建筑构造-第6章-屋顶

第六章屋顶孙凤明2020/4/81第六章屋顶•概述•平屋顶构造•坡屋顶构造•屋顶的保温与隔热第六章屋顶孙凤明2020/4/82第一节概述一、屋顶的设计要求（一）功能要求1、抵抗风、霜、雨雪的影响。其中雨水对屋顶的威胁最大，所以屋顶的防水是构造设计的主要问题。2、抵抗气温的影响。气温对建筑的影响是多方面的，如总平面设计、建筑的空间组合、建筑的围护结构设计等。屋顶在构造上必须考虑由于气温影响带来的保暖隔热问题。第六章屋顶孙凤明2020/4/83（二）结构要求屋顶既是围护结构也是承重结构，它要承受风雪荷载，如果屋顶要求作别的用途（如做屋顶花园等），还要承受人、家具和其它物体的荷载。所以屋顶结构必须具有一定的强度和足够的刚度。（三）建筑艺术要求由于建筑技术的发展，屋顶的形式更加丰富多彩。成为建筑艺术处理的重要内容第六章屋顶孙凤明2020/4/84二、屋顶的组成与形式屋顶主要由屋面和支承结构组成，有些还有各种形式的顶棚以及保温、隔热、隔声和防火等其它功能防御所需要的各种层次和设施。屋顶的形式与房屋的使用功能、屋面盖料、结构选型以及建筑造型要求有关。房屋的支承结构一般有平面结构和空间结构之分，前者常见的有梁板、屋架等结构，后者有折板、壳体、网架、悬索等结构形式。由于以上因素不同，便形成平屋顶（一般坡度小于5%）、坡屋顶（坡度大于5%）以及曲面屋顶等多种形式。第六章屋顶孙凤明2020/4/85三、屋面的分类与常用坡度（一）屋面分类1、瓦屋面：有平瓦、小青瓦、筒板瓦、鸳鸯瓦、平板瓦、石片瓦等。多数由粘土烧制，也有天然石板或水泥、砂浆、细石子制成。2、波形瓦屋面：有纤维水泥波瓦、镀锌铁皮波瓦、铝合金波瓦、玻璃钢波瓦、木质纤维波瓦、菱苦土波瓦、压型钢板波瓦等。3、平金属皮屋面：有镀锌铁皮、涂塑薄钢皮、铝合金皮和不锈钢皮等的屋面。4、平屋面：一般为现浇或预制的钢筋混凝土平屋顶作基层，上面铺设卷材防水层、刚性防水层、涂料防水层等的屋面。第六章屋顶孙凤明2020/4/86平屋顶图第六章屋顶孙凤明2020/4/87坡屋顶图第六章屋顶孙凤明2020/4/88屋顶的各种形式图1(a)拱形屋顶第六章屋顶孙凤明2020/4/89（b）薄壳屋顶屋顶的各种形式图2第六章屋顶孙凤明2020/4/810（c）悬索屋顶（d）折板屋顶屋顶的各种形式图3第六章屋顶孙凤明2020/4/811（二）屋面的常用坡度和坡度范围•与屋面材料、地理气候条件、屋顶结构形式、施工方法、构造组合方式、建筑造型要求以及经济方面的影响有一定关系。•不同的屋面防水材料有各自的排水坡度范围：第六章屋顶孙凤明2020/4/812屋面坡度范围图第六章屋顶孙凤明2020/4/813四、屋面防水的“导”与“堵”导：按照屋面防水盖料的不同要求，设置合理的排水坡度，使得降于屋面的雨水，因势利导地排离屋面，以达到防水的目的。堵：利用屋面防水盖料在上下左右的相互搭接，形成一个封闭的防水覆盖层，以达到防水的目的。在屋面防水的构造设计中，“导”与“堵”总是相辅相成和相互关联的。由于各种防水盖料的特点和铺设的条件不同，处理方式也随之不同。第六章屋顶孙凤明2020/4/814五、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、防水层选用材料和设防要求，将屋面防水分为四个等级。第六章屋顶孙凤明2020/4/815屋面防水等级和设防要求图第六章屋顶孙凤明2020/4/816第二节平屋顶构造平屋顶有以下优点：占用结构空间少，节约材料，构造简单。所以在大量的民用建筑中应用得最广泛。一、平屋顶的排水（一）排水坡度：常见的防水卷材屋面和混凝土屋面，多采用2%~3%，上人屋面多采用1%~2%。（二）排水方式：1.外檐自由落水：屋面伸出外墙，形成挑出的外檐，使屋面的雨水经外檐自由落下至地面。一般适用于低层及雨水较少地区。第六章屋顶孙凤明2020/4/8172.外檐沟排水：屋面可以根据房屋的跨度和外形需要，做成单坡、双坡或四坡排水，同时相应地在单面、双面或四面设置排水檐沟。