Несущие конструкции скатных крыш

Несущие конструкции скатных (чердачных) крыш выполняют из дерева, стали и железобетона в виде стропил и стропильных ферм. Выбор материала и типа несущей конструкции зависит от расположения в здании внутренних опор (стен или столбов), величины перекрываемых пролетов, уклона кровли и специальных требований (огнестойкости, капитальности и т.д.). В данном курсовом проекте будут рассматриваться стропильные системы, изготовляемые из дерева. Стропильные системы бывают наслонные и висячие. Наслонные стропила применяют в тех случаях, когда в здании имеются внутренние стены или колонны, расположенные через 5…6 м, которые могут служить опорами для стропильных конструкций и сократить этим их пролет. Висячие стопила применяют в случаях, если необходимо перекрыть пролет до 16 м, а здание не имеет промежуточных опор.

Схемы наслонных стропильных систем представлены на рис. 15.

 

 

Рис. 15. Схемы наслонных стропильных систем: а — вальмовая часть; б — поперечные разрезы

 

Наслонные стропила. При устройстве одно- двух- и четырехскатных крыш применяют деревянные несущие конструкции, основным элементом которых являются стропильные ноги. Изготавливаются они из брусков, пластин и досок. Расстояние между стропилами вдоль здания (шаг стропил) принимают от 1 до 2 м: при стропилах из брусьев высотой 180…200 мм — 1,5…2 м, а из пластин и досок толщиной 80 мм — 1,0…1,5 м.

В местах опирания стропильных ног на каменные стены для закрепления их концов и равномерного распределения сосредоточенной нагрузки на большую площадь каменной кладки под них укладывают подстропильные брусья-мауэрлаты сечением 160´140 или 160´170 мм.

При частом шаге стропил (до 1,2 м) или возведении стен из малопрочных материалов подстропильные брусья укладывают по всей длине стен здания, на которые опираются концы стропильных ног. При редкой расстановке стропил укладывают мауэрлаты-коротыши длиной 600…800 мм. Между мауэрлатом и каменной кладкой стены прокладывают изоляцию из рулонного материала. Нижняя поверхность мауэрлата должна быть выше утеплителя чердачного перекрытия не менее чем на 500 мм.

Для восприятия ветровых нагрузок (отсоса) концы стропильных ног через одну привязывают к костылям, вбитым в стену, скрутками из проволоки диаметром 4…6 мм. Верхним концом наслонные стропила опираются на горизонтальный брус, носящий название конькового прогона, который поддерживается стойками, установленными на внутренние опоры. При деревянных стропилах расстояние между стойками следует принимать не более 3…4 м. Стоики внизу устанавливают на лежни.

Когда длина стропильных ног превышает 6 м, то во избежание значительного их прогиба необходимо устанавливать подкосы. Подкосы внизу опирают на лежень или на стойку. Деревянные элементы конструкций в местах соприкосновения изолируются от каменной кладки слоем толя или пергамина.

При наличии в здании двух рядов внутренних опор устраивают два верхних прогона по стойкам. Для увеличения жесткости конструкции требуется обязательно устанавливать ригели, а для восприятия горизонтальных составляющих усилий, передаваемых подкосами в нижней части стоек, между лежнями ставят распорки.

При устройстве четырехскатных (вальмовых) крыш в местах пересечения скатов наслонные стропила делают из диагональных (накосных) стропильных ног, иногда называемых роговыми. В образующихся углах продольных скатов и на вальмовых скатах, где нельзя устанавливать стропила полной длины, укладывают укороченные стропильные ноги, называемые нарожниками. Нижним концом нарожник опирают на мауэрлаты, а верхним врезают в накосные стропильные ноги.

Диагональная стропильная нога нижним концом может опираться на мауэрлат в месте их сопряжения в углу, но лучше на специальную балку, положенную наискось на мауэрлаты на некотором расстоянии от угла. Так как диагональные стропильные ноги имеют большую длину и несут значительную нагрузку, они должны поддерживаться в пролете промежуточной опорой в виде подкоса, стойки или поставленной в углу здания шпренгельной конструкции. Верхний конец диагональной ноги при наличии одного прогона опирается на его консоль, а при двух прогонах — на прибоины, прикрепленные гвоздями к концам стропильных ног.

