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第九章屋顶构造 房屋建筑学 第九章屋顶构造 第一节概述 一 屋顶的功能和设计要求 1 功能 抵御自然界的风霜雨雪 太阳辐射 气温变化和其他外界的不利因素 以使屋顶覆盖下的空间有一个良好的使用环境 2 设计要求 防水 保温 隔热 隔声 防火等 强度 刚度和整体空间的稳定性问题 二 屋顶的组成与形式 1 组成 屋面 支承结构 2 形式 一般平面结构 梁 板 屋架 空间结构 折板 壳体 网架 悬索 平屋顶 坡屋顶 曲面屋顶图9 1 三 屋面的分类与常用坡度 1 分类 瓦屋面 小青瓦 平板瓦 鸳鸯瓦 筒板瓦等 20 300 波形瓦屋面 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 压型薄钢板波瓦 1 4 1 2 5 600 1000 x1800 2800 平金属皮屋面 镀锌铁皮 涂塑薄钢皮 铝合金钢皮 不锈钢皮1 10 1 5 平屋面 钢筋混凝土平屋面 卷材防水平屋面 刚性防水平屋面 涂料平屋面1 5 构件自防水屋面 图9 2 2 屋面的常用坡度和坡度范围 与屋面材料 气候 结构形式 施工方法 构造组合 选型 经济等有关 图9 3 合适的坡度既能满足排水要求 有经济节约 四 屋面防水的 导 与 堵 导 合理的排水坡度 因势利导 达到防水目的 堵 形成一个封闭的防水覆盖层 达到防水的目的 导 与 堵 是相辅相成和相互关联的 五 屋面防水等级 根据建筑物的性质 重要程度 使用功能要求 防水层耐用年限 防水层选用材料和设防要求 将屋面防水分为4个等级 表9 1 第二节平屋顶构造 一 平屋顶的排水 1 排水坡度 防水卷材 混凝土屋面2 3 上人屋面1 2 2 排水方式 外檐自由落水 无组织排水 简单经济 但雨水会溅湿勒脚 一般适用于低层和雨水少的地区 外檐沟排水 单坡 双坡 四坡排水 设置排水檐沟 沟内纵坡0 5 图9 4 女儿墙内檐排水 图9 5a b 内排水 图9 5c d 3 排水坡度的形成 搁置坡度 结构找坡 不需另加找坡层 荷载轻 施工简便 造价低 但 不另加吊顶棚 顶面倾斜 不美观 图9 6 垫置坡度 材料找坡 采用价廉 质轻的材料垫置坡度 需要增加材料和荷载 施工复杂 造价高 可用保温层兼做 但顶面平整美观 图9 7 二 刚性防水屋面 刚性防水屋面是用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 优点 施工方便 节约材料 造价经济 维修方便 缺点 对温度变化和结构变化较为敏感 施工技术要求高 易渗漏 1 刚性防水层的防水构造 普通水泥砂浆和混凝土经过下面措施才能变成刚性防水层 增加防水剂 采用微膨胀剂 提高密实性 刚性防水屋面的构造层次有以下四层 防水层 C20混凝土 隔离层 纸筋灰 砂浆 油毡 找平层 20厚1 3水泥砂浆 结构层 梁 板 2 刚性防水屋面的变形和防止 刚性防水屋面的变形 热胀冷缩 挠曲变形 坐浆收缩 屋面板徐变 材料收缩 最主要的是热胀冷缩图9 8 刚性防水屋面变形的防止 配筋 防水层厚35 45mm 双向配 3 150 4 200 位置为中间偏上 有15mm保护层 图9 9 设置分仓缝 分格缝 1 设在温差变形许可范围 结构变形敏感部位 图9 11 2 15 25m2 3 5m间距在支座轴线处 支承屋面板的墙 梁上设置 进深在10以内 在屋脊设纵向缝 10以上 在坡中增设一道缝 图9 10 图9 11 图9 12 3 分格缝宽20mm左右 用油膏嵌缝 里面填弹性材料 图9 13a 图9 13a分仓缝节点构造之一 4 切割分格缝 缝宽5 8mm 干铺卷材防水图9 13d 图9 13d分仓缝节点构造之一 5 构造做法见图9 13 横向缝 图9 14 纵向缝 设置浮筑层 隔离层 