房屋建筑构造-第6章-屋顶

第6章屋顶本章的主要内容平屋顶的排水构造概述性问题介绍平屋顶的防水构造平屋顶的保温与隔热构造坡屋顶构造6.1屋顶的类型、坡度及排水一、屋顶的作用二、屋顶的组成三、屋顶的形式四、屋顶的坡度五、屋顶的排水屋顶是建筑物的一个重要组成部分，是房屋最上层的覆盖构件。1.屋顶的作用屋顶暴露在大气中，直接受自然界的影响，起着对建筑的围护作用和承重的作用。围护作用体现在——屋顶抵御大自然风、雨、雪、霜、太阳辐射等自燃因素的侵袭。承重作用是指——承受自重：即自身的重量，也称恒载。承受活动荷载：如：雨雪的荷载、风力的作用、上人活动的人的重量、屋顶花园的荷载等。2.屋顶的组成屋顶主要由面层、保温隔热层、承重结构、顶棚三部分组成。面层：直接接受风吹日晒和人为的冲击、摩擦，因此要求面层材料和做法要既有一定的抗渗透性能、抗摩擦性能和承载能力。保温隔热层：保温或隔热层是为保证建筑物具有良好的室内环境而设置的构造层，是轻质、多孔的材料。承重结构：屋顶承重结构用以承受屋顶得全部荷载，为保证建筑物坚固耐久，结构形式的选择应具有足够的强度和刚度。顶棚：顶棚层则根据屋顶形式及使用功能得要求采用直接式顶棚或悬吊式顶棚。构造同楼盖顶棚。3.屋顶的形式重檐庑殿悬山顶硬山顶歇山顶卷棚顶歇山硬山圆攒尖顶四角攒尖顶六角攒尖顶平屋顶平屋顶具有其他形式所没有的好处海阔天空坡屋顶很多大型建筑屋顶的造型就是建筑的造型国家大剧院——水滴状造型屋顶的形式是建筑造型的一个重要因素。尽管屋顶的形式不同，却总是建筑的一个覆盖构件流水别墅屋顶的类型按外形分类可分为平屋顶——坡度小于5％的屋顶，常用2％～5％坡屋顶——坡度一般大于10％曲面屋面坡屋顶上机平瓦S型瓦钢瓦玻纤瓦钢板瓦其他类型的屋顶拱顶双曲拱球形网架双曲壳板扁壳连拱车轮形悬索式马鞍形悬索式压型钢板4.屋顶坡度1.屋面坡度的常用表示方法角度法斜率法百分比法2.屋面的影响因素：材料面积越大，坡度越小。反之相反。坡度大时，以排水为主，以堵为辅，故覆盖材料面积可以小些。坡度小时，因排水速度慢了，所以应以堵水为主，故覆盖材料面积应该大些。———这就是导水和堵水的辨证关系3.屋面坡度的形成方式6.1.3屋面排水1.屋面排水形式①无组织排水三面女儿墙单坡排水两面女儿墙双坡排水一面女儿墙三坡排水四坡排水内排水分为：●房间中部内排水●外墙内侧内排水●外墙外侧内排水②有组织排水有组织排水又分为外排水、内排水。外排水分为：●女儿墙外排水●檐沟外排水●女儿墙挑檐外排水内排水方式用于：多跨房屋的中间跨高层建筑寒冷地区为防水落管冰冻堵塞，可采用内排水方式。在一般情况下应尽量采用外排水方案，因为内组织雨水管穿过楼盖，易造成渗漏。幻灯片682.屋面排水组织设计屋顶排水组织设计的主要任务是将屋面划分成若干排水区，分别将雨水引向雨水管，做到排水线路简捷、雨水口负荷均匀、排水顺畅、避免屋顶积水而引起渗漏。一般按下列步骤进行：一、确定排水坡面的数目（分坡）一般情况下，临街建筑平屋顶屋面宽度小于12m时，可采用单坡排水；其宽度大于12m时，宜采用双坡排水。坡屋顶应结合建筑造型要求选择单坡、双坡或四坡排水。二、划分排水区划分排水区的目的在于合理地布置水落管。排水区的面积是指屋面水平投影的面积，每一根水落管的屋面最大汇水面积不宜大于200m2。雨水口的间距在18~24m。天沟即屋面上的排水沟，位于檐口部位时又称檐沟。设置天沟的目的是汇集屋面雨水，并将屋面雨水有组织地迅速排除。天沟根据屋顶类型的不同有多种做法。如坡屋顶中可用钢筋混凝土、镀锌铁皮、石棉水泥等材料做成槽形或三角形天沟。平屋顶的天沟一般用钢筋混凝土制作，当采用女儿墙外排水方案时，可利用倾斜的屋面与垂直的墙面构成三角形天沟[见平屋顶女儿墙外排水三角形天沟图]；当采用檐沟外排水方案时，通常用专用的槽形板做成矩形天沟3.