第7章-屋顶构造

1.了解屋顶设计任务、屋面排水、屋面防水及屋面保温隔热设计的主要内容。2.重点掌握：卷材防水屋面、刚性防水屋面、涂膜防水屋面的泛水构造，刚性防水屋面分格缝设置原则及构造。3.能根据防水、排水及保温隔热要求正确绘制平屋顶平面。4.了解顶棚的类型及吊顶的组成，能绘制抹灰吊顶的构造详图学习目标7.1概述7.1.2屋顶的组成7.1.1屋顶的类型7.1.3屋顶的设计要求平屋顶：屋面排水坡度小于或等于10%的屋顶，常用的坡度为2%~3%。7.1.1屋顶的类型坡屋顶：指屋面排水坡度在10%以上的屋顶。其他形式屋顶：一般适用于大跨度的公共建筑中。悉尼歌剧院（拱结构）代代木体育馆（悬索结构）国家大剧院穹顶上近两万块钛金属板127.1.2屋顶的组成屋顶的设计要求：①功能要求能抵御风、霜、雨、雪的侵袭及有良好的保温隔热性能。②结构要求应有足够的强度和刚度。③建筑艺术要求应注重屋顶形式及其细部的设计，以满足人们对建筑艺术方面的需求。其中防水是对屋顶的最基本的要求。7.1.3屋顶的设计要求天坛——祈年殿巴黎圣母院7.2屋顶排水设计7.2.2屋顶排水方式7.2.1屋顶坡度7.2.3屋面排水组织设计7.2.1屋顶坡度1）屋顶坡度的表示方法屋顶坡度的大小常用百分数表示，即用屋顶倾斜的垂直投影高度与其水平投影长度的百分比来表示，如：2%。屋面坡度%100LHi2）影响屋顶坡度的因素1、防水材料与坡度的关系：屋面覆盖防水材料面积越小，坡度越大；反之。2、降雨量大小与坡度的关系：降雨量越大，屋面坡度应适当增加。3）屋顶坡面的形成方法从排水角度考虑，要求排水坡度越大越好；但从结构、经济、施工以及上人等角度考虑，要求坡度越小越好。平屋顶常用的坡度为2%~3%。坡度的形成可以通过材料找坡和结构找坡来实现。(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。(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。7.2.2屋顶排水方式屋顶排水方式分为无组织排水和有组织排水。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。1）排水方式选择有组织排水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。天沟：汇集屋顶雨水的沟槽，有钢筋混凝土槽形天沟和在屋面板上用找坡材料形成的三角形天沟两种。檐沟纵坡坡度取0.5%~1%。雨水口：雨水口是将天沟的雨水汇集至雨水管的连通构件，雨水口有设在檐沟底部的水平雨水口和设在女儿墙根部的垂直雨水口两种。雨水管按照雨水管的位置，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。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。外排水在南方应优先采用，寒冷地区不适宜用外排水。用内排水，内排水可以采用中间天沟内排水或者高低跨内排水。7.2.3屋面排水组织设计屋面排水组织设计的主要任务是将屋面划分为若干排水区，分别将雨水引向排水管，做到排水路线简洁、雨水口负荷均匀、排水顺畅。屋面的排水组织设计一般可按下列步骤进行：1、确定排水坡面的数目及排水坡度2、划分排水分区3、确定天沟断面大小和天沟纵坡的坡度值4、雨水管的规格及间距1、确定排水坡面的数目及排水坡度平屋顶屋面宽度小于12m，可采用单面排水；宽度大于12m时，宜采用双坡排水。2、划分排水分区排水区的面积是指屋面水平投影的面积，每一根落水管的屋面最大汇水面积不宜大于200m2。雨水口的间距18~24m。坡屋顶应结合建筑构造要求，选择单坡、双坡或者四坡排水。3、确定天沟断面大小和天沟纵坡的坡度值平屋顶的天沟一般用钢筋混凝土制作，通常做成矩形天沟。4、雨水管的规格及间距一般民用建筑最常用的落水管直径为100mm，其间距一般在18m以内，最大间距不宜超过24m，因为间距过大，沟底纵坡面越长，会使沟底的垫坡材料增厚，减少天沟的容水量，造成雨水溢向屋面一起渗漏或从檐沟外涌出。单坡排水的屋面宽度不宜超过12m，矩形天沟净宽不宜小于200mm，天沟纵坡最高处离天沟上口的距离不小于120mm。落水管的内径不宜小于75mm，落水管间距一般在18m～24m之间，每根落水管可排除约200平方米的屋面雨水。屋面排水设计实例练习屋面排水设计一、设计条件某教学楼为四层钢筋混凝土结构，屋面板现浇钢筋混凝土板。建筑顶层平面图如图所示。底层地面标高为±0.000，室外标高为－0.750m,顶层地面标高为11.700m，屋面标高为15.600m.所有墙体厚度为200mm,定位轴线与墙体中线相重合。