《房屋建筑学》(李必瑜等主编 武汉理工大学出版社)第九章课后习题答案

9 屋顶⑴屋顶楼外形有哪些形式？各种形式屋顶的特点及使用范围是什么？答：屋顶按其外形一般可分为平屋顶、坡屋顶、其他形式的屋顶。

平屋顶：大量性民用建筑如采用与楼盖基本类型相同的屋顶结构就形成平屋顶。

平屋顶易于协调统一建筑与结构的关系，节约材料，屋顶可供多种利用，如露天屋顶花园、屋顶泳池等。

坡屋顶：坡屋顶是指屋面坡度较陡的屋顶，其坡度一般都在10%以上。

坡屋顶在我国有着悠久的历史，广泛运用于民居等建筑，即使是一些现代的建筑，在考虑到景观环境或建筑风格的要求时也常采用坡屋顶。

其他形式的屋顶：随着科学技术的发展，出现了许多新型结构的屋顶，如拱屋顶、折板屋顶、薄壳屋顶、悬索屋顶、网架屋顶等。

这些屋顶结构形式独特，使得建筑物的造型更加丰富多彩。

⑵设计屋顶应满足哪些要求？答：屋顶设计应考虑其功能、结构、建筑艺术三方面的要求。

⑶影响屋顶坡度的因素有哪些？各种屋顶的坡度值是多少？屋顶坡度的形成方法有哪些？比较各种方法的优缺点。

答：屋顶坡度太小容易漏水，坡度太大则多用材料，浪费空间。

要使屋面普渡恰当，需考虑所采用的屋面防水材料和当地降雨量这两方面的因素。

平屋顶的排水坡度小于5%，最常用的排水坡度为2%~3%。

坡屋顶的坡度一般在10%以上。

屋顶坡度的形成方法一般有材料找坡和结构找坡两种：①材料找坡：材料找坡是指屋顶坡度由垫坡材料组成，一般用于坡向长度较小的屋面。

材料找坡可以水平放置，天棚面平整，但材料找坡增加屋面荷载，材料和人工消耗较多。

②结构找坡：结构找坡是屋顶结构自身带有排水坡度。

例如在上表面倾斜的屋架或屋面梁上安放屋面板，屋顶表面即呈倾斜破面。

又如在顶面倾斜的山墙上搁置屋面板时，也形成结构找坡。

结构找坡无需在屋面上另加找坡材料，构造简单，不增加荷载，但天棚顶倾斜，室内空间不够规整。

⑷什么叫做无组织排水和有组织排水？它们的优缺点和使用范围是什么。

答：①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、水落管等导流雨水，故又称自由落水。

无组织排水具有构造简单、造价低廉的优点，但也存在一些不足之处，如：雨水直接从檐口泻至地面，外墙角常被飞溅的雨水浸蚀，降低了外墙的坚固耐久性；从檐口滴落的雨水可能影响人行道的交通，等等。

当建筑物较高，降雨量有较大时，这些缺点就更加突出。

宜适用于高度较低的简单建筑，积灰多的屋面（如铸工车间、炼钢厂等工业厂房），有腐蚀性介质的工业建筑（如铜冶炼车间、某些化工厂房等）。

②有组织排水是指雨水经由天沟、水落管等排水装置被引导至地面或地下管沟的一种排水方式。

其优缺点与无组织排水正好相反。

在建筑工程中得到广泛应用。

适用于降雨量大的地区或房屋较高的的情况，临街建筑的雨水排向人行道时。

⑸常见的有组织排水方案有哪几种？各适用于何种条件？答：在工程实践中，由于具体条件的不同，有多种有组织排水方案，现按内排水和外排水这两大排水类型可归纳成五种不同的排水方案：①外排水方案：⒈挑檐沟外排水；⒉女儿墙外排水；⒊女儿墙挑檐沟外排水（蓄水屋面常采用这种形式）；⒋暗管外排水（常在重要的公共建筑使用）。

外排水方案尤其适用于实现性黄土地区。

②内排水方案适用于高层建筑、严寒地区的建筑、某些屋面宽度较大的建筑。

⑹屋顶排水组织设计的内容和要求是什么？答：排水组织设计就是把屋面划分成若干个排水区，将各区的雨水分别引向各水落管，使排水线路短捷，水落管负荷均匀，排水顺畅。

为此屋面须有适当的排水坡度，设置必要的天沟、水落管和水落口，并合理地确定这些排水装置的规格、数量和位置，最后将它们标绘在屋顶平面图上，这一系列的工作就是屋顶排水组织设计。

