薄钢结构屋架在寒地别墅建筑坡屋面中的应用

摘要：随着我国经济的高速发展,人们对居住环境的要求也越来越高,越来越多造型优美的别墅建筑也如雨后春笋般地出现,随之而来的是别墅的造型也越来越复杂。别墅的造型复杂不仅表现在平面功能和立面上，而且表现在坡屋面造型上。这就带来了用常规混凝土结构很难实现复杂的坡屋面造型，那么在混凝土平屋面上应用薄钢结构屋架就很好的解决了这一问题。

关键词：薄钢结构屋架；别墅；屋面造型

Abstract: along with the rapid development of economy, people's living environment more and more is also high requirements, more and more beautiful modelling of building are also like emerge the ground villa appear, and with it the modelling of villa also more and more complicated. Villa complex modelling only in planar function and facade, and performed in the slope roof on modelling. That brings us with conventional concrete structure, it is difficult to realize complex slope roof modelling, so in the concrete application BoGang flat roof truss structure will be a solution to the problem.

Keywords: BoGang roof truss structure; Villa; Roofing modelling

中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号：

随着我国经济的不断发展,人民的生活水平的不断提高,对居住环境的要求也越来越高,人们越来越多追求造型优美的建筑，别墅建筑采用平坡的形式变成了坡屋面、造型女儿墙等,使建筑物的立面造型变得生动活泼起来,屋面的造型更加复杂多变，这样虽然满足了客户和开发商的审美要求，但是随之而来的是造型复杂的屋面给施工带来了很大的难度，用常规混凝土结构工期很长，施工质量还难以保证。

工程概况

盛和天下别墅区工程位于哈尔滨道里区,位于群力第一大道、友谊西路、上江街、景江东路的围合之处, 项目占地37万,为规则矩形地块, 规划建筑面积为52万，规划容积率仅为1.2，这样的容积率在城市中心基本属于空前绝“盛和天下”是拥有观江、观景“双景观”自然条件并且是真正低密度居住的顶级社区。天下墅产品分为18栋独栋，91栋双拼，以及48栋联排，别墅的户型设计豪华独特，共计402套各类型的别墅犹如颗颗珍珠散落在绿树碧水之间。

2. 屋面形式介绍

该别墅区的主要屋面结构形式,该工程的建筑包含18栋独栋，91栋双拼，以及48栋联排，别墅整体屋面形式多样,屋面形式分别采用了单坡、双坡、四坡、高低坡屋面衔接、大小坡屋面错接以及平屋面和坡屋面相接等多种造型,屋面板因此形成多种阴角和阳角交叉的形式，本文以(图2)的屋面造型为例进行分析。

3. 1别墅建筑结构体系分析

别墅建筑由于其层数都在3层以下,一般情况而言,在抗震设防烈度较低的7度地区,可采用框架结构体系,也可采用砖混结构体系和木结构体系。当用砖混结构体系时,对建筑布置有较严格的约束。必须遵循砖混结构的技术规范及建筑抗震规范,特别是上、下墙体应尽量对齐，平面、立面要属规则型。决定了要多用构造柱其总造价相对于框架结构也并无很大优势,另外抗震计算后可能调整建筑平面布置,有可能无法实施最佳建筑方案。而房屋所有人的后续改造却受到严格的限制,因为这时的每一片墙体均不是多余的,是不可缺少的支承体。其优点是比框架体系造价稍低,但这是以牺牲建筑功能和立面造型为代价的,而且其安全可靠性也不及框架体系。采用钢筋混凝土框架体系，在很大程度上能适应建筑体形,视觉要求，其安全性能比砖混结构可靠，能适应房屋所有人的局部改造，是一种比较合理的适合时代的结构体系。框架体系按其柱截面形状可分为异形柱和规则柱，采用异形柱有不凸出墙面、内墙平整的优点(有时上下、墙位置方向不一致仍有凸出墙面的情况)，因异形柱截面形心与梁中轴不一致，规范对其配筋截面尺寸有专门技术规定，致使截面增大，增加了水泥钢材等材料用量。采用规则截面唯一的缺点是柱有凸出墙面现象，但从另一观念来看，也能衬托出一种强劲、坚固势态，给人安全感，且比异形柱经济，应尽量在布置上合理地采用规则柱为宜。

3.2别墅建筑采用常规混凝土屋面结构缺点

别墅式建筑的屋面依据建筑形体风格不同,有平屋面与坡屋面之分,由于屋面有高低、错落,涉及屋面的梁、柱既要形成持力的骨架系统又不能妨碍建筑的平面及空间要求。就此点而言平屋面比坡屋面较易解决，本文着重对坡屋面进行一些分析。别墅式建筑常喜用多坡向的屋面，因屋脊标高不同，这就形成了不规则的折板壳体，在结构计算和构造处理上非常复杂。采用混凝土结构，在每条折缝都设置梁,就会妨碍室内的美观,且压低了净空。

4.1薄钢结构屋面比凝土结构屋面的优越性

盛合天下屋面形式特别复杂，开始采用混凝土坡屋面，屋面相贯线非常多，在施工过程中支模非常慢，在底模支撑完以后，浇筑混凝土也非常困难，由于坡度较大混凝土振捣很难密实，施工质量很难保证，施工进度非常慢。采用薄钢结构屋架可以把复杂的屋架，进行同一平面切割简化成一榀榀异性屋架(见图1)

(图1)

按照一定距离进行排列,排列好以后把屋面相贯线相连接，形成整体屋面效果见图(见图2)。薄钢屋架能解决用混凝土和其他结构形式无法解决的复杂屋面。是处理复杂坡屋面形式的一种新的结构形式。

4.2薄钢结构屋面的构造

屋面可以采用在薄钢屋架上铺设檩条在檩条上铺设OSB板,在OSB板上做SBS防水层，加顺水条和挂瓦条挂瓦。另一种做法是平屋面上做防水层，防水层上做保护层，在保护层上做薄钢结构屋架，在屋架上做檩条，在檩条上挂瓦，本工程采用后一种形式(见图3)。还有一种整体式的屋面材料,全名为彩色钢板仿古瓦。无论从建筑外观,还是防水、保温等性能，都优于传统屋面材料。

(图2)

(图3)

5．结论

通过以上分析研究，薄钢屋架在别墅屋面的结构中应用，使屋面轻型化。薄钢屋架结构能解决复杂别墅屋面造型，能使别墅具有现代气息。随着配套材料的不断更新，从思想观念上不断的认识薄钢结构，将会有越来越多的造型优美的薄钢别墅矗立在神州大地上。

主要参考文献：

黄真 李木谦国外钢结构别墅住宅体系探讨

刘杰 张剑锋 孟杰 《薄钢结构节能别墅设计研究》

张跃峰. 轻钢结构与住宅[J]. 新型建筑材料. 2000(02)

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。