浅谈框架结构坡屋面的结构设计
浅析坡屋面结构计算与构造
浅析坡屋面结构计算与构造摘要：斜坡屋面结构，首先应选用合理的结构方案，在结构设计时，应建立合理的结构模型，尤其是在采用ＰＫＰＭ结构软件设计时，荷载输入时一定要输入倾斜构件沿水平或垂直方向的荷载分布集度。
关键词：斜坡屋面荷载集度构造钢筋一、引言人们对建筑审美越来越高，越来越多的造型优美的别墅建筑也如雨后春笋般地出现了。
对于斜构件的设计及构造做法，规范、手册里所提较少，结构分析计算软件ＰＫＰＭ系列软件所提供的资料来看，作为结构设计人员做好对坡屋面的设计和构造，是非常重要的。
二、结构方案坡屋面的做法一般有两种，一是顶部直接做成斜板，该斜板兼作屋面板（简称方案一）；二是先做一层水平板做屋面板，倾斜部分按造屋面造型做（简称方案二）。
这两种方案，前者结构造价相对低，但屋面保温、隔热及防水做法较为麻烦。
后一种结构造价相对较高，但屋面防水、保温隔热便于施工；在框架结构中，这两种结构方案，均可以在斜坡的最低点处设置水平框架梁（方案一该处无屋面板，方案二有屋面板），然后采用梁托小柱支承倾斜部分。
在柱网尺寸不太大的时候，方案一可不设置水平框架梁，但对框架柱的设计应充分考虑三角拱结构对框架柱顶产生的水平推力。
三、斜坡屋面构件的设计计算设计计算包括抗震验算和静力计算两部分。
先说明抗震验算。
结构方案采用方案一时，抗震验算时顶层层高可取顶层倾斜屋面顶点高度的2/3作为该层的结构高度；结构方案采用方案二时，抗震验算时作为屋面造型部分的仅以屋面荷载作用在顶层屋面板处，不单独作为一个质点考虑。
如下说明静力计算问题。
这里以四边简支的单向板为例来讨论倾斜构件的荷载特点。
对于一个倾斜构件，其荷载g’+q’为沿斜向板长每延一米的屋面自重（包括防水层、找平层、保温层、结构板自重等）和使用活荷载的设计值。
为计算斜板的内力，应将g’+q’分解为垂直与板面和平行于板面的两个分量（如图Ｂ所示），以其中垂直于板面的荷载分量g’’+q’’=（g’+q’）·COSα为荷载，可求得斜板跨中最大弯矩为：式中：L’—斜板斜向的实际计算跨度；L—斜板斜向计算长度的水平投影长度，L=L’·COSα ; g+q—作用于斜板上的计算荷载沿水平方向的荷载集度;α—斜板的倾角。
坡屋面设计方法
钢筋混凝土坡屋顶的结构设计一．前言近几年，钢筋混凝土坡屋顶的应用已经十分广泛，其正确设计方法的研究、确立非常迫切。
其目标可以是取消或减少屋顶内的梁、柱，实现大空间，让屋顶板下“整洁干净”。
这除给结构专业本身带来效益外，还能给建筑专业的设计开拓新余地，最终让广大用户、房地产开发商受益，其意义深远。
目前常见的实际工程，设计者在计算的力学模型中，往往把坡屋顶看成垂直投影下的平面梁板,或把平脊、斜脊轮廓线当成框架盲目地加梁、斜柱。
事实上，对于一般方形平面的房屋，双坡、多坡屋顶的受力状态与拱、壳结构类似。
平脊、斜脊的横断面都是“人”字型的折板，无论是否布置梁、柱，其脊线的变形形态根本不同于框架。
上述做法都会使计算结果与真实的结构内力大相径庭。
在施工过程中，屋脊梁、板斜交处模板形体复杂，多种角度的钢筋交错重叠，安装、浇注都很困难。
这些在工程中也很常见，是典型的画蛇添足。
有学者运用弹性薄壳理论的数学物理方法，分析折板屋盖的内力、变形，揭示了在底座四周边既无水平外涨、又无竖向沉降位移情况时的竖直荷载效应规律[2][3][4]，在一定程度上体现了拱、壳的特点。
然而，假定这样的边界条件，与一般工程的实际情况相差甚远，掩盖了屋檐纵向跨中有沉降，底边缘承受拉力的根本特点，所以不能用于一般工程设计。
二．本文方法概述对于一般常见的跨度，本方法取消屋脊梁，基本不加腋。
但在周边屋檐下要设框架梁或圈梁兼窗过梁。
对于平面为长矩形的多开间、多柱情况，在建筑专业布置有横隔墙的每对中间柱之间在进深方向设置宽度同墙厚，可藏砌在墙里的拉梁。
除跨度较小的情况外，拉梁上方有双坡贴板屋面斜梁。
对于住宅，如果建筑专业需要，可争取实现在每户范围内顶棚无梁外露，见图1。
类似桁架理论，本方法强调利用构件轴向力效应，但与桁架的区别在于内力分布不仅沿杆单根轴线而且还沿板平面。
一般每块板都具有折板的受力特征，在承受屋面重力、风力、地震荷载，造成顺沿板平面的内力分量时，每块板都相当于有加强翼缘的薄壁梁。
广东框架结构三层坡屋面别墅结构初步设计图纸
广东框架结构三层坡屋面别墅结构初步设计图纸为了满足现代人对舒适生活的追求，别墅越来越成为家庭置业的首选。
近年来，广东地区出现了一种新型别墅，我们称之为“框架结构三层坡屋面别墅”。
这种别墅不仅有别于传统的别墅建筑形式，而且具有独特的结构设计。
初步设计图纸的基础构架是一个由横竖两方向构成的正方形网格。
它是框架结构的基础。
横向框架由钢柱和钢梁组成，形成了屋面的骨架支撑。
竖向框架由钢柱和钢筋混凝土构成，将地面和地下室连为一体。
三层坡屋面设计：整个别墅采用了三层坡屋面设计。
三层坡屋面是指在一个屋顶内用三个平面构成一个倾斜面。
这种设计可以提高屋面内的空间利用率，让屋顶更有艺术感和美感。
天窗设计：别墅的每个房间都配有天窗设计，可以让采光更加充足，并打造出宽敞明亮的感觉。
同时，室内外的视线可以相互联系，让自然和人工的美好景色融为一体。
结构设计：该别墅的结构设计坚固可靠，抗震性能优秀，符合现代建筑框架结构的所有规定要求。
整个别墅的地下部分采用混凝土结构，具有极强的抗压和承载能力。
地上部分采用钢结构设计，更加轻盈灵动，同时钢结构的延展性和柔韧性，能够缓冲地震带来的破坏。
外观设计：别墅的外观设计精美独特。
自然灰石材质外墙，配有轻盈的钢结构梁柱，构成了一种现代感十足、却又不失温馨和谐的建筑风格。
