钢结构仿古屋面结构的制作方法

本发明涉及钢结构与木椽连接技术领域，特别是涉及一种钢结构仿古屋面结构。

背景技术：

以传统建筑文化的内涵为依托，以先进的建筑技术为手段，把中国古典的建筑艺术“语言”，和谐地完美地运用于新的建筑形体上，这才是新时代的美学建筑。

现有的仿古建筑大多是钢筋混凝土结构与木椽的结合，而木椽和檩条与钢筋混凝土结构的固定方式，大多是在钢筋混凝土结构基础上预留凹槽，然后将木椽或檩条卡设在凹槽内进行固定，或在钢筋混凝土结构中预埋钢结构连接件，通过预埋件与木椽连接，这种施工方式施工工作量大，操作难度大，施工质量不易把控，污染严重，施工成本高。

钢结构因其具有强度高、韧性好、构件预制程度高、现场安装快捷方便、抗震性能好等特点，在建筑领域内使用的范围越来越广，而在新时代的美学建筑中，钢结构仿古建筑是钢结构在新领域的探索和尝试。但钢结构在仿古建筑中的应用不是很多，木椽或檩条与钢结构的连接，也尚无较为成熟的技术应用。目前现有的钢结构框架为主体的仿古建筑，或将钢结构支撑的端头卯入木椽中，或将木椽通过固定件或粘结方式与钢梁或钢柱固定，但是对于屋面结构，其形状设计往往具有一定的弧度，并不是规则的直线形，而木椽与钢结构的连接，就往往面临着缺乏合适的着力点或连接契合度不足，导致木椽与钢结构的固定牢固性差，易脱落。

技术实现要素：

本发明提供一种结构简单，施工便捷，木椽与钢结构的连接牢固性强，连接节点处的契合度高的钢结构仿古屋面结构。

解决的技术问题是：现有的木椽与钢结构的连接，或将钢结构支撑的端头卯入木椽中，或将木椽通过固定件或粘结方式与钢梁或钢柱固定，固定牢固性差，施工步骤过于复杂，施工精度差，而且木椽与钢结构的契合度差，连接节点处缺乏合适的着力点，固定牢固性差，易脱落。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明钢结构仿古屋面结构，包括钢结构主体和铺设在钢结构主体上的仿古屋面，所述钢结构主体包括钢柱和设置在钢柱顶部的钢梁，所述仿古屋面包括有木椽和飞椽；其特征在于：

所述钢梁包括有屋脊处钢梁、屋面处钢梁和屋檐处钢梁；

所述仿古屋面上设有上下相邻的两个木椽与屋面处钢梁的连接节点，木椽、飞椽与屋檐处钢梁的连接节点，以及屋脊两侧的两个木椽与屋脊处钢梁的连接节点；

所述上下相邻的两个木椽与屋面处钢梁的连接节点包括有上下相邻的两个木椽、屋面处钢梁、以及连接两个木椽与屋面处钢梁的第一连接件；木椽两端分别通过第一连接件与屋面处钢梁固定；所述屋面处钢梁的顶面倾斜设置；所述第一连接件为沿屋面处钢梁长度方向、通长设置、截面形状为倒t形的型钢，包括底板和与底板中轴线连接的夹板，底板与屋面处钢梁的顶面固定，夹板与底板相互垂直；木椽端部与夹板一侧的底板固定、端面贴合夹板侧壁设置；

所述木椽、飞椽与屋檐处钢梁的连接节点包括飞椽、与飞椽相邻的木椽、屋面处钢梁、第二连接件和连接臂；飞椽的连接端部通过连接臂与木椽固定；所述屋檐处钢梁的顶面倾斜设置；所述第二连接件为沿屋檐处钢梁长度方向、通长设置的型钢，包括肢板一、肢板二和肢板三，肢板一与屋檐处钢梁顶面固定，肢板二的一侧边沿与肢板一的一侧边沿连接，肢板三的一侧边沿与肢板一和肢板二相交边焊接，肢板三垂直于肢板一设置；飞椽连接端部贴合肢板一、端面贴合肢板三侧壁设置；所述木椽端部贴合肢板二、端面贴合肢板三的另一侧壁设置；所述连接臂设置在飞椽上，包括相互连接的连接一臂和连接二臂，连接一臂与飞椽固定连接，连接二臂与和飞椽相邻的木椽固定连接；

