加纳木结构坡屋面施工工法.docx
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加纳木结构坡屋面施工工法
加纳木结构坡屋面施工工法
1、前言
在加纳地区建筑大多以钢筋混凝土框架梁作支座,采用木屋架屋面体系。
我国际工程公司在加纳承接了海岸角可图克热巴市场项目工程,根据合同及清单要求,屋面应采用木屋架结构。
由于局部跨度达到15m,从力学角度轻型钢结构较为合理,不过业主方考虑热带沿海气候,空气高温潮湿含盐量较高,钢结构的维护费用会很高,坚持使用木结构。
我项目提出以下方法,经业主同意后进行静载试验,事实证明方案可行,在以后的施工中有一定指导意义.
2、工法特点
2.1该工法处理木材,防腐蚀防虫蛀性能更显著,降低成本;同时铝瓦屋面在潮湿环境中耐久性良好,不易腐蚀,整个屋面体系能够很好的适应热带海边气候。
2。
2该工法节点采用简单的螺栓铰接连接,抗震性能良好,施工简单方便,节约工期。
2.3该工法建造木结构跨度可超过10m,最大可达到15m,使得建筑布局灵活。
3、适用范围
适合于热带地区任何建筑以及国内古建筑建造和加固。
4、工作原理
此工作原理是用实木材将木排架进行有效的连接,形成可以承受一定荷载的屋架体系,再用铝瓦作为覆盖材料;其中用掺防蚁剂的混合油作为木材防腐蚀防虫蛀的油封,采用木桁架加固木屋架下弦来实现大跨度。
5、施工工艺流程及操作要点
5。
1工艺流程:
木材防蚁防腐处理→山形木桁架施工→水平和垂直支撑连接→铝瓦屋面铺设→天沟安装施工
5。
2施工方法
5。
2。
1木材防蚁防腐处理
木方应在使用前一个月进场,搁置在平整通风的堆料场地进行自然风干。
然后用柴油稀释回收的废机油,按照1:
2比例进行配比(体积比),加入适量防蚁剂,对充分凉干的木方浸泡渗透,在表面形成隔离保护层。
纽敦豆木本来具有良好的防蚁防腐效果,对表面再进行处理,能保证其耐久性。
5。
2.2山形木桁架施工
木结构屋架是将一排排的山形桁架进行有效连接,形成一个承受屋面瓦荷载和风雨等动荷载的架构.
山形桁架相当于一道道的梁连系各跨,当支座净跨长度不大于5m时,桁架的上弦、下弦和立杆均采用单根5cm*15cm*5m的木方,斜拉杆采用5cm*10cm*5m的木方;当支座净跨长度小于5m且不大于10m时,桁架的上弦、下弦和立杆均采用双根5cm*15cm*5m的木方,斜拉杆采用5cm*10cm*5m的木方;当支座净跨长度大于10m时,不宜采用木结构屋架;屋架局部(如相邻两个斜屋脊处)可能出现下弦长度超过10m的情况,应该采用木桁架(红色)对下弦杆进行加固,如图。
图5.2.2—1下弦加固示意图
考虑屋面排水顺畅,要求屋面坡度不得小于20°,同时考虑屋面瓦自重和海风负荷载,设计屋面坡度不大于35°,故桁架上弦和下弦设计夹角不小于20°且不大于35°。
同一桁架相邻两根立杆间距为1.2m-1.5m,下弦杆应进行起拱,起拱高度为千分之五的跨度长度.
为了运输和加工方便,一般木方长度最长为5m,所以木方连接频繁又重要,首先把两根木方的接头锯成咬合紧密的齿状,准备两块8mm厚经过防锈处理的钢板,把接头夹住,用φ12mm的螺栓穿过预先留好的孔洞,将钢板和木方固定在一起。
每个连接点段连接长度不小于80cm,螺栓个数不少于6个;双根木方的弦接头应错开在木方中间三分之一范围内.
