大工13春《房屋建筑学》第九章屋顶构造辅导资料
大工13春《房屋建筑学》第九章屋顶构造辅导资料主 题：第九章 屋顶构造（1-2节）
学习时间：2013年6月24日－6月30日
内 容：本周主要学习第九章 屋顶构造的第1-2节的相关内容，其中第二节中平屋顶防水的相关构造希望同学们重点掌握。
一、学习要求
1、了解屋顶的功能和设计要求；
2、掌握屋顶的组成与形式，掌握屋面的分类与常用坡度；
3、重点掌握屋面防水的“导”与“堵”；
4、掌握平屋顶的排水构造；
5、重点掌握刚性防水屋面的构造做法；
6、了解柔性防水屋面的做法；
7、了解涂料防水和粉剂防水屋面的做法。
二、主要内容
第九章 屋顶构造
第一节 概述
（一）屋顶的功能和设计要求
屋顶是房屋上层覆盖的外围护结构，其主要功能是用以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。因此，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。
在结构上，屋顶又是房屋上层的承重结构，它应能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。因此，要求屋顶在构造设计时，予以解决屋顶构件的强度、刚度和整体空间的稳定性问题。
（二）屋顶的组成与形式
屋顶主要由屋面和支承结构所组成，有些还有各种形式的顶棚以及保温、隔热、隔声和防火等其他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等有关。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。由于以上各种因素的不同，便形成平屋顶、坡屋顶以及曲面屋顶等多种形式。
（三）屋面的分类与常用坡度
1、屋面分类
屋顶按排水坡度的不同，一般可分为坡屋顶和平屋顶，常见的有以下几种屋面类型：
（1）瓦屋面
瓦屋面有平瓦、小青瓦、筒板瓦、鸳鸯瓦、平板瓦、石片瓦等。本身有一定的厚度，需要有一定的搭接和坡度才能使雨水排除，排水坡度常在20°~30°之间。
（2）波形瓦屋面
（3）平金属皮屋面
可用于曲面屋顶。
（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。为了排水通畅，常用1%~5%的坡度。
2、屋面的常用坡度和坡度范围
各种屋面的坡度，是由多方面的因素决定的。它与屋面材料、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等方面的影响都有一定的关系。其中，屋面覆盖材料的形体尺寸对屋面坡度形成的关系比较大。一般情况下，屋面覆盖材料的面积越小，厚度越大，它的屋面排水坡度亦越大。反之，屋面覆盖材料的面积越大，厚度越薄，则屋面排水坡度就可以较为平坦一些。
不同的屋面防水材料有各自的排水坡度范围。屋面的坡度常用单位高度与相应长度的比值来标定的。较大的坡度也有用角度表示，平坦的坡度常用百分比表示。
（四）屋面防水的“导”与“堵”（本章重点理解内容）
屋面的防水盖料和排水坡度的处理方法，可以从导和堵两个方面来概括，它们之间以既相互依赖又相互补充的辩证关系，来作为屋面防水的构造设计原理。
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，导和堵总是相辅相成和相互关联的。
例如，瓦屋面和波形瓦屋面，瓦本身的密实性和瓦的相互搭接体现了“堵”的概念，而屋面的排水坡度体现了“导”的概念。
（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，将屋面分为四个等级。
第二节 平屋顶构造
（一）平屋顶的排水
1、排水坡度
从排水角度考虑，要求排水坡度越大越好；但从结构上、经济上以及上人活动等的角度考虑，又要求坡度越小越好。一般常视屋面材料的表面粗糙程度和功能需要而定，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%。
2、排水方式
（1）外檐自由落水
又称无组织排水。这种做法构造简单、经济，但落水时，雨水将会溅湿勒脚，有风时雨水还可能冲刷墙面。一般适用于低层及雨水较少地区。
（2）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。为了上人或造型需要也可在外檐内设置栏杆或易于泄水的女儿墙。
（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，也可设在外墙的里面管道井内的水落管排除。
（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。
3、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，但不另吊顶棚时，顶面稍有倾斜。
（2）垫置坡度
亦称填坡或材料找坡。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。
（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。
1、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，才能作为屋面的刚性防水层。
（1）增加防水剂
（2）采用膨胀剂
（3）提高密实性
2、刚性防水屋面的变形和防止（重点）
刚性防水屋面最严重问题是防水层在施工完成后出现裂缝而漏水。裂缝的原因很多，有气候变化和太阳辐射引起的屋面热胀冷缩；有屋面板受力后的挠曲变形；有墙身坐浆收缩、地基沉陷、屋面板徐变以及材料收缩等对防水层的影响。其中最常见的原因是屋面层在室内外、早晚、冬夏，包括太阳辐射所产生的温差所引起的胀缩、移位、起挠和变形。
为适应防水层的变形，常采用以下处理方法：
①配筋
由于裂缝易在面层出现，钢筋宜设置于中层偏上，使上面有15mm保护层。
②设置分仓缝
