[工学]第06章 屋顶.ppt

一、屋顶的功能和设计要求 屋顶是房屋最上层覆盖的外围护结构 ，其建筑功能是抵御自然界的风霜雨雪、 太阳辐射、气温变化和其它外界的不利因 素，以使屋顶覆盖下的空间，有一个良好 的使用环境。 要求屋顶在构造设计时注意解决防水 、保温、隔热以及隔声、防火等问题。 第一节 概述 第六章 屋顶构造 结构上，屋顶是房屋上层的承重结构，支承自 重和作用屋顶上的各种活荷载，同时还起着对房屋 上部的水平支撑作用。 要求屋顶在构造设计时，保证屋顶构件的强度 、刚度和整体空间的稳定性。 二、屋顶的组成和类型 屋顶主要由屋面和支承结构组成，此 外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层次 和设施。 屋顶的形式与房屋的使用功能、屋面 覆盖材料、结构选型（如拱屋顶、悬索结 构屋顶）以及建筑造型要求等有关。 房屋的支承结构一般有平面结构和空间结构之 分。 平面结构常见的有梁板、屋架等结构，空间结 构有折板、壳体、网架、悬索等结构形式。 屋顶有平屋顶、坡屋顶以及曲面屋顶等多种类 型。 三、屋面的排水坡度 屋面的排水坡度，是由多方面的因素决 定的。坡度的影响因素主要有： 1、屋面覆盖材料 屋面覆盖材料的面积越小、接缝越多、 厚度越大，屋面排水坡度越大，反之则小。 2、雨水量的多少 3、结构形式 4、建筑造型 屋面覆盖材料 不同屋面覆盖材料的 各自的排水坡度范围 四、排水坡度的表示方法 屋面的坡度通常采用单位高度与相应长度 的比值来表示。如1：2，1：3等。 较大的坡度也可用角度，如30,45等。 较平坦的坡度常用百分比，如2%或5%等 。 五、坡度的形成方法 结构找坡：屋顶结构本身具有一定坡度。 在倾斜的屋面梁或屋架上安装屋面板，也 可在倾斜的山墙上搁屋面板，使屋顶结构 表面形成坡度。 材料找坡：在水平的屋顶结构表面采用垫 坡材料形成屋面坡度。 结构找坡 材料找坡 平屋顶：屋面坡度小于10%的屋顶。常 用坡度为2%3%，上人屋面多采用1%2% 。 平屋顶的支撑结构常用钢筋砼梁板， 构造简单。但排水速度慢，易产生屋面积 水，及渗漏现象。 屋面排水和防水是平屋顶的主要设计 内容。 第二节 平屋顶构造 6.2.1 平屋顶的组成和排水 一、平屋顶的组成 （1）结构层 多采用钢筋砼结构。 （2）防水层 主要有刚性防水层和柔性防水层。 （3）保温层 在寒冷地区屋顶需在结构层和防水层 之间设保温层。也可在结构层下设吊顶做 为保温层。 二、平屋顶的排水方式 1、外檐自由排水 也称无组织排水。是指雨水经檐口 自由落下至地面，屋面不设雨水口、天 沟等设施。 无组合排水方式构造简单、经济， 但雨水会溅湿墙脚，适用于低层建筑和 少雨地区建筑。 2、外檐沟排水 屋面根据房屋跨度和外形需要， 做成单坡、双坡或四坡排水。 在屋面设有排水檐沟，檐沟内垫 出纵向坡度，将雨水引向雨水口，进 入落水管。 3、女儿墙内檐沟外排水 在女儿墙内设内檐沟或垫坡，落水管 可设在外墙外面，将雨水口穿过女儿墙。 4、内排水 雨水经雨水口流入室内落水管，再排 到室外排水系统。 对高层建筑，多跨厂房等使用内排水 。 后三种排水方式均属于有组织排水。 有组织排水设计中，为使雨水管负荷 均匀，把屋面划分为若干排水区，一般按 每个雨水口负担150200m2。 檐沟断面尺寸净宽不小于200mm，分 水线处最小深度应大于80mm。 用柔性防水卷材以胶结材料粘贴在 屋面上，形成一个封闭的防水覆盖层， 具有一定延伸性，能较好的适应结构温 度变形，因此称柔性防水屋面，也叫卷 材防水屋面。 