Категория: Кровли

Конструкция крыши

Наличие ошибок в строительстве несущих деревянных конструкций чаще всего кроется в недопонимании значения затяжки и ригеля. Основная идея опирается на сущность работы распорной системы: крыша образует плоскости, расходящиеся внизу, которые стремятся разойтись под действием собственной массы и нагрузки по линии пересечения плоскостей, но этому препятствует затяжка. Нагрузка от крыши передается наклонными стропилами вдоль своих продбльных осей на затяжку, которую располагают над несущей конструкцией перекрытия. Если ригель или затяжка не могут выполнять эту задачу, то крыша разъезжается и накрывает собой весь дом.

Часто для того, чтобы свободно передвигаться по чердаку, вырубают метровые участки посередине готовых затяжек хорошо выполненной строительной фермы. Это очень грубая ошибка.у Конструкция становится неустойчивой, разрезанные затяжки- не препятствуют расхождению скатов крыши. Конструкция начинает перемещаться, вызывая образование трещин в перекрытиях. Расхождение можно приостановить заменой вырезанных участков полосовой сталью, чтобы вернуть затяжке способность работать на растяжение, и надежным соединением стоек со стропилами. Соединение затяжки и стропил производят в гнездо со шпонкой или делают врубку.

В соединении с врубкой часто допускают такую ошибку: из-за экономии древесины передний торец стропильной ноги оказывается слишком близко к концу затяжки, что дает скол под действием горизонтального усилия.

Рис. 1. Роль затяжки и ригеля в восприятии распора а — нагрузка от кровли на строительную систему, б — отсутствие работы затяжки или ригеля приводит к разрушению, 1 — затяжка или ригель, 2 — стропила, 3 — нагрузка, 4 — стена

Рис. 2. Нарушение целостности затяжки приводит к расхождению скатов крыши 1 – разрезанная затяжка, 2 — несущая стена, 3 — стропильная ферма, 4 — кровля, 5 — перекрытие, б — наружная несущая стена

По сколу начинает перемещаться конец стропильной ноги, в результате кровля получает прогиб. Скол образуется также и потому, что торец врубки делают неправильно: торцовая плоскость должна иметь угол наклона, равный половине внешнего угла между стропильной ногой и затяжкой, а не прямой угол с верхней гранью затяжки.

Соединение стропил с затяжками будет непрочным, если не скрепить их скобой или накладкой из полосовой стали. В этом месте они соединены друг с другом на небольшой горизонтальной площадке, и сила трения не способна противостоять более значительному горизонтальному усилию. В этом случае стропильная нога может сдвинуться с места, а плоскость кровли изогнуться. В месте соединения затяжки со стропильной ногой и мауэрлатом ставят деревянные накладки или делают простую врубку с целью исключить боковые подвижки.

Наибольшая проблема в плотничных работах — возведение крыши, совмещенной с перекрытием. Очень внимательно следует относиться к решению передачи распора от наклонных усилий, возникающих в конструкциях крыши, на несущее перекрытие. В большинстве случаев стропила опираются на мауэрлатный брус, который крепят анкерными болтами «намертво» к железобетонному поясу жесткости.

Рис. 3. Неправильное соединение элементов приводит к. скалыванию а — правильное решение, б — неправильное решение, 1 — стропильная нога, 2 — ригель, 3 — мауэрлат, 4 — скоба, 5 — стена, б — трещина

Рис. 4. Работу мауэрлатного бруса обеспечивает соединительная скоба а. б — правильное и неправильное решения, 7 — стропильная нога, 2 — мауэрлатный брус, 3 — прокладка, 4 — полосовая сталь, 5 — стена, б — перекрытие, 7 — карниз, 8 — обрешетка

Рис. 5. Лнкеровка мауэрлата а,б — неправильное и правильное решения,, 1 — мауэрлат, 2 — стропильная нога, 3 — анкеровка; 4 — железобетонный пояс, 5 — анкерный болт, 6 — карниз

Если по какой-либо причине (по забывчивости или из-за халатности) его не заанкеривают, то под действием наклонных сил мауэрлатный брус опрокидывается, нарушается устойчивость крыши, и она начинает сползать.