确定天沟所用材料和断面形式及尺寸平屋顶女儿墙外排水三角形天沟（a）女儿墙断面图；(b)屋顶平面图平屋顶檐沟外排水矩形天沟(a)挑檐沟断面；（b）屋顶平面图水落管按材料的不同有铸铁、镀锌铁皮、塑料、石棉水泥和陶土等，目前多采用铸铁和塑料水落管，其直径有50mm、75mm、100mm、125mm、150mm、200mm几种规格，一般民用建筑最常用的水落管直径为100mm，面积较小的露台或阳台可采用50mm或75mm的水落管。水落管的位置应在实墙面处，其间距一般在18m以内，最大间距宜不超过24m，因为间距过大，则沟底纵坡面越长，会使沟内的垫坡材料增厚，减少了天沟的容水量，造成雨水溢向屋面引起渗漏或从檐沟外侧涌出。4.确定水落管规格及间距1.按防水材料使用状态可分为：三大类——防水卷材类防水涂料类刚性防水材料类等前两类为柔性防水层，特点：柔性大，抗拉伸能力强，能适应较大的温度变形和结构变形。6.2平屋顶的构造2．按防水材料组成成份可分为沥青类防水材料、改性沥青类防水材料、合成高分子类防水材料，无机防水材料和有机与无机复合防水材料。二.各类防水材料主要性能对比1．防水卷材各类产品的主要性能对比(规范值)见表。2.防水涂料各类产品的主要性能对比。见表。三.防水工程设计要求1.屋面防水等级和设防要求2.材料选择的原则(1)力学性能原则a．零变位现象当基层裂纹状态从图1变化到图2时，防水层受拉伸的伸长率Y为:Y=△D/D。分析：当D。较小时，微小的△D的出现，都会对防水层产生较大的y.当D。更小，趋于零，即基层裂缝刚出现时的状态，y是个极限值，趋于∞，即此时伸长率很大，对材料的适应变形的能力要求很高。此状态称为零变位现象。b.应对措施：由于“零变位现象”的存在，对防水层产生瞬间无穷大的拉伸，所以材料的拉伸性能是至关重要的，设计时应根据地基变形程度、结构形式和振动变形等因素选择拉伸性能相适应的材料。同时采用空铺、点粘、局部加铺和降低卷材与基层粘接强度等办法，来减轻或消除零变位对防水层产生瞬间无穷大拉伸的应力传递。（2)气候原则应根据当地的气候条件，选择耐热性和柔性相适应的材料。(3)寿命原则应根据防水材料的暴露程度，选择耐老化性能相适应的材料，以保证材料的使用寿命。(4)材料厚度的选用规定a.卷材厚度的选用规定防水等级为Ⅰ级时：合成高分子防水卷材厚度不应小于1.5mm，高聚物改性沥青防水卷材厚度不宜小于3mm。防水等级为Ⅱ级时：合成高分子卷材厚度不应小于1.2mm，高聚物改性沥青防水卷材厚度不应小于3mm。防水等级为Ⅲ级时：合成高分子防水卷材厚度不应于小于1.2mm，复合使用时不应小于1.0mm；高聚物改性沥青卷材厚度不应小于4mm，复合使用时不应小于2mm。b.涂膜厚度的规定涂膜防水层主要适用于防水等级为3级或4级的建筑，亦可用于1、2级设防中的一道防水层。沥青基防水涂膜在3级防水中单独使用时厚度不应小于8mm，在4级或复合使用时厚度不应小于4mm。高聚物改性沥青防水涂膜在级设防中单独使用时厚度不应小于3mm，复合使用时，不宜小于1.5mm，合成高分子防水涂膜在级防水中单独使用时，厚度不应小于2mm，复合使用时，不应小于1mm。3.基层找平层设计要求：（1)找平层的厚度和技术要求应遵守规定。(2)找平层宜设留分格缝，缝宽20mm，并嵌填密封材料。分格缝纵横最大间距为：找平层采用水泥砂浆或细石砼时,不宜大干6m，找平层采用沥青砂浆时，不宜大于4mm。(3)所有转角处均应设计成圆弧圆弧半径根据不同材料分为：合成高分子卷材20mm，高聚物改性沥青卷材50mm，沥青防水卷材100~150mm，涂膜防水50mm。（4）粘贴法控制跨度大于18M或基层变形较大的屋面，选用卷材防水层时，应优先采用空铺法、点粘法、条粘法。但距离屋面周边800mm内应满粘，卷材与卷材之间亦满粘。6.2.1刚性防水屋面1.刚性防水屋面的构造层次刚性防水屋面一般由结构层、找平层、隔离层和防水层组成。①结构层刚性防水屋面的结构层要求具有足够的强度和刚度，一般应采用现浇或预制装配的钢筋混凝土屋面板，并在结构层现浇或铺板时形成屋面的排水坡度。②找平层为保证防水层厚薄均匀，通常应在结构层上用20mm厚1：3水泥砂浆找平。