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园林建筑设计:水平系统与坡屋顶防水构造

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2.4.13平屋顶的形式②坡屋顶 屋面坡度大于10%的屋顶被称为坡屋顶。③屋顶排水方式图2.4.16屋顶坡度的形成图2.4.17卷材防水屋面的构造组成a.无组织排水 无组织排水是指屋面雨水直接从檐口滴落至地面的一种排水方式,因为不用天沟、雨水管等导流雨水,故又称自由落水。图2.4.20屋架和檩条布置③瓦屋面做法 虽然现代社会中坡屋顶的防水措施越来越多元化,但被广泛使用的瓦屋面无疑还是一个重要的选择。

园林建筑设计:水平系统与坡屋顶防水构造

1)屋顶

(1)屋顶的类型

①平屋顶 平屋顶通常是指排水坡度不大于10%的屋顶,常用坡度为2%~3%(图2.4.13)。

图2.4.13 平屋顶的形式

②坡屋顶 屋面坡度大于10%的屋顶被称为坡屋顶(图2.4.14)。

图2.4.14 坡屋顶的形式

③其他形式的屋顶 除平屋顶和坡屋顶之外,还有一些常用于较大跨度的建筑上的屋顶形式,如拱结构、薄壳结构、悬索结构、网架结构屋顶等(图2.4.15)。

图2.4.15 其他形式的屋顶

(2)屋顶的设计要求

①要求屋顶起良好的围护作用,具有防水、保温和隔热性能。其中防止雨水渗漏是屋顶的基本功能要求,也是屋顶设计的核心。

②要求具有足够的强度、刚度和稳定性。能承受风、雨、雪、施工、上人等荷载,地震区还应考虑地震荷载对它的影响,满足抗震的要求,并力求做到自重轻、构造层次简单;就地取材、施工方便;造价经济、便于维修。

③满足人们对建筑艺术即美观方面的需求。屋顶是建筑造型的重要组成部分,中国古建筑的重要特征之一就是有着显著而多样的屋盖外形和精美的屋顶细部,现代建筑也非常注重屋顶的结构形式及其构造设计。

(3)屋顶排水设计

为了迅速排除屋面雨水,需进行周密的排水设计,其内容包括:选择屋顶排水坡度,确定排水方式,进行屋顶排水组织设计

①屋顶坡度选择 影响屋顶坡度的因素有很多,其中的主要两条是:

a.屋面防水材料与排水坡度的关系。防水材料如尺寸较小,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选择更小一些的角度。

b.降雨量大小与坡度的关系。降雨量大的地区,屋面渗漏的可能性较大,屋顶的排水坡度应适当加大;反之,屋顶排水坡度则宜小一些。

②屋顶坡度的形成方法(图2.4.16)

a.材料找坡 材料找坡是指屋顶坡度由垫坡材料形成,一般用于坡向长度较小的屋面。为了减轻屋面荷载,应选用轻质材料找坡,如水泥炉渣、石灰炉渣等。

b.结构找坡 结构找坡是屋顶结构构件自身具有一定斜度,因此可以直接作为排水坡度。

③屋顶排水方式

图2.4.16 屋顶坡度的形成

图2.4.17 卷材防水屋面的构造组成

a.无组织排水 无组织排水是指屋面雨水直接从檐口滴落至地面的一种排水方式,因为不用天沟、雨水管等导流雨水,故又称自由落水。主要适用于少雨地区或一般低层建筑,不宜用于临街建筑和较高的建筑。

b.有组织排水 有组织排水是指雨水经由天沟、雨水管等排水装置被引导至地面或地下管沟的一种排水方式。在建筑工程中应用广泛。

④屋顶排水组织设计 屋顶排水组织设计的主要任务是将屋面划分成若干排水区,分别将雨水引向雨水管,做到排水线路简捷、雨水口负荷均匀、排水顺畅、避免屋顶积水而引起渗漏。一种常见的设计步骤为a.确定排水坡面的数目(分坡);b.划分排水区;c.确定天沟所用材料和断面形式及尺寸;d.确定水落管规格及间距。

(4)平屋顶构造

①卷材防水屋面 卷材防水屋面,是指以防水卷材和黏结剂分层粘贴而构成防水层的屋面。卷材防水屋面所用卷材有沥青类卷材、高分子类卷材、高聚物改性沥青类卷材等。适用于防水等级为Ⅰ~Ⅳ级的屋面防水(图2.4.17)。

