屋顶的类型和设计要求

第6章 屋盖
chapter 6 roof structure
第一节 屋顶的类型和设计要求
1 屋顶的类型
2 屋顶的设计要求
屋盖是房屋最上部的围护结构,是房屋顶部的承重构件,也是建筑体量,造型的一部分.设计中应注意满足荷载和美观问题
1 屋顶的类型__:__
屋顶按其外形一般可分为平屋顶,坡屋顶,其它形式的屋顶.
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1)平屋顶
____ 屋面坡度在2～5%建筑屋顶为平屋顶.平屋盖即是承重构件,又是围护结构.大量民用建筑广泛采用的一种屋顶形式,易于协调建筑与结构的关系.
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_2)坡屋顶
____ 坡屋顶是我国传统屋面形式,指屋面坡度较陡的屋顶,其坡度一般在20-300以上.广泛应用与民居建筑,现代多用于考虑景观环境或建筑风格的要求建筑.
坡屋顶的常见形式有:单坡,双坡屋顶,硬山及悬山屋顶,四坡歇
山及庑殿屋顶,圆形或多角形攒尖屋顶等(见下图中).
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3)其它形式的屋顶
____民用建筑有时少量采用的曲面或折面的屋盖形式,随着建筑科学技术的发展,出现了许多新型结构的屋顶,如拱屋顶,折板屋顶,薄壳屋顶,悬索屋顶,网架屋顶等(见下图右).创造出建筑的艺术性和新型建筑形式
2 屋顶的设计要求__:
防水要求: 屋盖是围护结构,它的构造设计主要任务就是解决防水问题
a 通过防水的面材及合理的构造处理达到防水目的
b 适当的排水措施,将积水迅速排掉
c 屋面要有一定的排水坡度
d设计遵循原则"合理设防,防排结合,因地制宜,综合治理"
《屋面工程技术规范》(按重要性,使用功能,耐久年限)防水分四个级别,见p122 -6-1
保温隔热要求: 屋盖另一功能是保温隔热.
寒冷地区,屋盖要有保温性能,保持室内热量不流失,节约热源.
炎热地区,屋盖要隔热,减少室外热流入室内,可做成架空屋 面,p154-6-54, 节约空调的耗能.
3) 结构要求:
屋顶是房屋的承重结构,承受风,雨,雪等及自重.上人屋面等,应有足够的强度和刚度,以保证房屋的结构安全,并防止因过大的结构变形引起防水层开裂,漏水.
建筑艺术要求:
屋顶是建筑外部形体的重要组成部份,屋顶的形式对建筑的造型极具
影响,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.
其它要求:
建筑科技对屋盖提出更高的要求
如开辟屋顶花园(种植屋面),屋顶园林绿化空间,屋顶游泳池,停机坪等,某些幕墙建筑屋顶设置擦窗机的轨道,节能用的屋顶太阳能集热器等.极大发挥屋顶的综合效益
改善保温隔热性能,增加绿化率
第二节 屋顶排水
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.
3 有组织排水常用的方案
2 屋顶排水方式
1 屋顶排水坡度
1 屋顶排水坡度
1)排水坡度的表示方法
(1)角度法:用屋面与水平面的夹角表示屋面的坡度.(常用坡屋面)
(2)斜率法:用屋顶高度与坡面的水平长度之比表示屋面排水坡度. 如 1:20 (可平屋面也可坡屋面)
(3)百分比法:用屋顶的高度与坡面水平投影长度的百分比表示排水坡度. 如 i=2% (常用平屋面)
2)影响屋面排水坡度大小的因素

(1)防水材料尺寸大小的影响
防水材料如果尺寸较小,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.坡屋面1/2~1/3 较大坡度,平屋面2%～3%较小坡面.
(2)年降雨量的影响
降雨量大小对屋面防水影响较大,南北方降水的差异,使南方地区屋面坡度较北方的大
(3)其它因素的影响
如屋面排水的路线较长,屋面有上人要求,屋面蓄水等要求坡度可适当减小一些
3)屋面排水坡度的形成
(1)材料找坡:
亦称填坡,屋顶结构层可像楼板一样水平搁置,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.须设保温层的地区,也可用保温材料来形成坡度.材料找坡适用于跨度不大的平屋盖.
(2)结构找坡:
亦称撑坡,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,但不另设吊顶棚时,顶面稍有倾斜.房屋平面凹凸变化时应另加局部垫坡.结构找坡一般适用于屋面进深较大的建筑.

