十七章 屋顶.doc

十七章 屋 顶

一、主要内容：
1、 屋顶的类型、作用、设计要求；
2、 平屋顶构造层次、排水方式、防水构造；
3、 坡屋顶构造组成排水方式、防水构造；
4、 屋顶保温、隔热的构造措施
二、要求及重点：
了解平屋顶和坡屋顶的构造原理，掌握常用构造做法，可进行构造设计。
三、教学方式：
以建筑技术为主，利用实际工程、教具、模型。

十七章 屋 顶
17.1概 述
一、屋顶的类型
屋顶按屋面坡度及结构选型的不同，可分为平屋顶、坡屋顶及各种其他形式的屋顶（主要是曲面屋顶）。
其中，平屋顶和坡屋顶是目前广泛采用的形式。
1、平屋顶
平屋顶通常是指屋面坡度小于5％的屋顶，常用坡度范围为2％～3％。
2、坡屋顶
坡屋顶是指屋面坡度超过10％的屋顶，常用坡度范围为10％～60％。坡屋顶在我国有着悠久的历史，它容易就地取材，并且符合传统的审美观点，所以在现代建筑中也经常采用。坡屋顶有单坡、双坡、四坡、歇山等多种形式。传统建筑中的小青瓦屋顶和平瓦屋顶等屋顶均属于坡屋顶。图7-2为坡屋顶常见的几种形式。
3、曲面屋顶
随着建筑工业、技术的发展和许多新型的空间结构形式的出现，也相应出现了许多新型的屋顶形式，如拱结构、薄壳结构、悬索结构、索膜结构、网架结构和网壳结构等。这类建筑屋顶一般采用曲面屋顶。曲面屋顶一般是由各种薄壳结构、悬索结构作为屋顶承重结构的屋顶，如双曲拱屋顶、扁壳屋顶、鞍形悬索屋顶等。这类结构的内力分布合理，能充分发挥材料的力学性能，因而能节约材料。但是，这类屋顶施工复杂、造价高，常用于大跨度的大型建筑。
二、屋顶的作用及设计要求
1、屋顶的作用
（1）作为结构承重构件应能承受屋顶本身的自重、风、雪荷载及上人或检修屋面时的各种荷载的作用；
（2）对房屋上部其墙体还起水平支撑作用；
（3）作为围护构件应能抵御风霜雨雪、阴晴冷暖等自然环境变化对房屋内部空间热环境的不利影响；
（4）屋顶的形式还影响到建筑物的整体造型，对建筑物起到美化作用。
2、屋顶的设计要求
（1）强度和刚度要求
（2）防水、排水要求：屋面在处理防水问题时，应兼顾“导”和“堵”两个方面。
（3）保温隔热要求
（4）美观要求

17.2 平屋顶排水
一、平屋顶
1、平屋顶的组成
（1）承重结构
（2）防水层
平屋顶防水层的可选材料很多，经常应用的有以下几种：
a 、合成高分子防水卷材
b、高聚物改性沥青防水卷材
c、合成高分子防水涂料
d、高聚物改性沥青防水涂料
e、沥青基防水涂料
f、钢筋混凝土自防水层
（3）保温隔热层
（4）顶棚
一般可采用水泥砂浆粉顶或加装吊顶。
2、平屋顶的排水
平屋顶的排水方式
无组织排水：外檐自由落水，指屋面雨水直接从挑出外墙的檐口自由落至地面的一种排水方式
无组织排水一般用于年降雨量小于或等于900mm、檐口高度不大于10m的房屋；或年降雨量大于900mm、檐口高度小于8m的房屋以及次要的低层建筑。
有组织排水：屋面雨水通过预先设计的排水系统，有组织地排至室外地面或地下排水管沟的一种排水方式
外排水： 建筑中优先考虑选用 檐沟外排水
女儿墙外排水
女儿墙檐沟外排水
内排水：在特大面积的方形屋面、多跨屋面、高层建筑以及有特殊需要时采用
二、屋顶坡度的形成
1、屋顶坡度的表示方法： 斜率法、百分比法和角度法
2、屋顶坡度的选择
屋面坡度的大小，主要与屋面材料、当地的地理气候条件、屋顶结构形式、施工方法、构造组成方式、建筑造型的要求以及经济条件等因素有关。
3、屋顶坡度的形成
屋顶排水坡度的形成： 材料找坡 垫置坡度
结构找坡 搁置坡度