刚性防水屋面 刚性防水屋面是指以刚性材料作为防水层的屋面,如防水砂浆、细石混凝土、配筋细石混凝土防水屋面等。这种屋面具有构造简单、施工方便、造价低廉的优点,但对温度变化和结构变形较敏感,容易产生裂缝而渗水。故多用于我国南方地区的建筑。

③涂膜防水屋面 涂膜防水屋面又称涂料防水屋面,是指用可塑性和黏结力较强的高分子防水涂料,直接涂刷在屋面基层上,从而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、黏结力强、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。

④平屋顶的保温与隔热

a.平屋顶的保温 保温材料多为轻质多孔材料,一般可分为这样三种类型:散料类、整体类、板块类。

保温层通常设在结构层之上、防水层之下。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后,需要特别增加隔汽层。而设置隔汽层的目的是防止室内水蒸气渗入保温层,使保温层受潮而降低保温效果。

b.平屋顶的隔热 常见的平屋顶的隔热方式有三种:通风隔热屋面、蓄水隔热屋面、种植隔热屋面。

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。

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。

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(图2.4.18)。

(5)坡屋顶构造

①坡屋顶的承重结构类型 坡屋顶中常用的承重类型有横墙承重、屋架承重和梁架承重(图2.4.19)。

图2.4.18 种植隔热屋面构造示意图

图2.4.19 坡屋顶的承重结构类型

②承重结构布置 以屋架承重为例,结构布置需要综合考虑屋架和檩条的设置,通常视屋顶形式而定(图2.4.20)。

图2.4.20 屋架和檩条布置

③瓦屋面做法 虽然现代社会中坡屋顶的防水措施越来越多元化,但被广泛使用的瓦屋面无疑还是一个重要的选择。

一般而言,瓦屋面的名称会随瓦的种类而定,如块瓦屋面、油毡瓦屋面、块瓦形钢板彩瓦屋面等。基层的做法则会根据瓦的种类和房屋质量要求等因素综合决定。下面简单介绍三种不同的基层做法。

a.冷摊瓦屋面 冷摊瓦屋面是在檩条上钉固椽条,然后在椽条上钉挂瓦条并直接挂瓦。这种做法构造简单,但雨雪易从瓦缝中飘入室内,通常用于南方地区质量要求不高的建筑(图2.4.21.a)。

b.木望板瓦屋面 木望板瓦屋面是在檩条上铺钉约15~20mm厚的木望板(亦称屋面板),望板可采取密铺法(不留缝)或稀铺法(望板间留20mm左右宽的缝),在望板上平行于屋脊方向干铺一层油毡,在油毡上顺着屋面水流方向钉10mm×30mm、中距500mm的顺水条,然后在顺水条上面平行于屋脊方向钉挂瓦条并挂瓦,挂瓦条的断面和间距与冷摊瓦屋面相同。这种做法比冷摊瓦屋面的防水、保温隔热效果要好,但耗用木材多、造价高,多用于质量要求较高的建筑(图2.4.21.b)。

图2.4.21 瓦屋面

c.钢筋混凝土板瓦屋面 由于保温、防火、经济和造型等方面的需要,现在的房屋常常会将钢筋混凝土板作为瓦屋面的基层。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来粘贴平瓦(图2.4.22)。

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图2.4.22 钢筋混凝土板瓦屋面构造

④坡屋顶的保温与隔热 坡屋顶的保温层一般布置在瓦材与檩条之间或吊顶棚上面。保温材料可根据工程具体要求选用松散材料、块体材料或板状材料。

而在炎热地区还需要考虑隔热措施。人们会在坡屋顶中设进气口和排气口,利用屋顶内外的热压差和迎风面的压力差,组织空气对流,形成屋顶内的自然通风,以减少由屋顶传入室内的辐射热,从而达到隔热降温的目的。进气口一般设在檐墙上、屋檐部位或室内顶棚上;出气口最好设在屋脊处,以增大高差,有利加速空气流通。

(6)其他屋面构造

①金属瓦屋面 金属瓦屋面是用镀锌铁皮或铝合金瓦做防水层的一种屋面,金属瓦屋面自重轻、防水性能好、使用年限长,主要用于大跨度建筑的屋面。

金属瓦的厚度很薄(往往厚度会在1mm以内),铺设这样薄的瓦材必须用钉子固定在木望板上,木望板则支撑在檩条上,为防止雨水渗漏,瓦材下应干铺一层油毡。所有的金属瓦必须相互连通导电,并与避雷针或避雷带连接。

