Покрытия (их назначение)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Покрытия (их назначение)

Конструктивный элемент, ограждающий здание сверху, называется покрытием. Основными видами покрытий являются чердачные крыши, бесчердачные покрытия, большепролетные плоские и пространственные покрытия. крыша покрытие бесчердачный

Основное назначение покрытия - защита здания от атмосферных осадков в виде дождя и снега, а также от потерь тепла в зимнее время и перегрева в летнее время. Оно состоит из несущих конструкций, воспринимающих передаваемые нагрузки от вышележащих элементов, и ограждающей части.

К покрытиям предъявляются следующие основные требования. Конструкция покрытия должна обеспечивать восприятие постоянной нагрузки (от собственной массы), а также временных нагрузок (от снега, ветра и возникающих при эксплуатации покрытия). Ограждающая часть покрытий (кровля), служащая для отвода осадков, должна быть водонепроницаемой, влагоустойчивой, стойкой против воздействия агрессивных химических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе и выпадающих осадках на покрытие, солнечной радиации и мороза, не подвергаться короблению, растрескиванию и расплавлению. Конструкции покрытия должны иметь степень долговечности, согласованную с нормами и классом здания.

Для обеспечения отвода осадков покрытия устраивают с уклоном. Величина уклона зависит от материала кровли, а также климатических условий района строительства. Так, в районах с сильными снегопадами величина уклона определяется условиями снегоотложения и удаления снега; в районах с обильными дождями уклон кровли должен обеспечивать быстрый отвод воды; в южных районах уклон покрытия, а также выбор материала кровли определяют с учетом солнечной радиации.

Крыши обычно выполняют в виде наклонных плоскостей-скатов, покрытых кровлей из водонепроницаемых материалов.

В чердачных крышах образуемое между несущей и ограждающей частью покрытия помещение (чердак) используют для размещения инженерного оборудования (труб центрального отопления, вентиляционных коробов и шахт, машинного, отделения лифтов). Для входа на чердак делают лестницы, двери или входные люки. Высоту чердака для движения по нему людей принимают не менее 190 см. Для освещения и проветривания чердака в крыше устраивают чердачные окна (рис.1.1, д).

Форма скатных крыш зависит от формы здания и архитектурных соображений (рис.1.1). Уклон крыш выражают в градусах наклона ската к условной горизонтальной плоскости (рис.1.1, е) через тангенс этого угла в виде дроби или процентов.

В зданиях небольшой ширины часто устраивают односкатные крыши (рис.1.1, а). Крыша здания со стоком воды на две противоположные стороны называется двускатной. Ребро двугранного угла, образуемого в вершине крыши двумя скатами, называется коньком (рис.1.1, б).

Пересечение скатов, образующих выступающий наклонный угол, называется накосным ребром, а западающий угол - ендовой или разжелобкой. Нижняя часть ската называется спуском, а нижняя кромка ската - обрезом кровли. Торец двухскатной крыши может быть решен в виде фронтона (рис.1.1, д). Фронтон образуется в том случае, если скаты крыши перекрывают торцовую стену дома и выступают перед ней.

Рис.1.1 - Основные типы форм чердачных скатных крыш:

а - односкатная; б - двухскатная; в - крыша с мансардой; г - шатровая, д, е - общий вид и план крыши дома; ж - пример построения ската крыши; и, к - полувальмовые торцы двускатной крыши; л, м, н, о - схемы развертывания чердаков и воздушных прослоек крыши; п - схема образования наледи на карнизеж; р - схема слухового окна; с - обозначения уклонов крыши; 1 - свес крыши; 2 - слуховое окно; 3 - тимпан фронтона; 4 - фронтон; 5 - конек; 6 - скат; 7 - щипец; 8 - ендова; 9 - накосное ребро; 10 - вальма; 11 - полувальма; 12 - приточное вентиляционное отверстие; 13 - вытяжное отверстие; 14 - снег и наледь на карнизе; 15 - решетка жалюзи

Крыша квадратного или многогранного в плане здания имеет треугольные скаты - вальмы (рис.1.1, г). Если наклонный скат срезает не весь торец двускатной крыши, а только верхнюю или нижнюю ее часть, то неполный торцовый скат называют полувальмой (рис.1.1, и).

Линия пересечения двух скатов крыши, образующих выступающий двугранный угол, называется накосным ребром (рис.1.1, к). Линия пересечения скатов крыши (линии ендов и накосных ребер) проходит по биссектрисам углов между стенами (рис.1.1, е, ж), поэтому при построении плана крыши необходимо руководствоваться этим правилом, если дом имеет прямые углы, то проекции накосных ребер чертят в плане под углом 45°.