所述屋脊两侧的两个木椽与屋脊处钢梁的连接节点包括位于屋脊两侧的两个木椽、屋脊处钢梁、第三连接件和屋脊木方；所述屋脊处钢梁的顶面水平设置，第三连接件包括两个开口相对设置的角钢，角钢分别设置在屋脊处钢梁顶面的两侧边沿上，沿屋脊的延伸方向、通长设置，两个角钢之间贴合设置有屋脊木方；屋脊木方沿第三连接件的长度方向、通长设置，屋脊木方顶部设置有与屋脊两侧木椽端部贴合的倾斜面，木椽与屋脊木方固定连接。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述钢梁的四周设置有木饰板和连接木饰板与钢梁的支撑组件，所述支撑组件包括支撑角钢和木龙骨，支撑角钢的一侧肢板与钢梁焊接连接，另一侧肢板与木龙骨连接，木龙骨沿支撑角钢的长度方向、通长设置；所述木饰板围设在木龙骨外侧。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述屋脊处钢梁为截面形状为王字形的型钢，包括相互平行的上翼缘板、中翼缘板和下翼缘板，以及与其垂直设置的腹板，上翼缘板与中翼缘板等宽设置，下翼缘板的宽度为上翼缘板宽度的1/3-1/2。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述屋面处钢梁为截面形状为壬字形的型钢，包括顶面钢板、水平中板、水平底板和与水平底板垂直设置的连接腹板，顶面钢板倾斜设置，倾斜角度与屋面的倾斜角度一致，水平底板的宽度不超过水平中板宽度的2/3。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述屋檐处钢梁包括上工字钢和下工字钢，上工字钢的下翼缘板与下工字钢的上翼缘板连接，上工字钢的上翼缘板倾斜设置。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述第二连接件中肢板二与肢板一之间的夹角为130-180°；连接一臂与连接二臂之间的夹角与肢板二与肢板一之间的夹角一致。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述第二连接件中肢板一的宽度不小于120mm；肢板二的宽度为肢板一宽度的0.5-1倍；肢板三的宽度为肢板一宽度的0.4-0.8倍；所述肢板一、肢板二和肢板三均为厚度不小于4mm的钢板。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述连接一臂的长度不小于飞椽长度的1/3，连接二臂的长度不小于连接一臂长度的1/2，连接一臂和连接二臂均采用宽度不超过50mm、厚度不小于4mm的钢板条制成。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述连接臂上还设置有螺杆，螺杆从连接臂上表面穿过连接臂至连接臂下方，位于连接臂下方的螺杆贴合肢板三远离飞椽一侧的侧面设置。

本发明钢结构仿古屋面结构，进一步的，所述位于连接臂下方的螺杆的长度不小于肢板三宽度的1/2。

本发明钢结构仿古屋面结构与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明钢结构仿古屋面结构以钢结构为建筑主体支撑框架，以木椽为屋面，采用不同的连接节点，将木椽和飞椽与钢结构主体连接，结构简单，施工可操作性强，大大提高了施工效率，实现了中国古典艺术与现代建筑的完美结合。

本发明将位于屋面和屋檐处的钢梁的顶面设计成与屋面设计角度一致的倾斜面，在倾斜面上设置连接件，通过连接件连接两侧的木椽，不仅增大了木椽的固定面，提高了木椽或飞椽与连接件之间的契合度，提高了固定的牢固性，而且在此连接节点处，可以通过设置连接件与木椽或飞椽接触固定的钢板之间的夹角，轻松实现仿古屋面的弧度设计，最大程度的减小了直线型木椽给建筑设计带来的局限性。

本发明在飞椽的位置还加设有连接臂，连接飞椽和木椽，并通过螺杆与连接件卡固，双重加固，提高了固定的牢固性，施工难度小，施工质量可控化程度高，大大提高了飞椽与钢结构主体的固定牢固性，避免了悬挑设置的飞椽的脱落。

本发明在设有墙面钢柱的特殊位置，采用了特殊的连接节点，结构简单，便于施工，飞椽通过插接板与墙面钢柱连接，应用更加灵活。

本发明在屋脊处的木椽连接，根据屋面的倾斜角度不同，在连接件上设置了具有一定截面形状的屋脊木方，使得屋脊木方顶部的斜面与屋面木椽贴合设置，然后将木椽与屋脊木方直接固定，不仅提高了木椽与固定结构的契合度，增加了固定的牢固性，而且应用灵活，使用范围广泛，适用于各种屋面形状的设计要求。

下面结合附图对本发明的钢结构仿古屋面结构作进一步说明。

附图说明

图1为本发明钢结构仿古屋面结构的结构示意图；

图2为图1中部位a即屋面钢骨与木椽的连接节点示意图；

图3为图1中部位b即飞椽与钢梁的连接节点示意图；

图4为飞椽与立柱的连接节点示意图；

图5为图1中部位c即屋脊处木椽与钢梁的连接节点示意图。

附图标记：

11-屋脊处钢梁；12-屋面处钢梁；13-屋檐处钢梁；14-木饰板；15-支撑角钢；16-木龙骨；2-钢柱；3-木椽；4-飞椽；5-第一连接件；51-底板；52-夹板；6-第二连接件；61-肢板一；62-肢板二；63-肢板三；7-连接臂；71-连接一臂；72-连接二臂；73-螺杆；81-插接板；82-墙面钢柱；91-第三连接件；92-屋脊木方。