下部各层门窗及入口的洞口平面位置与顶层门窗洞口的平面位置相同。屋面为不上人屋面，无特别的使用要求，防水层采用卷材防水。教学楼所在地年降雨量为1003.8mm，每日最大降雨量为153.3mm。设计此教学楼的屋面排水。屋面排水设计二、具体设计1、确定屋面坡度的形成方法、坡面数和坡度大小坡度形成方式：材料找坡、结构找坡屋面为不上人的防水卷材屋面，无特别的使用要求，故采用结构找坡。根据屋面宽度大小，为了便于排水，减少屋面积水，采用双坡排水。屋面为不上人的防水卷材屋面，坡度确定为2％。2、确定排水方式、划分排水区域（1）确定排水方式排水方式一般根据年降雨量和房屋檐口高度确定。（有组织排水、无组织排水）在年降雨量＞900mm，檐口高度＞8m时；在年降雨量＜900mm，檐口高度＞10m时；应采用有组织排水。本例年降雨量1003.8mm＞900mm，檐口高度16.35m＞8m；故采用有组织女儿墙檐沟外排水。（有组织内排水、有组织外排水）屋面排水设计（2）划分排水区域根据水落口负荷面积及雨水口控制间距划分排水区域。雨水口间距一般在18m～24m之间，而房屋纵向（横向）尺寸为40.50m（23.40m），所以每边至少需要设置3（2个）个雨水口，考虑纵向檐沟坡度及建筑立面效果，每边设置5（2）个雨水口。水落口负荷面积一般按每个水落口排除150～200平方米屋面集水面积的雨水量计算。屋面排水设计3、确定檐沟的断面形式、尺寸及檐沟的坡度檐沟断面形式：三角形、槽形檐沟尺寸要求：檐沟净宽不小于200mm，分水线处最小深度不小于120mm，沟底水落差不得超过200mm。檐沟坡度：檐沟纵向坡度一般为0.5～1％，用石灰炉渣等轻质材料垫置起坡。有组织女儿墙檐沟外排水，采用三角形檐沟，檐沟纵向坡度取为1％。屋面排水设计4、确定水落管所用材料、管径大小材料：铸铁、PVC、UPVC、镀锌铁皮等。管径：75mm、100mm、110mm采用管径110mmUPVC水落管。三、绘制屋顶平面图。平屋顶一般由屋面、承重结构、保温隔热层、顶棚等基本层次组成。平屋顶的构造组成7.3平屋顶防水的构造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。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。石油沥青防水卷材SBS改性沥青合成高分子防水卷材屋面的防水等级根据建筑物的性质、重要程度、使用功能要求、防水耐用年限等要求，将屋面防水分为四个等级（I~IV）卷材粘和剂用于高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材的粘结剂：配套使用各种溶剂型胶粘剂。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7.2表7.2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。涂刷粘结材料铺设防水卷材防水密封胶胶粘剂EPDM卷材防水密封胶卷材接缝处理卷材防水屋面的细部构造①泛水：屋面防水层与突出构件之间的防水构造。(图5.12)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)≧卷材防水屋面女儿墙泛水构造图9-18弯管式水落口刚性防水屋面：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)③檐口无组织排水檐口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))。有组织排水檐口有组织排水檐口有挑檐沟檐口(图5.23)、女儿墙檐口和斜板挑檐檐口等做法。涂膜防水屋面涂膜防水屋面是用防水材料刷在屋面基层上，利用涂料干燥或固化以后的不透水性来达到防水的目的。优点：防水、抗渗、粘结力强、耐老化、延伸率大、弹性好、不延燃、无毒、施工方便等。适用范围：适用于防水等级为Ⅲ、Ⅳ级的屋面防水，也可用作Ⅰ、Ⅱ级屋面多道防水设防中的一道防水。滚涂防水涂料平屋面涂膜防水涂料防水类构造图9-34涂膜防水屋面的女儿墙泛水瓦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。其结构类型有桁架结构、梁架结构和空间结构三类。瓦屋面的承重结构7.4瓦屋面构造传统的小青瓦坡屋面是否做基层屋面板与防水无关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)。桁架(屋面梁)承重横墙承重：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，又叫硬山搁檩(图5.29)。特