17.3平屋顶的防水
平屋顶防水屋面按其防水层材料和做法的不同可分为：
柔性防水屋面
刚性防水屋面
涂膜防水屋面
粉剂防水屋面等
一、柔性防水屋面
1、柔性防水屋面的基本构造层次及做法
柔性防水屋面的基本构造层： 结构层
找坡层
找平层
结合层
防水层
保护层
2．柔性防水屋面的细部构造
(1)泛水构造：屋面防水层与垂直屋面凸出物交接处的防水处理
柔性防水屋面在泛水构造处理时应注意：
a.铺贴泛水处的卷材应采取满粘法，即卷材下满涂一层胶结材料。
b.泛水应有足够的高度，一般不低于250mm，并加铺一层卷材防止转折处的破坏。
c.屋面与立墙交接处应做成弧形(R=50～100mm)或45°斜面，使卷材紧贴于找平层上，而不致出现空鼓现象。
d.做好泛水的收头固定。
(2)檐口构造
柔性防水屋面的檐口构造种类主要有无组织排水挑檐和有组织排水挑檐及女儿墙檐口等。
(3)雨水口构造
雨水口是汇集屋面雨水并将雨水排至落水管的最关键部位，要求保证排水通畅，避免渗漏和堵塞。雨水口有直管式雨水口和弯管式雨水口两种。直管式雨水口，用于外檐沟排水或内排水。
二、刚性防水屋面
刚性防水屋面：以刚性材料如防水砂浆、细石混凝土、配筋细石混凝土等作为防水层的屋面。
主要优点：施工方便、节约材料、造价经济和维修方便，但这种防水屋面对温度变化和结构变形较为敏感，
多用于我国的南方地区。刚性防水屋面主要适用于防水等级为Ⅲ级的屋面防水，也可用作I、II级屋面多道防水设计中的一道防水层；一般不用于设有松散材料保温层的屋面以及受较大震动或冲击荷载的建筑物屋面。
1、刚性防水屋面的基本构造层次及作法
刚性防水屋面的基本构造层次： 结构层
找平层
隔离层
防水层
2、刚性防水屋面的细部构造
（1）分格缝构造
为了防止因温度化产生的裂缝无规律地开展，通常刚性防水层应设置分仓(格)缝。
作用是：①大面积的整体现浇混凝土防水层受外界温度的影响会出现热胀冷缩，导致混凝土开裂，如设置一定数量的分格缝。会有效地防止裂缝的产生
②在荷载作用下，屋面板产生挠曲变形，板的支承端翘起，可能引起混凝土防水层破裂。如果在这些部位预留好分格缝，便可避免防水层开裂。
刚性防水屋面的分格缝应设置结构变形敏感的部位。
分格缝的纵横间距一般不宜大于6m，且应设在屋面板的支承端、屋面转折处、防水层与凸出于屋面结构的交接处，并应与屋面板板缝对齐。
分格缝宽一般为20～40mm，为了有利于伸缩，首先应将缝内防水层的钢筋网片断开，然后用弹性材料如沥青麻丝填塞，密封材料嵌填缝封口，最后在密封材料的上部还应铺贴一层防水卷材。
（2）泛水构造：在刚性防水层与垂直屋面凸出物交接处的防水处理
先预留宽度为30mm的缝隙，并且用密封材料嵌填，再铺设一层卷材或涂抹一层涂膜附加层，收头作法与柔性防水屋面泛水作法相同。
（3）檐口构造
刚性防水屋面檐口的形式：自由落水挑檐口、挑檐沟外排水檐口和女儿墙外排水檐口三种作法。
a、自由落水挑檐口。一般是根据挑檐挑出的长度，直接利用混凝土防水层悬挑，也可以在增设的钢筋混凝土悬挑檐板上做防水层。这两种作法都要注意处理好檐口滴水以保护外墙。见图7-20。
b、挑檐沟外排水檐口。一般是采用现浇或预制的钢筋混凝土槽形天沟板，在沟底用低强度的混凝土或水泥炉渣等材料垫置成纵向排水坡度。屋面铺好隔离层后再浇筑防水层，防水层应挑出屋面至少60mm，并也需做好滴水。见图7-21。
c、女儿墙外排水檐口。通常是在檐口处做成三角形断面天沟，其构造处理与女儿墙泛水作法基本相同，但应注意在女儿墙天沟内需设纵向排水坡度。
（4）雨水口构造
刚性防水屋面的雨水口： 直管式雨水口和弯管式雨水口两种做法。
a、安装直管式雨水口时，为防止雨水从雨水口套管与沟底接缝处渗漏，应在雨水口周边加铺柔性防水层并延伸至套管内壁，檐口处浇筑的混凝土防水层应覆盖于附加的柔性防水层之上，并在防水层与雨水口交接处用密封材料嵌缝，具体做法见图7-22。
b、安装弯管式雨水口时，在雨水口处的屋面应加铺附加卷材与弯头搭接，其搭接长度不小于lOOmm，然后浇筑混凝土防水层，防水层与弯头交接处需用密封材料嵌缝，具体作法见图7-23。
三、涂膜防水屋面
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而形成不透水的薄膜层来达到防水目的的一种屋面作法。
