Кровельные конструкции: Кровельные конструкции — Dr.SChIEFER

Кровельные конструкции — Dr.SChIEFER

Использование и требования

Элементарная функция любой кровельной конструкции – защита от осадков в виде дождя, снега, талой воды и льда. Несущая конструкция кровли должна также выдерживать ветровые и снеговые нагрузки, а кроме того, и эксплуатационную нагрузку, возникающую при передвижении по ней людей во время проведения ремонтных работ. К задачам кровли относится и защита от огня.

Простое использование чердачного пространства требует защиты от проникающего через кровлю снега и грязи. При более требовательном использовании должна быть также обеспечена защита от жары и холода и шумового воздействия. В случае использования помещения в качестве жилого, необходимо решать задачу теплоизоляции и сохранения комфортной влажности внутри помещения. И, наконец, ко всему вышеперечисленному добавляются актуальные задачи пассивной выработки электроэнергии и соблюдения экологических требований. Таким образом, помимо климатических условий, выбор конструкции в большой степени определяется характером ее использования.

Конструктивные принципы

Сегодня существуют технические возможности для того, чтобы реагировать на самые разнообразные требования, предъявляемые к кровле, целым комплексом конструктивных решений, которые можно точно согласовать между собой. Конструктивные принципы заключаются в том, чтобы реализовать выполняемые кровлей задачи в каждом слое конструкции.

Современное состояние кровельной техники может быть определено следующей градацией:

• Однослойные конструкции, которые отводят поступающую влагу и сырость только через один слой кровельного покрытия.
• Двухслойные конструкции, которые подразумевают создание дополнительного защитного слоя с помощью подкровельной мембраны или нижней защитной кровли.
• Конструкции из трех и более слоев, в которых различные изоляционные слои разделены вентиляционными слоями.
• Кровельные сэндвич-панели / модульные конструкции, которые интегрируют в одном элементе все строительно-физические требования.

Этот подход – реагировать на разнообразные требования с помощью создания различных слоев – кажется логичным и целесообразным, но он связан с определенными дополнительными затратами при монтаже. Большее количество слоев увеличивает количество необходимых примыканий и, тем самым, количество источников возможных дефектов. Принцип модульной конструкции помогает решению этих проблем.

Рассмотрим проблематику вентилируемых и невентилируемых конструкций.

Термины и определения

Вентилируемые крыши – вентилируемая теплоизоляция (крыши с двухслойной вентиляцией)

Под вентилируемыми кровлями понимаются вентиляционные воздушные слои, которые расположены непосредственно над изоляцией. Более точно можно обозначить эти конструкции как «вентилируемая теплоизоляция».

Невентилируемые кровли – невентилируемая теплоизоляция (крыши с однослойной вентиляцией)

Непосредственно над теплоизоляцией вентилируемый слой отсутствует. Это означает, что на поверхность утеплителя уложена диффузионная мембрана или сплошной деревянный настил с диффузионной мембраной.

Временная кровля

Временная кровля (гидроизоляционный слой) монтируется перед укладкой кровельного материала и может продолжительное время защищать здание от атмосферных осадков до момента покрытия кровли. После этого она образует с кровельным материалом один конструкционный элемент.

Нижняя кровля

Под нижней кровлей понимается самостоятельный гидроизоляционный слой, который и без верхнего кровельного покрытия представляет собой водонепроницаемую кровлю.

Покрытие и изоляция

Под покрытием понимается укладка элементов со свободным нахлестом, под изоляцией – водонепроницаемое склеивание или сварка полотен. Таким образом, в контексте временной и нижней кровли можно еще более точно разграничить понятия «временной кровли» и «временной изоляции», так же как и понятия «нижнего настила» и «нижней изоляции».

Вентилируемые – невентилируемые

Правила Немецкого союза кровельщиков рекомендуют выполнять мансардные помещения как «вентилируемые конструкции», т.е. с вентилируемой (сверху) теплоизоляцией. Однако замечено, что в кровельных пространствах, подверженных различным климатическим воздействиям, теплый влажный воздух перемещается от нагретой части кровли в более холодные области кровельной конструкции, находящиеся не с солнечной стороны, и там отдает влагу (до 100 г/м2 за 24 ч). Это особенно проявляется в тех случаях, когда гидроизоляционный слой над воздушной прослойкой способен впитать лишь небольшое количество влаги (например, гладкие подкровельные пленки), так что накопленная конденсационная вода пропитывает находящуюся ниже теплоизоляцию.

Вентилируемая изоляция

С того времени как был установлен описанный выше факт, проверенная временем вентилируемая конструкция оценивается более критично. Вентилируемая изоляция по-прежнему имеет право на существование благодаря следующим безусловным преимуществам:

• Летняя теплоизоляция может быть улучшена благодаря отведению нагретых воздушных масс по нижнему вентилируемому каналу.
• Поступающая влага, будь то просачивающаяся по причине обильных осадков вода, конденсат, возникающий при резком падении температуры на нижней части настила, или же просочившаяся сквозь пароизоляцию и изоляционный слой влага, из внутреннего простран-ства конструкции может быть отведена за счет конвективного движения воздуха в нижнем зазоре.
• Вентилируемые конструкции вносят свой вклад в снижение негативных последствий ошибок и различного рода происшествий при проведении работ, особенно при укладке пароизоляции и выполнении ее примыканий.
• Дощатый настил, который зачастую размещается над воздушным слоем, улучшает шумоизоляцию крыши. Однако следует назвать и недостатки вентилируемой изоляции:
• Большая потеря тепла из-за потока воздуха над минеральным утеплителем с открытыми порами, что требует большую толщину теплоизоляционного материала.
• В случае межстропильной изоляции зависимость высоты стропил от суммы высот изоляционного материала и воздушного слоя может привести к чрезмерному увеличению размера стропил.
• Воздушный зазор можно считать «влажным» из-за попадания в него влажного внешнего воздуха, особенно в летний период. Кроме этого, через открытый нижний зазор в конструкцию могут проникать вредные насекомые, поэтому необходимо применение химической защиты дерева.
• Обеспечение достаточной вентиляции над крупными проходными элементами (окна, трубы, дормеры), а также в области хребта и ендовы связано с большими трудозатратами.
• Необходимые для поддержания вентиляции нижнего зазора входные и выходные отверстия также предполагают большие трудозатраты.
• При интенсивной вентиляции нижнего зазора увеличивается риск конвективного проникновения теплого и, следовательно, влажного воздуха из внутреннего помещения в утеплитель, что может привести к повышенной конденсации пара.
• Через нижний вентиляционный зазор происходит постепенное засорение утеплителя пыльцой, копотью и пылью, что может способствовать повышенному влагонакоплению в теплоизоляционном слое.

Холодные (чердачные) крыши

Конструкции без теплоизоляции применяют в чердачных помещениях или строениях, не предназначенных для проживания (например, склады). Подкровельная пленка или подкровельный слой могут задерживать ветер, грязь и задуваемый снег. Нижняя кровля еще более функциональна, нежели подкровельная пленка. При ее использовании допустимо немного отклониться в меньшую сторону от нормативных показателей наклона кровли. В зимнем домостроении нижняя кровля выполняет ценную функцию, когда из-за погодных условий основное кровельное покрытие еще не может быть уложено. В некоторых климатических зонах гидроизоляционных свойств деревянного настила вместе с лежащим на нем гидроизоляционным полотном уже достаточно. С помощью такой конструкции можно также удовлетворить требования в отношении простой звукоизоляции.

Изоляция над несущей конструкцией (утепление над стропилами)

У этой конструкции много преимуществ. Несущая конструкция видна из внутреннего помещения, она подвержена лишь небольшим колебаниям температуры и влажности. Теплоизоляционный слой проходит без прерываний по всей площади стропил, а толщина его может выбираться независимо от несущей конструкции. Еще одно преимущество этой конструкции состоит в том, что пароизоляция может быть уложена на одном уровне и непрерывно. Вентиляционное пространство создается контробрешеткой необходимой толщины. Однако при использовании минеральной ваты, как правило, требуется монтаж опорной конструкции для контробрешетки. Эти прогоны прерывают теплоизоляцию, и должны поэтому быть изготовлены из слабо проводящего тепло материала. Создание дополнительного прогонного слоя, выполняемого обычно из дерева, связано с определенными материальными затратами. При такой конструкции оптимально применение прочного утеплителя из полиуретана или пенополистирола. Общая высота конструкции крыши с утеплением над стропилами является наибольшей из всех существующих. Особые требования предъявляются к пароизоляционному слою: он обязательно должен быть нескользким и выдерживать высокие сосредоточенные механические нагрузки, связанные с перемещением кровельщиков по пленке в ходе работ. Поэтому ведущие производители создают специальные продукты для таких крыш. Изоляция между несущими элементами (утепление между стропилами) Несмотря на то, что высота всей конструкции в этом случае может быть сокращена, полностью функциональной конструкция будет только тогда, когда высота стропильных ног будет значительно выше, чем необходимая толщина теплоизоляции. Это связано с тем, что стропильные ноги потенциально являются мостиками холода. Чем больше сечение стропил и меньше шаг их установки, тем выше тепловая неоднородность конструкции и больше потери тепла. При использовании двухслойной схемы вентиляции высота стропильных ног должна выбираться с учетом необходимой высоты вентиляционного зазора между утеплителем и гидроизоляционной пленкой. Необходимо также учитывать особенности укладки пленки – с провисом или натягом. Данная конструкция остается наиболее распространенной, она подходит и для нового строительства, и для реконструкций. Недостаток ее заключается в том, что изоляционный слой полностью прерывается стропильными ногами, а также велик риск конвективного переноса влажного воздуха из мансарды в конструкцию крыши. Чем интенсивнее вентиляция в нижнем зазоре, тем выше риск увлажнения теплоизоляции проникающей из теплого помещения парообразной влагой.

Изоляция между и под несущей конструкцией

Эта конструкция весьма надежна и проста в устройстве. Как правило, она применяется при новом строительстве, когда высота стропильной конструкции недостаточна, а требуемая высота всей конструкции крыши должна быть как можно меньшей. Для крепления пароизоляции и внутреннего отделочного слоя необходима дополнительная подконструкция. Внутренний слой утеплителя обычно укладывается между каркасными брусками / профилями внутренней отделки, перекрывая стропильные ноги и значительно снижая риск образования мостиков холода.

Если в качестве внутреннего слоя применяются плиты из базальтовой ваты, то они служат также дополнительной пожаробезопасной изоляцией несущей стропильной конструкции.

Изоляция под несущей конструкцией

Если высота имеющейся несущей конструкции слишком мала, теплоизоляция должна быть расположена под несущей конструкцией. Утеплитель должен быть достаточно прочным и подходить для крепления пароизоляции и внутренней отделки, иначе он будет прерываться каркасной подконструкцией под отделку. Необходимо также принимать во внимание потерю объема внутреннего помещения, так как вся конструкция довольно высока. Одним из существенных недостатков такой конструкции является расположение всех несущих элементов во внешней среде с переменной температурой и влажностью.

Новые требования к вентиляционному сечению для вентилируемых кровельных конструкций (не требующих подтверждения расчетами) содержатся в новой норме DIN 4108, так же как и указание на максимальное сопротивление теплопередаче внутреннего слоя в 20% от всей конструкции (утеплителя, расположенного перед пароизоляционным слоем со стороны теплого помещения).

