Курсовая работа: Эволюция крыш

В эпоху классицизма и ампира с увеличением высотной застройки, повышением ее плотности и размещением зданий по линии улиц, крыши почти исключаются из сферы зрительного восприятия. Уклон крыши резко снижается, а подкровельное пространство используется в основном для размещении инженерно-технических устройств. Крыши превращаются в утилитарную необходимость, а композиционная роль переходит к фасадной стене здания (рис. 2В ).

Во второй половине XIX в. и начале XX в. с развитием строительной техники, освоением новых материалов и конструкций в странах Западной Европы и России вновь применяются развитые формы крыши с использованием чердачных пространств под устройство мансардных этажей.

В начале XX века символом развития архитектурных форм становится железобетон. Геометрические формы конструктивизма и рост этажности полностью меняют архитектурный облик здания и его декоративные элементы. Крыша становится плоской. В качестве элементов архитектурного завершение верха зданий часто используются парапеты с проемами для сквозного проветривания чердачного пространства, террасы или технической надстройки (машинное отделение лифтов и др.) (рис. 2Г). В период развития индустриального жилищного домостроения форма крыши как завершающего архитектурного элемента здания была практически полностью утрачена. Крыши возводились с малым уклоном, а позднее с плоским покрытием (рис. 2Д,Е). В настоящее время можно встретить скатные крыши самых различных форм: от очень простых, до чрезвычайно сложных.

Простейшей скатной является односкатная крыша (рис. 3А). Чаще всего она используется на вспомогательных зданиях, сооружениях простой конструкции, производственных или складских корпусах. Скат крыши, как правило, обращают к наветренной стороне, защищая тем самым здание от ветра, дождя и снега.

Самой распространенной конструкцией является двускатна или щипцовая крыша, (рис. 3Б). Двускатная крыша является самой распространённой классической конструкцией. Существуют варианты крыш с висячими стропильными формами или с наклонными стропилами. К многочисленным вариантам данного типа надо отнести крыши с равномерным или неравномерным углом наклона ската или же размером карнизного свеса. Она состоит из двух скатов, направленных в противоположные стороны. Треугольные торцовые стены, образующиеся при этой форме, называются щипцами и фронтонами.

Реже встречается шатровая крыша (рис. 3Г). Она применяется в основном только для зданий с квадратным или многоугольным планом. Все скаты такой крыши, в виде равнобедренных треугольников, сходятся в одной точке. Симметричность является определяющим элементом: чистые и однозначные формы и линии, объединяющиеся на вершине. В далекие времена крутые шатровые крыши на башнях и колокольнях служили указателями путникам на природе и ориентирами в городе.

Одним из самых древних типов является вальмовая крыша (рис. 3Е). Она четырехскатная: два ската представляют собой трапеции, а два других, со стороны торцовых стен, - треугольники (они называются вальмами). Характерные черты вальмовой крыши акцентируются наличием слуховых окон. Четырехскатные крыши, в отличие от двускатных, на первый взгляд кажутся более простыми, так как не требуют устройства щипцовых стен, однако их стропильная система гораздо более сложная.

Иногда четырехскатные кровли выполняются в виде полувальмовых, (рис. 3Д). В этом случае боковые скаты (полувальмы) срезаются и имеют по линии уклона меньшую длину, чем основные скаты. Полувальмовые крыши применяют там, где существует необходимость защиты фронтона от неблагоприятных внешних воздействий.

Многощипцовую крышу устраивают на домах со сложной многоугольной формой плана. Такие крыши имеют большее количество ендов (внутренний угол) и ребер (выступающие углы, которые образуют пересечения скатов кровли), что требует высокой квалификации при выполнении кровельных работ.

В случае мансардной крыши (рис. 3В), для увеличения объема мансарды, часто выполняются скаты различных уклонов: нижние - более крутые и верхние - более пологие. Сводчатые крыши могут иметь круговое или параболическое очертание и применяются для перекрытия зданий, прямоугольных в плане.

Купольные и конические крыши применяются для перекрытий зданий кругового очертания в плане.

Плоские крыши находят наиболее широкое применение как в гражданском, так и в промышленном строительстве. В отличие от скатных крыш, на плоских крышах не применяют в качестве кровельных штучные и листовые материалы. Здесь необходимы материалы, допускающие устройство сплошного ковра (битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы, а также мастики). Этот ковер должен быть эластичным настолько, чтобы воспринимать температурные и механические деформации основания кровли. В качестве основания используют поверхность теплоизоляции, несущие плиты, стяжки.

Перечисленные формы крыш подвергаются модификации за счет применения различных элементов, как в устройстве самого покрытия, так и в конструкции кровли. Дополнительные элементы служат для внешнего оформления крыши и повышают функциональность жилых помещений, обеспечивая освещение и вентиляцию.

Глава 2. Общие сведения об устройстве крыш

2.1 Понятие «крыша», «уклон». Типы крыш

Крыша — это верхний ограждающий элемент здания. Она более других конструктивных частей постройки противостоит природным явлениям: летом солнечные лучи нагревают и раскаляют кровлю, осенью и весной ее гидроизоляционные свойства испытывают дожди и талая вода, зимой она удерживает на себе тяжелый снежный покров, в любое время года сильные порывистые ветра устраивают ей проверку на устойчивость. Поэтому конструкция крыши должна отвечать требованиям прочности, гидро- и теплоизоляции, а кровельные материалы должны быть морозостойкими и иметь химическую и радиационную стойкость. По архитектурно-конструктивному решению различают два типа крыш: чердачные и совмещенные. По существу совмещенная крыша представляет собой гидроизоляционный ковер из нескольких слоев рубероида на битумной мастике, уложенный на чердачное перекрытие. Такие крыши обычно плоские, они не имеют уклона, а водоотвод с них осуществляется с помощью внутренних водостоков. При индивидуальном строительстве крыши такого типа устраиваются крайне редко (в основном лишь при возведении небольших хозяйственных построек).

