Конструкции скатных крыш
Выбор конструкции скатной крыши зависит:
- от величины перекрываемых пролетов;
- от требований долговечности конструкций;
- от уклона крыши дома;
- от огнестойкости конструкции;
- от теплотехнических свойств кровли.
Основными конструктивными элементами скатных крый являются стропила, подкосы, прогоны, мауэрлаты и обрешетка.
Стропила – основная несущая конструкция скатной крыши, которая опираясь на стены или отдельные опоры здания, определяет количество склонов и угол их наклона. Стропила выполняют из дерева в виде колод брусьев или досок. Все соединения отдельных элементов стропил выполняют с помощью врубок и металлических креплений (скоб, болтов, гвоздей, хомутов).
По конструкции стропила разделяют на наслонные и висячие. Наслонные стропила, как правило, имеют не менее трех точек опоры и устраиваются над зданиями с внутренними капитальными стенами или опорами. Висячие стропила опираются своими концами только на наружные стены.
Мауэрлат – брус, положенный по верхнему обрезу стен, на который опираются нижние концы стропильных ног. Мауэрлат служит для равномерного распределения нагрузки от стропильных ног на стены. Его изолируют от каменной стены прокладкой толи.
Коньковый прогонон – горизонтальный брус на который опираются верхние концы наслонных стропил
Наслонные стропила это стропильные ноги, работающие как покато положенные балки. Стропильные ноги опираются на верхний коньковый прогон и мауэрлат. Длина таких балок должна быть не больше 6,5 м (максимальная длина стандартной деловой древесины). Наслонные стропила применяют при наличии внутри здания капитальных стен или опор. В этом случае укладывают лежень по внутренней стене или прогоны по отдельно стоящим внутренним опорам (Рис. 1).
При асимметричном расположении внутренних опор верхний прогон, проложенный по опорам не совпадает с коньком крыши. В этом случае в общую конструктивную схему вводят горизонтальную затяжку, которая предает дополнительную твердость в поперечном направлении и гасит возникающий в конструкции распор. Затяжку выполняют из досок и располагают ниже верхнего прогона. При пролете стропильной ноги больше 4,8 м под нее подводят подкос, что позволяет уменьшить сечение стропильной ноги и предает, также как и затяжка, дополнительную твердость в поперечном направлении (Рис. 2).
Стойки – опоры для верхнего, конькового прогона, которые устанавливаются по лежню или прогонам через каждых 3-5 м. В случае смещения внутренней опоры от центральной оси здания не более, чем на 1 м, стойку, поддерживающую коньковый прогон, устанавливают наклонно.
Продольные подкосы располагают парно у каждой стойки или при небольших пролетах через одну для увеличения продольной жесткости конструкции стропил и уменьшения сечения коньковых прогонов.
Поперечные подкосы опирают на лежень внизу и подпирающие стропильные ноги вверху для уменьшения свободного пролета стропильных ног.
Если в здании две продольные капитальные стены или два ряда внутренних опор, то в этом случае укладывают два верхних прогона. Стропильные ноги в этом случае по длине могут быть составными.
Висячие стропила представляют собой самый простой тип стропильной фермы, в которой наслонные стропильные ноги передают распор на нижний стягивающий пояс фермы. Система висячих стропил, в простейшем виде, состоит из двух ног и затяжки. Такая система пригодна только для пролетов не более 6 м, так как при больших пролетах затяжка начинает провисать, а ноги — прогибаться. Висячие стропила применяют в односкатных крышах, или в двускатных при отсутствии в здании внутренних опор. В отличие от наслонных стропил в висячих стропилах в затяжку врубают лобовой врубкой нижние концы стропильных ног, передающих на нее распор. При небольших пролетах затяжку заменяют ригелем. Ригели устанавливают для увеличения жесткости конструкции. Висячие стропила делают из брусьев или досок на ребро (Рис. 3).
В стропилах, перекрывающих пролеты до 9 м, затяжка поддерживается при помощи вертикального бруса, называемого бабкой. В верхний конец бабки врубают концы стропильных ног, которые скрепляют скобами или хомутами. С затяжкой бабка скрепляется при помощи хомута.
При пролете до 13 м для усиления стропильных ног (во избежание прогиба) устраивают подкосы, упирающиеся нижними концами в бабку, а верхними — в стропильную ногу с таким расчетом, чтобы длина стропильной ноги между опорами не превышала 5,5 м.