6.2.2 平屋顶柔性防水构造 一、柔性防水屋面的材料 石油沥青油毡：由特制纸胎在热沥青中 经两遍浸渍而成。在寒冷地区已极少采用。 替代产品：APP改性沥青防水和SBS防水 。极适合寒冷地区屋面防水材料。 高分子防水卷材：三元乙丙橡胶、氯化 聚乙烯等防水卷材。以合成橡胶、合成树脂 或两者共混体为基料，加入适量化学助剂和 填充料经塑炼焜炼、压延或挤出成型。 高分子防水卷材具有拉伸强度高、延伸 率大、抗老化、施工方便的优点。本节主要 论述这种新型卷材的屋面防水构造做法。 二、柔性防水屋面的防水构造 1、基本构造 （1） 找平层：20mm厚1：3水泥砂浆，抹平 收水后二次压光，在找平层上面均匀地涂抹 一层胶粘剂，以便与防水材料相结合。 （2） 防水层：一般是一层设防，但在易漏 水部位，如天沟、泛水、雨水口以及屋面阴 阳角等部位均需附加一层同类卷材。 注意：防水卷材要干燥，铺卷材之前必须保 证找平层干透。如果找平层含有水分，做上 防水层后，高温条件下，水会变成水蒸气， 受防水层阻挡，水蒸气无法排出，就聚集形 成鼓泡，易造成防水层破裂。 注意：屋面坡度小于3%时，卷材宜平行于屋 脊铺贴；屋面坡度大于3%时，卷材可平行或 垂直于屋脊铺贴，满铺搭接缝宽度不少 80mm；空铺、点铺、条铺时，搭接宽度为 100mm。 （3） 保护层：为保护防水卷材而在防水层 上设置的附加层。对不上人屋面，可不做保 护层。 对上人屋面，可在防水层上浇筑 3040mm厚细石砼面层，每2米留一分格缝， 并用配套油膏嵌缝。也可用预制30mm厚砼板 做面层，并用水泥砂浆嵌缝。 2、细部构造 （1） 泛水构造 泛水指屋面防水层与垂直墙交接处的 构造。 对于伸出屋面的女儿墙、烟囱、变形 缝等，与防水屋面交界处容易漏水，必须 将屋面防水层延伸到这些凸出物的立墙上 ，并加铺一层防水卷材，形成立铺的防水 层。 泛水高度不应小于250mm，转角处应 将找平层做成半径不小于20mm的圆弧或 45斜面，使防水卷材紧贴其上。 贴在墙上的卷材上口易脱离墙面或张 口，导致漏水，因此上口要做收口和挡水 处理。 收口一般采用钉木条、压铁皮嵌砂浆 、嵌配套油膏和盖镀锌铁皮等方法。另有 在泛水上口挑出1/4砖用以挡水，需抹水泥 砂浆斜口和滴水。 （2） 檐口构造：檐口构造有自由落水挑檐、 挑檐沟、女儿墙外排水等多种。 自由落水檐口的卷材收头采用配套油膏 嵌缝。 挑檐沟的檐口在檐沟处要多加一层卷材 ，可采用空铺的办法，沟口处的卷材收头一 般采用嵌油膏或插铁件卡住的办法。天沟和 檐沟内用材料找1%的纵向坡度。 女儿墙外排水中天沟内防水层应铺设到 女儿墙上形成泛水。 （3） 雨水口 雨水口是屋面雨水排至落水管的连接构 件，通常为定型产品，多用铸铁、钢板制作 。分直管式和弯管式。 刚性防水是用刚性防水材料设置屋面 防水层，具有价格便宜、耐久性好、构造 简单、维修方便等优点，但容易开裂、对 温度变化和结构变形较为敏感。 一、刚性防水材料 主要采用防水砂浆抹面或密实砼浇捣 而成的刚性材料做屋面防水层，坡度宜为 2%3%，并应采用结构找坡。 9.2.3 平屋顶刚性防水构造 二、刚性防水平屋面的防水构造 1、基本构造 （1）结构层：采用钢筋砼现浇或预制屋面板 （2）找平层：结构层为预制钢筋砼板时，应做 找平层，用20mm厚1:3水泥砂浆找平。 （3）隔离层。结构层与防水层的刚度不同，温 度和荷载作用下容易因变形不同而使防水层拉 坏，因此在结构层和防水层间设置隔离层。 （4）防水层。指用防水砂浆抹面防水层、普 通细石砼防水层、块体刚性防水层等铺设的 屋面。 