天沟设计与施工

—钢结构技术
       天沟是屋面排水系统中必备的构件，天沟主要是用来暂时收集雨水的，通过落水管及时排走。使用外挂天沟，体积小，而且也能当檐口饰边。颜色适宜，安装精致的天沟及饰面无疑给整个工程的装饰效果增色不少。但在北方地区更考虑大风个保温。

一、 天沟和落水管的设计

钢天沟的大小和屋面的面积并没有太大关系，钢天沟的高度和檩条的高度保持一致就可以了。主要的还是雨水管的个数。雨水管的积水面积一般按直径110mm的雨水管积水面积不大于180m2。其余的以这个为基准计算。这样就不会出现水沟中的水满溢了。如果需要精确的值须根据公式计算了。

下面是某工程“天沟及落水管计算书”仅供参考

xxxxx天沟及落水管计算书

工程所在地： 北京

降雨强度： I = 150.0 mm/hr

一、每个落水口所分担的雨水量的计算

屋面长度： L = 40.0 m

水管间距： B = 7.0 m

集水面积： Ar = B x L

= 7.0 x 40.0

= 280.00 m2

雨水量： Qr = Ar x I x 10-3/3600

= 280.00 x 150.0 x 10-3/3600

= 0.01167 m3/sec

二、天沟断面的计算

天沟宽度： W = 0.300 m

天沟设计最大水深： Hw = 0.160 m

sus或彩色板摩擦系数： n = 0.0125

天沟泄水坡度： S = 0.0010

天沟断面面积： Ag = W x Hw

= 0.300 x 0.160

= 0.048 m2

R = Ag/(W + 2Hw)

= 0.0480/(0.300 + 2 x 0.160)

= 0.077 m

天沟排水速度： Vg = R2/3xS1/2/n

= 0.0772/3 x 0.00101/2/0.0125

= 0.4595 m/sec

天沟排水量（采用曼宁公式计算）：

Qg = Ag x Vg

= 0.048 x 0.4595

= 0.0221 m3/sec

Qg ≥ Qr 满足!

三、落水管的计算

落水管外径： d = 0.100 m

落水管口面积： Ad = π x d2/4 = 0.0079 m2

落水管支数： m = 1 支

重力加速度： g = 9.8 m/sec2

天沟最大水深： Hw= 0.150 m

落水管水流量： Qd = m x Ad x (2 x g x Hw)1/2

= 1 x 0.0079 x (2 x 9.8 x 0.150)1/2

= 0.01347 m3/sec

Qd ≥ Qr 满足!

二、钢板天沟

在大型的厂房中，钢板天沟的用钢量也是很大的一部分，但钢板天沟也有其自身的优点，临海地区的风荷载一般比较大。如果采用彩板天沟，在强大的风荷载作用下，彩板天沟显得脆弱无力，容易被风的吸力掀掉，而钢板天沟的设计好坏对其耐久性也有很大的影响，所以钢板天沟的设计和选材不容忽视。

最常用的天沟材料为1.2mm、2mm或2.5mm厚不锈钢;3mm或5mm厚镀锌钢板；要根据建筑的重要性，造价，所使用的其他材料的等级综合考虑。

一般民用建筑天沟深度不要小于250mm，根据屋面板底与屋架顶的净空合理确定,要考虑天沟调坡需要的空间。确定宽度时考虑一下两个因素：

首先，要计算排水是否能通过；
第二，常用的天沟板宽为1.0m、1.2m和1.5m三种规格，尽量合理利用板材，要求高的建筑必须将天沟设计为可伸缩的。

三、彩板天沟

天沟板搭接100mm 即可，搭接处采用铆钉连接，如果要想保证天沟不漏水，那就用防水胶打上。具体的做法是将彩板天沟搭接，施以两道中性硅胶(不可使用酸性胶和碱性胶，与彩板的相容性和耐久性都有问题)，封胶位置分别距相互搭接的两块板边缘10mm，并以两道防水铆钉固定搭接部位。

每道防水铆钉中心距为80mm，两道相错分布，铆钉应打在封胶线上。注意拉铆钉应该是防水的，不应该用中间是穿透的拉铆钉。

经过这样精心的施工还出现漏水问题就有可能是硅胶没有打满，铆钉锈穿；拉铆钉处的彩钢板钢锈穿；

硅胶失效的主要原因是紫外线照射导致高分子链断裂，好的硅胶在钢板间的寿命应该是很长的。

四、综上所述，在钢结构屋面维护系统中，要使天沟发挥其应有的使用功能，发挥良好的装饰效果，应遵循以下原则：

1.设计的合理性。设计要合乎规范，依地方环境，屋面面积尺寸，设计出实用、经济、美观的天沟。

2.严把质量关。从放样开始核算尺寸、减少误差，避免制作运输中的构件变形。

3.精细安装。熟练精细地安装会使装饰效果浑然天成。