Все сопряжения стропил усиливаются металлическими креплениями: болтами, скобами, гвоздями. К опирающимся в мауэрлаты концам стропильных ног сбоку прибивают отрезки досок толщиной 40 мм — кобылки длиной на величину устраиваемого свеса крыши, предназначенные для крепления к ним досок обрешетки.

На рис. 16 представлены узлы и детали наслонных стропильных систем.

Рис. 16. Узлы и детали наслонных стропильных систем

 

Висячие стропила. При значительной ширине здания и отсутствии внутренних опор в качестве несущей конструкции крыши устраивают стропильные фермы, которые имеют только две точки опоры (по наружным стенам). В простейшем виде ферма состоит из двух стропильных ног, вверху жестко соединенных, а внизу — затяжкой, воспринимающей горизонтальную составляющую (распор). Для жесткости и уменьшения прогиба стропильных ног при пролетах 7…8 м добавочно врезают ригель, а при пролетах до 12 м устанавливают бабку, работающую на растяжение, и подкосы, работающие на сжатие.

По наслонным, а также по висячим стропилам выполняют деревянную обрешетку из брусков или досок, уложенных с зазорами или в виде одинарных или двойных сплошных настилов, по которым устраивают кровлю.

Для освещения, проветривания чердака и выхода на крышу устраивают слуховые окна, располагающиеся в один ряд между стропильными ногами на высоте 1,0…1,2 м от уровня верха чердачного перекрытия. Оно состоит из застекленного окна размером 600´800 мм и боковых приточных вентиляционных отверстий, огражденных жалюзийными решетками размером 200 (250)´800 мм каждая. Схемы и детали висячих стропильных систем представлены на рис. 17.

 

Рис. 17. Схемы, узлы и детали висячих стропильных систем

Лестницы

 

Важным архитектурно-планировочным узлом, служащим для сообщения между этажами, являются лестницы. Лестницы состоят из наклонных элементов — лестничных маршей со ступенями и горизонтальных элементов —площадок, располагаемых как на уровне пола этажа (этажные площадки), так и между этажами (междуэтажные площадки). Марши состоят из ступеней и поддерживающих их балок. При расположении балок под ступенями их называют косоурами, а при примыкании ступеней к балкам сбоку — тетивами.

Лестничные марши имеют ограждения с поручнями высотой не менее    0,9 м. Уклон марша выбирают в соответствии с назначением лестницы           и в индивидуальных жилых домах находится в пределах от 1:1,1 до 1:2. Поворот у лестниц желательно делать левым (при движении по лестнице вверх). Все ступени марша, кроме верхней и нижней, имеют одинаковую форму и размеры. В зависимости от принятого уклона марша высота ступени (называемая подступенком) принимается 15…18 см, а горизонтальная поверхность ступени (называемая проступью) —15…30 см. Верхние и нижние ступени, называемые фризовыми, имеют особую форму и служат для примыкания марша к лестничным площадкам. Ширину марша для индивидуальных жилых домов принимают не менее 0,8 м. Ширину площадки делают не меньше ширины марша. Количество ступеней в марше не меньше трех и не более восемнадцати. Входную площадку делают высотой не менее 0,1 м.

В зависимости от количества маршей, располагаемых в пределах каждого этажа, лестницы бывают одно-, двух-, трех- и четырехмаршевые. Бывают и винтовые лестницы (рис. 18).

 

 

Рис. 18. Схемы основных приемов планировочных решений лестниц: а — одномаршевая; б —  двухмаршевая; в — трехмаршевая: г — четырехмаршевая; д — двухмаршевая с парадным средним маршем; е — винтовая лестница; лестница, сочетающая прямолинейные марши с забежными сту­пенями

 

По материалу изготовления различают лестницы по деревянным тетивам или косоурам, стальным и железобетонным косоурам (рис. 19, 20).

 

 

 

В деревянных лестницах марши делают в тетивах из широких досок толщиной 60…80 мм. Ступени выполняют из досок толщиной 50…60 мм, вставляя их концы в лазы, выбранные в тетивах. Площадки имеют площадочные балки из брусьев, на которые на врубках опираются тетивы маршей.