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的部位。分仓缝服务的面积宜控在15~25m2左右，间距控制在3~5m为好。分仓缝宽度可做20mm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20~30mm，为不使油膏下落，缝内用弹性材料泡沫塑料或沥青麻丝填底。
③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。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。
④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。
3、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作泛水处理，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，砖墙跳出1/4砖，抹水泥砂浆滴水线，泛水高度应大于150mm，细石混凝土内的钢筋网片也应同时上弯。这种构造形式对屋面板搁入墙身或现浇屋面基层时较为有效，而对屋面板不搁入墙身的，以及采用浮筑屋面时，均会因温度和结构变形而影响节点防水性能。
（2）檐口构造（屋檐最外面）
①自由落水挑檐
②檐沟挑檐
③包檐外排水
（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。这种防水层需有一定的延伸性，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，亦称卷材防水屋面。
常见防水卷材有：（以多项选择题形式考查）
（1）沥青玻璃布油毡、沥青玻璃纤维油毡、石油沥青麻布油毡
（2）再生胶油毡
（3）三元乙丙橡胶防水卷材
（4）聚氯乙烯防水卷材
1、油毡防水屋面层（掌握数字要求）
（1）防水层
屋面油毡防水层是沥青胶和油毡层交替粘合而成。一般平屋顶铺三层油毡和上下以及两个夹层共四层沥青胶粘结，通称三毡四油。在屋面的重要部位和严寒地区须做四毡五油。
平屋顶油毡的铺设，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。多层铺法的上下油毡层的接缝应错开。
（2）找平层和结合层
油毡防水层应铺设在一个平整的表面上，一般在结构或保温层上作1：3水泥砂浆找平层，后15~20mm。为了使第一层热沥青能和找平层牢固地结合，须喷涂一层既能和沥青粘合又容易渗入水泥砂浆的稀释沥青溶液，通称冷底子油。
（3）保护层
一般多在表面用沥青胶粘着一层3~6mm粒径的粗砂作为保护层，俗称绿豆砂或豆石。保护层有利于防止暴风雨对防水层的冲刷，但同时也容易使砂粒被冲刷流失而裸露。对提高油毡防水屋面的使用寿命有利，缺点是增大了屋面的自重。上人屋顶可在防护层上另加面层，同时也可用作油毡防水层的保护层。
2、油毡防水屋顶的节点构造
（1）泛水构造
泛水系屋面防水层与垂直墙交接处的防水处理。一般须用砂浆在转角处做弧形或45°斜面，油毡粘贴至垂直面至少150mm高，常见为250mm。
（2）檐口构造
油毡防水屋面的檐口一般有自由落水、挑檐沟、女儿墙带檐沟、女儿墙外排水和内排水等多种。
（3）雨水口构造
雨水口是屋面雨水汇集并排至水落管的关键部位，构造上要求排水通畅、防止渗漏和堵塞。外檐沟和内排水的雨水口都是在水平结构上开洞，采用铸铁漏斗形的定型件用水泥砂浆买嵌牢固。穿过女儿墙的雨水口，采用侧向铸铁雨水口。所有雨水口处都应尽可能比屋面或檐沟面低一些，有垫坡层或保温层的屋面，可在雨水口直径500mm周围减薄，形成漏斗状，使之排水通畅、避免积水。
（四）涂料防水和粉剂防水屋面
1、涂料防水屋面
涂料防水又称涂膜防水，系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，形成一层满铺的不透水薄膜层，以达到屋面防水的目的。这些材料多数具有：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、施工方便等优点，但涂膜防水价格较贵，且系以堵为主的防水方式，成膜厚要加保护，以防硬杂物碰坏。
2、粉沫防水屋面
粉沫防水又称拒水粉防水，系以硬脂酸为主要原料的憎水性粉沫防水屋面。一般在平屋顶的基层结构上先抹水泥砂浆或细石混凝土找平层，铺上3~5mm厚的建筑拒水粉，再覆盖保护层即成。保护层不起防水作用，主要为防止风雨的吹散和冲刷，一般可抹20~30mm厚的水泥砂浆或浇30~40mm厚的细石混凝土层，也可用预制混凝土板或大阶砖铺盖。
三、例题及答案
1、屋顶在构造设计时应注意解决下列（）等问题。
A、防水
B、保温
C、隔声
D、防火
答案：ABCD
2、屋顶的形式一般与下列（）等有关。
A、房屋的使用功能
B、屋面盖料
C、结构选型
D、建筑造型
答案：ABCD
3、常见的屋面类型一般有（）等。
A、瓦屋面
B、波形瓦屋面
C、平金属屋面
D、平屋面
答案：ABCD
4、下列排水方式中，一般适用于低层及雨水较少的地区的是（）。
A、外檐沟排水
B、外檐自由落水
C、女儿墙内檐排水
D、内排水
答案：B
5、如何理解屋面防水的“导”与“堵”？
答：屋面的防水盖料和排水坡度的处理方法，可以从导和堵两个方面来概括，它们之间以既相互依赖又相互补充的辩证关系，来作为屋面防水的构造设计原理。
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，导和堵总是相辅相成和相互关联的。
6、刚性防水屋面产生变形的原因有哪些？应采取哪些处理方法？。
刚性防水屋面最严重问题是防水层在施工完成后出现裂缝而漏水。裂缝的原因很多，有气候变化和太阳辐射引起的屋面热胀冷缩；有屋面板受力后的挠曲变形；有墙身坐浆收缩、地基沉陷、屋面板徐变以及材料收缩等对防水层的影响。其中最常见的原因是屋面层在室内外、早晚、冬夏，包括太阳辐射所产生的温差所引起的胀缩、移位、起挠和变形。
为适应防水层的变形，常采用以下处理方法：
①配筋
②设置分仓缝
③设置浮筑层
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