Пролеты до 17 м перекрывают щпренгельной системой. В этом случае затяжка подвешивается к двум бабкам, между которыми устанавливают ригель. Стропильные ноги в нижней части усиливают подмогами.
Размеры сечений элементов стропильной конструкции указывают в рабочих чертежах. При длине ног не более 6 м все элементы изготавливают из бревен 16…20 см, при длине ног 6…8,5 м ноги, бабки и затяжки — из бревен 22…25 см, остальные элементы — из бревен 20…22 см, мауэрлаты — из бревен 22…25 см. Расстояния между стропилами принимают 1,5…2 м.
Стропильные ноги укрепляют опорами и скобами и привязывают проволочными скрутками толщиной 4…6 мм к костылям или ершам, забиваемым в стену. У конька стропильные ноги соединяют вполдерева и скрепляют скобами или болтами.
Для устройства стропильных систем могут использоваться железобетонные балки швеллерного или таврового сечения (длиной 4000…7000 мм, высотой 320 мм, шириной полки 110 мм, массой 170…300 кг). Эти балки опираются на коньковый прогон и стены и затягиваются стальными тяжами диаметром 20 мм в местах опира-ния на стены. На коньке крыши железобетонные балки-стропила связывают стальными обоймами из уголка, обоймы между собой сваривают или скрепляют болтами. В местах опирания стропил на стены должны быть положены бетонные подкладные плиты и затем на раствор уложены стропила. Обрешетка по стропилам для устройства кровли может выполняться из досок толщиной 25…30 мм (стальные кровли и кровли из рулонных материалов), брусков сечением 50 х 50 мм (под асбоцементные листы, черепицу и пр.), жердей диаметром 50…70 мм (глиносоломенная, камышовая и пр.).
Вальмовый склон образуется с помощью диагональных (скосов) стропильных ног и нарожников – укороченных стропильных ног, которые опираются на мауэрлат и диагональную стропильную ногу. Шаг стропильных ног выбирают из расчета оптимального пролета для досок или брусьев. Обычно его принимают ровным 0,7 м для дощатой обрешетки и 1,2-1,5 м для брусчатой.
Обрешетка является непосредственной основой для кровли и устраивается по стропильным ногам в виде настила из досок или брусьев. Обрешетка непосредственно воспринимает нагрузку кровельного материала и в свою очередь давит на стропила, которые передают тяжесть крыши несущим стенам. Она участвует в усилении пространственной структуры крыши. Обрешетка представляет собой совокупность брусьев или досок, уложенных перпендикулярно стропильным ногам. Характер настила – сплошной или разряженный – зависит от применяемого кровельного материала. В зависимости от вида кровли обрешетка может быть выполнена из досок, теса или из брусков.
При сплошной обрешетке доски обычно укладывают на стропила параллельно коньку. Но лучше, если сначала на стропила параллельно коньку уложить через 500—1000 мм бруски или доски, а на них настелить сплошным слоем доски или тес вдоль спуска, от конька к свесу. Поскольку доски коробятся, образуя с одной стороны выпуклость, а с другой — вогнутый лоток, обрешетку следует настилать так, чтобы лотки были сверху. В этом случае протекшая через кровлю вода попадает в лоток и стекает по нему. Перед установкой обрешетки крыши укладывают карнизный настил и обшивают фронтовые свесы строгаными досками.
Сплошная обрешетка устраивается под мягкую кровлю, плоский асбоцементный или безасбестовый шифер, металлочерепицу. При такой обрешетке расстояние между отдельными брусьями не превышает 1 см.
Разреженная обрешетка вполне подходит для стальной кровли, для кровли из глиняной или цементно-песчаной черепицы, волнистых асбоцементных листов и т.д. Однако, в любом случае, в местах стыка и пересечений скатов (на коньке, ребрах, разжелобках и т.д.), а также по карнизным свесам рекомендуется делать сплошную обрешетку (Рис. 5, 6).
Кровлей называется верхний гидроизоляционный слой крыши, который поддерживается несущими стропильными конструкциями и обрешеткой.
Для скатных крыш применяют разные кровельные материалы, каждый из которых требует определенных уклонов склона. Кровлю выполняют из листовой стали, асбестоцементных листов, черепицы или рулонных материалов, (рис. 4).
