Теоретичний матеріал до теми 8.

2. Несучі конструкції скатних дахів.

Похилі дахи, їх форми та основні елементи

Дахи виконують у вигляді похилих площин – схилів, покритих покрівлею.

Замкнутий простір між перекриттям верхнього поверху та покрівлею називають горищем.

Похилі дахи за формою в плані (рис. 2.1) бувають: односхилі; двосхилі; двосхилі зі зламом схилу мансарди; шатрові; чотирисхилі; багатосхилі (пірамідальні, пилкоподібні) з прямолінійною та криволінійною конфігурацією схилів.

Рис. 2.1. Різновиди дахів із схилами: а – односхилий; б – двосхилий; в – чотирисхилий; г – склепистий; д – багатосхилий; е – шатровий; є – пірамідальний; ж – купольний

До основних елементів похилих дахів належать (рис. 2.2):

схил – похила площина даху;
фронтон – торець двосхилого даху;
слухове вікно – вікно для освітлювання і провітрювання горища;
гребінь – ребро утворене двома схилами;
шпиль – виступаюча частина стіни над поверхнею схилів
вальма, піввальма – трикутні схили;
навскісне ребро – виступаючий кут;
розжолобок – западаючий кут;

мансарда – жиле приміщення на горищі.

Рис. 2.2. Загальний вигляд і основні елементи горищного даху: а – елементи даху; б – план даху; 1 – схил; 2 – фронтон; 3 – слухове вікно; 4 – гребінь; 5 – шпиль; 6 – вальма; 7 – навскісне ребро; 8 – розжолобок; 9 – лійка водостічна; 10 – звис даху

Конструктивне вирішення горищних дахів мусить відповідати умовам максимальної збірності при монтажі несучих елементів, влаштуванні паро- й теплоізоляції, покрівлі, при мінімальній кількості деталей для влаштування гребеневих і реберних з’єднань, пристінних примикань, розжолобків, карнизних та фронтонних зсувів, водовідвідних систем і систем безпеки експлуатації дахів.

Горище може бути холодним (при утепленні горищного перекриття) і теплим (при розміщенні утеплювача в конструкції покрівлі).

Влаштування теплого горища дозволяє поліпшити умови експлуатації інженерних систем, які там розміщуються, скоротити витрати на опалення будинків.

Для забезпечення нормальних умов експлуатації горищного простору необхідно передбачити його природне освітлення через світлові вікна, вентиляційні прорізи та ін. Загальна площа вікон повинна бути не менше ніж 2 % площі горищного перекриття будинку. При цьому в конструкції світлових вікон необхідно передбачити жалюзі або можливість фіксованого відкривання рами вікна. Заповнення світлових вікон у теплому горищі повинно бути герметичним.

Горища провітрюють. Це осушує горище і конструкції даху, що підвищує довговічність кроквяних систем та зберігає захисні якості утеплювача.

Конструктивні елементи приставних крокв

Несучими конструкціями похилих дахів є приставні крокви, по яких укладають лати, що є основою для покрівлі. Приставні крокви влаштовують в будівлях невеликої ширини, а також у будівлях, які мають внутрішні опори на відстані не більше 6 м.

Приставні крокви представляють собою просторову систему (рис. 2.3), яка складається з кроквяних ніг (похилі бруси на двох опорах), мауерлатів (нижні горизонтальні опорні бруси, вкладені на зовнішні стіни), гребеневого прогону (верхній горизонтальний опорний брус для кроквяних ніг), лежнів (нижні опорні горизонтальні бруси для стояків), стояків і підкосів (підтримують кроквяні ноги в середині прольоту), розпірок-ригелів та хомутів- ригелів (зв’язують кроквяні ноги між собою), кобилок і брусів (правлять за основу для вкладання покрівлі).

Мауерлати можуть бути з брусів, які укладають по всій довжині будівлі або по її периметру, а також у вигляді брусів, укладених переривчасто (тільки під кроквами). Мауерлати антисептують і ставлять на кам'яні стіни на прокладку із шару руберойду на висоті не менше 450 мм від верху горищного перекриття. На внутрішні опори укладають прогони (лежні), по яких через 3 - 6 м один від одного установлюють стояки, які підтримують верхні прогони. Стояки і прогони утворюють опорні рами під крокви.

Щоб дах не знесло вітром, кроквяні ноги (не рідше, ніж через одну) закріплюють скруткою із дроту (Ø 4 - 6 мм) до закладеного в стіну йоржа або до залізобетонних елементів горищного перекриття.

Крокви при великій довжині несуть значні навантаження і тому підтримуються додатковими опорами в прольоті у вигляді підкосів, які спираються на лежень.

Рис. 2.3. Конструктивні рішення приставних крокв: а - в – схеми односхилих дахів; г – е – схеми двосхилих дахів; є – загальний вигляд; 1 – кроквяна нога; 2 – мауерлат; 3 – підкіс; 4 – лежень; 5 – стояк; 6 – прогін; 7 – розпірка-ригель; 8 – схватка-ригель; 9 – кобилка; 10 – бруски лат; 11 – суцільна ділянка лат

Кроквяна нога (діагональна або скісна) за направленням ребра даху спирається у гребені на гребеневий прогін або прибоїни. Нижні кінці крокв не виходять за межі мауерлату. Тому на рівні карнизу, до нижнього кінця кроквяних ніг прибивають кобилки (короткі дошки завтовшки 40 мм), зверху яких настилають обрешетування із дощок і брусків, що являється основою для покрівлі. Над карнизом обрешетування роблять суцільне, а вище – розріджене. У місцях перетину схилів установлюють діагональні (скісні) ноги, на них спирають укорочені крокви (наріжники).