防水涂料一般有乳化沥青类、氯丁橡胶类、丙烯酸树脂类和焦油酸性类等。
性质： 用水或溶剂溶解后在基层上涂刷，通过水或溶剂蒸发而干燥硬化
通过材料之间的化学反应而硬化
特点：具有防水性好、粘结力强、延伸性大和耐腐蚀、耐老化、无毒、不延燃、冷作业、施工方便的优点，但涂膜防水价格较高。
涂膜防水主要适用于防水等级为III级、Ⅳ级的屋面防水，也可以作为I级、II级屋面多道防水设防中的一道防水层。
1、涂膜防水屋面的构造层次及作法
涂膜防水屋面的构造层次：结构层、找坡层、找平层、结合层、防水层和保护层
2、涂膜防水屋面的细部构造
（1）分格缝构造
在预制屋面板或大厦积混凝土现浇屋面基层中必须设置分仓缝、浮筑层作为必要的辅助措施。
一般应在涂膜防水屋面的找平层上设分格缝，缝宽宜为20mm，并留在板的支承处，其间距不宜大于6m，分格缝内应嵌填柔性材料和密封材料。
（2）泛水、檐口和雨水口构造
涂膜防水屋面的泛水、檐口和雨水口构造与柔性防水屋面基本相同，不同的是在屋面容易渗漏的地方，须根据屋面涂膜防水层的不同再用二布三油、二布六涂等措施加强其防水能力。具体构造分别见图7-25、图7-26和图7-27。
17.4 坡屋顶防水
一、坡屋顶的组成
坡屋顶一般由承重结构和屋面两部分组成，必要时还设有保温层、隔热屋及顶棚等。
1、承重结构
主要是承受屋面荷载并把它传递到墙或柱上，一般有椽子、檩条、屋架或大梁等。
2、屋面
它是屋顶的上覆盖层，直接承受风、雪、雨、冰冻、太阳辐射等大自然气候的作用。它包括屋面盖料和基层，如挂瓦条、屋面板等。
3、顶棚
是屋顶下面的遮盖部分，可使室内上部平整，起光线反射和装饰作用。
4、保温或隔热层
保温或隔热层可设在屋面层或顶棚处，视具体情况而定。
二、坡屋顶的承重结构；
1、坡屋顶的承重结构类型
坡屋顶中常用的承重结构类型 山墙承重
屋架承重
梁架承重
2、坡屋顶的承重构件
（1）檩条
（2）屋架
3、承重体系布置
坡屋顶承重体系的布置应根据屋顶形式而定。
三、坡屋顶的屋面防水
1、坡屋顶的屋面作法
常见的坡屋顶的屋面作法有以下两类：
（1）平瓦屋面
传统的平瓦又叫机平瓦，是根据防水和排水需要，把粘土或水泥等材料用模具压制成凹凸楞纹后再焙烧而成的瓦片。平瓦的一般尺寸为长380-420mm，宽230－ 250mm，净厚为20～25mm。
基层的不同 空铺平瓦屋面
实铺平瓦屋面
钢筋混凝土挂瓦板平瓦屋面
（2）波形瓦屋面
波形瓦可用石棉水泥、塑料、玻璃钢和金属等材料制成，其中最常用的是石棉水泥瓦。
除石棉瓦以外，还有塑料波形瓦、玻璃钢瓦和波形钢板瓦等。其中玻璃钢瓦和塑料波形瓦，质量轻而强度高，且透明，可兼作采光天窗，目前已被广泛采用。近年来，波形钢板瓦作屋面防水材料也有了很大的发展，它的断面形式有波形、梯形等多种形式，目前较多用于我国的工业建筑中。
2、坡屋顶的细部构造
（1）纵墙檐口： 挑檐、封檐
(2)山墙檐口： 硬山檐口：山墙与屋面等高或高出屋面形成山墙女儿墙
悬山檐口一般用檩条出挑，椽架式可另加挑檐木出挑，然后铺屋面板
（3）天沟构造
多跨坡屋面两斜面相交形成的斜天沟一般用镀锌铁皮制成，镀锌铁皮两边包钉在木条上，木条高度要使瓦片搁上后能与其他瓦片平行，同时还可防止溢水。

17.5 屋顶保温与隔热

一、平屋顶的保温和隔热
1、平屋顶的保温
（1）保温材料的选择 散料类
整体类
块材类
（2）保温层的设置
正铺法：保温层设在结构层之上、防水层之下，形成封闭式保温层的屋面作法
倒铺法：保温层设置在防水层之上，从而形成外露式保温层的一种屋面作法
2、平屋顶的隔热；
屋顶隔热降温通常有以下几种方式：
通风隔热屋面 架空通风隔热屋面
顶棚通风隔热屋面
实体材料隔热屋面 混凝土板实铺屋面
砾石层屋面
蓄水屋面
堆土植被屋面等
反射降温屋顶
二、坡屋顶的保温、隔热和通风
1、坡屋顶的保温 屋面层保温
顶棚层保温
2、坡屋顶的隔热和通风
一般利用屋顶内外的热压和风压组织空气对流，形成屋顶内的自然通风，以达到隔热降温的目的。
进风口一般设在檐墙上、屋檐上或室内顶棚上，出气口最好设在屋脊处，以增大高差，加速空气流通。

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