细石砼强度不应低于C20，厚度不小于 40mm，双向配置钢筋，保护层厚度不小于 10mm。 并在防水层中加防水剂。 2、细部构造 (1) 分格缝 是刚性防水层的变形缝，也称分仓缝。 在大面积整体现浇砼防水层时，为防止因受 温度变化影响或屋面板产生挠曲变形而引起 刚性防水层开裂而设置。 为防止漏水，分格缝由浸过沥青的木丝 板填塞，防水层内的钢筋网片在分格缝处应 断开，缝口应嵌密封材料，外用防水卷材盖 住。 (2) 泛水构造 刚性防水屋面泛水构造与柔性防水屋面 原理基本相同。 一般做法是将细石砼防水层直接引伸到 墙面上，细石砼内的钢筋网片也同时上弯。 泛水应有足够的高度，转角处做成圆弧 或45斜面，与屋面防水层应一次浇成，不 留施工缝。上端应有挡雨措施，一般是将砖 墙挑出1/4砖，抹水泥砂浆滴水线。 (3) 檐口构造 有自由落水挑檐、挑檐沟、女儿墙外排水 等多种。 自由落水檐口将防水层做到檐口。 挑檐沟防水层做到的檐口，并挑出屋面， 做出滴水线。 女儿墙外排水中天沟内防水层应铺设到女 儿墙上形成泛水。 (4) 雨水口 分直管式和弯管式。防水层与雨水口相接 处用油膏嵌封。 粉剂防水屋面是以建筑拒水粉 加保护层形成屋面防水层的防水屋 面。这种屋面防水层透气不透水， 具有构造简单、施工快、造价低的 特点。 基本构造如图。 6.2.4 粉剂防水屋面构造 1、基本构造 （1）结构层：一般采用钢筋砼现浇或预制屋面 板。 （2）找平层：结构层为预制钢筋砼板时，应做 找平层，用20mm厚1:3水泥砂浆找平。 （3）防水层：由建筑拒水粉构成，厚度一般 57mm，檐口、泛水、变形缝部位适当加厚。 （4）隔离层：为防止在防水层上面做保护层时 ，冲散粉状防水层，破坏防水效果，在防水层 和保护层之间设置隔离层。采用普通纸或无纺 布铺盖在防水层上。 （5）保护层：保护防水层。做法有：铺贴类 和现浇类两种。现浇类常用C20细石砼强度， 厚度不小于40mm。 2、细部构造 (1) 分格缝：现浇保护层时应将保护层做分格 缝，并用油膏嵌缝。 (2) 檐口构造 涂膜防水屋面 n涂膜防水屋面又称涂料防水屋面，是指用可塑 性和粘结力较强的高分子防水涂料，直接涂刷 在屋面基层上形成一层不透水的薄膜层以达到 防水目的的一种屋面做法。防水涂料有塑料、 橡胶和改性沥青三大类，常用的有塑料油膏、 氯丁胶乳沥青涂料和焦油聚氨酯防水涂膜等。 这些材料多数具有防水性好、粘结力强、延伸 性大、耐腐蚀、不易老化、施工方便、容易维 修等优点。近年来应用较为广泛。这种屋面通 常适用于不设保温层的预制屋面板结构，如单 层工业厂房的屋面。在有较大震动的建筑物或 寒冷地区则不宜采用。 一、涂膜防水屋面的构造层次和做法 n涂膜防水屋面的构造层次与柔性防水屋面 相同，由结构层、找坡层、找平层、结合 层、防水层和保护层组成。 n涂膜防水屋面的常见做法，结构层和 找坡层材料做法与柔性防水屋面相同 。找平层通常为25mm厚1：2. 5水泥 砂浆。为保证防水层与基层粘结牢固 ，结合层应选用与防水涂料相同的材 料经稀释后满刷在找平层上。当屋面 不上人时保护层的做法根据防水层材 料的不同，可用蛭石或细砂撒面、银 粉涂料涂刷等做法；当屋面为上人屋 面时，保护层做法与柔性防水上人屋 面做法相同。 二、涂膜防水屋面细部构造 n1、分格缝构造 n涂膜防水只能提高表面的防水能力，由于温度 变形和结构变形会导致基层开裂而使得屋面渗 漏，因此对屋面面积较大和结构变形敏感的部 位，需设置分格缝。 n2、泛水构造 n涂膜防水屋面泛水构造要点与柔性防 水屋面基本相同，即泛水高度不小于 250mm；屋面与立墙交接处应做成弧 形；泛水上端应有挡雨措施，以防渗 漏。 