Невентилируемая изоляция (полная теплоизоляция стропил / однослойная схема вентиляции)

Недостатки вентилируемых конструкций соответствуют преимуществам невентилируемых утепленных конструкций:

• Отсутствует конвективный перенос тепла воздушным потоком над изоляционным слоем, являющийся причиной потери тепла.
• В случае применения межстропильной изоляции вся высота стропил может быть использована для теплоизоляционного слоя (т.е. увеличения его толщины, а значит, снижения затрат на эксплуатацию дома в целом).
• Так как теплоизоляция, покрытая диффузионной мембраной, не подвергается воздействию влаги извне, от химической защиты дерева можно отказаться.
• Отсутствуют конструктивные преграды для нормальной вентиляции крыш сложной формы с ендовами, примыканиями, слуховыми и мансардными окнами.
• Отпадает необходимость в трудозатратах на создание входных и выходных (вентиляционных) отверстий вдоль ендов и примыканий.

Однако необходимо организовать один вентиляционный воздушный слой под кровельным покрытием. Этот слой служит для отведения тепла, талой воды, а также влаги, просачивающейся через штучный кровельный материал в случае выпадения чрезмерно обильных осадков. Кроме того, он способствует высушиванию увлажненных элементов крыши (утеплителя, стропил, настила и обрешетки). Водоотводящий слой над изоляцией должен быть диффузионно открытым с максимальным показателем эквивалентной толщины сопротивления диффузии водяного пара Sd <= 0,2 м, чтобы влага, которая может находиться в теплоизоляции и деревянных элементах крыши, могла быть свободно выведена за счет диффузии.

Однако у невентилируемых изоляционных слоев есть и недостатки:

• Как правило, отсутствует сплошной деревянный настил, что приводит к снижению защиты от внешнего шума.
• Нельзя исключать, что диффузионная проницаемость гидроизоляционной мембраны, находящейся над теплоизоляцией, со временем понизится из-за ее загрязнения (данное предположение не подтверждено для многослойных мембран с микропористой закрытой структурой, но вполне возможно при использовании однослойных мембран). Талая вода и слои льда, временно скопившиеся на поверхности мембраны, также повышают сопротивление диффузии. Если же пароизоляция под утеплителем имеет дефекты или повреждения, это может привести к типичному увлажнению теплоизоляции и повреждению всей конструкции.
• Высокая остаточная влажность утеплителя и стропил также может привести к временному образованию конденсата в толще конструкции, однако он будет выведен из крыши после первых и продолжительных оттепелей весной.
• Наконец, невентилируемая изоляция не может обойтись без пароизоляции с эквивалентной толщиной сопротивления диффузии воздушного слоя Sd >= 100 м. Это означает, что все стыки и примыкания должны быть выполнены без погрешностей.

При реализации ручным способом в случае межстропильной изоляции на наклонной кровле этого можно добиться только при чрезвычайно тщательном исполнении и использовании системных аксессуаров – клеев, лент и уплотнительных паст.

Как правило, конструкции с утеплителем между несущей конструкцией с одним вентиляционным зазором выглядят следующим образом:

Теплоизоляция между стропильной конструкцией

Создание и реализация слоев ручным способом обладает в случае межстропильной изоляции с невентилируемым теплоизоляционным слоем всеми перечисленными выше преимуществами и недостатками. В условиях труда, при которых приходится работать над головой и под наклонной поверхностью, легко допустить ошибки. К этому добавляется и та проблема, что герметичные стыки с имеющимися конструктивными элементами зачастую выполняются специалистами из других отраслей. Поэтому новая норма DIN 4108 требует определенного соотношения показателя эквивалентной диффузионной толщины воздушного слоя Sd для слоев вне и внутри теплоизоляции. Для определенных конструкций (например, невентилируемая кровля) норма предписывает показатель Sd >= 100 м для внутреннего слоя.

Чтобы предотвратить потерю изолирующего эффекта в случае намокания утеплителя, можно рекомендовать выбор теплоизолирующего материала с водоотталкивающими свойствами. Непременными составными частями такой конструкции являются вентилируемый зазор и высокая диффузионная открытость уложенной на утеплитель ветрозащитной мембраны. В отношении теплосопротивления под пароизоляционным слоем новая норма DIN предписывает максимальный показатель в 20% от значения всей конструкции.

Утепление над несущей конструкцией

Перечисленные выше проблемы говорят в пользу конструкции, в которой слой утеплителя расположен над несущей конструкцией.

Конструкция с утеплителем поверх стропильных ног с одним вентиляционным зазором выглядит следующим образом:

Этот вариант конструкции способствует оптимальной укладке пароизоляции и снижает риски ошибок при ее реализации. Кроме того, здесь действуют преимущества, перечисленные для вентилируемых изоляционных слоев. Остаются, однако, трудозатраты на закрепление основания настила и повышенная высота конструкции, которая лишь в редких случаях накладывает какие-либо ограничения.

Кровельные конструкции — классификация

Кровельные конструкции принято подразделять на плоские и скатные:

Плоские крыши состоят из несущей конструкции и кровельного покрытия, в качестве которого чаще всего применяются рулонные наплавляемые материалы на битумной основе — мягкая кровля. Данный вид кровли применяется в основном в многоэтажном и индустриальном строительстве. Это связано со спецификой строительства подобных зданий — мощная несущая конструкция, постоянный уход за кровлей, специфическая организация системы водостоков.

В свою очередь, в коттеджном строительстве применяются в основном скатные кровли. Архитектурная выразительность делает их более привлекательными, а разнообразие форм позволяет создать свой индивидуальный образ. Скатные крыши подразделяются обычно по количеству скатов, идя от простого к сложному можно выделить следующие варианты:

Односкатная кровля — самая простая и, соответственно, самая экономная кровля. Представляет собой наклонную плоскость, обращенную обычно к наветренной стороне.

Двускатная кровля — наиболее распространенная в строительстве, относительно проста в монтаже и удобна в эксплуатации. Простая и прочная стропильная конструкция плюс экономичное использование кровельных материалов делает такую кровлю очень привлекательной.

Одна из разновидностей двускатной кровли — мансардная кровля или двускатная ломаная кровля. Ее используют для увеличения подкровельного пространства при организации жилой мансарды. При этом, такая кровля имеет свои недостатки — более слабая стропильная конструкция и увеличенный расход кровельных материалов. Очень часто нижняя часть скатов расположена практически вертикально и в этом случае сложная кровельная конструкция заменяет стену, что ведет к удорожанию проекта.

Четырехскатная кровля в зависимости от здания подразделяется на шатровые — когда здание имеет в основании квадрат — состоят из четырех треугольников, сходящихся вершинами в центре, и вальмовые — в основании здания прямоугольник — состоят из двух трапеций и двух треугольников. Полувальмовая кровля — треугольники не полностью закрывают боковые щипцы и длинна их значительно короче чем у основной кровли. Такая форма многим кажется более представительной, но конструкция стропил усложняется за счет диагональных элементов.

Многощипцовая крыша часто используется при постройке домов сложной конфигурации. Для здания, прямоугольного в основании, она получается пересечением под прямым углом двускатных крыш. Она, конечно, очень сложна в исполнении, но имеет выразительный вид. Слабым местом такой крыши является большое количество внутренних углов между скатами. В эти местах — ендовах, проходит наибольшее количество воды, а уклон их гораздо меньше чем уклоны скатов. Соответственно, эти узлы получаются и очень дорогостоящими как по монтажу, так и по кровельным элементам, применяемым для организации правильного стока и водонепроницаемости.

Сводчатая кровля имеет круговые или параболические очертания. Для частной застройки она практически не применяется.

Купольные и конические крыши применяются для перекрытия здания или его части, имеющих в плане круговые очертания. Могут напоминать сферический купол, плоский или острый конус.

Хотелось бы поподробнее остановиться на сложности крыши. Прежде всего, она влияет на стоимость кровельных материалов. Это связано с тем, что возрастает количество отходов при укладке кровли, а также с тем, что каждый скат требует применения по периметру различных профилей и доборных элементов. Эти профили необходимы для организации грамотной гидроизоляции и вентиляции, а также и из чисто эстетических соображений — для прикрытия обрешетки, мест раскроя и т.д.

Стоимость работ вырастает не менее значительно. Причем она не связана напрямую со стоимостью кровельного покрытия. Наиболее дорогостоящими являются работы по устройству стропил, хотя стоимость материала там относительно невелика.

Стоит учесть, что теория и практика не всегда совпадают. Если компьютерная программа способна достаточно быстро нарисовать крышу практически любой конфигурации, то на деле соорудить такое может оказаться просто не по силам без привлечения спецтехники и дополнительных вложений. А уж сколько такая кровля простоит и сколько потребует сил на содержание сказать сможет далеко не всякий проектировщик.

Широко распространено мнение, что на сложных кровлях лучше в целях экономии использовать штучные кровельные материалы, такие как, натуральная черепица или мягкая (гибкая) черепица на битумной основе, а не металлочерепицу. Действительно, за счет небольшого размера отдельных элементов отходы минимизируются. Но опыт показывает, что при грамотном расчете и не менее грамотном монтаже больших отходов в металочерепице удается избежать. При этом необходимо учитывать, что натуральная и мягкая черепицы требуют дополнительных расходов на организацию обрешетки и монтажные работы, а цена покрытия обычно выше. На самом деле, ничто не мешает, в случае когда выбор еще не сформировался окончательно, попросить продавца или строителя произвести расчеты по нескольким кровельным материалам.

Двускатные крыши и многослойные крыши. Традиционные кровельные конструкции

Дизайнеры и инвесторы стремятся строить проверенные двускатные крыши и многослойные крыши. Потому что они видят в них огромный потенциал. Все больше людей обращаются к традициям. Откройте для себя преимущества и возможности традиционных конструкций крыши.

План местного зонирования

В настоящее время форма и угол склонов часто определяются соответствующими положениями плана местного зонирования. Или условиями застройки для данного объекта. Цель таких правил очевидна — поддержание связного характера развития в данной области и поддержание пространственного порядка.

Для окончательного эффекта чрезвычайно важны как форма крыши, так и ее материал. Очень часто оба фактора неразрывно связаны и напрямую связаны с особенностями строительства данного региона. Первоначально форма крыши, форма и степень наклона скатов крыши и способ их отделки были обусловлены климатом, техническими возможностями и доступностью материалов. В настоящее время воображение дизайнера и индивидуальные предпочтения инвестора становятся все более решающими факторами. Вот почему вдохновение стоит искать, глядя на крыши, связанные с традиционной архитектурой.

Скатные крыши

Чрезвычайно характерным элементом нашего ландшафта являются остроконечные крыши, производные от традиционных сельских построек (особняков, коттеджей и хозяйственных построек). Одним из их многочисленных преимуществ является экономичность и простота конструкции, которая не требует использования сложных технических решений, а также идеально подходит для любого типа покрытия.

В зависимости от изобретательности архитектора и местных традиций, двускатная крыша может претерпеть определенные изменения как в отношении отделочных материалов, так и деталей. Даже самый простой вариант этой крыши на прямоугольном плане может выглядеть чрезвычайно привлекательно, благодаря сознательному использованию соответствующих материалов. Они каким-то образом навязывают некоторые решения самостоятельно.

Покрытие из соломы или тростника придает даже, казалось бы, самому обычному дому уникальный характер. Грубая текстура соломы и ее изменяющийся цвет со временем являются прекрасным дополнением к деревянным ставням, оштукатуренным стенам и даже каменным облицовкам. Кроме того, живописные элементы дополняют его строительные детали, например, деревянные эстакады на гребне.

