3.6. Крыши

Крыша – это конструкция, защищающая здание сверху от атмосферных осадков, ветра и перегрева солнечными лучами. Крыша состоит из водонепроницаемой оболочки – кровли и поддерживающих ее несущих элементов.

Крыши должны отвечать требованиям прочности, водонепроницаемости, долговечности и экономичности.

Форма скатных крыш принимается в зависимости от геометрической формы здания в плане и архитектурных соображений.

Крыши могут быть односкатными, двускатными и т.д. (рис. 21).

Рис. 21. Формы крыш.

а – односкатная; б – двускатная; в – шатровая; г – куполообразная; д – крестовая; е – вальмовая (четырехскатная); ж – полувальмовая; з – сферическая оболочка; и – двускатная с фонарем; к – сводчатая; л – складчатая; м – шпилеобразная; н – с внутренним водостоком.

Односкатная крыша (рис. 21, а) своей плоскостью (скатом) опирается на несущие стены, имеющие разную высоту. Эта крыша больше всего подходит для строительства хозяйственных построек.

Двускатная крыша (рис. 21, б) состоит из двух плоскостей-скатов, опирающихся на несущие стены одинаковой высоты. Пространство между скатами, имеющее треугольную форму, называется щипцами или фронтонами. Разновидностью двускатной крыши является мансарда. Если крыша состоит из четырех треугольных скатов, сходящихся в одной верхней точке, то она носит название шатровой (рис. 21, в).

Куполообразная крыша (рис. 21, г) по очертанию представляет собой половину шара со сплошным опиранием на цилиндрическую стену.

Крестовая крыша представляет собой четыре сомкнутых арочных свода (рис. 21, д).

Крыша, образованная двумя трапецеидальными скатами и двумя торцевыми треугольными называется вальмовой четырехскатной (рис. 21, е). Бывают и двускатные вальмовые (полувальмовые), когда фронтоны срезаны (рис. 21, ж).

Сферическая оболочка (рис. 21, з) по очертанию представляет собой свод, опирающийся в нескольких точках на основание. Пространство между опорами обычно используют для устройства светопрозрачных фонарей.

Двускатная крыша промышленного здания (рис. 21, и) с продольным фонарем отличается от двускатной крыши жилого здания меньшим наклоном скатов и большей шириной и длиной.

Сводчатая крыша (рис. 21, к) в поперечном сечении может быть очерчена дугой окружности или иной геометрической кривой.

Складчатая крыша (рис. 21, л) образуется от соединения отдельных трапецеидальных элементов — складок.

Шпилеобразная крыша (рис. 21, м) состоит из нескольких крутых треугольников-скатов, соединяющихся в вершине.

Крыша с внутренним водостоком (рис. 21, н) широко распространена в современном промышленном и гражданском строительстве.

Несущие конструкции скатных крыш состоят из наслонных стропил или стропильных ферм и устраиваемой по ним обрешетки, являющейся непосредственным основанием кровли.

Наслонными называют стропила, основные элементы которых имеют не менее двух опор. Стропила состоят из наклонных стропильных ног, вертикальных стоек, и наклонных подкосов.

Простейшие наслонные стропила, образующие односкатную крышу, представляют собой наклонно уложенные балки (стропильные ноги), опирающиеся на подстропильные брусья (мауэрлаты).

Такое решение применяется в зданиях шириной до 5 м. При большей ширине здания (до 6 м) стропильные ноги дополнительно должны поддерживаться подкосами.

Основные схемы наслонных стропильных конструкций показаны на рисунке 22.

Рис. 22. Конструктивные схемы наслонных стропил:

а – односкатных крыш; б, в, г – двускатных крыш;

1 – чердачное перекрытие; 2 – мауэрлат; 3 – стропильная нога; 4 – лежень; 5 – подкос;

6 – стойки через 3-4 м; 7 – прогон; 8 – схватка; 9 – распорка.

Наслонные стропила устраиваются в зданиях с пролетами между опорами не более 6 м. Стропильные фермы применяются над помещениями большой ширины, не имеющими промежуточных опор.

Стропильные фермы представляют собой плоскую, геометрически неизменяемую решетчатую систему, состоящую из отдельных, связанных между собой элементов.

Стропильные фермы применяются преимущественно треугольной формы. Стропильные фермы выполняются деревянными, металлодеревянными, стальными и железобетонными.

Простейшие деревянные стропила называют висячими стропилами (рис. 23).

Рис. 23. Висячие стропила:

1 – чердачное перекрытие; 2 – мауэрлат; 3 – стропильная нога; 4 – ригель; 5 – подвеска;

6 – затяжка; 7 – подвесное перекрытие; 8 – подкос.

При пролетах свыше 12 м применяют более сложные конструктивные схемы, выполняя их в виде металлодеревянных или стальных стропильных ферм. Такие фермы состоят из верхнего и нижнего поясов и расположенных между ними стоек и раскосов.

Металлодеревянными называют фермы, у которых сжатые элементы выполнены из дерева, а растянутые из стали (рис. 24).

Рис. 24. Металлодеревянная треугольная ферма:

1 – верхний пояс фермы; 2 – нижний пояс фермы; 3 – стальная стойка фермы; 4 – раскос;

5 – накладка стыка верхнего пояса; 6 – то же, нижнего пояса; 7 – прогон под наслонные стропильные ноги; 8 – стропильные ноги; 9 – кровля по обрешетке.

Кровли скатных крыш могут быть выполнены стальными, асбестоцементными, черепичными, из рубероида, толя и других материалов.

