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1、第十章 屋顶,屋顶是房屋最上层的外围护结构，其主要作用是用：一是抵御自然界的风吹雨打及太阳辐射等，以利于屋顶下的空间冬暖夏凉。二是承受作用于屋顶上的风荷载、雪荷载和屋顶自重等。因此，屋顶设计必须满足坚固耐久、防水排水、保温隔热、低于侵蚀、自重轻、构造简单、便于就地取材、施工方便和造价经济的要求。,第一节 屋顶的组成与形式,一、屋顶的组成（图10-1） 屋顶是由面层、承重结构、保温隔热层和顶棚等部分组成。 面层要有一定的防水性能、满足强度要求和耐久度。 承重结构满足强度和建筑特征。 保温隔热层要满足使用要求和气候特点，同时要考虑防水的问题。 顶棚要满足光滑、光泽、室内高度和美观。,二、屋顶的形式
2、（图10-2）,屋顶的形式与建筑的使用功能、屋面材料、结构类型以及建筑造型要求等有关。 1、平屋顶 平屋顶通常是指排水坡度小于5的屋顶，常用坡度为2%3%。平屋顶的优点是节约材料、构造简单、屋面便于利用。,平屋顶的形式 (a)挑檐；(b)女儿墙；(c)挑檐女儿墙；(d)盝（盒）顶,2、坡屋顶 坡屋顶通常是指由斜屋面组成，屋面坡度大于10%。按照其坡面的数目可分为单坡顶、双坡顶、四坡顶。双坡屋顶有硬山和悬山之分。硬山指房屋两端山墙高出屋面，山墙封住屋面。悬山指屋顶的两端排出山墙外面。,坡屋顶的形式 (a)单坡顶；(b)硬山两坡顶；（c）悬山两坡顶；(d)四坡顶； （e）卷棚顶；（f）庑殿顶；(g
3、)歇山顶；(h)圆攒尖顶,三、其它形式的屋顶 随着科学技术的发展，出现了许多新型的屋顶结构形式，如拱结构、薄壳结构、悬索结构、网架结构屋顶等。这类屋顶多用于较大跨度的公共建筑。,其它形式的屋顶 (a)双曲拱屋顶；(b)砖石拱屋顶；（c）球形网壳屋顶；(d) V形网壳屋顶； (e)筒壳屋顶；(f)扁壳屋顶；(g)车轮形悬索屋顶；(h)鞍形悬索屋顶,三、屋顶的设计要求,一、要求屋顶起良好的围护作用，具有防水、保温和隔热性能。其中防止雨水渗漏是屋顶的基本功能要求，也是屋顶设计的核心。 二、要求具有足够的强度、刚度和稳定性。能承受风、雨、雪、施工、上人等荷载，地震区还应考虑地震荷载对它的影响，满足抗震
4、的要求，并力求做到自重轻、构造层次简单；就地取材、施工方便；造价经济、便于维修。 三、满足人们对建筑艺术即美观方面的需求。屋顶是建筑造型的重要组成部分，中国古建筑的重要特征之一就是有变化多样的屋顶外形和装修精美的屋顶细部，现代建筑也应注重屋顶形式及其细部设计。,第二节 屋顶的排水设计,为了迅速排除屋面雨水，需进行周密的排水设计，其内容包括：选择屋顶排水坡度，确定排水方式，进行屋顶排水组织设计。 一、屋顶坡度选择 （一）屋顶排水坡度的表示方法 常用的坡度表示方法有角度法、斜率法和百分比法。坡屋顶多采用斜率法，平屋顶多采用百分比法，角度法应用较少。,（二）影响屋顶坡度的因素,1、屋面防水材料与排水
5、坡度的关系 防水材料如尺寸较小，接缝必然就较多，容易产生缝隙渗漏，因而屋面应有较大的排水坡度，以便将屋面积水迅速排除。如果屋面的防水材料覆盖面积大，接缝少而且严密，屋面的排水坡度就可以小一些。 2、降雨量大小与坡度的关系 降雨量大的地区，屋面渗漏的可能性较大，屋顶的排水坡度应适当加大；反之，屋顶排水坡度则宜小一些。,（三）屋顶坡度的形成方法,1、材料找坡 材料找坡是指屋顶坡度由垫坡材料形成，一般用于坡向长度较小的屋面。为了减轻屋面荷载，应选用轻质材料找坡，如水泥炉渣、石灰炉渣等。找坡层的厚度最薄处不小于20mm 。平屋顶材料找坡的坡度宜为2%。 2、结构找坡 结构找坡是屋顶结构自身带有排水坡度