Керамическая черепица

Впечатляет и традиционная керамическая плитка. Пропорции наклона крутой двускатной крыши к стенам делают ее самым важным элементом.

Керамическая черепица для двускатной кровли

Архитекторы и инвесторы, которые выбирают керамическую плитку, могут выбирать из одинаково широкого диапазона возможностей. Если вы остановитесь на классических традициях красноватого цвета, разнообразные формы позволят вам создать крышу уникальной формы. Обычная плоскость может быть устроена индивидуально или в системе, напоминающей чешую карпа.

Поделиться ссылкой:

Похожее

Светопрозрачные конструкции кровли | панорамные стеклянные крыши

Компания «Акватон» осуществляет проектирование, производство и монтаж светопрозрачных кровельных конструкций на основе алюминиевых профилей Schüco. Светопроницаемые крыши обеспечивают максимальное проникновение солнечного света в помещение для организации системы естественного освещения.

Преимущества светопрозрачных конструкций

Популярность крыш из светопрозрачных материалов в нашей стране в последние годы растет благодаря следующим факторам:

• Прозрачная кровля позволяет использовать имеющееся пространство по максимуму: с ее помощью можно превратить в комфортную жилую зону помещение чердака или пристройки.
• Основная цель, преследуемая при установке светопрозрачных конструкций, заключается в качественном обеспечении естественного освещения. Кровля с высокими светопропускными способностями защищает от негативных атмосферных явлений, не сокращая при этом уровень поступающего солнечного света.
• Благодаря снижению затрат на освещение помещения уменьшается потребление электроэнергии. А при использовании для кровли энергоэффективных светопрозрачных покрытий в сочетании с теплым алюминиевым профилем можно добиться и уменьшения затрат на отопление.

Светопрозрачная кровля из алюминиевого профиля

Применение светопрозрачной кровли

Стеклянная крыша — естественное и гармоничное дополнение зимнего сада, террасы или веранды загородного дома. Она может быть исполнена в виде стеклянного купола — зенитного фонаря, навеса или атриума, играть роль дополнительного источника освещения в производственных помещениях, бизнес-центрах, торговых и спортивных объектах, заведениях общественного питания.

Реализованный проект: реконструкция зимнего сада, арт-отель «Николаевский Посад», г. Суздаль, Владимирская область. Использована фасадная система Schuco FWS 50. HI, крышные окна AWS 57 RO с электрообогревом

Особенности проектирования светопрозрачных крыш

Использование алюминиевых профильных систем для создания стеклянных кровельных конструкций обеспечивает универсальность вариантов архитектурного исполнения.

Кровли могут иметь различную, в том числе сложную форму, несколько вариантов теплоизоляции: от ее отсутствия до соответствия стандарту «пассивного дома», комплектоваться автоматической или полуавтоматической системой управления, системами естественной и принудительной вентиляции, дымоудаления и влагоотвода.

При проектировании светопрозрачных крыш обязательно принимаются в расчет следующие факторы:

• ветровая нагрузка;
• вес стекла/стеклопакета;
• снеговая нагрузка;
• собственный вес конструкции.

В некоторых регионах России, например, на Урале, где в зимний период выпадает очень много снега, только стандартного алюминиевого профиля в качестве несущей конструкции может оказаться недостаточно.

Усиление конструкции светопрозрачной кровли осуществляется за счет увеличения сечения профиля или использования подконструкции из других материалов, например, стали или дерева.

При этом важно сохранить основные преимущества стеклянной кровли: усиленный профиль не должен отрицательно сказываться на светопропускании, а внешний вид всей конструкции должен сохранять ощущение легкости.

Реализованный проект: светопрозрачная крыша выполнена с применением накладной фасадной системы Schuco AOC 50; частный коттедж, г. Москва, пос. Первомайское, д. Фоминское, КП «Согласие-2»

Примеры реализованных проектов по монтажу светопрозрачных крыш от компании «Акватон»:
Арт-отель «Николаевский Посад», г. Суздаль, Владимирская область

Частный коттедж. г. Москва, пос. Первомайское, д. Фоминское, КП “Согласие-2”

Для получения максимальных преимуществ от использования стеклянной крыши, а также для определения необходимости дополнительного утепления или установки систем солнцезащиты, кондиционирования необходимо учитывать ее местоположение, возможность затенения соседними постройками или деревьями, траекторию движения солнца и т.д.

На стадии проектирования светопрозрачной кровли учитывается множество факторов, включая траекторию солнца

Профильные системы Schüco для стеклянных крыш

Одной из наиболее популярных систем для проектирования светопрозрачных кровельных конструкций является стоечно-ригельная фасадная система Schüco FWS 50. К ее преимуществам можно отнести:

• Испытанную систему приточной и вытяжной вентиляции.
• Богатый ассортимент стоек и ригелей с различными статическими характеристиками.
• Обширный выбор вариантов горизонтальной проекции: возможна реализация односкатных, двускатных, многоугольных, купольных, арочных крыш.
• Универсальность применения и легкое объединение с другими системами Schüco.

Системное решение Schüco FWS 50+.SI (Super Insulation) превосходит существующие стандарты энергоэффективности (EnEv) по коэффициенту Uf: его значение составляет всего 0,7 Вт/(m²K).

Фасады данной серии рассчитаны на установку тяжелых и габаритных стекол. Имеется возможность скрытого встраивания в профиль коммуникационных кабелей и элементов дистанционного управления.

Еще одно решение — модульная система, состоящая из зимнего сада Schüco CMC 50 и неизолированной террасной крыши Schüco PRC 50. Онаразработана специально для реализации зимних садов, беседок, террас со светопрозрачными кровлями различной площади и конфигурации.

Благодаря применению усиленных профилей стропил и водосточных желобов с учетом статистических параметров возможно изготовление конструкций с вылетом до 6,5 м. Система предусматривает установку электрообогрева для стеклопакетов.

Светопрозрачная крыша в составе конструкции зимнего сада: реализованный проект компании «Акватон»

Какое стекло используется для изготовления светопрозрачной кровли

Для стеклянных крыш, так же, как и для вертикального остекления зимних садов, террас, веранд и других подобных конструкций, применяется безопасное стекло, которое обладает повышенной устойчивостью к механическим повреждениям, а при разбивании распадается на осколки, не имеющие острых краев.

Светопрозрачная крыша должна быть не только эффектной, но и безопасной

С помощью как самого стекла, так и стеклопакетов можно повысить теплоизоляцию конструкции.

Например, мультифункциональное стекло блокирует ИК-спектр солнечных лучей и пропускает максимальное количество видимого света в помещение в летний период, защищая его от перегрева без потерь в освещении, а в зимнее время препятствует выходу наружу длинноволнового теплового излучения от обогревательных приборов, тем самым сохраняя комфортную температуру.

Стеклопакеты с заполнением инертными газами (аргоном, криптоном) также не позволяют теплому воздуху покидать помещение. По своим характеристикам однокамерный стеклопакет с заполнением аргоном примерно равен стандартному двухкамерному стеклопакету с заполнением воздухом, но позволяет снизить вес конструкции и как следствие, нагрузку на перекрытия.

Выбор стекол и стеклопакетов зависит не только от климатических особенностей и назначения помещения, но и от направления остекления: солнцезащитное, низкоэмиссионное, мультифункциональное напыление могут давать искажение цвета стекла на поверхностях, расположенных под острым углом, и изменять цвет светового потока изнутри помещения.

Если задача заключается в том, чтобы добиться максимальной прозрачности стекла и передачи света без искажений, следует использовать просветленное стекло в сочетании с устройствами солнцезащиты: внутренними, наружными, межстекольными жалюзи, маркизами, рулонными шторами.

Еще материалы по теме:

Остекление террасы или веранды: все о разновидностях и материалах, выбор производителя

Проектирование и монтаж зенитных фонарей

Зимний сад: правила обустройства

Дополнительные элементы

Светопроницаемые кровли на основе профилей Schüco могут дополняться крышными и верхнеподвесными окнами с открыванием внутрь и наружу.

Крышное окно Schüco AWS 57 RO

Крышное окно Schüco AWS 57 RO: 3 уровня уплотнения, видимые или скрытые прикрученные штапики, скрытая поворотная петля для повышенной взломоустойчивости

Варианты исполнения крышного окна Schüco AWS 57 RO

• Стеклопакеты, способные выдержать вес человека.

• Плоская кромка со ступенчатым стеклопакетом обеспечивает хорошее стекание воды и эффект самоочищения.
• Для создания комфортного микроклимата и дополнительной экономии электроэнергии возможно встраивание солнцезащитных элементов между стеклами.
• Встраиваемые элементы для естественного дымо- и теплоотвода.
• Скрытая интеграция молниеотводов.
• Возможно как ручное, так и автоматизированное управление. Оснащение крышных окон фурнитурой TipTronic позволяет беспрепятственно открывать окна даже при максимальной снеговой нагрузке.

Автор: Ольга Барунова, руководитель отдела маркетинга ООО “Акватон” 

  Материал подготовлен с участием эксперта: Александр Хабибуллин, главный инженер ООО “Акватон”  

Мы подобрали товары, которые могут быть вам интересны:

«Акватон» предлагает различные варианты реализации светопрозрачных крыш на основе профиля Schüco: от классических до актуальных ассиметричных, возможно изготовление конструкций с увеличенной площадью остекления. Заполните заявку ниже, чтобы получить предварительный расчет вашего проекта.

Что такое кровля: Конструкция и виды кровли

Кровля необходима для защиты сооружения от воздействия окружающих факторов, сохранения тепла и холода (зависит от сезона), придания экстерьеру объекта определённой эстетичности.

Основные функции кровли:

• отвод дождевой и талой воды;
• препятствие проникновению ветра, пыли и грязи внутрь сооружения.

Конструкция кровли

Самая простая кровля состоит из стропил, мауэрлата и затяжек. После создания несущей конструкции подбирают гидроизоляционные, теплоизоляционные материалы. В обязательном порядке выбирается поверхностный настил. Это черепица, шифер, ондулин с натуральным деревом, деревометаллическая кровля. Если необходимо разнообразить кровлю, то монтируют дополнительные несущие опоры, устанавливают вентиляционные каналы.

Виды кровли

Ондулин

Ондулин — это материал, состоящий из прессованной целлюлозы и добавок органического волокна. Благодаря производству материала при повышенной температуре, его поверхность на протяжении долгих лет способна выдерживать резкие перепады температурного режима, воздействие прямых лучей света и прочие негативные факторы окружающей среды. Ондулин долговечен, поглощает шумы, экологически чист и прост в монтаже.

Металлическая кровля

Металлическая кровля представлена алюминиевыми, медными, титан — цинковыми и оцинкованными листами. Такие материалы представлены широким ассортиментом на строительном рынке, но и они имеют ряд недостатков:

• высокая стоимость в сравнении с аналогами;
• большие расходы на обслуживание;
• коррозия металла, вызываемая в результате деформации (неправильный монтаж, нагрев — охлаждение, прочие негативные факторы окружающей среды).

Шифер

Шифер представлен результатом обработки горных пород природных сланцев. Несмотря на его популярность, не следует забывать о недостатках материала:

• входящий в состав экологически вредный асбест;
• невозможность защитить поверхность от покрытия мхом;
• большой вес;
• относительная хрупкость.

