试述优化建筑平改坡的措施

苏红江

摘 要：东营胜利油田大量住宅建筑及公共建筑大多建成于上世纪八九十年代，使用至今已20余年。部分生产性建筑还存在较大安全隐患。经过多方的讨论和研究产生了屋面平改坡，这是一种对旧有建筑物屋面改造的方式，在现有房屋的平屋面上增设钢结构坡屋面，达到改善建筑物使用功能、美化建筑外观造型的一项改造工程。

关键词：建筑结构；优化设计；应用

1 既有建筑平改坡优化设计意义

1.1 符合可持续发展观

针对老建筑屋面漏水及保温问题，以往采取的措施是进行屋面防水层的修补工作，但效果不太理想，因为防水老化现象严重，出现了“年年修，年年漏”的现象，耗费了大量资金和人力，却没有取得良好的效果。经过多方的讨论和研究产生了屋面平改坡。屋面平改坡是一种对旧有建筑物屋面改造的方式，在现有房屋的平屋面上增设钢结构坡屋面，达到改善建筑物使用功能、美化建筑外观造型的一项改造工程。建筑平改坡优化设计符合可持续发展的要求。

1.2 符合行业发展的要求

随着行业的不断发展，越来越多的新技术被应用的建筑行业中，所以对原有的设计形式也要求越来越高。屋面平改坡是钢结构，现如今对于框架结构、剪力墙结构、框剪结构等不同种建筑结构形式对造价及安全方面都要求更加严格。

2 建筑平改坡设计优化的措施

2.1 坡屋面屋顶形式方案优化

屋面平改坡的形式常采用双坡、四坡和拱形屋面，根据建筑物实际情况的不同灵活选用。屋面材料可采用压型钢板或合成树脂瓦，颜色可根据小区规划及建筑物立面效果，常选用灰色、红色或蓝色。屋面平改坡工程需重新组织坡屋面排水，可将原有平屋面有组织排水改为自由排水、内天沟排水或外天沟排水，通过斜屋面将雨水直接排至建筑物范围以外或利用原有的雨水管将雨水排至地面。

优秀的屋面平改坡建筑设计要解决屋面渗漏问题、顶层保温隔热及小区环境美化问题，同时应方便施工，最大限度的降低造价，节约投资。经过小组成员的共同努力，对屋面平改坡建筑设计优化如下。

传统设计方案，因原有建筑屋顶平面形状复杂，坡屋面出现了大量屋脊线，特别是存在多条阴脊线，而阴脊正是平改坡屋面自身漏雨的薄弱环节。大量脊线的存在导致屋面板施工带料严重，同时导致结构钢架的增多（每条脊线处均应设钢架），不仅增加投资，而且施工麻烦。经过优化，采用变坡等方法，有效地简化了坡屋面的屋面形式，使得坡屋面只剩阳脊，大大减少了改坡屋面自身漏雨的薄弱环节，同时减低了造价，经济效益明显。

2.2 坡屋面天沟设计优化

天沟是平改坡设计的核心设计内容之一，天沟所处环境条件恶劣，施工难度大，导致天沟易渗漏、易腐蚀，甚至存在安全隐患，为此小组成员专门对天沟进行了一系列优化设计，优化过程如下。

内天沟、外天沟的方案确定。因内天沟防水一旦失效，雨雪天气，水将直接渗漏至住户室内，损坏用户装修，导致电路短路，甚至引发火灾，影响恶劣，后果严重，为尽可能的减少漏水隐患，设计方案优先采用外天沟，通过斜屋面将雨水直接排至建筑物范围以外，利用原有的雨水管将雨水排至地面。