Лестницы на стальных балках изготавливают из двутавров или швеллеров № 14—18. Сопряжение косоуров с площадочными балками осуществляется чаще всего сваркой, реже на болтах. Ступени для лестниц по стальным и железобетонным косоурам делают наборные, из природного камня или железобетонные (рис. 20).

 

 

Рис. 20 Конструкция сборных железобетонных ступеней: а — фризовая ступень верхняя; б — то же, нижняя; в — рядовая ступень

 

Окна и двери

 

Окна. Размеры светопрозрачных ограждений: оконных и балконных дверей — назначают в соответствии с нормативными требованиями естественной освещенности. Так, по СНиП [2] площадь остекления в жилых комнатах должна составлять не менее 1/8 площади пола, а для мансардных окон — 1/10. Необходимость такого ограничения объясняется их высокой стоимостью.

Стандартную конструкцию заполнения оконных проемов и балконных дверей выполняют из дерева, металла, пластика и силиконового стекла толщиной 4…5 мм или же из стеклопакета.

Оконный блок состоит из стационарной контурной обвязки — коробки, изготовленной из бруска сечением 60´100 мм при спаренных переплетах, и подвижно закрепленных на ней створных элементов: переплетов и подоконной доски.При площади проемов более 2 м² для обеспечения жесткости коробки вводят вертикальные или горизонтальные бруски: импосты и средники.Створки и фрамуги оконных переплетов состоят из контурных брусков (обвязки) и горбыльков, толщина их принимается 54 и 44 мм (размер в направлении, перпендикулярном стеклам).

Номенклатура оконных и балконных дверных проемов с двойным остеклением как в спаренных, так и в раздельных переплетах представлена на рис. 21.

Рис. 21. Номенклатура окон: а — типы оконных и оконно-дверных блоков; б — сечение стены по оконному блоку с раздельными переплетами; в — тоже со спаренными переплетами

Двери. Двери состоят из дверной коробки сечением 94´57 мм, в которой выбраны четверти для навески дверных полотен. По числу дверных полотен двери бывают: однопольные (шириной 600, 700, 800, 900 и 1100 мм), двупольные (шириной 1200, 1400 и 1800 мм) и полуторные (с двумя полотнами неравной ширины). Высота дверей принята 2000 и 2300 мм.

Дверные полотна по конструкции изготавливают щитовые и филенчатые. Щитовая конструкция состоит из рамки, образуемой обвязочными брусками толщиной 30…40 мм, шириной 44 и 54 мм, и щита, склеенного из реек и облицованного с двух сторон шпоном толщиной 3 мм или твердой древесноволокнистой плитой толщиной 4 мм. Филенчатые двери состоят из обвязки, одного или нескольких средников толщиной от 44 до 77 мм и шириной от 90 до 180 мм и филенок-щитов, заполняющих каркас. Филенки бывают дощатые, фанерные, а также из древесноволокнистых и пластмассовых плит.

В наружных дверях для устранения продуваемости устраивают наплавные филенки. Притворы двухпольных дверей делают в фальц (четверть). Зазор между полотнами закрывают с обеих сторон нащельниками. Двери встроенных шкафов делают того же типа, что и комнатные; они отличаются лишь меньшей толщиной полотен.

На рис. 22 показаны  варианты и установка дверных блоков в стенах и проемах для жилых зданий.

 

Рис. 22. Номенклатура дверей для жилых зданий. Сечения стен и перегородок по дверному блоку: а — вертикальный разрез; б — горизонтальный разрез

6. Требования к оформлению                         

    архитектурно-конструктивных чертежей

 

Прежде чем перейти к графическому оформлению проекта, необходимо заранее продумать расположение отдельных чертежей на чертежной бумаге (планы, разрезы, фасады, архитектурные и конструктивные детали). Расположение чертежей проекта на чертежной бумаге может быть раз­личным и зависит в основном от размеров здания и принятых масштабов. Однако фасады здания и перспективу рекомендуется располагать в верхней части листа, а под ними планы этажей, генплан и т.д.

