第一篇建筑工程識圖與構造3第九章屋頂構造

第一節屋頂的分類和要求第二節平屋頂的構造屋面坡度小于5%的屋頂稱為平屋頂。平屋頂的常用坡度為2%．3%。平屋頂與坡屋頂相比，具有構造簡單、施工方便等優點，但平屋頂排水慢，屋面積水時機多，易產生滲漏現象。由于鋼筋混凝土梁板的普遍應用和防水材料的不斷更新，平屋頂已經成為廣泛采用的屋頂形式。但平屋頂在豐富建筑造型上稍顯遜色，多用斜板挑檐〔又稱裝飾檐〕和女兒墻等作為造型變化的手段，如圖9-2所示。一、平屋頂的組成平屋頂主要由結構層〔承重層〕、防水層〔面層〕、保溫〔隔熱〕層組成。有時由于構造要求增加找平層、找坡層、隔汽層等。1．結構層承受屋頂的自重和上部荷載，并將其傳給屋頂的支承結構如墻、大梁等。結構層常用預制鋼筋混凝土板或現澆鋼筋混凝土板。2．面層根據防水層做法及材料的不同可分為柔性防水屋面和剛性防水屋面。柔性防水是以瀝青、油氈、油膏等柔性材料鋪設的屋面防水層，多用于寒冷和濕熱地區；剛性防水是以細石混凝土，防水砂漿等剛性材料作為屋面防水層，多用于炎熱地區。3．保溫〔隔熱〕層多采用松散的粒狀材料，如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、加氣混凝土、聚苯乙烯泡沫塑料等，設置在結構層與面層之間。二、平屋頂的排水

1．平屋頂屋面坡度的形成

平屋頂的屋面應有1%~5%的排水坡，排水坡可通過材料找坡和結構找坡兩種方法形成。

(1)材料找坡

(2)結構找坡注意：材料找坡屋面，找坡材料需按體積計算定額工程量；結構找坡屋面，注意橫梁截面中部與端部不一致造成體積的增加也應計入橫梁的定額工程量。2．平屋頂的排水方式平屋頂的排水方式分為無組織排水和有組織排水兩類。

(l)無組織排水

(2)有組織排水根據有組織排水屋面布置圖，除屋面應列寫的工程外，尚應列寫雨水口、雨水斗及雨水管三個定額子目。三、平屋頂的防水構造

平屋頂的防水方式根據所用材料及施工方法的不同主要分為剛性防水和柔性防水兩種。

1．剛性防水屋頂剛性防水屋頂的構造層次有結構層、找平層、隔離層和防水層。2．柔性防水屋頂柔性防水屋頂的主要構造層次有結構層、找平層、結合層、防水層、保護層等。各種屋面除應列寫承重結構定額子目外，尚應按防水面層的不同單獨列寫屋面防水定額子目。四、平屋頂的細部構造1．泛水構造屋面與垂直墻面交接處的構造處理叫做泛水，如女兒墻與屋面，煙囪與屋面等。泛水是防水的薄弱環節，要認真處理。泛水構造如圖9-11所示。柔性防水屋面的泛水卷材翻邊，其展開面積應計入屋面卷材防水的定額工程量內。3．變形縫構造平屋頂變形縫的構造處理原那么是既不能影響屋面的變形，又要防止雨水從變形縫處滲入室內。變形縫的構造如圖9-13所示。

