一种钢结构仿真茅草主题屋顶及其施工方法
阅读说明：本技术 一种钢结构仿真茅草主题屋顶及其施工方法 (Steel structure simulation thatch theme roof and construction method thereof ) 是由 王磊 王鸿章 赵汉涛 李晓明 张萍梅 胡慧超 太昌盛 于 2021-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种钢结构仿真茅草主题屋顶及其施工方法,钢结构仿真茅草主题屋顶包括屋顶钢架系统、设置在屋顶钢架系统上的屋面围护系统以及设置在屋面围护系统上的主题装饰系统；屋顶钢架系统包括多根呈棱锥形分布的钢梁以及固设在相邻钢梁之间的多道环向分布的连接梁；屋面围护系统包括固设在钢梁上的压型钢板、铺设在压型钢板上的水泥板以及设置在水泥板上的防水卷材；主题装饰系统包括沿屋顶环向布置的镀锌方钢管、固设在镀锌方钢管侧面并与水泥板固结的角钢、固设在镀锌方钢管顶面的夹持件以及一端设置在夹持件内的仿真茅草。本申请具有节能环保、施工速度快,操作方便,易于满足建筑外形多样化的要求,装饰效果好,使用寿命长的优点。(The invention discloses a steel structure simulation thatch theme roof and a construction method thereof, wherein the steel structure simulation thatch theme roof comprises a roof steel frame system, a roof enclosure system arranged on the roof steel frame system and a theme decoration system arranged on the roof enclosure system; the roof steel frame system comprises a plurality of steel beams which are distributed in a pyramid shape and a plurality of connecting beams which are fixedly arranged between the adjacent steel beams and are distributed annularly; the roof enclosure system comprises a profiled steel sheet fixedly arranged on the steel beam, a cement board paved on the profiled steel sheet and a waterproof coiled material arranged on the cement board; the theme decoration system comprises galvanized square steel pipes arranged along the circumferential direction of a roof, angle steel fixedly arranged on the side faces of the galvanized square steel pipes and fixedly connected with a cement plate, clamping pieces fixedly arranged on the top faces of the galvanized square steel pipes and simulated thatch with one end arranged in the clamping pieces. The building appearance diversification-resistant building decoration method has the advantages of energy conservation, environmental protection, high construction speed, convenience in operation, easiness in meeting the requirement of building appearance diversification, good decoration effect and long service life.)
技术领域
本发明涉及建筑屋顶的技术领域，特别是涉及一种钢结构仿真茅草主题屋顶及其施工方法。
背景技术
现代主题建筑设计中，越来越多的景区选用茅草来装饰建筑的屋顶，营造出简约古朴的建筑风格。
然而，这些建筑的屋顶结构多采用木结构屋顶或者现浇混凝土结构屋顶等传统的屋顶结构，采用真茅草加以装饰达到主题效果。但存在以下问题：1）木结构屋顶防火性能较差，耗费木材，施工周期长；2）混凝土结构屋顶施工速度较慢，造价较高，易产生粉尘、噪音等污染；3）木结构和混凝土结构屋顶均不易满足主题建筑外形多样化的要求；4）真茅草易燃，不满足建筑防火要求。以上问题均可能影响建筑的使用功能和使用安全，且不利于节约建造成本。
