建筑仿古屋檐鋁椽子設計

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1工程概況

某工程總建筑面積21488．92m，地上5層，地下3層，檐高26．50m，建筑物為長方形建筑，南北向長度86m，東西向長度28．2m，屋面為平屋面，屋面四周為仿古屋檐，屋檐結構為鋼結構，上部為琉璃瓦斜屋面，下部為雙層椽子造型。

2方案選擇

本工程椽子為雙層椽造型復雜，常規的做法很主要存木結構椽子n叮：方便，可現場裁切，防腐及裝飾工藝復雜，耐久性欠缺，裝飾層易脫落。采用混凝土直接澆筑成型，結構牢固，重量較大，影響結構受力，且支模比較復雜，裝飾層易脫落。采用GRC空心椽子仍需以混凝土板為背板，且安裝復雜，進度較慢，裝飾層易脫落。本工程屋檐椽子造型采用鋁板加工成型，表面噴氟碳漆。工廠加工成型，現場組裝，成塊安裝，速度較快，自重輕，氟碳漆耐久性強，不易污染。

3椽子設計

3．1總體外觀設計

參考北京多處古建筑，先設計雙層椽子造型，確定長短椽子比例，見圖1。小椽子截面尺寸為寬130mm~高130mm，長度為410mm；大椽子端部尺寸為130mmx130ram，尾部尺寸為寬130mmx高190mm，大椽子下部為弧形椽子，弧形半徑為12m，大椽子長度為1330mm；大小椽子長度比例為10：3；屋檐高度為22．64m，立板高度為380ram；根部擋板高度為290mm。

3．2組件分解

根據椽子外觀尺寸將屋檐分解為：小椽子、大椽子、背板、立板、根部擋板5部分。5部分通過拉鉚釘及自動螺絲組裝成整體，見圖2。4個轉角處根據實際尺寸，椽子尺寸由大到小，設角椽子。

3．3單個組件設計

板材選用：根據現場樣板，大小椽子采用2．0mm厚鋁板加工制作，立板、背板及根部擋板采用2．5mm厚鋁板加工制作。椽子：采用鋁板焊接制作成六面體，為節省材料及加工方便，五面為整板，頂面僅為20mn碗折邊，中間為空腔。背板：為折型鋁板，四周20ram折邊，單塊背板寬度為1300mm，為增加背板的剛度，在背板折角處設三角型加強件，保證背板折角處在安裝時不變形，保持9O度直角。立板：為u型鋁板，下部寬70mm，折邊與背板對接形成一體，其接縫寬20ram，起滴水槽作用，采用塞橡膠棒打硅酮膠密縫。上部寬120mm，折邊起到與斜屋面結構連接的作用，屋面防水可直接做至山部折邊的外側，保證屋面水不進入椽子內。立板四周20mm，折邊起到加固及連接作用。單塊立板長度為3m。根部擋板：為寬290mmeh~板條，單塊長度為2m，見圖3一圖7所示。

4組件加工

粥板下料，將鋁板設計尺寸輸入電腦，采用精密．及雕刻機切割鋁板；采用折板徹將鋁板彎折成型，然后采用氬弧焊將接縫進行焊接，并進行打磨，確保焊縫平J帆光潔、無漏焊。椽子外觀尺寸必須大小一致，偏差不得大于0．5mm。各組件的鋁角碼在工廠安裝完成，連接螺絲為沉頭螺絲，不露出鋁板，確保鋁板安裝平順。各種組件外側噴涂氟碳漆，采用工廠氟碳噴涂，分為噴底漆、面漆及清漆三道工序，要求顏色均勻一致，涂層厚度符合規范要求。氟碳漆在車間進行風干，完全風干后，各組件氟碳漆部位貼塑料膜進行保護，防止運輸及搬運過程中損壞。

5組件安裝

5．1測量定位，設置控制線

在建筑物4個大角放出定位角點，用直徑16短鋼筋焊接固定在屋面鋼結構上，將定位角點引至短鋼筋上，四角拉通線，且每隔10m用鋼筋頭固定通線。每面設置兩條平行的控制線，兩條控制線在同一標高。因外腳手架上無法支設水準儀，故在平屋面上支設水準儀，采用長~!-FE進行標高抄測。

5．2骨架安裝

采用1O號槽鋼作為水平主龍骨，采用50X50X3角鋼作為豎向吊I％,~_7R''''-W-次龍骨，提前除銹并刷兩遍防銹漆。將鋼結構屋架焊點處的厚型防火涂料手工剔除，焊接水平主龍縣I根據與甸角鋼吊桿及水平次龍皿，用水平儀檢測7k平次龍骨的標高，偏差控制在5—Tl／1om以內。焊接點的焊渣必須清理干凈，刷兩遍防銹漆。骨架安裝完成后，由監理單位進行隱蔽驗收，通過后方可進行椽子組件安裝，見圖8所示。