2．檐口構造

平屋頂常見的檐口形式有自由落水挑檐口、挑檐溝檐口、女兒墻外排水檐口等。其構造做法如圖9-12所示。五、平屋頂的保溫與隔熱1．平屋頂的保溫在寒冷地區或裝有空調的建筑中，屋頂應采用保溫屋頂，設置保溫層。(1)保溫材料的類型保溫材料有以下三種類型：一是松散保溫材料；二是整體保溫材料；三是板狀保溫材料。(2)保溫構造在平屋頂的構造層中，保溫材料的設置位置有正置式和倒置式兩種。保溫屋面的定額列項根本有三層：結構承重層〔現澆板或預制板〕、保溫層、防水層〔剛性或柔性〕，有的尚需增列防水層保護層。2．平屋頂的隔熱架空隔熱層注意列寫架空隔熱板及架空板下磚支座子目。第三節現澆鋼筋混凝土坡屋頂的構造現澆鋼筋混凝土坡屋頂主要有兩種類型，一是坡度較緩的不利用坡屋頂下空間的坡屋頂，如圖9-16所示。此類屋面，屋面梁和屋面板均為現澆時，其工程列寫與工程量計算規那么與現澆板相同，但定額子目計價由于屋面坡度造成的施工不便需按規定調整。另一種是坡屋頂下的空間被利用。為了有所區別，我們把坡屋頂下可被人居住和進行與居住有關的日常活動的空間稱為“斜屋頂下可居住空間〞。斜屋頂建筑有如下優點，一是防水、排水好；二是豐富了建筑造形，改變了城市面貌；三是增加了建筑的使用面積。斜屋頂建筑如圖9-17所示。利用屋面下作可居住空間時，此局部按相關規定應計算建筑面積〔計算規那么見建筑面積計算規那么〕。一、坡屋頂的組成坡屋頂主要由承重結構層和屋面兩局部組成。根據需要還可以設置保溫層、隔熱層及頂棚。1．承重結構層是指屋架、檁條、屋面大梁或山墻等。它承受屋面荷載并把荷載傳遞到墻或柱。2．屋面層是屋頂的上覆蓋層。3．保溫或隔熱層是屋頂對氣溫變化的圍護局部。4．頂棚是屋頂下面的遮蓋局部。第四節

