Скатные крыши по деревянным стропилам являются традиционной конструкцией жилых зданий. Для скатных крыш применяются различные кровельные материалы. Выбор кровельного материала определяет уклон ската крыши: чем плотнее материал кровли и герметичнее его сопряжение, тем меньше может быть уклон и наоборот. Допустимы следующие уклоны скатных крыш:
- волнистые асбестоцементные металлопластиковые листы- 19- 200;
- стальные листы- 16-220;
- керамическая черепица - 40- 450;
- битумная черепица, композитная черепица 12- 900;
Современные кровельные материалы позволяют создавать так называемые «совмещённые» (бесчердачные) кровли, и обходиться без традиционного чердачного помещения. В этом случае чердачное перекрытие устраивается как междуэтажное, а утеплитель укладывается между стропильными ногами (рис. 19).
В случаях создания чердачного помещения его высота определяется уклоном кровли, габаритами поддерживающих кровлю стропильных конструкций и, кроме того, условиями обеспечения свободного прохода высотой не менее 1,6 м вдоль всего чердака или мансарды. Высота чердака в самых низких местах у наружных стен должна быть не менее 0,4м.
Снижение интенсивности подтаивания снега на крыше и отложения конденсата на чердаке может быть достигнуто хорошим утеплением чердачного перекрытия с устройством под утеплителем надежного пароизоляционного слоя в сочетании с интенсивным проветриванием чердака. Необходимо предусмотреть плотные притворы дверей и люков, ведущих на чердак.
По виду конструкций различают стропила наслонные и висячие.
Наслонные стропила изготавливают из дерева или из железобетона, висячие – только из дерева. Наслонные стропила (рис. 20) применяют, когда в здании имеются внутренние стены или колонны, которые могут служить опорами для стропильных конструкций. Основные несущие элементы – стропильные ноги, укладываемые вдоль ската с шагом 0,8 – 1,5 м.
Стропильные ноги поддерживают обрешетку, к которой крепится кровля. Нижние концы стропильных ног опираются на наружные стены через настенный брус – мауэрлат.
Рис. 19. «Совмещённая» (бесчердачная) кровля: разрез
Верхние концы стропильных ног поддерживаются системой прогонов, стоек, подкосов и лежней, передающих нагрузку на стены или колонны. Стойки устанавливают обычно с шагом 4 – 6 м.
Для жесткости и устойчивости стропил между стойками и прогонами в продольном направлении вводят подкосы, разгружающие прогоны и образующие совместно с ними и стойками подстропильную раму.
Рис. 20. Наслонные стропила: разрез
В зависимости от ширины дома скатная крыша имеет один, два или три продольных прогона.
Мауэрлат должен быть изолирован от гидроизоляционной кладки. Для устройства свеса кровли в целях экономии крупноразмерного материала пользуется короткими прибойнами – кобылками. Концы стропильных ног следует дополнительно крепить к стене, предохраняя крышу от возможного срыва при сильном ветре. В пределах свеса кровли обрешетку делают сплошной. При устройстве скатных крыш могут быть применены металлические стропила, опирающиеся на железобетонные прогоны и стойки.
К верхней грани железобетонной стропильной ноги при помощи заложенных в нее деревянных пробок прикрепляют доску для удобства нашивки обрешетки.
Висячие стропила представляют собой простейший тип стропильных ферм (рис. 21). Их изготавливают из бревен или брусьев, соединяемых врубками и металлическими скобами. При небольших пролетах применяют стропила из досок гвоздевыми соединениями. Висячие стропила состоят из стропильных ног, работающих на сжатие и изгиб и передающих усилие распора на деревянную затяжку через лобовую врубку.
Рис. 21. Висячие стропила
Стропила устанавливают через 1,5 м и обшивают обрешеткой. При пролетах более 6 м между верхними концами стропильных ног зажимают подвесную бабку. При пролетах до 12 м в конструкцию висячих стропил вводят подкосы, уменьшающие расчетный пролет стропильных ног. При пролетах до 16 и применяют две подвесные бабки и спаренные стропильные ноги, сплоченные болтами или деревянными шпонками. Стропила пролетами от 9 до 16 м обычно устанавливают с шагом 3 – 4 м, по ним в узлах укладывают прогоны, поддерживающие наслонные стропила. Подобрать сечения стропильных ног можно с помощью таблицы 2 Приложения.
Примечания: 1. При кровле из черепицы шаг стропильных ног принимается
в два раза меньшим.
2. Опорами считаются мауэрлат, подкос, прогон и противо -
положная стропильная нога.
