Кровля зданий. Виды

Крыша - верхняя часть здания, служащая для защиты помещений от атмосферных воздействий. В данном пособии рассматриваются конструкции скатных крыш с применением деревянных стропил.

Наиболее часто применяют двускатные и четырехскатные (вальмовые) крыши. Уклоны всех скатов рекомендуется принимать одинаковыми. В этом случае пересечение скатов в плане происходят по биссектрисам углов, а линия конька проходит через точки пересечения ребер и разжелобков.

Построение плана скатной крыши рекомендуется выполнять в следующем порядке:

- горизонтальная проекция разбивается на прямоугольники; из всех углов проводятся биссектрисы;

- точки пересечения биссектрис соединяют линиями, параллельными сторонам прямоугольников.

Пример построения плана скатной крыши приведен на рисунке 4.1, а рекомендуемые варианты размещения дымовых и вентиляционных труб – на рисунке 4.2.

Уклон крыши зависит от материала кровли и района строительства. В табл. 4.1 приведены минимально допустимые уклоны в зависимости от материала кровли.

Высота чердака в самой высокой точке не должна быть меньше 190 см.

В качестве несущих конструкций скатных крыш применяют деревянные наслонные или висячие стропила (стропильные фермы).

Наслонные стропила устраивают в зданиях с внутренними продольными стенами или отдельными опорами, расстояние между которыми не превышает 6 - 6,5 м. В зависимости от ширины здания и расположения внутренних опор возможны различные схемы наслонных стропил (рис. 4.3, 4.4).

Основными несущими элементами наслонных стропил являются стропильные ноги. Стропильные ноги выполняют: из брусьев сечением 120x160 мм - 140x180 мм, бревен Ø 120 – 200 мм, досок 40x150 - 50x180 мм. Шаг стропильных ног чаще всего назначают: из досок а = 0,8 - 1,2 м; из брусьев и бревен а = 1,2 - 1,8 м (до 2 м).

Для опирания стропильных ног служат прогоны и мауэрлаты. Прогоны выполняют из брусьев 160x160 - 220x220 мм или бревен Ø180 - 200 мм.

Мауэрлаты (настенные брусья) выполняются из брусьев 160х140 – 160х180 мм или бревен Ø 180-200мм. Для удобства осмотра опорных частей стропильных ног в процессе эксплуатации здания мауэрлат рекомендуется размещать выше чердачного перекрытия не менее чем на 400 мм. В кирпичных стенах с толщиной несущего слоя не менее 510 мм мауэрлат можно располагать у внутренней грани стены, т.к. его горизонтальному смещению препятствует кладка у внешней грани стены. В слоистых стенах с несущим слоем менее 510 мм, чтобы избежать смещения мауэрлата и обеспечить передачу усилий распора на стену, крепление мауэрлата следует осуществлять с помощью анкерных болтов, заложенных в кладку. Варианты опирания наслонных стропил на наружные кирпичные стены приведены на рисунке 4.5.

Опирание мауэрлата на стены из ячеистобетонных, газосиликатных и т.п. камней дано на рисунке 1.3.

Для опирания прогонов служат стойки, изготавливаемые из бревен Ø130 - 200 мм или брусьев 120x120 - 140x180 мм. Стойки устанавливают по длине здания через 3 - 6 м на продольный брус - лежень, уложенный на внутренние стены. Лежень выполняют из брусьев 140x160-160x180 мм и бревен Ø 160 - 180 мм. При подкосной системе стропил под стойки кладут сплошной лежень, при бесподкосной - в виде коротышей длиной 50 - 70 см.

Для уменьшения расчетной длины, а соответственно и прогибов, стропильных ног устанавливают поперечные подкосы. Продольные подкосы, служащие для уменьшения расчетного пролета прогонов устанавливаются при шаге стоек 4,5 – 6,0 м. Для подкосов используют брусья 80х80 - 140x140 мм и бревна Ø 100 - 160 мм.

Рис. 4.1. Пример построения плана скатной крыши	Рис. 4.2. Варианты размещения дымовых и вентиляционных труб

Таблица 4.1

Минимальные уклоны скатов скатных чердачных крыш

Рис. 4.3. Схемы наслонных стропил

Для повышения жесткости стропил и уменьшения величины передаваемого на стены распора предусматривают ригели из досок 50x150 мм, связывающие между собой две стропильные ноги. Для уменьшения расчетной длины накосных (диагональных) стропильных ног устанавливают шпренгельные подпорки (рис.4.6, узел 11). На диагональные стропильные ноги опирают нарожники (укороченные стропильные ноги). Если нарожники врубаются в диагональную ногу, их стыки устраивают вразбежку.

Для устройства свеса кровли к стропильным ногам прибивают кобылки из досок 50x100 мм для организации необходимого свеса карниза (не менее 600 мм при неорганизованном водоотводе и, чаще всего, не менее 500 мм при организованном водоотводе). Элементы стропил соединяют между собой стальными болтами Ø 16 мм, скобами Ø 10 - 12 мм и гвоздями Ø 5 мм. При применении в качестве стропил досок, некоторые элементы (подкосы, мауэрлаты, лежни и др.) могут быть выполнены из досок.