坡屋頂的構造二、坡屋頂承重結構層的構造坡屋頂的承重結構方式有三種，磚墻承重、屋架承重和鋼筋混凝土梁板承重。1．磚墻承重又叫硬山擱檁。是將房屋的內外橫墻砌成尖頂形狀，在上面直接擱置檁條來支承屋面的荷載。這種做法構造簡單、施工方便、造價低，適用于開間較小的房屋，如圖9-28a所示。檁條一般可用圓木或方木制成，也可使用鋼檁條和鋼筋混凝土檁條，如圖9-28b、c、d所示。2.屋架承重屋架又稱桁架，起支撐整個屋頂荷載的承重作用。屋架擱置在縱向外墻或柱上。與磚墻承重相比，可以省去承重的橫墻，使房屋內部空間增大。屋架可用木材、鋼材或鋼筋混凝土等材料制成，形式有三角形、梯形等。以三角形屋架應用最為普遍。三角形屋架構造簡單，施工方便，結構性能好，又便于采用瓦做屋面。為防止屋架傾斜和加強屋架的穩定性，應在屋架之間設置支撐。屋架承重結構如圖9-29所示。3．鋼筋混凝土梁板承重又稱無檁式屋頂，它以預制〔有時也現澆〕鋼筋混凝土屋面板為屋面主要承重構件。它是將預制鋼筋混凝土屋面板直接擱置在兩面山墻上或屋架上，上面再做保溫層、防水層、保護層等，最后鋪瓦，如圖9-30所示。三、坡屋頂的屋面構造坡屋頂的屋面包括屋面承重基層和屋面瓦材兩局部。屋面承重基層是指檁條上支承屋面瓦材的構造層，如椽條、掛瓦條、屋面板等。應根據屋面瓦材來選擇相應的屋面承重基層。1．平瓦屋面(1)冷攤瓦屋面在屋架上弦或椽條上釘掛瓦條，在掛瓦條上鋪瓦。這種做法構件少，構造簡單，造價低，但保溫和防漏都很差，多用在簡易房屋，如圖9-31所示。(2)屋面板平瓦屋面在檁條上釘15~25mm厚的屋面板〔又稱望板〕，板上沿屋脊方向鋪油氈一層，沿排水方向釘順水條，再在順水條上釘掛瓦條以掛瓦，如圖9-32所示。(3)掛瓦板平瓦屋面掛瓦板是預制的鋼筋混凝土構件，它把檁條、屋面板、掛瓦條的功能結合在一起。掛瓦板直接擱置在屋架或橫墻上掛瓦。掛瓦板的根本形式有單肋、雙肋和異形三種。這種屋頂頂棚平整構造簡單，但易滲水，如圖9-33所示。以上各坡屋面一般需列寫屋架〔鋼屋架、木屋架、混凝土屋架等〕、檁條〔木檁條、鋼檁條、混凝土檁條等〕、屋面板、屋面板上卷材防水、瓦屋面〔平瓦、石棉瓦等〕。四、坡屋頂的保溫當坡屋頂有保溫要求時，應設置保溫層。保溫層可設在屋面層或者頂棚層。當采用屋面層保溫時，其保溫層可設置在瓦材下面或檁條之間；當采用頂棚層保溫時，通常須在吊頂龍骨上鋪木板，木板上鋪一層油氈作隔汽層，在油氈上鋪保溫層。坡屋頂的保溫材料可根據具體要求，選用散料類，整體類或板塊類材料。常用的保溫材料有木屑、膨脹珍珠巖、玻璃棉、礦棉、泡沫塑料等，如圖9-35所示。坡屋頂的保溫層應另列定額子目，按保溫層體積計量〔計算原理同平屋頂的保溫層〕。五、坡屋頂的泛水構造凡突出坡屋頂屋面的煙囪、排氣管、老虎窗，屋面與女兒墻，屋面硬山墻面等與屋面交接處均須設置泛水，泛水構造如圖9-36所示。泛水局部采用的防水材料與屋面防水材料一致時，其泛水局部的展開面積應并入屋面防水面積〔計算原理同平屋頂相同〕。第一章工程材料第一節根本材料2．冷加工鋼筋在常溫下對熱軋鋼筋進行機械加工〔冷拉、冷拔、冷軋〕而成。常見的品種有冷拉熱軋鋼筋、冷軋帶肋鋼筋和冷拔低碳鋼絲。(1)冷拉熱軋鋼筋。在常溫下將熱軋鋼筋拉伸至超過屈服點小于抗拉強度的某一應力，然后卸荷，即制成了冷拉熱軋鋼筋。實踐中，可將冷拉、除銹、調直、切斷合并為一道工序，這樣可簡化流程，提高效率。(2)冷軋帶肋鋼筋。用低碳鋼熱軋盤圓條直接冷軋或經冷撥后再冷軋．形成三面或兩面橫肋的鋼筋。(3)冷拔低碳鋼絲。將直徑6.5～8mm的Q235或Q215盤圓條通過小直徑的拔絲孔逐步拉拔而成，直徑3～5mm。由于經屢次拔制，其屈服強度可提高40%~60%，同時失去了低碳鋼的良好塑性，變得硬脆。現行國家標準?鋼結構工程施工質量驗收標準?GB50205規定，冷拔低碳鋼絲分為兩級，甲級用于預應力混凝土結構構件中．乙級用于非預應力混凝土結構構件中。伸長率可按下式計算伸長率δ。式中L0——試件的原標距長度(mm)。伸長率表征了鋼材的塑性變形能力。伸長率的大小與標距長度有關。通常以δ5和δ10分別表示L0=5d0和L0=10d0〔d0為試件直徑〕時的伸長率。對同一種鋼材，δ5應大于δ10。2．冷彎性能冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的重要工藝性能。