Лестницы
Лестницы основополагающий элемент в структуре конструкций,
с помощью лестниц возможно соединение и разделение различных уровней пространств сооружений. Эти коммуникации для движения людей и перемещения предметов предполагают особое внимание архитектора.
6.1. Формы лестниц.
Формы лестниц (рис. 22) зависят от назначения, местонахождения и идеологического представления архитектора проектируемого сооружения.
Маршевые лестницы наиболее распространенный тип лестниц — они просты и экономичны. Чаще всего конструкция двухмаршевой лестницы состоит из двух, обычно одинаковой длины, маршей и двух площадок: этажной и междуэтажной. Если вместо междуэтажной площадки запроектировать несколько косых (забежных) ступеней, то длину лестницы, а соответственно и площадь ею занимаемую, можно существенно уменьшить. Забежные ступени делают одновременный набор высоты и разворот, что позволяет запроектировать основные марши более пологими. Маршевые лестницы, как с забежными ступенями, так и междуэтажными площадками, в плане могут иметь сложные формы.
| Лестницы, состоящие из одних забежных ступеней, называются винтовыми. |
Винтовая лестница имеет как достоинства, так и недостатки. Преимущество винтовой лестницы перед маршевой заключается в меньшей площади. Обычно винтовая лестница вписывается в окружность, центром которой является опорная стойка. При ступенях длиной 1000 мм и равных высотах подступёнков, винтовая лестница занимает площадь в полтора раза меньше, чем маршевая.
Марш винтовой лестницы имеет разный уклон: чем ближе к центру, тем лестница становится круче. В пределах этажа винтовые лестницы могут проектироваться с углом поворота от 270 до 360°. Проектирование лестниц с полным оборотом (360°) осложнено тем, что начало движения совпадает по вертикали с его концом. Поэтому такие лестницы могут быть применены не везде.
Если центральную стойку винтовой лестницы расширить или совсем не устанавливать, то получится так называемая спиральная лестница. Спиральная лестница с внутренним и наружным радиусом называется циркульной, а с изменяемыми внутренним и наружным радиусами — лекальной. Лекальные лестницы, как и маршевые, проектируют разнообразных форм (рис. 22).
При расчёте по несущей способности элементы лестницы расчленяются на статически определимые балки — консольные или однопролётные, и рассчитываются по соответствующим формулам.
6. 2. Расчет размеров ступеней и уклона лестничного марша.
Так как лестницы подвержены действию динамических нагрузок, к жёсткости несущих элементов предъявляются повышенные требования: прогиб их не должен превышать 1/400 пролёта.
Лестница удобна и безопасна, если удвоенная высота подступёнка, сложенная с шириной ступени (проступью), равняется среднему шагу человека.
Как альтернативу можно использовать другую формулу: а+b = 450 ± 20 мм, где а — высота ступени (подступёнка), b — ширина ступени (проступи).
Ширина проступи должна обеспечивать опирание ноги полной стопой, то есть быть не меньше 200 и не больше 320 мм. Оптимальной считается высота
подступёнка, равная 150 мм, а ширина проступи — 300 мм.
При проектировании забежных ступеней нужно учитывать, что минимальная ширина ступеней с узкого конца должна составлять не менее 100 мм, а нависание проступи над нижней ступенькой должно быть не более 50 мм.
Рис. 22. Лестницы различных форм
Нависание проступи над нижней ступенью делается для увеличения ширины проступи тогда, когда другими способами не удается увеличить ее размер.
Число подъемов в одном марше между площадками (за исключением криволинейных лестниц) должно быть не менее 3 и не более 16. В одномаршевых лестницах, а также в одном марше двух- и трехмаршевых лестниц в пределах первого этажа допускается не более 18 подъемов (ступеней). Требования по количеству ступеней могут не применяться для создания индивидуальных пространств конкретных людей.
Ширина лестничного марша должна быть не менее ширины выхода на лестничную клетку. Ширина лестничного марша определяется пропускной способностью лестницы, то есть количеством человек, которые могут по ней пройти. Ширина внутриквартирных лестничных маршей может быть 0,9–1 м., эвакуационных лестниц в многоквартирных домах не менее 1,05 м., в общественных сооружениях не менее 1,2 м.
Шириной менее 0,8 м. могут быть только вспомогательные лестницы, например, лестница в подвал или технический этаж, в некоторых случаях ширина лестницы для движения одного человека может быть уменьшена до 0,6 м.