6、，平屋顶结构找坡的坡度宜为3。 材料找坡的屋面板可以水平放置，天棚面平整，但材料找坡增加屋面荷载，材料和人工消耗较多；结构找坡无须在屋面上另加找坡材料，构造简单，不增加荷载，但天棚顶倾斜，室内空间不够规整。这两种方法在工程实践中均有广泛的运用。,屋顶坡度的形成,二、屋顶排水方式,（一）排水方式 1、无组织排水 无组织排水是指屋面雨水直接从檐口滴落至地面的一种排水方式，因为不用天沟、雨水管等导流雨水，故又称自由落水。主要适用于少雨地区或一般低层建筑，相邻屋面高差小于4m；不宜用于临街建筑和较高的建筑。 2、有组织排水 有组织排水是指雨水经由天沟、雨水管等排水装置被引导至地面或地下管沟的一种排水方
7、式。在建筑工程中应用广泛。,（二）排水方式选择 确定屋顶排水方式应根据气候条件、建筑物的高度、质量等级、使用性质、屋顶面积大小等因素加以综合考虑。 （三）有组织排水方案 在工程实践中，由于具体条件的千变万化，可能出现各式各样的有组织排水方案。现按外排水、内排水、内外排水三种情况归纳成9种不同的排水方案：,有组织排水方案,1、外排水方案 外排水是指雨水管装设在室外的一种排水方案，其优点是雨水管不妨碍室内空间使用和美观，构造简单，因而被广泛采用。外排水方案可归纳成以下几种。 （1）挑檐沟外排水 （2）女儿墙外排水 （3）女儿墙挑檐沟外排水 （4）长天沟外排水 （5）暗管外排水 明装的雨水管有损建筑
8、立面，故在一些重要的公共建筑中，雨水管常采取暗装的方式，把雨水管隐藏在假柱或空心墙中。假柱可以处理成建筑立面上的竖线条。,2、内排水 外排水构造简单，雨水管不占用室内空间，故在南方应优先采用。但在有些情况下采用外排水并不恰当。例如在高层建筑中就是如此，因维修室外雨水管既不方便，更不安全。又如在严寒地区也不适宜用外排水，因室外的雨水管有可能使雨水结冻，而处于室内的雨水管则不会发生这种情况。 （1）中间天沟内排水 当房屋宽度较大时，可在房屋中间设一纵向天沟形成内排水，这种方案特别适用于内廊式多层或高层建筑。雨水管可布置在走廊内，不影响走廊两旁的房间。 （2）高低跨内排水 高低跨双坡屋顶在两跨交界处
9、也常常需要设置内天沟来汇集低跨屋面的雨水，高低跨可共用一根雨水管。,三、屋顶排水组织设计,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： 1、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。 2、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1824
10、m。,3、确定天沟所用材料和断面形式及尺寸 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见平屋顶檐沟外排水矩形天沟图。,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
11、平面图,4、确定水落管规格及间距 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。,第三节 平屋顶构造,平屋顶构造简单，节省材料，价格较低，能提高预制装配化程度，施工方便，节省空间，能
