第九章 屋顶构造

第九章屋顶构造屋顶的作用一、屋顶的作用屋顶能抵御自然界的风霜雨雪、太阳辐射、昼夜气温变化和各种外界不利因素对建筑物的影响；屋顶承受作用于屋顶上部荷载，包括风、雪荷载和屋顶自重，将它们通过墙、柱传递到基础；另外，屋顶的形式对建筑造型有重要影响，可以使房屋形体美观、造型协调。屋顶主要有三个作用：一是承重作用；二是围护作用；三是装饰建筑立面。第一节屋顶概述坡度、外形屋顶的类型平屋顶曲面屋顶坡屋顶结构传力保温隔热屋面材料有檩屋顶无檩屋顶保温屋顶不保温屋顶隔热屋顶卷材防水非卷材防水屋顶形式（a）平屋顶（b）坡屋顶（c）折板（d）壳体（e）网架（f）悬索二、屋顶的设计要求二、屋顶的设计要求1.强度和刚度的要求。2.防水可靠、排水迅速。3.保温隔热的要求。4.美观的要求。三、屋面防水等级和设防要求项目建筑物类别防水层使用年限防水选用材料设防要求屋面的防水等级Ⅰ级特别重要的民用建筑和对防水有特殊要求的工业建筑25年宜选用合成高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水涂料、细石防水混凝土等材料三道或三道以上防水设防，其中应用一道合成高分子防水卷材，且只能有一道厚度不小于2mm的合成高分子防水涂膜Ⅱ级重要的工业与民用建筑、高层建筑15年宜选用高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、合成高分子防水涂料、高聚物改性沥青防水涂料、细石防水混凝土、平瓦等材料二道防水设防，其中应有一道卷材；也可采用压型钢板进行一道设防Ⅲ级一般的工业与民用建筑10年应选用三毡四油沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水涂料、合成高分子防水涂料、沥青基防水涂料、刚性防水层、平瓦、油毡瓦等材料一道防水设防，或两种防水材料复合使用Ⅳ级非永久性的建筑5年可选用二毡三油沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水涂料、沥青基防水涂料、波形瓦等材料一道防水设防第二节平顶屋的构造屋顶坡度小于5%者称为平屋顶。一般平屋顶的坡度在1％～3％之间。平屋顶的支承结构常用钢筋混凝土，梁板结构布置灵活，较简单，适合各种形状和大小的平面。平屋顶建筑外观简洁，坡度小，并可利用屋顶作为活动场地，例如作为日光浴场、屋顶花园、体育活动等。支承结构设计时要考虑能承受上述活动所增加的荷载。平屋顶坡度小，易产生渗漏现象，故对屋面排水与防水问题的处理更为重要。一、平屋顶的组成平屋顶一般由屋面（防水层）、承重结构、保温隔热层、顶棚等基本层次组成如图屋面屋面是屋顶最上面的表面层次，要承受施工荷载和使用时的维修荷载，以及自然界风吹、日晒、雨淋、大气腐蚀等的长期作用，因此屋面材料应有一定的强度、良好的防水性和耐久性能。承重结构承重结构承受屋面传来的各种荷载和屋顶自重。顶棚顶棚位于屋顶的底部，用来满足室内对顶部的平整度和美观要求。保温隔热层当对屋顶有保温隔热要求时，需要在屋顶中设置相应的保温隔热层，以防止外界温度变化对建筑物室内空间带来影响。(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。二、平屋顶的排水1、排水坡度的形成平屋顶的屋面应有1%—5%，排水坡可通过材料找坡和结构找坡(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：不需再在屋顶上设置找坡层，屋面其他层次的厚度也不变化，减轻了屋面荷载，施工简单，造价低。但不符合人们的使用习惯。无组织排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(图5.5)。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。2、排水方式按照雨水管的位置，有组织排水分为外排水和内排水。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)。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)。三、平屋顶的防水构造主要分为刚性防水和柔性防水1、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。刚性防水屋面的基本构造(图5.18)①结构层一般采用现浇钢筋混凝土屋面板。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刚性防水屋面的细部构造①分格缝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泛水其处理方法与卷材防水屋面的相同(图5.21)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。2、柔性防水屋面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防水层卷材防水层的防水卷材包括沥青类卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材三类。