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1、,屋顶,第六章 屋顶,1 屋顶的形式及设计要求,2 多高层建筑的屋顶,3 坡屋顶,4 大跨建筑屋顶,屋顶1 概述,1 屋顶的形式及设计要求,1.1 屋顶形式,1.2 设计要求,（1）屋顶 坡度5% （2）坡屋顶 常用形式：单坡、双坡、四坡 传统形式：庑殿、歇山、悬山、硬山、卷棚、攒尖 （3）空间结构屋顶 拱顶、穹顶、折板、薄壳、桁架、网架、悬索、充气, 结构要求：强度、刚度 功能要求：排水、防水、保温、隔热 造型要求：形成建筑轮廓 其他要求：生态、节能,屋顶 2 多高层建筑屋顶,2 多高层建筑屋顶,2.1 屋顶构造层次,隔热层 防水保护层 防水层 结合层 找层 保温层 隔蒸汽层 找层 找坡层
2、结构层 顶棚层,屋顶 2 多高层建筑屋顶,2.2 屋面排水,（1）排水坡度 1）坡度的表示方法 角度法、斜率法、百分比法 2）影响屋面排水坡度的因素 防水材料：单块面积大，则坡度小，以防为主，以排为辅。 年降雨量： 使用特点：上人屋面取12%；非上人屋面取23% 3）屋面排水坡度的形成 材料找坡：（又称：垫置坡度、填坡） i5% 特点：在结构层上铺设轻质材料形成坡度，如：炉渣 结构找坡：（又称：搁置坡度、撑坡） i25% 特点：无找坡层，构造简单、荷载轻、施工方便； 但，顶棚倾斜，不宜加层。,屋顶 2 多高层建筑屋顶,（2）排水方式 1）无组织排水 特点：构造简单，经济，但欠美观，有时会影响使
3、用 2）有组织排水 适用范围 年降雨量较大、标准高、属多高层、位于严寒地区 要求 a 排水坡：形式单坡、双坡、四坡。 （建筑宽度12m时，应采用双坡） 坡度2%，找坡最低点的厚度30。 b 檐 沟： 0.51%，净宽200，最浅处深度120， c 雨水口：集水面积150200m2 ，高层屋面以100m2为限 d 落水管: 镀锌铁皮等 75 、100、125 ，间距1824m 距地200m，管箍间距1.2m e 地 面：必须设散水,屋顶 2 多高层建筑屋顶,（3）有组织排水的常用方案 1）檐沟外排水 形式：现浇式、预制搁置式、自重衡式 特点：屋面雨水直接流入挑檐沟，再由沟内纵坡导入雨水口， 檐口
4、高度随建筑体型而定 2）女儿墙外排水 屋面雨水沿女儿墙内的纵坡流向弯管式水落口， 再流入墙外的水落斗及水落管，建筑体型简洁。 3）内排水 屋面向内做坡，屋面雨水汇于中间天沟，经室内水落管排走 适用于高层建筑、多跨建筑 4）其他 如：在蓄水屋面中，檐沟与女儿墙常常同时使用 （4）屋顶排水设计 注意屋面排水系统图的画法,屋顶 2 多高层建筑屋顶,2.3 多高层建筑屋顶造型设计,屋顶造型方法 顶造型 尖顶造型 坡顶造型 穹顶造型 古典造型 隐喻造型 旋转餐厅造型,屋顶 3 坡屋顶,3 坡屋顶,3.1 坡屋顶的组成及排水,（1）坡屋顶的组成 1）承重结构：屋架、檩条、大梁、山墙 2）屋面覆盖层： 面层
5、瓦 基层椽子、挂瓦条、望板 3）顶棚 4）保温隔热层 （2）排水 1）屋顶的坡面组成 斜坡面相交时的斜沟、脊线组成正脊、斜脊、天沟、 斜沟、檐口 2）屋面的排水方式： 无组织外排水 檐沟外排水 女儿墙外排水,屋顶 3 坡屋顶,3.2 坡屋顶的承重结构,（1）檩式屋顶结构 以檩条作为屋面主要支承构件的结构系统 檩条间距： 檩条上铺屋面板时：700900mm 檩条与屋面板之间设椽子：11.5m,屋顶 3 坡屋顶,（2）椽式屋顶结构 以椽子为屋面主要承重构件的结构体系 椽架间距：4001200mm 椽架形式：a. 由人字形椽子和一道横木（拉杆）组成 b. 椽架形似简易的三角屋架 （3） 板式结构的屋