同时，别墅园林设计也是别具一格，为人们提供了一个恬静、优雅的生活环境。
总之，框架结构三层坡屋面别墅的初步设计图纸，既考虑到了生活舒适、美观的要求，也保障了建筑的结构安全性。
它不断追求建筑创新，为我们带来的不仅是舒适的居住环境，更是能够满足人们美好生活的向往和渴求。
斜坡屋面结构设计
斜坡屋面结构设计1.引言2.斜坡屋面设计原则（1）合理的坡度：斜坡屋面的坡度应根据建筑物的用途和当地的气候条件来确定。
一般来说，居住建筑的斜坡屋顶坡度应在15度到30度之间，办公楼的斜坡屋顶坡度应在10度到20度之间。
在气候条件恶劣的地区，斜坡屋面的坡度可以更大，以确保雨水可以迅速排出。
（2）稳定的结构：斜坡屋面需要具有足够的稳定性，在受到外力（如风或地震）时不会发生倒塌或崩溃的情况。
一般来说，斜坡屋面的结构需要采用倾斜型的植筋结构或者框剪结构，以增加屋面的稳定性。
（3）合适的屋面材料：斜坡屋面的材料应选择耐候性好、便于安装和维护的材料。
常见的斜坡屋面材料包括瓦片、金属板、聚合材料等。
根据建筑物的造型和风格，可以选择不同材料的组合来达到美观的效果。
（4）良好的雨水排放系统：斜坡屋面设计需要考虑雨水的快速排放，以避免在大雨天气下造成积水和漏水等问题。
屋面需要设置合适的排水斗和雨水收集系统，排水管道应设计合理，保证畅通排水。
3.斜坡屋面结构设计方法（1）确定坡度和屋顶平面形状：根据建筑物功能和风格，确定斜坡屋面的坡度和屋顶平面形状。
一般来说，斜坡屋面可以设计成单坡、双坡、多坡等形式，具体形状可以根据建筑物的需求进行设计。
（2）选用合适的结构类型：根据建筑物的高度和结构要求，选择合适的斜坡屋面结构类型。
常用的斜坡屋面结构类型包括桁架结构、钢筋混凝土结构、钢结构等。
选择结构类型时需要考虑到建筑物的承载需求和成本效益。
（3）计算和设计结构荷载：根据建筑物的用途和当地的气候条件，计算和设计结构荷载。
结构荷载包括自重、活载和风载等，需要根据相关标准和规范进行计算和验算。
（4）进行结构分析和设计：采用现代结构分析软件进行结构分析和设计，确定结构的尺寸、强度和稳定性。
结构分析和设计需要满足相关的建筑结构设计规范和要求。
（5）选用合适的屋面材料：根据建筑物的风格和要求，选用合适的屋面材料进行斜坡屋面施工。
选择屋面材料时需要考虑到材料的耐用性、美观性和经济性等因素。
坡屋顶结构构造
（二）屋架 (屋面梁)承 重
屋架是由多个杆件组合而成的承重桁架，可用 木材、钢材、钢筋混凝土制作，形状有三角形、 梯形、拱形、折线形等。屋架支承在纵向外墙 或柱上，上面搁置檩条或钢筋混凝土屋面板承 受屋面传来的荷载。
屋架承重与横墙承重相比，可以省去承重的横 墙，使房屋内部有较大的空间，增加了内部空 间划分的灵活性。
用弧形瓦或缸瓦作斜天沟，搭接处要用麻刀灰卧牢。
四、坡屋顶的保温与隔热
坡屋顶的保温有顶棚保温和屋面保温两种。
顶棚保温
顶棚保温是在坡屋顶的悬吊顶棚上加铺木板，上面干铺一层油毡做隔汽层，然后在油 毡上面铺设轻质保温材料。
传统的屋面保温是在屋面铺草秸，将屋面做成麦秸泥青灰顶，或将保温材料设在檩条 之间。
03
利用吊顶棚与坡屋面之间的空间作为通风层，在坡屋 顶的歇山、山墙或屋面等位置设进风口。
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三、坡屋顶屋面的细部构造
一、檐口构造
1. 纵墙檐口：可做成挑檐或封檐。
1. 砖挑檐8-49(a) 2. 挑檐木挑檐(b)、（c) 3. 挑檩挑檐图8-49（d) 4. 、掾条挑檐图8-49（e)
平瓦屋面的细部构造
山墙檐口： 按屋顶形式 有硬山和悬 山两种做法。
硬山：是将山墙高出屋面的构造做法。
坡屋顶坡度 的形成及屋 面支承系统
传统木梁架 支承坡屋顶
二．坡屋顶的承重结构构件 坡屋顶的承重结构构件主要有屋架和檩条两种。 二．屋架 屋架又称桁架、常用的形式为三角形，由上弦、下弦及腹杆组成，
所用材料有木材、钢材及钢筋混凝土等。 木屋架一般用于跨度不超过12m的建筑； 钢木组合屋架一般用于跨度不超过18m的建筑；当跨度更大时需
坡屋面结构设计
坡屋面结构设计摘要：本文结合实例，用不同建模方式模拟坡屋面，比较了各种方法的差异。
关键词：坡屋面简化计算Abstract: this paper, use different modeling method simulation slope roof, compares the differences of various methods.Keywords: slope roof simplified calculation1 前言由于建筑功能、造型等需要，坡屋面在实际工程中被大量运用。
如何对坡屋面结构进行分析、设计，满足工程需要是个需要解决的问题。
尹晶[1]针对目前国内普遍使用的PKPM软件，给出了工程中常用的几种模拟坡屋面的方法，但未继续深入分析。
本文结合一坡屋面实际工程，利用PKPM软件详细分析了各种模拟方式下计算结果的不同。
2 工程概况本工程采用框架结构，为简化计算，只选取顶层坡屋面进行建模，檐口高度为4m。
结构抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，场地类别为IV 类，框架抗震等级为三级，结构重要性系数为1.0，基本风压为0.5KN/m2，结构梁板柱混凝土强度等级为C25。
结构平面布置如图1所示。
图1 结构平面示意图3 分析计算分别采用平屋面（平屋面模型分为屋面标高4.000和屋面标高增加坡屋面半层层高，即5.625两种）、实际坡屋面三种方式进行建模计算。
