一、屋顶的基本类型
屋顶的类型很多,大体可以分为平屋顶,坡屋顶和其他形式的屋顶。各种形式的屋顶,其主要区别在于屋面坡度的大小,而屋面坡度又与屋面材料、屋顶形式、地理气候条件、结构选型、构造方法、经济条件等多种因素有关。
(一)屋顶坡度的表示方法
1.坡度
坡度是高度尺寸与水平尺寸的比值,常用"i"作标记,如i=5%、25%等。
2.角度
角度是高度尺寸和水平尺寸所形成的斜线与水平尺寸之间的夹角,常用"α"作标记,如α=26°34"、45。等。
3.高跨比
高跨比是高度尺寸与跨度的比值。如高跨比为1/4等。
(二)常见屋顶形式
不同的坡度是区分屋顶类型的因素之一,常见的屋顶形式为:
1.平屋顶
平屋顶的坡度在2%—5%的屋顶,称为平屋顶。平屋顶的坡度,可以用垫坡材料垫出,通常叫"材料找坡"(垫置坡度);也可以用结构板材带坡安装,通常叫"结构找坡"(搁置坡度)。
2.坡屋顶
坡屋顶的坡度在10%—100%的屋顶叫坡屋顶。坡屋顶的坡度均由屋架形成。其中10%----20%多用于金属板材屋面,20%—40%多用于波形瓦屋顶,40%以上多用于各种小型瓦屋面。坡屋顶常见的坡度为50%(屋面高度与跨度的比值为1/4)。
3.其他形式的屋顶
这部分屋顶坡度变化大、类型多,多应用于大跨度建筑中。常见的有网架、悬索、壳体、折板等类型。
(三)各类屋顶的常用坡度
《屋面工程技术规范》(GB50345-2004)中,针对不同防水材料也提出了应取的相应坡度。1.卷材防水屋面
用于平屋顶时材料找坡宜为2%,结构找坡宜为3%;最大坡度不宜超过25%,当坡度超过25%时应采取防止卷材下滑的措施。水落口周围直径500mm内坡度应不小于5%。
2.涂膜防水屋面
排水坡度基本上与卷材防水屋面相似。
3.刚性防水屋面
排水坡度宜为2%—3%,并应采用结构找坡。
4.保温隔热屋面
包括普通保温隔热屋面、架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面。排水坡度分别为:倒置式保温屋面不宜大于3%,架空隔热屋面不宜大于5%,蓄水屋面不宜大于0.5%,种植屋面可用于平屋面或坡屋面,屋面坡度较大时,其排水层、种植介质应采取防滑措施。
5.瓦屋面
包括平瓦、油毡瓦和金属板材。排水坡度分别为平瓦≥20%、油毡瓦屋面≥20%、金属板材≥10%。当平瓦屋面的坡度大于50%或油毡瓦屋面的坡度大于150%时,应采取固定加强措施。
《民用建筑设计通则》(GB50352-2005),对屋顶的坡度作了如下规定,见表1-2。
二、平屋顶的构造
(一)平屋顶应考虑的主要因素
在选取平屋顶的构造层次及常用材料时,应先针对以下几个方面进行选择。
(1)屋顶为上人屋面还是非上人屋面。
(2)屋顶的找坡方式是材料找坡还是结构找坡。
(3)屋顶所处房间是湿度较大的房间,还是湿度正常的房间,其目的是考虑是否加设隔蒸汽层。
(4)屋顶所处地区是北方(以保温做法为主)还是南方(以加强通风散热为主),地区不同构造层次也不一样。
(二)平屋顶材料的选择
1.承重层
平屋顶的承重层以钢筋混凝土楼板为最多,可以采用现场浇筑,也可以采用预制钢筋混凝土板。采用预制板时,应用强度等级不小于C20的细石混凝土将板缝灌填密实;当板缝宽度大于40mm或上窄下宽时,应在缝中放置构造钢筋;板端缝应进行密封处理。
2.保温层
应用于保温层的材料很多,选择哪一种应针对材料来源、经济条件、加给结构层的重量和地区气温等因素综合分析。确定保温层选材及厚度计算的方法有两种,分别是度日数法和体型系数法,在这里不进行详细讲述。
(1)常用的屋面保温材料有以下几种:
1)加气混凝土块,密度500~600kg/时,导热系数≤0.19W/(m·K);
2)聚苯乙烯泡沫塑料板,密度16~20kg/时,导热系数≤0.041W/(m·K);
3)CI0陶粒混凝土块,密度1000~1500kg/m3,导热系数≤0.4W/(m·K);
4)水泥聚苯颗粒板,密度280~320kg/m3,导热系数≤0.09W/(m·K);
5)抹硅酸盐聚苯颗粒,密度(230土20)kg/m3,导热系数≤0.06W/(m·K);
6)憎水膨胀珍珠岩块,密度(220土20)kg/m3,导热系数≤0.07W/(m·K);
7)水泥膨胀蛭石块,密度(350士20)kg/m3,导热系数≤0.11W/(m·K);
8)特制加气混凝土保温块,密度(350士20)kg/m3,导热系数≤0.1W/(m·K)。
(2)常用的屋面保温材料厚度取值及组合方式有:
1)100mm厚加气混凝土块加30~130mm厚聚苯板;
2)60mm厚CI0陶粒混凝土块加50~150mm厚聚苯板;
3)40mm厚C20细石混凝土加50~150mm厚聚苯板;
1)合成高分子防水卷材:以合成橡胶、合成树脂或它们两者的混合体为基料,加入适量的化学助剂和填充料等,经不同工序加工而成可卷曲的片状防水材料;或把上述材料与合成纤维等复合形成两层或两层以上可卷曲的片状防水材料。如三元乙丙丁基橡胶防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、聚氯乙烯防水卷材等。
