[发明专利]钢管装配剪力键大、中跨度屋顶空腹保温隔热结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑结构，特别是一种应用于大、中跨度建筑屋顶的钢管装配剪力键大、 中跨度屋顶空腹保温隔热结构。

背景技术

利用空气间层增加建筑墙面和屋面的热阻，是建筑保温隔热中经常采用的措施之一。

传统的建筑屋面常采用架空隔热层做法如图1所示，该方法在结构层上支砖墩，砖墩上 搁置预制小板，在预制小板与结构层之间形成了空气层以达到隔热之效果。砖砌支墩及其上 的预制隔热小板不成为结构构件，仅仅是为了形成架空的空腔以达保温隔热之目的。此时砖 砌支墩及其上的预制小板对结构层而言是外加的荷载，特别是结构层的厚度随着跨度的增加 而需加厚，从而增加荷载。这种做法存在的问题是：首先它不适用于上人屋面；其次，随着 使用年份的增加，预制小板多有断裂、毁坏等现象；再者，小砖墩及其上的预制小板增加了 结构层的负荷量。屋顶作为主要的围护结构，除了肩负着保温隔热的作用之外，还起着更为 重要的防水、防渗的作用。传统的架空层屋面只在结构层上设有一道防水层，该道防水层随 着使用年份的增加，要行翻修或检修，在检修前需首先拆除预制小板和砖支墩，这无疑增加 了检修的费用和周期。目前屋顶的渗水、漏水是工程技术人员力图彻底解决又仍未完成的一 大难题。特别是在大、中跨度的屋面中，既要达到保温隔热，又要防止屋顶的渗水、漏水， 这些问题一直困扰着建筑技术领域。

众所周知，随着结构跨度的增加，为了满足变形的要求，结构的高度也相应地增加，从 结构受力的角度来看，增加结构的高度可以使结构承受更大的弯矩，试想，在中、大跨度的 屋顶结构中采用空腹结构可以减少材料的用量，提高结构的承载效率。但是空腹结构的力学 分析表明，随着结构高度的增加，整体弯曲变形减小而剪切变形则逐步增加。因此，仅从结 构受力合理的角度来说，空腹结构存在一个合理的高度，使得结构的刚度最大。此外，空腹 结构的高度(此高度影响空气间层的厚度)还受到其它因素如建筑要求、施工便捷等的制约。

从建筑热工的知识我们知道，热量的传递主要通过三个途径，一为导热，二为对流，三 为辐射。在建筑物的屋顶采用空腹夹层结构，在上、下板肋之间形成空气间层，无疑增加了 建筑屋顶层的总热阻，但是理论分析表明，空气间层的热阻在空气间层的厚度超过一定量时， 其热阻值几乎不变。也就是说，热阻值并非随着空气间层厚度的增加而增加。为了改善建筑 空腹屋顶的保温隔热性能，我们应当寻求热量的对流以及减少热量的辐射。

屋顶空腹夹层结构在满足强度和刚度要求时，结构的高度不大，通常在1/25～1/30的 跨度左右。以往空腹夹层结构的施工是现浇下层的板肋和上下层板肋之间的剪力键，再利用 预制板或特制的模壳(该模壳不再取出)作为上层板肋的模板浇注上层板肋，形成的空腹夹 层结构具有封闭的空气间层。由于结构的高度不大，剪力键的施工难度较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种集建筑结构的跨越功能与建筑保 温隔热功能于一体的钢管装配剪力键大、中跨度屋顶空腹保温隔热结构。

为了达到上述目的，本发明提供的钢管装配剪力键大、中跨度屋顶空腹保温隔热结构， 它包括上弦肋板层、下弦肋板层和剪力键，其特征是所述的剪力键是钢管剪力键，上弦肋板 层包括上弦肋和上弦板，下弦肋板层包括下弦板和下弦肋，下弦板和下弦肋以及竖向钢管剪 力键的下部在顶层楼面通过支模板和钢筋，一次性现场浇注混凝土生成一体结构，并且由此 由上弦肋板层和下弦肋板层通过钢管剪力键连接成空腹结构。其特征是钢管剪力键分成上部 钢管剪力键和下部钢管剪力键，装配的位置设在剪力键高度的中部，上弦肋板层和下弦肋板 层通过钢管剪力键组成结构承力构件的一部分与其下的屋面结构层组成共同受力的空腹结 构；上部钢管剪力键和下部钢管剪力键上分别设有上部剪力键钢管螺纹和下部剪力键钢管螺 纹，并通过开孔螺母连接成整体。开孔螺母可以是六角螺母。