平屋面模型采用SATWE进行计算，坡屋面模型采用SATWE和PMSAP进行计算。
3.1 总体指标计算结构总体指标对比见表1：表1：总体信息汇总表Y向位移角1/2834 1/1438 1/1558 1/2197通过以上各个模型的计算结果可以发现：1）按4.000标高建立的平屋面模型整体刚度最大，各振型周期最短。
2）相比PMSAP的空间建模计算结果，平屋面考虑半层屋面高度的抗侧刚度及周期最为接近，位移角偏大。
3.2 梁柱内力配筋计算结果在平面中选取柱1（角柱）、柱2（中柱）进行不同模型下柱内力对比，选取y方向梁1进行不同模型下梁内力对比。
坡地建筑结构设计分析
坡地建筑结构设计分析
在坡地上建造建筑物是一项具有挑战性的任务，需要进行详细的结构设计与分析以确保建筑物在坡地上具有良好的稳定性和安全性。
下面将对坡地建筑结构设计的分析进行探讨。
首先，坡地建筑的结构设计需要考虑地面的稳定性。
在选择建筑区域时，需要进行地质勘测，了解土层的组成和性质，以确定地基的稳定性。
在坡地建筑的设计中，常采用加固地基的方法，如打桩、扩底或加设地基桩等，以增加地面的稳定性。
其次，坡地建筑的结构设计需要考虑建筑物本身的结构稳定性。
在设计建筑物的结构时，要充分考虑在坡地上的受力情况，包括竖向荷载和水平荷载。
竖向荷载主要来自建筑物本身的重量以及使用荷载，而水平荷载则来自地震、风荷载等外部因素。
为了增加建筑物的稳定性，可以采用多种措施，如增加结构的水平支撑、设置抗滑支撑结构、加固屋面结构等。
此外，坡地建筑的结构设计还需要考虑地下水的影响。
在坡地上，地下水的变化可能会对建筑物的稳定性造成影响。
为了解决这个问题，可以采用排水系统将地下水排除在建筑物外部，或者考虑在建筑物的结构设计中加入防水层，以防止地下水对建筑物的渗透和侵蚀。
最后，坡地建筑的结构设计还需要考虑土壤的侵蚀问题。
在坡地上，土壤的侵蚀可能会导致坡地的失稳和土壤的下滑。
为了防止土壤侵蚀，可以采用植被覆盖、设置固定器具或者采用排水系统等方法，增加土壤的稳定性。
总结起来，坡地建筑结构设计的分析需要考虑地面稳定性、建筑物本身结构稳定性、地下水的影响以及土壤的侵蚀问题。
通过合理的设计和措
施，可以确保建筑物在坡地上具有良好的稳定性和安全性，为人们提供一个舒适和安全的居住或工作环境。
坡屋顶构造分析
坡屋顶构造分析坡屋顶是一种常见的建筑屋顶形式，其构造分析涉及到多个方面，包括屋顶的形状、材料选择、支撑结构、防水处理等。
下面将分析坡屋顶的构造细节。
1.屋顶形状分析：坡屋顶的形状通常是倾斜的，以便水流迅速排除。
常见的坡度有15度、20度、30度等，具体角度根据实际需求和建筑设计来确定。
在坡屋顶设计时，需要确保坡度合适，使屋顶具有良好的排水性能。
2.材料选择：坡屋顶的材料选择可以是多种多样的，常见的材料有瓦片、沥青瓦、金属瓦等。
瓦片是一种传统的材料，质感好，具有一定的保温和隔热效果。
沥青瓦则是一种现代常用的材料，重量轻，施工简单，价格相对较低。
金属瓦则耐用且具有较长的使用寿命。
在选择材料时，需要考虑其重量、耐用性、维护难易程度以及美观度等因素。
3.支撑结构：坡屋顶的支撑结构是确保屋顶牢固稳定的关键。
支撑结构通常由梁、柱和墙体组成。
在设计过程中，需要合理布置结构，以保证屋顶的承重能力和整体稳定性。
梁和柱的材料可以选择木材、钢材或混凝土，根据建筑设计的需求来确定。
4.防水处理：坡屋顶的防水处理是非常重要的，可分为水平防水层和坡屋顶斜面防水层。
水平防水层通常使用沥青防水材料或聚合物涂料，以确保屋顶平面部分不渗水。
坡屋顶斜面防水层通常采用防水卷材，如SBS改性沥青防水卷材，通过焊接或粘接固定于屋面，以避免雨水渗入建筑。
5.排水系统：坡屋顶的排水系统对于防止屋顶积水和渗漏具有重要作用。
排水系统通常由屋顶排水槽、雨水管、排水口等组成。
设计时需要合理设置排水系统，确保雨水迅速排除。
总结起来，坡屋顶的构造分析涉及到屋顶形状、材料选择、支撑结构、防水处理和排水系统等方面。
合理的构造设计能够保证屋顶的结构稳定性，防水性能和排水性能，同时还能满足美观和耐久性的要求。
因此，在建筑设计和施工过程中，需要根据具体情况仔细分析，并选择合适的材料和施工方法，以确保坡屋顶的质量和使用寿命。
浅谈框架结构坡屋面的结构设计
浅谈框架结构坡屋面的结构设计摘要：本文采用PKPM（2010版）结构计算软件对框架结构坡屋面进行建模计算，比较了两种不同建模方式计算结果的差异，研究了不同坡度的坡屋面对斜梁及边柱计算结果的影响，得出了一些有意义的结论。
关键词：坡屋面、平屋面、结构方案、斜梁An Analysis of the Structural Design of Sloping Roofs in Framed Structure BuildingsShen Haie(Shanghai Architectural and Engineering Consultant Co., Ltd. 200120)Abstract: This paper adopts PKPM(2010) structure calculation software to model and calculate the sloping roofs in framed structures. This paper compares with the two different modeling and their respective calculating results. Analyzing the effect of diversified slopes on the calculation results of pitched rafter and side columns, obtain some meaningful conclusions.Key words: sloping roof, flat roof, structural scheme, pitched rafter1 引言：坡屋面作为建筑的第五立面改变了立面造型的单调性，增加了造型处理的多元化，丰富了屋顶造型的多样性，赋予建筑物全新外观，增加了整幢建筑形象的表现力，进而丰富了现有的城市景观。