Ограждения лестницы должны выдерживать боковую нагрузку примерно 100 кг, чтобы взрослый человек мог на них опереться. При ширине лестницы более 1100 мм желательно сделать дополнительное ограждение по стене, используя пристенный поручень. Рекомендуемая высота ограждения — 900 мм, при высоте лестницы более 6 м — 1100 мм. Высота ограждения наружных входных лестниц при подъеме на три и более ступени должна быть не менее 800 мм.
При проектировании наружной лестницы используются те же строительные нормы, что и при проектировании внутренних лестниц.
Кроме того, входные лестницы, чаще всего, выполняются как отдельный конструктивный элемент, не связанный со зданием. Вследствие разности в весе, а также в результате сил морозного пучения грунта, величины осадки здания и лестницы сильно различаются.
Одно из основных требований, предъявляемых к лестницам — безопасность передвижения по ним. Ее можно обеспечить используя проступи с шероховатой или рифленой поверхностью.
Со всех ступеней наружных лестниц должен быть предусмотрен отвод воды, вне зависимости есть над лестницей козырек или его нет.
Заключение
В данном пособии кратко рассматриваются основные архитектонические принципы и элементы структур сооружений, в основном, малоэтажных жилых зданий. В современной действительности они необходимы для различных направлений обучения.
Приложение 1
Таблица для выбора балок междуэтажных и чердачных перекрытий
| Пролёт, м. | Шаг балок, м. | Сечение бруса, см. |
| 2,0 | 1,0 0,6 | 12х8 10х7 |
| 2,5 | 1,0 0,6 | 14х10 12х8 |
| 3,0 | 1,0 0,6 | 16х11 14х9 |
| 3,5 | 1,0 0,6 | 16х12 15х10 |
| 4,0 | 1,0 0,6 | 20х12 16х12 |
| 4,5 | 1,0 0,6 | 22х14 18х12 |
| 5,0 | 1,0 0,6 | 22х16 18х14 |
| 5,5 | 1,0 0,6 | 24х16 20х14 |
| 6,0 | 1,0 0,6 | 25х18 22х14 |
| 6,5 | 1,0 0,6 | 25х20 23х15 |
Приложение 2
Таблица для подбора сечений стропильных ног из сосновых брёвен или досок под кровли из стали, битумной и композитной черепицы
| Шаг стропильных ног, м. | Наибольшее расстояние между опорами, м. | |||||||
| 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,25 | 4,5 | 4,75 | 5,0 | ||
| 1,0 | Бревно доска | 4х18 | 4х18 | 5х20 | 6х20 | 6х22 | 6х22 | 7х22 |
| 1,1 | Бревно доска | 4х18 | 5х18 | 5х20 | 6х20 | 6х22 | 6х22 | -- |
| 1,2 | Бревно доска | 4х18 | 5х18 | 6х20 | 6х22 | 6х22 | 7х22 | -- |
| 1,3 | Бревно доска | 4х18 | 5х20 | 6х20 | 6х22 | 6х22 | 7х22 | -- |
| 1,4 | Бревно доска | 4х18 | 5х20 | 6х22 | 7х22 | 7х22 | -- | -- |
| 1,5 | Бревно доска | 5х18 | 5х20 | 6х22 | 7х22 | 7х22 | -- | -- |
| 1,6 | Бревно | |||||||
| 1,7 | Бревно | |||||||
| 1,8 | Бревно | |||||||
| 2,0 | Бревно |
Примечание: 1. При кровле из цементной или глиняной черепицы шаг стропильных ног принимается в два раза меньшим.
2. Опорами считаются мауэрлат, подкос, прогон и противоположная стропильная нога.
Библиографический список
1. Нойферт, Э. Строительное проектирование – М.: Стройиздат, 1991. – 392 с.
2. Жилые и общественные здания: Краткий справочник инженера- конструктора / под ред. Ю.А. Дыховичного. – М.: Стройиздат, 1991. – 656 с.
3. Конструкции гражданских зданий: учеб. пособие для вузов/ Т.Г. Маклакова, С.М. Нанасова, Е.Д.Бородай, В.П.Житков; / под ред. Т.Г. Маклаковой. – М.: Стройиздат, 1986. – 135с.
4. Шерешевский И.А. Конструирование гражданских зданий:
Учебное пособие. – М.: Стройиздат, 1981. – 176 с.
5. Гуляницкий, Н.Ф. История архитектуры – М.: Стройиздат, 1984. – 334 с.
6. Архитектурное проектирование жилых зданий. Лисициан, М. В. и др. – М.: Архитектура-С, 2006. – 488 с.
7. Несущие системы / Хайно Энгель; предисл. Ральфа Рапсона; пер. с нем. Л.А. Андреевой. – М.: АСТ: Астрель, 2007. – 344 с.