一、平屋顶的保温构造 1、柔性防水屋面的保温构造 6.2.5 平屋顶的保温和隔热构造 2、刚性防水屋 面的保温构造 平屋顶的保温 n1、保温材料类型 n保温材料多为轻质多孔材料，一般可分为以下三 种类型： n（1）散料类：常用炉渣、矿渣、膨胀蛭石、膨 胀珍珠岩等。 n（2）整体类：是指以散料作骨料，掺入一定量 的胶结材料，现场浇筑而成。如水泥炉渣、水泥 膨胀蛭石、水泥膨胀珍珠岩及沥青膨胀蛭石和沥 青膨胀珍珠岩等。 n（3）板块类：是指利用骨料和胶结材料由 工厂制作而成的板块状材料，如加气混凝 土、泡沫混凝土、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩 、泡沫塑料等块材或板材等。 n保温材料的选择应根据建筑物的使用性质 、构造方案、材料来源、经济指标等因素 综合考 n虑确定。 n2、保温层的设置 n平屋顶因屋面坡度平缓，适合将保温层放在屋面 结构层上（刚性防水屋面不适宜设保温层）。 n保温层通常设在结构层之上、防水层之下。图6- 33为平屋顶保温构造。保温卷材防水屋面与非保 温卷材防水屋面的区别是增设了保温层，构造需 要相应增加了找平层、结合层和隔汽层。设置隔 汽层的目的是防止室内水蒸气渗人保温层，使保 温层受潮而降低保温效果。隔汽层的一般做法是 在20mm厚1：3水泥砂浆找平层上刷冷底子油两 道作为结合层，结合层上做一布二油或两道热沥 青隔汽层。 二、平屋顶的隔热构造 n1、通风隔热屋面 n通风隔热屋面是指在屋顶中设置通风间层，使 上层表面起着遮挡阳光的作用，利用风压和热 压作用把间层中的热空气不断带走，以减少传 到室内的热量，从而达到隔热降温的目的。通 风隔热屋面一般有架空通风隔热屋面和顶棚通 风隔热屋面两种做法。 n（1）架空通风隔热屋面：通风层设在防水层之 上，其做法很多，图6-9为架空通风隔热屋面构 造，其中以架空预制板或大阶砖最为常见。架 空通风隔热层设计应满足以下要求：架空层应 有适当的净高，一般以180240mm为宜；距女 儿墙500mm范围内不铺架空板；隔热板的支点 可做成砖垄墙或砖墩，间距视隔热板的尺寸而 定。架空通风隔热屋面构造见下图 n架空通风隔热构造 n(a)架空预制板（或大阶砖）；(b)架空混凝 土山形板；(c)架空钢丝网水泥折板； n(d)倒槽板上铺小青瓦；(e)钢筋混凝土半圆 拱；(f)1/4厚砖拱 n（2）顶棚通风隔热屋面：这种做法是利用 顶棚与屋顶之间的空间作隔热层，顶棚通 风隔热层设计应满足以下要求：顶棚通风 层应有足够的净空高度，一般为500mm左 右；需设置一定数量的通风孔，以利空气 对流；通风孔应考虑防飘雨措施。 n2、蓄水隔热屋面 n蓄水屋面是指在屋顶蓄积一层水，利用水蒸发 时需要大量的汽化热，从而大量消耗晒到屋面 的太阳辐射热，以减少屋顶吸收的热能，从而 达到降温隔热的目的。蓄水屋面构造与刚性防 水屋面基本相同，主要区别是增加了一壁三孔 ，即蓄水分仓壁、溢水孔、泄水孔和过水孔。 蓄水隔热屋面构造应注意以下几点：合适的蓄 水深度，一般为150 200mm；根据屋面面积 划分成若干蓄水区，每区的边长一般不大于 10m；足够的泛水高度，至少高出水面l00mm ；合理设置溢水孔和泄水孔，并应与排水檐沟 或水落管连通，以保证多雨季节不超过蓄水深 度和检修屋面时能将蓄水排除；注意做好管道 的防水处理。 n3、种植隔热屋面 n种植屋面是在屋顶上种植植物，利用植被 的蒸腾和光合作用，吸收太阳辐射热，从 而达到降温隔热的目的。