雨水从屋面排至檐沟，沟内垫出不小于0.5%的纵向坡度，把雨水引向雨水口经水落管泄至地面3.女儿墙内檐排水：设有女儿墙的平屋顶，可在女儿墙里面设内檐沟或近外檐处垫坡排水，雨水口可穿过女儿墙在外墙外面设水落管。4.内排水：大面积、多跨、高层以及特种要求的平屋顶常做成内排水方式。雨水经雨水口流入室内水落管，再由地下管道把雨水排到室外排水系统。第六章屋顶孙凤明2020/4/818（三）排水坡度的形成1.搁置坡度：亦称撑坡或结构找坡。屋顶的结构层根据屋面排水坡度搁置成倾斜，再铺设防水层等。这种做法不需另加找坡层，荷载轻、施工简便，造价低，应吊顶棚好一些。2.垫置坡度：亦称垫坡或材料找坡。屋顶结构层可象楼板一样水平搁置，采用价廉、质轻的材料，如炉渣加水泥或石灰来垫置屋面排水坡度，上面再做防水层。垫置坡度不宜过大，避免徒增材料和荷载。须设保温层的地区，也可用保温材料来形成坡度。第六章屋顶孙凤明2020/4/819二、刚性防水屋面刚性防水屋面，系以防水砂浆抹面或密实混凝土浇捣而成的刚性材料屋面防水层，其主要的优点是施工方便、节约材料、造价经济和维修较为方便。缺点是对温度变化和结构变形较为敏感，施工技术要求较高，较易产生裂缝而渗漏水，要采取防止的构造措施。第六章屋顶孙凤明2020/4/820（一）刚性防水层的防水构造普通的水泥砂浆和混凝土是不能作为刚性屋面防水层的，必须经过以下几种防水措施。1.增加防水剂：由化学原料配制，通常为憎水性物质、无机盐、或不溶解的肥皂，如硅酸钠（水玻璃）类、氯化物或金属皂类制成的防水粉或浆。掺入砂浆或混凝土后，能与之生成不溶性物质，填塞毛细孔道，形成憎水性壁膜，以提高其密实性。第六章屋顶孙凤明2020/4/821•2.采用微膨胀：在普通水泥中掺入少量的矾土水泥和二水石粉即膨胀水泥所配制的细石混凝土，在结硬时产生微膨胀效应，抵消混凝土的原有收缩性，以提高抗裂性。•3.提高密实性：控制水灰比，加强浇注时的振捣，均可提高砂浆和混凝土的密实性。细石混凝土屋面在初凝前表面用铁滚碾压，使余水压出，初凝后加少量干水泥，待收水后用铁板压平、表面打毛，然后盖席浇水养护，从而提高了面层密实性和避免了表面的龟裂。第六章屋顶孙凤明2020/4/822（二）刚性防水屋面的变形和防止刚性防水屋面防水层在施工完成后易出现裂缝而漏水。主要原因有气候变化和太阳辐射引起的屋面热胀冷缩；还有屋面板受力后的挠曲变形；墙身坐浆收缩、地基沉陷、屋面板徐变以及材料收缩等对防水层的影响。为了适应防水层的变形，常采用以下几种处理方法：1、配筋2、设置分仓缝3、设置浮筑层4、设置滑动支座现分述如下：第六章屋顶孙凤明2020/4/8231.配筋：细石混凝土屋面防水层的厚度一般为35～45毫米，为了提高其抗裂和应变能力，常配置4@150或@200双向钢筋。由于裂缝易在面层出现，钢筋宜置于中层偏上，使上面有15毫米保护层即可。第六章屋顶孙凤明2020/4/824细石混凝土配筋防水屋面图第六章屋顶孙凤明2020/4/8252.设置分仓缝：亦称分格缝，是防止屋面不规则裂缝以适应屋面变形而设置的人工缝。分仓缝应设置在屋面温度年温差变形的许可范围内和结构变形敏感部位。面积控制在15～20平米左右，间距控制在3～5米为好。当防水层基层为预制屋面板时，分仓缝应设置在支座轴线处和支承屋面板的墙和大梁的上部较为有利。长条形房屋，进深在10米以下者可在屋脊设纵向缝；进深大于10米者，最好在坡中某一板缝上再设一道纵向分仓缝。分仓缝宽度可做20毫米左右，为了有利于伸缩，缝内不可用砂浆填实，一般用油膏嵌缝，厚度约20~30毫米，缝内用泡沫塑料条或沥青麻丝填底。目前常将大面积细石混凝土防水层一次浇注，然后用电锯切割分仓缝。