Внутри чердака целесообразно устраивать жилые мансардные помещения (рис.1.1, в), которые в каменных зданиях отделяют от чердака брандмауэрами, а в деревянных - трудносгораемыми перегородками.

Для вентиляции используют слуховые окна и окна, устраиваемые во фронтонах и полуфронтонах полувальмовых крыш, заполняемых створками типа "жалюзи", хорошо пропускающих воздух и не допускающих попадания в чердак дождевой воды. Слуховые окна размещают на высоте 1-1,2 м от уровня чердачного перекрытия.

Несущие конструкции скатных крыш состоят из стропил и обрешетки. Стропила - основная несущая конструкция крыши, которая, опираясь на стены или отдельные опоры здания, определяет количество скатов и угол их наклона. Стропила выполняют из дерева в виде бревен, брусьев или досок. Все сопряжения отдельных элементов стропил делают с помощью врубок и металлических креплений (скоб, болтов, гвоздей, хомутов). Стропила бывают наклонными и висячими. Наклонными называют стропила, основные элементы которых - стропильные ноги - работают как наклонно положенные балки. Длина таких балок должна быть не более 6,5 м (максимальная длина стандартной деловой древесины). Висячие стропила (рис.1.2) представляют собой простейший тип стропильной фермы, где наклонные стропильные ноги передают распор на затяжку (нижний пояс фермы).

Простейший тип наклонных стропил применяют при односкатных крышах (рис.1.3). Стропильные ноги опираются на брусья - мауэрлаты, уложенные по верхнему обрезу стен. Мауэрлаты служат для равномерного распределения нагрузки от стропильных ног на стену. Их изолируют от каменной стены прокладкой толя.

При наличии внутри здания опор применяют и двускатные наклонные стропила. В этом случае по внутренним опорам укладывают лежни (при внутренней стене) или прогоны (при отдельностоящих опорах), по которым через каждые 3-4 м устанавливают стойки как опоры для верхнего, конькового прогона (рис.1.3). На верхний прогон и мауэрлаты опираются стропильные ноги. Для придания жесткости в продольном направлении от стоек к верхнему прогону подводят подкосы, которые, сокращая пролет верхнего прогона, дает возможность уменьшить его сечение.

Рис.1.2 - Висячие стропила (стропильные фермы):

а - с поднятой затяжкой; б - с затяжкой, используемой для подвески чердачного перекрытия; в - с подвесной бабкой; г - с подвесной бабкой и подкосами; д - с двумя подвесными бабками; е - металло-деревянная ферма; 1 - стропильная нога; 2 - мауэрлат; 3 - затяжка; 4 - подвесная бабка; 5 - распорка; 6 - стальная стойка фермы; 7 - подкос; 8 - болт; 9 - коротыш; 10 - деревянная накладка; 11 - хомут; 12 - скоба

При асимметричном расположении внутренних опор верхний прогон не совпадает с коньком крыши. В этом случае в общую конструктивную схему вводят горизонтальную схватку, которая придает дополнительную жесткость в поперечном направлении и гасит возникающий в конструкции распор. Схватку выполняют из досок и располагают ниже верхнего прогона. При пролете стропильной ноги более 4,8 м под нее подводят подкос, который позволяет уменьшить сечение стропильной ноги и придает, как и схватка, дополнительную жесткость в поперечном направлении.

Для предотвращения сноса крыши при сильном ветре стропильные ноги (обычно через одну) крепят проволочными скрутками к костылям (или ершам), забиваемым в стену.

Рис.1.3 - Наклонные стропила:

а - односкатных крыш; б - то же, двускатных; в - план стропил; 1 - лежень; 2 - мауэрлат; 3 - подкос; 4 - стропильная нога; 5 - стена; 6 - чердачное перекрытие; 7 - стойка; 8 - прогон; 9 - распорка; 10 - схватка; 11 - кобылка; 12 - накосная (диагональная) стропильная нога; 13 - нарожник; 14 - скоба; 15 - болт

Вальмовый скат образуется с помощью диагональных (накосных) стропильных ног и нарожников - укороченных стропильных ног, опирающихся на мауэрлат и диагональную стропильную ногу. Шаг стропильных ног выбирают из расчета оптимального пролета для досок или брусьев. Обычно его принимают равным 0,7 м для дощатой обрешетки и 1,2-1,5 м для брусчатой.

Обрешетка является непосредственным основанием для кровли и устраивается по стропильным ногам в виде настила из досок или брусьев. Характер настила - сплошной или разряженный - зависит от применяемого кровельного материала.

Верхний гидроизоляционный слой крыши, который поддерживается несущими стропильными конструкциями и обрешеткой, называется кровлей. Для скатных крыш применяют различные кровельные материалы, каждый из которых требует определенных уклонов ската. Кровлю выполняют из листовой стали, асбестоцементных листов, черепицы или рулонных материалов (рис.1.4).

