接连接。横杆宜采用对接连接，对接接头应相互错开，接头不得设在同步及同跨内，相邻接头水平距离不小于500mm。脚手架立杆底部应设置垫木；在架体四周设置由下至上的竖向连续式剪刀撑，在中间纵横向每不超过10m加设一道剪刀撑，竖向剪刀撑斜杆与地面的倾斜角为45°～60°，水平剪刀撑与支架纵或横向夹角应为45°～60°；

(5)浇筑预应力梁1、预应力斜梁2；

(6)对预应力梁1、预应力斜梁2进行预应力张拉，混凝土强度达到设计强度100％后方能张拉预应力筋4，张拉控制应力取为0.7预应力钢筋抗拉强度标准值，预应力张拉完毕后用预应力锚具10固定在承压钢板9；

(7)浇筑混凝土芯；

(8)浇筑斜向梁及屋面板6。