卢伟斌

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摘要：本文以某工程为实例，针对钢筋混凝土坡屋面施工的复杂性，从结构建模分析、结构构造设计以及坡屋面混凝土施工等几方面分别详细阐述了复杂坡屋面钢筋混凝土结构施工技术，以期指导实践，保证复杂钢筋混凝土坡屋面施工质量。

关键词：混凝土坡屋面；结构；施工技术；质量控制

经济的飞速发展，生活水平的提高，使人民对居住环境的要求也越来越高，因此造型优美的别墅建筑也如春笋般地出现了，甚至普通住宅楼也由方盒子变成了斜坡屋面。钢筋混凝土坡屋顶工艺在当今社会多层住宅建筑中得到广泛运用，由于其构造的特殊性，其工期、质量、成本都要高于整楼结构工程中其他结构层，在具体的施工中主要表现在施工工艺上的规范操作和控制。但是由于坡面屋不如平屋顶施工方便简单，其质量效果也常不尽人意，质量问题时有发生。

1 结构建模分析

1.1 坡屋面结构概况

本工程为两层局部带闷顶层混凝土框架结构，屋面为多个造型坡屋面拼接而成。结构设计时，建模分析采用PKPM软件PMCAD及STAWE模块。

1.2 结构建模方式比较

目前，结构设计中利用STAWE模块对有平屋面的坡屋面的建模主要有三种方式：

（1）按一个标准层建模，整个标准层层高按坡屋面层高取，从坡屋面最高点开始往下建模，采用的是简化荷载的方法，把上层斜屋面进行简化，仅作为荷载作用在平屋面层，整个屋面简化为一个标准层。

（2）将平屋面与坡屋面作为两个独立层，把上层斜屋面取为层高的2/3简化为平屋面进行建模，把屋面梁作为楼层水平梁输入，分别把平屋面和上层斜屋面建为两个水平楼层。

（3）仍将平屋面与坡屋面作为两个独立层，其中通过设置“梁两端标高”及"改上节点高”来布置斜梁，以便更为真实的模拟上层斜屋面的实际受力。PKPM软件2010新规范版本已经可以在结构分析时考虑屋面斜板对结构整体刚度的贡献，并自动将坡屋面的斜板定义为弹性膜进行分析。

1.3 坡屋面模型输入

本工程在PMCAD模块中里输入斜梁的方式基本采用上节点高这个命令来实现，平面上的一个节点可以分为上节点和下节点，分别为相对于本层标高的上面和下面的高度，两者的高差就是层高，一般把屋脊处最高点设置为本层层高。坡屋面下的其他节点的上节点高一般都为负值。设置上节点高好处在于如果结构构件两点都被调整，这样可以使与此结构构件上相连接的其他构件。

1.4 结构计算分析

本工程坡屋面较为复杂，存在多个不同标高的坡屋面层，且STAWE模块对坡屋面层的计算分析仍存在一定的局限性，因此在实际工程设计建模中，按实际标高组装多个标准层分析计算后，坡屋面层的层指标出现失真，多个楼层最大层间位移与平均层间位移及楼层最大水平位移与平均水平位移比值大于1.5，此外，由于局部平屋面层与坡屋面顶点之间高度较小，按两标准层建模时，会造成该层由于层高过矮而刚度过大。经多位结构工程师分析讨论后，采取归并相近标高坡屋面层，对局部小坡屋面简化建模的措施。在结构设计中，用这种局部简化法建模查看坡屋面层的层指标，用实际模型计算输出结构各层配筋结果。

2 结构构造设计

2.1 坡屋面板构造

设计处理坡屋面的受力与平屋面有着本质区别，设计时不能仅仅依靠软件分析进行配筋设计，而应在受力分析的基础上进行人工调整配筋。在坡屋面的配筋设计中，由于坡屋面板的空间作用和平面内外的综合受力，坡屋面板配置钢筋不仅仅要考虑板平面的抗弯，而且要考虑其轴向受力。因此，坡屋面板应双层双向通长配筋，并适当加密钢筋间距。