坡屋面结构设计范文
坡屋面结构设计范文坡屋面是一种常见的屋顶结构，它以倾斜的面板来排水，并且具有较高的抗风能力。
在设计坡屋面结构时，需要考虑多个因素，包括屋面的形状、材料、支撑结构和抗风能力等。
首先，设计坡屋面时需要考虑屋面的形状。
常见的坡屋面形状有单坡、双坡和多坡等。
单坡屋面适用于一侧有背靠建筑物或围墙的场合，它的坡度一般在5%~10%之间。
双坡屋面适用于两侧坡度相反的场合，它的坡度一般在10%~20%之间。
多坡屋面则适用于屋顶有多个坡度的场合。
其次，选择合适的材料是设计坡屋面结构的重要因素。
常见的坡屋面材料包括瓦片、金属板、纤维水泥板等。
瓦片是传统的坡屋面材料，常见的有瓦片和混凝土瓦等。
金属板是一种轻巧、耐久的材料，常见的有钢板、铝板和锌板等。
纤维水泥板是一种较为经济实用的材料，常用于仓库、厂房等建筑。
第三，选择合适的支撑结构对坡屋面的稳定性和承载能力有很大影响。
常见的坡屋面支撑结构有木结构、钢结构和混凝土结构等。
木结构是传统的坡屋面支撑结构，它可以根据需要选择不同的横截面尺寸和间距。
钢结构由于重量轻、刚度好，常用于大跨度和大面积的坡屋面。
混凝土结构适用于对坡屋面力学性能要求较高的场合，它具有较高的承载能力和稳定性。
最后，设计坡屋面时需要考虑其抗风能力。
坡屋面在受到侧风作用时，会受到风力的作用力和它产生的向上施加的吸力。
为了增强坡屋面的抗风能力，可以采用增加横截面积、调整坡度、增加厚度等措施。
此外，还可以通过增加焊接点、增加螺栓连接等方式来提高坡屋面的整体结构稳定性。
总之，设计坡屋面结构需要综合考虑屋面的形状、材料、支撑结构和抗风能力等因素。
合理选择这些因素，可以使坡屋面达到良好的排水效果、稳定性和承载能力，并且提高其使用寿命。
坡屋顶构造分析范文
坡屋顶构造分析范文坡屋顶是一种常见的屋顶结构形式，广泛应用于住宅、商业建筑和公共建筑。
它由一系列的斜坡构成，这些斜坡通常以方向角度和坡度来描述。
在这篇文章中，我们将对坡屋顶的构造进行分析。
首先，坡屋顶由以下几个主要部分组成：1.屋顶覆盖材料：坡屋顶的覆盖材料可以是多种多样的，例如瓦片、铁皮、沥青瓦等。
这些材料的选择主要受到建筑风格、预算和气候等因素的影响。
2.屋面支撑结构：坡屋顶的支撑结构由梁、柱和框架等组件组成。
这些结构通常由木材、钢材或混凝土构成。
其目的是为了承载屋面的重量以及各种外部荷载，如雨水、积雪等。
3.屋脊：屋脊是坡屋顶最高点的线性结构。
它用于覆盖和保护屋顶的接缝，并起到防水和防风的作用。
屋脊通常由覆盖材料、屋脊瓦和屋脊线条等组成。
4.屋檐：屋檐是坡屋顶的边缘部分，用于将雨水导向屋外，以避免水渗透到建筑物内部。
屋檐的形状和长度可以根据建筑的需求和设计风格进行调整。
在坡屋顶的施工过程中，需要注意以下几点：1.屋脊和屋檐的防水处理：由于屋脊和屋檐是屋顶最容易渗水的部分，因此在施工过程中需要进行严密的防水处理。
可采用沥青防水材料、防水薄膜等方法来确保屋面的防水性能。
2.斜坡的坡度和方向：坡屋顶的坡度和方向对于屋顶的排水和抗风能力至关重要。
一般来说，坡屋顶的坡度应该在5%至15%之间，以确保足够的排水能力。
此外，根据当地的气候和风向确定坡屋顶的方向，以充分利用自然风力对屋面的冲洗和降温作用。
3.屋面结构的稳定性：在设计和施工过程中，需要确保屋面结构的稳定性，以应对外部荷载的影响，如风力、雪重等。
结构的稳定性可以通过增加梁、柱和连接件的数量和强度来实现，并且适当的斜撑和支撑也是非常重要的。
最后，坡屋顶是一种经典而实用的屋顶结构形式，在建筑设计和施工中扮演着重要的角色。
通过合理的构造设计和施工管理，可以确保坡屋顶具有良好的隔热、排水和抗风能力，为建筑物提供持久稳定的保护。
浅析混凝土坡屋面结构设计
浅析混凝土坡屋面结构设计摘要：本文对工程实例坡屋面结构设计过程中遇到的问题进行分析。
利用结构三维分析软件对坡屋面进行计算分析，需要对其分析结果合理性分析。
设计中还常遇到很多问题，如节点、构件的配筋构造处理，内外温差引起温度应力，考虑施工难度，图纸中表达方式等。
关键词：结构设计；坡屋面；屋面梁；屋面板；节点构造Abstract: in this paper, the engineering example slope roof structure design problems encountered in the process of analysis. Use structure analysis software to 3 d slope roof for calculation and needs to be analysis results rationality analysis. Design is often met with many problems, such as node, the component of constructional reinforcement treatment, inside and outside temperature difference caused the temperature stress, and considering the difficulty in construction, the drawing, expression, etc.Keywords: structure design; Slope roof; Roofing beams; Roof board; Joint structure坡屋面具有坡度大、屋面不易积水、屋顶阳光照射角度大、立面美观丰富等特点。