Рис.1.4 - Кровли скатных крыш:

а - из кровельной стали; б, в - из плоской асбестоцементной плитки; г - рулонная; д - черепичная; е - из волнистых асбоцементных листов; 1 - мауэрлат; 2 - водосточная воронка; 3 - желоб; 4 - костыли; 5 - крюк; 6 - настенные желоба; 7 - стоячий фальц; 8 - лежачий фальц; 9 - обрешетка; 10 - стропильные ноги; 11 - двойной фальц; 12 - одинарный стоячий фальц; 13 - асбестоцементные листы; 14 - крепежная деталь; 15 - рубероид; 16 - пергамин; 17 - черепица; 18 - листы асбоцемента

Лидером кровельных материалов в мире вот уже несколько столетий выступает керамическая черепица. К ее преимуществам относятся огнестойкость, долговечность, экологичность. Недостатком являются большой вес и трудоемкость монтажа. Производится она в небольших объемах и в настоящее время вытесняется из строительства металлочерепицей.

Металлочерепицу изготавливают на основе металлического листа, профилированного под черепичный рисунок, с многослойным защитным покрытием и с цветовой гаммой свыше 30 тонов.

Срок службы кровли из металлочерепицы составляет 50 лет. Она выдерживает любые климатические условия и загрязнение атмосферы промышленными выбросами.

Битумная черепица - идеальный кровельный материал, который украшает дом, коттедж или дачу. Она превосходно вписывается в современный городской пейзаж и актуальна на фоне сельского ландшафта.

Достоинством мягкой черепицы является простота монтажа на кровлях с различными уклоном и конфигурацией.

Многослойность черепицы обеспечивает абсолютную гидроизоляцию, что исключает коррозию и гниение основания. Верхний слой из сланцевой посыпки различных цветов защищает битумную черепицу от климатических воздействий и обеспечивает длительный период эксплуатации (до 15 лет).

Профилированный настил-плиты выпускают как трапецевидного, так и волнообразного профиля, они применяются для облицовки стен, а также в качестве кровельного покрытия.

Шиферные кровли продолжают лидировать в массовом строительстве благодаря невысокой цене и удобству монтажа.

Для устройства паропроницаемых гидроизоляционных слоев в подкровельном пространстве предназначены подкровельные диффузионные пленки. Применение их необходимо прежде всего при использовании металлочерепицы, а также других кровельных материалов.

Использование диффузионных пленок обеспечивает:

а) защиту чердачных помещений от проникновения пыли;

б) защиту чердачных помещений от остаточной дождевой и талой воды;

в) условия для циркуляции воздуха, необходимой для вентиляции подкровельного пространства и, как следствие, обеспечения эффективной теплоизоляции крыши;

г) удаление водяных паров из теплоизоляции (благодаря микроперфорации).

Для повышения огнестойкости деревянных конструкций крыш их окрашивают известковыми или специальными растворами. Все деревянные конструкции, работающие в контакте с каменными, нужно тщательно антисептировать и между ними прокладывать толь или рубероид.

Бесчердачные (совмещенные) покрытия выполняют с уклоном до 5%. Они могут быть вентилируемыми (рис.1.5, в) наружным воздухом через воздушные прослойки или через каналы в верху панели с целью избежания конденсата и невентилируемыми (рис.1.5, а, б) из сплошных или многослойных панелей.

Вода с совмещенных крыш отводится по внутренним водостокам (организованный водосток). С чердачных покрытий вода может отводиться по водосточным желобам, водосборным воронкам и водосточным трубам (организованный водосток) и неорганизованный водоотвод, обеспечивающий сброс воды непосредственно с обреза кровли. При неорганизованном отводе воды следует предусматривать свес карниза не менее 550 мм.

Рис.1.5 - Принципиальные конструктивные схемы совмещения крыш: 1 - защитный слой; 2 - рулонный ковер; 3 - стяжка (из раствора или сборных железобетонных плит); 4 - теплоизоляция; 5 - пароизоляция; 6 - несущая конструкция; 7 - отделочный слой; 8 - теплоизоляционный несущий слой; 9 - воздушная прослойка

Пространственные покрытия от плоскостных отличаются тем, что тонкая плита оболочки работает преимущественно на сжатие, а растягивающие усилия рационально сосредоточены в контурных элементах, причем все эти элементы работают в разных плоскостях. Основными видами пространственных покрытий являются оболочки, складки и висячие и пневматические шатры.