种植隔热屋面构 造见下图 种植屋面构造示意图 通风降温屋面 第三节 坡屋顶 坡屋顶排水坡度较大，由承重结构和屋 面两个基本部分组成，根据使用功能的不同 ，还分保温层、隔热层和顶棚等。 坡面组织由房屋平面和屋顶形式决定， 屋顶坡面交接形成屋脊、斜沟、檐口等，对 屋顶的结构布置和排水方式及造型均有一定 影响。 6.3.1 概述 1、坡屋顶的形式 （1）单坡屋顶 （2）双坡屋顶：又细分为悬山顶、硬山顶 （3）四坡屋顶：庑殿顶、歇山顶、 2、坡屋顶的排水方式 （1）无组织排水 （2）外檐沟排水 （3）女儿墙檐沟外排水 3、屋面材料 坡屋顶的屋面防水材料有弧瓦（小青 瓦）、平瓦、波形瓦、金属瓦、玻璃瓦等 。 常用的有横墙承重和屋架承重两类。 1、横墙承重 按屋顶的坡度要求，横墙上部砌成三角 形，在墙上直接搁置檀条，承受屋面重量， 这种承重方式叫横墙承重。 横墙的间距，即檀条的跨度尽可能一致 ，檀条常用木材和钢筋砼制作，木檀条跨度 在4m以内，钢筋砼檀条跨度最大可达6m。 6.3.2 坡屋顶的支承结构 2、屋架承重 屋架搁置在建筑物外纵墙或柱上，屋 架上设檀条，传递屋面荷载，使建筑物内 有较大的使用空间。屋架间距通常为 34m，一般不超过6m。 屋架是用木、钢木、钢筋砼和钢等材 料制作，其高度和跨度的比值应与屋面的 坡度一致，常用三角形屋架，构造简单， 施工方便，适用于各种瓦屋面。 n二、承重结构构件 n1、屋架 n屋架形式常为三角形，由上弦、下弦 及腹杆组成，所用材料有木材、钢材 及钢筋混凝土等。木屋架一般用于跨 度不超过12m的建筑；将木屋架中受拉 力的下弦及直腹杆件用钢筋或型钢代 替，这种屋架称为钢木屋架。钢木组 合屋架一般用于跨度不超过18m的建筑 ；当跨度更大时需采用预应力钢筋混 凝土屋架或钢屋架。 n2、檩条 n檩条所用材料可为木材、钢材及钢筋 混凝土，檩条材料的选用一般与屋架 所用材料相同，使两者的耐久性接近 。 n三、承重结构布置 n坡屋顶承重结构布置主要是指 屋架和檩条的布置，其布置方 式视屋顶形式而定见图屋架和 檩条布置。 n屋架和檩条布置 n(a)四坡顶的屋架；(b)丁字形交接处屋顶之 一；(c)丁字形交接处屋顶之二；(d)转角屋 顶 1、平瓦坡屋面的构造 平瓦即粘土瓦，也叫机平瓦，是用粘土 模压成凸纹后焙烧而成。 （1）冷滩瓦屋面：空铺平瓦屋面 （2）实铺瓦屋面：屋面板上挂瓦 （3）钢筋砼挂瓦板平瓦屋面 6.3.3 坡屋顶的屋面结构 空铺平瓦 实铺 平瓦 n瓦屋面由于保温、防火或造型等的 需要，可将钢筋混凝土板作为瓦屋 面的基层盖瓦。盖瓦的方式有两种 ：一种是在找平层上铺油毡一层， 用压毡条钉在嵌在板缝内的木楔上 ，再钉挂瓦条挂瓦；另一种是在屋 面板上直接粉刷防水水泥砂浆并贴 瓦或陶瓷面砖或平瓦。在仿古建筑 中也常常采用钢筋混凝土板瓦屋面 。 细部构造： （1）山墙檐口 山墙挑檐 山墙封檐 （2）纵墙檐口 有挑檐和包檐两种。 n在等高跨或高低跨相交处，常常出现天沟 ，而两个相互垂直的屋面相交处则形成斜 沟。沟应有足够的断面积，上口宽度不宜 小于300 500mm，一般用镀锌铁皮铺于 木基层上，镀锌铁皮伸人瓦片下面至少 150mm。高低跨和包檐天沟若采用镀锌铁 皮防水层时，应从天沟内延伸至立墙（女 儿墙）上形成泛水。天沟、斜沟构造见下 图 (a)三角形天沟（双跨屋面）;（b）矩形夭沟（双跨屋面）;（c）高低跨屋面天沟 （3）斜天沟 （4）烟囱泛水 2、波形瓦屋面 质轻、有一定刚度、面积大、构造 简单，但保温隔热性能差，易脆脆裂。 3、小青瓦屋面 4、钢筋砼大型屋面板屋面 多