大跨度仿古歇山屋面结构的制作方法

本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种大跨度仿古歇山屋面结构。

背景技术：

歇山屋面的特点是整个屋面四面收进，其中，屋顶(即歇山屋面)两侧形成的三角形墙面即为山花，山花收进到到建筑物内部不到一跨的位置，收进处无柱子支撑，空间关系复杂，整个山花及屋面重量传递不明。

传统木结构歇山屋面，工艺复杂，因为木材材料和工法的限制，木结构房屋跨度较小，其屋面重量通过层层叠放传递到柱子上，造成头重脚轻、不利抗震；而且连接节点不够可靠，成为整个结构的薄弱点。另外，木结构不是现代主流结构形式，设计施工均需要专业队伍，后期的维护防腐成本也比较高，使用年限较短。传统木结构多采用顺趴梁法、抹角梁法、金柱法(踩步金发)、斗法等，而以上方法也均不适用于现代主流的钢结构或钢筋混凝土歇山屋面中。

中国专利cn207436259u公开了一种钢结构仿古歇山屋面建筑结构体系，其采用山形的钢斜梁通过连接节点结构搭建在钢立柱顶端，连接节点结构包括呈十字形布置的焊接在立柱顶端外壁的四根h型钢牛腿接头，从而实现了采用钢结构建造歇山屋面。但是，钢结构在景区山区这样湿度大的地区，其防腐蚀防锈蚀能力较差，需要经常维护；另外，钢结构的工字钢外观和螺栓节点和古建筑风格冲突，必须进行装饰遮盖，这给钢结构后期的维护防腐工作增加了难度。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种大跨度仿古歇山屋面结构，以解决现有技术中歇山屋面跨度小、抗震性能差、以及耐腐蚀性能差等问题。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的一种大跨度仿古歇山屋面结构，所述歇山屋面(即屋顶)两侧形成山花，两山花之间形成双坡屋面，其中，

所述双坡屋面通过多个并列设置的第一三角形屋架形成，所述第一三角形屋架包括：连接成人字形的两根斜梁，和一根第一横梁，其中，两根斜梁的下端分别固定在两根立柱上，所述第一横梁固设在两根立柱之间；

所述山花通过第二三角形屋架形成，所述第二三角形屋架包括：连接成人字形的两根斜梁，和一根第二横梁，其中，两根斜梁的下端分别固定在两根立柱上，所述第二横梁固设在两根斜梁之间，所述第二横梁高于所述第一横梁；

所述歇山屋面结构还包括：呈折线形的折梁，所述折梁的第一端支承在所述第一三角形屋架上，第二端支承在位于山花外侧的山墙柱上，所述第二三角形屋架的第二横梁支承在所述折梁上；

所述第一三角形屋架中的斜梁和第一横梁，所述第二三角形屋架中的斜梁和第二横梁，以及折梁为型钢混凝土梁或钢筋混凝土梁。

优选地，所述折梁包括：水平段和斜坡段，其中，所述水平段所在平面与第二三角形屋架所在平面相垂直，所述斜坡段形成山墙坡屋面的支撑梁。进一步地，所述第二横梁支承在所述折梁的水平段上。

优选地，在所述第一三角形屋架和/或第二三角形屋架内还设置有竖向的梁上柱，所述梁上柱的顶端与斜梁固定，底端与第一横梁和/或第二横梁固定。

优选地，所述折梁的第一端可以固定连接在所述第一三角形屋架内的梁上柱上。

优选地，所述折梁均匀设置有多个，间隔与山墙柱间距相同，例如可以为3m～8m；所述梁上柱均匀设置有多个，且一根梁上柱上固定连接有一根所述折梁。例如，所述梁上柱和折梁的间隔可以均为5.25m。

优选地，所述折梁的第一端也可以固定支承在第一三角形屋架中的所述第一横梁上。具体地，采用钢筋和现浇的混凝土浇筑连接固定。

优选地，所述歇山屋面结构的跨度为5m～32m。例如，所述歇山屋面结构的跨度可以为21m。

优选地，所述第二横梁的高度与歇山屋面结构中垂脊和戗脊的交点处的高度相同。

优选地，所述第一三角形屋架中的第一横梁为型钢混凝土梁；所述第一三角形屋架中的斜梁，所述第二三角形屋架中的斜梁和第二横梁，以及折梁均为钢筋混凝土梁。

优选地，所述折梁的斜坡段包括：第一斜坡段和第二斜坡段，其中，所述第一斜坡段位于第二三角形屋架与山墙柱之间，所述第二斜坡段延伸出山墙柱外侧。更优选地，所述第二斜坡段延伸出山墙柱外侧可以形成屋檐，且伸出部分与山墙柱之间的距离可以为2m～5m。例如可以为2.2m。。

