Узел опирания стропила на мауэрлат.

Скатные крыши. Формы этих крыш и основные элементы, влияющие на их конструктивное решение.

Конструкция, ограждающая здание сверху, называется крышей.

Является одновременно несущей и ограждающей конструкцией. Состоит из двух частей: несущей части, называемой покрытием, и несомой части, кровли. Ограждающие и несущие функции могут быть разнесены или совмещены (совмещенные крыши).
Бывают бесчердачные (всегда совмещенные) и чердачные. Для отвода воды крыша должна быть сформирована в виде совокупности наклонных плоскостей – скатов. В зависимости от величины уклонов крыши разделяют на: скатные (уклон не менее 20%, втч, крутые, 45-100%), пологие(5 – 20%), плоские (1 – 5%). Штучные материалы требуют больших уклонов. Для рулонных материалах на больших скатах необходимо применять тугоплавкие мастики. Оптимальный уклон 1:30 (3,3%).

Покрытие должно воспринимать постоянную нагрузку от собственного веса, а также переменные нагрузки от снегового покрова, ветрового напора и эксплуатационные нагрузки. Кровля должна быть водонепроницаемой, влагоустойчивой, морозостойкой, коррозиестойкой, биостойкой, стойкой против действия солнечной радиации и достаточно прочной.

Могут быть односкатными, двускатными, четырехскатными (шатровыми, вальвовыми, полувальвовыми), многоскатными, втч., пирамидальными. Вальма – треугольный скат, которым завершают конец двускатной крыши. Если он покрывает не весь торец двускатной крыши, то это полувальма. Пересечения скатов – ребра, а образующие входящие углы – ендова или разжелобки. Верхнее горизонтальное ребро – конек. Выступ крыши у наружных стен – свес. Если скаты крыши перекрывают торцовую стенуи выступают над ней – фронтон, наоборот – щипец.

Несущие конструкции состоят из стропил (конструкций, опирающихся на стены или обычные опоры здания и определяющих скаты и их наклон) и обрешетки. 

Висячие стропила. Основные элементы конструкции.

Висячие стропила применяют когда в здании внутренние опоры - стены или столбы - отсутствуют, а вследствие значительного расстояния между наружными стенами устройство наслонных стропил с образованием скатов невозможно. В этих случаях пролет между наружными стенами перекрывают стропильными фермами. Простейший тип стропильной фермы, где наклонные стропильные ноги передают распор на затяжку ( нижний пояс фермы).

Стропильной фермой называют несущую конструкцию, которая состоит из системы стержней, шарнирно соединенных своими концами. Места соединения называют «узлами ферм». Стержни наружного контура образуют верхние и нижние пояса ферм. Расположенные внутри контура вертикальные стержни называются стойками, наклонные стержни - подкосами (или раскосами).

Наиболее целесообразный способ загружения такой конструкции – приложение нагрузок в узлах. В этом случае стержни работают на сжатие или растяжение. Так, при приложении нагрузки к верхнему узлу треугольной фермы наклонные элементы верхнего пояса работает на сжатие, и в местах их опирания на наружные стены может возникнуть распор, если для его восприятия не сделать горизонтальный нижний стержень (затяжку), работающий на растяжение. Шарнирно соединенная в углах треугольная система - простейшая форма - укладывается через прокладки на стену с передачей стене только вертикальных нагрузок. При другом способе загружения висячих стропил на стержни верхнего пояса непосредственно опирается обрешетка, т.е., эти стержни становятся стропильными ногами и работают не только на сжатие (как элемент ферм), но и на изгиб (как стропильная балка), шаг таких ферм должен соответствовать шагу стропильных ног. Такой способ загружения целесообразен при расстоянии между опорами не более 6 м. 

При пролетах порядка 8-10 м балки чердачных перекрытий во избежание неоправданного увеличения их размеров нуждаются в промежуточной опоре - продольном брусе 7. Этот прогон можно подвесить к висячим стропилам. Для этого в состав треугольной фермы нужно ввести подвеску. В месте пересечения подвески с затяжкой образуется новый узел фермы. Сокращающий размер затяжки и предотвращающий ее провисание. При последующем увеличении пролетов L уменьшается расчетная длина стержней верхнего пояса (вводятся подкосы) и уменьшается расчетная длина балок чердачных перекрытий. Для этого вводятся дополнительные подвески с прогонами ит.д. При пролетах свыше 8 м экономически и технически целесообразно висячие стропильные фермы ставить реже (через 3-5 м), в узлах ферм располагать прогоны, по которым укладывают обычные наслонные стропила.

Материал висячих стропил скатных крыш - дерево в виде брусьев, досок, бревен, при больших пролетах применяют клееные конструкции. Растянутые элементы иногда выполняются из стальных стержней (фермы тогда называют металлодеревянными).

Устройство совмещенной скатной и плоской крыш.

Устройство вальмы в скатных крышах.

Наслонные стропила: основные элементы конструкции.

Несущие конструкции скатных крыш состоят из стропил и обрешетки. Стропила – основная несущая конструкция крыши, которая опирается на стены или на отдельные опоры здания.в виде брусьев, бревен или досок. Все сопряжения - с помощью врубок и металлических креплений.

Основным видов наслонных стропил являются наклонные одно- и двух - 

многопролетные балки, располагаемые вдоль скатов (стропильные ноги), работающие на изгиб по балочной схеме.