Чердачные, скатные крыши состоят из деревянного каркаса и кровли.

При выборе формы крыши приходится учитывать многие факторы, которые влияют на ее эксплуатационные качества. Так, в соответствии с требованиями пожарной безопасности высота чердачного помещения должна быть не менее 1,6 м. В снежных районах крыши следует делать с большим уклоном, а форму лучше всего выбирать без западающих углов и разжелобков. В районах с сильными ветрами крыши нуждаются в усилении несущих конструкций.

Вообще, уклон крыши — это один из основных параметров, определяющих ее конструкцию. Значение этого параметра может варьироваться в пределах 15 — 45°. Тот или иной уклон придается крыше в зависимости от климата местности, в которой строится дом, и от вида используемого кровельного материала. Минимальный уклон — 15-20° — допустим при использовании металлической кровли; для асбестоцемента ой кровли достаточно уклона 20 — 30°; самого, большого уклона требует черепица — 35 — 45°. Произвольно уменьшать уклон крыши не рекомендуется. Увеличивать уклон можно, но до определенных пределов (он не должен быть более 70°). Существует прямая зависимость между шириной перекрываемого пролета, уклоном крыши и ее высотой: чем шире перекрываемый пролет и больше требуемый уклон, тем выше должна быть крыша.

2.2 Основные сведения о стропильном каркасе крыши

«Скелетом» крыши является стропильный каркас

В малоэтажных домах индивидуальной застройки несущей конструкцией обычно является деревянный стропильный каркас. Деревянный каркас крыши состоит из следующих конструктивных элементов: мауэрлата, стропил, затяжек, стоек, подкосов и ригелей.

Мауэрлат (плотники обычно называют его матицей) представляет собой брус сечением не менее 10 х 10 см или бревно, обтесанное с нижней стороны. Мауэрлат служит опорой для стропил и равномерно распределяет нагрузку от каркаса и кровли на наружные стены. В рубленых домах роль мауэрлата обычно выполняет верхний венец сруба.

Стропила принимают на себя вес кровли, снега и давление ветра, поэтому древесина для их изготовления не должна иметь никаких изъянов: гнили, червоточин, выпадных сучков, трещин в зонах соединения, трещин вне зон соединения. Размер сечения стропил подбирается в зависимости от их длины и расстояния между ними.

Самый простой каркас у односкатных крыш, он состоит из наслонных стропил, которые опираются на мауэрлаты, уложенные по верху разновысоких стен, сверху стропил набивается обрешетка.

У каркасов многоскатных крыш стропила висячие, нижними концами они опираются на стены, а верхние концы стропил сходятся друг с другом в коньке. Стропила можно крепить прямо к мауэрлату, но если нужно перекрыть большой пролет, а также при использовании тяжелых кровельных материалов нагрузка может оказаться чрезмерной. В подобных случаях в конструкцию каркаса включаются дополнительные элементы. При этом собираются стропильные фермы, из которых затем и монтируется каркас.

При врубке стропильных ног в мауэрлаты на балках чердачного перекрытия устраивается временный дощатый настил. Далее укладывается на место мауэрлат или заменяющие его бруски. Затем на мауэрлате и концах стропильных ног делают врубки и закрепляют стропильные ноги.

Таким путем устанавливаются две крайние пары стропил (по одной паре на каждой стороне здания). Затем между ними по коньку натягивается шнур либо укладывается слега или доска, по которой выравниваются все промежуточные пары стропил, устанавливающиеся далее.

Стропильные фермы собираются внизу, а затем поднимаются на дом и устанавливаются. Верхушки (коньки) ферм соединяются между собой коньковым прогоном. Конструкция ферм может быть простой и сложной. Простая ферма представляет собой две стропильные ноги, упирающиеся в горизонтальный брус, — затяжку. В сложной конструкции присутствуют другие элементы — стойки, подкосы, ригели. Работа по сборке ферм значительно ускорится, если сборку производить по шаблону, сколоченному из досок. Существует множество способов соединений элементов стропильного каркаса между собой. Если каркас крыши монтируется только из стропильных ног, то они соединяются с мауэрлатом или верхним венцом сруба на шип. При соединении стропила с затяжкой, чтобы его конец не скользил по затяжке, его врубают одинарным или двойным зубом с шипом и без него. Во избежание скола древесины на конце затяжки врубку следует выполнять с отступом от края в 25 — 30 см. Если же соединение необходимо выполнить в край затяжки, то его стропильную ногу врубают так, как показано на рисунке. Для надежности соединения усиливают болтами или металлическими скобами. Ригель в стропильные ноги врубают полусковороднем вполдерева и крепят нагелем. Для большей надежности соединения можно вместо нагеля использовать болт либо усилить узел металлической скобой. Стойку со стропильными ногами и подкосами, а также подкосы со стропилами соединяют на зуб с шипом и фиксируют соединение хомутами и скобами. С помощью хомута соединяют и стойку с затяжкой. Кстати, если затяжка делается составной, то ее части сращивают зубом, металлическими накладками и болтами, а место сращивания совмещают с узлом крепления затяжки со стойкой.

Страницы: 1, 2, 3, 4