1、浅析既有居住建筑“平改坡”结构形式的选择【摘要】本文首先探讨了既有居住建筑“平改坡”几种形式的比较，从而确定轻型装配式钢结构体系在“平改坡”中的优势。然后从轻型装配式钢结构体系在“平改坡”工程中的适用性、施工技术等方面论述该结构体系，从而证明轻型装配式钢结构体系是“平改坡”工程中的较为理想的选择。 【关键词】节能改造 平改坡 钢结构体系 中图分类号： TE08 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 我国既有建筑将近 400 多亿平方米，而达到节能建筑标准的不足5，即使是新建筑，也有 90以上仍属于高能耗1。为此， 中共中央关于制定国民经济和社会发展第是一个五年规划的建筑中提出要“建设资源节约型
2、、环境友好型社会” ， “加快企业节能降耗的技术改造” ，“发展节能省地型建筑，形成健康文明、节约资源的消费模式” 。 到目前为止，北京累计已建成节能住宅约 8000 万平方米，还有约 1.1 亿平方米是早期建造的非节能住宅。这些非节能住宅不但大量耗费采暖能源，有些房屋冬天还存在室内结露和寒气逼人的现象，这与社会的经济发展和人们生活水平的不断提高很不相称。 对既有居住建筑进行节能改造主要从外墙、外门窗和屋面等围护结构进行改造。而屋面的能耗在既有建筑围护结构总能耗中约占 9%2，因此对屋面进行节能改造是降低建筑能耗的有效途径。而对既有居住建筑进行“平改坡”改造不仅符合北京市政府“北京市建筑节能管
3、理规定”的精神也是贯彻落实“北京历史文化名城保护规划”的要求。 二、 “平改坡”的几种结构形式比较 “平改坡”屋面主要有下面几种结构形式： 粘土空心砖砌体结构 钢结构或混凝土框架，轻质空心砌块填充结构 轻型装配式钢结构 三种主要的结构形式中，前两种由于自重大，抗震性能差，已经逐步被轻型装配式钢结构形式所取代。这是因为轻型装配式钢结构自重仅是陶粒砌块和粘土空心砖结构的 1/4，据相关文献，用轻型装配式钢结构进行“平改坡” ，增加的结构自重不高于原来屋面的女儿墙、防水和保温的重量；轻型装配式屋面与承重骨架采用机械连接，抗震性能大大提高，地震时不会脱离建筑物，因此不会坠落伤人；轻型装配式屋面的结构构
4、件均在工厂生产，在现场进行组装，相比其他结构体系，可以缩短工期20以上3，另外，由于装配式钢结构构件自重较轻，无需大型吊装设备进行施工，不产生噪音，不影响居民的日常生活和工作。 因此，通过比较就可以看出，轻型装配式钢结构体系在既有居住建筑“平改坡”改造中拥有很多优势，是目前“平改坡”结构形式的最佳选择。 三、采用轻型装配式钢结构进行“平改坡”改造的实用性 轻型装配式钢结构体系的荷载要求 根据相关文献，在屋面利用轻型装配式钢结构进行“平改坡”增加的结构自重低于屋面原女儿墙、防水和保温的重量之和。因此不会对原有结构造成损坏。在进行“平改坡”的改造之前也无需对原结构进行加固，大大缩短工期降低了造价。
5、 轻型装配式钢结构体系的工艺要求 目前既有建筑“平改坡”工程中最困难的问题就是如何在保证工程安全质量的前提下，把对下层居民正常生活的影响降到最小，使这项惠民工程得到顺利实施。而轻型装配式钢结构体系相比于其他结构体系，可以在现场外进行焊接完成后吊装到屋顶进行安装就位（图 1） 。把对居民正常生活的影响降到了最小，同时保护了已做好的防水层，可谓灵活而安全。 轻型装配式钢结构体系的施工环境要求 由于轻型装配式钢结构体系 75%的构件均为工厂化生产，现场组装，所以施工简便快捷，避免物料的存放和建筑垃圾的堆积，对生活区环境影响很小。 另外，整个施工过程除浇注钢筋混凝土圈梁时有少量湿作业外，其他均为干作业