③隔离层为减少结构层变形及温度变化对防水层的不利影响，宜在防水层下设置隔离层。④防水层常用配筋细石混凝土防水屋面的混凝土强度等级应不低于C20，其厚度宜不小于40mm，双向配置φ4~φ6.5钢筋，间距为100~200mm的双向钢筋网片。2.刚性防水屋面细部构造刚性防水屋面的细部构造包括屋面防水层的分格缝、泛水、檐口、雨水口等部位的构造处理。⑴屋面分格缝、屋面分格缝实质上是在屋面防水层上设置的变形缝。其目的在于：（1）防止温度变形引起防水层开裂；（2）防止结构变形将防水层拉坏。分格缝位置分格缝构造(a)横向分格缝；(b)屋脊分格缝⑵泛水构造刚性防水屋面的泛水构造要点与卷材屋面基本相同。不同的地方是：刚性防水层与屋面突出物（女儿墙、烟囱等）间须留分格缝，另铺贴附加卷材盖缝形成泛水。密封材料防水卷材刚性防水层≥250≥250图6.10刚性防水屋面泛水构造防水层隔离层滴水圈梁带挑檐板60檐口纵坡分水线滴水(3)檐口：刚性防水屋面檐口形式有自由落水挑檐口、挑檐沟檐口和女儿墙外排水檐口等。(a)自由落水挑檐口(b)挑檐沟外排水檐口图6.11刚性防水屋面檐口构造油膏嵌缝混凝土防水层卷材附加层套管油膏嵌缝混凝土防水层防水卷材(4)雨水口：雨水口分直管式和弯管式两种。直管式用于天沟(或檐沟)。弯管式用于女儿墙外排水，(a)直管式式雨水口(b)弯管式雨水口图6-12刚性防水屋面雨水口构造6.2.2柔性防水层及细部构造（一）屋面防水层及细部构造1．大面积防水层施工简述1）防水卷材防水卷材目前工程上屋面防水层大多采用柔性材料。一般在找平基层上用粘结材料将防水卷材粘贴在屋面上，具体如前所述；找平层构造要求：应设置分格缝。防水卷材卷材破坏机理分析传统卷材防水构造层及存在的问题：1、易老化2、柔韧性差3、温度适应能力低4、抗拉能力低5、传统的防水卷材的施工都是采用热熔法，即先在建筑物表面刷一层冷底子油，待其苯溶剂充分挥发后用汽油喷灯对改性沥青卷材表面一层聚乙烯塑料膜以及改性沥青和底子油同时熔化，趁热将防水卷材粘贴于建筑物表面。这样的施工每一步都充斥着污染：冷底子油的苯溶剂挥发是第一次污染，而热熔过程中汽油喷灯燃烧汽油直接排放的污染物、聚乙烯膜和沥青熔化时排放的苯系物气体更是对施工人员和周围环境造成极大的危害。改进型防水卷材在温度适应能力、抗老化性能、力学性能等都有显著提高，且方便了施工。SBS、APP改性沥青防水卷材SBS、APP改性沥青防水卷材是我国目前建筑业主要使用的防水材料，既可单独采用热熔法或冷粘法施工，也可采用冷热结合法即大面积用冷粘法，搭接缝部位用热熔法进行施工。纳米改性彩色三元乙丙补充参考资料：三元乙丙橡胶防水卷材是由乙烯、丙烯加少量第三单体共聚而成的一种饱和型弹性体。具有以下独特性能：1、优异的耐臭氧、耐天候老化性能。能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。2、耐热性能优异。可在120℃的环境中长期使用，最高使用温度150℃。3、耐化学腐蚀性能优异。4、乙丙胶具有较高的弹性和耐低温性能，最低使用温度可达-55℃。纳米改性彩色三元乙丙“金彩宏”牌纳米改性彩色三元乙丙（EPDM）防水卷材是应用纳米技术改造传统产品的成功范例之一。通过采用具有特殊性能的纳米材料成功的解决了取消碳黑后彩色三元乙丙橡胶的补强、抗老化及颜色的耐光色劳度等难题，并通过硫化体系的重大改进消除了橡胶固有的刺激性异防水卷材上的空白。同时，针对三元乙丙橡胶防水卷材自粘性较差的特性，研制了专用配套纳米改性防水密封胶粘带。该产品于2001年底通过了国家建设部科技成果评估，确认总体技术达到国内领先水平。并被评为“2002年建设部科技成果推广项目”。本产品先后经国家建设局建筑防水产品质量监督中心、化学工业橡胶杂品质量监督检验中心，北京橡胶研究设计院检测，性能全面优于GB18173.1-2000硫化胶JL1类防水卷材料标准要求。是否可以有一种既没有污染，又可以替代热熔法施工、并且延长防水卷材使用寿命的粘