Все части стропильных конструкций, соприкасающиеся с кладкой, следует изолировать от нее прокладкой из двух слоев толя. Мауэрлат и кобылки антисептируют. Чтобы при действии значительных ветровых нагрузок крыши не сносило, стропильные ноги должны быть надежно закреплены. Чаше всего это выполняют с помощью скруток из проволоки Ø 3-4 мм, которыми концы стропильных ног крепят к костылям, вбитым в стену на расстояния не менее 300 мм от уступа, на котором лежит мауэрлат (рис. 4.6, узел 1).

Узлы сопряжения различных элементов для брусчатых стропил приведены на рисунке 4.6. Узел сопряжения стропильных ног из досок в коньке дан на рисунке 4.7.

Рис. 4.4. Планы и разрезы крыш с наслонными стропилами

Рис. 4.5. Опирание элементов наслонных стропил на наружные стены

Висячие стропила выполняют в виде деревянных треугольных стропильных ферм и применяют в зданиях, не имеющих внутренних опор. Схемы висячих стропил выбирают в зависимости от ширины здания (рис. 4.8). Стропильные фермы состоят из стропильных ног, передающих распорные усилия на затяжку через лобовую врубку. При пролетах ферм более 8 м затяжка, во избежание провисания, подвешивается к подвесной бабке (стойке фермы). При пролетах более 10 м для уменьшения прогибов стропильных ног устраивают подкосы. Шаг стропильных ферм принимают 1,5 - 2,0 м. Обрешетка прибивается к стропильным ногам фермы. В зданиях шириной более 8,0 м стропильные фермы могут быть установлены с шагом 3-4 м. По ним в узлах укладывают прогоны, поддерживающие обычные наклонные стропила (комбинированные стропила).

Схема размещения стропильных ферм приведена на рисунке 4.9.

Для устройства кровли применяют волнистые безасбестовые (ондулин) и асбестоцементные листы, различные виды черепицы, металлические кровли, мягкие рулонные материалы и др. Основание под кровли скатных крыш выполняется в виде обрешетки из брусков или досок, уложенных с зазорами или в виде сплошных настилов в зависимости от вида кровельного материала.

Волнистые листы укладываются от карниза к коньку внахлестку с перекрытием нижнего ряда верхним не менее, чем на 100 мм. Обрешетка выполняется из брусков 50x50 - 60x60 мм. Листы прибивают к обрешетке шиферными гвоздями или укрепляют при помощи шурупов с рубероидной прокладкой. Узлы кровли приведены на рисунках 4.10 и 4.7.

Фальцевая кровля из оцинкованной кровельной стали устраивается по обрешетке из досок 50x200 мм или брусков 50x50 мм таким образом, чтобы расстояние между ними не превышало 200 мм в свету. Листы соединяют по направлению уклона стоячими фальцами, а поперек ската - лежачими (рис. 4.11) и крепят к обрешетке при помощи клямер (полосок из оцинкованной стали). Узлы кровли приведены на рисунке 4.12.

Рис. 4.6. Узлы наслонных стропил из брусьев (маркировка узлов дана на рисунке 4.4)

Рис. 4.7. Коньковый узел для наслонных стропил из досок (кровля выполнена из волнистых листов)

Рис. 4.8. Схемы висячих стропил

Рис. 4.9. Схема размещения стропильных ферм 1 – стропильная ферма; 2 – подкладка под ферму; 3 – кобылка; 4 – ветровые связи

Рис. 4.10. Кровля из волнистых асбестоцементных или безасбестовых листов

Рис. 4.11. Кровля из кровельной стали

Листы металлочерепицы изготавливаются из прочной оцинкованной стали, защищенной несколькими антикоррозийными слоями и покрытой специальным пластиком, выдерживающим воздействие солнечных лучей и колебания температур. Для обрешетки используются доски 32х100 мм. Их прибивают с интервалом, зависящим от формы покрытия (350 мм – для Монтеррей, 400 мм – для Испанского типа, 300 мм – для Каскада). Карнизная доска должна быть толще на 10-15 мм. Листы металлочерепицы крепят к обрешетке шурупами с уплотнительной шайбой. Длина нахлеста листов вдоль ската принимается не менее 120 мм. Узлы кровли из металлочерепицы типа Монтеррей приведены на рисунке 4.13.

Рис. 4.12 . Узлы фальцевой кровли

а – невентилируемый конек; б – вентилируемый конек; в – карнизный свес; г – фронтонный свес

1 – стоячий фальц; 2 – обрешетка; 3 – верхняя грань стропильной ноги; 4 – стропильная нога; 5 – нижний элемент конька; 6 – верхний элемент конька; 7 – профиль карнизный; 8 – деревянный брусок 40х40 мм; 9 – нижний элемент фронтонного свеса; 10 – верхний элемент фронтонного свеса

Рис. 4.13. Кровля из металлочерепицы

а, б – поперечное и продольное сечения металлочерепицы Монтеррей;

в – крепление листов между собой и к обрешетке; г – укладка листов вдоль ската

Кровля из черепицы (керамической, цементно-песчаной, полимерцементной и др.). В качестве обрешетки используются бруски 50x50, 60x50, 60x60мм, расстояние между которым зависит от типа и размеров черепицы. Способ укладки черепицы также зависит от ее типа.