冷彎性能指標是通過試件被彎曲的角度(90°、180°)及彎心直徑d對試件厚度(或直徑)a的比值(d/a)區分的。試件按規定的彎曲角和彎心直徑進行試驗，試件彎曲處的外外表無裂斷、裂縫或起層，即認為冷彎性能合格。冷彎試驗是一種比較嚴格的試驗，對鋼材的焊接質量也是一種嚴格的檢驗，能揭示焊件在受彎外表存在的裂紋和夾雜物。3．沖擊韌性沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。其指標是通過標準試件的彎曲沖擊韌性試驗確定。4．硬度鋼材的硬度是指外表層局部體積抵抗較硬物體壓入產生塑性變形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。5．耐疲勞性6．焊接性能鋼材的可焊性是指焊接后在焊縫處的性質與母材性質的一致程度。影響鋼材可焊性的主要因素是化學成分及含量。如硫產生熱脆性，使焊縫處產生硬脆及熱裂紋。又如，含碳量超過0.3%，可焊性顯著下降等。〔三〕鋼材的化學成分及其對性能影響鋼材的化學成分主要是指碳、硅、錳、硫、磷等，在不同情況下往往還需考慮氧、氮及各種合金元素。1．碳隨著鋼中碳含量的提高，強度和硬度相應提高，而塑性和韌性相應降低；碳還可顯著降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆性和時效敏感性，降低抗大氣銹蝕性。2．硅隨著含量的加大可提高鋼材的強度，而對塑性和韌性影響不明顯。3．錳錳是我國低臺金鋼的主加合金元素，它的作用主要是使強度提高；錳還能消減硫和氧引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性能改善。綜上所述，碳、硅、錳成為鋼材中的有益元素。4．硫硫是很有害的元素，硫化物造成的低熔點使鋼在焊接時易于產生熱裂紋，顯著降低可焊性。5．磷磷為有害元素．含量提高，鋼材的強度提高，塑性和韌性顯著下降，特別是溫度愈低，對韌性和塑性的影響愈大，低溫冷脆。二、木材木材的綜合利用，是為了提高木材利用率，防止浪費，物盡其用。人造板質量，主要取決于木材質量、膠料質量和加工工藝等。〔一〕膠合板膠合板又稱層壓板，是將原木旋切成大張薄片，各片纖維方向相互垂直交錯，用膠粘劑加熱壓制而成。膠合板一般是3~13層的奇數，并以層數取名，如三合板、五合板等，又稱三厘板、五厘板。膠合板可用于隔墻板、天花板、門芯板、室內裝修和家具等。〔二〕纖維板纖維板是將樹皮、刨花、樹枝等木材廢料經切片、浸泡、磨漿、施膠、成型及枯燥或熱壓等工序制成。〔三〕膠板夾合板〔細木工板〕膠合夾心板分實心板和空心板兩種。實心板內部將枯燥的短木條用樹脂膠拼成，表皮用膠合板加壓加熱粘結制成。空心板內部那么由厚紙蜂窩結構填充，外表用膠合板加壓加熱粘結制成。細木工板適于家具制作、室內裝修及預制裝配或房屋。〔四〕刨花板刨花板是利用木材或木材加工剩余物作原料，加工成刨花〔或碎料〕，再參加一定數量的合成樹脂膠粘劑，在一定溫度和壓力作用下壓制而成的一種人造板材，簡稱刨花板。以上各種板材的常見規格為1220×2440〔4尺×8尺〕。三、水泥水泥呈粉末狀，與水混合后，經過物理化學反響過程能由塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結成為整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。水泥漿體不但能在空氣中硬化．還能更好地在水中硬化，保持并繼續增長其強度，故水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥品種很多，工程中最常用的是硅酸鹽系列水泥。〔一〕硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥1．定義與代號(1)硅酸鹽水泥。凡由硅酸鹽水泥熟料、0~5%的石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。可分為兩種類型：不摻混合材料的稱為Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號P·Ⅰ;摻入不超過水混質量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P·Ⅱ。