与现有技术相比，本发明中通过第一三角形屋架、第二三角形屋架以及折梁的设置，使得歇山屋面结构的传力和受力明确、可靠、合理、简洁，满足强柱弱梁的抗震设计原则，且实现了仿古歇山屋面结构的大跨度形式。其中，较大的第一三角形屋架中的第一横梁承受斜梁产生的拉力，使得立柱不承受横向力，只承受竖向力，即本发明采用三角形的稳定性消除了水平推力；而较小的第二三角形屋架的重量可以通过折梁(折梁作为中间支撑点)直接传递到山墙柱上，从而使得结构具有很好的抗震性能。该结构中第一三角形屋架、第二三角形屋架以及折梁均采用型钢混凝土梁或钢筋混凝土梁制作而成，使得结构具有耐腐蚀、使用寿命长的优点。

同时，本发明还可以通过设置梁上柱，来减小了屋架构件的截面，使其外观更接近轻盈的木结构形式；采用两种三角形屋架与折梁、梁上柱形成了整个屋面系统，同时满足了造型和受力两方面的需求。

附图说明

图1是本发明大跨度仿古歇山屋面结构中第一三角形屋架的结构示意图；

图2是本发明大跨度仿古歇山屋面结构中第二三角形屋架的结构示意图；

图3是本发明大跨度仿古歇山屋面结构中折梁的连接结构示意图；

图4是实施例中大跨度仿古歇山屋面结构的正立面图；

图5是实施例中大跨度仿古歇山屋面结构的山墙立面图；

图6是实施例中大跨度仿古歇山屋面结构的俯视图；

图7是实施例中大跨度仿古歇山屋面结构的剖面示意图；

图8是实施例中大跨度仿古歇山屋面结构的屋面顶部的结构示意图；

图9是实施例中大跨度仿古歇山屋面结构的折梁的平面布置示意图。

其中，图1-图9中，10第一三角形屋架，11斜梁，12第一横梁，20第二三角形屋架，22第二横梁，30折梁，40梁上柱，50立柱，60山墙柱，71正脊，72垂脊，73戗脊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

图1-图3分别示意性地示出了本发明大跨度仿古歇山屋面结构中第一三角形屋架10、第二三角形屋架20、以及折梁30的结构。

本发明提供一种大跨度仿古歇山屋面结构，其中，歇山屋面两侧形成山花，两山花之间形成双坡屋面，本发明中，双坡屋面通过多个并列设置的如图1(阴影部分)所示的第一三角形屋架10形成，山花通过如图2(阴影部分)所示的第二三角形屋架20形成；所述歇山屋面结构还包括：如图3所示的呈折线形的折梁30，所述折梁30的第一端支承在所述第一三角形屋架10上，第二端支承在位于山花外侧的山墙柱60上，所述第二三角形屋架20的第二横梁22支承在所述折梁30上；本发明第一三角形屋架10中的斜梁11和第一横梁12，第二三角形屋架20中的斜梁11和第二横梁22，以及折梁30均为型钢混凝土梁或钢筋混凝土梁。本发明中，所述歇山屋面结构的跨度可以为5m～32m。

本发明通过第一三角形屋架10、第二三角形屋架20以及折梁30的设置，使得歇山屋面结构的传受力明确可靠，其中，三角形屋架的设置不仅满足造型需求，加固需求，同时还利用三角形的稳定性消除了水平推力，具有很好的抗震性能，实现了仿古歇山屋面结构的大跨度形式，采用型钢混凝土梁或钢筋混凝土梁制作，使得结构具有耐腐蚀、使用寿命长的优点。

本发明中，所述双坡屋面通过多个并列设置的第一三角形屋架10形成。如图1所示，所述第一三角形屋架10包括：连接成人字形的两根斜梁11，和一根第一横梁12，其中，两根斜梁11的下端分别固定在两根立柱50上，所述第一横梁12固设在两根立柱50之间。两山花之间的双坡屋面采用较大的三角形屋架设计，实现了大跨度双坡屋面，其中，第一横梁12承受双坡斜梁11产出的拉力，使立柱50不承受横向力，只承受竖向力。

作为一个可选实施例，当第一三角形屋架10跨度较大时，可结合建筑造型在第一三角形屋架10内设置如图1所示的梁上柱40，以减小斜梁11截面，使其外观更接近轻盈的木结构形式。具体地，梁上柱40竖向设置，顶端与斜梁11固定，底端与第一横梁12固定。