具体实施方式

如图1所示，本发明钢结构仿古屋面结构包括钢结构主体和铺设在钢结构主体上的仿古屋面，钢结构主体包括钢柱2和设置在钢柱2顶部的钢梁，仿古屋面包括有木椽3和飞椽4；

钢梁包括有屋脊处钢梁11、屋面处钢梁12和屋檐处钢梁13；

仿古屋面上设有上下相邻的两个木椽3与屋面处钢梁12的连接节点，木椽3、飞椽4与屋檐处钢梁13的连接节点，以及屋脊两侧的两个木椽3与屋脊处钢梁11的连接节点；

如图2所示，上下相邻的两个木椽3与屋面处钢梁12的连接节点包括上下相邻的两个木椽3、屋面处钢梁12、连接木椽3与屋面处钢梁12的第一连接件5；

木椽3并列排布、间隔设置在屋面上，两端分别通过第一连接件5与屋面处钢梁12固定；

屋面处钢梁12为截面形状为壬字形的型钢，包括倾斜设置的顶面钢板、水平中板、水平底板和与水平底板垂直设置的连接腹板，顶面钢板的倾斜角度与屋面的倾斜角度一致，水平底板的宽度不超过水平中板宽度的2/3；屋面处钢梁12的四周设置有木饰板14和连接木饰板14的支撑组件，支撑组件包括支撑角钢15和木龙骨16，支撑角钢15根据屋面处钢梁12的外形设计，可以设置在屋面处钢梁12的四周端部，还可设置在屋面处钢梁12的水平中板的端头或连接腹板两侧，支撑角钢15的一侧肢板与屋面处钢梁12焊接连接，另一侧肢板与木龙骨16连接，木龙骨16沿支撑角钢15的长度方向、通长设置，木龙骨16通过螺栓或钢钉与支撑角钢15固定连接；木饰板14围设在木龙骨16外侧，木饰板14通过固定钉、螺栓和/或粘接胶与木龙骨16固定，或与相邻的木饰板14固定，相邻木饰板14之间的缝隙内以密封胶封堵密封；

第一连接件5设置在屋面处钢梁12顶面上，第一连接件5沿屋面处钢梁12长度方向、通长设置，第一连接件5为倒t形的型钢，包括底板51和与底板51中轴线连接的夹板52，底板51与屋面处钢梁12顶面焊接连接，底板51的宽度为200-240mm，夹板52与底板51相互垂直，夹板52的宽度为底板51宽度的1/4-1/3，底板51与夹板52均为厚度不小于4mm的钢板；

木椽3端部的端面贴合第一连接件5的夹板52侧壁设置，木椽3端部贴合夹板52一侧的底板51、通过螺栓或钢钉与底板51连接固定，所用螺栓的公称直径不小于10mm；木椽3的截面为正方形，夹板52的宽度不大于木椽3截面的边长，本实施例中使用的木椽3的规格为80*80mm。

如图3所示，木椽3、飞椽4与屋檐处钢梁13的连接节点包括木椽3、飞椽4、屋檐处钢梁13、第二连接件6和连接臂7；

飞椽4并列排布、间隔设置，飞椽4的连接端部通过连接臂7与木椽3固定；飞椽4的截面为正方形，本实施例中使用的飞椽4的规格为80*80mm；

屋檐处钢梁13包括上工字钢和下工字钢，上工字钢的下翼缘板与下工字钢的上翼缘板连接，上工字钢的上翼缘板倾斜设置；屋檐处钢梁13的四周设置有木饰板14和连接木饰板14的支撑组件，支撑组件包括支撑角钢15和木龙骨16，支撑角钢15根据屋檐处钢梁13的外形设计，可以设置在上工字钢和下工字钢的四周端部，还可设置在上工字钢或下工字钢的腹板两侧，支撑角钢15的一侧肢板与屋檐处钢梁13焊接连接，另一侧肢板与木龙骨16连接，木龙骨16沿支撑角钢15的长度方向、通长设置，木龙骨16通过螺栓或钢钉与支撑角钢15固定连接；木饰板14围设在木龙骨16外侧，木饰板14通过固定钉、螺栓和/或粘接胶与木龙骨16固定，或与相邻的木饰板14固定，相邻木饰板14之间的缝隙内以密封胶封堵密封；