进行屋顶排水组织设计时，须注意下述事项：①划分排水分区；②确定排水坡面的数目；③确定天沟断面大小和天沟纵坡的坡度值；④水落管的规格及间距。

⑺如何确定屋面排水坡面的数目？如何确定天沟（或檐沟）断面的大小和天沟纵坡值？如何确定水落管和水落口的数量及尺寸规划？答：进深较小的房屋或临街建筑常采用单坡排水；进深度较大时，为了不使水流的路线过长，宜采用双坡排水。

坡屋顶则应结合造型要求选择单坡、双坡或四坡排水。

天沟即屋顶上的排水沟，位于外檐边的天沟又称檐沟。

天沟的功能是汇集和迅速排除屋面雨水，故其断面大小应恰当，沟底沿长度方向应设置排水坡，简称天沟纵坡。

天沟纵坡的坡度不应小于1%，天沟可用镀锌钢板或钢筋混凝土板等制成。

金属天沟的耐久性较差，因而无论在平屋顶还是坡屋顶中大多采用钢筋混凝土天沟。

天沟的净断面尺寸应根据降雨量和汇水面积的大小来确定。

一般建筑的天狗净宽不应小于200mm，天沟上口至分水线的距离不应小于120mm，沟底的水落差不超过200mm。

水落管依材料分为铸铁、塑料、镀锌铁皮、石棉水泥和陶土等多种，根据建筑物的耐久等级加以选择。

最常用的是塑料和铸铁落水管，其管径有50、75、100、125、150、200（mm）等规格。

一般的，民用建筑常用75~100mm的水落管，面积小于25㎡的露台和阳台可选用直径50mm的水落管。

水落管的数量与雨水口相等，水落管的最大间距应同时予以控制。

水落管的间距过大，会导致天沟纵坡过长，沟内垫坡材料加厚，使天沟的容积减少，大雨时雨水易溢向屋面引起渗漏或从檐沟外侧涌出，因而一般情况下水落口间距不宜超过24m。

⑻卷材屋面的构造层有哪些？各层卷材防水层下面的找平层为何要设分格缝？上人和不上人的卷材屋面在构造层次及做法上有什么不同？答：卷材防水屋面具有多层次构造的特点，其构造组成分为基本层次和辅助层次两类。

其中基本层次按其作用又可分为结构层，找平层，结合层，防水层，保护层。

为防止找平层变形开裂而波及卷材防水层，亦在找平层中留设分格缝。

分格缝的宽度一般为20mm，纵横间距不大于6m，屋面板为预制装配式时，分格缝应设在预制板的端缝处。

分格缝上面应覆盖着一层200~300mm宽的附加卷材，用粘结剂单边点贴，以使分格缝处的卷材有较大的伸缩余地，避免开裂。

不上人时，沥青油毡防水屋面一般在防水层上撒粒径3~5mm的小石子作为保护层，称为绿豆沙保护层；高分子卷材如三元乙丙橡胶防水屋面等通常是在卷材面上涂刷水溶型或溶剂型的浅色保护着色剂，如氯丁银粉胶等。

上人屋面的保护层又是楼面面层，故要求平整耐磨。

做法通常有：用沥青砂浆铺贴缸砖、大阶砖、混凝土板等块材；在防水层上现浇30~40mm厚的细石混凝土。

块材或整体保护层均应设分格缝，位置是：屋顶坡面的转折处，屋面与突出屋面的女儿墙、烟囱的交接处。

保护层分格缝应尽量与找平层分格缝错开，缝内用防水油膏嵌封。

上人屋面做屋顶花园时，水池、花台等构造均应在屋面保护层上设置。

上人、不上人卷材防水屋面保护层具体做法看书P199，图9-11、图9-12所示。

⑼卷材防水屋面的泛水、天沟、檐口、水落口等细部构造的要点是什么？注意记忆它们的典型构造图。

答：泛水的做法及其构造要点有以下几点：①将屋面的卷材防水层继续铺至垂直面上，形成卷材泛水，骑上再加一层附加卷材，泛水高度不得小于250mm；②屋面与垂直面交接处应将卷材下的砂浆找平层按卷材类型抹成直径20~150mm的圆弧形，上刷卷材粘结剂，使卷材铺贴牢实，以免卷材架空或折断；③做好泛水上口的卷材收头固定，防止卷材在垂直墙面上下滑。