2)高聚物改性沥青防水卷材:以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层,纤维织物或纤维毡为胎体、粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成可卷曲的片状防水材料。如SBS弹性卷材、APP塑性卷材等。
3)沥青防水卷材:用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体材料浸涂沥青,表面撒布粉状、粒状或片状材料制成可卷曲的片状防水材料,如石油沥青卷材等。
防水卷材品种的选用应符合下列规定:
α.根据当地历年最高气温、最低气温、屋面坡度和使用条件等因素,应选择耐热度、柔性相适应的卷材;
b.根据地,基变形程度、结构形式、当地年温差、日温差和振动等因素,应选择拉伸性能相适应的卷材;
c.根据屋面防水卷材的暴露程度,应选择耐紫外线、耐穿刺、热老化保持率或耐霉烂性能相适应的卷材;
d.自粘橡胶沥青防水卷材和自粘聚脂胎改性沥青防水卷材(铝筒覆面者除外),不得用于外露的防水层。
每道卷材防水层厚度选用应符合下表的规定
一、基础类型
(一)按基础形式分类
1.条形基础
为连续的带形,也叫带形基础。当地基条件较好、基础埋置深度较浅时,墙承式的建筑多采用条形基础,以便传递连续的条形荷载。常用砖、石、混凝土等材料建造。
2.独立基础
基础呈独立的块状,形式有台阶形、锥形、杯形等。独立式基础主要用于柱下。在墙承式建筑中,当地基承载力较弱或埋深较大时,为了节约基础材料,减少土石方工程量,加快工程进度,亦可采用独立式基础。为了支承上部墙体,在独立基础上可设梁或拱等连续构件。
3.联合基础
联合基础类型较多,常见的有柱下条形基础、柱下十字交叉基础、片筏基础和箱形基础。联合基础有利于跨越软弱的地基。
当建筑设有地下室,且基础埋深较大时,可将地下室做成整浇的钢筋混凝土箱形基础,它能承受很大的弯矩,可用于特大荷载的建筑。
(二)按基础的材料和基础的传力情况分类
按基础材料不同可分为砖基础、石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、钢筋混凝土基础等。按基础的传力情况不同可分为刚性基础和柔性基础两种。当采用砖、石、混凝土、灰土等抗压强度好而抗弯、抗剪等强度很低的材料做基础时,基础底宽应根据材料的刚性角来决定。刚性角是基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角,凡受刚性角限制的为刚性基础。刚性基础常用于地基承载力较好,压缩性较小的中小型民用建筑。
用钢筋混凝土建造的基础,不仅能承受压应力,还能承受较大拉应力。由于其不受材料的刚性角限制,故叫做柔性基础。
二、基础埋深的确定原则
基础埋深由以下原则决定:
·建筑的功能,有无地下室、设备基础和地下设施;
·作用在地基上的荷载大小和性质;
·工程地质和水文地质条件;
·相邻建筑物的基础埋深;
·地基土冻胀和融陷的影响。
三、基础构造
(1)在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋,当上层地基的承载力大于下层土时,宜利用上层土作持力层。除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5m。
(Z)高层建筑役形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩绕基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18-----1/20。位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑要求。
(3)基础宜埋置在地下水位以上,当必须埋在地下水位以下时,应采取地基土在施工时不受扰动的措施。
当基础埋置在易风化的岩层上,施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。
(4)当存在相邻建筑物时,新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有建筑基础时,两基础间应保持一定净距,其数值应根据原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。当上述要求不能满足时,应采取分段施工,设临时加团支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施或加固原有建筑物地基。
四、地下室的防潮与防水做法
