建筑构造-屋顶构造

屋顶构造本章提要本章内容：屋顶防水及常用的保温隔热构造做法学习重点：了解屋顶的组成及类型，熟悉平屋顶构造组成，熟悉坡屋顶构造组成第一节屋顶的组成和类型一、屋顶的作用及组成（一）屋顶的作用（1）围护结构防御自然界的风雨雪、太阳辐射热和冬季低温等的影响；（2）承重结构承受作用于屋顶上的风荷载、雪荷载和屋顶自重等荷载。一、屋顶的作用及组成（二）屋顶组成（图7.1.1）屋顶由屋面、承重结构、保温（隔热）层和顶棚等部分组成。5二、屋顶的设计要求和坡度（一）屋顶的设计要求1．防水要求：屋顶防水是屋顶构造设计最基本的功能要求。常采用不透水的防水材料以及相应的构造处理达到防水的目的。2．保温隔热要求3．结构要求：屋顶结构应有足够的强度和刚度，并防止因结构变形引起防水层开裂漏水。4．建筑艺术要求屋顶的坡度表示方法有角度法、斜率法和百分比法。角度法：是倾斜屋面与水平面所成夹角的大小表示斜率法：是屋顶高度与坡面水平投影长度之比来表示。可用于平屋顶或坡屋顶。百分比法：是屋顶高度与坡度的水平投影长度的百分比来表示。多用于平屋顶。（二）屋顶坡度的选择影响屋顶坡度的因素屋顶坡度的确定与屋面防水材料、地区降雨量大小、屋顶结构形式、建筑造型要求以及经济条件等因素有关。对于一般民用建筑主要由以下两方面的因素来确定：（1）屋面防水材料（2）降雨量大小平屋顶：屋面坡度小于或等于5%的屋顶，常用的坡度为2%~3%。坡屋顶：屋面坡度较陡，坡度一般大于5%以上的屋顶。曲面屋顶：由各种薄壁结构或悬索结构作为屋顶承重结构的屋顶，一般适用于大跨度的大型性建筑。三、屋顶的类型根据屋面材料及承重结构形式不同，屋顶可分为平屋顶、坡屋顶和曲面屋顶三类。各种类型屋顶的形态第二节坡屋顶构造坡屋顶的承重结构用来承受屋面传来的荷载，并把荷载传给墙或柱。其结构类型有横墙承重和屋架承重。一、坡屋顶的承重结构横墙承重：将横墙顶部按屋面坡度大小砌成三角形，在墙上直接搁置檩条或钢筋混凝土屋面板支承屋面传来的荷载，又称山墙承重或硬山搁檩(图5.29)。特点：构造简单、施工方便、节约木材，有利于防火和隔音等优点，但房间开间尺寸受限制。适用于住宅、旅馆等开间较小的建筑。（一）承重结构类型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(图5.30)。（二）屋架(屋面梁)承重坡屋顶坡度的形成及屋面支承系统屋架支承坡屋顶木梁架结构是我国古代建筑的主要结构形式，它一般由立柱和横梁组成屋顶和墙身部分的承重骨架，檩条把一排排梁架联系起来形成整体骨架(图5.31)。这种结构形式的内外墙填充在木构架之间，不承受荷载，仅起分隔和围护作用。构架交接点为榫齿结合，整体性及抗震性较好；但消耗木材量较多，耐火性和耐久性均较差，维修费用高。木梁架承重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。1.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；当跨度更大时需采用钢筋混凝土屋架或钢屋架。2.檩条檩条材料的选用一般与屋架所用材料相同，可为木材、钢材及钢筋混凝土。檩条的断面形式见图7.2.2。木檩条跨度一般在4m以内；钢筋混凝土檩条跨度可达6m。檩条的间距根据屋面防水材料及基层构造处理而定，一般在0.7m～1.5m以内。平瓦屋面根据基层不同有冷摊瓦屋面、木望板平瓦屋面和钢筋混凝土挂瓦板平瓦屋面三种做法1、冷摊瓦屋面：是在檩条上钉固椽条，然后在掾条上钉挂瓦条并直接挂瓦二、坡屋顶的屋面构造坡屋顶屋面一般是利用各种瓦材，如平瓦、波形瓦、小青瓦等作为屋面防水材料，靠瓦与瓦之间的搭接盖缝来达到防水的目的。木望板平瓦屋面木望板平瓦屋面是在檩条或椽木上钉木望板，木望板上干铺一层油毡，用顺水条固定后，再钉挂瓦条挂瓦所形成的屋面(图5.32)。