(1)材料找坡 (2)结构找坡

2 屋盖排水方式
1,无组织排水:屋面雨水自由地从檐口落在室外地面
2,有组织排水:通过排水系统,将屋面积水有组织的
排至地面.
内排水:水落管设于室内.
外排水:水落管设于室外.
3,有组织排水系统要求
屋面流水线路不宜过长
屋顶雨水管内径应≥100mm;一根水落管的最大汇水面积宜150～200m2 .
檐沟天沟应有纵向坡度,坡度为1%;檐沟净宽≥200mm,沟底水落差≤200mm.
水落管距墙面应≥20mm,其排水口距散水的高度应>200mm.水落管应用管箍于墙面固定.

3有组织排水方案
1,檐沟外排水
a)平屋盖檐沟外排水
b)坡屋盖檐沟外排水
2,女儿墙外排水
3,内排水
4,其它排水方案
第三节卷材防水屋面
卷材防水屋面是利用防水卷材与粘结剂结合,形成连续致密的构造层来防水的一种屋顶.卷材防水屋面由于其防水层具有一定的延伸性和适应变形的能力,又被称作柔性防水屋面.
____
3 卷材防水屋面细部构造
____
2 卷材防水屋面构造层次
____
1 卷材防水材料
____
1 卷材防水屋面的材料
1) 卷材
a.沥青类防水卷材:
___ 传统上用得最多的是纸胎石油沥青油毡.
沥青油毡防水屋面的防水层容易产生起鼓,沥青流淌,油毡开裂等问题,从而导致防水质量下降和使用寿命缩短,近年来在实际工程中已较少采用.
型号200,350,500等指原纸每平方米质量克数_
纸胎(沥青浸渍原纸)石油沥青油毡
b.高聚物改性沥青类防水卷材:
是纤维织物或纤维毡为胎体,以高分子聚合物改性沥青为涂料层,粉状,粒状,片状或薄膜材料为复面材料制成的可卷曲的片状防水材料
如:sbs改性沥青油毡,再生胶改性沥青油毡,铝箔塑胶油毡等

c.高分子类卷材:
以合成橡胶,树脂或二者的混合物为原材,加入化学助剂和填充料加工成弹性卷材称高分子卷材(无胎)
如三元乙丙橡胶防水材料,聚氯乙烯(pvc),氯丁橡胶,再生胶防水卷材等
铝箔塑胶油毡
聚氯乙烯(pvc)彩色卷材
三元乙丙橡胶
高分子防水卷材具有重量轻,适用温度范围宽(-20～80℃),耐候性好,抗拉强度高(2～18.2MPa),延伸率大(可>45%)等优点.
几种新型防水卷材的规格和性能
(见p131-6-2)
2) 卷材胶粘剂
a 用于沥青卷材的粘和剂
主要有冷底子油,沥青胶等.
____ 冷底子油:是将沥青稀释溶解在煤油,轻柴油或汽油中制成,涂刷在水泥
砂浆 或混凝土层面作打底用.
____沥青胶:是在沥青中加入填充料加工制成,有冷,热两种,每种又均有石油
沥青胶和煤油沥青胶两种.
_ b 用于高聚物改性沥青卷材和高分子防水卷材的粘合剂
主要为各种与卷材 配套使用的溶剂型胶粘剂.
2 卷材防水屋面构造
1)构造层次
①基本层次 :(见图)
_a.结构层
____多为刚度好,变形小的各类钢筋混凝土屋面板._ ____
b.找平层
____找平层一般采用1:3水泥砂浆或1:8沥青砂浆,为防止找平层变形开裂而波及卷材防水层,宜在找平层中留设分格缝.分格缝的宽度一般为20mm,纵横间距不大于6m.分格缝上面应覆盖一层200～300mm宽的附加卷材,用粘结剂单边点贴.(见图)
c.结合层
____结合层的作用是使卷材与基层胶结牢固.沥青类卷材通常用冷底子油作结合层,高分子卷材则多用配套基层处理剂.
d.防水层
e.保护层
____保护层的目的是保护防水层.不上人时,沥青油毡防水屋面一般在防水层撒粒径3～5mm的小石子作为保护层,高分子卷材如三元乙丙橡胶防水屋面等通常是在卷材面上涂刷水溶型或溶剂型的浅色保护着色剂,如氯丁银粉胶等.
上人屋面的保护层,常用的做法有:铺贴缸砖,大阶砖,混凝土板等块材;在防水层上现浇30～40mm厚的细石混凝土.
②辅助层次
____辅助构造层是为了满足房屋的使用,或提高屋面性能而补充设置的构造层,如:保温层,隔热层,隔蒸汽层,找坡层等.
3 卷材防水细部节点构造
前言:
在保证防水卷材的产品质量和防水屋面的施工质量的前提下,在卷材防水屋面的大面积范围内发生渗漏的可能性是比较小的.最容易出现渗漏的部位多在 如屋面与墙面的防水层结合处,屋面变形缝处,雨水口处,出屋面管道及烟囱根部位,这些所有节点部位都具有一个共同的特点,它们都位于卷材防水层的边缘部位,如果处理不好极易发生渗漏,所以, .
防水部位的结合部位
节点防水设计是屋面防水设计的重点
卷材防水细部节点
泛水构造
挑檐口构造
水落口构造
屋面变形缝构造
屋面检修孔,屋面出入口构造
泛水定义:是指屋面上沿垂直面所设的防水构造
突出于屋面之上的女儿墙, 烟囱,楼梯间,变形缝,检修孔,立管的
壁面与屋顶的交接处最容易 漏水的地方.必须将屋面防水层延伸到这
些垂直面上形成立铺的防 水,称为泛水 .
泛水处理目的:泛水是屋面防水的薄弱部位,防止此部位漏水是泛水处
理的目的.
泛水构造要点及做法:
a 将屋面的卷材一直铺到垂直墙面上,形成卷材泛水,泛水高度≥250mm.
b 在屋面与垂直墙面的接缝处,砂浆找平层应抹成圆弧,圆弧半径为20-150mm
c 卷材铺贴密实,并加铺一层卷材.
d 做好泛水上口的卷材收头固定,防止卷材在垂直墙面上下滑.一般做法是墙
上凿出通长凹槽,卷材收头压入槽内,压条固定,密封材料嵌缝处理
如图所示:
1),泛水构造
2),挑檐口构造