本发明歇山屋面顶部两侧的山花分别通过一个第二三角形屋架20形成，内部可以采用砌块填充。如图2所示，所述第二三角形屋架20包括：连接成人字形的两根斜梁11，和一根第二横梁22，其中，两根斜梁11的下端分别固定在两根立柱50上，所述第二横梁22固设在两根斜梁11之间，且第二横梁22高于所述第一横梁12。山花处屋面结构采用较小的三角形屋架设计，其第二横梁22标高由垂脊72和戗脊73的交点确定，即第二横梁22的高度与歇山屋面结构中垂脊72和戗脊73的交点处高度相同。由于第二横梁22标高上提，第二三角形屋架20比第一三角形屋架10小些，参见如图2所示，第二横梁22位于第一横梁12的上方。本发明中第二三角形屋架20中，斜梁11形成了歇山屋面的垂脊72，第二三角形屋架20承担山花重量，斜梁11还承担双坡屋面的重量，第二横梁22承担山墙坡屋面(即山墙顶单屋面)重量，第二横梁22与斜梁11交点作为戗脊73的支点，整个小屋架形成了歇山屋面的造型要点。

作为一个可选实施例，第二三角形屋架20内也可以设置如图2所示的梁上柱40，以减小斜梁11截面，使其外观更接近轻盈的木结构形式。具体地，梁上柱40竖向设置，顶端与斜梁11固定，底端与第二横梁22固定。

如图2和图3所示，为了支承第二三角形屋架20，本发明还设置了呈折线形的折梁30，将折梁30作为中间支撑点，从而使得第二三角形屋架20可以跨越整个房屋的跨度。如图3所示，所述折梁30的第一端支承在所述第一三角形屋架10上，其中，第一端可以通过钢筋和现浇混凝土浇筑连接固定在第一横梁12上，也可以直接固定连接在梁上柱40上；所述折梁30的第二端支承在位于山花外侧的山墙柱60上，所述第二三角形屋架20的第二横梁22支承在所述折梁30上。

优选地，如图3所示，所述折梁30可以包括：水平段和斜坡段。其中，水平段所在平面与第二三角形屋架20所在平面相垂直，所述斜坡段形成山墙坡屋面的支撑梁。进一步地，所述第二横梁22支承在折梁30的水平段上。需要说明的是，水平段也可以在一定角度范围内稍微倾斜。其中，所述斜坡段可以仅包括山墙柱60和第二三角形屋架20之间的一部分，也可以包括位于第二三角形屋架20与山墙柱60之间的第一斜坡段，和向山墙柱60外侧延伸的第二斜坡段两部分(如图8所示，通过三段形成折梁30)，所述第二斜坡段向山墙柱60外侧延伸可以形成屋檐，且末端与山墙柱60之间的距离可以为2m～5m。

本发明中，所述折梁30可以均匀设置多个，间隔与山墙柱60间距相同。所述梁上柱40也可以均匀设置有多个，间隔可以为3m～8m。优选地，将一根折梁30对应地设置在一根梁上柱40上。

下面结合一个实施例以及图4-图9对本发明的技术方案进行描述：

某景区新建索道站房，为中式歇山仿古建筑，如图4和图6-9所示，该歇山屋面结构中，双坡屋面中间形成了正脊71，第二三角形屋架20的斜梁11形成了垂脊72，戗脊73与垂脊72连接。如图4所示，该歇山屋面结构其房屋长度(即长度方向两墙立柱50之间距离)为30m，如图5所示该歇山屋面结构的跨度(即宽度方向两立柱50之间距离)为21m，因跨度长达21m，第一三角形屋架10的第一横梁12采用型钢混凝土梁，其他(例如第一三角形屋架10中的斜梁11，第二三角形屋架20中的斜梁11和第二横梁22，及折梁30等)均采用钢筋混凝土梁。该歇山屋面结构采用的型钢混凝土或钢筋混凝土框架结构，兼顾了混凝土和钢结构的优点，虽然施工稍复杂，但可以使得结构具有跨度大，耐腐蚀，抗震性能好，使用寿命长的优点。

如图8和图9所示，该歇山屋面结构中，每间隔6m设置有一个第一三角形屋架10，共并排间隔设置四个。每个第一三角形屋架10中，每间隔5.25m设置有一个梁上柱40，每个梁上柱40上连接有一个折梁30。如图9所示，折梁30的末端伸出墙立柱50外侧形成屋檐，且伸出部分与墙立柱50之间距离为2200mm，墙立柱50与第二三角形屋架20之间距离为1800mm。

该实施例中，通过第一三角形屋架10、第二三角形屋架20、梁上柱40、折梁30等形成的歇山屋面造型，相比现有技术，能够跨越更大的跨度；采用三角形屋架和折梁30设置使得歇山屋面结构的传力简洁可靠，满足强柱弱梁的抗震设计原则；同时梁上柱40的设置减小了屋架构件的截面，使其外观更接近轻盈的木结构形式；另外该结构采用型钢混凝土梁或者钢筋混凝土梁制作而成，具有造型效果好，房屋内部不设立柱50，使用空间不受影响，耐腐蚀，使用寿命长的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，本发明包括在本发明的精神和技术范围内包括的所有修改、等同物或替换物等。