混凝土屋盖系统设计(design of concrete root system)

由混凝土屋面板和屋架等承重构件及其支撑组成的屋盖系统的设计。设计主要内容包括混凝土屋面板、屋架、屋面梁、托架和天窗架等承重结构的结构选型、材料选择和支撑布置等。混凝土板材及各种屋面构件具有材料容易解决，能减少定期维护工作量和经久耐用的优点，已广泛应用于冶金厂房。

结构选型 (1)混凝土屋面板尺寸一般采用1．5m×6m，条件允许时也采用3m×6m甚至跨度为12m的。屋盖当跨度不超过12m时，可采用钢筋混凝土屋面梁；当跨度为15m时，宜采用预应力混凝土屋面梁；当跨度大于或等于15m时，宜采用预应力混凝土屋架。对处于腐蚀性环境(如轧钢厂酸洗间)的结构，为提高其抗裂性和增强防腐蚀效果，一般均采用预应力混凝土结构，并尽量采用梁式结构，以减少腐蚀面积。(2)托架宜采用预应力混凝土结构；当跨度不大于12m且荷载较小时，也可采用钢筋混凝土梁式结构。(3)天窗架一般用于纵向П形采光或通风天窗，跨度一般为3、6、9和12m。天窗架可采用混凝土结构或钢结构，近年来多采用钢结构。

对局部高温区域的屋盖构件，以及在生产使用上有特殊要求时，可采用钢结构。

材料选择 根据中国国家标准，钢筋混凝土屋面板和屋面梁的混凝土强度等级采用C20～C30；预应力混凝土屋面板和屋面梁采用C30～C40；预应力混凝土屋架和托架不低于C40。

预应力筋宜采用冷拉Ⅳ级钢筋、碳素钢丝或钢绞线，也可采用冷拉Ⅲ级或Ⅱ级钢筋。非预应力纵向钢筋，优先采用Ⅱ级钢筋；横向钢筋一般采用I级钢筋或冷拔低碳钢丝。

纵向、横向水平支撑、垂直支撑和系杆等构件，宜全部采用钢结构。

预应力筋张拉方法选择 预应力筋张拉分先张法和后张法，根据施工条件和构件尺寸确定。有张拉台座的预制厂，应优先采用先张法；当不具备张拉台座时，可采用后张法；跨度较大的构件，则宜现场就地预制和张拉，以减少运输和吊装工作量。

预应力筋的锚固 在后张法中用锚夹具将构件预应力钢筋端部锚固。对混凝土屋架、屋面梁和托架，当预应力钢筋为直径12mm的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级钢筋和钢绞线时，一般采用JMl2型夹片锚具；为钢丝束时，用锥形锚具；为Ⅱ级和Ⅲ级粗钢筋时，用螺丝端杆锚具。

支撑布置 支撑是保证屋盖系统稳定、传递水平力和结构空间刚度的重要构件，包括横向和纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。横向水平支撑沿厂房跨度方向设于厂房端部两榀屋架之间；纵向水平支撑沿厂房纵向布置于靠柱边的屋架节间内；垂直支撑沿屋架端部(当端部高度较高时)和屋架跨度中部布置在相邻两榀屋架之间。沿厂房纵向在垂直支撑之间设置系杆，当屋架跨度较大时，在两道屋架横向水撑之间须增设通长系杆。支撑的数量及具体须垠据厂房跨度、吊车情况以及是否抗震设等因素按有关设计规范确定。