构造要点:
(1)无组织排水檐沟的要点,是收头处通常用油膏嵌实.
(2)有组织排水做好卷材收头,使屋顶四周的卷材封闭,避免雨水渗入.做法如图所示:
有组织檐口
无组织檐口
3),水落口构造
水落口定义:是用来将屋面雨水排至水管而在檐口或檐沟开设的洞口.
水落口构造要求:排水通畅,不宜渗漏和堵塞.

有组织排水水落口的形式:

A 檐沟外排水水落口构造,
B 女儿墙外排水水落口构造

① 直管式雨水口(见左上图)适用于中间天沟,挑檐沟和女儿墙内排水天沟.
直管式雨水口有多种型号,根据降雨量和汇水面积加以选择.这里以民用建筑 常用的UPVC塑料雨水口为例介绍直管式雨水口的构造.
A 檐沟外排水水落口构造
水落口周围直径500mm范围内坡度不小于5%,
并用防水涂膜涂封等
B 女儿墙外排水水落口构造(p136)
为了防止水落口与屋面交接处发生渗漏,需将屋面卷材铺入水落口内50mm
② 弯管式雨水口(见右下图)适用于女儿墙外排水天沟.
弯管式雨水口呈90°弯曲状.
檐沟外排水水落口构造
女儿墙外排水水落口构造
实例
成品pvc整体水落构造
4),屋面变形缝构造
处理原则:既要保证屋顶有自由变形可能,又能防止雨水经
由变形缝渗入室内.
设置位置:设在a 同层等高屋面上和
b 高低屋面的交接处.
a 等高屋面变形缝的做法是:在缝两边的屋面板上砌筑矮墙,挡住屋面雨水.矮墙常为半砖墙厚.屋面卷材防水层与矮墙面的连接处理类同泛水构造,缝内嵌填沥青麻丝.矮墙顶部可用镀锌铁皮或混凝土盖板压顶(见左下图).
等高屋面变形缝构造
b 高低屋面变形缝:则是在低侧屋面板上砌筑矮墙.当变形缝宽度较小时,可用镀锌铁皮盖缝并固定在高侧墙上,做法同泛水构造;也可以从高侧墙上悬挑钢筋混凝土板盖缝(见右下图).
高低屋面变形缝
5),屋面检修孔,屋面出入口构造
检修孔设置:不上人屋面需设屋面检修孔.
检修孔构造:检修孔孔壁可用砖立砌,也可在现浇屋面板时将混凝土上翻制成,高度为300mm,且做泛水.
屋面出入口设置:上人屋面的楼梯间需设置屋面出入口.
屋面出入口构造:设计中楼梯间的室内陆坪与屋面间留有
足够的高差做成台阶形式,且做泛水.

