天沟外排水设计计算：方法与实录

天沟外排水设计计算主要是配合土建要求，设计天沟的形式和断面尺寸，确定天沟汇水长度。天沟的设计计算有两种情况。

（1）土建专业根据屋面结构要求，已确定了天沟的形式和断面尺寸，但仍需要计算天沟的泄水能力，检验暴雨重现期或天沟的长度，具体步骤为：

1）天沟布置。确定屋面天沟的分水线、计算每条天沟的汇水面积F。按照屋面的构造一般应将伸缩缝或沉降缝作为天沟分水线，单坡的排泄长度不得大于50m。天沟较长时，坡度不能太大，但最小坡度不得小于0.003。

2）计算天沟过水断面积w。

3）计算天沟水流流速v。

屋面天沟为明渠排水，天沟水流流速可按明渠均匀公式计算。

因为

所以

式中 v——天沟水流流速，m/s；

R——水力半径，m；

i——天沟坡度，i≥0.003；

n——天沟粗糙度系数，与天沟材料及施工情况有关，见表6-4。

表6-4 各种材料抹面天沟n值

4）求天沟允许泄流量Q_T

Q_T=wv （6-8）

式中 Q_T——雨水的允许泄流量，m/s；

w——天沟的过水断面面积，m²；

v——天沟内水流速度，m/s。

5）确定重现期，计算暴雨强度q₅

根据建筑物的性质选定设计重现期P，根据当地的暴雨强度公式计算5min暴雨强度q₅或h₅。

6）利用式（6-5）计算汇水面积F上的设计雨水量Q（需要排除的雨水量）

7）比较Q与Q_T应满足：Q_T≥Q，检验重现期是否满足。或者将Q_T和q_s代入式（6_-5），计算允许汇水面积F，根据汇水区域的宽度B，求出天沟允许长度L，与实际天沟长度比较。

8）根据设计雨水量Q，查表6-3确定立管管径。

（2）在已确定天沟长度，暴雨强度重现期的情况下，计算确定天沟形式和断面尺寸，提交给土建专业。具体步骤如下。

1）确定屋面分水线，计算每条天沟的汇水面积F；(www.xing528.com)

2）根据暴雨强度设计重现期计算5min暴雨强度q_s；

3）利用式（6-5）计算屋面需要排除的雨水量Q；

4）初步确定天沟形式和断面尺寸w，计算公式为

式中 Q_T——天沟排水量，m³/s；

w——天沟的过水断面面积，m²；

v——天沟内水流速度，m/s。

可能采用的天沟断面形式有：

矩形 w=bh

梯形

三角形

半圆形

弓形

式中 a——底宽，m；

b——上口宽，m；

h——水深，m；

d——直径，m；

r——半径，m；

α——夹角，度；

s——弧长，m。

5）利用式（6-8）计算天沟允许泄流量；

6）比较Q与Q_T应满足：Q_T≥Q。若Q_T<Q，应增加天沟的宽度或深度，重复第5和6步，直至Q_T≥Q；根据雨水量Q，查表6-3确定立管管径。

表6-5 5min暴雨强度