屋面構(gòu)件設(shè)計(jì)
一、 屋面構(gòu)造
屋面由防水材料和屋面木基層組成。在無(wú)吊頂?shù)谋匚萆w中，保溫層設(shè)置在屋面內(nèi)。屋面木基層構(gòu)件除了把屋面荷載傳遞至屋蓋承重結(jié)構(gòu)外，還對(duì)提高屋蓋的空間剛度和保證屋蓋的空間穩(wěn)定發(fā)揮重要的作用。由于使用要求上的不同，木基層的構(gòu)造也有所不同。我國(guó)木屋蓋的防水材料多為瓦材，隨著科技的發(fā)展，彩鋼壓型板、多彩瀝青油氈瓦逐漸得到推廣采用，圖6. 2. 1所示者為幾種常用的屋面構(gòu)造形式。
二、設(shè)計(jì)要求
屋面木基層由掛瓦條、屋面板、瓦桷(瓦椽)、椽條和檁條等屋面構(gòu)件組成。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)所用屋面防水材料，各地區(qū)氣象條件以及房屋使用要求等不同情況確定木基層的組成形式，同時(shí)在設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意以下要求:
1. 掛瓦條、屋面板和瓦桷的用料長(zhǎng)度至少應(yīng)跨越三根椽條或檁條。
2. 對(duì)于設(shè)有鍛錘或其他較大振動(dòng)設(shè)備的房屋，為防止屋瓦受振落下傷人或損壞設(shè)備， 宜設(shè)置屋面板。
3. 屋面板、瓦桷、椽條等構(gòu)件接長(zhǎng)時(shí)，接頭應(yīng)設(shè)置在下層支承構(gòu)件上，且接頭應(yīng)錯(cuò)開。
4. 雙坡屋面的椽條應(yīng)在屋脊處相互牢固連接。
5. 設(shè)計(jì)檁條時(shí)宜優(yōu)先采用簡(jiǎn)支檁條。只有在屋面坡度較為平緩，而供應(yīng)的木材又多為板材時(shí)，方可采用正放等跨連續(xù)檁條。
6. 方木檁條宜正放，當(dāng)構(gòu)造上需要時(shí)也可斜放。方木檁條正放時(shí)，椽條、檁條、屋架上弦等相互之間要墊平卡緊，如圖6.2.20 。
7. 等跨連續(xù)檁條各中間跨采用兩塊木板拼成，兩塊木板的接頭相互錯(cuò)開，接頭位置設(shè)在距檁條支座O. 2113 l ≈0. 21 l處；在邊跨，考慮彎矩較中間跨大些，可采用三塊木板拼成。圖6.2.3為等跨連續(xù)檁條構(gòu)造示意圖。
連續(xù)檁條木板之間用釘連接，在木板接頭處釘?shù)挠昧堪从?jì)算確定，其余部分每隔500mm交錯(cuò)地釘一個(gè)釘。
8. 當(dāng)采用鋼木檁條時(shí)，在受拉圓鋼的下折處，須設(shè)置可靠的支撐構(gòu)件，以保證檁條的側(cè)向穩(wěn)定。
9. 木梁宜采用原木、方木或膠合木制作。木梁在支座處應(yīng)設(shè)置防止其側(cè)傾的側(cè)向支承和防止其側(cè)向位移的可靠錨固。當(dāng)采用方木梁時(shí)，其截面高寬比一般不宜大于4，高寬比大于4時(shí)，應(yīng)采取措施保證木梁的側(cè)向穩(wěn)定。
10. 屋面構(gòu)件的截面和間距宜按表6.2.1中所列的常用尺寸選擇。
三、屋面構(gòu)件的計(jì)算
屋面構(gòu)件應(yīng)遵照下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算:
1. 對(duì)于屋面構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按下列兩種荷載效應(yīng)的基本組合進(jìn)行設(shè)計(jì);對(duì)于屋面構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)按第一種荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行撓度驗(yàn)算。
(1) 恒荷載和活荷載(或恒荷載和雪荷載);
(2) 恒荷載和一個(gè)1. 0kN施工或檢修集中荷載。
2. 對(duì)于稀鋪屋面構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件間距不大于150mm時(shí)，1. 0kN施工或檢修集中荷載由兩根構(gòu)件共同承受;若間距大于150mm，則由一根構(gòu)件承受。對(duì)于密鋪屋面板，1. 0kN施工或檢修集中荷載，由300mm寬的屋面板承受。
3. 當(dāng)采用第二種荷載組合進(jìn)行施工或維修階段承載力驗(yàn)算時(shí)，木材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng) 乘以1. 2的調(diào)整系數(shù)。
4. 驗(yàn)算掛瓦條、瓦桷和屋面板的撓度時(shí)，撓度限值可取為l/150(l一構(gòu)件的計(jì)算跨度)。
5. 計(jì)算屋面板、瓦桷和椽條時(shí)，只考慮荷載垂直于屋面的分力的作用;而平行于屋面的分力影響不大，可略去不計(jì)。
6. 連續(xù)檁條接頭處連接用釘?shù)臄?shù)量按下式計(jì)算。
7. 等跨連續(xù)檁條的邊跨已增加一塊木板，故不必再驗(yàn)算;但對(duì)作為中間第一支座的屋架，還應(yīng)按該支座反力R=1. 13(g+q) l進(jìn)行驗(yàn)算。
屋面構(gòu)件計(jì)算公式列于表6.2.2。
四、木屋蓋的吊頂
1. 吊頂構(gòu)造
(1) 木屋蓋吊頂是由吊頂罩面板、吊頂擱柵、吊頂大梁等構(gòu)件組成。吊頂一般設(shè)置于屋架下弦。吊頂受力構(gòu)件的布置通常有以下三種情況:
a) 吊頂主梁垂直于屋架下弦，吊頂擱柵平行于屋架下弦;
b) 吊頂主梁平行于屋架下弦，吊頂擱柵垂直于屋架下弦;
c) 不設(shè)吊頂主梁，吊頂擱柵垂直于屋架下弦;
d) 吊頂主梁應(yīng)用螺栓(或扁鋼吊籃)吊于下弦節(jié)點(diǎn)或靠近節(jié)點(diǎn)處，如圖6.2.4所示。吊頂主梁的兩側(cè)釘上小方木條，用以支承吊頂擱柵。
(2) 當(dāng)采用無(wú)吊頂主梁的布置方案時(shí)，吊頂擱柵可直接支承在釘于屋頂下弦兩側(cè)的小方木條上，也可用吊木將吊頂擱柵吊于下弦。
(3) 吊頂擱柵間距一般取400～1000mm，且能適用于罩面板的連接構(gòu)造需要。
(4) 設(shè)有保溫層的吊頂，保溫材料與下弦之間應(yīng)保持100～150mm的凈距。
2.吊頂計(jì)算要點(diǎn)
(1) 吊頂主梁、吊頂擱柵一般均按簡(jiǎn)支單向彎曲構(gòu)件計(jì)算。
(2) 計(jì)算吊頂主梁和吊頂擱柵時(shí)，應(yīng)考慮施工或檢修集中荷載1. 0kN。
(3) 吊頂?shù)闹饕B接件(如吊頂主梁的螺栓、吊頂擱柵木條用的釘)應(yīng)按受力大小進(jìn)行計(jì)算。
(4) 當(dāng)?shù)蹴敂R柵直接支承(或吊)于屋架下弦節(jié)間時(shí)，必須對(duì)下弦作偏心受拉驗(yàn)算。
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