盧偉斌

身份證號碼：420123197207027615

摘要：本文以某工程為實例，針對鋼筋混凝土坡屋面施工的復(fù)雜性，從結(jié)構(gòu)建模分析、結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計以及坡屋面混凝土施工等幾方面分別詳細(xì)闡述了復(fù)雜坡屋面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，以期指導(dǎo)實踐，保證復(fù)雜鋼筋混凝土坡屋面施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土坡屋面；結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，生活水平的提高，使人民對居住環(huán)境的要求也越來越高，因此造型優(yōu)美的別墅建筑也如春筍般地出現(xiàn)了，甚至普通住宅樓也由方盒子變成了斜坡屋面。鋼筋混凝土坡屋頂工藝在當(dāng)今社會多層住宅建筑中得到廣泛運用，由于其構(gòu)造的特殊性，其工期、質(zhì)量、成本都要高于整樓結(jié)構(gòu)工程中其他結(jié)構(gòu)層，在具體的施工中主要表現(xiàn)在施工工藝上的規(guī)范操作和控制。但是由于坡面屋不如平屋頂施工方便簡單，其質(zhì)量效果也常不盡人意，質(zhì)量問題時有發(fā)生。

1 結(jié)構(gòu)建模分析

1.1 坡屋面結(jié)構(gòu)概況

本工程為兩層局部帶悶頂層混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面為多個造型坡屋面拼接而成。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，建模分析采用PKPM軟件PMCAD及STAWE模塊。

1.2 結(jié)構(gòu)建模方式比較

目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計中利用STAWE模塊對有平屋面的坡屋面的建模主要有三種方式：

（1）按一個標(biāo)準(zhǔn)層建模，整個標(biāo)準(zhǔn)層層高按坡屋面層高取，從坡屋面最高點開始往下建模，采用的是簡化荷載的方法，把上層斜屋面進(jìn)行簡化，僅作為荷載作用在平屋面層，整個屋面簡化為一個標(biāo)準(zhǔn)層。

（2）將平屋面與坡屋面作為兩個獨立層，把上層斜屋面取為層高的2/3簡化為平屋面進(jìn)行建模，把屋面梁作為樓層水平梁輸入，分別把平屋面和上層斜屋面建為兩個水平樓層。

（3）仍將平屋面與坡屋面作為兩個獨立層，其中通過設(shè)置“梁兩端標(biāo)高”及"改上節(jié)點高”來布置斜梁，以便更為真實的模擬上層斜屋面的實際受力。PKPM軟件2010新規(guī)范版本已經(jīng)可以在結(jié)構(gòu)分析時考慮屋面斜板對結(jié)構(gòu)整體剛度的貢獻(xiàn)，并自動將坡屋面的斜板定義為彈性膜進(jìn)行分析。

1.3 坡屋面模型輸入

本工程在PMCAD模塊中里輸入斜梁的方式基本采用上節(jié)點高這個命令來實現(xiàn)，平面上的一個節(jié)點可以分為上節(jié)點和下節(jié)點，分別為相對于本層標(biāo)高的上面和下面的高度，兩者的高差就是層高，一般把屋脊處最高點設(shè)置為本層層高。坡屋面下的其他節(jié)點的上節(jié)點高一般都為負(fù)值。設(shè)置上節(jié)點高好處在于如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件兩點都被調(diào)整，這樣可以使與此結(jié)構(gòu)構(gòu)件上相連接的其他構(gòu)件。

1.4 結(jié)構(gòu)計算分析

本工程坡屋面較為復(fù)雜，存在多個不同標(biāo)高的坡屋面層，且STAWE模塊對坡屋面層的計算分析仍存在一定的局限性，因此在實際工程設(shè)計建模中，按實際標(biāo)高組裝多個標(biāo)準(zhǔn)層分析計算后，坡屋面層的層指標(biāo)出現(xiàn)失真，多個樓層最大層間位移與平均層間位移及樓層最大水平位移與平均水平位移比值大于1.5，此外，由于局部平屋面層與坡屋面頂點之間高度較小，按兩標(biāo)準(zhǔn)層建模時，會造成該層由于層高過矮而剛度過大。經(jīng)多位結(jié)構(gòu)工程師分析討論后，采取歸并相近標(biāo)高坡屋面層，對局部小坡屋面簡化建模的措施。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，用這種局部簡化法建模查看坡屋面層的層指標(biāo)，用實際模型計算輸出結(jié)構(gòu)各層配筋結(jié)果。

2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計

2.1 坡屋面板構(gòu)造

設(shè)計處理坡屋面的受力與平屋面有著本質(zhì)區(qū)別，設(shè)計時不能僅僅依靠軟件分析進(jìn)行配筋設(shè)計，而應(yīng)在受力分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行人工調(diào)整配筋。在坡屋面的配筋設(shè)計中，由于坡屋面板的空間作用和平面內(nèi)外的綜合受力，坡屋面板配置鋼筋不僅僅要考慮板平面的抗彎，而且要考慮其軸向受力。因此，坡屋面板應(yīng)雙層雙向通長配筋，并適當(dāng)加密鋼筋間距。

