建筑仿古屋檐铝椽子设计

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1工程概况

某工程总建筑面积21488．92m，地上5层，地下3层，檐高26．50m，建筑物为长方形建筑，南北向长度86m，东西向长度28．2m，屋面为平屋面，屋面四周为仿古屋檐，屋檐结构为钢结构，上部为琉璃瓦斜屋面，下部为双层椽子造型。

2方案选择

本工程椽子为双层椽造型复杂，常规的做法很主要存木结构椽子n叮：方便，可现场裁切，防腐及装饰工艺复杂，耐久性欠缺，装饰层易脱落。采用混凝土直接浇筑成型，结构牢固，重量较大，影响结构受力，且支模比较复杂，装饰层易脱落。采用GRC空心椽子仍需以混凝土板为背板，且安装复杂，进度较慢，装饰层易脱落。本工程屋檐椽子造型采用铝板加工成型，表面喷氟碳漆。工厂加工成型，现场组装，成块安装，速度较快，自重轻，氟碳漆耐久性强，不易污染。

3椽子设计

3．1总体外观设计

参考北京多处古建筑，先设计双层椽子造型，确定长短椽子比例，见图1。小椽子截面尺寸为宽130mm~高130mm，长度为410mm；大椽子端部尺寸为130mmx130ram，尾部尺寸为宽130mmx高190mm，大椽子下部为弧形椽子，弧形半径为12m，大椽子长度为1330mm；大小椽子长度比例为10：3；屋檐高度为22．64m，立板高度为380ram；根部挡板高度为290mm。

3．2组件分解

根据椽子外观尺寸将屋檐分解为：小椽子、大椽子、背板、立板、根部挡板5部分。5部分通过拉铆钉及自动螺丝组装成整体，见图2。4个转角处根据实际尺寸，椽子尺寸由大到小，设角椽子。

3．3单个组件设计

板材选用：根据现场样板，大小椽子采用2．0mm厚铝板加工制作，立板、背板及根部挡板采用2．5mm厚铝板加工制作。椽子：采用铝板焊接制作成六面体，为节省材料及加工方便，五面为整板，顶面仅为20mn碗折边，中间为空腔。背板：为折型铝板，四周20ram折边，单块背板宽度为1300mm，为增加背板的刚度，在背板折角处设三角型加强件，保证背板折角处在安装时不变形，保持9O度直角。立板：为u型铝板，下部宽70mm，折边与背板对接形成一体，其接缝宽20ram，起滴水槽作用，采用塞橡胶棒打硅酮胶密缝。上部宽120mm，折边起到与斜屋面结构连接的作用，屋面防水可直接做至山部折边的外侧，保证屋面水不进入椽子内。立板四周20mm，折边起到加固及连接作用。单块立板长度为3m。根部挡板：为宽290mmeh~板条，单块长度为2m，见图3一图7所示。

4组件加工

粥板下料，将铝板设计尺寸输入电脑，采用精密．及雕刻机切割铝板；采用折板彻将铝板弯折成型，然后采用氩弧焊将接缝进行焊接，并进行打磨，确保焊缝平J帆光洁、无漏焊。椽子外观尺寸必须大小一致，偏差不得大于0．5mm。各组件的铝角码在工厂安装完成，连接螺丝为沉头螺丝，不露出铝板，确保铝板安装平顺。各种组件外侧喷涂氟碳漆，采用工厂氟碳喷涂，分为喷底漆、面漆及清漆三道工序，要求颜色均匀一致，涂层厚度符合规范要求。氟碳漆在车间进行风干，完全风干后，各组件氟碳漆部位贴塑料膜进行保护，防止运输及搬运过程中损坏。

5组件安装

5．1测量定位，设置控制线

在建筑物4个大角放出定位角点，用直径16短钢筋焊接固定在屋面钢结构上，将定位角点引至短钢筋上，四角拉通线，且每隔10m用钢筋头固定通线。每面设置两条平行的控制线，两条控制线在同一标高。因外脚手架上无法支设水准仪，故在平屋面上支设水准仪，采用长~!-FE进行标高抄测。

5．2骨架安装

采用1O号槽钢作为水平主龙骨，采用50X50X3角钢作为竖向吊I％,~_7R''''-W-次龙骨，提前除锈并刷两遍防锈漆。将钢结构屋架焊点处的厚型防火涂料手工剔除，焊接水平主龙县I根据与甸角钢吊杆及水平次龙皿，用水平仪检测7k平次龙骨的标高，偏差控制在5—Tl／1om以内。焊接点的焊渣必须清理干净，刷两遍防锈漆。骨架安装完成后，由监理单位进行隐蔽验收，通过后方可进行椽子组件安装，见图8所示。

