混凝土屋蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)(design of concrete root system)

由混凝土屋面板和屋架等承重構(gòu)件及其支撐組成的屋蓋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括混凝土屋面板、屋架、屋面梁、托架和天窗架等承重結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型、材料選擇和支撐布置等。混凝土板材及各種屋面構(gòu)件具有材料容易解決，能減少定期維護(hù)工作量和經(jīng)久耐用的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于冶金廠房。

結(jié)構(gòu)選型(1)混凝土屋面板尺寸一般采用1．5m×6m，條件允許時(shí)也采用3m×6m甚至跨度為12m的。屋蓋當(dāng)跨度不超過(guò)12m時(shí)，可采用鋼筋混凝土屋面梁；當(dāng)跨度為15m時(shí)，宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁；當(dāng)跨度大于或等于15m時(shí)，宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋架。對(duì)處于腐蝕性環(huán)境(如軋鋼廠酸洗間)的結(jié)構(gòu)，為提高其抗裂性和增強(qiáng)防腐蝕效果，一般均采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，并盡量采用梁式結(jié)構(gòu)，以減少腐蝕面積。(2)托架宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；當(dāng)跨度不大于12m且荷載較小時(shí)，也可采用鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)。(3)天窗架一般用于縱向П形采光或通風(fēng)天窗，跨度一般為3、6、9和12m。天窗架可采用混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，近年來(lái)多采用鋼結(jié)構(gòu)。

對(duì)局部高溫區(qū)域的屋蓋構(gòu)件，以及在生產(chǎn)使用上有特殊要求時(shí)，可采用鋼結(jié)構(gòu)。

材料選擇根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋混凝土屋面板和屋面梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20～C30；預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板和屋面梁采用C30～C40；預(yù)應(yīng)力混凝土屋架和托架不低于C40。

預(yù)應(yīng)力筋宜采用冷拉Ⅳ級(jí)鋼筋、碳素鋼絲或鋼絞線，也可采用冷拉Ⅲ級(jí)或Ⅱ級(jí)鋼筋。非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋，優(yōu)先采用Ⅱ級(jí)鋼筋；橫向鋼筋一般采用I級(jí)鋼筋或冷拔低碳鋼絲。

縱向、橫向水平支撐、垂直支撐和系桿等構(gòu)件，宜全部采用鋼結(jié)構(gòu)。

預(yù)應(yīng)力筋張拉方法選擇預(yù)應(yīng)力筋張拉分先張法和后張法，根據(jù)施工條件和構(gòu)件尺寸確定。有張拉臺(tái)座的預(yù)制廠，應(yīng)優(yōu)先采用先張法；當(dāng)不具備張拉臺(tái)座時(shí)，可采用后張法；跨度較大的構(gòu)件，則宜現(xiàn)場(chǎng)就地預(yù)制和張拉，以減少運(yùn)輸和吊裝工作量。

預(yù)應(yīng)力筋的錨固在后張法中用錨夾具將構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋端部錨固。對(duì)混凝土屋架、屋面梁和托架，當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋為直徑12mm的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級(jí)鋼筋和鋼絞線時(shí)，一般采用JMl2型夾片錨具；為鋼絲束時(shí)，用錐形錨具；為Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)粗鋼筋時(shí)，用螺絲端桿錨具。

支撐布置支撐是保證屋蓋系統(tǒng)穩(wěn)定、傳遞水平力和結(jié)構(gòu)空間剛度的重要構(gòu)件，包括橫向和縱向水平支撐、垂直支撐和系桿。橫向水平支撐沿廠房跨度方向設(shè)于廠房端部?jī)砷菁苤g；縱向水平支撐沿廠房縱向布置于靠柱邊的屋架節(jié)間內(nèi)；垂直支撐沿屋架端部(當(dāng)端部高度較高時(shí))和屋架跨度中部布置在相鄰兩榀屋架之間。沿廠房縱向在垂直支撐之間設(shè)置系桿，當(dāng)屋架跨度較大時(shí)，在兩道屋架橫向水撐之間須增設(shè)通長(zhǎng)系桿。支撐的數(shù)量及具體須垠據(jù)廠房跨度、吊車情況以及是否抗震設(shè)等因素按有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范確定。