2.2 坡屋面脊梁构造分析

屋脊梁是坡屋面板的支承点。由于纵向梁两侧的屋面板与纵向梁都呈一定夹角。因此，纵向梁的计算不应考虑两侧屋面板对其抗弯贡献。并且，由于屋面板起着事实上轴向传荷的作用，应按抗拉要求将屋面板钢筋锚固在屋脊纵向梁内。在配筋设计上，屋脊梁除受弯矩外还受轴向压力，但软件计算配筋时没有考虑轴向压力，计算偏于不安全，同时屋脊梁的楼板翼缘作用有限，不应按T形梁计算配筋，而应按矩形梁考虑，因此，此类梁应重新进行手算校核。

2.3 坡屋面悬挑端优化

坡屋面设计应在满足建筑功能和造型设计的同时，应根据建筑条件和要求选择合理的结构形式，优化结构设计，如本工程坡屋面平层悬挑长度较大，结构设计时，在充分考慮建筑造型的基础上，改原方案中挑板受力为挑梁受力，在平层框架梁处加设垂挑暗梁及封口暗梁，原方案中200厚挑板设计为100厚普通楼板，在提高结构整体受力性能的同时又尽可能减少了造价。

2.4 从方便施工角度深化结构制图

由于本工程屋面为多个坡屋面不同角度相拼，平坡相接，各区域标高各不相同，变化较多，异形梁也多，部分梁板截面尺寸及钢筋下料尺寸仅根据平面图纸很难保证其精确定位。故在结构制图时，从方便施工角度出发，绘制多角度不同区域详细的剖面定位图，以（图1）为例，图中详细标注了梁标高，坡角，与柱位置关系，配筋与细部索引等。在本工程结构施工中，类似的剖面定位图及大样详图多达二十余张，极大方便了施工班组的放样定位及钢筋下料，受到建设监理等各方好评。

图1 局部坡屋面梁定图

3 坡屋面混凝土施工质量控制

3.1 模板安装的控制

模板工程的质量直接影响混凝土的质量，从而影响屋面防水的效果，施工中必须保证模板位置准确、支撑牢固、接缝严密、没有变形。因坡屋面设计坡度小于30°，按有梁板的施工方法安装单层底面模板后进行浇捣，支撑体系选用搭拆灵活、通用性强的Φ48×3.6扣件式钢管满堂支撑架，梁板模板采用18MM厚木胶合板，对模板支撑体系采用不小于80mm×80mm方木和U型顶托向钢管支撑有效传递竖向施工荷载。

屋面模板施工前通过Aut0CAD软件自身的测量尺寸的功能，精确的测量出施工中所需的各种细部尺寸，再根据设计图纸确定的尺寸进行现场放样。放样时应将图纸上混凝土的成型标高换算成各分段模板的标高，换算时应注意各分段混凝土的厚度、坡度及该段模板的搁置顺序，对于特殊部位应放大样。在施工中先定出屋脊线上梁两端标高，铺设梁底模，由梁高定出梁两侧侧模板标高，并以此为控制线结合软件测量结果定出各坡屋面板的实际走向及坡度。

在模板支撑系统搭设时，由于支撑系统要承受斜屋面传来的横向推力，因此参照省厅模板图集增加斜撑和水平横杆，与承重架体连成整体，以防止坡屋面混凝土浇筑时产生的水平作用力将支撑系统破坏而导致混凝土屋面板变形。在搭设中，立杆对接连接，立杆步距按不超过1.5m控制，架体沿纵、横向全高全长从两端开始每隔四排立杆应设置一道剪刀撑。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面倾角应在45度～60度之间，剪刀撑斜杆与立杆或水平杆的每个相交处应采用旋转扣件固定。

支架搭设完毕后，组织项目部各个部门以及邀请建设单位现场代表认真反复了检查板下木楞与支架立杆连接是否稳定、牢固，根据给定的标高线，认真调节校正木枋顶托及木楔块高度。底模铺设完毕后，用靠尺、塞尺和水平仪检查平整度与楼板底标高，并进行校正。浇筑砼前检查支撑是否可靠，扣件是否松动。

3.2 钢筋安装的控制