5．3組件組裝

將椽子各組件運至屋面，在星面{殳i乍平臺，用于椽子組裝。揭掉塑料保護膜。在背板上放出椽子位置線。采用拉鉚釘先將小椽子固定在背板上，然后，將大椽子固定在背板上，拉鉚釘固定在椽子的2付擻，拉鉚釘問l~200mm。背板、大椽子、小椽子組裝成為1個組件，稱為背板組件，整體安裝；立板和根部擋板分別為1個組件，在背板組件安裝完成后，分別安裝。

5．4組件安裝

5．4．1先將四角大椽子安裝固定壇然后，由四角向中間安裝。

5．4．2先安裝組裝好的背板組件，用自攻螺絲將背板上固定好的鋁角碼與水平次龍骨連接。如角碼有偏差，可在旁邊重新打眼安裝角碼，單獨焊接短角鋼固定角碼，后焊接的焊點及時清理焊渣并刷防銹漆，做好隱蔽驗收。

5．4．3背板與背板拼接第一塊背板安裝完成后，進行第二塊背板安裝，每g~-I=板三面采用角碼與龍骨連接，與第一塊背板交接處，壓在邊椽子的折邊上，寬度為8Inm。如此，看不到背板的接縫，見圖9所示。

5．4．4中間背板安裝椽子為從四角向中間安裝，當椽子安裝至中間剩余4m左右長度時，進行精密測量，確定椽子的間距及單塊背板的尺寸，現場對背板進行修改，確保椽子間距均勻，并最終交口。從四角向中間安裝，最后一塊背板無法從下部安裝，需鉆到斜面的空腔內，從上部進行安裝，單獨焊接角鋼吊桿與背板連接。

5．4．5立板安裝立板采用上下固定，下部角碼預先在工廠內安裝。安裝時，下部角碼通過自攻螺絲固定在水平角鋼上，上部通過自攻螺絲與焊接在斜屋面鋼板上的扁鐵連接，見圖1O所示。

5．4．6根部擋板安裝根部擋板直接用拉鉚釘固定在椽子根部，每根椽子根部設2個拉鉚釘，擋板與外墻石材接縫處打硅酮膠封閉，見圖11所示。

5．4．7立板與背板接縫處理。立板與背板接縫寬度為20mm，立板與背板的角碼交錯布置，通過自攻螺絲從下部固定在水平骨架上。安裝完成后，縫中塞橡膠棒，打硅酮膠，此縫起到椽子滴水作用，見圖12所示。

5．4．8硅酮膠選用硅酮膠為專用硅酮膠，根據椽子氟碳漆顏色調色生產。

5．5安裝完成效果。

6細部要求

要求斜屋面防水做至立板端部，蓋過立板的折板，防止雨水進入椽子內，見圖14所示。椽子端部向下傾斜20mm，防止雨水順椽子流至外墻面。立板與背板的接縫都設在椽子部位，不得設在兩椽子之間，以保證美觀。立板與立板接縫處的折邊在工廠加工時需要刨槽，確保折角為直角，保證兩立板接縫處為平縫。小椽子前端突出立板10mm，此部位與立板的接縫處要打膠封閉，防止雨水進入椽子內。

7質量控制

定位放線需進行2次校核，確保位置準確；骨架封閉前，需進行隱蔽驗收，確保骨架焊接牢固，全部焊縫都應涂刷防銹漆；鋁板厚度符合設計要求，現場采用游標卡尺檢alJ；成品椽子的尺寸必須準確，不得有歪扭現象，現場制作檢測模具進行檢測，不符合要求的不得進行安裝；拉鉚釘連接要牢固，2個組件的連接至少要設2個以上拉鉚釘；自攻螺絲連接要牢固，要一次性完成鉆孔及緊固，不得在同一孔上多次緊固，如一次成孔失敗，需在別處重新鉆孔緊固；外墻石材安裝收尾時，需對椽子進行保護，如有局部污染需及時清理，外架拆除前，需對椽子進行全面清理，驗收后，方可拆除外架。

8實際施工情況

加工工期短：本工程采用鋁板加工制作各種椽子組件，加工工期短，全部加工周期為15天。首批組件4天進場，即可開始進行組裝。重量輕：采用鋁板加工，椽子為中空結構，人工可輕松搬運，現場采用手推車及施工電梯大批量運至屋面?？山M裝為大塊，組裝好椽子的大塊背板2人即可進行安裝。安裝速度快。骨架安裝可提前進行，全部完成共用1o天。在椽子開始進行安裝時，骨架安裝完成60％。椽子組裝與安裝同時進行，組裝與安裝共進行20天。全部安裝工期為26天，速度較快，為屋面琉璃瓦施工及外石材幕墻施工創造條件。耐久性強。鋁板耐久性在5o年以上；氟碳漆耐久性也在12年以上，不易脫落、變色，且顏色均勻，不易污染，可大量節省翻新裝修成本。容易清洗，可用濕毛巾及干毛巾擦拭干凈。