图5.2.2—2下弦木方对接示意图
5.2.3水平和垂直支撑连接
相邻两榀桁架间距应为1。
2m,待所有桁架制作到位,用5cm*10cm的水平撑连接下弦杆,间距与桁架立杆间距相同;上弦采用5cm*10cm的檩条连接,檩条间距不超过50cm;垂直方向使用5cm*10cm的斜撑杆进行十字连接。
5.2。
4铝瓦屋面铺设
铝瓦在波峰处采用带防水密封胶垫的自攻螺钉与檩条连接,连接件可每波或隔波设置一个,但每块板不得少于3个。
铝瓦纵向搭接应位于檩条处,搭接端应与檩条有可靠的连接,搭接部位应设置防水密封胶带。
纵向最小搭接长度为20cm。
铝瓦横向搭接方向宜与主导风向一致,搭接不应小于一个波,搭接部位应设置防水密封胶带。
搭接处用连接件紧固时,连接件应采用带防水密封胶垫的自攻螺钉设置在波峰上。
铝瓦檐口挑出墙面的长度不应小于200mm;伸入檐沟、天沟内的长度不应小于100mm;泛水板与突出屋面墙体的搭接高度不应小于250mm;屋脊盖板在两坡面金属板上的搭盖宽度不应小于250mm。
5。
2.5天沟安装施工
加纳屋面天沟主要有两种:
铝制天沟和钢筋混凝土天沟.当天沟设计水平宽度小于30cm采用铝制天沟;反之采用钢筋混凝土天沟,这里光对铝制天沟进行详细介绍.常用成品铝制天沟横截面规格有10cm*8cm;15cm*10cm;20cm*12cm;25cm*15cm,厚度8mm。
外天沟采用支架固定于承重结构之上,而内天沟则安装于双檩条之间,找正位置用自攻螺钉连接,天沟板后一块压住前一块,互相搭接,用定位孔定位后,相互搭接处用氩弧焊接,天沟落水口等装完后,用云石锯在相应位置开泄水口,后将水落口斗焊于其上(搭接焊),落水斗下安装落水管。
天沟分段安装时,搭接要工整,顺直;排水通畅,无积水.天沟纵向坡度不应小于1%;天沟采用铝板制作时,应伸入屋面铝瓦的下面,其长度不应小于100mm。
图5。
2。
5-1天沟安装示意图
6、材料与设备
6。
1机具设备
序号
机械名称
型号
数量
1
木工手提切割机
M1Y—FF—185
按工程规模配置
2
电锤
Z1C—FF03—26
2
3
电焊机
BX1-315-2
2
4
氧气、乙炔
/
4
5
浸油池
0.6(W)*0.3(D)*6(L)m
1
6
手枪钻
FF05-10A9。
6V
2
7
台钻
西湖Z512B
1
表6.1—1机具设备清单
6。
2材料
5*10*500cm和5*15*500cm的实木方(建议使用纽敦豆木材)、屋面瓦、φ12m螺栓、钢钉、8mm厚钢板、防锈漆、废机油、柴油等材料必须有质量证明书并复试合格后方可使用.
木材进场验收:
首先应保证原木为活木,表面无活虫蛀咬孔洞,而且木材无树节、无裂纹,质地均匀密实,最后对木材实际截面尺寸进行复核,不得低于设计值。
6.3劳动力组织
按照屋面投影面积2000㎡的施工规模,工期30天来组织劳动力,人员配置如下表:
序号
工种
要求
数量(名)
职责
1
工长
熟悉图纸,了解木工施工工艺
1
负责施工组织,工人交底,施工质量把控
2
木工
熟练工,小木
8
负责木屋架制作,屋面瓦铺盖
3
焊工
有特种作业证,持证上岗
1
负责钢构件的加工
4
力工
/
4
负责材料搬运,辅助技工
表6.3—1 劳动力组织
7、质量控制
7.1木结构施工除设计要求外,其质量控制规范及验收标准依照:
1)《木结构设计规范》(GB50005-2003)
2)《木结构工程施工规范》(GB/T50772-2012)
3)《木结构工程施工质量验收规范》(GB50206—2012)
4)《防腐木材的使用分类和要求》(LY/T1636-2005)
5)《轻型木桁架技术规范》(JGJ/T265-2012)
6)《木结构试验方法标准》(GB/T50329—2002)
7。
2质量验收方法
7.2.1主控项目
1)木方结构形式,结构布置、构件尺寸,应符合设计文件的规定
检查数量:
检验批全数。
检验方法:
实物与施工设计图对照、丈量。
2)钉连接、螺栓连接节点的连接件规格、数量,应符合设计文件的规定.
检查数量:
检验批全数。
检验方法:
目测、丈量.
3)规格木材的平均含水率不应大于20%.
检查数量:
每一检验批每一树种每一规格等级规格材随机抽取5根。
检验方法:
烘干法测含水率。
4)木桁架节点,接头部位避开木方腐朽、裂纹、斜纹和松节等缺陷部位。
检查数量:
检验批全数.