第六章屋顶孙凤明2020/4/826分仓缝与应力变形图第六章屋顶孙凤明2020/4/827预制屋面板结构变形的敏感地位第六章屋顶孙凤明2020/4/828分仓缝的划分图第六章屋顶孙凤明2020/4/829分仓缝节点构造图第六章屋顶孙凤明2020/4/830第六章屋顶孙凤明2020/4/831第六章屋顶孙凤明2020/4/832第六章屋顶孙凤明2020/4/833第六章屋顶孙凤明2020/4/834第六章屋顶孙凤明2020/4/835第六章屋顶孙凤明2020/4/836第六章屋顶孙凤明2020/4/8373.设置浮筑层：浮筑层即隔离层，是在刚性防水层与结构层之间增设一隔离层，使上下分离以适应各自的变形，从而减少由于上下层变化不同而相互制约。一般先在结构层上面用水泥砂浆找平，再用废机油、沥青、油毡、粘土、石灰砂浆、纸筋灰作隔离层。有保温层或找坡层的屋面，可利用作隔离层，然后再做刚性防水层。第六章屋顶孙凤明2020/4/838刚性防水屋面设置浮筑层构造图1第六章屋顶孙凤明2020/4/839刚性防水屋面设置浮筑层构造图2第六章屋顶孙凤明2020/4/8404.设置滑动支座：为了适应刚性防水屋面的变形，结构层屋面板的支承处最好做成活动支座。最简单的构造处理，可在墙或梁顶上先用水泥砂浆找平，干铺2层油毡，中间夹滑石粉，再搁置预制屋面板。屋面板顶端之间或与女儿墙的端缝都应用弹性物嵌填。如为现浇屋面板，亦可在支承处做滑动支座。设置滑动支座与抗震和防水构造不利，一般较少采用。第六章屋顶孙凤明2020/4/841滑动支座图1第六章屋顶孙凤明2020/4/842滑动支座图2第六章屋顶孙凤明2020/4/843滑动支座图3第六章屋顶孙凤明2020/4/844滑动支座图4第六章屋顶孙凤明2020/4/845（三）刚性防水屋面的节点构造•1.泛水构造：凡屋面防水层与垂直墙面的交接处均须做泛水处理，如山墙、女儿墙和烟囱等部位。一般做法是将细石混凝土防水层直接引伸到垂直墙面上，砖墙挑出1/4砖，抹水泥砂浆滴水线，泛水高度应大于150毫米，细石混凝土内的钢筋网片也应同时上弯。第六章屋顶孙凤明2020/4/846刚性防水屋面泛水构造图1第六章屋顶孙凤明2020/4/847刚性防水屋面泛水构造图2第六章屋顶孙凤明2020/4/848刚性防水屋面泛水构造图3第六章屋顶孙凤明2020/4/8492.檐口构造：（1）自由落水挑檐可采用挑梁铺面板，将细石混凝土防水层做到檐口，也可利用细石混凝土直接支模挑出，挑出长度不宜过大，要有负弯矩钢筋。（2）檐沟挑檐有现浇檐沟和预制屋面板出挑檐沟两种。采用现浇檐沟要注意其与屋面板之间变形不同可能引起的裂缝渗水。防水层直接做到檐沟，并增设构造钢筋。（3）包檐外排水有女儿墙的外排水，一般采用侧向排水的雨水口，在接缝处应嵌油膏，最好上面再贴一段卷材或玻璃布刷防水涂料，铺入管内不少于50毫米。也可加设外檐沟，女儿墙开洞。第六章屋顶孙凤明2020/4/850刚性防水挑檐构造图1第六章屋顶孙凤明2020/4/851刚性防水挑檐构造图2第六章屋顶孙凤明2020/4/852刚性防水挑檐构造图3第六章屋顶孙凤明2020/4/853刚性防水挑檐构造图4第六章屋顶孙凤明2020/4/854刚性防水挑檐构造图5第六章屋顶孙凤明2020/4/855刚性防水挑檐构造图6第六章屋顶孙凤明2020/4/856刚性防水挑檐构造图7第六章屋顶孙凤明2020/4/857刚性防水挑檐构造图8第六章屋顶孙凤明2020/4/858刚性防水包檐外排水图1第六章屋顶孙凤明2020/4/859刚性防水包檐外排水图2第六章屋顶孙凤明2020/4/860三、柔性防水屋面柔性防水屋面系将柔性的防水卷材或片材用胶结料粘贴在屋面上，形成一个大面积的封闭防水覆盖层。是典型以“堵”为主的防水构造。这种防水层有一定的延伸性，有利于适应直接暴露在大气层的屋面和结构的温度变形，故称柔性防水屋面，也称卷材防水屋面。第六章屋顶孙凤明2020/4/861柔性防水材料有：油毡、APP改性沥青卷材、SBS改性沥青卷材、三元丁橡胶防水卷材、OMP改性沥青卷材、氯丁橡胶卷材、氯化聚乙烯—橡胶共混防水卷材、水貂LYX—603防水卷材、铝箔面油毡等。较新的防水材料有：以玻璃布、玻璃纤维、麻布为