见表5.2表5.2卷材防水层卷材分类卷材名称举例卷材粘结剂沥青类卷材石油沥青油毡石油沥青玛王帝脂焦油沥青油毡焦油沥青玛王帝脂高聚物改性沥青防水卷材SBS改性沥青防水卷材热熔、自粘、粘贴均有APP改性沥青防水卷材合成高分子防水卷材三元乙丙丁基橡胶防水卷材丁基橡胶为主体的双组分A与B液1∶1配比搅拌均匀三元乙丙橡胶防水卷材氯磺化聚乙烯防水卷材CX-401胶再生胶防水卷材氯丁胶粘结剂氯丁橡胶防水卷材CY-409液氯丁聚乙烯-橡胶共混防水卷材BX-12及BX-12乙组分聚氯乙烯防水卷材粘结剂配套供应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细石混凝土。四平屋顶的细部构造①泛水：屋面防水层与突出构件之间的防水构造。②檐口：屋面防水层的收头处，檐口的形式由屋面的排水方式和建筑物的立面造型要求来确定。无组织排水檐口(图5.13)挑檐沟檐口(图5.14)女儿墙檐口和斜板挑檐檐口(图5.15、图5.16)③上人孔(图5.17)平屋顶的保温是在屋顶上加设保温材料来满足保温要求的。保温材料按物理特性分为三大类：五、平屋顶的保温与隔热1平屋顶的保温散料类保温材料整浇类保温材料板块类保温材料保温层在屋顶上的设置位置有以下三种：正铺保温层：即保温层位于结构层与防水层之间(图5.24)倒铺保温层：即保温层位于防水层之上(图5.25)保温层与结构层结合：有三种做法，一种是保温层设在槽形板的下面(图5.26(a))；一种是保温层放在槽形板朝上的槽口内(图5.26(b))；还有一种是将保温层与结构层融为一体(图5.26(c))。通风隔热两种做法：一种是在结构层与悬吊顶棚之间设置通风间层，在外墙上设进气口与排气口(图5.27(a))；另一种是设架空屋面(图5.27(b))。蓄水隔热蓄水隔热屋面的构造与刚性防水屋面基本相同，只是增设了分仓壁、泄水孔、过水孔和溢水孔(图5.28)。2、平屋顶的隔热植被隔热在平屋顶上种植植物，利用植物光合作用时吸收热量和植物对阳光的遮挡来达到隔热的目的。反射降温在屋面铺浅色的砾石或刷浅色涂料等，利用浅色材料的颜色和光滑度对热辐射的反射作用，将屋面的太阳辐射热反射出去，从而达到降温隔热的作用。第三节现浇钢筋混凝土坡屋顶的构造类型坡屋顶：坡度较缓，不利用坡屋顶下空间的坡屋顶斜屋顶：坡屋顶下空间被利用斜屋顶建筑的优点一、防水、排水好二、丰富了建筑造型，改变城市面貌三、增加了建筑的使用面积一、斜屋顶的类型把坡度不小于15˚且小于90˚的屋顶称为斜屋顶，当坡度大于60˚时，一般会被理解为斜墙。形式有：单坡屋顶、双坡屋顶、四坡屋顶、曼莎屋顶和拱形屋顶坡屋顶形式二、斜屋顶的组成与构造1、承重结构层是现浇钢筋混凝土梁和屋面板2、屋面瓦材：块瓦、油毡瓦和钢板彩瓦。要求防水性能。第一道防水设防。找平层：水泥砂浆、细石混凝土保温隔热层：采用板状、毡状材料，厚度应计算。一般利用檐沟做有组织排水。三斜屋顶窗应有良好的天然采光和自然通风，应设老虎窗或斜屋顶窗斜屋顶窗：安装在斜屋顶上、平行于屋面且可开启的窗。为增加洞口周围面板强度，屋面防水以及便于窗的安装，应设置洞口反梁为增加采光，应设置窗筒子板老虎窗老虎窗斜屋顶窗斜屋顶窗洞口反梁第四节坡屋顶的构造坡屋顶的屋面坡度大于5%，常用的有单坡、双坡、四坡、歇山等一、坡屋顶的组成1、承重结构层是指屋架、檩条、屋面和大梁或山墙等。承受屋面载荷并传给墙或柱2、屋面层包括屋面瓦材和屋面基层3、保温或隔热层4、顶棚二、坡屋顶承重结构层的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。其结构类型有砖墙承重、屋架承重、和钢筋混凝土屋面板承重等。砖墙承重：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，又叫硬山搁檩(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。1、砖墙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)。2.屋架(屋面梁)承重钢筋混凝土屋面板承重：即在墙上倾斜搁置现浇或预制钢筋混凝土屋面板(类似于平屋顶的结构找坡屋面板的搁置方式)来作为坡屋顶的承重结构。特点：节省木材，提高了建筑物的防火性能，构造简单，近年来常用于住宅建筑和风景园林建筑中。3、钢筋混凝土屋面板承重三、坡屋顶的屋面构造包括屋面承重基层和屋面瓦材两部分。承重基层是指檩条上支撑屋面瓦材的构造层，如椽条、挂瓦条、屋面板等屋面瓦材根据瓦材来选择承重基层1、平瓦屋面（1）冷摊瓦屋面构件少，构造简单，造价低，保温防漏差，多用于简易房屋（2）屋面板平瓦屋面（3）挂瓦平瓦屋面顶棚平整、构造简单，但易渗水冷摊瓦屋面屋面板平瓦屋面挂瓦平瓦屋面2、波形瓦屋面可直接固定在檩条上，上下接缝至少搭接100mm，横向搭接应按主导方向至少一波半。屋脊间的空隙要用砂浆塞密实。波形瓦屋面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、坡屋顶的保温五、坡屋顶的泛水构造凡突出坡屋面的烟囱、排气管、老虎窗，屋面与女儿墙，屋面硬山墙等与屋面交接处必须设置泛水。