钢筋混凝土板平瓦屋面钢筋混凝土板平瓦屋面是以钢筋混凝土板为屋面基层的平瓦屋面。钢筋混凝土板平瓦屋面的构造可分为以下两种：①将断面形状呈倒T形或F形的预制钢筋混凝土挂瓦板固定在横墙或屋架上，然后在挂瓦板的板肋上直接挂瓦(图5.33)。②采用钢筋混凝土屋面板作为屋顶的结构层，上面固定挂瓦条挂瓦，或用水泥砂浆、麦秸泥等固定平瓦(图5.34)。（二）波形瓦屋面波形瓦可用石棉水泥、塑料、玻璃钢和金属等材料制成，其中以石棉水泥波形瓦最为常用。石棉水泥瓦具有一定的刚度，每张瓦的尺寸较大，可直接铺钉在檩条上。一般用于无保温隔热要求的低标准建筑中。塑料波形瓦和玻璃钢瓦具有质轻、强度高、透明的优点，可兼做屋顶采光用。镀锌铁皮波形瓦具有轻质、高强、防震的优点。一、檐口构造(1)挑檐:将屋面伸出外墙形成挑檐，挑檐的构造做法有砖挑檐、椽条挑檐、挑檐木挑檐和钢筋混凝土挑板挑檐等(图5.38)。封檐:檐口外墙高出屋面将檐口包住的构造做法，需在檐口处设置檐沟，檐沟的构造形式一般有钢筋混凝土挑檐沟和女儿墙内檐沟两种(图5.39)。三、坡屋顶屋面的细部构造平瓦屋面的细部构造(2)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。女儿墙与屋面交接处应做泛水，一般用砂浆抹灰泛水、小青瓦坐浆泛水、镀锌铁皮泛水(图5.40)悬山：是将屋面挑出山墙的构造做法。常用檩条挑出山墙，用不封檐板封住，沿山墙挑檐边的一行瓦，用水泥砂浆抹出披水线，进行封固。(图5.41)(3)互为相反的坡面在高处相交形成屋脊，屋脊处应用V形脊瓦盖缝(图5.42(a))。坡屋面两斜面相交形成斜天沟。斜天沟一般用镀锌铁皮制成，镀锌铁皮两边包钉在木条上；木条高度要使瓦片搁上后与其他瓦片平行，并起到防止溢水的作用。用弧形瓦或缸瓦作斜天沟，搭接处要用麻刀灰卧牢(图5.42(b))。（三）烟囱泛水构造屋面与烟囱四周交接处，构造上应注意防水与防火。为了使屋面雨水不会从烟囱四周渗漏，在交接处应作泛水处理，一般用水泥石灰麻刀灰抹面；当屋面木基层与烟囱直接接触时，容易引起火灾，按防火要求，木基层距烟囱内壁的距离应不小于370mm或距烟囱外壁50mm内不能有易燃材料。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(图5.48)。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(图5.49)。四、坡屋顶的保温与隔热一、坡屋顶的保温坡屋顶一般利用屋顶通风来隔热，有以下两种方式：把屋面做成双层，在檐口设进风口，屋脊设出风口，利用空气流动带走间层的热量，以降低屋顶的温度(图5.50)。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。(图5.51)二、坡屋顶的隔热第三节平屋顶构造一、屋顶的构造组成（一）承重结构一般采用钢筋混凝土板。可采用现场浇筑或预制装配式结构。（二）面层屋顶依屋面的坡度排水，通过面层材料的防水性能达到防水的目的。（三）保温层或隔热层保温层或隔热层应设在屋顶的承重结构层与面层之间。一般采用无机粒状材料和制品块材。(1)材料找坡又叫垫置坡度，是将屋面板水平搁置，然后在上面铺设水泥炉渣、石灰炉渣等廉价轻质材料形成坡度。特点：结构底面平整，容易保证室内空间的完整性，但垫置坡度不宜太大，否则会使找坡材料用量过大，增加屋顶荷载。当屋顶坡度不大或需设保温层时广泛采用的做法。（一）屋顶排水坡度的形成二、屋顶的排水(2)结构找坡又叫搁置坡度，是将屋面板搁置在顶部倾斜的梁上或墙上形成屋面排水坡度的方法。特点：不需在屋顶上另设置找坡层，屋面其他层次的厚度也不变化，减轻了屋顶自重，施工简单，节省人工和材料，但室内顶棚面是倾斜的，空间不够完整。