Черепица

Черепица зачастую изготавливается из глины. Это достаточно популярный материал, который используют на протяжении многих лет. При этом отмечается хрупкость с большим весом материала, что не всегда выгодно и удобно при оснащении кровли без определённого опыта и на большой высоте.

Заключение

При выборе кровельных материалов рекомендуется учитывать конструкцию самой кровли. Самым распространённым, надёжным и вполне доступным кровельным материалом является ондулин. Он хорошо проявляет себя в любую погоду, прост в установке, эксплуатации и обслуживании, подчёркивает стиль сооружения и приятен на вид.

Кровельные работы

Наше предприятие предлагает консультации специалистов, выезд на объект для замеров, проведение расчетов, проектирование, строительство и ремонт любых видов крыш.

Кровля – верхний элемент крыши, предохраняет здание от всех видов атмосферных воздействий. И чтобы кровля сохраняла в доме зимой тепло, а летом прохладу, необходимо обеспечить правильное сочетание всей конструкции кровли.        

Стропильная система. Деревянная. Металлическая. Комбинированная. Изготавливаем и в заводских условиях и непосредственно на стройплощадке. Прочность и устойчивость крыше обеспечивают ее несущие конструкции. Конструктивная схема стропил определяется формой крыши, наличием и расположением внутренних опор, длиной перекрываемого пространства, типом кровельных материалов, климатическими и природными особенностями типа местности (ветровые и снеговые нагрузки). Стропильные фермы состоят из стропильных балок, затяжек, ригелей, стоек, подкосов и других дополнительных элементов. Стропильные ноги опираются на мауэрлат или на боковые прогоны, между мауэрлатом и кирпичной кладкой прокладывается слой влагоизолирующего материала. При изготовлении стропильной системы из древесины соблюдаются конструктивные и защитные мероприятия: устройство прокладок из водоизоляционных материалов в местах соприкосновения древесины и кирпича, влагоизоляционный и пароизоляционный слои, обработка древесины антисептиками и огне-биозащитными составами. При комбинированных конструкциях – обязательная обработка древесины влагозащитными составами и применение пленочных гидроизоляционных материалов, изоляция дерева от металла в целях защиты от конденсата в случае суточных перепадов температур. При металлических конструкциях – особый способ укладки теплоизоляционного слоя (или металлические части снаружи слоев утепления, или целиком внутри помещения), т.к. металл – проводник холода.

Теплоизоляционные материалы (Технолайт, Роклайт, Rockwool, URSA, Isover, Пеноплекс) обладают рядом теплотехнических свойств, знание которых необходимо для правильного выбора материала конструкции и проведения теплотехнических расчетов. Точность последних в значительной степени зависит от правильного выбора значений теплотехнических показателей (плотность, теплопроводность, влажность, водопоглощение, морозостойкость, прочность, химическая стойкость, горючесть).   Основная задача материалов для гидроизоляции и пароизоляции (Tyvek, Juta, Никофол, Никобар) — поддерживать режим кровельной теплоизоляции. Им отводятся две функции: препятствовать проникновению в теплоизоляционный слой влаги, которая резко снижает теплоизолирующие свойства и ведет к прогрессирующему разрушению, и предотвращать накопление влаги, облегчая выход наружу ее паров – функция вентиляции кровли. Гидроизоляционные и пароизоляционные материалы представляют собой материалы пленочного типа. В зависимости от вида кровли применяют различный по назначению материал: полиэтиленовые пленки, полипропиленовые пленки, нетканые «дышащие» мембраны. 

Обрешетка служит для прикрепления кровельного материала, воспринимает нагрузку от кровельного покрытия и снега, давления ветра и т.п., передает нагрузку на стропила, а те в свою очередь на стены. Обрешетка деревянная и металлическая. Обрешетка может быть сплошной и разреженной. Выбор обрешетки зависит от типа кровли. Сплошной настил обычно делают из обрезных или шпунтованных досок, водостойкой фанеры, ориентированно-стружечных плит. Поверхность сплошной обрешетки должна быть всегда проветриваемой, жесткой и гладкой, так как неровности впоследствии будут заметны на кровельном покрытии. Разреженную обрешетку устраивают из пиленых брусков хвойных пород обычно сечением (30-50)х50 мм. При этом расстояние между брусками принимают в соответствии с размерами и прочностью кровельных плит и картин. Толщину настила и сечение брусков обрешетки определяют уклон ската, вид кровельного материала и шаг стропил. Стыки брусков или досок должны располагаться на опорах, а длина их – быть не меньше двух пролетов между опорами. Вокруг дымоходов  и других выступающих элементов, в ендовах, на карнизах обрешеткой служит настил из обрезной доски сечением 25х(100-150) мм. Элементы обрешетки (доски, бруски) прибивают к стропильным ногам оцинкованными гвоздями. Металлическая обрешетка вырабатывается из профиля,  который представляет собой выполненный из стали и гнутый лист толщиной до 1,5 мм. Данная обрешетка заявляет более маленький удельный вес, проста в эксплуатации и долговечная. Кроме того, стальная обрешетка дает надежное скрепление в течение не одного десятка годов. Хорошо произведенная обрешетка обеспечит ровнейший промежуток любого материала для покрытия кровли, сухость на чердаке, в случае, когда тот предусматривается и сохранение тепла в самом сооружении.

Металлические кровли. Металлические кровли производятся из листовых, из штучных металлических кровельных материалов: из штампованной металлической черепицы, стальных, дюралевых волнистых листов (профильного настила), из мелкоштучных медных и позолоченных листов. При возведении металлической кровли требуется специальный инструмент и специальные знания — то есть высококвалифицированный труд. Распространены кровельные металлические штучные материалы с полимерным или с пластизоловым покрытием, кровля из гофрированной оцинкованной жести с многослойным стекловолокнистым покрытием, кровля из профильных алюминиевых и стальных листов и другие.

1) Фальцевая кровля — металлическая кровля, где соединение отдельных картин выполняется с помощью специальных швов – фальцев. Материал: листовая и рулонная сталь оцинкованная, оцинкованная с полимерным покрытием, нержавеющая, цветной  металл. Монтаж возможен на крышах любой формы и сложности. Система соединения (фальц) гарантирует отсутствие протечек, обеспечивает дополнительную жесткость и направление стока воды и снега по продольным линиям, исключая боковое стекание и сползание снега.

А) лежачий одинарный фальц                  

Б) лежачий двойной фальц

В) стоячий одинарный фальц

Г) стоячий двойной фальц

2) Металлические профилированные листы и металлочерепица — разновидность штампованных стальных листов, имитирующих фактуру черепичной кровли. Листы толщиной 0,4-0,5 мм покрыты защитным слоем цинка, цинкоалюминиевого сплава или полимерного покрытия, после чего способом холодной штамповки им придана форма различных видов традиционной черепицы. Листы обработаны антикоррозионым составом, покрыты слоем полиэстера, пластизола и других полимеров, снизу — защитным лаком. Для укладки не требуется сплошная обрешетка, а листы крепятся шурупами с уплотнителем. Производители выпускают металлочерепицу с различными полимерными покрытиями.

3)Самым недорогим покрытием является полиэстер на основе полиэфирной краски. Матовый полиэстер имеет более приятный внешний вид и выглядит гораздо «богаче». Пурал – универсальное глянцевое покрытие, выдерживающее большие перепады температур. Его механическая устойчивость выше полиэстера. Пластизол – самое толстое покрытие до 200 мкм., это декоративный полимер, состоящий из поливинилхлорида и пластификаторов. На его поверхности наносят тиснение, имитирующее рельеф кожи, штриховую насечку, благодаря чему крыша, покрытая металлочерепицей «пластизол» не дает бликов.

4) Стальные кровельные панели типа «сэндвич» — вариант для промышленных, общественных зданий, иногда применяется для жилых зданий в городах. Как правило, такие панели имеют трехслойную структуру и изготавливаются на технологических линиях. В качестве наполнителя используется конструкционная минераловатная плита на основе базальтовых пород или пенопласт плотностью не менее 25 кг/м3. Покрытие панели – оцинкованная и окрашенная листовая сталь, или же сталь с полимерным покрытием. Толщина панелей для кровли может варьироваться от 40 до 200 мм. Соединение сэндвич-панелей осуществляется внахлест, как правило, с замком Z-LOCK, что обеспечивает необходимую прочность и герметичность. Сэндвич-панели используются при изготовлении утепленной кровли зданий и сооружений, а также в качестве основания для настила мягкой кровли любого типа. Особенно востребованы кровельные сэндвич-панели при строительстве быстровозводимых зданий и сооружений каркасного типа.

Ограждения для скатных кровель: виды и конструктивные особенности

Выполнение любых работ на крышах всегда связано с риском падения с большой высоты и получения травм. С целью обеспечения безопасности людей во время обслуживания антенн, дымоходов, вентиляционных шахт, ремонта или реставрации покрытия на зданиях устанавливают ограждающие конструкции. Необходимость монтажа ограждений на скатной кровле, а также требования к их конструкции, прочности и другим параметрам регламентируется строительными нормативами и отраслевыми ГОСТами.

Они обязательно монтируются на зданиях, высота которых превышает 10 метров, а при углах уклона скатов крыши более 12 градусов – 7 метров. После завершения работ по установке ограждающих сооружений их обязательно испытывают на прочность с занесением результатов измерений в протокол. И уже на основании этого документа принимают решение о качестве, надежности и безопасности эксплуатации изделий и возможности их использования.

Разновидности и особенности ограждений для скатных кровель

На крышах из различных типов материалов устанавливают три типа ограждающих сооружений:

1. Парапеты – это капитальные и обычно глухие сооружения в виде стены небольшой высоты из железобетона, камня, блоков, кирпича по всему периметру кровли. Они имеют большой вес, а их возведение требует больших трудозатрат.
2. Экраны – представляют собой каркас из металлического профиля или труб, в который вставляют и фиксируют полотна из оргстекла или других прочных и прозрачных материалов. Они смотрятся очень эффектно, но стоимость таких конструкций довольно высока и не всегда оправдана.
3. Модели из металла в виде решетки с вертикальными опорами или стойками из стальных труб и поперечными горизонтальными перилами из профиля или арматуры. Вариант решетчатого ограждения скатной кровли – самый практичный, доступный по стоимости и простой в монтаже.

Можно выделить еще один вид заграждений – комбинированный, когда глухие парапеты «наращивают» до нужной высоты, монтируя сверху металлические опоры и поручни. Высота барьерных сооружений составляет от 0,6 до 1,2 м и больше (при высоте здания свыше 30,0 м).

Достоинства решетчатых ограждающих конструкций

Металлические ограждения скатных кровель обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами конструкций:

• универсальность применения – подходят для крыш любой конфигурации;
• относительно небольшой вес;
• отличные прочностные характеристики;
• простота монтажа;
• длительный срок службы;
• доступная стоимость;
• аккуратный вид.

В зависимости от производителя, модели и кровельного покрытия, на которое будут устанавливаться сборные конструкции, они комплектуются распорками, креплениями для монтажа на фальцы или обрешетку, уплотнителями из резины, заглушками, болтами и другими элементами. Их можно устанавливать не только на эксплуатируемых крышах и промышленных объектах по всему периметру, но также ограждать лоджии, балконы, смотровые площадки и наружные лестницы.