卷材防水屋面构造要求 (附加内容)
一 一般规定 1,卷材铺设方向应符合下列规定:
屋面坡度15%或屋面受振动时,沥青防水卷材应垂直屋脊铺贴;高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材可平行或垂直屋脊铺贴.
上下层防水卷材不得相互垂直铺贴.
2,找平层表面应压实平整,排水坡度应符合设计要求.
3,整体式保护层应设分格缝,缝宜与找平层分格缝错开.
二 设计要点
1,屋面防水卷材的选择应符合下列规定:
地区不同,屋面坡度不同,使用条件不同,应选择耐热度,耐老化和柔性相适应的卷材.
根据地基变形程度,结构形式和震动等因素,应选择拉伸性能相适应的卷材.
平屋面宜采用轻质材料或保温层找坡.
2,高低跨屋面设计应符合下列规定:
高低跨变形缝处的防水处理应采用有足够适应变形能力的材料和构造措施.
当高跨屋面为无组织排水,低跨屋面受水冲刷的部位应加铺一层卷材;当有组织排水时,水落管下应加设钢筋混凝土水簸萁. 3,卷材屋面应做保护层当卷材本身无保护层,应另做保护层,并宜符合下列规定:
可采用与卷材相容性相适应的浅色涂料涂刷或用水泥砂浆,细石混凝土,块材做保护层.
架空隔热屋面或倒置式屋面的卷材防水层可不做保护层.
刚性防水屋面是指用细石混凝土作防水层的屋面.刚性防水屋面的主要优点是构造简单,施工方便,造价较低;缺点是易开裂,对气温变化和屋面基层变形的适应性较差,所以刚性防水多用于我国南方地区防水等级为Ⅲ级的屋面防水,也可用作防水等级为Ⅰ,Ⅱ级的屋面多道设防中的一道防水层.
第四节 刚性防水屋面
1 刚性防水屋面的构造层次
____
2 刚性防水屋面的细部构造
____
1 刚性防水屋面的构造层次
____
____刚性防水屋面的构造层一般有:防水层,找平层,结构层等,刚性防水屋面应尽量采用结构找坡.(见图[刚性防水屋面])
_ ___
_1) 防水层
____防水层采用不低于C20的细石混凝土整体现浇而成,其厚度≮40mm,并应配置直径为φ4～φ6.5mm间距为100～200mm的双向钢筋网片.
_2) 隔离层
____隔离层位于防水层与结构层之间,其作用是减少结构变形对防水层的不利影响.可采用铺纸筋灰,低标号砂浆,或薄砂层上干铺一层油毡等做法.
_3) 找平层
____当结构层为预制钢筋混凝土板时,其上应用1:3水泥砂浆作找平层,厚度为20mm.若屋面板为整体现浇混凝土结构时则可不设找平层.
_4) 结构层
____屋面结构层一般采用预制或现浇的钢筋混凝土屋面板,结构层应有足够的刚度,以免结构变形过大而引起防水层开裂.
混凝土刚性防水屋面的细部构造
____
____与卷材防水一样,刚性防水屋面也要处理好泛水,天沟,檐口,雨水口等细部构造,另外还要处理好防水层的分隔缝构造.
__ _①分格缝构造
____②泛水构造
____
____③檐口构造
____
____④雨水口构造
____
1) 分格缝构造
____
____①分格缝的作用
______设置一定数量的分格缝可将单块混凝土防水层的面积减小,从而减少其因伸缩和翘曲变形,可有效地防止和限制裂缝的产生.
____②分格缝的设置位置
____分格缝应设置在装配式结构屋面板的支承端,屋面转折处,与立墙的交接处.分格缝的纵横间距不宜>6m.分格缝的位置可如图[分隔缝的位置]所示:屋脊处应设一纵向分格缝;横向分格缝每开间设一道,并与装配式屋面板的板缝对齐;沿女儿墙四周也应设分隔缝.其它突出屋面的结构物四周均应设置分格缝.
____分格缝的构造可参见图[分隔缝的构造].
2) 泛水构造
____①女儿墙泛水
____女儿墙与刚性防水层间留分格缝,
分格缝内用油膏嵌缝,缝外用附加卷
材铺贴至泛水所需高度并做好压缝收
头处理,以免雨水渗进缝内
(如右图a).
____
刚性防水层面的泛水高度,一般≮250mm;泛水应嵌入立墙上的凹槽内并用压条及水泥钉固定.刚形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.
__
②变形缝泛水
_变形缝分为高低屋面变形缝和横向变形缝两种情况.右图b所示为高低屋面变形缝构造,其低跨屋面也需象卷材屋面那样砌上附加墙来铺贴泛水.右图c,d为横向变形缝的做法.
3) 檐口构造
(2)挑檐沟外排水檐口
挑檐口采用有组织排水方式时,常将檐部做成排水檐沟.檐沟的断
面为槽形并与屋面圈梁连成整体.(见图[挑檐沟外排水檐口])
(3)女儿墙外排水檐口
_沿女儿墙周边做泛水.(见图[女儿墙外排水泛水处理])
(4)坡檐口
由于在挑檐的端部加大了荷载,结构和构造设计都应特别注意悬挑构件的倾覆问题,要处理好构件的拉结锚固.(见图[平屋顶坡檐构造]) ___
(1)自由落水檐口
当挑檐较短时,可将混凝土防水层直接悬挑出去形成挑檐口.当挑
檐较长时,应采用与屋顶圈梁连为一体的悬臂板形成挑檐.在挑檐板与屋
面板上做找平层和隔离层后浇筑混凝土防水层,檐口处做好滴水.(见图[自由落水檐口构造])
4) 雨水口构造
雨水口构造
__ _刚性防水屋面的雨水口常见的做法有两种,一种是用于天沟或檐沟的雨水口,另一种是用于女儿墙外排水的雨水口.
(1) 直管式(左下图)
(2) 弯管式(右下图).
第五节 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.涂膜防水主要适用于防水等级为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.
2 涂膜防水屋面的构造及做法
____
1 涂膜防水材料
____
1 涂膜防水材料
____
__1)涂料____ ____
防水涂料按其溶剂或稀释剂的类型可分为溶剂型,水溶性,乳液型等种类;按施工时涂料液化方法的不同则可分为热熔型,常温型等种类.
__2)涂膜防水屋面的构造及做法
____
____目前,使用较多的胎体增强材料为0.1×6×4或0.1×7×7的中性玻璃纤维网格布或中碱玻璃布,聚酯无纺布等
2 涂膜防水屋面的构造及做法
_1)氯丁胶乳沥青防水涂料屋面
氯丁胶沥青防水涂料以氯丁胶乳和石油沥青为主要原料,选用阳离子乳化剂和其它助剂,经软化和乳化而成,是一种水乳型涂料.其构造做法见图[涂膜防水屋面涂层做法] .
____
2)焦油聚氨酯防水涂料屋面
____
____焦油聚氨酯防水涂料又名851涂膜防水胶,做法是:将找平以后的基层面吹扫干净待其干燥后,用配制好的涂液(甲,乙二液的重量比为1:2)均匀涂刷在基层上.不上人屋面可待涂层干后在其表面刷银灰色保护涂料;上人屋面在最后一遍涂料未干时撒上绿豆砂,三天后在其上做水泥砂浆或浇混凝土贴地砖的保护层.
3)塑料油膏防水屋面
涂膜防水屋面的细部构造要求及做法见下图示例.
第六节瓦屋面
瓦屋面一般是在屋面基层上铺盖各种瓦材,利用瓦材的相互搭接来防止雨水渗漏;也有出于造型需要而在屋面盖瓦,利用瓦下的基层材料来防水的做法.
1 瓦屋面的承重结构
2瓦屋面的基层和防水层