(2)普通硅酸鹽水泥。由硅酸鹽水泥熟料、6%~15%的混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，代號P·O。2．硅酸鹽水泥熟料的組成硅酸鹽水泥熟料主要礦物組成及其含量范圍和各種熟料單獨與水作用所表現特性，見表3.1.2。3．硅酸鹽水淀的凝結硬化水泥的凝結硬化包括化學反響〔水化〕及物理化學作用〔凝結硬化〕。水泥凝結硬化機理比較復雜，一般解釋為水化是水泥產生凝結硬化的必要條件，而凝結硬化是水泥水化的結果。3．五種水泥的主要特性及適用范圍五種水泥的主要特性及試用范圍見表3.1.3。四、砂石砂石是混凝土的主要組成之一，習慣稱集料或骨料，在混凝土中起骨架作用。粒徑在4.75mm以上者稱石子，4.75mm以下者為砂子。〔一〕普通砂1．按有害雜質含量分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類2．按粗細程度及顆粒級配分為Ⅰ區砂、Ⅱ區砂、Ⅲ區砂砂的粗細程度是指不同粒徑的砂混合在一起時的平均粗細程度。在砂用量相同的情況下．假設砂子過粗，那么拌制的混凝土黏聚性較差，容易產生離析、泌水現象；假設砂子過細，砂子的總外表積增大，雖然拌制的混凝土黏聚性較好，不易產生離析、泌水現象，但水泥用量增大。所以，用于拌制混凝土的砂，不宜過粗，也不宜過細。3．砂的物理性質表觀密度一般為2.55~2.75g/cm3,干砂堆積密度一般為1450~1700kg/m3，隨砂含水率的變化其堆積體積也發生變化。在拌制混凝土時，砂子用量應以質量控制較為可靠。為了消除砂的含水量對混凝土質量的影響，標準規定，骨料以枯燥狀態設計配合比，其他狀態含水率應進行換算。〔二〕普通石子普通石子包括碎石和卵石。碎石是由天然巖石或卵石經破碎、篩分而得到的巖石粒料；卵石是天然巖石由自然條件作用而形成的顆粒。碎石外表粗糙，顆粒多棱角，與水泥漿粘結力強，配制的混凝土強度高，但其總外表積和孔隙率較大，拌制混凝土水泥用量較多，拌和物和易性較差；卵石表而光滑，少棱角，孔隙率及外表積小，拌制混凝土需用水泥漿量少，拌和物和易性好，便于施工，但所舍雜質常較碎石多，與水泥漿粘結力較差，故用其配制的混凝土強度較低。1、按有害雜質分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類2．最大粒徑與顆粒級配(l)最大粒徑。石子中公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑，如5~20粒級的石子，其最大粒徑為20mm。在石子用量一定的情況下，隨著粒徑的增大，總外表積隨之減小。由于結構尺寸和鋼筋疏密的限制，在便于施工和保護工程質量的前提下，按有關規定，石子的最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋間最小凈距的3/4。對于厚度為100mm或小于100mm的混凝土板，允許采用一局部最大粒徑達1/2板厚的集料，但數量不得超過25%。假設采用泵送混凝土時，還根據泵管直徑加以選擇。(2)顆粒級配。石子級配的原理與砂根本相同，但其級配分為連續級配與間斷級配兩種。連續級配是指顆粒的尺寸由大到小連續分級，其中每一級石子都占適當的比例。連續級配比間斷級配水泥用量稍多，但其拌制的混凝土流動性和粘聚性均較好，是現澆混凝土中最常用的一種級配形式。間斷級配是省去一級或幾級中間粒級的集料級配，其大顆粒之間空隙由比它小許多的小顆粒來填充，減少孔隙率，節約水泥。但由于顆粒相差較大，混凝土拌和物易產生離析現象。因此，間斷級配較適用于機械振搗流動性低的干硬性拌和物。3．物理性質(1)表觀密度。隨巖石的種類而異，一般為2550~2850kg/m3(2)堆積密度。干石子一般為1400~1700kg/m3。(3)孔隙率。一般應小于45%。五、石灰與石膏〔一〕石灰石灰(生石灰CaO)是在土木建筑工程中使用很早的礦物膠凝材料之一。1．石灰的原料石灰是由含碳酸鈣(CaCO3)較多的石灰石經過高溫鍛燒生成的氣硬性膠凝材料，其主要成分是氧化鈣，化學反響方式如下：