发明内容
本发明提供一种钢结构仿真茅草主题屋顶及其施工方法，具有节能环保、施工速度快，操作方便，易于满足建筑外形多样化的要求，装饰效果好，使用寿命长的优点。
解决的技术问题是：现有的木结构屋顶，1）防火性能较差，耗费木材，施工周期长；2）混凝土结构屋顶施工速度较慢，造价较高，易产生粉尘、噪音等污染；3）木结构和混凝土结构屋顶均不易满足主题建筑外形多样化的要求；4）真茅草易燃，不满足建筑防火要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶，包括屋顶钢架系统、设置在屋顶钢架系统上的屋面围护系统以及设置在屋面围护系统上的主题装饰系统；
所述屋顶钢架系统包括多根呈棱锥形分布的钢梁以及固设在相邻钢梁之间的多道环向分布的连接梁，所述连接梁沿着钢梁长度方向设置多道；
所述屋面围护系统包括固设在钢梁上的压型钢板、铺设在压型钢板上的水泥板以及设置在水泥板上的防水卷材；
所述主题装饰系统包括沿屋顶环向布置的镀锌方钢管、固设在镀锌方钢管侧面并与水泥板固结的角钢、固设在镀锌方钢管顶面的夹持件以及一端设置在夹持件内的仿真茅草，所述镀锌方钢管沿着屋顶径向间隔设置多道。
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶，进一步的，所述钢梁呈坡度设置。
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶，进一步的，所述防水卷材顶面于屋顶檐口处安装有第一泛水板。
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶，进一步的，所述镀锌方钢管底面与屋面围护系统顶面留有间隙。
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶，进一步的，所述屋顶钢架系统顶部中心安装有旗杆。
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶，进一步的，所述旗杆外包裹有FRP构件，所述FRP构件与旗杆之间填充有树脂，所述树脂包裹防水卷材收头。
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶，进一步的，所述FRP构件下部设有一周第二泛水板，所述第二泛水板上端贴合连接在FRP构件外侧，下端贴合连接在仿真茅草上。
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶，进一步的，所述旗杆下端固设有安装板，所述安装板与钢梁固结。
本发明一种钢结构仿真茅草主题屋顶的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：安装屋顶钢架系统：将钢梁和连接梁连接形成棱锥结构，在屋顶中心竖直安装一根旗杆，旗杆底部安装板与钢梁焊接固定；
步骤2：安装屋面围护系统：在钢梁上铺设压型钢板，压型钢板上铺设水泥板，水泥板上铺设防水层，在屋顶檐口位置安装第一泛水板；
步骤3：安装主题装饰系统：首先组装镀锌方钢管和角钢，组装时，将镀锌方钢管底面和角钢底面留有一定间距，然后沿屋顶环形布置镀锌方钢管，并将角钢与水泥板固结；将仿真茅草安装在夹持件内，然后从屋顶底部到顶部依次安装仿真茅草，安装时将夹持件与镀锌方钢管固结；
步骤4：防水处理：在旗杆外增加FRP构件，并将旗杆和FRP构件之间的间隙采用树脂填充，填充时将屋面防水卷材收头包裹在树脂内；在FRP构件外侧安装第二泛水板。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本申请采用钢结构作为屋顶主结构，可以根据主题需要将结构加工成任意外形，采用压型钢板作为屋面系统承重板，然后在承重板上铺设水泥板、防水层，安装茅草龙骨和仿真茅草，从而达到屋面防水和主题装饰的效果，此种屋面系统设计节能环保，施工速度块，操作方便，易于满足建筑外形多样化的要求，装饰效果逼真，使用寿命长；
2、本申请通过采用钢结构施工仿真茅草屋顶，安装效果高，工期短；并且钢结构屋顶所采用的构件都是工厂规模化生产，加工精度高，有利于现场施工精度控制；此外钢结构仿真茅草屋顶可干式施工，节约用水，施工占地少，产生的噪音小，粉尘少，且建筑外形容易满足多样化要求和艺术要求，大量减少混凝土和砖瓦的施工，绿色环保，并且后期建筑寿命到期后，钢结构仿真茅草屋顶产生的固体垃圾少，且可回收。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明钢结构屋顶的立面示意图；
图2为图1中A部分放大示意图；
图3为镀锌方钢管安装平面图；
图4为图1中B部分放大示意图。
附图标记：
