木结构屋顶修缮保护工程修缮过程与要点工程预算与工程经济分析 2025-04-25
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  建筑工程拆除工程预算▲工程概况

  始建于1958年的江苏师范大学云龙校区师源楼,为徐州市历史建筑,总建筑面积6015㎡,主体4层、裙房3层,主体结构采用砖混结构,顶层为砖木混合结构,四坡屋顶。

  〔1〕大屋面施工作法。采用豪式木屋架,在木结构檩条上钉40mm×60mm木椽条,椽条间距400mm,木椽条上方铺1层15mm厚木望板,木望板上做1道油毛毡防水层,再做25mm×25mm挂瓦条,铺平瓦屋面。

  〔2〕檐口作法。出檐悬挑用30mm×40mm平顶筋,中线间距400mm,平顶筋下钉40mm宽的木板条,木板条面层上再抹反手灰,紧贴平顶筋前端钉有30mm×50mm木条,木条外口再钉20mm×250mm的封檐板,屋面瓦由檐口铺至屋脊,封檐板就成为了瓦面檐口的落脚点,相当于瓦口板的功用。

  〔3〕四坡屋面排水体系。通过坡屋面的瓦面层把雨水排至各向屋檐檐口,通过檐口处的集水槽收集雨水,集水槽内做好返水坡度,雨水有组织的排向建筑边角处的落水槽,进而使屋面水有秩序的排至地面,防止雨天出现较大的下水帘。

  ▲使用情况及出现问题

  建成以来,这个建筑一直作为教学楼使用至今,2019年9月使用单位反映屋面有多处漏雨。经过实地勘察发现,屋面不平且整体有起伏,约20%的屋面瓦出现缺损松动,瓦件间有较大的缝隙;脊线不顺直,脊瓦多处松动破损,坐瓦的水泥砂浆酥碱风化失去对脊瓦的约束;檐口存在多处小面积脱落,封檐板表面油漆整体失光褪色,多处漆饰起皮脱落。

  从房屋内部来看,木望板受潮腐朽变形,表面有盐碱渍、泛白痕迹等水痕污染,病害量约占总量的90%,木椽条表面有水痕污染,病害量约占总量的60%,由此可推断,油毛毡防水层的可靠程度降低,已经无法防住屋面渗漏下的雨水;部分弦杆、腹杆、木檩等木构件存在干缩裂缝,弦杆与腹杆以及构架体系相互搭接处铁扒钉、铁板对插螺栓等金属构件出现锈蚀(图1)。关于工程造价工程预算

  木结构屋顶修缮保护研究1.jpg

  江苏师范大学云龙校区师源楼出现的部分问题

  (a)屋面整体有起伏;(b)檐口存在多处小面积脱落

  为此,委托具有相应资质的鉴定单位对建筑进行残损等级评估,本建筑残损等级定为c'级,有中度残损点,已经影响该建筑的安全;这其中木椽望残损等级为c'级,木望板、木椽条上部受潮腐朽较普遍,已经影响屋面层的结构安全;上木结构体系定为b'级。

  ▲原因分析

  这个建筑作为教学楼使用已有62年,且始终没有经过大修,鉴于现场勘查情况进行原因分析如下。

  从表面来看,屋面瓦间有较大的缝隙、油毛毡损坏导致屋面防水几乎失效,雨水渗入屋面层内部,进而引起木望板、木椽条等木构件出现严重水污染,室内出现漏雨的现象。工程预算工程造价图集

  从更深层次来分析,屋面瓦间之所以会出现缝隙,很大一部分原因是屋顶结构出现变形。弦杆、腹杆、木檩等木构件出现干缩裂缝,节点金属构件出现松脱、锈蚀以及残损等级评估也验证了这一分析。长期负荷并受自然因素影响下,木材的强度会大幅减弱,金属构件也会出现松脱、锈蚀等现象,影响屋架稳定性,引起屋面变形,进而引发屋面瓦出现起伏、瓦件间出现较大缝隙、脊瓦不顺直等。同时,屋面出现渗漏后加大了对木构件的损伤,降低材料强度、破坏屋面结构,如此周而复始,形成恶性循环,如图2所示。

  木结构屋顶修缮保护研究2.jpg

  屋顶结构变形原因分析

  综合上述分析,这次渗漏问题的根本原因在于木屋架的结构变形,屋面渗漏只是表面问题。

  ▲修缮过程

  〔1〕主要修缮内容及秉承原则

  经过上述分析,修缮工作小组决定对建筑屋面进行揭顶修缮,此次修缮主要包括下列两个方面内容。

  ➊更换防水层及屋面瓦,解决屋面渗漏问题。测绘工程是工程预算吗

  ➋结构加固,对屋顶木结构进行修整加固,解决结构变形问题。鉴于本建筑为徐州市历史建筑,承载了独特性的历史信息,具有独特的文化内涵和价值,故而这次修缮秉承“修旧如旧”的理念,尽可能地做到“原材料、原形制、原工艺、原作法”,坚持不改变历史建筑原状、适度保护、最低限度干预的原则,排除局部险情、修整损伤部位、加固屋顶结构,保护好历史建筑,使其处于健康的状态,从根本上解决因为屋顶的安全隐患所带来所有问题。

