Стропильные конструкции
Крыша — верхний конструктивный элемент здания, предохраняющий его от атмосферных воздействий. По конструкциям крыши подразделяются на чердачные и бесчердачные (совмещенные), эксплуатируемые и не эксплуатируемые. Чердачные помещения должны иметь достаточное освещение, необходимый воздухообмен, надлежащий температурно-влажностный режим. Сохранность и долговечность крыш обеспечиваются правильным содержанием покрытия кровли, созданием эффективной системы вентиляции чердачного помещения или воздушной вентилируемой прослойки (каналов) в бесчердачной крыше, а также своевременным выполнением текущего ремонта. Крыша состоит из двух основных частей: несущих конструкций и кровли.
Несущие элементы крыши — стропила, настилы, фермы и другие конструктивные устройства — воспринимают и передают на стены нагрузки от массы крыши, снега, воздействия ветра и др. Уклон крыши выбирают в зависимости от свойств используемых кровельных материалов и климатических условий согласно данным, приведенным ниже.
В домах старой постройки несущими конструкциями крыш являются в основном деревянные наклонные или висячие стропила с обрешеткой. Наиболее старая конструкция, так называемая «немецкая», представлена на рис. 1. В полном сопряжении этой системы стропила загнаны шипами в обвязочный брус. Каждая пара стропил связывается горизонтальным брусом, который соединяется со стропилами шипом или соединением на «ласточкин хвост». При больших пролетах кровли кроме этого устанавливают еще и горизонтальную стяжку. Горизонтальный брус подпирается или одной подпоркой, или двойной. У крутых и высоких крыш устанавливают два горизонтальных бруса друг над другом.
В других случаях стропила соединяются шипом в пороги, уложенные на подстропильном брусе. Пороги, в свою очередь, связаны шиповым соединением с обвязочным брусом. Не используются также горизонтальные брусья, их заменяют центральным горизонтальным стропилом четырехгранного сечения, поддерживаемым стойкой с подкосами.
Такие системы стропильных конструкций встречаются в основном в старых постройках.
В ЧССР наиболее распространена система, основанная на использовании горизонтальных стяжек (рис. 2). Эта система состоит из обвязочного бруса, концами (или, например, и в центре) уложенного на стенах, столбах или других опорах. Если при большом пролете отсутствуют центральные опоры, обвязочный брус укладывают на столбы висячих стропил. Поэтому различаются кровли с центральными опорами и без них. Обвязочный брус переносит всю нагрузку крыши на опоры, поэтому стойки и укосины, которые переносят эту нагрузку, должны находиться на обвязочном брусе как можно ближе к опорам, чтобы этот брус не работал на прогиб.
Обвязочный брус со стойками, укосинами, раскосами и затяжками составляет всю систему связки конструкции. Очень часто обвязочный брус во всей связке не используют. Его заменяют усиленной потолочной балкой. Стропила укладывают на горизонтальные стропила. Если обвязочный брус лежит на стене, он называется подстропильным брусом и кладется горизонтально. При небольших пролетах (до 8 м) нет необходимости в полной связке. В этом случае стропильная конструкция состоит только из подстропильной балки, стропил и затяжек. Если горизонтальные стропила на коньке подперты стойкой с подкосами — это простая конструкция. Ее используют при небольшом пролете или там, где обвязочный брус под стойкой подперт, в противном случае нагрузка бруса приходилась бы на его центр и требовались бы висячие стропила и две укосины. Поскольку стойка нагружена на растяжение, а не на сжатие, она должна быть связана с обвязочным брусом стальной скобой, а укосины должны находиться как можно ближе к стойкам. В случае, если стропила длиннее 5 м, они подпираются через 4—5 м, а остаток (например, до конька 2—2,5 м) может быть без подпорки. Горизонтальные стропила лежат на стойках, которые переносят нагрузку на обвязочный брус. Укосины защищают конструкцию от боковых нагрузок. Положение стоек обеспечивают затяжки (обычно в паре), они одновременно стягивают всю конструкцию. Они размещаются под горизонтальными стропилами (или на них самих). Двойной ряд горизонтальных стропил достаточен для пролета в 12 м. Если соединяющиеся концы стропил не длиннее 3 м, нет необходимости в стропилах под коньком.
Система может применяться и с использованием лежащих стропил (рис. 3) с наклонными стойками, заделанными шипами в брус и наверху в горизонтальные стропила или непосредственно в сами стропила. При наклонных горизонтальных стропилах они снабжаются анкерами.
Односкатные крыши на верхнем конце подперты обычно стойками. Кровли с небольшим пролетом, как правило, не требуют полной связки.
Фронтоны у двускатных крыш бывают каменные или дощатые. Каменные фронтоны, как правило, делаются толщиной 15 см с консолями для крепления или для обвязочного бруса. Дощатые фронтоны выполняются из вспомогательных брусков, на которые набиваются доски.