6、顶 屋面板铺瓦 a 屋面板嵌缝找后，以草泥或炉渣灰窝瓦 b 找后，铺油毡一层，再在压毡条上钉挂瓦条挂瓦 c 在屋面板上直接粉防水砂浆并粘瓦（或齿形面砖） 挂瓦板挂瓦 以钢筋砼倒T型板替代檩条、屋面板、挂瓦条、斜顶棚 a 特点：构造简单，省工省料，造价低；但易渗水 b 板的形式：双T形、单T形、F形；肋间距挂瓦条间距 板宽600，板长=2.44.0m c 板的固定：坐浆并用预埋于基层的钢筋套接 构件自防水屋面 （多用于单层厂房中）,坡度 i1:2（26） 冷摊瓦屋面 檩条 椽子 挂瓦条 瓦 椽子：4060或5050400；挂瓦条：3030，间距330 屋面板瓦屋面 屋架(或檩条)望板干铺油毡顺水
7、条(压毡条) 挂瓦条瓦 注意： 压毡条（顺水条）或挂瓦板均应有利于排水. 使用T形、槽形、F形板时，可取代挂瓦条， 但应注意在肋间设排水孔. 檐口处可设双挂瓦条，或在第一张瓦下垫三角木, 用来钉封檐板. 纤维板或芦瓦屋面 椽子上顺水搭接铺钉纤维板或芦用麦秸泥粘瓦,屋顶 3 坡屋顶,3.3 坡屋顶细部构造,3.3.1 瓦屋面,屋顶 3 坡屋顶, 瓦屋面的细部构造 1） 檐口 纵墙檐口 a. 砖砌挑檐：将砖逐皮向外出挑1/4砖，挑长1/2墙厚且240 b. 椽木挑檐：挑长300 c. 挑檐木挑檐：挑长：500800mm；（屋架附木） 挑长：400mm；（挑檐木） d. 钢筋砼挑檐梁或现浇檐沟：长3
8、00400mm； e. 女儿墙檐口：设钢筋砼檐沟板，上铺防水卷材，并做泛水 山墙檐口 a. 硬山檐口：女儿墙与屋面交接处应做泛水 b. 悬山檐口：檩条出挑形成悬山，端部用木板封檐； 并用1:2.5水泥砂浆做披水线，用以固瓦。,屋顶 3 坡屋顶,2） 天沟和斜沟 上口宽度300500mm； 木天沟板上应铺设镀锌薄钢板，并应伸入瓦片下150mm； 高低跨处应注意做好泛水； 3） 烟囱出屋面处的构造 防火：木基层距烟囱内壁应370mm； 防水：烟囱与屋面交接处应做好泛水处理,（1）类型：石棉水泥瓦、木质纤维瓦、钢网水泥瓦 （2）做法：每三根檩条上钉一块波形瓦，端部搭接必须在檩条上 搭接长度100；左
9、右搭接半波宽度,3.3.2 波形石棉水泥瓦屋面,30米，小跨度 3060米，中跨度 60米，大跨度,4 大跨度建筑屋顶,4.1 大跨度建筑概况,4.1.1 定义,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,按网架结构设计规范规定,（1）古典大跨结构（2000多年前文艺复兴） 特征： “砖石结构”,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,4.1.2 大跨度建筑的发展过程,（2） 面大跨结构（19世纪后半叶二战） 特征：“桁架、刚架、拱结构”,（3）新型大跨结构（二战） 特征：“薄壳、悬索、网架”,（1）大跨建筑主要承受竖向荷载 1）高层结构 荷载：水荷载为控制因素 构件：竖向悬臂构件柱(线)，墙(面)，筒(体) 变形：水侧移
10、2）大跨结构 荷载：竖向荷载为控制因素 构件：水简支构件 变形：竖向挠曲,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,4.1.3 大跨度建筑的结构特征,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,（2）大跨结构是梁结构的演变,（3）新型大跨结构的特点 整体上是空间结构 跨度大，可覆盖巨大的室内空间 矢高小、曲率缓，可有效利用空间 厚度薄、自重轻，节省材料 形式多样，可适合于各种形状的面组合,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,（1） 拱结构的特点 拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水推力 拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩 拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大 （2） 拱结构的型式 1）按受力 三铰拱 两铰拱 无铰拱 2）按