检验方法:
目测。
7.2。
2一般项目
1)木结构桁架制作允许偏差不得超过下表
项次
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
构件截面尺寸
木方和胶合木构件截面的高度宽度
—3
钢尺量
板材厚度宽度
-2
原木构件梢径
-5
2
构件长度
长度不大于15m
±10
钢尺量桁架支座节点中心
长度大于15m
±15
3
桁架高度
长度不大于15m
±10
钢尺量脊节点中心与下弦中间距离
长度大于15m
±15
4
受压或压弯构件纵向弯曲
方木、胶合木构件
L/500
拉线钢尺量
原木构件
L/200
5
弦杆节点间距
±5
钢尺量
6
齿连接刻槽深度
±2
7
支座节点受剪面
长度
—10
钢尺量
宽度
方木、胶合木
-3
原木
—4
8
螺栓中间间距
进孔处
±0.2d
出口处
垂直木纹方向
±0。
5d且不大于4B/100
顺木纹方向
±1d
9
钉进孔处的中心间距
±1d
10
桁架起拱
±20
以两支座节点下弦中心线为准,用钢尺量
±10
两跨中下弦中心线与拉线之间的距离
表7.2.2-1 木结构桁架制作允许偏差
2)木结构桁架安装允许偏差不得超过下表
项次
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
结构中心线的间距
±20
钢尺量
2
垂直度
H/200且不大于15
吊线钢尺量
3
受压或压弯构件纵向弯曲
L/300
吊(拉)线钢尺量
4
支座轴线对支承面中心位移
10
钢尺量
5
支座标高
±5
用水准仪
表7.2.2—2 木结构桁架安装允许偏差
3)木结构屋面木构件安装允许偏差不得超过下表
项次
项目
允许偏差(mm)
检验方法
1
檩条、椽条
方木、胶合木截面
-2
钢尺量
原木梢径
—5
钢尺量、椭圆时取大小径的平均值
间距
-10
钢尺量
方木、脚很上表面平直
4
沿坡拉线钢尺量
原木上表面平直
7
2
油毡搭接宽度
-10
钢尺量
3
挂瓦条间距
±5
4
封山、封檐板平直
下边缘
5
拉10m线,不足10m拉通线,钢尺量
表面
8
表7.2.2—3 木结构屋面木构件安装允许偏差
4)齿连接的承压面应平整,局部缝隙不应超过1mm,非承压面应留外口约5mm的楔形缝隙。
检查数量:
检验批全数。
检验方法:
目测、丈量,检查交接检验报告。
8、安全措施
8。
1建立健全以项目经理为首的安全生产管理体系,制定日常巡查制度.
8。
2做好安全技术交底,交底内容具体有针对性。
8。
3施工前对工人进行现场安全教育.
8.4自制防蚁油具有一定挥发性和毒性,在木方浸油时,工人佩戴安全口罩和安全手套。
8。
5电焊工、架子工必须进行专业培训持证上岗。
8.6登高作业的工人必须正确佩戴安全带、安全帽、安全防滑鞋,雨天停止施工.
8.7现场严禁明火。
9、环保措施
9.1文明施工,尽量减少人为的大声喧哗。
9。
2严格作息时间,尽可能避免夜间施工,施工时,运输车辆不鸣笛。
9.3电锯、电刨、砂轮机等强噪声机械周围设置封闭的机械篷,以减少噪声的扩散。
9。
4搭拆脚手架、装卸架管时,避免野蛮敲击和扔掷.
9.5装卸和搬运其它金属物品时,均轻起轻落.
9。
6清理施工垃圾,需使用容器吊运,严禁随意抛洒.施工垃圾日产日清。
清运时,洒水湿润,垃圾清运车加篷布遮盖。
9。
7木工棚刨花日产日清,装袋外运。
10、效益分析
10。
1社会效益
1)本工法适用于我国南方热带沿海地区,能更好的适应当地气候,在轻型木结构方面打破常规跨度,增加了布局的灵活性;
2)本工法对于古代木结构建筑加固,以及古城旅游区改造项目有着指导意义。
10。
2经济效益
本工法自制防蚁油是用柴油稀释回收的废机油,按照1:
2比例进行配比,对充分凉干的木方浸泡渗透形成隔离保护层,在每升的混合剂中加入适量防虫剂,使木方的防蚁效果更佳.该工艺已经在项目库房木结构防蚁处理实践中得到证实,四年并未发现有虫蛀现象。
成本分析:
方案一:
当地成品防蚁油单价为10塞地(当地币)/L;
方案二:
柴油单价为2.97塞地/L,废机油单价为1。
75塞地/L,每升自配混合剂为2。
97/3+1。
75*2/3=1.99塞地。
每平米木方表面需要0。
75L的防蚁油,本项目木结构使用50mm*150mm木方总量为20000m,接触面积:
(0.15+0。
05)*2*20000=8000㎡,需要防蚁油:
8000*0。
75=6000L
采用方案一:
6000*10=6万塞地
采用方案二:
6000*1.99=1.19万塞地
比较两个方案:
方案二节约成本4.81万塞地,节约率为80。
1%
11、工程实例
加纳海岸角可图克热巴市场项目:
A区12000平方米二层框架、部分四层;B区4000平方米二层框架结构;C区3000平方米二层框架结构;3000平方米停车场;共计22000平方米,其中木结构坡屋面面积8500平方米。
图11-1加纳海岸角可图克热巴市场项目
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