12、适应各种平面形状，屋顶表面便于利用，室内屋顶顶棚平整。 平屋顶由四部分组成，即面层，结构层，保温隔热层和顶棚层。,平屋顶,平屋顶按屋面防水层的不同有刚性防水、卷材防水、涂料防水及粉剂防水屋面等多种做法。 一、卷材防水屋面 卷材防水屋面，是指以防水卷材和粘结剂分层粘贴而构成防水层的屋面。卷材防水屋面所用卷材有沥青类卷材、高分子类卷材、高聚物改性沥青类卷材等。适用于防水等级为I级的屋面防水。（表10-2）,卷材防水屋面自重轻，适用温度范围较广，耐气候性好，使用寿命长，抗拉强度高，延伸率大，冷作业施工，操作简单，改善劳动力条件，减少环境污染。,（一）卷材防水屋面的构造层次和做法,卷材防水屋面由多层材
13、料叠合而成，其基本构造层次按构造要求由结构层、找坡层、找平层、结合层、防水层和保护层组成。,卷材防水屋面的构造组成 油毡防水屋面做法,1、结构层 通常为预制或现浇钢筋混凝土屋面板，要求具有足够的强度和刚度。 2、找坡层（结构找坡和材料找坡） 材料找坡应选用轻质材料形成所需要的排水坡度，通常是在结构层上铺1：(68)的水泥焦渣或水泥膨胀蛭石等。 3、找平层 柔性防水层要求铺贴在坚固而平整的基层上，因此必须在结构层或找坡层上设置找平层。可用1:3的1530mm水泥砂浆。,4、结合层 结合层的作用是使卷材防水层与基层粘结牢固。结合层所用材料应根据卷材防水层材料的不同来选择，如油毡卷材、聚氯乙烯卷材及
14、自粘型彩色三元乙丙复合卷材用冷底子油在水泥砂浆找平层上喷涂一至二道；三元乙丙橡胶卷材则采用聚氨酯底胶；氯化聚乙烯橡胶卷材需用氯丁胶乳等。冷底子油用沥青加入汽油或煤油等溶剂稀释而成，喷涂时不用加热，在常温下进行，故称冷底子油。,5、防水层 防水层是由胶结材料与卷材粘合而成，卷材连续搭接，形成屋面防水的主要部分。卷材与基层或卷材之间的粘结方法有冷粘法、热粘法、热熔法、自粘法、焊接法。铺贴卷材时可用满粘法、空铺法、点粘法、条粘法。在据屋面周边800mm范围应用满粘法。 当屋面坡度较小时（小于3%），卷材一般平行于屋脊铺设，从檐口到屋脊层层向上粘贴，上下搭接不小于70mm,左右搭接不小于l00mm。（
15、图10-10）,当坡度大于15%时宜采用垂直于屋脊铺贴，左右搭接不得小于70mm，上下搭接不得小于100mm。 防水卷材在铺贴过程中，上下卷材不得相互垂直铺贴，应采用错缝搭接，平行于屋脊的搭接缝应按流水方向搭接；垂直于屋脊的搭接缝应按年最大频率风向搭接。搭接缝采用与卷材配套的专用胶粘剂粘接，接缝处用密封材料封严。（图10-11）,油毡屋面在我国已有几十年的使用历史，具有较好的防水性能，对屋面基层变形有一定的适应能力，但这种屋面施工麻烦、劳动强度大，且容易出现油毡鼓泡、沥青流淌、油毡老化等方面的问题，使油毡屋面的寿命大大缩短，平均10年左右就要进行大修。,目前所用的新型防水卷材，主要有三元乙丙橡
16、胶防水卷材、自粘型彩色三元乙丙复合防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、氯丁橡胶防水卷材及改性沥青油毡防水卷材等，这些材料一般为单层卷材防水构造，防水要求较高时可采用双层卷材防水构造。这些防水材料的共同优点是自重轻，适用温度范围广，耐气候性好，使用寿命长，抗拉强度高，延伸率大，冷作业施工，操作简便，大大改善劳动条件，减少环境污染。,6、保护层 不上人屋面保护层的做法：当采用油毡防水层时为粒径3 6mm的小石子，称为绿豆砂保护层。绿豆砂要求耐风化、颗粒均匀、色浅；三元乙丙橡胶卷材采用银色着色剂，直接涂刷在防水层上表面；彩色三元乙丙复合卷材防水层直接用CX-404胶粘结，不需另加保护层。 上人屋面的保护层构造做法：通常可采用水泥砂浆或沥青砂浆铺贴缸砖、大阶砖、混凝土板等；也可现浇40mm厚C20细石混凝土。,（二）柔性防水屋面细部构造,屋顶细部是指屋面上的泛水、天沟、雨水口、檐口、变形缝等部位。 1、泛水构造 泛水指屋顶上沿所有垂直面所设的防水构造，突出于屋面之上的女儿墙、烟囱、楼梯