石灰加水后便消解為熟石灰Ca(OH)2，這個過程稱為石灰的“熟化〞，化學反響方程式如下：石灰熟化放熱反響。熟化時，根據石灰塊末比的不同情況，其體積增大1~3倍。因此未完全熟化的右灰不得用于拌制砂漿，防止抹灰后爆灰起鼓。2．石灰膏石灰加大量水熟化形成石灰漿，再加水沖淡成為石灰乳，俗稱淋灰。石灰乳在儲灰池中完成全部熟化過程·經沉淀濃縮成為石灰膏。

900℃178kJ/mol

第二節結構材料(4)影響混凝土強度的因素。混凝土的強度主要取決于水泥石強度及其與骨料外表的粘結強度，而水泥石強度及其與骨料的粘結強度又與水泥強度等級、水灰比及骨料性質有密切關系。此外混凝土的強度還受施工質量、養護條件及齡期的影響。①適當控制水灰比及水泥用量，是決定混凝土密實性的主要因素。②養護的溫度和濕度。混凝土的硬化，關鍵在于水泥的水化作用，溫度升高，水泥水化速度加快，因而混凝土強度開展也快。反之，溫度降低，水泥水化速度降低．混凝土強度開展將相應緩慢。周圍環境的濕度對水泥的水化作用能否正常進行有顯著影響，濕度適當，水泥水化便能順利進行，使混凝土強度得到充分開展。如果濕度不夠，混凝土會失水枯燥而影響水泥水化作用的正常進行，甚至停止水化。水泥的水化作用不能完成，致使混凝土結構松散，滲水性增大，或形成干縮裂縫，嚴重降低了混凝土的強度，從而影響耐久性。因此，在夏季施工中應特別注意澆水，保持必要的濕度．在冬季特別注意保持必要的溫度。③齡期。混凝土在正常養護條件下，其強度隨著齡期增加而提高。最初7~14d內，強度增長較快，28d以后增長緩慢。〔二〕混凝土外加劑1．外加劑的作用(1)能改善混凝土拌和物的和易性、及提高改善混凝土的某些性能。慎用外加劑。二、砌筑材料〔一〕磚1．燒結磚(1)燒結普通磚，包括黏土磚(N)、頁巖磚(Y)、煤矸石磚(M)、粉煤灰磚(F)等多種。根據現行國家標準?燒結普通磚?GB/T5101的規定，強度和抗風化性能合格的磚，按照尺寸偏差、外觀質量、泛霜和石灰爆裂等項指標劃分為優等品(A)、一等品(B)和合格品(C)三個質量等級。燒結磚的根本參數。燒結普通磚為矩形體，其標準尺寸為240mm×115mm×53mm。燒結普通磚的表觀密度為1.6~1.8t/m3，孔隙率為30%~35%，吸水率為8%～16%，導熱系數為0.78W/(m·K)。〔二〕砌塊(1)粉煤灰砌塊。(2)中型空心砌塊。(3)混凝土小型空心砌塊。(4)蒸壓加氣混凝土砌塊。〔三〕石材1.天然石材2.人造石材〔四〕砌筑砂漿1．材料要求砌筑砂漿根據組成材料的不同，分為水泥砂漿、石灰砂漿、水泥石灰混合砂漿等。一般砌筑根底采用水泥砂漿；砌筑主體及磚柱常采用水泥石灰混合砂漿；石灰砂漿有時用手砌筑簡易工程。常用的砂漿標號有M2.5、M5、M7.5、Ml0、M15、M20等，工程中根據具體強度要求選擇使用。石灰膏在水泥石灰混合砂漿中起增加砂漿和易性的作用。生石灰熟化成石灰膏時