防水层与结构层之间 用水泥砂浆找平后 再用废机油 沥青 黏土 石灰砂浆等做隔离层图9 15 设置滑动支座 干铺2层油毡 中间夹滑石粉 图9 16 3 刚性防水屋面的节点构造 泛水 屋面防水层与垂直墙面的交接处 泛水构造 图9 17 高大于150mm 应注意屋面板伸入墙内和没有伸入墙内两种做法 檐口构造 自由落水挑檐图9 18a 檐沟挑檐现浇 预制两种图9 19 包檐外排水图9 20 三 柔性防水屋面 新型防水卷材简介 将柔性的防水卷材或片材用胶结材料粘贴在屋面上 形成一个大面积的封闭防水覆盖层 以堵为主 能适应结构变形 故称柔性防水屋面 优点 造价经济 有一定的防水能力 缺点 热施工 污染环境 低温脆裂 高温流淌 7 8年要重修 1 沥青玻璃布油毡 沥青玻璃纤维油毡 石油沥青麻布油毡 特点 抗拉强度高 柔韧性好 耐腐蚀性强 适用 防水层 耐久性 耐腐蚀性要求较高的工程 管道工程以及基层结构有变形和结构外形较复杂的防水工程及部位 2 再生胶油毡 特点 油毡延伸性大 低温柔性好 耐腐蚀性强 耐水性及热稳定性好 适用 屋面及地下做接缝和满堂铺设的防水层 尤其适用于基层沉降较大或沉降不均匀的建筑物变形缝的防水处理 3 三元乙丙橡胶防水卷材 特点 耐老化 耐低温 耐腐蚀 弹性及抗拉强度高 适用 冷施工等一系列优良性质 可在 60 1200C条件使用 可达30 50年 用合成橡胶类胶结剂粘贴 4 聚氯乙烯防水卷材有S型 P型两类 特点 低温柔性 耐腐蚀性和耐老化性良好 常见的防水卷材有 APP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 优点 冷施工 弹性好 寿命长 但价格高 节点构造 图9 21 1 油毡防水屋面 1 防水层 三毡四油 四毡五油图9 22 油毡上下左右搭接 平屋顶油毡铺设 一般由檐口到屋脊一层层向上铺设 上下搭接80 120mm 左右100 150mm 上下应错缝 图9 23 2 找平层和结合层 1 3水泥砂浆找平层 15 20mm厚 冷底子油 40 石油沥青 60 煤油 30 石油沥青 70 汽油 第一层沥青胶应注意油毡鼓包 蒸汽渗透 基层湿度图9 24 为了使油毡防水层与基层之间有蒸汽扩散 可采用 点状或条状粘贴图9 25 专用油毡 带波状油毡 带沙砾并点状开 洞 3 保护层 60 800C时 沥青胶流淌和老化 在表面沥青胶粘着一层3 6mm粒径的粗砂保护层 俗称绿豆或豆石 上人屋面 浇30 40mm厚细石混凝土面层 每2m分格 砂填层 预制混凝土块 大阶砖架空图9 27 2 油毡防水屋面的节点构造 泛水构造 转角做弧形R 50 100mm 常见高250mm 加铺一层油毡 图9 28 29 檐口构造 主要是油毡防水层在檐口处的收头 图9 31 雨水口构造图9 32 四 涂料防水和粉剂防水屋面 1 涂料防水屋面 涂膜防水屋面 乳化沥青类 氯丁橡胶类 丙烯酸树脂类 聚氨脂类 焦油酸性类 基层应平整干燥 含水率 8 9 基层中空鼓 缺陷和表面裂缝应休整后用聚合物砂浆修补缺陷 纤维性增强材料加固接头 接缝处 做细砂保护层节点构造 图9 33 上人屋面或楼地面 在防水层上涂抹一层5 10mm厚聚合物水泥砂浆 干燥厚再抹水泥砂浆面层 图9 34 2 粉沫防水屋面 拒水粉防水图9 35 第三节坡屋顶构造 一 坡屋顶的形式与组成 1 形式双坡顶 悬山屋顶 硬山屋顶 出山屋顶 四坡顶 图9 36 2 坡屋顶的坡面组织和名称 屋脊 斜脊 斜沟 檐口 内天沟 泛水图9 37 3 坡屋顶的组成图9 38 承重结构 椽子 檩条 屋架 屋面 挂瓦条 屋面板 保温 隔热层及顶棚等 4 坡屋顶的屋面盖料 小青瓦 平瓦 波形瓦 平板金属瓦 草顶 灰土顶等 二 坡屋顶的结构系统 三类支承结构系统 檩式 椽式 板式 1 檩式屋顶结构 檩条作为屋面主要支承结构的结构系统 搁置在屋架或山墙的屋面支承梁 