1、屋顶钢架系统；11、钢梁；12、连接梁；2、屋面围护系统；21、压型钢板；22、水泥板；23、防水卷材；3、主题装饰系统；31、镀锌方钢管；32、角钢；33、夹持件；34、仿真茅草；4、第一泛水板；5、旗杆；6、安装板；7、FRP构件；8、树脂；9、第二泛水板。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开一种钢结构仿真茅草主题屋顶及其施工方法，钢结构仿真茅草主体屋顶包括屋顶钢架系统1、设置在屋顶钢架系统1上的屋面围护系统2以及设置在屋面围护系统2上的主题装饰系统3。
以屋顶八棱锥结构进行说明，屋顶钢架系统1包括多根呈棱锥形分布的钢梁11以及固设在相邻钢梁11之间的多道环形分布的连接梁12，钢梁11为八根，间隔均匀分布，钢梁11的坡度为53.3%，相邻钢梁11夹角为45°。连接梁12沿水平环向布置，两端分别与钢梁11固定连接，连接梁12环向布置三排，安装时，连接梁12的上翼缘与形成的棱锥侧面保持在同一平面。
参照图2和图3，屋面围护系统2包括压型钢板21、水泥板22和防水卷材23，压型钢板21铺设在钢梁11上作为屋面承重板，压型钢板21的肋沿着屋顶坡度方向设置，采用自攻螺丝将压型钢板21固定在连接梁12上，自攻螺丝安装在波谷与连接梁12接触位置；并且相邻两个锥面上的压型钢板21切口平直，安装时接缝严密。水泥板22为15mm厚铺设在压型钢板21上作为找平层，水泥板22通过平头自攻螺丝固定在压型钢板21的波峰上，相邻两个锥面上的水泥板22应切割成坡口，保证表面接缝严密。防水卷材23设置两层，铺设在水泥板22上。防水卷材23顶面于屋顶檐口处安装有第一泛水板4，第一泛水板4通过自攻螺丝与水泥板22固定。
主体装饰系统包括镀锌方钢管31、角钢32、夹持件33以及仿真茅草34，镀锌方钢管31沿屋顶环向布置，且沿着屋顶径向间隔均匀设置多道。镀锌方钢管31的两侧交替焊接有角钢32，角钢32通过自攻螺钉与水泥板22固定连接，此处的自攻螺丝采用带防水硅胶垫片的自攻螺丝，角钢32与防水卷材23接触位置的缝隙填充防水密封胶，镀锌方钢管31底面和角钢32底面留有间隙，使镀锌方钢管31和屋面围护系统2之间形成渗水缝。夹持件33是由镀锌铁皮弯折成U型夹持在仿真茅草34一端，并通过自攻螺钉将两者固定；夹持件33设置在镀锌方钢管31顶面，开口朝向屋顶檐口方向，通过自攻螺钉与镀锌方钢管31固定连接。仿真茅草34安装时，从屋顶最低处开始安装，安装完一圈后再向上安装另一圈。
参照图4，在屋顶钢架系统1顶部中心安装有旗杆5，旗杆5的下端焊接有安装板6，安装板6位于屋顶底面并与钢梁11焊接固定。旗杆5外包裹有FRP构件7，FRP构件7为纤维增强复合材料，FRP构件7与旗杆5之间填充树脂8，防水卷层靠近屋顶中心的一端沿着旗杆5向上翻折包裹在树脂8内部。FRP构件7下部设有一周第二泛水板9，第二泛水板9上端贴合连接在FRP构件7外侧，并通过自攻螺丝固定，下端贴合连接在仿真茅草34上，并通过自攻螺丝与镀锌方钢管31固定。
本申请通过采用钢结构施工仿真茅草34屋顶，安装效果高，工期短；并且钢结构屋顶所采用的构件都是工厂规模化生产，加工精度高，有利于现场施工精度控制；此外钢结构仿真茅草34屋顶可干式施工，节约用水，施工占地少，产生的噪音小，粉尘少，且建筑外形容易满足多样化要求和艺术要求，大量减少混凝土和砖瓦的施工，绿色环保，并且后期建筑寿命到期后，钢结构仿真茅草34屋顶产生的固体垃圾少，且可回收。
钢结构仿真茅草主题屋顶的施工方法包括以下步骤：
步骤1：安装屋顶钢架系统：将钢梁11和连接梁12连接形成八棱锥屋顶结构，钢梁11的坡度为53.3%，相邻钢梁11的夹角为45°。在屋顶中心竖直安装一根Φ90的旗杆5，旗杆5底部的安装板6与钢梁11焊接固定。
步骤2：安装屋面围护系统：在钢梁11上铺设1.5mm厚的YX38-150压型钢板21作为屋面承重板，压型钢板21类沿屋顶坡度方向，采用自攻螺丝将压型钢板21固定在连接梁12上，注意自攻螺丝应安装在波谷与连接梁12翼缘接触位置，相邻两个锥面上的压型钢板21切口应平直，安装时接缝严密。然后在压型钢板21上铺设15mm厚的水泥板22作为找平层，便于铺设屋顶防水层，水泥板22通过平头自攻螺丝固定在压型钢板21波峰位置，自攻螺丝间距为600mm，且相邻两个锥面上的水泥板22拼缝应切割成坡口，保证表面接缝严密。最后在水泥板22上铺设两层防水卷材23，屋顶檐口位置安装第一泛水板4，第一泛水板4通过自攻螺丝与水泥板22固定。
步骤3：安装主题装饰系统：首先组装镀锌方钢管31和角钢32，组装时，将镀锌方钢管31底面和角钢32底面留有10cm间距，然后沿屋顶环向布置镀锌方钢管31，并将角钢32通过自攻螺丝与水泥板22固定。将仿真茅草34安装在夹持件33内，然后从屋顶最底部到顶部依次安装仿真茅草34，安装一圈后再安装下一圈，安装时将夹持件33与镀锌方钢管31利用自攻螺丝固定。
步骤4：防水处理：在旗杆5外包裹FRP构件7，并将旗杆5和FRP构件7之间的间隙采用树脂8填充，填充时将屋面防水卷材23收头包裹在树脂8内。然后在FRP构件7外侧安装第二泛水板9，第二泛水板9上端贴合连接在FRP构件7上，并通过自攻螺丝固定，下端贴合连接在仿真茅草34上，并通过自攻螺丝与镀锌方钢管31固定。
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。
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