11、外形 双折线型 圆弧线型 抛物线型,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,4.2 拱结构,（3）拱结构的主要尺寸 跨度： 公建主体3040米，可达到95200米， 经济跨度80100米 矢高：与建筑外形、使用要求、屋面构造、内力计算有关 屋盖结构 f=(1/101/5)L 公建主体 f=(1/51/2)L （4）拱结构屋盖布置 跨度4060米时 拱间距610米，设上弦横向支撑及纵向支撑 跨度70120米时 拱间距915米，采用相距36米的成对拱,（5） 拱结构支座处理 由拉杆承受推力 由框架承受推力 基础承受推力 刚性水构件承受推力,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,（1）刚架结构的特点 内力分布均匀 结构轻巧，
12、节省材料，制作方便 空间高度大 结构刚度差 （2）刚架结构的形式 1）按组成 三铰刚架 两铰刚架 无铰刚架 2）按断面 实腹式 格构式,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,4.3 刚架结构,（3）刚架结构主要尺寸 1）跨度 实腹式：5060米 格构式两铰刚架： 60120米 格构式无铰刚架：120150米 折线弓形刚架：4050米 高1520米 2）断面 实腹式梁高 h=(1/121/20)L 设预应力拉杆 h=(1/301/40)L 格构柱宽同横梁节间 57米 折线弓形刚架梁高、柱宽 (1/151/25)L,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,（4）刚架结构节点构造 1）顶点铰 钢销栓
13、 2）实腹刚架支座 固定支座 细石砼填实 铰支座 沥青麻丝填 3）格构刚架支座 板式支座 支反力100t 臼式支座 支反力100t 衡支座 支反力100t,（1） 桁架结构的特点 将受弯杆件转化为轴力杆件 充分利用三角形的刚性特点 充分利用材料特性，以小杆件拼合跨越大空间 （2） 桁架结构的型式 1）按材料分:木、钢砼、钢、组合式 2）按外形分: 三角形 L18m，I=1/51/2 梯 形 L=1836m，f/L=1/61/8 拱 形 L=1836m，f/L=1/61/8 折线形 行弦,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,4.4 桁架结构,桁架结构形式,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,（3）桁架结构节点构造
14、1）支座 板支座 滚轴支座 2）屋架端部 内天沟式 自由落水 外天沟式,（1）网架结构的特点 整体刚度大，稳定性好，为空间多向受力状态 杆件受力合理，能充分利用材料特性 高跨比小，能有效利用空间 杆件规格少，便于工厂化、装配化 建筑造型新颖，可适合于多种面 （2）网架结构的型式 1）按材料 木、钢砼、钢、组合式,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,4.5 网架结构,2）按外形 板网架 a.交叉桁架体系 b.角锥体系, 曲面网架 a.球面网壳 b.柱面网壳 c.双曲面网壳,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,网架的形式,（3）板网架 1）交叉桁架体系 两向正交正放: 适用于正方形面 两向正交斜放：适用于矩形面 三向交叉网架：适用于圆形、三角形、多边形面 2）角锥体系 三角锥体 四角锥体 六角锥体 3）板网架的主要尺寸 网架短向跨度 高跨比 网格尺寸与短跨比 30m 1/101/13 1/81/12 3060m 1/121/15 1/111/14,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,屋顶 4 大跨度建筑屋顶,（4）板网架构造 1）支承方式 四边支