2.2 坡屋面脊梁構(gòu)造分析

屋脊梁是坡屋面板的支承點。由于縱向梁兩側(cè)的屋面板與縱向梁都呈一定夾角。因此，縱向梁的計算不應(yīng)考慮兩側(cè)屋面板對其抗彎貢獻(xiàn)。并且，由于屋面板起著事實上軸向傳荷的作用，應(yīng)按抗拉要求將屋面板鋼筋錨固在屋脊縱向梁內(nèi)。在配筋設(shè)計上，屋脊梁除受彎矩外還受軸向壓力，但軟件計算配筋時沒有考慮軸向壓力，計算偏于不安全，同時屋脊梁的樓板翼緣作用有限，不應(yīng)按T形梁計算配筋，而應(yīng)按矩形梁考慮，因此，此類梁應(yīng)重新進(jìn)行手算校核。

2.3 坡屋面懸挑端優(yōu)化

坡屋面設(shè)計應(yīng)在滿足建筑功能和造型設(shè)計的同時，應(yīng)根據(jù)建筑條件和要求選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，如本工程坡屋面平層懸挑長度較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計時，在充分考慮建筑造型的基礎(chǔ)上，改原方案中挑板受力為挑梁受力，在平層框架梁處加設(shè)垂挑暗梁及封口暗梁，原方案中200厚挑板設(shè)計為100厚普通樓板，在提高結(jié)構(gòu)整體受力性能的同時又盡可能減少了造價。

2.4 從方便施工角度深化結(jié)構(gòu)制圖

由于本工程屋面為多個坡屋面不同角度相拼，平坡相接，各區(qū)域標(biāo)高各不相同，變化較多，異形梁也多，部分梁板截面尺寸及鋼筋下料尺寸僅根據(jù)平面圖紙很難保證其精確定位。故在結(jié)構(gòu)制圖時，從方便施工角度出發(fā)，繪制多角度不同區(qū)域詳細(xì)的剖面定位圖，以（圖1）為例，圖中詳細(xì)標(biāo)注了梁標(biāo)高，坡角，與柱位置關(guān)系，配筋與細(xì)部索引等。在本工程結(jié)構(gòu)施工中，類似的剖面定位圖及大樣詳圖多達(dá)二十余張，極大方便了施工班組的放樣定位及鋼筋下料，受到建設(shè)監(jiān)理等各方好評。

圖1 局部坡屋面梁定圖

3 坡屋面混凝土施工質(zhì)量控制

3.1 模板安裝的控制

模板工程的質(zhì)量直接影響混凝土的質(zhì)量，從而影響屋面防水的效果，施工中必須保證模板位置準(zhǔn)確、支撐牢固、接縫嚴(yán)密、沒有變形。因坡屋面設(shè)計坡度小于30°，按有梁板的施工方法安裝單層底面模板后進(jìn)行澆搗，支撐體系選用搭拆靈活、通用性強的Φ48×3.6扣件式鋼管滿堂支撐架，梁板模板采用18MM厚木膠合板，對模板支撐體系采用不小于80mm×80mm方木和U型頂托向鋼管支撐有效傳遞豎向施工荷載。

屋面模板施工前通過Aut0CAD軟件自身的測量尺寸的功能，精確的測量出施工中所需的各種細(xì)部尺寸，再根據(jù)設(shè)計圖紙確定的尺寸進(jìn)行現(xiàn)場放樣。放樣時應(yīng)將圖紙上混凝土的成型標(biāo)高換算成各分段模板的標(biāo)高，換算時應(yīng)注意各分段混凝土的厚度、坡度及該段模板的擱置順序，對于特殊部位應(yīng)放大樣。在施工中先定出屋脊線上梁兩端標(biāo)高，鋪設(shè)梁底模，由梁高定出梁兩側(cè)側(cè)模板標(biāo)高，并以此為控制線結(jié)合軟件測量結(jié)果定出各坡屋面板的實際走向及坡度。

在模板支撐系統(tǒng)搭設(shè)時，由于支撐系統(tǒng)要承受斜屋面?zhèn)鱽淼臋M向推力，因此參照省廳模板圖集增加斜撐和水平橫桿，與承重架體連成整體，以防止坡屋面混凝土澆筑時產(chǎn)生的水平作用力將支撐系統(tǒng)破壞而導(dǎo)致混凝土屋面板變形。在搭設(shè)中，立桿對接連接，立桿步距按不超過1.5m控制，架體沿縱、橫向全高全長從兩端開始每隔四排立桿應(yīng)設(shè)置一道剪刀撐。每道剪刀撐寬度不應(yīng)小于4跨，且不應(yīng)小于6m，斜桿與地面傾角應(yīng)在45度～60度之間，剪刀撐斜桿與立桿或水平桿的每個相交處應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)扣件固定。

支架搭設(shè)完畢后，組織項目部各個部門以及邀請建設(shè)單位現(xiàn)場代表認(rèn)真反復(fù)了檢查板下木楞與支架立桿連接是否穩(wěn)定、牢固，根據(jù)給定的標(biāo)高線，認(rèn)真調(diào)節(jié)校正木枋頂托及木楔塊高度。底模鋪設(shè)完畢后，用靠尺、塞尺和水平儀檢查平整度與樓板底標(biāo)高，并進(jìn)行校正。澆筑砼前檢查支撐是否可靠，扣件是否松動。

3.2 鋼筋安裝的控制