②彩色压型钢板屋面 彩色压型钢板屋面简称彩板屋面,是近年来在大型建筑中广泛采用的高效能屋面。它不仅自重轻强度高且施工安装方便。彩板的连接主要采用螺栓连接,不受季节气候影响。彩板色彩绚丽,质感好,大大增强了建筑的艺术效果。彩板除用于平直坡面的屋顶外,还可根据造型与结构的形式需要,在曲面屋顶上使用。

2)楼地层

(1)楼板层的构造组成(图2.4.23.a)

①面层 面层位于楼板层的最上层,起着保护楼板层、分布荷载和绝缘的作用,同时对室内起美化装饰作用。

②结构层 结构层主要功能在于承受楼板层上的全部荷载并将这些荷载传给墙或柱,同时还对墙身起水平支撑作用,以加强建筑物的整体刚度。

③附加层 附加层又称功能层,根据楼板层的具体要求而设置,主要作用是隔声、隔热、保温、防水、防潮、防腐蚀、防静电等。根据需要,有时和面层合二为一,有时又和顶棚层合为一体。

④楼板顶棚层 顶棚位于楼板层最下层,主要作用是保护楼板、安装灯具、遮挡各种水平管线,改善使用功能、装饰美化室内空间。

(2)地坪层的构造组成

地坪层的构造通常由面层、附加层、垫层、素土夯实部分等组成(图2.4.23.b)。

图2.4.23 楼板层、地坪层的构造组成

(3)楼板的类型

根据所用材料不同,楼板可分为木楼板、钢筋混凝土楼板和钢衬板组合楼板等多种类型(图2.4.24)。

①木楼板 木楼板自重轻,保温隔热性能好,舒适,有弹性,只在木材产地采用较多,但耐火性和耐久性均较差,且造价偏高,为节约木材和满足防火要求,现采用较少。

②钢筋混凝土楼板 钢筋混凝土楼板具有强度高,刚度好,耐火性和耐久性好,还具有良好的可塑性,在我国便于工业化生产,应用最广泛。按其施工方法不同,可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。

图2.4.24 楼板的类型

③压型钢板组合楼板 组合楼板是在钢筋混凝土楼板基础上发展起来的,利用钢衬板作为楼板的受弯构件和底模,既提高了楼板的强度和刚度,又加快了施工进度,是目前正大力推广的一种新型楼板。

(4)楼板层的设计要求

①具有足够的强度和刚度 强度要求是指楼板层应保证在自重和活荷载作用下安全可靠,不发生任何破坏。这主要是通过结构设计来满足要求的。刚度要求是指楼板层在一定荷载作用下不发生过大变形,以保证正常使用状况。结构规范规定楼板的允许挠度不大于跨度的1/250,可用板的最小厚度(1/40~1/35 L,L为构件的跨度)来保证其刚度。

②具有一定的隔声能力 楼板主要是隔绝固体传声,如人的脚步声、拖动家具、敲击楼板等都属于固体传声,防止固体传声可采取以下措施:

a.在楼板表面铺设地毯、橡胶、塑料毡等柔性材料。

b.在楼板与面层之间加弹性垫层以降低楼板的振动,即“浮筑式楼板”。

c.在楼板下加设吊顶,使固体噪声不直接传入下层空间。

③具有一定的防火能力 保证在火灾发生时,在一定时间内不至于是因楼板塌陷而给生命和财产带来损失。

④具有防潮、防水能力 对有水的房间,都应该进行防潮防水处理。

⑤此外,还需满足各种管线的设置,满足建筑经济的要求等。

(5)钢筋混凝土楼板构造

钢筋混凝土楼板按其施工方法不同,可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。

①现浇钢筋混凝土楼板 现浇钢筋混凝土楼板整体性好,特别适用于有抗震设防要求的多层房屋和对整体性要求较高的其他建筑,对有管道穿过的房间、平面形状不规整的房间、尺度不符合模数要求的房间和防水要求较高的房间,都适合采用现浇钢筋混凝土楼板。