Розміри перерізу обрешетування, кроквяних ніг, прогонів, підкосів визначають за розрахунком. Мауерлати роблять із колод Ø 180 - 200 мм, а брущаті – перерізом 140 × 160 або 160 × 180 мм.

Брущаті елементи приставних крокв економічніші від крокв із колод і дозволяють виконувати їх заготовку у заводських умовах.

Дахи із приставних крокв потребують при влаштуванні значних затрат праці. Більш індустріальним видом похилого даху є збірні дощаті крокви заводського виготовлення. Вони складаються з опорних ферм, які встановлюють похило, і виконують роль опор, кроквяних щитів і гребеневих ферм. Ферму спирають на цегляні або бетонні стовпчики і кріплять до них скрутнями із дроту. Між опорою ферми і стовпчиком установлюють дерев'яні прокладки. Кроквини роблять із парних дощок, установлених із зазором. Парності крайніх дощок досягають при стикуванні щитів між собою. Нижніми кінцями щити спираються на мауерлати, а верхніми – на опорні ферми. Потім установлюють гребеневі фермочки, кінці яких входять в зазор між дошками кроквин, і скріплюють з ними цвяхами. По гребеневих фермочках укладають верхні обрешітні щити. Для кріплення карнизних обрешітних щитів у зазори дощок нижніх кінців ставлять кобилки.

Крок крокв приймають залежно від типу покрівлі, перерізів крокв й обрешітки. Крокви з колод та брусків установлюють через 1,5...2,0 м, а з дощок завтовшки 40...60 мм через 1,0...1,5 м. Вибраний крок можна змінити в місцях, де проходять стояки каналів і канали в стінах. Для карнизної частини даху слід передбачити кобилки з дощок завтовшки 40...50 мм або продовжити дощаті крокви за грань мауерлата (підкроквяного бруса). При значній довжині діагональної ноги (більше ніж 6,0 м) у вальмових дахах необхідно передбачити шпренгель, який служитиме додатковою опорою для крокви.

Конструктивні елементи підвісних крокв

Якщо в будівлі значної ширини відсутні внутрішні опори і неможливе використання приставних крокв, удаються до висячих крокв (кроквяних ферм), які спираються лише на дві точки (рис. 2.4). Залежно від прольоту, котрий перекривається, висячі крокви-ферми можуть мати різні конструктивні схеми.

Рис. 2.4. Характерні схеми підвісних крокв: а, б – схеми крокв; 1 – прогін; 2,4 – верхній та нижній пояси ферми; 3 – кроквяна нога; 5 – балка для горищного перекриття; 6 – стійка (підвісна бабка); 7 – прогін горищного перекриття; 8 – підкіс; 9 – ригель; 10 – накладка (дерев’яна або сталева) з двох сторін; 11 – болт; 12 – коротун; 13 – антисептована прокладка; 14 – толь; 15 – скоба

Верхній пояс цих ферм працює на стиснення, а нижній (затяжка) – на розтяг, сприймаючи розпір від кроквяних ніг. Для зменшення провисання затяжки у фермах прольотом понад 8 м обладнують підвіски, а для зменшення прогину кроквяних ніг – розкоси, врубувані у підвіску, яка працює на розтяг.

На верхній пояс ферми укладають прогони, а до нижнього кріплять підвісне горищне перекриття на сталевих підвісках.

Особливо часто як підвісні крокви використовують сталеві ферми. Сталева ферма являє собою ґратчасту систему, навантаження до якої передається через вузли. Передача навантаження від покрівлі на ферму відбувається за допомогою системи сталевих прогонів. Прогони, як правило, виконують із сталевих прокатних балок двотаврового або швелерного перерізів. Переріз прогонів залежить від кроку прогонів та їх довжини. Досить розповсюдженими є кроки прогонів від 1,0 м до 3,0 м. Прогони покриття спирають у вузли верхнього пояса ферми.

Можливі варіанти, коли до нижнього пояса ферми підвішують сталеві балки горищного перекриття. Приєднання балок відбувається за допомогою підвісок або до вузлових фасонок нижнього пояса ферми.

У місцях спирання сталевих ферм на цегляну кладку влаштовують залізобетонні опорні плити чи суцільний залізобетонний пояс по всьому периметру будівлі. Кріплення ферм до залізобетонного пояса або опорних плит відбувається за допомогою анкерних болтів чи приварюванням ферм до закладних деталей.

Форма ферми залежить від похилу покрівлі. Залежно від форми ферми поділяють на трикутні, трапецієподібні та з паралельними поясами.

Для влаштування покриттів цивільних будинків найчастіше використовують трикутні й трапецієподібні ферми. Ферми складаються з таких елементів: верхній пояс, нижній пояс, опорний розкіс, розкоси і стійки. Сталеві кроквяні ферми найчастіше виконують із прокатних кутиків. Можливі варіанти виконання сталевих ферм невеликих прольотів з круглих та квадратних труб. З’єднання прокатних елементів відкритих перерізів (кутики, швелери, двотаври, таври і т.п.), як правило, виконують за допомогою листового металу – фасонок. З’єднання трубчастих елементів найчастіше виконується стик у стик.