5.4. Формы скатных крыш
В зависимости от величины уклона крыши разделяются на скатные и плоские. Скатная крыша состоит из несущей конструкции (стропильной системы) и кровли. Кровлей называют верхний водоизоляционный слой крыши. Наклонные поверхности скатной крыши называют скатами. Уклон ската крыши зависит от материала кровли. Так, например, уклон кровли из оцинкованной стали составляет 18…24º; для черепицы — 35…45º; для волнистых асбестоцементных листов — 18…40º; мягкие кровли (рулонные — рубероид, толь, изофлекс; наборные — тегола, икопал; листовые — ондулин, аквалайн) имеют уклон более 5º. При пересечении скатов между собой образуются ребра. Верхнее горизонтальное ребро называется коньком. Место пересечения двух скатов, образующих как бы желоб для отвода воды, называется разжелобком, или ендовой. В зависимости от количества скатов крыши бывают односкатные, двухскатные и т.д. (рис. 13, 14).
Рис. 13. Формы скатных крыш
Рис. 14. Построение планов крыш
5.5 Несущие конструкции скатных крыш
Несущие конструкции скатных (чердачных) крыш выполняют из дерева, стали и железобетона в виде стропил и стропильных ферм. Выбор материала и типа несущей конструкции зависит от расположения в здании внутренних опор (стен или столбов), величины перекрываемых пролетов, уклона кровли и специальных требований (огнестойкости, капитальности и т.д.). В данном курсовом проекте будут рассматриваться стропильные системы, изготовляемые из дерева. Стропильные системы бывают наслонные и висячие. Наслонные стропила применяют в тех случаях, когда в здании имеются внутренние стены или колонны, расположенные через 5…6 м, которые могут служить опорами для стропильных конструкций и сократить этим их пролет. Висячие стопила применяют в случаях, если необходимо перекрыть пролет до 16 м, а здание не имеет промежуточных опор.
Схемы наслонных стропильных систем представлены на рис. 15.
Рис. 15. Схемы наслонных стропильных систем: а — вальмовая часть; б — поперечные разрезы
Наслонные стропила. При устройстве одно- двух- и четырехскатных крыш применяют деревянные несущие конструкции, основным элементом которых являются стропильные ноги. Изготавливаются они из брусков, пластин и досок. Расстояние между стропилами вдоль здания (шаг стропил) принимают от 1 до 2 м: при стропилах из брусьев высотой 180…200 мм — 1,5…2 м, а из пластин и досок толщиной 80 мм — 1,0…1,5 м.
В местах опирания стропильных ног на каменные стены для закрепления их концов и равномерного распределения сосредоточенной нагрузки на большую площадь каменной кладки под них укладывают подстропильные брусья-мауэрлаты сечением 160140 или 160170 мм.
При частом шаге стропил (до 1,2 м) или возведении стен из малопрочных материалов подстропильные брусья укладывают по всей длине стен здания, на которые опираются концы стропильных ног. При редкой расстановке стропил укладывают мауэрлаты-коротыши длиной 600…800 мм. Между мауэрлатом и каменной кладкой стены прокладывают изоляцию из рулонного материала. Нижняя поверхность мауэрлата должна быть выше утеплителя чердачного перекрытия не менее чем на 500 мм.
Для восприятия ветровых нагрузок (отсоса) концы стропильных ног через одну привязывают к костылям, вбитым в стену, скрутками из проволоки диаметром 4…6 мм. Верхним концом наслонные стропила опираются на горизонтальный брус, носящий название конькового прогона, который поддерживается стойками, установленными на внутренние опоры. При деревянных стропилах расстояние между стойками следует принимать не более 3…4 м. Стоики внизу устанавливают на лежни.
Когда длина стропильных ног превышает 6 м, то во избежание значительного их прогиба необходимо устанавливать подкосы. Подкосы внизу опирают на лежень или на стойку. Деревянные элементы конструкций в местах соприкосновения изолируются от каменной кладки слоем толя или пергамина.
При наличии в здании двух рядов внутренних опор устраивают два верхних прогона по стойкам. Для увеличения жесткости конструкции требуется обязательно устанавливать ригели, а для восприятия горизонтальных составляющих усилий, передаваемых подкосами в нижней части стоек, между лежнями ставят распорки.
При устройстве четырехскатных (вальмовых) крыш в местах пересечения скатов наслонные стропила делают из диагональных (накосных) стропильных ног, иногда называемых роговыми. В образующихся углах продольных скатов и на вальмовых скатах, где нельзя устанавливать стропила полной длины, укладывают укороченные стропильные ноги, называемые нарожниками. Нижним концом нарожник опирают на мауэрлаты, а верхним врезают в накосные стропильные ноги.
Диагональная стропильная нога нижним концом может опираться на мауэрлат в месте их сопряжения в углу, но лучше на специальную балку, положенную наискось на мауэрлаты на некотором расстоянии от угла. Так как диагональные стропильные ноги имеют большую длину и несут значительную нагрузку, они должны поддерживаться в пролете промежуточной опорой в виде подкоса, стойки или поставленной в углу здания шпренгельной конструкции. Верхний конец диагональной ноги при наличии одного прогона опирается на его консоль, а при двух прогонах — на прибоины, прикрепленные гвоздями к концам стропильных ног.
Все сопряжения стропил усиливаются металлическими креплениями: болтами, скобами, гвоздями. К опирающимся в мауэрлаты концам стропильных ног сбоку прибивают отрезки досок толщиной 40 мм — кобылки длиной на величину устраиваемого свеса крыши, предназначенные для крепления к ним досок обрешетки.
На рис. 16 представлены узлы и детали наслонных стропильных систем.
Рис. 16. Узлы и детали наслонных стропильных систем
Висячие стропила. При значительной ширине здания и отсутствии внутренних опор в качестве несущей конструкции крыши устраивают стропильные фермы, которые имеют только две точки опоры (по наружным стенам). В простейшем виде ферма состоит из двух стропильных ног, вверху жестко соединенных, а внизу — затяжкой, воспринимающей горизонтальную составляющую (распор). Для жесткости и уменьшения прогиба стропильных ног при пролетах 7…8 м добавочно врезают ригель, а при пролетах до 12 м устанавливают бабку, работающую на растяжение, и подкосы, работающие на сжатие.
По наслонным, а также по висячим стропилам выполняют деревянную обрешетку из брусков или досок, уложенных с зазорами или в виде одинарных или двойных сплошных настилов, по которым устраивают кровлю.
Для освещения, проветривания чердака и выхода на крышу устраивают слуховые окна, располагающиеся в один ряд между стропильными ногами на высоте 1,0…1,2 м от уровня верха чердачного перекрытия. Оно состоит из застекленного окна размером 600800 мм и боковых приточных вентиляционных отверстий, огражденных жалюзийными решетками размером 200 (250)800 мм каждая. Схемы и детали висячих стропильных систем представлены на рис. 17.
Рис. 17. Схемы, узлы и детали висячих стропильных систем