1、无组织排水又称自由落水，将屋顶沿外墙挑出，形成挑檐，屋面雨水经挑檐自由下落至室外地坪的一种排水方式。(图5.5)。2在屋顶设置与屋面排水方向相垂直的纵向天沟，汇集雨水后，将雨水由雨水口、雨水管有组织地排到室外地面或室内地下排水系统。（二）屋顶排水方式有组织排水方案分为外排水和内排水两种基本形式外排水：屋顶雨水由室外雨水管排到室外的排水方式。按照檐沟在屋顶的位置，外排水的檐口形式有：沿屋面四周设檐沟、沿纵墙设檐沟、女儿墙外设檐沟、女儿墙内设檐沟等(图5.6)。常用的外排水方式有女儿墙外排水、檐沟外排水、女儿墙挑檐沟外排水。内排水：屋顶雨水由设在室内的雨水管排到地下排水系统的排水方式(图5.7)。1、确定屋面排水坡度和坡面的数目2、划分排水区域3、确定天沟所用材料和断面形式及尺寸4、确定雨水管所用材料、大小和间距屋面排水组织示例见图5.10。6.2.3屋面排水组织设计屋面的排水组织设计一般可按下列步骤进行：刚性防水屋面：用刚性防水材料，如防水砂浆、细石混凝土、配筋的细石混凝土等做防水层的屋面。特点：构造简单、施工方便、造价低廉，但对温度变化和结构变形较敏感，容易产生裂缝而渗漏。故多用于我国南方地区的建筑。三、平屋顶刚性防水屋面（一）刚性防水屋面的构造层次及做法(图5.18)①结构层一般采用现浇或预制装配的钢筋混凝土屋面板。②在结构层上用20mm厚1∶3的水泥砂浆找平。③隔离层一般采用麻刀灰、纸筋灰、低强度等级水泥砂浆或干铺一层油毡等做法。④刚性防水层一般采用配筋的细石混凝土形成（二）刚性防水屋面的细部构造细部构造包括屋面的分格缝、泛水、檐口、雨水口等。1、分格缝屋面分格缝是屋面防水层上设置的变形缝。目的：为防止温度变形引起防水层开裂；防止结构变形将防水层拉坏。分格缝的间距一般不宜大于6m，并应位于结构变形的敏感部位(图5.19)分格缝的宽度为20~40mm，有平缝和凸缝两种构造形式(图5.20)2、泛水凡屋面防水层与垂直于屋面的凸出物交接处的防水处理称为泛水。泛水应嵌入立墙上的凹槽内并用压条及水泥钉固定。女儿墙泛水：女儿墙与刚性防水层间留分格缝，使混凝土防水层在收缩和温度变形时不受女儿墙的影响，有效防止开裂。变形缝泛水：高低屋面变形缝用可伸缩的镀锌铁皮做盖封板并用水泥钉固定在附加墙上；横向变形缝用混凝土预制板盖缝，盖缝前先干铺一层卷材，以减少泛水与盖板之间的摩擦力。3、檐口（1无组织排水檐口通常直接由刚性防水层挑出形成，挑出尺寸一般大于450mm(图5.22(a))；也可设置挑檐板，刚性防水层伸到挑檐板之外(图5.22(b))。（2有组织排水檐口有挑檐沟外排水檐口(图5.23)、女儿墙外排水檐口等做法。4.雨水口构造直管式一般用于挑檐沟外排水的雨水口，弯管式用于女儿墙外排水的雨水口。（1）直管式雨水口防止雨水从雨水口套管与沟底接缝处渗漏，应在雨水四周边加铺柔性防水层并铺至套管内壁。（2）弯管式雨水口雨水口安装时，在雨水口处的屋面应加铺附加卷材与弯头搭接浇筑混凝土防水层，防水层与弯头交接处用油膏嵌缝。柔性防水屋面：用具有良好的延伸性、能较好地适应结构变形和温度变化的材料做防水层的屋面，包括卷材防水屋面和涂膜防水屋面。卷材防水屋面：用防水卷材和胶结材料分层粘贴形成防水层的屋面，具有优良的防水性和耐久性，因而被广泛采用。四、平屋顶柔性防水屋面（一）柔性防水屋面的构造层次和做法卷材防水屋面的基本构造(图5.11)①结构层②找坡层③找平层④结合层⑤防水层⑥保护层卷材防水层的防水卷材有油毡卷材、高分子合成卷材和合成橡胶卷材等。⑥保护层保护层分为不上人屋面和上人屋面两种做法。不上人屋面保护层上人屋面保护层做法：在防水层上用水泥砂浆或沥青砂浆铺贴缸砖、大阶砖、预制混凝土板等，或在防水层上浇筑40mm厚C20细石