考虑到美观、节能和使用功能等方面的需要，近年来，随着城市建设的发展，被广泛采用，特别是住宅小区，在本地区较多的采用现浇混凝土的坡屋面。
框架结构坡屋面建模与计算模拟分析
框架结构坡屋面建模与计算模拟分析摘要：随着我国经济水平的提高，坡屋面以其独特美观的屋面形式越来越受到人们的青睐。
本文利用PKPM软件对比平屋面和斜屋面两种建模方案，并用SAP2000建立模型进行对比验证。
研究发现，与简化平屋面模型对比，利用PKPM结构设计软件建立真实的坡屋面模型能够较好地模拟出坡屋面的受力特点，旨在为坡屋面结构计算提供一定的合理化建议。
关键词：框架结构；坡屋面；结构设计；PKPM0 引言坡屋面以其独特的建筑外型、良好的保温防水排水效果和增大室内空间利用率等特点广泛的应用于仿古建筑、现代别墅和高层建筑斜屋面中。
相较于传统坡屋面，现代坡屋面将屋架、檩条系统改为钢筋混凝土屋面板，砼面板外侧附加保温板、防水卷材、彩色瓦片等，相较于平屋面恒荷载较大，活荷载需考虑斜向的风、雪等荷载。
另外屋面骨架通过斜梁、斜板所建立的支撑体系，考虑斜屋面屋脊梁与斜板搭接处、各梁板柱交汇节点处受力复杂，这就会导致屋面结构设计相对困难。
因此，采用什么样的建模方案，如何正确的模拟出坡屋面的受力形式是非常必要的。
1 坡屋面概括坡屋面根据坡面组织排水的不同可以分为单坡屋面、双坡屋面、四坡屋面和多坡屋面。
单坡屋面多用于房屋为外走廊，进深比较小的建筑，双坡屋面及以上多用于建筑立面要求比较丰富的现代别墅或其他建筑屋面等[1]。
图1为本次坡屋面模型的南北剖面图，由屋面彩色瓦片、100mm厚XPS保温板和混凝土结构板组成，斜屋面下设水平吊板。
采用的坡面组织排水方式为四坡屋面排水，由12根斜梁、屋脊梁搭接框架柱所组成的支撑体系搭接而成。
受力形式为板荷载传至梁住，最后到达底部独立基础。
图1 坡屋面南北剖面图2 坡屋面结构建模方案2.1 简化平屋面设计院在进行坡屋面设计时，经常采用的方案就是将坡屋面简化为平屋面。
具体方案就是在坡屋面平均高度处建立标准层，梁板均按照水平布置，楼层高度为坡屋面相连层与坡屋面平均高度之和。
这种建模方案及计算比较简单、省力，但不能够真实的模拟出斜梁、板的受力状态，尤其是忽略了斜板对结构刚度的贡献以及斜梁对结构产生的水平方向的推力，使结构整体偏柔。
坡地地形中多层框架结构的设计对策
坡地地形中多层框架结构的设计对策随着城市化进程不断加剧，土地资源的不断减少和开发，坡地开发已成为城市建设的一个重要方面。
然而，由于坡地地形自然因素的限制和人为因素带来的影响，设计和建设坡地建筑还面临一些挑战。
具体来说，坡地地形复杂、土质条件较差、土壤侵蚀严重、水资源短缺、水土流失严重等问题已成为建设坡地建筑的主要难题。
为了克服这些问题，设计者必须采取多层框架结构的设计对策，实现坡地上高效、健康、安全的建筑。
1. 安全性设计针对坡地地形在地震等自然灾害中的风险，建筑设计中应加强安全性设计。
在使用多层框架结构时，应充分了解坡地地形特点，制定科学的基础处理、结构设计、抗震设计等方案。
设计过程中应充分考虑地形地貌、地震活动等因素，以充分预估丑陋、基础抗震稳定性等相关风险因素。
2. 充分利用土地资源坡地地形上建筑的空间利用率一般比平地地形要低，为了充分利用土地资源，设计多层框架结构时应采用双半圆形设计、山墙成建、垂直转角设计等方法。
此设计方法将每个建筑单元都集中在坡地表面，极大程度上优化了这片坡地建筑的空间利用率。
另外，为了充分利用坡地的水资源，还可以结合设计和技术，发展出一些有益的水资源利用方法，如水农、梯田、水库等。
3. 抗土壤侵蚀能力坡地因其不稳定性和易于受到风化、侵蚀的土壤，建筑在上面的承重与稳定性极为重要。
在设计过程中应重视土壤侵蚀产生的影响，采取一些适当的措施，如考虑岩质地层、避免建于易侵蚀地段、保持地额土壤养分、加强土壤保持力等，以确保建筑的稳定，减少土地侵蚀率。
4. 节约能源坡地地形上建筑一般存在自然遮挡、太阳角度受限等不利条件，而要想解决这些问题，关键在于科学、合理地设计多层框架结构。
比如，在设计过程中要充分考虑通风降温的要求，在建筑物的对称性、窗户的朝向、遮阳方式和空气流通性等方面做创新，加强通风通道的设计和空气流通性的加强，最大程度地利用太阳辐射资源，达到常规建筑没有的高空间利用率。
坡屋面结构设计分析
坡屋面结构设计分析摘要：坡屋面结构较复杂，细部处理较多。
首先应选用合理的结构方案，在结构计算时，也应建立合理的结构计算模型，屋面荷载输入时应输入斜坡构件沿水平或垂直方向的荷载分布集度，板厚设计应考虑施工影响，配筋应考虑温度应力。
浇筑时细部处理应到位，否则会渗漏现像。
关键词：荷载集度；温度应力；虚梁理论；渗漏0.引言随着经济条件的改善和建筑行业的发展，越来越多的建筑采用坡屋面这种造型，这既美观了建筑造型，也能达到保温节能和防渗漏的目的。
但对于斜构件的设计及构造做法，规范及手册里说明较少，且结构计算软件对坡屋面的受力分析也需要设计师自行处理，所以作为结构设计师，搞清坡屋面的设计、构造要求是非常重要的。