Если крыша нависает над стеной, то и фронтон должен выступать. Крайнюю пару стропил устанавливают или рядом с каменным фронтоном, или на выступающих концах обвязочного и подстропильного брусьев. Выступающая часть крыши сбивается стругаными досками (шпунтованными или выбранными на четверть).
Средняя часть вальмовой крыши двускатная. Края этой крыши имеют ребра с угловыми стропилами. В соединении верхнего угла ребра с коньком укрепляют пару обычных стропил, на которые опираются стропила угловой части кровли. Их ось опирается на половину ширины стропила, поскольку 4—5 стропил не могут соединяться в одной точке. Обвязочные брусья устанавливаются на замененные на укороченные шипы.
Деревянные части конструкции кровли должны быть удалены от печной трубы на расстояние не менее 15 см. Стропила, касающиеся печной трубы, должны быть у трубы обрезаны и уложены на замены между двумя соседними стропилами.
Стропила могут деформироваться при большой снеговой нагрузке, « некоторые из них подламываются или начинают загнивать от длительного затекания. Иногда достаточно выровнять стропило и усилить его (рис. 4). При ремонте такого повреждения на пол укладывают доску, а на нее на клин устанавливают домкрат. Домкратом с бруском выравнивают надломленное стропило и с двух сторон к нему прибивают накладки толщиной 3,2—4 см и длиной 80— 100 см. Сначала накладки прибивают длинными гвоздями, а затем буравом делают четыре отверстия диаметром 16 мм. В них вкладывают крепежные болты с шайбами и гайками и плотно затягивают. При этом виде ремонта не надо удалять кровельное покрытие.
При замене сгнившего стропила прежде всего с обеих сторон кровли устраняют покрытие. Затем над центром обоих соседних стропил перепиливают все бруски, осторожно отдирают и удаляют гвозди.
Поврежденное стропило отрывают от обвязочных и подстропильных брусьев, прибивают новое стропило гвоздями длиной 12—15 см и на него укладывают старые бруски.
Если нужно заменить горизонтальную стяжку, необходимо удалить всю ее часть между стойками. Прежде всего временными стойками подпирают горизонтальные стропила, а несущие стойки осторожно убирают, чтобы после реконструкции снова их использовать. Затем временными стойками подпирают все стропила и крепят их скобами.
В местах соединений стоек готовится соединение на замок, причем конструкция будет иметь замок в верхней части, а вкладываемая часть в нижней части устанавливается таким образом, чтобы она могла войти в соединение. Соединение укрепляют болтами, на него снова устанавливают стойку, а подпорки удаляют.
При замене стойки к ней вплотную устанавливают такую же по размерам стойку, чтобы она подпирала часть конструкции. Подпорку устанавливают на доску толщиной 2,5—3 см и нижний конец расклинивают. Затем поврежденную стойку удаляют, новую стойку вставляют и укрепляют, а подпорку убирают.
Если на крышу укладывается покрытие более тяжелое, чем старое, необходимо конструкцию кровли дополнить стропилами, У старых строений кровли часто перегружены, их покрытия деформированы, и состояние не отвечает требованиям к конструкциям кровли, особенно с учетом чередования нагрузок (зимой и летом).
Если мауэрлат сгнил не на всей длине, а только вблизи опирания стропильных ног, то узел укрепляют врубкой подкосов с двух сторон стропильной ноги. Так же можно поступить и при загнивании концов стропильных ног. Подкосы закрепляют скобами, забивая их в предварительно рассверленные отверстия.
Усиление концов стропильных ног помимо установки подкосов может быть выполнено двусторонними накладками (рис. 6), для чего с двух сторон стропильной ноги размещают накладки из досок толщиной 50—60 мм, которые пропускают через специальные вырезки (пазухи) в мауэрлате и опирают на кладку стены. Опирание на укладку должно быть плотным, для чего в кладке делают небольшое углубление и накладки подбивают клином, после чего их прикрепляют к стене (посредством ершей и т. д.).
Если мауэрлат сгнил на большом протяжении или полностью, его заменяют новым. Для этого вывешивают концы стропильных ног, вынимают (или вырезают) часть сгнившего мауэрлата, укладывают новый с заранее выполненной врубкой для стропильной ноги и закрепляют ногу на место скобами.
Усиление опорного узла висячих стропил при одновременном загнивании подкладки и конца затяжки производят установкой двух накладок, которые прикрепляют к затяжке гвоздями и болтами (рис. 7). Для передачи усилия от стропильной ноги к накладкам в них врубают вкладыш, прикрепляемый к стропильной ноге болтом диаметром 20 мм. Подкладку заменяют новой.
Нарушенная кровля иногда бывает причиной возникновения дефектов кладки. Деформация кровли под воздействием горизонтальных нагрузок может вызвать разрушение кладки по периметру. Если невозможно избежать этих деформаций, то кровлю переделывают.
Кровли - Стропильные конструкции
Остались вопросы по теме - "Стропильные конструкции", задайте их на