5．3组件组装

将椽子各组件运至屋面，在星面{殳i乍平台，用于椽子组装。揭掉塑料保护膜。在背板上放出椽子位置线。采用拉铆钉先将小椽子固定在背板上，然后，将大椽子固定在背板上，拉铆钉固定在椽子的2付擞，拉铆钉问l~200mm。背板、大椽子、小椽子组装成为1个组件，称为背板组件，整体安装；立板和根部挡板分别为1个组件，在背板组件安装完成后，分别安装。

5．4组件安装

5．4．1先将四角大椽子安装固定坛然后，由四角向中间安装。

5．4．2先安装组装好的背板组件，用自攻螺丝将背板上固定好的铝角码与水平次龙骨连接。如角码有偏差，可在旁边重新打眼安装角码，单独焊接短角钢固定角码，后焊接的焊点及时清理焊渣并刷防锈漆，做好隐蔽验收。

5．4．3背板与背板拼接第一块背板安装完成后，进行第二块背板安装，每g~-I=板三面采用角码与龙骨连接，与第一块背板交接处，压在边椽子的折边上，宽度为8Inm。如此，看不到背板的接缝，见图9所示。

5．4．4中间背板安装椽子为从四角向中间安装，当椽子安装至中间剩余4m左右长度时，进行精密测量，确定椽子的间距及单块背板的尺寸，现场对背板进行修改，确保椽子间距均匀，并最终交口。从四角向中间安装，最后一块背板无法从下部安装，需钻到斜面的空腔内，从上部进行安装，单独焊接角钢吊杆与背板连接。

5．4．5立板安装立板采用上下固定，下部角码预先在工厂内安装。安装时，下部角码通过自攻螺丝固定在水平角钢上，上部通过自攻螺丝与焊接在斜屋面钢板上的扁铁连接，见图1O所示。

5．4．6根部挡板安装根部挡板直接用拉铆钉固定在椽子根部，每根椽子根部设2个拉铆钉，挡板与外墙石材接缝处打硅酮胶封闭，见图11所示。

5．4．7立板与背板接缝处理。立板与背板接缝宽度为20mm，立板与背板的角码交错布置，通过自攻螺丝从下部固定在水平骨架上。安装完成后，缝中塞橡胶棒，打硅酮胶，此缝起到椽子滴水作用，见图12所示。

5．4．8硅酮胶选用硅酮胶为专用硅酮胶，根据椽子氟碳漆颜色调色生产。

5．5安装完成效果。

6细部要求

要求斜屋面防水做至立板端部，盖过立板的折板，防止雨水进入椽子内，见图14所示。椽子端部向下倾斜20mm，防止雨水顺椽子流至外墙面。立板与背板的接缝都设在椽子部位，不得设在两椽子之间，以保证美观。立板与立板接缝处的折边在工厂加工时需要刨槽，确保折角为直角，保证两立板接缝处为平缝。小椽子前端突出立板10mm，此部位与立板的接缝处要打胶封闭，防止雨水进入椽子内。

7质量控制

定位放线需进行2次校核，确保位置准确；骨架封闭前，需进行隐蔽验收，确保骨架焊接牢固，全部焊缝都应涂刷防锈漆；铝板厚度符合设计要求，现场采用游标卡尺检alJ；成品椽子的尺寸必须准确，不得有歪扭现象，现场制作检测模具进行检测，不符合要求的不得进行安装；拉铆钉连接要牢固，2个组件的连接至少要设2个以上拉铆钉；自攻螺丝连接要牢固，要一次性完成钻孔及紧固，不得在同一孔上多次紧固，如一次成孔失败，需在别处重新钻孔紧固；外墙石材安装收尾时，需对椽子进行保护，如有局部污染需及时清理，外架拆除前，需对椽子进行全面清理，验收后，方可拆除外架。

8实际施工情况

加工工期短：本工程采用铝板加工制作各种椽子组件，加工工期短，全部加工周期为15天。首批组件4天进场，即可开始进行组装。重量轻：采用铝板加工，椽子为中空结构，人工可轻松搬运，现场采用手推车及施工电梯大批量运至屋面。可组装为大块，组装好椽子的大块背板2人即可进行安装。安装速度快。骨架安装可提前进行，全部完成共用1o天。在椽子开始进行安装时，骨架安装完成60％。椽子组装与安装同时进行，组装与安装共进行20天。全部安装工期为26天，速度较快，为屋面琉璃瓦施工及外石材幕墙施工创造条件。耐久性强。铝板耐久性在5o年以上；氟碳漆耐久性也在12年以上，不易脱落、变色，且颜色均匀，不易污染，可大量节省翻新装修成本。容易清洗，可用湿毛巾及干毛巾擦拭干净。