1.坡屋面常用做法坡屋面的做法一般有两种：方案一是屋面直接做成斜板；方案二是先做一层平板，然后屋面斜板按造型做。
对比此两种方案，方案一造价相对低，但屋面保温、隔热及防水做法相对复杂。
方案二造价相对高，但屋面防水、保温隔热施工方便。
针对框架而言，方案一和方案二，均可以先在斜坡的最低点处设置水平框架梁，然后采用梁上起柱方式支承倾斜部分。
如果柱网尺寸比较小，方案一可不设置水平框架梁，但对框架柱的设计应充分考虑三角拱结构对框架柱顶产生的水平推力的作用。
2.坡屋面构件的计算结构计算方法一般有三种：1.简化荷载法。
2.坡屋面转化为平屋面法。
3.运用虚梁理论精确建模。
第三种计算方法从计算模型和计算结果上，都比较合理经济。
计算内容包括抗震验算和静力计算两部分。
这里先说抗震验算部分。
结构方案采用方案一时，抗震验算时顶层层高可取顶层倾斜屋面顶点高度的2/3作为该层的结构高度；结构方案采用方案二时，抗震验算时作为屋面造型部分的仅以屋面荷载作用在顶层屋面板处，不单独作为一个质点考虑。
再者静力计算部分。
以四边简支的单向板为例，对于坡屋面来说，采用结构设计软件对斜坡屋面建立计算模型，可以通过定义节点高度、粱的左右节点标高、层间斜撑等方法来完成坡屋面及楼层的定义，精确构建计算模型。
浅谈建筑坡屋面结构设计的要点问题
厚度跟坡 度和混 凝土的塌落度 有很大关系， 特别是坡度＞ ２ ０ 。的斜坡 屋面板，设计厚度应达到 １ ２ ０ ｍ ｍ ，这是 因为在 混凝土 震捣 时受混凝 土的 自重以及混凝土的坍落度影响 ，可 能导致坡屋面 坡底 的混凝土 堆积，而屋顶处 的混凝土厚度可能连 ８ ０ ｍ ｍ厚都达不到 。为了保证屋 面板底筋和面筋间有足够 的空 间挂住混凝土 ，同时在 混凝 土的坍落 度较大，坡屋面角度较陡 的情况下 ，屋 面板最 薄处 也能达 到设计要 求，所 以板厚要适当大一些 ，但也不是越厚越好 ，还 应考虑温度应 力影响，因为温度产生 的轴力与构件 Ｅ Ａ和温差成 正比，弯矩与温 差成正比， 与厚度呈反比， 而温差则与厚度成负相关 。 由此而来 ， 除 弯 矩 因 厚 度 加 大 略 下 降 以外 ，轴 力 则 成 倍增 加 ， 导 致 应 力 增 大 ，而 非减小。楼面顶板加厚可加强对墙柱 的约束 ，提 高抗 震能力；避免 管线穿楼面引起楼面开裂 ，造成渗漏 。 ４ ． ２屋面板配筋 对于坡屋面板 ，通 常是双 向双层 配筋，这样做虽偏于安全 ，但 存在浪费， 对 多层或 单层建筑没必 要， 可采用 １ ０ ＠ ２ ０ ０钢 筋拉通 （ １ ０ 的钢筋不易被踩踏变形 ，可减 小因屋面 抗温度 应力钢 筋下沉造成钢 筋 保 护层 过 厚 而 引 起 的 屋 面裂 缝 ） ， 支 座 配 筋 如 不 够 可 用 其 它 直 径 的 钢筋＠ ２ ０ ０来加强 ，同时按强度 、挠度 、裂缝等控制并构造配置抗温
的重要 课题 。在坡屋 面的结构设计 中，具体做法和规范在规则里面 提及较少 ，而且在用结构分析软件 Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ进行处理时，需要设计人员 自行处 理，所 以，作 为一个 结构设计人 员，搞好这部分的设计 、构 造 也是 非 常重 要 的 。 ２ 坡 屋 面 结 构 方 案 的 选择 坡屋面结构形式一般有两种：一种是屋面板直接做成斜板 ；另 种是 先做 一层 水平屋面板，倾 斜部分 按照屋面造型做 。这两种方 案，前一种 结构造价 相对 较低，但 屋面保温、隔热及防水做法较为 麻烦 ，后一种 结构造 价相 对较高，但屋 面防水、保温、隔热做法较 为简单，砖 混结构在 有抗 震设防要求的地区结构层数达到抗震规范 规定的上限、总高度 也将超 过抗抗震范的规定时 ，可采用此方案 ， 但超 出 屋面 部 分 的 面 积 不 得 超 过 项 层 的 ３ ０ ％ ， 且 高 度 不 应 太 高 。在 框架结构中 ，这两种结构方案，均可 以在斜坡的最低 点处设置水平 框架梁 （ 前 一 种 该 处 无屋 面 板 ， 第二种方案有屋面板 ） ，然 后 采 用 梁托小柱支承倾斜部分。在柱网尺寸不太大的时候 ，方案一可不设 置 水平 框架 梁但 对 框 架柱 的 设 计 应 充 分 考 虑 三 角 拱 结 构 对 框 架 柱 顶 产生的水平推力。
坡屋顶建筑的结构设计心得
二、坡屋顶建筑的结构设计心得坡屋顶作为比较常见的建筑屋顶形式，其结构设计需靠注意很多问题，尤其是在特定的区域中，这种屋顶不仅仅是具有外在的艺术性，更要具有实用的价值，笔者多事坡屋顶建筑结构设计多年，认为在对其结构进行设计时，应该遵循以下原则：
1、统一原则无论采取哪种屋顶形式，都应该遵循这个原则，不仅要做好屋顶与建筑主体之间的统一，更要使整体建筑与周围的环境做到统一。坡屋顶与平屋顶相比，对这一原则要求更高，因为平屋顶的设计类型比较单一，而坡屋顶却比较多，具体选择哪种设计方法才能使与整体的建筑主体统一起来是需要解决的关键问题。建筑结构设计也应该符合黄金比例原则，从比例、节奏以及稳定等方面都要融入统一的理念，使其整体具有和谐的美感，进而体现出一定的艺术性。
3.3在城市的层面上，住宅、社区与城市构成了一环又一环的局部和整体的关系，城市住宅建筑的屋顶设计还要与城市建设的大环境相适应相统一，尊重城市的历史和文脉。
浅析坡屋面折板结构设计
浅析坡屋面折板结构设计摘要：随着现代建筑结构向大跨、高耸、美观的不断发展，坡屋面越来越多的出现在工程实践中。