上面铺设屋面板或椽子 图9 39 檩条类型间距700 900mm 屋面板 1 1 5m 椽子 圆木 方木 预制钢筋混凝土 轻钢 注意木檩条的防腐处理图9 40 檩式屋顶的支承体系山墙支承图9 41 屋架支承图9 42 图9 43 图9 44 梁架支承图9 45 2 椽式屋顶结构体系 椽式是以椽架为主 小间距布置的屋面承重方式 椽架的间距一般为400 1200mm 间距小 用料省 两种结构形式的椽架 人字形椽子和一道横木组成 图9 46 简易三角形屋架 3 板式结构屋顶体系 以预制钢筋混凝土屋面板为屋面基层结构的体系 分为间接防水和直接防水两大类 常见三种结构形式 图9 47 屋面板铺瓦图9 48 屋面板砂浆嵌缝 找平后用草泥或煤渣灰窝瓦 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 在屋面板上直接粉防水水泥砂浆并贴瓦 挂瓦板挂瓦 挂瓦板是把檩条 屋面板 挂瓦条和斜顶棚几个功能结合的倒T形预制钢筋混凝土构件 基本形式有双T 单T和F形三中 图9 49 构件自防水屋面 三 平瓦屋面 平瓦 即粘土瓦 机平瓦 图9 50 380 42024050 1 平瓦屋面的基层构造图9 51 冷摊瓦屋面 椽子上钉挂瓦条直接挂瓦 屋面板做基层的平瓦屋面 纤维板或芦苇做基层的平瓦屋面 2 平瓦屋面的节点构造 1 纵墙檐口 用屋面板出挑檐口 挑檩檐口 挑椽檐口 挑檐图9 52 挑檐顶棚构造图9 53 包檐压檐墙 女儿墙将檐口包住 图9 54 2 山墙檐口 山墙挑檐 悬山 檩条出挑图9 55 山墙封檐 硬山 出山图9 56 泛水做法 图9 57挑砖抹灰泛水 坐灰窝瓦泛水 镀锌铁皮泛水 3 斜天沟用镀锌铁皮制成 图9 58 4 烟囱泛水 做镀锌铁皮 图9 59 5 檐沟和水落管 图9 60表9 2 镀锌铁皮 纤维水泥 玻璃钢 塑料 缸瓦 菱苦土 有圆形 矩形 第四节屋顶的保温与隔热 一 屋顶的保温 保温材料和构造方法根据使用要求 气候条件 屋顶结构形式 防水处理方法 材料种类和施工方法等综合考虑 1 屋顶保温体系 三种体系 热屋顶保温体系 防水层 保温层 结构层 图9 61a b c 多用于平屋顶 保温材料 散状 炉渣 矿渣图9 61d e 现浇轻质混凝土 炉渣 矿渣 陶粒 蛭石 珍珠岩等混凝土 图9 61f 板状 预制膨胀珍珠岩 膨胀蛭石板 加气混凝土块 泡沫塑料 图9 61g 冷屋顶保温体系 防水层 空气间层 保温层 可用于平屋顶 坡屋顶 图9 62 63 图9 63 倒铺保温屋顶体系 保温层 防水层 结构层图9 64 优点 防水层不受太阳辐射和剧烈气候变化的直接影响 全年热温差小 不易受外来的损伤 缺点 选用吸湿性低 耐气候性强的保温材料 聚氨脂 聚苯乙烯发泡 2 屋顶层的蒸汽渗透 蒸汽凝结示意 图9 66 在保温层下 结构层的找平层上作隔蒸汽层 根据表9 3选用隔蒸汽层 设隔蒸汽层后 有可能隔蒸汽层油毡出现移位 裂隙 老化和腐烂等现象 原因在于保温层内湿气排不出来 结构层产生凝结现象 解决办法是 隔蒸汽层下设透气层 图9 25 图9 67 保温层设透气层 图9 68 保温层上设架空通风透气层 即冷屋顶保温体系 图9 62d e f 二 屋顶的隔热和降温 隔热降温的形式有 1 实体材料隔热屋面图9 69 可延迟3 5h 只能适合于夜间不使用的房间 有 大阶砖或混凝土板实铺 可上人 堆土屋面或植草 砾石 蓄水等 2 通风层降温屋顶 图9 70 通风层设在结构层下面图9 71 通风层设在结构层上面图9 72 架空预制板和曲面图9 73 3 反射降温屋顶图9 74 3 反射降温屋顶图9 75 4 蒸发散热降温屋顶淋水屋面喷雾图9 76 一 平屋顶建筑构造 GJBT 51099J201 一 1 适用范围 防水等级为 级民用及工业建筑 现浇或装配式钢筋混凝土板 屋面坡度为2 3 的平屋面 2