Основными требованиями к кровлям являются водонепроницаемость, долговечность.

Водоотвод с таких крыш может быть наружным, неорганизованным, с непосредственным сбросом воды с обреза кровли, или организованным при помощи желобов и водосточных труб. Неорганизованный водоотвод с крыш допускается, в основном, в малоэтажных зданиях, располагаемых с отступом от тротуаров. Достоинствами стальной кровли являются легкий вес и возможность придания ей любой формы, недостатками – большой расход металла и необходимость частой окраски масляной краской.

Для стальных кровель применяются листы кровельной стали. Листы соединяются между собой в фальц, в стыках, расположенных вдоль ската кровли, а также в коньке фальцы делаются стоячими, а в горизонтальных стыках и в ендовах – лежачими. Кровлю крепят к обрешетке.

Кровли из волнистых асбоцементных листов являются долговечными и простыми в изготовлении. Листы укладываются с напуском вдоль ската на 100 мм, а в перпендикулярном к нему направлении – на полволны. Листы крепят к обрешетке.

К достоинствам черепичной кровли относятся: долговечность, несгораемость, красивый внешний вид, а к недостаткам – тяжелый вес и необходимость придания ей больших уклонов в 30-45°.

Достоинствами рулонных кровель являются простота их устройства, малый вес и небольшие уклоны, недостатками – сгораемость и необходимость тщательного ухода.

Рубероидные кровли при уклонах более 10 % выполняют трехслойными (два слоя пергамина и рубероид), при уклонах от 2,5 до 10 % - трехслойными рубероидными, а при уклонах 0 – 2,5 % - из четырех слоев биостойкого рубероида или стеклорубероида. Полотнища рулонного материала наклеивают на основание и друг на друга горячей битумной мастикой, перекрывая при этом внахлестку на 100 мм.

Скатные крыши обычно выполняются надчердачными. Пологоскатные устраиваются преимущественно бесчердачными.

Чердачное перекрытие и крыша в совокупности составляют комплексную конструкцию, называемую покрытием. Различают покрытия чердачные и бесчердачные.

В чердачных покрытиях между утепленным чердачным покрытием и холодной крышей имеется пространство, называемое чердаком. У холодной крыши чердак отсутствует, а крыша отапливаемых зданий делается утепленной.

Разновидностью бесчердачного покрытия является совмещенная крыша, при которой верхнее покрытие и крыша объединены в одну конструкцию. Крыша опирается на несущие стены, имеющие одинаковую высоту. Плоские крыши находят наиболее широкое применение как в гражданском, так и в промышленном строительстве. В отличие от скатных крыш на плоских крышах не применяют в качестве кровельных штучные и листовые материалы. Здесь необходимы материалы, допускающие устройство сплошного ковра (битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы, а также мастики). Этот ковёр должен быть эластичным настолько, чтобы воспринимать температурные и механические деформации основания кровли. В качестве основания используют поверхность теплоизоляции, несущие плиты и т. п.

Отвод воды с совмещенных крыш производится по пологим уклонам кровли и может быть как неорганизованным, так и организованным, наружным или внутренним (рис. 25).

Рис. 25. Деталь плоской крыши с воронкой внутреннего водоотвода:

1 – железобетонное перекрытие; 2 – гидрофобный песок; 3 – сборные бетонные плиты;

4 – водоприемная воронка; 5 – гидроизоляционный ковер; 6 – гравий; 7 – армированная цементная стяжка; 8 – утеплитель; 9 – пароизоляция; 10 – трубы внутреннего водоотвода.

Внутренний водоотвод осуществляется через устраиваемые в пониженных местах крыши водоприемные воронки, соединяемые с трубами, отводящими воду за пределы здания. При организации наружного водостока водосточные трубы располагают через каждые 10-20 метров друг от друга. Они состоят из воронок, соединяемых при помощи лотка с настенными желобами, прямых и коленчатых звеньев и нижнего раструба. Крепление водосточных труб к стенам здания осуществляется стальными ухватами.

Совмещенные крыши делают невентилируемыми – сплошной слоистой конструкции и вентилируемыми – с воздушной прослойкой, сообщающейся с наружным воздухом через отверстия в карнизе.

Для выхода на крышу предусматриваются специальные шахты, располагаемые на крыше над верхними площадками одной или двух лестничных клеток.

Конструкция невентилируемой крыши состоит из железобетонных плит, пароизоляции, теплоизоляции, выравнивающей цементной или асфальтовой стяжки и водоизолирующего рубероидного ковра (рис. 26).

Рис. 26. Невентилируемая крыша:

1 – железобетонное перекрытие; 2 – пароизоляция; 3 – утеплитель; 4 – армированная цементная стяжка; 5 – рубероидный ковер.

Вентилируемая крыша состоит из железобетонных плит, пароизоляции, теплоизоляции, кровельных железобетонных ребристых панелей, образующих воздушную прослойку, и наклеенного по ним рубероидного водоизолирующего ковра. Воздушная прослойка, расположенная между кровлей и теплоизоляцией, сообщаясь с наружным воздухом, обеспечивает удаление из конструкции конденсационной влаги (рис. 27).

Рис. 27. Пологоскатная вентилируемая крыша.

1 – железобетонное перекрытие; 2 – то же, над лестничной клеткой; 3 – пароизоляция;

4 – утеплитель; 5 – воздушная прослойка; 6 – кровельные железобетонные ребристые

плиты; 7 – рубероидный трехслойный ковер; 8 – продухи; 9 – люк; 10 – шахта для выхода на крышу.