Помимо этих элементов наслонные стропила включают также

систему прогонов, стоек, подкосов, лежней, поддерживающих стропильные ноги и передающих нагрузку на нижерасположенные стены или столбы.

Наслонные стропила применяют, когда в здании имеются два или несколько рядов вертикальных опор, расстояние между которыми не превышает 5-8 м. Такие пролеты легко перекрыть наклонными балками (стропильными ногами) из досок, брусьев или бревен, располагаемых вдоль скатов, с шагом порядка 0,8-1,2 м и более. Внутренние стены и столбы доводят обычно только до уровня, превышающего верх чердачного перекрытия на 15-20 см. Их заменяет система стоек (шаг 4-6 м), опирающихся на лежни и поддерживающих верхний продольный брус - прогон. Стропильные ноги укладывают на прогоны, а нижние концы этих ног на подстропильные брусья – мауэрлаты. Мауэрлаты укладываются по верхнему обрезу стен и служат для равномерного распределения нагрузки от стропильных ног на стену. Для жесткости и устойчивости стропильных ног между стойками и прогонами вводят подкосы. Разгружающие прогоны и образующие с ними подстропильную раму. Подкосы применяют также для разгрузки стропильных ног. Расстояние между опорами L (прлет балки стропил без подкоса) обычно не превышает 5,5 м. При введении подкоса стропильная балка превращается в двухпролетную, и расстояние L можно увеличить до 8м. Если при этом длина стропильной ноги превышает стандартную длину лесоматериалов, ее проектируют составной. На внутренних опорах подкосы нужно устанавливать с двух сторон – для погашения распора у основания стойки. Угол между подкосом и стойкой не должен превышать 40-45°.

В местах пересечения скатов крыши наслонные стропила делают из диагональных (накосных) стропильных ног и коротких стропильных ног (нарожников), опирающихся одним концом на накосные стропильные ноги, а другим - на мауэрлат. Диагональные (или накосные) стропильные балки, укладываемые в местах накосных ребер крыши, опираются в коньке либо на коньковый прогон, либо на прибоины стропильных ног. Стропильные ноги, устанавливаемые в углах, врубаются в диагональные балки, располагаясь с ними в одной плоскости. Эти диагональные балки имеют большую длину и большие нагрузки и потому поддерживаются дополнительными опорами и пролетами в виде подкосов. Стоек, шпренгелей. Стропильные ноги и накосные стропильные балки не должны соприкасаться с каменной кладкой карнизов стен во избежание загнивания. Для устройства обрешетки на карнизных свесах применяются деревянные антисептированные доски шириной 25-40 мм, прикрепленные гвоздями сбоку к стропильным ногам и как бы продолжающие их вдоль ската в сторону свеса. Эти прибоины называются кобылками. На диагональных стропильных ногах эти кобылки прибиваются с двух сторон – вдоль двух скатовю

Все размеры стропильных ног, огбрешетки, подкосов и других элементов определяются расчетами. Ширина досок, применяемых для стропил, обычно равна 40-50 мм. Высота – 150, 180, 200 мм, брусьев- 60-140 мм. Средний шаг стропильных ног - 1м. При большой снеговой нагрузке на пологих крышах шаг стропильных ног уменьшают до 0,8-0,6 м, а на крышах с уклоном более 45° его можно увеличить до 1,2-1,4 мю Мауэрлаты выполняются из брусьев сечением 140X160 мм или 160X180 мм, либо из бревен 180-200 мм, отесанных на два канта. Лежни имеют те же сечения, при установке их на стены и расчетные сечения- при установке их на столбы. Мауэрлаты и лежни антисептируются и изолируются от каменных стен прокладкой из рулонного гидроизолирующего материала. Сопряжения стропильных элементов между собой выполняются : для элементов из брусьев и бревен – на врубках, шипах, скобах; для элементов их досок - на гвоздях, нагелях, металлических накладках.

Коньковый узел наслонных стропил.

Узел опирания стропила на мауэрлат.

Скатные крыши. Формы этих крыш и основные элементы, влияющие на их    конструктивное решение.

В зависимости от величины уклонов крыши разделяют на: скатные (уклон не менее 20%, втч, крутые, 45-100%), пологие(5 – 20%), плоские (1 – 5%).

По скатам вода отводится к свесу кровли и сбрасывается непосредственно на землю или с помощью желобов.

Формы чердачных скатных крыш определяются формой здания в плане и требованиями выразительности. Могут быть односкатными, двускатными, четырехскатными (шатровыми, вальмовыми, полувальмовыми) и многоскатными, втч, пирамидальными. Уклоны отдельных скатов делают одинаковыми. В пределах чердака часто делают мансарды, в этом случае крыша может иметь дополнительные ребра.
Несущие конструкции скатных крыш состоят из стропил (висячих или наслонных), а также обрешетки (непосредственного основания для кровли,устраивается по стропильным ногам в виде настила, бывает сплошной или разряженной).

Для двускатных наслонных стропил применяют лежни (при внутренней стене) или прогоны (при отдельно стоящих опорах).

При ассиметричном расположении вводят горизонтальную схватку, которую располагают ниже верхнего прогона.

Вальмовый скат образуется с помощью диагональных стропильных ног и нарожников – укороченных стропильных ног, опирающихся на мауэрлат и стропильные ноги.