Топ-3 типа конструкций крыши

Буквальное определение очень скучно, я предпочитаю называть их шляпой дома. Но это было бы не очень профессионально. Ферма — это конструкция, состоящая из одного или нескольких треугольных элементов. Каждый треугольник состоит из прямых и обычно тонких деревянных элементов, соединенных на концах соединениями. На стыки действуют внешние нагрузки и реакция конструкции на эти нагрузки, в результате чего возникают силы растяжения или сжатия .Видишь, я сказал тебе, скучно.

Когда вы покупаете план на дом, есть еще кое-что, с чем нужно иметь дело. Одна из них — фермы крыши. Проблема в том, что ни один дизайнер дома не может создать набор планов, которые бы соответствовали всем местным, окружным и государственным нормам. Разница между правилами для крыши во Флориде и в Колорадо огромна. Таким образом, большинство дизайнеров, включая Sater Design Collection, будут включать «план крыши» в свои планы. В большинстве случаев такой планировки крыши недостаточно, чтобы соответствовать местным нормам.

Традиционное обрамление палками — это когда плотники доставляют к месту работы бруски (2 × 6, 2 × 8, 2 × 10 и 2 × 12). Они вручную разрезают этот пиломатериал и укладывают его в систему крыши или пола. Обрамление палочек может быть дешевле, если у вас есть время и необходимая квалифицированная рабочая сила. Если ваш дом расположен в удаленном или труднодоступном месте, то единственным выходом может быть каркас из палок.

Деревянный каркас — это когда мастера собирают вместе деревянные, столярные изделия и распорки, чтобы сформировать самонесущий каркас.Этот тип крыши действительно создает красивые открытые деревянные каркасные конструкции. Но красота имеет свою цену. Это требует квалифицированного труда, а крыши создают трудности при прокладке воздуховодов, электропроводки и водопровода. На их строительство также уходит много времени, и их сложно должным образом изолировать.

Деревянные фермы спроектированы и доставлены на строительную площадку с планом размещения фермы. Деревянные фермы дешевле, быстрее устанавливаются, требуют обычных инструментов и не требуют квалифицированного труда.Возможна практически любая кровля и герметизация. Они представляют собой спроектированный продукт, полностью собранный и доставленный на строительную площадку, что означает отсутствие отходов на стройплощадке. Они действительно требуют предварительного планирования. Вам понадобится набор планов конструкции.

Обычно в наших планах используется конструкция крыши с деревянными фермами из-за их многочисленных преимуществ. Фермы обеспечивают практически неограниченную архитектурную универсальность, обеспечивая простые решения для сложных проектов и необычных условий, не ограничивая свободу проектирования зданий.Используя фермы, вы получаете полную гибкость в интерьере помещения. Фермы — это спроектированный и проверенный продукт. Существуют признанные на национальном уровне стандарты проектирования ферм и производства деревянных ферм, соединенных металлическими пластинами. Эти стандарты были приняты в основных строительных нормах и правилах. Поскольку это такой специализированный компонент и такая важная часть вашего дома, лучше всего, чтобы опытные профессионалы спроектировали и построили фермы для вашего дома.

Вот почему вам необходимо обратиться в компанию, занимающуюся фермами, чтобы спроектировать и построить фермы крыши для вашего нового дома Sater.Обычно ваш строитель работает с надежной местной компанией, занимающейся фермами, и они возьмут ваш домашний план, спроектируют и построят фермы для вас. Это необходимая и очень важная часть процесса строительства дома.

Сообщение «Топ-3 типа кровельных конструкций» впервые появилось на сайте Sater Design Collection.

% PDF-1.4
%
149 0 объект
>
эндобдж

xref
149 112
0000000016 00000 н.
0000003846 00000 н.
0000003912 00000 н.
0000004931 00000 н.
0000005079 00000 н.
0000005222 00000 п.
0000005272 00000 н.
0000005322 00000 н.
0000005371 00000 п.
0000005420 00000 н.
0000005470 00000 н.
0000005521 00000 п.
0000005571 00000 н.
0000005620 00000 н.
0000005669 00000 н.
0000005718 00000 н.
0000006295 00000 н.
0000006364 00000 н.
0000006431 00000 н.
0000006458 00000 п.
0000006847 00000 н.
0000006874 00000 н.
0000007759 00000 н.
0000007906 00000 н.
0000008049 00000 н.
0000008193 00000 н.
0000008220 00000 н.
0000008247 00000 н.
0000008589 00000 н.
0000008616 00000 н.
0000008956 00000 н.
0000009612 00000 н.
0000010448 00000 п.
0000010517 00000 п.
0000011269 00000 п.
0000012050 00000 п.
0000012736 00000 п.
0000012885 00000 п.
0000013436 00000 п.
0000013463 00000 п.
0000014285 00000 п.
0000014399 00000 п.
0000015171 00000 п.
0000015373 00000 п.
0000015576 00000 п.
0000015779 00000 п.
0000015968 00000 п.
0000016144 00000 п.
0000016329 00000 п.
0000016511 00000 п.
0000016703 00000 п.
0000018994 00000 п.
0000019187 00000 п.
0000019380 00000 п.
0000019582 00000 п.
0000031776 00000 п.
0000032090 00000 н.
0000032340 00000 п.
0000032585 00000 п.
0000032791 00000 п.
0000033452 00000 п.
0000033637 00000 п.
0000033707 00000 п.
0000035132 00000 п.
0000035342 00000 п.
0000035596 00000 п.
0000035666 00000 п.
0000039960 00000 н.
0000040166 00000 п.
0000040577 00000 п.
0000041526 00000 п.
0000041736 00000 п.
0000041794 00000 п.
0000042091 00000 п.
0000042154 00000 п.
0000042217 00000 п.
0000042275 00000 п.
0000042477 00000 п.
0000042547 00000 п.
0000047326 00000 п.
0000047532 00000 п.
0000047590 00000 п.
0000047639 00000 п.
0000048295 00000 п.
0000048500 00000 н.
0000048558 00000 п.
0000048607 00000 п.
0000048677 00000 п.
0000049601 00000 п.
0000049671 00000 п.
0000053528 00000 п.
0000053743 00000 п.
0000054172 00000 п.
0000054242 00000 п.
0000054444 00000 п.
0000054617 00000 п.
0000054797 00000 п. e «C-) IB
ژ 6 IlTH $ `l! D # aihX6hQ> ETC + / UC {* $ 9Wwf {

Деревянные конструкции кровли | Ремонт и усиление ферм | Изготовление и установка фермы | Осмотр конструкции крыши | Инженерные балки и настил

Деревянная крыша

и их оценка

Эд Мортон

Конструкция крыши предназначена в первую очередь для поддержки кровельных покрытий из шифера, черепицы или соломы, которые защищают здание от дождя, снега и ветра. Кроме того, внутри помещения может быть размещено здание по оригинальному проекту.
или часто через более позднюю адаптацию.

При оценке конструкции крыши важно сначала осмотреть здание как изнутри, так и снаружи, чтобы лучше понять его планировку, конструктивную форму, вероятные этапы строительства и общее состояние.Он также предоставляет начальную
понимание любых существующих рисков для здоровья и безопасности, которые могут повлиять или ограничить оценку. В частности, для кровельных интерьеров.
в случае пола / потолка необходимо определить, безопасно ли ходить по нему или изоляция на этом уровне делает это невозможным.

Часто бывает полезно сделать набросок плана крыши, чтобы разделить ее на секции, где это необходимо, и произвести поперечное сечение.
размечены названиями различных элементов, которые затем могут быть использованы при детальной проверке.Это упражнение также
Выделите основные и очевидные места структурных дефектов, таких как прогибы, выпуклости или, возможно, разрушения, а также наиболее уязвимые области, в основном, где с большей вероятностью может попасть вода, такие как желоба, устои и впадины. В то время как крыша является целью для детального осмотра, стены или конструкции, которые поддерживают ее, также должны быть проверены, поскольку они могли быть затронуты эксплуатационными характеристиками крыши или, альтернативно, могли повлиять на крышу из-за осадки или других дефектов.Этот первоначальный осмотр поможет определить объем подробного обследования.

Переходя к более детальной оценке, сначала полезно попытаться установить, как работает конструкция, задав такие вопросы, как «как нагрузки, приложенные к крыше, передаются на стены или конструкцию ниже?» Ориентация крыши может быть проверено относительно преобладающих погодных направлений, и форма может быть проверена, наблюдая, заканчивается ли крыша фронтонами, шатрами, полубальтами с фронтонами или упорами впадин с прилегающими крышами.

Конструктивно важно понимать, что скатные крыши обычно хотят выступать на уровне карниза из-за веса, прилагаемого к кровельным покрытиям, отделке и действующим или живым нагрузкам, таким как снег и ветер.Развиваемая тяга должна
быть ограниченными, при этом наиболее эффективная форма — установка стяжек (из дерева или стали) на уровне карниза по всему зданию. Связи могут возникать на каждом стропиле или, при использовании ферм, через определенные промежутки времени. Однако архитектурный дизайн может требовать ситуации без стяжек, такой как стропильная ферма с молотковой балкой, или обеспечения увеличенной высоты для чердачного этажа, или для пола ниже, чтобы иметь приподнятую стяжку или воротник.

В результате исторические крыши бывают самых разных форм и стилей, а также разных типов древесины.Крыши с широким скатом можно разделить на две категории: крыши с прогонами и крыши со стропилами. В первом случае фермы поддерживают прогоны (горизонтальные балки), которые, в свою очередь, поддерживают общие стропила. В стропильных крышах нет прогонов, и именно обычные стропила являются основным структурным компонентом, образующим регулярный узор элементов в относительно близких центрах. Прочная крыша будет направлять более высокие нагрузки в опорных точках фермы на нижнюю конструкцию, тогда как стропильная крыша обычно распределяет нагрузку более равномерно по линии стены.

В некоторых случаях может отсутствовать необходимость в боковом ограничении самой конструкции крыши. Достаточное ограничение может быть обеспечено толстыми каменными стенами или укрепленными стенами, либо внутренние конструкции, такие как стены и столбы, могут поддерживать крышу выше, что значительно снижает потребность в ограничении. Конечно, есть и исторические примеры плоских крыш, часто покрытых свинцом.Хотя эти конструкции крыши могут иметь те же проблемы, что и скатные крыши, необходимость в боковом ограничении маловероятна.

Если посмотреть более подробно, оценка крыши должна включать проверку стропил на предмет прогибов, трещин или расколов.
и участки гниения, вызванные проникновением воды или нападением древесных жуков-буревестников, или их комбинацией, или в результате использования подержанной древесины, которая могла быть ослаблена из-за старых пазов или аналогичных материалов.Во многих средневековых крышах общие стропила уложены так, что они шире, чем глубина. Это конструктивно не так эффективно, и часто мы обнаруживаем, что стропила довольно сильно прогибаются. Если прогиб существует, то выжигание (или выравнивание) могло быть выполнено как часть повторного кровельного покрытия, чтобы обеспечить разумную плоскость для крепления реек и наложения покрытий. Конечно, такие отделки, как сланец, менее терпимы к значительным волнам, чем простые глиняные плитки ручной работы.