一般的做法是在垂直墙中凿出通长凹槽，将卷材的收头压入槽内，用防水压条钉压后再用密封材料嵌填封严，外抹水泥砂浆保护。

凹槽上部的墙体则用防水砂浆抹面。

挑檐口构造的要点是檐口800mm范围内，卷材应采取满贴法，为防止卷材收头处粘贴不牢，出现“张口”漏水。

三角形天沟沿长沟方向需用轻质材料垫成0.5%~1%的纵坡，使天沟内的雨水迅速排入落水口。

天沟内也需设纵向排水坡。

防水层应铺到高处的墙上形成泛水。

水落口在构造上要求排水通畅，不易堵塞和渗漏。

泛水、天沟、檐口和水落口的典型构造图看书P200~P202，图9-13~图9-18。

⑽何谓刚性防水屋面？刚性防水屋面有哪些构造层？各层做法如何？为什么要设隔离层？答：刚性防水屋面是指用细石混凝土作防水层的屋面，因混凝土属于脆性材料，抗拉强度较低，故而称为刚性防水屋面。

刚性防水屋面的构造层一般有防水层、隔离层、找平层、结构层等。

防水层：防水层采用不低于C20的细石混凝土整体现浇而成，其厚度不小于40mm，并应配置直径为Φ4~6.5mm间距为100~200mm的双向钢筋网片，钢筋网片在分格处应断开。

为提高性能，可在细石混凝土中掺入适量的外加剂，如膨胀剂、减水剂、防水剂等。

隔离层：隔离层位于防水层与结构层之间，其作用是减少结构变形对防水层的不利影响。

隔离层可采用铺纸筋灰、低标号砂浆，或薄砂层上干铺一层油毡等做法。

找平层：当结构层为预制钢筋混凝土板时，其上应用1：3水泥砂浆作找平层，厚度为20mm。

若屋面板为整体现浇混凝土结构时则可不设找平层。

结构层：屋面结构层一般采用预制或现浇的钢筋混凝土屋面板，结构层应有足够的刚度，以免结构变形过大而引起防水层开裂。

设置隔离层的原因：结构层在荷载作用下，产生挠曲变形，在温度变化作用下产生膨胀变形。

由于结构层较防水层厚，刚度相应也较大，当结构上产生上述变形时容易将刚度较小的防水层拉裂。

因此，宜在结构层与防水层之间设以隔离层使二者脱开。

⑾刚性防水屋面为什么容易开裂？可以采取哪些措施预防开裂？答：大面积的整体混凝土防水层受气温影响产生的温度变形较大，容易导致混凝土开裂；在荷载作用下，屋面板会产生挠曲变形，支撑端翘起，易于引起混凝土防水层开裂。

为防止开裂应在结构层和防水层之间设一隔离层，还应在防水层上做好分格缝。

⑿为什么要在刚性防水屋面的防水层中设分格缝？分格缝应设在哪些部位？注意分格缝的构造要点和记住典型的构造图。

答：大面积的整体混凝土防水层受气温影响产生的温度变形较大，容易导致混凝土开裂。

设置一定数量的分格缝将单块混凝土防水层的面积减小，从而减小其伸缩变形，可有效地防止和限制裂缝的产生。

在荷载作用下，屋面板会产生挠曲变形，支撑端翘起，易于引起混凝土防水层开裂，如在这些部位预留分格缝就可避免防水层开裂。

分格缝应设置在装配式结构屋面板的支撑端、屋面转折处、刚性防水层与立墙的交接处，并应与板缝对齐。

分割风的纵横间距不宜大于6m。

在横墙承重结构中，分格缝位置参照书上P204，图9-24所示。

屋脊是屋面转折的界线，故此处应设一纵向分格缝；横向分格缝每开间设一道，并与装配式屋面板的板缝对齐；沿女儿墙四周的刚性防水层与女儿墙之间也应设分格缝。

因为钢芯防水层与女儿墙的变形不一致，所以刚性防水层不能紧贴在女儿墙上，它们之间应做柔性封缝处理，以防止女儿墙或刚性防水层开裂并引起渗漏。

其他突出屋面的结构物四周都应设置分格缝。

分格缝的构造可参见书上P204，图9-25所示。

设计时还应注意：①分格缝的宽度宜为5~30mm；②分格缝内应用密封材料嵌填，缝口用油膏等嵌填；③缝口表面用防水卷材铺贴盖缝作为保护层，卷材的宽度为200~300mm。