  〔2〕施工过程

  ➊拆除

  依次拆除屋面瓦、挂瓦条、油毛毡、木望板等屋面覆盖层,露出木屋架,拆除过程中对屋面瓦按规格、损坏程度分别码放,进行分类整理。

  ➋木构件保护层修复

  对裸露的木屋架进行除灰除尘、涂抹2遍桐油、喷涂白蚁防治剂,新置换的木椽条、木望板、挂瓦条等木构件涂刷两遍桐油、喷涂白蚁防治剂后才可以安装。

  ➌结构修整加固

  屋面揭顶后首先检查木构件情况,设计人员对木梁、弦杆、腹杆、木檩、木椽条、木望板等木构件进行一一甄别,对于不同情况提出针对性的修整加固方案。

  ⑴木构件加固。木构件裂缝超过GB/T50165—2020《古建筑木结构维护与加固技术规程》要求的进行环氧树脂木条嵌补,以及用碳纤维布进行粘贴箍牢加固等,保证满足受力要求下旧料的最大利用。

  屋面揭顶后,发现木屋架与墙体连接良好、木梁基本完好,木檩、弦杆主要出现裂缝问题,仅少量部位被雨水侵蚀,经过加固后能够满足受力要求。经过统计,共139处裂缝,裂缝宽度为0.4~2.0mm,主要集中在0.5~1.0mm,这区间的裂缝占所有裂缝的71.02%。经过设计人员现场甄别,主要采用绑扎法与加紧法进行加固,用环氧树脂嵌缝后再采用碳纤维布箍牢、增加抱箍、两梁交接松动处用木楔塞紧等加固保护措施。

  ⑵更换木构件。糟朽、劈裂、挠度下弯超过修缮加固标准的木构件按照原木材品种原形制进行添配。经过甄别,木椽条、木望板、挂瓦条受潮腐朽严重,决定更换有水痕、糟朽的木椽条,并在原木椽条空档处新加1道尺寸相同的木椽条;木望板和挂瓦条全部更换,尺寸与原尺寸相同。工程预算和工程报价区别

  ⑶节点处理。重新紧固铁扒钉、对穿螺栓等金属构件,表面涂抹除锈防锈漆;对于锈蚀严重处,重新增加金属构件,表面涂抹防锈剂;对于节点松脱较为严重处,用木楔塞紧或增加铁扒钉等金属构件,对节点松动处进行有效的扒结或锚固。

  ➍防水层修缮

  拆除已经失效的防水材料,用SBS防水卷材代替油毛毡作为防水材料敷设在木望板表面。

  ➎屋面瓦施工

  更换全新的木质挂瓦条,固定在SBS防水卷材表面,将屋面瓦固定在挂瓦条上。为了保持原有立面效果,尽可能使用原有屋面瓦。最终更换的屋面瓦面积约300㎡,占屋面总面积17%,新置换的屋面瓦从附近农村购买,外表面尽可能保持一致,并穿插使用,尽可能保证视觉上的一致性。

  ➏檐口修复

  检修封檐板、檐口方木、木板条等檐部木构件,修补残损木料、更换糟朽变形的木料,重做木料表面油漆;原状保留反手灰,局部病害处针对性修补。反手灰表面油漆选用灰白色,与周边檐口近似,以确保整体环境的协调统一。

  ▲修缮要点

  〔1〕保持原有结构体系不变

  木梁、木檩、木椽条、木望板、屋面瓦的结构体系得以完全保留。修复时对结构的所有木构件进行一一甄别,尽可能保留原有材料,对于损害严重的木构件进行加固或更换。

  〔2〕尽量保留原有施工工艺

  屋面瓦修复时,仍然采用木质挂瓦条挂瓦施工的工艺,檐口部分仍然采用木板条表面抹反手灰的做法。工程预算工程计划是什么

  〔3〕用现代化材料对结构进一步加固

  屋面揭顶后,按照甄别情况,将开裂的木檩、弦杆、腹杆用环氧树脂嵌缝、碳纤维布粘贴箍牢等,增强可靠性,使结构加强,确保使用安全;所有木构件喷涂白蚁防治剂,增强耐久性。

  〔4〕用现有较好材料代替原有较落后材料

  在修缮的过程中,大部分材料仍然沿用原有材料品种,仅是防水材料发生了变化。原有防水材料油毛毡在市场上已不多见,而且经长期实践,防水性一般,经过修缮工作小组研究决定,用SBS防水卷材代替油毛毡作为防水材料。

  ▲修缮保护成果

  工程完工至今已经历经两个雨季,每次大雨天气学校基建部门都会对顶层每个房间进行检查,未发现一处漏雨现象。防雷、排水等设施恢复原状,都正常运行。这次修缮不仅解决了漏雨问题,更对建筑物结构进行重新加固,使历史建筑重新焕发生机,确保了历史建筑保护和再利用的可持续性。

  对于木结构建筑的修缮要重点关注结构问题,木材在长期负荷与自然因素影响下强度会大幅减弱,引发结构问题。故而要加强对木结构房屋的维护,定期涂抹防护剂、金属除锈防锈漆,进行白蚁防治等,如发现节点处金属构件出现松脱,及时紧固。

  屋面渗漏是建筑物较常见的病害之一,引起的原因非常复杂,可能是防水层本身,也有可能是其他的问题,必须按照建筑物的特点,从根本上寻找原因才可以彻底解决问题。

  历史建筑的修缮不但要解决建筑物存在的质量问题,更要考虑怎样保护建筑物的历史信息。修缮前需要充分了解历史建筑的构造、材料、施工工艺及其承载的文化内涵,秉承“修旧如旧”的理念,尽可能做到原材料、原形制、原工艺、原作法。工程预算与工程经济分析

来源:建筑技术杂志社,摘自《建筑技术》2023年5月,刘宁


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