Крыши

Крышей называют часть здания, обеспечивающую защиту его от атмосферных осадков сверху. Крыша имеет несущую и ограждаю щую части. Ограждающая часть включает в себя кровлю и основание под нее в виде обрешетки из деревянных брусков или досок, в виде слоя из цементного раствора или асфальта по железобетонным плитам. Несущая часть состоит из деревянных или железобетонных стропил, стропильных ферм или железобетонных панелей.

Крыша должна быть долговечной, индустриальной и экономичной как при возведении, так и при эксплуатации.
При наличии в здании чердака крыши называют чердачными.

Для стока дождевых и талых вод поверхность крыши должна иметь уклон. В зависимости от уклона различают скатные и плоские крыши.

Если уклон крыши более 1/20 (5%), то крышу считают скатной. Скатные крыши (рис. 112) по форме.в плане подразделяют на односкатные, двускатные (щипцовые), образующие на торцовых стенах фронтон или щипец, четырехскатные (вальмовые) со скатами к продольным и торцовым стенам. Скаты к торцовым стенам называют валь- мами. Кроме этих наиболее распространенных крыш, встречаются трехскатные, полувальмовые, шатровые, мансардные, многощипцовые, пирамидальные, купольные, конические, сводчатые и многоскатные крыши. Уклоны скатов скатных крыш рекомендуется принимать одинаковыми, поэтому пересечение скатов в плане происходит по биссектрисам углов. Линии пересечения скатов образуют ребра, ендовы (разжелобки) и коньки крыш. Коньком называют горизонтальное ребро крыши. Западающее ребро, являющееся наиболее уязвимым местом крыши, называется ендовой.

Уклон скатов зависит в основном от вида материала кровли и может быть выражен тангенсом угла наклона ската к горизонту, отношением подъема ската к его горизонтальной проекции в виде простой или десятичной дроби или в процентах.
 

Рис. 112. Формы скатных крыш:
а — односкатная; 6 — двускатная; в — сводчатая; г — четырехскатная (пальмовая), д — трехскатная; е—шатровая; ж — мансардная; з — пол у тин новая; и — полувальмовая; к — пирамидальная; л — купольная; м - многоскатная; 1 — конек; 2 — ребро; 3 — ендова (разжелобок); 4 — щипец

Несущие конструкции скатных крыш

Несущие конструкции скатных крыш могут быть из дерева, стали и железобетона в виде стропил, ферм и плит.
В зданиях небольшой ширины, а также имеющих внутренние опоры, устраивают наслонные стропила, основным элементом которых являются стропильные ноги, работающие на изгиб как балки с наклонной осью.

Рис. 113. Схемы наслонных стропил:
а — односкатных крыш; б — двускатных крыш; в — общий вид наслонных стропил; 1 — стропильная нога; 2 — стойка; 3 —подкос; 4 — мауэрлат (подстропильный брус); 5— лежень; 6 — прогон; 7 — ригель; 8 — распорка

Конструктивная схема наслонных стропил (рис. 113) зависит от ширины здания и расположения внутренних опор.
Стропильные балки (ноги) укладывают на подстропильные брусья (мауэрлаты) и прогоны. Проантисептированные мауэрлаты укладывают на каменные стены е прокладкой под ними слоя толя на высоте не менее 40 см от верха чердачного перекрытия. Прогоны через 3—5 м опираются на стойки, врубаемые нижним концом в лежни, которые укладывают на внутренние опоры.
Стропильные ноги могут быть из досок, брусьев и бревен, в связи с чем (а также в зависимости от типа кровли) расстояние в осях стропил (шаг) колеблется от 1 до 2 м.

Мауэрлаты и лежни из брусьев или отесанных на два канта бревен при редком расположении стропил могут быть в виде коротышей длиной 60—80 см.

Во избежание сноса крыши ветром стропильные ноги не реже, чем через одну, крепят проволочной скруткой (0 4—6 мм) к заделанному в стену костылю (ершу) или к железобетонным элементам чердачного перекрытия. При большой длине стропильной ноги ей придают дополнительные опоры в виде опирающихся на лежень подкосов. Если длина стропильной ноги больше стандартных длин лесоматериалов, то ее проектируют составной.

Рис. 114. Детали наслонных стропил:

а — планы стропил; б — узлы; в — врубка подкоса в стропильную ногу; г — сопряжение подкосов и стойка с лежнем; д — схема установки шпренгеля под накосную ногу; 1— стропильная нога; 2 — накосная стропильная нога; 3— прогон; 4 — нарожник; 5 — мауэрлат; 6 — кобылка; 7 — шпренгель; 8 — внутренние стены; 9 — стойка; 10 — подкос; 11 — лежень; 12 — антисептированная подкладка; 13 — скобы; 14 — прибоина; 15 — болт; 16 — ось накосной (диагональной) стропильной ноги; 17 — толь; 18 — скрутка

Стропильная балка (диагональная или накосная) в направлении ребра крыши опирается в коньке на коньковый прогон или прибоины. Имея значительную длину, она несет большие нагрузки и потому поддерживается дополнительными опорами в пролете в виде подкосов, стоек и шпренгелей (рис. 114, д). Размеры сечения обрешетки, стропильных ног, прогонов, подкосов определяют расчетом. Мауэрлаты из круглого леса выполняют из бревен 0 18—20 см, брусчатые мауэрлаты имеют сечение 140x 160 или 160x180 мм.