Оболочки бывают одинарной и двоякой кривизны. Первые представляют собой цилиндрические или конические поверхности. Оболочки двоякой кривизны могут быть либо оболочками вращения с криволинейной образующей (купол, гиперболический параболоид, эллипсоид вращения и др.).

По структуре оболочки бывают гладкие, волнистые, ребристые и сетчатые (рис.1.6). Они могут быть выполнены как монолитными, так и сборными. В сборных конструкциях помимо железобетона используются асбестоцемент, металл и пластик. Ребристыми являются оболочки, у которых тонкая криволинейная стенка усилена ребрами. Сетчатые оболочки состоят только из ребер или из стержней, промежутки между которыми заполняются ненесущим материалом (стеклопластиком, пленкой и др.). Гладкие железобетонные оболочки делают всегда монолитными. При изготовлении монолитных оболочек наиболее сложным является подготовка криволинейной опалубки и устройство лесов, что сопряжено со значительным расходом материалов и большими трудозатратами. Железобетонные и металлические оболочки применяют для устройства покрытий пролетом до 100 м, а иногда и более.

Рис.1.6 - Своды-оболочки: а - цилиндрическая; б - цилиндрическая многоволновая; в - сплошная диафрагма жесткости; г - рамная диафрагма; д - арочная диафрагма; е, ж - бочарный свод-оболочка; и - схема монтажа бочарного свода; к - сетчатые оболочки; 1 - оболочка; 2 - диафрагма жесткости; 3 - ребро жесткости; 4 - подвески; 5 - затяжки

Складки и шатры - это пространственные покрытия, образованные плоскими взаимно пересекающимися элементами (рис.1.7). Складки обычно состоят из ряда повторяющихся в определенном порядке поперек пролета элементов, опирающихся по краям на диафрагмы жесткости. Шатры перекрывают прямоугольное в плане пространство смыкающимися кверху с четырех сторон плоскостями. Толщина плоского элемента складки должна быть не менее 1/200 пролета, высота - 1/20, а ширина грани - 1/5 пролета. Их применяют для зданий пролетом до 40 м.

Рис.1.7 - Складки и шатры:

а - складка пилообразная; б - то же, трапециевидного профиля; в - то же, из однотипных треугольных плоскостей; г - шатер на прямоугольном основании с плоским верхом; д - складка сложного профиля; е - многогранный складчатый свод; ж - складка-капитель; и - четырехгранный шатер; л - складчатый купол; м - сборная складка призматического типа; н - сборная стяжка с затяжками

Висячие покрытия отличаются наиболее экономичным расходом металла, который работает только на растяжение (рис.1.8). Расход стали на висячее покрытие пролетом 70-80 м составляет примерно 10-15 кг/м 2, тогда как применение металлических ферм или рам для перекрытия такого пролета потребовало бы расхода металла 80-120 кг/м 2.

Пневматические покрытия (рис.1.9) позволяют перекрывать пролеты до 30 м. Бывают они трех основных видов: воздухоопорные оболочки, пневматические каркасы и пневматические линзы. Их используют для устройства летних театров и других зрелищных сооружений временного и передвижного характера.

Рис.1.8 - Висячие предварительно напряженные покрытия облегченного типа:

а - седловидное по аркам; б - то же, с опиранием на изогнутый контур; в - гиперболический параболоид (гипар) с жестким контуром; г - то же, с контуром в виде троса-подпора; д - то же, по вертикальным аркам; е - покрытие с опиранием на жесткий опорный диск или объем и наклонную арку; ж - тентовое покрытие с опиранием на жесткий диск и устойчивую стенку; и - то же, с опиранием на несущие и стабилизирующие тросы; к - покрытие, опертое по продольной оси на два главных троса пролетом 126 м; 1 - несущие тросы; 2 - предварительно напряженные стабилизирующие тросы; 3 - жесткий опорный контур; 4 - оттяжки; 5 - стойки-оттяжки; 6 - опорные мачты; 7 - трос-подбор; 8 - опорные арки; 9 - опорный объем; 10 - тент; 11 - устойчивая стена; 12 - опорный узел; 13 - железобетонные балки-распорки; 14 - главные тросы, поддерживающие сетчатое покрытие

Рис.1.9 - Типы пневматических покрытий: а, б - воздухоопорные; в - пневматическая линза; г - фрагмент стеганной конструкции; д, е - каркасные пневматические сводчатые покрытия; ж - пневматический арочный купол; 1 - воздухонепроницаемая оболочка; 2 - окно-иллюминатор из органического стекла; 3 - анкеры-штопоры для крепления к грунту; 4 - шлюз; 5 - тяж-"простежка"; 6 - стальной опорный пояс линзы; 7 - растяжка для придания продольной устойчивости и поддержки тента покрытия

Размещено на Allbest.ru