Черепицу укладывают от карниза к коньку, зацепляя ее шипами за обрешетку. Все черепицы карнизных, коньковых и фронтонных рядов крепят к обрешетке проволокой, клямерами или гвоздями. Конек крыши и ребра перекрывают коньковыми черепицами. Варианты устройства черепичной кровли приведены на рисунках 4.14 – 4.18.

Рис. 4.14. Кровля из цементно-песчаной черепицы

а – черепица «франкфуртского» профиля; б - укладка черепицы вдоль ската

Основойгибкой черепицы служит пропитанный битумом стеклохолст либо органическая целлюлоза (войлок). Гибкая черепица используется как для устройства новых, так и для реконструкции старых кровель. Основанием под мягкую черепицу служит сплошная обрешетка. В качестве сплошного настила чаще всего используется влагостойкая фанера или ориентированно-стружечная плита ОСП (OSB-3). Возможно также использование шпунтованной обрезной доски. Узлы кровли с применением гибкой черепицы приведены на рисунках 4.19 и 4.20.

Под все виды кровельных материалов, рассмотренных выше, рекомендуется монтировать гидропароизоляционную пленку, которая укладывается под обрешетку так, чтобы под основной кровлей остался воздушный зазор для вентиляции (для предотвращения конденсата на нижней стороне кровельного материала).

Рис. 4. 15. Варианты устройства фронтонных свесов при кровле из черепицы

Удаление воды со скатных крыш. При высоте зданий до 5 этажей включительно рекомендуется устраивать организованный наружный водосток с настенными или подвесными желобами. При этом расстояние между водосточными трубами составляет 10-20 м, а на 1 м² кровли должно приходиться не менее 1 см² сечения трубы.

В зданиях высотой до 2-х этажей включительно допускается устройство наружного неорганизованного водостока, при этом обязательно устройство козырьков над входами и балконами второго этажа. Вынос карниза в этом случае принимается не менее 600 мм.

Рис. 4.16. Узлы примыкание кровли из черепицы к стене

а – перпендикулярно скату; б – параллельно скату

Рис. 4.17. Кровля из черепицы

а – устройство карнизного свеса; б – крепление черепицы к обрешетке

Рис. 4.18. Утепление мансарды на примере кровли из черепицы

Рисунок 4.19. Кровля из гибкой черепицы

а – рядовая черепица; б – схема укладки и крепления черепицы; в – устройство кровли из гибкой черепицы

Рис. 4.20. Узлы кровли из гибкой черепицы

При высоте зданий более 10 м следует предусматривать решетчатое ограждение не менее 600 мм.

Для вентиляции, освещения чердаков и выхода на крышу необходимо устраивать слуховые окна, равномерно размещаемые на скатах крыш вдоль здания или во фронтонах. Освещение осуществляется через остекленную створку переплета размером не менее 0.8×0,6 м. Для проветривания чердака слуховые окна должны иметь жалюзийные решетки, располагаемые рядом с остекленной створкой слухового окна. Окна надо размещать так, чтобы осуществлялось сквозное проветривание. Расстояние от верха чердачного перекрытия до слухового окна принимается 1 - 1,2 м.

Мансарда - жилые помещения, расположенные в чердачном пространстве, фасад которых полностью или частично образован поверхностями наклонной или ломаной крыши. При ломаной форме крыши ее нижней части придают крутой уклон (60-70º), а верхней – пологий (15-30º). Наружные ограждения мансард могут быть либо полностью утепленными, либо только в границах отапливаемых помещений, с устройством в последних наклонных, ломаных или плоских потолков. Высота жилых помещений в чистоте принимается не менее 2,5 м. Высота боковых стен до наклонной части потолка нормируется в зависимости от угла наклона крыши.

При углах наклона ≥ 30º высота принимается не менее 1,2 м,

≥45º - не менее 0,8 м,

≥60º - не нормируется.

Крыши над мансардными помещениями часто не имеют средней опоры и конструктивно решаются с применением стропильных ферм. В таких случаях нижний пояс фермы служит одновременно полом мансарды, его конструкцию усиливают и принимают в виде двух параллельных досок сечением не менее 50×150 мм каждая. Горизонтальные схватки и вертикальные стойки также лучше делать спаренными, что в дальнейшем упрощает обшивку стен и потолка мансарды. Если в пределах мансардного этажа имеются внутренние опоры в виде стен или столбов, применяю наслонные стропила. Некоторые возможные схемы мансард приведены на рисунке 4.21.

Рис. 4.21. Схемы мансард