Внешне, если крыша имеет достаточно хорошие линии по коньку и не имеет значительных прогибов в плоскости, но такие деформации обнаруживаются внутри, можно с уверенностью сказать, что крыша существенно не сдвинулась с момента последней перетяжки кровли. .Иногда крыша может выглядеть потрескавшейся из-за регулярных неровностей, но это могут быть низкорослые или дефектные кровельные обрешетки, а сама конструкция прочная. Таким образом, значительные движения на крыше или опорной конструкции может выглядеть относительно, но они не могут требовать каких-либо ремонтных работ, если они находятся в равновесии и не поступательного движения.

Помимо общей конструкции, необходимо проверить другие основные структурные элементы на наличие дефектов и прогибов,
включая прогоны, фермы и анкерные балки. Признаки движения включают раскрытие суставов, неисправные шипы или колышки. Проверить
зазоры в местах соединения прогонов со стропилами, фермами и фронтоном, а также в местах соединения стропил и ферм со стеновыми плитами. В частности анкерные балки
Необходимо проверить прохождение между противоположными карнизами на предмет открывания.

Помимо оригинальной конструкции, важно попытаться выявить изменения. Стержни часто могут иметь подкосы, добавленные из сильных сторон внизу или даже между противоположными прогонами и разрезанные с помощью соединения «птичий рот». Иногда элементы фермы и стяжки обрезаются, чтобы лучше использовать здание для жилья, а в других местах вы можете найти довольно случайное расположение бревен, которые были добавлены в разное время.

Распространенная форма средневековой крыши, которая особенно часто встречается в церквях, спроектирована так, что стропила доходят до внешней плиты карниза, а внутренняя плита карниза поддерживает стойку из тесаного камня (короткий вертикальный брус, поднимающийся к нижней стороне стропила) и образует небольшая треугольная пустота на уровне карниза, закрепленная анкерными балками в правильных центрах.Опять же, могут быть вариации, такие как отсутствие стеновых пластин, когда у каждого стропила есть укороченная стяжка, которая поддерживает его основание и столб. При упомянутом выше прогибе, возникающем в этой ситуации, стойки могут стать точкой поворота, и в крайних случаях опора стропил отрывается от карниза. В центре стены может образоваться пустота, а иногда стойки могут отклоняться назад под углом. Часто ремонт
будет стремиться привязать стропильную ногу к внутренней пластине карниза или правильно триангулировать соединение, чтобы помочь противостоять этому действию, с соответствующими
упаковка, чтобы гарантировать поддержку пластины.

ДЕРЕВО

В общих чертах и ​​до середины 18 века древесина чаще была дубовой, тогда как после этой даты гораздо чаще встречаются хвойные породы (шотландская или балтийская сосна).Однако всегда есть вариации, в том числе использование вяза, а иногда и черного тополя и других местных лиственных пород. Древесина из Северной Америки не импортировалась до 19 века. Конечно, разные виды древесины имеют разные структурные характеристики и разную устойчивость к гниению или нападению жуков.

К полезным инструментам для осмотра деревянной конструкции крыши относятся блокноты, фонарики, камера, рулетка, считыватель влажности и зонд для проверки скрытого гниения.Это может быть браслет, перочинный нож или отвертка. Конечно, в зависимости от значения здания или конкретных элементов может потребоваться специальное оборудование для исследований. Особенно полезным может быть микродрель, который измеряет и записывает плотность древесины, тем самым выявляя области скрытого гниения. Поскольку здесь используется только 2-миллиметровое сверло, повреждение минимально. Ручная дрель также может использоваться почти таким же образом, но полагается на опыт и навыки пользователя, чтобы оценить ее продвижение через древесину, чтобы различать звуковые и гнилые области.

Что касается нападения жуков, общий подход состоит в том, чтобы попытаться обеспечить поддержание содержания влаги в древесине на низком уровне (ниже 15 процентов), и в этом случае жуки не будут развиваться и древесина не будет нуждаться в обработке.

РЕМОНТ И ИЗМЕНЕНИЯ

Если обнаружены структурные дефекты и требуется ремонт, или когда предлагаемые изменения повлияют на характеристики существующей крыши, необходимо тщательное рассмотрение, чтобы установить наиболее подходящую методологию и философию для работ.На это влияет значимость затронутой ткани, возможность строительства, стоимость и мнение официальных властей в случае здания, внесенного в список памятников архитектуры.

Для разложившегося элемента есть два основных варианта: либо нарезать новую секцию и соединить ее соответствующим образом, либо применить
дополнительные члены. Они могут быть из дерева или, возможно, из стали. В первом случае ремонтная древесина может быть тщательно детализирована для работы с существующей, или, в качестве альтернативы, ремонт может быть очевидным, например, ремонт планки или усиленные стропильные ноги, поэтому очевидно, что это ремонт, часто называемый «честный подход».

При отклоненном стропиле это можно улучшить, установив структурные пихты. Это новые бруски, часто из дуба для прочности, нарезанные до искривленной формы, а затем прикрученные к верху существующих на близких центрах. Хотя это довольно значительная работа по переделке, она значительно улучшает структурные характеристики стропила.Другой вариант — установить рядом деревянную балку и закрепить ее болтами, но это может оказаться непрактичным, если стропила открыты. Однако если подошва стропила загнила, короткий брус-партнер вполне может оказаться незаметным и бесспорным.

Для отклоненного прогону, дополнительные распорки могут быть добавлены из опорной структуры ниже, или между противоположными прогонами, но это может повлиять, как используется пространство, или не может быть вообще возможно. Партнерский член рядом возможен, но визуально
возможно, это не привлекательно, или стальная пластина может быть переброшена на заднюю часть стропил и затем соединена через них, создавая действие диафрагмы.

В случае разрушения анкерного бруса или конца основного стропила можно вырезать прорезь и вставить в элемент стальную пластину, известную как переходная пластина, чтобы заменить функцию пораженного участка. Для его установки, вероятно, потребуются полный доступ и временные работы с болтами, вставленными как в древесину, так и в ремонтную пластину, чтобы они действовали совместно, с потайными болтами и гранулированными, если требуется.

Если фрезерование невозможно, можно использовать стальные пластины, швеллеры или уголки для крепления рядом с дефектными элементами. Этот
возможно, лучше подходит для элементов, которые скрыты в пустотах пола или подобных местах, хотя там, где они видны, визуальное воздействие можно уменьшить, используя специально изготовленные стальные конструкции.

В некоторых ситуациях требуется комбинированный подход как из новой древесины, так и из стали. Требуется осторожность там, где зеленый дуб используется в качестве
Дубильные кислоты в сырых лесах могут вызвать коррозию мягкой стали, поэтому необходимо использовать нержавеющую сталь.Это относится
равно как и крепления с ремонтом из зеленого дуба.

Очень редко бывает, что крыша находится в таком состоянии, что требуется более серьезное вмешательство. Один пример
это была средневековая кровля церкви стропильной формы с двойной карнизной пластиной, где прогиб стропил был приблизительно
300 мм (12 дюймов). Чтобы уменьшить этот эффект, были применены слои еловой древесины, но стропильная опора должна была подняться на значительное расстояние от стеновой плиты до точки, где они были разрезаны над столбом из тесаного камня, оставляя основную крышу в состоянии неустойчивого равновесия и чрезвычайно уязвим для обрушения.

Здесь использовалась возможность вставки новых стропильных ферм между существующими для поддержки кровельных покрытий, а следовательно, и
накладываемая нагрузка от ветра и снега. Существующая структура была сохранена, и на нее была нанесена внутренняя отделка (токарный станок и штукатурка). Несмотря на значительный интервенционизм, он сохранил всю историческую ткань и был явно обратимым, поскольку при необходимости добавленные стропильные фермы могли быть удалены позже.

В заключение, при оценке исторических крыш важно обеспечить четкое понимание значимости, формы и геометрии, состояния и дефектов. Это позволит выработать четкую методологию и философию работ, которые необходимо выполнить.

Различные части конструкции крыши

Есть много разных частей крыши, а также разные типы крыш, включая двускатную, плоскую и мансардную. Однако по большей части типичная конструкция крыши будет состоять из следующих частей.

Во-первых, это каркас конструкции крыши. Ферма — это «каркас» крыши, состоящий из ряда параллельных балок. Стропила — это опорные балки, которые проходят от вершины к основанию крыши, удерживая ферму. Карнизы — это края крыши, обычно нависающие над вертикальными внешними стенами здания. Они состоят из фасций, софитов и водосточных краев.

Затем есть отделочный слой на крыше. Обшивка состоит из обшивки — фанеры или ДСП, которая укладывается поверх фермы.Он добавляет структурной целостности каркасу и служит основой для стяжки и черепицы. Подложка — это водонепроницаемая прокладка, которая часто делается из войлока и накладывается на обшивку. Между тем, гидроизоляция представляет собой металлическую полосу, которая образует водонепроницаемое уплотнение между черепицей и другими материалами, такими как дымоход или вентиляционное отверстие.

И последнее, но не менее важное — это черепица, которая может быть сделана из асфальта, глины, дерева, металла или чего-то еще. Этот верхний отделочный слой обеспечивает гидроизоляцию и аккуратный внешний вид.

Если вы хотите сделать крышу своими руками или являетесь подрядчиком по кровельным работам в сфере строительства крыш для жилых и коммерческих зданий, Preferred Roofing Supply — ваш источник материалов, необходимых для выполнения работы. Наш местный и семейный бизнес работает в сфере строительства более 12 лет, помогая домовладельцам, строителям и подрядчикам находить необходимые им материалы по низким ценам. Вы можете найти сайдинг, инструменты, крепеж и многое другое от известных и уважаемых брендов, таких как TAMKO и Atlas Roofing.Мы находимся в Северной Атланте и с гордостью обслуживаем все районы Атланты. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать строительство превосходной крыши, которая будет великолепно выглядеть и прослужить десятилетия благодаря доступным высококачественным материалам.

Конструкция крыши — Designing Buildings Wiki

« Конструкция крыши » — термин, относящийся к конструкции наверху здания, которая обычно обеспечивает защиту от элементов. Как правило, он состоит из системы конструктивных элементов, предназначенных для поддержки конструкции крыши — i.е материалы, обеспечивающие водонепроницаемость и тепло- и звукоизоляцию нижележащего здания.

Термин кровельная конструкция обычно ассоциируется с скатными или мансардными крышами, а также со специальными типами крыш, такими как крыши, состоящие из пространственных рам, ферм, цилиндрических сводов и других структурных форм. Этот вид конструкции крыши (помимо пространственных рам) часто создает пространство на крыше, которое можно использовать для различных функций, в том числе для жилых помещений, хранения, офисных помещений, растений и других целей.Образованные таким образом пространства на крыше часто называют чердаками или чердаками.

Конструкция крыши (иногда называемая просто «крышей») часто выполняет следующие функции:

С точки зрения строительства, традиционная конструкция крыши может рассматриваться как отдельный объект по отношению к конструкции под ней. Например, в доме с каменной кладкой конструкция крыши часто представляет собой каркас «на болтах», состоящий из деревянных прогонов и стропил, прикрепленных к стеновым плитам, которые, в свою очередь, привязаны к каменным стенам.Этот деревянный каркас не только поддерживает надстройку крыши (изоляцию, покрытия и т. Д.), Но также создает пространство на крыше, которое можно использовать для жилья. Конструкция крыши также является самостоятельным эстетическим элементом.

В обычных каркасных приложениях система стальных или бетонных балок заканчивается на нижней стороне кровли. Не существует отдельной конструкции крыши как таковой, только каркас из балок и колонн верхнего этажа (поддерживающих надстройку крыши), которая считается частью надстройки здания.Однако, если добавляется мансардная или скатная крыша, система стальных (или деревянных) элементов будет использоваться для создания конструкции крыши и вместе с ней нового пространства крыши, которое может иметь различное использование.