采用传统的屋脊布梁的做法不但室内空间露梁较多没有美感，而且施工较麻烦，针对这个问题我们在咸阳丽彩溪悦城、绿地陆港国际、保利曲江等项目中采用折板坡屋面的做法，不但取得了良好室内空间效果、简化了施工，获得了甲方的高度赞扬，同时也给施工图绘制带来了便利。
但由于这一类结构的受力复杂性，传统的计算不能保证设计的精确性，本文利用有限元软件对某一工程案例进行研究，进行钢筋混凝土坡屋面的复合受力分析。
关键词：坡屋面；折板；结构设计1.工程实例该坡屋面短方向总跨度约8.0m，由两侧斜屋面和中间平屋面段构成，长方向总跨度11.0m。
整个屋面受力复杂，且ly/lx＜2，属于双向板，传统计算不能保证其精度，故采用有限元进行分析。
恒载：5.0kN/m，活载：2.0kN/m。
本文中的混凝土采用塑性损伤模型，受压本构关系为混凝土结构设计规范（GB50010-2010）中模型；钢筋采用钢材材料模型，该材料模型被定义为弹塑性模型，本构关系简化为五段式二次塑流模型。
2.坡屋面受力分析该坡屋面的混凝土采用C30，钢筋采用HRB400，板厚h=140mm，钢筋配置为8@180，双层双向）。
由图1（a）~（c）可知，混凝土S11方向最大最小应力值分别为2.031MPa、-4.860MPa，S22方向最大最小应力值分别为1.513MPa、-3.871MPa，S33方向最大最小应力值分别为1.738MPa、-8.569MPa。
因为混凝土最大拉应力ftmax=2.031MPa>1.43MPa，故部分混凝土已进入开裂状态，混凝土最大压应力fcmax=8.569MPa<14.3MPa，故板厚取值合理。
图1（d）为混凝土受力后裂缝的发展方向和大小示意图。
坡屋面最小配筋率Asmin=max（0.2%，0.45ft/fy）*bh=280mm2，实配钢筋面积为279mm2<280mm2。
某坡屋面框架结构计算分析探讨
某坡屋面框架结构计算分析探讨[摘要] 目前，坡屋面结构形式在民用建筑中应用越来越广泛，而对其在计算软件中模型的建立及分析方法还有待探讨。
通过对实例工程的对比分析，指出了两种不同分析方法对结构计算的影响及其差别。
总结了坡屋面受力特点，在实际工程设计中给出了一些参考和建议。
[关键词] 坡屋面；框架结构；计算分析；框架梁0 前言坡屋面结构形式因其外形美观、保温节能及防渗漏效果好等特点在民用建筑中被广泛应用。
如何对坡屋面结构进行准确的分析，确保其上的荷载能真实的反应和作用于下部结构是个亟待解决的问题。
本文就结合某实例工程，通过对两种不同分析方法的实践和比较，得到了一些有用的结论。
1 工程概况本工程为一综合办公楼，建筑总长54.6m，宽38.0m，主体高度16.2m，共三层。
剖面图见图1。
抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第二组，抗震设防类别为丙类。
图1建筑剖面图2 结构计算及分析在现时的结构设计中，对于坡屋面结构一般采用两种处理方法：一种按实际情况在结构计算软件中输入其模型进行分析，另一种将坡屋面简化为平屋面进行计算。
为了比较两种建模方式对结构计算的影响，现分别对两种模型进行计算即真实模型（简称模型1）和平屋面简化模型（简称模型2）。
两种模型的计算荷载和计算参数均统一取值。
结构计算软件采用中国建筑科学研究院编制的PKPM 软件中的SATWE进行分析对比。
2.1 整体计算指标对比表1为两种模型整体计算指标的结果比较。
由表1可看出模型2计算的周期及层间位移角比模型1计算的要小，其位移比要比模型1的大，但总体误差都在5%之内。
由此可见两种模型对整体计算指标影响不大。
表1整体计算指标结果比较2.2 梁受力对比选取轴上一榀框架梁及轴上一榀次梁的内力进行比较分析，详见图2。
从内力图中可以看出，模型2框架梁在柱顶和跨中内力明显比模型1大，模型1中框架梁在柱顶及跨中的弯矩仅为模型2中的34%和44%；模型1中框架梁和次梁在屋脊处均有负弯矩的存在，这也说明因弯折形成的屋脊线在受力上起到类似弹性支座的作用。
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浅谈框架结构坡屋面的结构设计
摘要：本文采用PKPM（2010版）结构计算软件对框架结构坡屋面进行建模计算，比较了两种不同建模方式计算结果的差异，研究了不同坡度的坡屋面对斜梁及边柱计算结果的影响，得出了一些有意义的结论。
关键词：坡屋面、平屋面、结构方案、斜梁
An Analysis of the Structural Design of Sloping Roofs in Framed Structure Buildings
Shen Haie
(Shanghai Architectural and Engineering Consultant Co., Ltd. 200120)
Abstract: This paper adopts PKPM(2010) structure calculation software to model and calculate the sloping roofs in framed structures. This paper compares with the two different modeling and their respective calculating results. Analyzing the effect of diversified slopes on the calculation results of pitched rafter and side columns, obtain some meaningful conclusions.