Крепление иногда бывает неэффективным из-за того, что болты неверно размещают в железобетонном поясе жесткости или в брусе неправильно выполнены отверстия под них. В таких случаях гайки навинчиваются на болты с перетягом, узел становится ненадежным и быстро разрушается. Для крепления с этой целью иногда вместо стяжного болта применяют два более тонких скрученных прута арматуры.

Крыши, совмещенные с перекрытиями, в большинстве домов имеют такую ширину, что балки перекрытий опираются не только на внешние, но и на среднюю несущую стены. Конструкция будет работать в соответствии с проектом только в том случае, если и по промежуточной несущей стене балки перекрытия застыкованы между собой железобетонным поясом жесткости. Нередко этим пренебрегают, перекрытие не выполняет своих функций, и крыша разъезжается.

Строительство стропильных конструкций крыши, совмещенных с перекрытием, там, где не учитывают роль несущей способности чердачного перекрытия, очень опасно. Бывает, что затяжку пытаются заменить сборными железобетонными балками перекрытия, которые предназначены только для работы на изгиб. Сборные железобетонные балки используют как затяжки в том случае, если их концы жестко закрепляют в железобетонном поясе жесткости перекрытия, а ось точно совпадает с направлением действующих сил. В перпендикулярном балкам направлении между ними и элементами настила перекрытия нет такой прочной связи, которая обеспечила бы восприятие нагрузок.

Рис. 6. Отсутствие стыка балок перекрытия над промежуточной несущей стеной приводит к разрушению конструкции крыши, совмещенной с перекрытием а, б — правильное и неправильное решения, 1 — стык балок перекрытия, 2 — балка перекрытия, 3 — настил перекрытия

Рис. 7. Перекрытие в поперечном направлении не может подменить затяжки 1 — балка перекрытия, 2 — элемент настила, 3 — стропильная нога, 4 — обрешетина, 5 — стена, 6 — железобетонный пояс жесткости

Рис. 8. Многочисленные соединения ослабляют стропильные ноги: 1 — стойка, 2 — врубка, 3 — соединение шипом или врубкой

Одна из возможных ошибок решения крыши в том, что конструкция крыши, совмещенная с чердачным перекрытием, предусматривает нагружение не только пояса жесткости, но и через промежуточные стойки непосредственно перекрытия. Эти вертикальные стойки передают нагрузку, действующую на промежуточный прогон несущей конструкции. Для распределения нагрузки под стойки помещают подкладки, чтобы стойки «не проткнули» перекрытие. Ошибка при этом заключается нередко и в том, что не выдерживают минимальной (1,8 м) длины подкладок, вследствие чего эти чересчур короткие «башмаки» нагружают не балки перекрытия, а элементы настила, которые не рассчитаны на это и разрушаются.

Еще одна частая ошибка возведения конструкции крыши — несоблюдение расчетных размеров поперечных сечений, в результате чего появляются недопустимые прогибы. Иногда трудно придерживаться расчетов проектировщика, поскольку ассортимент выпускаемой продукции не позволяет точно подобрать, конструкции требуемых сечений. Во всяком случае, застройщик сначала выбирает лесоматериалы, а затем советуется с проектировщиком о его применении.
В целях экономии пиломатериалы заменяют самодельными элементами, обтесывая бревна меньшей длины и более плохого качества, чем обычный строительный лесоматериал.

Особое внимание уделяют угловым стропилам. Часто их делают такого же сечения, как и остальные стропила, однако нередко они несут нагрузку в 1,5 раза большую, чем промежуточные стропила. Кроме повышенной нагрузки, оставляют без внимания и то, что разделка их концов под шип в значительной степени ослабляет сечение. Ослабленная стропильная нога больше прогибается, кровля получается неровной.