6、，现场文明整洁，并且对下层居民影响小。最后，施工噪音小，整个施工过程无大型和高震动、高噪音设备，不影响周围居民的正常休息。 通过上述的实用性分析可知，轻型装配式钢结构体系在既有居住建筑“平改坡”的改造中是完全可行的。 四、轻型装配式钢结构体系在“平改坡”工程中的施工技术 为了增加新增坡屋顶屋面的整体刚度，保证轻型钢架与原屋面结构牢固连接，需要在原有平屋顶承重墙上增设现浇钢筋混凝土圈（卧）梁。在圈（卧）梁上建立由圆型钢柱和双角钢构成的屋架体系，再与由 C 型钢檩条、拉条及合成树脂瓦建立紧密联系，形成平改坡的整个钢结构体系。 新增现浇混凝土圈梁的技术要求 新增加的钢筋混凝土圈梁，在外墙一圈及钢架下
7、部沿房屋横向承重墙的位置布置钢筋混凝土卧梁与原圈梁重合。通过植入原屋顶圈梁的钢筋实现新、旧两部分圈梁连接，植筋前需将原屋面防水层及保温层局部铲除（该道工序对原屋面的少量破坏之处，在施工完毕后需进行修复） ，露出原屋面结构，植筋做法为沿着承重墙中心植设121000 ，植筋完成后待锚固胶粘接强度达到规范要求时，砌筑 260 高砖墙在砖墙上做240X240 卧梁。当横墙中间有大洞口、中途截断或沿钢梁方向柱距较大时需增设架空梁，架空梁两端与圈（卧）梁或支墩连接，支墩植设用12300 ，梁底用 20 厚的聚苯乙烯泡沫塑料垫起，不与原屋面直接接触。 新增钢屋架技术要求 斜梁和立柱构成轻型钢架。此种形式的屋
8、面斜梁跨度尺寸在 58 米之间，开间尺寸按 2.74.0 米考虑由 24 个圆形立柱支承，立柱间距2m（如图 2 所示）屋脊中柱选用121x3 圆钢管，除屋脊中柱外其他立柱选用70x2.0 圆钢管。在每个屋架体系中当长方向不超过 60 米时须在临近端部的第二或第三个开间位置增设水平支撑和垂直支撑，当屋架体系超过 60 米时须在中间开间位置再增设一道水平和垂直支撑，水平支撑和垂直支撑可以有效的增加屋面体系的刚度，并抵抗钢架平面外的水平荷载。钢结构屋面通过圆形 立 柱 与 下 部 圈 （卧）梁 的 预 埋 钢 板建立高强度连接，各向受力均匀，用钢量省，构造比较简单，适合平改坡工程中的施工速度快、质
9、量要求高的工程特点。 对屋盖的技术要求 屋盖体系是由 C 型钢檩条、连接拉杆及合成树脂瓦构成，C 型檩条安装首先确保屋脊位置檩间距为 360mm，其余檩条布置原则沿屋面坡度间距660mm 均匀布置，为保证檩条的稳定性，在檩条长度方向上开间2000mm时设拉条一道，斜拉条主要是减少檩条的侧向变形和扭转，设置角钢檩托来连接檩条与钢梁，达到阻止檩条端部截面扭转的目的，合成树脂瓦与檩条上缘建立紧密连接，连接点做好必要的防水措施。 五、结束语 既有居住建筑进行“平改坡”改造，对于降低居住建筑能耗，改善居住环境和美化统一城市景观都有重要的现实意义。采用轻型装配式钢结构进行“平改坡”至少可节约建筑成本 10
10、0 元/平方米，按每年完成1000 万平方米计算，可节约资金 10 亿元。 此技术的应用，解决了目前制约既有建筑“平改坡”大面积改造的瓶颈问题，减少了施工过程中对周围居民正常生活的干扰，减少了居民与施工单位、开发单位的纠纷，有利于“平改坡”工程和谐快速的进行。 轻型装配式钢结构体系在“平改坡”中的优势和适用性以及技术的成熟性都预示着轻型装配式钢结构体系是“平改坡”工程的最佳选择。 【参考文献】 冉永平.我国建筑领域能耗高 建筑节能潜力大期待突破 N.人民日报，20060904 陈冬临. 柳钢住宅小区既有建筑“平改坡”改造的可行性研究J.建材与装饰：上旬 2011 年第 10 期 60-61 页,共 2 页 吕晓华，王桂起浅析轻型装配式钢结构体系在既有建筑“平改坡”中的应用优势J工程技术，137138 住房和城乡建设部办公厅以建办科函201275 号 既有居住建筑节能改造指南