Рис. 115. Сборные дощатые стропила:
а — общий вид; б— схема элементов; в — сопряжение щита с коньковой фермочкой; г — опорный узел; 1 —стропильный щит; 2 — коньковые фермочки; 3 — стропильная рама; 4 — коньковый щит; 5 — подкладной элемент; 6 — карнизный щит; 7 — мауэрлат; 8 —скрутка из проволоки 4 мм; 9— ерш; 10 — два слоя толя

В последнее время нашли широкое применение в массовом гражданском строительстве сборные наслонные стропила. Все элементы таких стропил изготовляют на заводах и поставляют на стройки в виде готовых к монтажу щитов. Основными элементами сборных стропил являются стропильные щиты, стропильные фермы, щиты обрешетки и подкосные рамы (рис. 115). Стропильные щиты, состоящие из стропильных ног и брусковой обрешетки, опираются на мауэрлат и подносные рамы, которые устанавливают на подкладные элементы (рис. 115, г). Вдоль здания подносные рамы соединяют гвоздями. Стропильные ноги стропильных щитов крепят проволочной скруткой к костылям, заделанным в каменную кладку или к железобетонным элементам чердачного перекрытия. Стропильные фермы перекрывают средний пролет между стропильными щитами. К фермам на гвоздях крепят щиты обрешетки. В ряде случаев конструкция стропил состоит только из щитов, укладываемых на мауэрлаты и коньковые прогоны.

Рис. 116. Сборные железобетонные стропила:

а —схемы стропил; б — варианты крепления обрешетки; 1 — стропильная нога; 2 — железобетонный прогон; 3 — кирпичный столб 38X38 см: 4 — обрешетка; 5 — дощатый настил; 6—арматура  4—5 мм через 2 м.;    7 — гвоздь;
8 — ферма; 9 — железобетонная подушка; 10 — скобы; 11 — стальная накладка (l=34 см); 12— брусок

Сборные железобетонные стропила наслонного типа (рис. 116) долговечны, невозгораемы, экономичны, но широкого применения в массовом строительстве не получили. Простейшим элементом сборных железобетонных стропил служат железобетонные балки прямоугольного или таврового сечения с узким деревянным бруском поверху, к которому специальными скобами или гвоздями крепят обрешетку. Балки укладывают на продольные стены и коньковый прогон, опирающийся на железобетонные, бетонные или кирпичные столбы. Сборные железобетонные стропила соединяют сваркой закладных частей или болтами. Кроме простейших железобетонных стропил, применяют также сборные железобетонные стропила из мелких элементов в виде стропильных ног и опорных ферм (рис. 116).

Рис. 117. Деревянные висячие стропила:
а — схемы висячих стропил (стропильных ферм); б — узлы; 1 —стропильная нога; 2 —
ригель; 3 — подвеска; 4 — затяжка; 5 — подкос; 6 — прогоны; 7 — болты; 8 — скобы;
9 — дощатые накладки (с обеих сторон); 10 — подкладка; 11 — подвесное перекрытие; 12 — толь

Примененение сборных железобетонных стропил возможно при ремонте и восстановлении крыш.

При значительной ширине зданий и отсутствии в них внутренних опор в качестве несущих конструкций крыш применяют деревянные, стальные и железобетонные стропильные фермы треугольной, полигональной и сегментной форм.

Стропильной фермой называют такую несущую конструкцию крыши, которая состоит из системы стержней, расположенных в одной плоскости и соединенных по концам. Места соединений стержней называют узлами ферм, а расстояние между соседними узлами — панелью.

Элементы бревенчатых и брусчатых ферм соединяют в узлах врубками, болтами и скобами, дощатых — болтами, гвоздями и нагелями, стальных — сваркой и реже заклепками. Стержни, определяющие геометрическое очертание фермы, образуют ее верхний и нижний пояса, а соединяющие пояса стойки и раскосы — решетку фермы.

В зависимости от перекрываемого пролета деревянные стропильные фермы (висячие стропила) могут иметь различные конструктивные схемы (рис. 117). Нижний пояс висячих стропил (затяжка) работает на растяжение, воспринимая распор от стропильных ног. Для уменьшения провисания затяжки в фермах пролетом более 8 м устраивают подвески (бабки), а для уменьшения прогиба стропильных ног — раскосы, врубаемые в подвеску. Подвеска работает на растяжение.

По верхнему поясу ферм укладывают прогоны, а к нижнему крепят подвесное чердачное перекрытие на стальных подвесках.
Часто в деревянных фермах элементы, работающие на растяжение, делают из стальных тяжей. Такие фермы называют металло-деревян- нымй (рис. 118).

Стальные (рис. 119) и железобетонные фермы применяют преимущественно в гражданских большепролетных зданиях и зданиях промышленного назначения. Стальные фермы делают из прокатных профилей стали — уголков. Для соединения элементов стальных стропильных ферм в узлах устанавливают косынки из стальных листов толщиной 10—12 мм (рис. 119, в).