К каркасным зданиям могут быть добавлены различные строительные системы. В этих случаях конструкция крыши может быть сформирована из ряда ферм, пространственного каркаса, цилиндрических сводов, скрепленных куполов, гнутых плит, северного сияния и натяжных конструкций, и это лишь некоторые из них. Однако большинство коммерческих многоэтажных зданий имеют кровельную плиту, которая просто поддерживает конструкцию крыши и обеспечивает защиту от погодных условий.

Конструкция крыши может также поддерживать пешеходные дорожки и другое оборудование доступа, оборудование для обслуживания зданий, озеленение, водные объекты, освещение, хранилище воды и так далее.

Здания, такие как концертные залы в шумных местах, могут потребовать особого внимания к конструкции крыши с учетом веса и неоднородности конструкции, необходимых для достижения подходящей акустики. Это может сделать конструкцию крыши сложной и дорогой.

Аналогичным образом сопротивление распространению огня будет зависеть от близости к другим зданиям, характера рассматриваемого здания и самой конструкции крыши .Противопожарная защита должна предотвращать прохождение огня с соседних крыш, в то время как конструкция крыши должна предотвращать распространение огня из пространства под крышей в другие части здания. Подобные соображения могут очень усложнить проектирование конструкций крыши .

Подробнее см .: Типы кровли.

Изогнутые трубчатые элементы — стальная конструкция

Криволинейные крыши могут быть сформированы с использованием трубчатых элементов одинарной кривизны, периодически соединяемых двухслойных элементов или трубчатых ферм, как показано в следующих примерах.

Таблица 4.2 Минимальные радиусы изгиба для обычных стальных профилей

Раздел

Типичный радиус

Балки и универсальные балки (ось x-x)

1,6 м

Универсальные колонны (ось x-x)

Универсальные колонны (ось xx)

Каналы (ось xx) 127 x 64 x 14 кг / м 203 x 89 x 29 кг / м 254 x 89 x 35 кг / м 305 x 102 x 46 кг / м Все секции до 432 x 102 x 65 кг / м

Балки, балки и колонны (ось Y)

610 x 229 x 140 кг / м

Все сечения до 1016 x 455 x 488 кг / м

Корончатые и ячеистые балки (ось x-x)

305 x 133 x 30 кг / м 458 x 165 x 54 кг / м 609 x 178 x 74 кг / м 800 x 210 x 122 кг / м 915 x 305 x 238 кг / м

Корончатые и ячеистые балки (ось y-y)

305 x 133 x 30 кг / м 458 x 165 x 54 кг / м 609 x 178 x 74 кг / м 800 x 210 x 122 кг / м 915 x 305 x 238 кг / м

Круглые полые профили

60.3 x 5 мм 114,3 x 6,3 мм 168,3 x 10 мм 219,1 x 12,5 мм

Большинство размеров до 610 мм x 35 мм

Квадратные и прямоугольные полые профили

50 x 50 x 5 мм 100 x 100 x 6,3 мм 150 x 150 x 10 мм 200 x 200 x 12,5 мм

Все размеры до 400 x 400 x 16 SHS и 500 x 300 x 20 RHS

4.17 Изогнутый корпус юридического факультета Кембриджского университета (архитектор: Foster and Partners)

Юридический факультет Кембриджа окружен треугольной структурой Виренделя, имеющей цилиндрическое сечение, к которой крепятся остекление и облицовка из нержавеющей стали.Этот изогнутый элемент сливается между крышей и стенами и создает симпатичное ограждение для внутреннего пространства, как показано на Рисунке 4.17 и см. Также Цветную Таблицу 1.

Станция TGV в Лилле расширяет концепцию изогнутой трубчатой ​​крыши за счет периодического использования стяжек для уменьшения эффекта изгиба в арке, чтобы минимизировать требуемый размер секций (см. Рисунок 4.18). В хозяйственном здании штаб-квартиры Saga серия наклонных арок поддерживает тканевую крышу, как показано на Рисунке 4.19.

Трехмерное расширение арки — это купольная конструкция, где решетка из сварных трубчатых секций может создать эффективное и привлекательное структурное решение для зрительных залов и больших залов, как показано на рис. 4.20.

Крыша большой оранжереи Национального ботанического сада Уэльса (цветная пластина 2) состоит из ряда трубчатых стальных арок в форме тороида. Крепление к остеклению осуществляется выступающими ребрами, приваренными к трубам.

4.20 Roy Thomson Hall, Торонто, использование сварной трубчатой ​​решетки для создания куполообразной крыши концертного зала

4.21 Leipzig Messe — остекление, поддерживающее внешние конструкции (архитектор: Von Gerkan Marg & Partners и Ian Ritchie)

На Leipzig Messe изогнутые трубчатые арки поддерживают трубчатую решетку, которая поддерживает полностью застекленный фасад, как показано на Рис. 4.21 и см. Также Цветную Таблицу 6.

4,4 Колонны

В скрепленных рамах колонны спроектированы таким образом, чтобы выдерживать в основном силы сжатия.Форма секций UC такова, что они более устойчивы к продольному изгибу, чем стандартные секции балки. Колонны, используемые в жестких или качающихся каркасах, также спроектированы так, чтобы противостоять изгибу. Там, где преобладают эффекты изгиба, может быть более подходящим использовать UB в качестве столбцов, например, в фреймах портала.

Колонны могут быть в виде секций UC, которые соединяются в соответствующих точках (обычно каждые два или три этажа) в высотных зданиях. В более высоких зданиях размеры колонн обычно выбираются из одного серийного размера с уменьшением веса секции на верхних уровнях.Соединения балки с колонной выполняются либо с фланцами колонны (соединения по главной оси), либо со стенкой колонны (соединения по малой оси). Примеры типовых подключений приведены ниже. Также может возникнуть необходимость в локальном усилении колонн в точках передачи нагрузки, например, для балок с моментными соединениями.

Колонны трубчатые

Квадратные или круглые полые секции

очень эффективны при сжатии, поскольку материал удален от оси секции, что увеличивает сопротивление короблению.Как круглые (CHS) секции, так и квадратные (SHS) широко используются в качестве тонких колонн. Главный вопрос дизайна — это форма присоединения к лицевой стороне колонны.

Колонны композитные

Колонны

могут быть спроектированы для достижения большей прочности на сжатие и огнестойкость путем бетонирования (в случае двутавровых секций) и бетонного заполнения (в случае пустотелых секций). Например, заливка между фланцами колонны двутаврового сечения без армирования может повысить ее огнестойкость до 60 минут при сохранении тех же внешних размеров

раздел.Заливка трубных секций бетонной банкой

увеличивает их структурную прочность, а также их огнестойкость до 60 минут без армирования и до 120 минут с арматурой.

4.4.1 Открытые трубчатые колонны

Трубчатые колонны используются в приложениях, где требуется минимальное проникновение в пространство или где сохраняется внешний вид колонны. Они конструктивно эффективны и поэтому могут быть использованы в тонких колоннах.Амстердам

Аэропорт Схипхол иллюстрирует этот принцип, как показано на Рисунке 4.22. Колонны большого диаметра также использовались как часть системы воздуховодов. Станция Hung Hom в Гонконге показывает, как трубчатые колонны могут использоваться в трубчатых стержневых балках (см. Рис. 4.23). Другой пример открытых трубчатых колонн см. На цветной табличке 7.

Недавний пример объединения столбцов в привлекательную группу можно увидеть в Центре Медиатеке в Сендае (цветная пластина 21).

Круглые колонны особенно привлекательны внутри торговых центров и зрительных залов. Огнестойкость может быть достигнута с помощью вспучивающихся красок или заливки бетона (см. Главу 13). Другие формы противопожарной защиты обычно влияют на внешний вид и форму секции и не являются предпочтительными.

Соединения с трубчатыми колоннами часто выражаются как часть общей концепции конструкции. Как описано в Главе 6, существует широкий коридор

4.22 Амстердамский аэропорт Схипхол

4.23 Трубчатые колонны и стержневые балки на станции Хунг Хом в Гонконге (архитектор: Foster and Partners)

4,24 Трубчатые колонны с шарнирными или жесткими соединениями

4.25 Трубчатые распорки для поддержки крыши Уимблдонского суда №1 (архитектор: BDP)

вариантов конструкции, в зависимости от того, является ли соединение штифтовым (т. Е. Сопротивляется только сдвигу и растяжению) или жестким (т. Е. Также сопротивляется моменту). Примеры архитектурных деталей, используемых в соединениях балки с трубчатой ​​колонной, показаны на рисунке 4.24.

Колонны возводятся в два или три этажа высотой, и стыки обычно выполняются с помощью торцевых пластин или аналогичных соединений чуть выше уровня пола, чтобы избежать проникновения в пространство пола.

Трубчатые секции могут также использоваться в качестве тяжело нагруженных стоек для поддержки навесов крыш, как показано на Рисунке 4.25. Это важно также в условиях ветрового подъема, когда изменение нагрузки на противоположное может привести к действию элементов растяжения на сжатие.

Atria и торговые центры часто используют высокие и тонкие трубчатые колонны для поддержки длиннопролетных крыш, как показано на Рисунке 4.26.

Штифтовые соединения r

Жесткие соединения

Жесткие соединения

4.26 Изогнутая крыша на Princes Square, Глазго (архитектор: Hugh Martin & Partners)

4.4.2 Бетонные колонны

Бетонная заливка улучшает сопротивление сжатию и огнестойкость трубчатых колонн. Это связано с тем, что бетон внутри секции действует совместно со стальным кожухом, так что прочность на сжатие двух материалов может быть мобилизована вместе.Действительно, прочность бетона также повышается за счет ограничивающего эффекта трубчатой ​​секции. Часто проектировщик не использует прочность бетона на сжатие в нормальном проектировании, но использует ее для повышения огнестойкости колонны, исходя из предположения, что открытая стальная секция теряет всю свою прочность при сильном пожаре.

Метод проектирования композитных колонн представлен в SCI

Публикация

. С точки зрения архитектурных возможностей бетонная заливка может привести к:

• более тонкие колонны

• более высоконагруженные колонны, где сопротивление сжатию увеличивается для данного размера трубы

• более длительные периоды огнестойкости (которые также могут быть увеличены армированием)

• отличная ударопрочность.

В Австралии и на Дальнем Востоке трубчатые профили большого диаметра, заполненные бетоном, широко используются в коммерческих застройках высотных зданий. В этом случае трубчатые секции предназначены в основном для поддержки каркаса и перекрытий во время строительства, а бетон обеспечивает сопротивление сжатию при последующих нагрузках. Крупногабаритные трубчатые секции (диаметром от 0,6 до 1,5 м) можно изготавливать из листа, который сгибается в круглую форму и сваривается по шву.

Конкретные технические вопросы, которые необходимо решить в этой форме строительства:

метод заливки бетоном, который обычно заключается в заливке сверху колонны на высоте одного или двух этажей, передача нагрузки от балок к колоннам, что для колонн большого диаметра достигается за счет стальной вставки с соединителями, работающими на сдвиг, встроенными в ядро огнестойкости колонны за счет арматуры в бетоне.В этом случае колонна спроектирована и детализирована в соответствии со стандартной железобетонной практикой. Количество арматуры должно быть минимальным (<2% площади поперечного сечения колонны), чтобы не было слишком много места для заливки бетоном.