第二连接件6设置在屋檐处钢梁13的顶面上，第二连接件6为沿屋檐处钢梁13长度方向、通长设置的型钢，包括肢板一61、肢板二62和肢板三63，肢板一61下表面与上工字钢的上翼缘板焊接固定，肢板一61的宽度不小于120mm；肢板二62的一侧边沿与肢板一61的一侧边沿连接，肢板二62与肢板一61之间的夹角为130-180°，具体的倾斜角度根据屋面设计的形状灵活变化，肢板二62的宽度为肢板一61宽度的0.5-1倍；肢板三63的一侧边沿与肢板一61和肢板二62相交边焊接，肢板三63垂直于肢板一61设置，肢板三63的宽度为肢板一61宽度的0.4-0.8倍；肢板一61、肢板二62和肢板三63均为厚度不小于4mm的钢板；

飞椽4连接端部贴合肢板一61、端面贴合肢板三63侧壁设置；木椽3端部贴合肢板二62、端面贴合肢板三63的另一侧壁设置；连接臂7设置在飞椽4上，连接臂7包括一体制成的连接一臂71和连接二臂72，连接一臂71的一端与连接二臂72的一端连接，连接一臂71与连接二臂72之间的夹角与第二连接件6的肢板一61与肢板二62之间的夹角一致；连接一臂71通过钢钉与飞椽4固定连接，连接二臂72通过钢钉与和飞椽4相邻的木椽3固定连接；连接一臂71的长度不小于飞椽4长度的1/3，连接二臂72的长度不小于连接一臂71长度的1/2，连接一臂71和连接二臂72均采用宽度不超过50mm、厚度不小于4mm的钢板条制成；

螺杆73设置在连接臂7上，螺杆73从连接臂7上表面穿过连接臂7至连接臂7下方，位于连接臂7下方的螺杆73长度不小于肢板三63宽度的1/2，位于连接臂7下方的螺杆73贴合肢板三63远离飞椽4一侧的侧面设置，螺杆73的公称直径不小于15mm。

如图4所示，位于外墙面的墙面钢柱82处，飞椽4与墙面钢柱82的连接节点包括飞椽4、墙面钢柱82和插接板81；

飞椽4通过插接板81与墙面钢柱82连接，插接板81一端与墙面钢柱82焊接固定，另一端从飞椽4的连接端部、垂直于端面插入飞椽4内，插接板81与飞椽4通过螺栓固定，螺栓的公称直径不小于10mm；插接板81为厚度不小于10mm的钢板条，插接板81的宽度不小于30mm，长度不小于飞椽4长度的1/5。

如图5所示，屋脊两侧的两个木椽3与屋脊处钢梁11的连接节点包括屋脊两侧的两个木椽3、屋脊处钢梁11、第三连接件91和屋脊木方92；

屋脊处钢梁11为截面形状为王字形的型钢，包括相互平行的上翼缘板、中翼缘板和下翼缘板，以及与其垂直设置的腹板，上翼缘板水平设置，上翼缘板与中翼缘板等宽设置，下翼缘板的宽度为上翼缘板宽度的1/3-1/2；屋脊处钢梁11的四周设置有木饰板14和连接木饰板14的支撑组件，支撑组件包括支撑角钢15和木龙骨16，支撑角钢15根据屋脊处钢梁11的外形设计，可以设置在屋脊处钢梁11的四周端部，还可设置在中翼缘板两端，或腹板两侧，支撑角钢15的一侧肢板与屋脊处钢梁11焊接连接，另一侧肢板与木龙骨16连接，木龙骨16沿支撑角钢15的长度方向、通长设置，木龙骨16通过螺栓或钢钉与支撑角钢15固定连接；木饰板14围设在木龙骨16外侧，木饰板14通过固定钉、螺栓和/或粘接胶与木龙骨16固定，或与相邻的木饰板14固定，相邻木饰板14之间的缝隙内以密封胶封堵密封；

第三连接件91包括两个开口相对设置的角钢，角钢分别设置在屋脊处钢梁11顶面的两侧边沿上，沿屋脊的延伸方向、通长设置，角钢的一侧肢板与顶面钢板焊接固定；角钢为50*50*4mm的等边角钢；两个角钢之间贴合设置有屋脊木方92；

屋脊木方92沿第三连接件91的长度方向、通长设置，屋脊木方92通过钢钉与第三连接件91固定，屋脊木方92顶部具有与两侧木椽贴合的倾斜面，本实施例中屋脊木方92的纵截面上部呈三角形，屋脊两侧的木椽3端部贴合屋脊木方92顶部斜面、通过钢钉与屋脊木方92固定。

屋脊上沿长度方向、均匀间隔设置有防滑钢管，防滑钢管为厚度不小于2mm的方钢，相邻防滑钢管之间的距离不超过1.2m。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。