根据地下室地坪与地下水位的关系确定地下室的防潮、防水做法。当设计最高地下水位低于地下室底板300mm~500mm,且基地范围内的土壤及回填土无形成上层滞水的可能时,采用防潮做法。
当设计最高地下水位高于地下室底板标高且地面水可能下渗时,应采用防水做法。
(一)防潮构造做法
砌体必须用水泥砂浆砌筑,墙外侧在作好水泥砂浆抹面后,涂冷底子油及热沥清两道,然后回填低渗透性的土壤,如教土,灰土等。此外,在墙身与地下室地坪及室内地坪之间设墙身水平防潮层,以防止土中潮气和地面雨水因毛细管作用沿墙体上升而影响结构。
(二)防水构造做法
地下室防水工程设计方案,应该遵循以防为主,以排为辅的基本原则,因地制宜,设计先进,防水可靠,经济合理。可按地下室防水工程设防表的要求进行设计。一般地下室防水工程设计,外墙主要抗水压或自防水作用,再作卷材外防水(即迎水面处理),卷材防水做法应遵照地下工程防水技术规范GB50108-2001。地下室设防标高的确定,根据勘测资料提供的最高水位标高,再加上500mm为设防标高,上部可做防潮处理,有地表水按全防水地下室设计。
地下室外防水无工作面时,可采用外防水内贴法,有条件时转为外防水外贴法。
(四)地下室的常用防水措施
1.卷材防水
防水卷材有高聚物改性沥青防水卷材(包括APP塑性卷材和SBS弹性卷材)和合成高分子卷材(如三元乙丙-丁基橡胶防水卷材,氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材等),一般用于迎水面。采用改性沥青卷材时一层厚度应≥4mm;采用高分子卷材时一般只铺一层,厚度应≥1.5mm。高聚物改性沥青防水卷材分为4种厚度(即2mm、3mm、4mm、5mm)和4种类别(I型为聚醋毡胎体、II型为麻布胎体、III类为聚乙烯膜胎体、IV类为玻纤毡胎体)。合成高分子卷材亦分为4种厚度(即1.0mm、1.2mm、1.Smm、2.0mm)和3种类别(I型为弹性体卷材、II型为塑性体卷材、III型为合成纤维卷材)。
卷材防水层为一或二层。高聚物改性沥青防水卷材厚度不应小于3mm,单层使用时,厚度不应小于4mm;双层使用时,总厚度不应小于6mm;合成高分子防水卷材单层使用时,厚度不应小于1.5mm;双层使用时,总厚度不应小于2.4mm。阴阳角处应做成圆弧或450(1350)折角,其尺寸视卷材品质确定。特殊部位,应增贴1-----2层相同的卷材,宽度不宜小于500mm。
根据卷材与墙体的关系,可分为内防水和外防水。卷材铺贴在地下室外墙外表面(即迎水面)的做法称为外防水(又称外包防水),具体做法是:先在外墙外侧抹20mm厚1:3水泥砂浆找平层,其上刷冷底子油一道,然后铺贴卷材防水层,并与从地下室底板下留出的卷材防水层逐层搭接,防水层的层数应根据地下室最高水位到地下室地坪的距离来确定。当高差小于或等于3m时用3层,3-----6m时用4层,6-----12m时用5层,大于12m时用6层。防水层应高出最高水位300mm,其上用一层油毡贴至散水底。防水层外面砌半砖保护墙一道,并于保护墙与防水层之间用水泥砂浆填实。砌筑保护墙时,先在底部干铺油毡一层,并沿保护墙长度每隔S-----8m设一通高断缝,以便使保护墙在土的侧压力作用下,能紧紧压住卷材防水层。最后在保护墙外0.5m范围内回填2:8灰土或炉渣。这一方式对防水较为有利(如图2-40、图2-41所示)。
2.混凝土防水
混凝土防水结构是由防水混凝土依靠其材料本身的憎水性和密实性来达到防水目的。混凝土防水结构既是承重、围护结构,又应有可靠的防水性能。它简化了施工,加快了工程进度,改善了劳动条件。防水混凝土分为普通混凝土和掺外加剂防水混凝土两类。普通防水混凝土是以调整配合比的方法,在普通混凝土的基础上提高其自身密度和抗渗能力的一种混凝土。混凝土抗渗性能的好坏不仅在于材料的级配,更主要取决于混凝土的密实度。因为混凝土为非均质材料,它的渗水是通过孔隙和裂缝进行的。提高混凝土抗渗性就要提高其密实度,抑制孔隙。但孔隙的形状和大小都与水灰比密切相关。因此,控制水灰比、水泥用量和砂率来保证混凝土中砂浆的质量和数量以抑制孔隙,使混凝土浸水一定深度而不致透过。实践证明,水灰比在0.5-----0.6范围内,塌落度为3cm-----5cm是适宜的。近年来,混凝土中掺用减水剂,使用水量减少,取得了良好的抗渗效果。外加剂混凝土的添加剂有加气混凝土(加松香皂)、三乙醇钱、三氯化铁、木质磺酸钙、建I型减水剂。混凝土中加入外加剂后能增强混凝土防水性能,抗渗标号提高三倍或三倍以上。防水混凝土的施工为现场浇筑,浇筑时应尽可能少留施工缝。对于施工缝应进行防水处理,通常采用BW膨胀橡胶止水条填缝。该止水条为膨胀率100%的聚氨酶材料,具有较好的自粘性、耐候性(-20°C-----150°C)、耐压性(耐水压0.6MPa-----1.5MPa)。混凝土面层应附加防水砂浆抹面防水(见图2-42、图2-43所示)。
地下室防水作为隐蔽工程,应先验收,后回填,并加强施工现场的管理,以保证防水层的质量,避免后期补救工作给使用带来的不便。