4.4.3 Мачты трубчатые

Трубчатые элементы можно использовать в высоких тонких мачтах и ​​комбинировать с другими секциями в зависимости от архитектурного и конструктивного подхода. Одним из прекрасных ранних примеров комбинированного использования типов секций является Центр распределения запчастей Renault в Суиндоне, где круглые трубчатые колонны поддерживали каркас из конических секций UB, подвешенный к вершине колонны и валу (см. Рисунок 1.2).

Одиночные или сгруппированные трубчатые колонны сами по себе могут образовывать базовую структуру с возможностью архитектурного выражения. На рис. 4.27 показана группа сужающихся трубок, имитирующих судовой кран в Генуе, Италия, которые поддерживают как тканевую мембранную крышу над общественной площадью, так и подъемник, открывающий панорамный вид на город.

Навес супермаркета в Плимуте (рис. 4.28) был спроектирован с использованием трубчатых колонн, чтобы выразить морскую тему.

Иногда разделение между колонной и элементами фермы или балки менее четкое, как в случае, когда разрабатываются «древовидные» конструкции.Такое выражение также использовалось в аэропорту Штутгарта (рис. 1.12) и более формально в аэропорту Станстед (рис. 4.29), в котором 36 деревьев колонн действуют как жесткий каркас и поддерживают наклонные ветви, которые сами поддерживают всю крышу.

4,5 Фермы и решетчатые балки

Фермы и решетчатые фермы могут быть представлены как треугольные или прямоугольные сборки элементов растяжения и сжатия. Верхние и нижние пояса обеспечивают сопротивление сжатию и растяжению при общем изгибе, а перемычка или элементы жесткости противостоят силам сдвига.Могут быть созданы фермы самых разных форм. Каждый из них может различаться по общей геометрии и по выбору отдельных элементов, из которых они состоят.

Фермы обычно связаны с скатными крышами и спроектированы так, чтобы соответствовать профилю крыши. Меньшие уклоны кровли приводят к более тяжелым поясам сжатия, тогда как более крутые уклоны кровли требуют более длинных и часто более тяжелых элементов распорки.

Решетчатые фермы обычно ассоциируются с длиннопролетными балками, у которых верхние и нижние пояса обычно горизонтальны.Однако для более плоских крыш можно эффективно использовать решетчатые фермы с наклонным верхним поясом.

4.5.1 Формы ферм

Фермы или решетчатые фермы могут иметь несколько основных форм, как показано на Рисунке 4.30. Даны общие названия этих форм ферм вместе с их типичным диапазоном пролетов. Их изготавливают путем соединения стандартных секций болтами или свариванием. Для пролетов до 20 м достаточно использовать уголки, тройники и полые более легкие профили. Для очень длинных пролетов могут потребоваться полые профили UC или более тяжелые.Смешанное использование этих секций может быть целесообразным для минимизации визуального воздействия элементов жесткости. Эти альтернативные типы секций показаны на Рисунке 4.31. Фермы очень эффективны при использовании стали, но их изготовление относительно дорого. Стяжки обычно легче хордовых.

• Решетчатые фермы Уоррена или Пратта

Решетчатые балки имеют широко параллельные верхние и нижние пояса, в которых распорные (диагональные) элементы расположены в форме W или N соответственно.В балке Пратта (форма N) ориентация элементов распорки обычно изменяется в середине пролета. Верхний пояс обычно предназначен для защиты от продольного изгиба за счет регулярного крепления прогонов крыши или плиты перекрытия.

Ярким примером конструкции, образованной, по сути, круглой трехмерной балкой Уоррена, является London Eye, спроектированный Marks Barfield Architects (цветная пластина 23). См. Также цветную табличку 4.

Балки Pratt — это традиционная конструкция, в которой часто используются уголки и Т-образные профили.Они эффективны при выдерживании вертикальных нагрузок, поскольку все сжимающие элементы короткие (то есть вертикальные элементы), а более длинные диагональные элементы находятся в состоянии растяжения.

Балки Уоррена (W-образная форма) часто изготавливаются из трубчатых секций, поскольку они эффективны в качестве элементов жесткости, действующих на растяжение и сжатие. В легких зданиях подъем ветра может быть значительным и может вызвать изменение сил, действующих на ферму.Фермы Fink, Howe и французские

Эти особые формы скатной фермы формируют форму готовой крыши. Швы вершины и карниза между поясами булавят. Они часто используются в жилых домах и фермах небольших пролетных крыш и обычно содержат тройники и угловые элементы. Балка Vierendeel

Это другая форма конструкции, в которой отсутствуют диагональные элементы жесткости, а соединения между горизонтальными и вертикальными элементами выполнены с моментом —

4.31 Различные типы стальных профилей, используемых в стойках ферм. Фермы Vierendeel дороги в использовании стали и в производстве, и подходят только для использования в особых обстоятельствах, например, когда размер проемов максимален, чтобы обеспечить прохождение коммуникаций. Однако можно спроектировать одну панель Vierendeel в центре стандартной балки Уоррена или Пратта, особенно если балка обеспечивает композитное действие с плитой перекрытия. Ферма тетива

Один пояс фермы тетивы изогнут по высоте и завязан между ее опорами.Легкие фермы этой формы также могут быть ориентированы вертикально для поддержки облицовки и остекления, где архитектурное выражение фермы особенно важно.

Ножничная ферма

Ножничная ферма представляет собой вариант стандартной формы фермы и предлагает архитектурные возможности и большую высоту над головой, но конструктивно менее эффективна из-за меньшей глубины. Ферма крыши северного освещения

Фермы северного освещения традиционно используются для коротких пролетов в промышленных цеховых зданиях.Они позволяют получить максимальную выгоду от естественного освещения за счет использования остекления на крутых склонах, которые обычно обращены на север или северо-восток, чтобы уменьшить солнечное излучение. Разработки формы крыши

Большинство из вышеупомянутых решетчатых балок и ферм можно развить в более интересные структурные и архитектурные формы. Некоторые возможности, включая изогнутые и мансардные крыши, показаны на рис. 4.32.

4.32 Разработка типовых ферм и решетчатых форм

4.33 Решетчатые фермы в сочетании с сборными стальными колоннами образуют гибридную структуру портала в Британской школе, Кройдон (архитектор: Кэссиди Таггарт)

4.34 Решетчатая ферма тетивы павильона Великобритании, Экспо 1992, Севилья (архитектор: Николас Гримшоу и партнеры)

Фермы предлагают прекрасную возможность для архитектурного выражения в различных формах, как показано на рисунках 4.33 и 4.34.

В зависимости от формы фермы могут рассматриваться и другие компоненты меньшего размера, например:

Кабели (или стальные канаты) скручены из нескольких прядей или набора проводов.Кабели могут быть пропитаны и покрыты нейлоном или ПВХ, а также могут быть смазаны и оцинкованы для защиты от коррозии. Кабели обладают высокой прочностью на разрыв, но часто имеют низкую пластичность. Они подходят только для растягиваемых элементов ферм, например, ветрозащитных балок для застекленных стен.

Крепления к тросам обеспечивают механизм сцепления с прилегающей конструкцией. Особое внимание необходимо уделить аэродинамическому демпфированию длинных стяжек на кабелях при воздействии ветра.

Отдельные стержни изготовлены из прочной стали, концы которых имеют резьбу для крепления к стальным муфтам.Стержни — это линейные и более жесткие элементы, тогда как тросы будут прогибаться естественно. При установке рамы стержни обычно слегка натягиваются. Они подходят только для сопротивления напряжению. В «ветровой балке» они могут быть предварительно натянуты, чтобы изменение ветровых нагрузок не приводило к сжатию.

Стальные балки можно рассматривать как X-образные фермы, хотя они визуально более заметны.

4.5.2 Шарнирно-сочленение элементов ферм

Те же понятия, которые определяют отношения между элементами в раме, чтобы придать масштаб, акцент и артикуляцию частям, одинаково важны для отношений между элементами в отдельном элементе с фиксированной общей геометрией и конечными условиями.Эта точка схематично проиллюстрирована для простой плоской фермы на рис. 4.35, в которой положение шарнирных соединений между элементами растяжения и сжатия, а также внутри самих элементов сжатия может создавать различные детали и эффекты. Этот принцип обычно применим к любому типу участников. Конкретная форма соединений зависит от поперечного сечения отдельных элементов.

4.5.3 Трубчатые фермы

Фермы с трубчатыми элементами могут обеспечить элегантные конструктивные решения для длиннопролетных крыш.Их также можно использовать в качестве «передаточных конструкций» для поддержки нескольких этажей выше и для создания открытых зон циркуляции внизу. Отношение пролета к глубине длиннопролетных ферм с трубчатыми секциями может находиться в диапазоне от 20 до 25, уменьшаясь до 10-15 для сильно нагруженных применений. Трубчатые фермы могут иметь очень простую форму, как показано на Рисунке 4.36, который иллюстрирует использование

.

4.35 Шарнирное соединение элементов фермы для создания различных эффектов

4.35 Шарнирное соединение элементов фермы для создания различных эффектов

4.36 ферм в штаб-квартире Toyota, Суиндон (архитектор: Шеппард Робсон)

фермы с параллельными поясами. Наклонные трубчатые фермы могут использоваться в форме «гнутой пластины» для отражения формы крыши, как показано на рис. 4.37. Горизонтальным силам противодействуют стяжки (см. Раздел 7.5).

Могут быть созданы более сложные стропильные фермы с треугольным поперечным сечением, как показано на Рисунке 4.38. Ферма тетивы в спортивном зале, показанном на рис. 4.39, использовала тяжелый верхний пояс и вертикальные стойки с легкими распорками и нижние элементы пояса.Видимая глубина

4,37 Наклонные трубчатые фермы для создания складчатой ​​пластинчатой ​​крыши (архитектор: Haworth Tompkins Architects)

4,37 Наклонные трубчатые фермы для создания складчатой ​​пластинчатой ​​крыши (архитектор: Haworth Tompkins Architects)

4,38 Изогнутые треугольные фермы на заводе Motorola в Суиндоне (архитектор: Шеппард Робсон)

4,40

Эйр)

Депо Стратфорд-Маркет, Лондон (архитектор: Уилкинсон

4.41 Изогнутые фермы крыши на терминале TGV в аэропорту Шарля де Голля, Париж (архитектор: Aeroports de Paris)

4,40

Эйр)

Депо Стратфорд-Маркет, Лондон (архитектор: Уилкинсон

4,41 Фермы крыши с глубоким изгибом на терминале TGV в аэропорту Шарль-де-Голль, Париж (архитектор: Aeroports de Paris)

фермы тетивы уменьшено за счет использования этих легких компонентов.

Длиннопролетные фермы в депо Stratford Market расположены по пересекающейся ортогональной схеме и поддерживаются на деревьях колонн, чтобы минимизировать эффективный пролет ферм (см.40). В Ponds Forge, Шеффилд, фермы крыши были ориентированы по диагонали через ограждение и опирались на диагональную решетку из трубчатых элементов (см. Цветную табличку 20).

В кровельных фермах терминала TGV в аэропорту Шарля де Голля в Париже использовались трубчатые фермы с загнутым вниз нижним поясом, конфигурация которого обычно противоположна желаемой для большинства крыш, но которая вызывает поразительный архитектурный эффект.