a.平板式楼板 楼板根据受力特点和支承情况,分为单向板和双向板。为满足施工要求和经济要求,对各种板式楼板的最小厚度和最大厚度,一般规定为

单向板时(板的长边与短边之比>2):屋面板板厚60~80mm;民用建筑楼板厚70~100mm。

双向板时(板的长边与短边之比≤2):板厚为80~160mm。

此外,板的支承长度规定:当板支承在砖石墙体上,其支承长度不小于120mm或板厚;当板支承在钢筋混凝土梁上时,其支承长度不小于60mm;当板支承在钢梁或钢屋架上时,其支承长度不小于50mm。

b.肋梁楼板 肋梁楼板有单向板肋梁楼板和双向板肋梁楼板。

单向板肋梁楼板(图2.4.25)由板、次梁和主梁组成。其荷载传递路线为板→次梁→主梁→柱(或墙)。

主梁的经济跨度为5~8m,主梁高为主梁跨度的1/14~1/8;主梁宽为高的1/3~1/2。次梁的经济跨度为4~6m,次梁高为次梁跨度的1/18~1/12,宽度为梁高的1/3~1/2,次梁跨度即为主梁间距。板的厚度的确定同平板式楼板,由于板的材料用量占整个肋梁楼板混凝土用量的50%~70%,因此板厚宜尽量取薄些,而通常板跨不大于3m,其经济跨度为1.7~2.5m。

图2.4.25 单向板肋梁楼板

图2.4.26 井式楼板透视图

双向板肋梁楼板(井式楼板)(图2.4.26)常无主次梁之分,由板和梁组成,荷载传递路线为板→梁→柱(或墙)。

当双向板肋梁楼板的板跨相同,且两个方向的梁截面也相同时,就形成了井式楼板。井式楼板适用于长宽比不大于1.5的矩形平面,井式楼板中板的跨度在3.5~6m之间,梁的跨度可达20~30m,梁截面高度不小于梁跨的1/15,宽度为梁高的1/4~1/2,且不少于120mm。井式楼板可与墙体正交放置或斜交放置。由于井式楼板可以用于较大的无柱空间,而且楼板底部的井格整齐划一,很有韵律,稍加处理就可形成艺术效果很好的顶棚。

c.无梁楼板 无梁楼板为等厚的平板直接支承在柱上,分为有柱帽和无柱帽两种。当楼面荷载比较小时,可采用无柱帽楼板;当楼面荷载较大时,必须在柱顶加设柱帽。无梁楼板的柱可设计成方形、矩形、多边形和圆形;柱帽可根据室内空间要求和柱截面形式进行设计;板的最小厚度不小于150mm,且不小于板跨的1/35~1/32。无梁楼板的柱网一般布置为正方形或矩形,间跨一般不超过6m。

d.压型钢板组合楼板 压型钢板组合楼板是利用截面为凹凸相间的压型钢板做衬板与现浇混凝土面层浇筑在一起支承在钢梁上的板成为整体性很强的一种楼板(图2.4.27)。

②装配式钢筋混凝土楼板 装配式钢筋混凝土楼板系指在构件预制加工厂或施工现场外预先制作,然后运到工地现场进行安装的钢筋混凝土楼板。预制板的长度一般与房屋的开间或进深一致,为3M的倍数;板的宽度一般为1M的倍数;板的截面尺寸需经结构计算确定(基本模数的数值规定为100mm,以M表示,即1M=100mm)。

图2.4.27 压型钢板组合楼板

③装配整体式钢筋混凝土楼板 装配整体式楼板,是楼板中预制部分构件,然后在现场安装,再以整体浇筑的办法连接而成的楼板。

(6)顶棚构造

①直接式顶棚 直接在钢筋混凝土屋面板或楼板下表面直接喷浆、抹灰或粘贴装修材料的一种构造方法。当板底平整时,可直接喷、刷大白浆或106涂料;当楼板结构层为钢筋混凝土预制板时,可用1∶3水泥砂浆填缝刮平,再喷刷涂料。这类顶棚构造简单,施工方便,具体做法和构造与内墙面的抹灰类、涂刷类、裱糊类基本相同,常用于装饰要求不高的一般建筑。

②悬吊式顶棚 悬吊式顶棚又称“吊顶”,它离开屋顶或楼板的下表面有一定的距离,通过悬挂物与主体结构联结在一起。

根据结构构造形式的不同,吊顶可分为整体式吊顶、活动式装配吊顶、隐蔽式装配吊顶和开敞式吊顶等。而根据材料的不同,吊顶又可分为板材吊顶、轻钢龙骨吊顶、金属吊顶等。

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