Key words: sloping roof, flat roof, structural scheme, pitched rafter
1 引言：
坡屋面作为建筑的第五立面改变了立面造型的单调性，增加了造型处理的多元化，丰富了屋顶造型的多样性，赋予建筑物全新外观，增加了整幢建筑形象的表现力，进而丰富了现有的城市景观。
与平屋面相比坡屋面不仅外形美观而且还具有保温节能、防渗、排水效果好等特点。
常见的屋面形式有：单坡、双坡、四坡、多坡等类型。
但在工程结构设计时，坡屋面斜构件的设计及构造做法目前规范、手册里提及的较少且常用的结构计算分析软件（PKPM等）不能完全准确的对坡屋面进行模拟和分析，一些参数、荷载输入和计算结果的调整需要结构设计人员自行判断。
所以如何对坡屋面结构进行准确的建模分析是个亟待解决的问题。
本文作者根据工程实例仅对框架结构的四坡坡屋面进行了分析和研究。
2 工程实例：
本工程为某会所，2层框架坡屋面结构，屋面坡度为25。
主体屋面檐口结构标高为7.200米，该工程位于江苏省无锡市。
选④~⑤轴线进行单独建模计算分析。
屋面布置图（图一）如下：
图一、屋面布置图
2.1 坡屋面计算方法：
大家所熟知的坡屋面计算方法有以下三种：
1）：简化荷载法：先对坡屋面进行结构布置，然后对坡屋面进行荷载简化，即把复杂的坡屋面转化为集中荷载或均布荷载作用在下部结构上，然后再进行下部结构的设计分析。
2）：坡屋面转化为平屋面法。
把坡屋面看成一单独结构层，按投影平面位置输入结构平面，楼层高度按坡屋面檐口至屋脊高度的一半，顶部有较多平顶时按平顶的高度确定层高。
这种建模计算比较简单应用广泛但不能真实模拟结构形态，忽略了斜板对结构刚度的贡献及斜梁对结构产生的水平推力使得结构偏柔。
3）：根据实际建模：运用PKPM（2010版）结构软件设置节点高或者指定梁端空间坐标建立符合实际的模型，取得较正确的计算结果。
2.2 坡屋面做法：
坡屋面常见做法：一是顶部直接做成斜板（该斜板兼作屋面板），二是：先做一层水平板做屋面板，倾斜部分按照屋面造型做；前者结构造价相对低，但屋面保温、隔热及防水做法比较麻烦。
后者结构造价相对较高，但屋面防水、保温隔热效果好便于施工。
但对框架柱的设计应充分考虑三角拱结构对框架柱顶产生的水平推力。
2.3 建模方法
由于PKPM（2010版）软件中，对坡屋面可以通过定义节点高度或梁的左右节点标高、层间斜撑等来完成倾斜构件、楼层的定义，建出与实际工程相一致的结构模型，但根据PKPM（2010版）软件所提供的资料可知，该软件提供的荷载类型中仅有构件沿水平或者垂直方向的分布集度，因此用户输入的倾斜构件（梁除外）的荷载是倾斜构件沿水平或者垂直方向的分布集度，并不是倾斜构件沿斜长方向的荷载分布。
在实际设计中常常被结构设计人员忽略，仅输入了倾斜构件沿斜长方向的荷载分布进而导致计算结果与实际不符，给结构带来安全隐患。
本工程采用第二种坡屋面做法，本文作者首先采用了文中所提到的2、3两种建模方法（如图2所示）利用结构计算软件PKPM（2010版）进行计算分析，然后采用第3种计算方法对不同坡度（15。
、25。
、35。
）的坡屋面进行计算
分析；最后本文作者为了对坡屋面进一步分析采用第3种建模方法对本文提到的相同坡度（25。
）的两种坡屋面进行分析比较（所有计算模型仅坡屋面的建模方式不同其余（截面尺寸、参数、荷载等）皆相同）。
坡屋面建模平屋面建模
图二、屋面建模
2.3 计算结果与分析：
表格中屋面梁为：图一结构布置图中的梁①、梁②；边框梁为图一结构布置图中的梁③；柱为图一结构布置图中C轴线上的柱子。
1）：表一为坡度为25。
坡屋面的两种不同建模方法得到的计算结果，由表一可知：
实际建模法屋面梁的上部弯矩大于坡屋面转化为平屋面法屋面梁的弯矩，跨中弯矩小于坡屋面转化为平屋面法屋面梁的弯矩，进而使得坡屋面转化为平屋面法的屋面梁配筋大于实际建模法的屋面梁配筋，原因是前者没有考虑坡屋面受力状态与拱、壳类似；其次坡屋面转化为平屋面的建模方法使得边柱的刚度减小同时忽略了斜板对结构刚度的贡献及斜梁对结构产生的水平推力使得结构偏柔进而柱子计算配筋比实际偏小；最后从表一看出根据坡屋面转化为平屋面法建模得到边框梁的弯矩小于根据实际建模法边框梁的弯矩，其原因是忽略了斜板对结构刚度的贡献及斜梁对结构产生的水平推力。
2）：表二为不同坡度（15。
、25。
、35。
）坡屋面（文中所提第二种坡屋面）的计算结果，其建模方式皆根据实际建模。
由表二可知：边框梁弯矩及边柱配筋差异不大，说明坡度对边梁及边柱内力影响不太敏感；然而从表二可得出：屋面梁应力（弯矩）随坡度的增大而减小，屋脊相当于弹性支座的作用，且坡度越大屋脊支座作用越显著。
3）：表三为有水平板的坡屋面和无水平板的坡屋面根据实际建模法得到的计算结果，由表三可知：无水平板的坡屋面边框梁及边柱计算结果明显小于有水平板的坡屋面，因为无水平板的坡屋面拱的作用较弱及没有水平板传递荷载使之边梁及边柱内力减小所致。
而无水平板的坡屋面用结构计算软件pkpm(2010版)计算的屋面梁②的受力状态与坡屋面转化为平屋面法建模计算的结果相同即屋脊下面受拉；屋面梁①的受力状态与有水平板的坡屋面屋面梁受力状态形同。
表一：坡度为25。
坡屋面的两种建模方法的计算结果
3 结论
本文通过实际工程利用结构计算软件(PKPM，2010)对坡屋面的两种不同建模方法进行比较，得知坡屋面转化为平屋面法建模计算结果使得边柱及边梁配筋偏小，屋面梁配筋偏大。
由于多数项目工期越来越短，设计人员常采用坡屋面转化为平屋面法进行计算分析，所以在实际工程中则要求结构设计人员对此类型的房屋边梁及边柱进行人为放大。
若时间允许则建议设计人员根据实际建模并用现有理论判断计算结果是否正确。
本文仅是针对实际工程对坡屋面建模计算进行简单分析，由于每个工程造型、层高、屋面形势并不相同，所以应根据实际工程具体分析，不能一概而论。
且当今坡屋面应用越来越广，如何对坡屋面进行精确地建模分析是值得大家共同研究探讨的问题。
参考文献
[1] 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）中国建筑工业出版社
[2]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）中国建筑工业出版社2010
[3] 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中国建筑工业出版社2010
[4]《PKPM用户手册》中国建筑科学研究院2010
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。