1 瓦屋面的承重结构
____
1)瓦屋面承重结构的形式
____(1)瓦屋面的承重结构一般可分为桁架结构,梁架结构和山墙承檩三种(见下图).
________
(2)瓦屋面按屋面基层的组成方式也可分为有檩和无檩体系两种.无檩体系是将屋面板直接搁在山墙,屋架或屋面梁上,瓦主要起造型和装饰的作用.(如图[钢筋混凝土基层瓦屋面])
____
(3) 在有檩体系中,檩条常用木材,型钢或钢筋混凝土制作.木檩条的跨度一般在4m以内,断面为矩形或圆形.
(4) 钢筋混凝土檩条的跨度一般为4m.其断面有矩形,T形和L形等.
___
2)瓦屋面承重结构的布置
内容见p147
屋架可用木,钢筋混凝土制作.(见图[屋架形式])
2瓦屋面的基层和防水层
瓦屋面的防水材料为各种瓦材与瓦材配合使用的各种涂膜防水材料和卷材防水涂料,瓦屋面的名称随瓦的种类而定,基层的做法随瓦的种类和房屋的质量要求而定,一般为钢筋混凝土板
1)块瓦屋面 (见p149)
2)油毡瓦屋面 (见p149)
3)块瓦形钢板彩瓦屋面 (见p150)