Рис. 9. Под короткой подкладкой перекрытие разрушается: 1 — стойка, 2 — элемент настила перекрытия, 3 — железобетонная балка, 4 — прогон, 5 — затяжка

Особенно опасны ошибки, связанные с устройством ригелей и затяжек, поскольку и специалисты, не всегда учитывают реальное распределение нагрузок и усилий.

Чердак — свободный объем, образованный перекрытием над верхним этажом и холодной крышей. Служит для вентиляции конструкции чердачного перекрытия и используется для размещения вспомогательного оборудования и различных хозяйственных целей.

Кровля и ее основание поддерживаются стропильной конструкцией. При ширине здания до 16 м применяются преимущественно наклонные стропила. Основу бревенчатых наклонных стропил составляют стропильные ноги, установленные через 2,5—3 м. Они опираются на настенные брусья — мауэрлаты и лежат на прогонах, которые поддерживаются стойками, опирающимися на лежни.

Рис. 10. Схемы совмещенных крыш: а — односкатное покрытие; б — двухскатное покрытие; в — покрытие с обратным уклоном

Рис. 11. Схема чердачных крыш: а — обший вид; б —схемы проветривания; 1 — вальма; 2 — скат; 3 — ендова; 4 — конек; 5 — наклонное ребро; 6 — франтон; 7 — слуховое окно; 8 — вытяжное от-верстие; 9 — приточное отверстие

Чтобы погасить горизонтальные составляющие усилия, 6 системе устанавливают распорки и затяжки. В узле примыкания подкосов к стропильной ноге на них укладываются вспомогательные стропильные ноги через 80—100 см, по которым уже укладывают обрешетку и опалубку, служащие для поддержания кровли.

В зданиях без внутренних стен устраивать насланные стропила невозможно, поэтому применяют стропильные фермы (деревянные,, железобетонные, металлические). Кровлю из волнистых асбоцементных листов укладывают на обрешетку, листы крепятся оцинкованными гвоздями с прокладкой под шляпку шайб из оцинкованной стали и рубероида. Конек перекрывается фасонными элементами. Уклон крыши 22—30°.

Совмещенные крыши могут быть вентилируемые и невентилиру-емые. Совмещенные невентилируемые крыши состоят из следующих слоев: несущей конструкции крыши; пароизоляции; утеплителя; стяжки цементно-песчаной 2—3 см; наружного гидроизоля-цонного слоя.

Совмещенная вентилируемая крыша отличается от невентили-руемой тем, что наружный гидроизоляционный слой отделяется от термоизолирующего слоя, между ними образуется воздушная: прослойка.

Кроме того, совмещенная крыша имеет выравнивающий слой из цементного раствора, имеется карнизная плитка, на которой уложен фартук из стального листа, закрепленного к деревянной доске гвоздями. Нижняя часть фартука снабжена слезниной. Чтобы уберечь рулонную кровлю от вытирания и повреждений, ее посыпают крупным песком, образующим защитный слой.

Холодная крыша (рис. 1, а, б) включает водоизоляционный слой, обрешетку или оплошной настил и несущие элементы (стропила, фермы).

Теплая крыша (рис. 1, в) включает водоизоляционный и теплоизоляционный слои, обшивочные листы и несущие элементы (стропила, фермы). Водоизоляционный слой устраивают из асбестоцементных, металлических листов, профилированного настила, черепицы, рулонного материала. Основанием под водоизоляционный слой служат обрешетка и прогоны. Несущими конструкциями в крышах являются стропила либо фермы.

В крышах с теплым чердаком слой теплоизоляции размещают между стропильными ногами или на настиле, выполненном поверх стропил. Применяются в крышах комплексные панели, которые укладывают по несущим конструкциям.

Рис. 1. Крыши с холодным (а, б) и теплым чердаком (б): 1 — водоизоляционный слой; 2 — обрешетка; 3 — стропила; 4 — стяжка; 5 — теплоизоляция; 6 — плита перекрытия; 7 — прогон; 8 — ферма; 9 — конструкция потолка; 10 — минераловатные плиты; 11 — пароизоляция; 12 — обшивка


Кровли - Конструкция крыши