混凝土天沟和钢板天沟的方案确定。屋面平改坡天沟可采用混凝土天沟，也可采用钢板天沟，二者各有利弊。混凝土天沟的优点是耐久性好，不足之处是造价高，施工复杂；钢板天沟的优点是施工方便、造价低，缺点是天沟环境条件差，特别是东营地区雨水存在腐蚀性，钢板天沟锈蚀严重，天沟使用寿命短。经与胜利油田建设单位协商沟通，建设单位要求采用造价低、施工快的钢板天沟，并要求尽量采取措施延长钢板天沟的使用寿命，于是最终确定采用钢板天沟。钢板天沟固定方式设计优化。平改坡传统钢板天沟做法为用20*5扁钢环绕钢板天沟后用一排自攻螺栓拉结于坡屋面最下部一根檩条上，此种天沟做法在存在腐蚀环境的东营存在缺陷：钢板天沟与最下部檩条拉结的自攻螺栓一旦腐蚀，天沟便存在墜落伤人、砸车等严重安全隐患。经过优化，钢板的天沟可以参照如下方法固定：设置内置角钢天沟支架，并用3个M8螺栓固定于女儿墙侧面，加强天沟固定；同时天沟支架改在天沟内侧，改善了立面外观效果；优化后的天沟做法，可优先施工天沟，将钢板天沟固定于内置角钢支架直接挂于原有女儿墙顶，施工方便。天沟内支架下部水平角钢高于天沟底面50mm，以满足了天沟内排水的要求，同时避免了该角钢长期浸泡在雨水中而产生的锈蚀问题

2.3 坡屋面自由排水挑檐节点设计及优化

当房屋高度不超过10米时，坡屋面也可采用自由排水方式。坡屋面自由排水，屋面水流按抛物线方式自由下落，冲入房屋周边道路范围，影响建筑物四周的交通，使用不便，也存在一定的安全隐患。为防止该问题的出现，对自由排水挑檐进行设计优化，在挑檐最外端设置彩板封檐，将雨水留动方向导向下方，使得雨水的抛物线方向变为垂直向下流动，避免水流外冲造成的使用不便问题。

2.4 坡屋面雨水管设计优化

屋面平改坡利用原有的雨水管将雨水排至地面，同时须保留原有平屋面雨水口，当坡屋顶发生渗漏时，它可以排出坡顶漏水，施工过程中应采取切实有效的措施保护好原有屋面防水层，如有损坏应采用相应的防水材料进行修补恢复。传统钢板天沟新增雨水管直接插入原雨水斗，小雨时该做法没有问题，当遇大雨、暴雨时，雨水管内水流量很大，导致雨水斗处呛水，水流从雨水斗侧面喷出，冲刷墙体，长期作用将导致外墙抹灰开裂、脱落，形成安全隐患，同时雨水斗侧面无序喷水经常影响一楼带院住户的正常生活，居民意见很大。针对雨水管这一问题，设计进行了优化。通过设置三通，将钢板天沟新加雨水管直接接入原有雨水管，使用效果较好。

2.5 平改坡屋面檩条设计优化

传统平改坡屋面檩条采用角钢加木方的做法。优化设计，将角钢檩条旋转180度，取消了木方。经过优化，减小了木材的使用，保护了环境，节约了造价，降低了成本，

2.6 钢结构防腐设计优化

虽然钢结构具有强度高、塑性韧性好、自重轻，制作简便、施工工期短等优点，但是钢材耐腐蚀性和耐锈蚀性差是限制其发展的主要因素。据不完全统计，每年由于腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的4%左右。钢结构的腐蚀不仅造成经济损失，也给结构的安全带来隐患，由于钢材锈蚀而导致的工程事故也屡见不鲜。因此钢结构（特别是薄壁钢构件）的防腐处理具有重要的经济和社会意义。

屋面平改坡工程中用到的所有钢结构构件必须进行彻底除锈，除锈等级达到St2、Sa2级，采用手工及动力工具除锈时，可采用两道底漆、两道面漆的做法；当采用喷射除锈时，宜采用2遍底漆，1～2遍中间漆及2遍面漆的做法。涂层干漆膜总厚度不宜小于120μm（弱侵蚀）及150μm（中等侵蚀）、200μm（较强侵蚀的重要构件）。需加重防腐的部位，可适当增加涂层厚度20～60μm。厚度要均匀、连续完整、无针孔，方可取得良好的防腐效果。构件现场焊缝处须重新进行防腐处理。压型钢板屋面板吊装时应仔细小心，不得破坏板面漆膜，所有安装钻尾丝必须设置防水垫，防止锈蚀隐患。

3 结语

我们仍将不断深入学习，全面考虑施工条件、周围环境、设计可行性和施工成本等多方面的因素，做好结构设计，保证设计优化方案满足建设施工标准与要求，保证房屋建筑的施工质量与施工效率，为人们创造舒适的居住环境。

参考文献：

[1] 白嘉宁.房屋建筑结构设计中的优化技术应用分析[J].四川水泥，2016（11）：58.

[2] 毛添钿.分析房屋结构设计中建筑结构设计的优化策略[J].门窗，2016（11）：146.