 

Фасады

 

В проекте здания должны быть представлены как минимум два фасада: главный (со стороны главного входа) и боковой (или дворовой). На чертеже должны быть указаны разбивочные оси крайних несущих опор в характерных изломах контура здания, отметки уровня земли, низа и верха оконных проемов, балкона, верха карниза и возвышающихся частей здания, разрезка стен на наружные блоки и панели, облицовка цоколей и др.

При цветовом изображении плоскостей фасадов здания целесообразно построение теней рельефа.     

 

Перспектива, макет

С целью представления объемно-пространственного решения здания выполняют чертеж здания в перспективе либо в аксонометрии (изометрии), а также выполняют макет здания. Пер­спективу или аксонометрию выполняют в произвольном масштабе. Графиче­ское оформление возможно в карандаше (утолщенными линиями обводят все контурные элементы здания); так же, но, подобно негативу, на черном фоне элементы прорабатывают белыми линиями, обычно гуашью по темному фону листа; отмывкой тушью по белому фону либо с прокладкой одного фонового цвета; отмывкой акварелью; покраской тушью, гуашью.

Макет изготавливают из различных материалов (пластмассы, древесины, бумаги и т.п.) на подоснове с изображением рельефа и благоустройства при­мыкающей к зданию части территории.

 

Планы этажей

 

На планах этажей должны быть нанесены в соответствии с ГОСТом разбивочные оси с привязкой конструкций; на первом этаже выходные площадки (привязать к рельефу местности с расчетом необходимого количества ступеней, указать отметки земли); основное санитарно-техническое обо­рудование; расстановку функциональной мебели в различных помещениях для характеристики их раз­мерности и емкости; места сечения разрезов (стрелками указать направление проекций, пере­ломов), сечение проводить по проемам.

Наименование помещений при выполнении планов пи­сать в экспликации. Для каждого плана этажа делают отдельную экспликацию: площадь каждого помещения, м², пишут в правом углу снизу и подчеркивают линией.

 

Планы фундаментов, перекрытий, стропил, кровли,                     

  архитектурных и конструктивных деталей

На плане фундаментов вне контура чертежа, слева и внизу, располагают две размерные линии: между осями несущих конструкций и между разбивочными осями наружных стен, а также привязки несущих конструкций к разбивочным осям. Под размерными линиями помещают буквенную и циф­ровую маркировку осей.

На чертежах планов перекрытий и стропил указывают размеры между осями балок и стропил от оси крайней балки и стропильной ноги до грани капитальной стены, а также сечение балок и прогонов.

На чертеже плана кровли должны быть указаны водоразделы и стрелками — направления скатов крыши, показаны маркировочные оси, расположение вентиляционных труб, чердачных окон.

Чертежи деталей должны иметь маркировку, соответствующую ссылке на данную деталь на плане или разрезе, а также выноски с размерами принятых конструкций и материалов.

    

Разрезы

Вертикальную структуру проектируемого объекта изображают на разре­зах здания. Разрез здания выполняется, как правило, по лестнице. На разрезе должны быть нанесены отметки «чистого» пола этажей, верха и низа проемов, площадок лест­ничных клеток, карниза и конька здания, отметка входа в здание, отмостки; размеры между разбивочными осями, размеры площадок, горизонтальной проекции маршей лестниц, габаритов основных конструкций, внутренние размеры высот помещений; наименования слоев ограждающих конструкций перекрытий (над подва­лом, 1-го этажа, междуэтажного) и покрытия с указанием их толщин, пере­крытия и покрытия могут быть показаны в общих габаритах или в круге с увеличением в 2-3 раза, деталирование, описание дать в виде флажка.

Ссылки на разработанные в других чертежах детали конструкций обозна­чаются так: окружностью очерчивают узел или место — положение детали, при обозначении узла в числителе указывают номер листа, в знаменателе номер детали (узла).

Сечения деталей сопряжений ограждающих конструкций должны быть выполнены в форме рабочих чертежей. Лист чертежей должен включать детали и сопряжения с подробными размерами и наименованиями всех элемен­тов и материалов в соответствии с ГОСТом.

6.6. Генеральный план участка проектирования

 

Генеральный план участка (ГП) застройки является отдельным элементом проектирования. Данная разработка относится к разделу проектирования терри­тории и не входит в архитектурно-конструктивную часть проектов отдель­ных зданий и сооружений. В общем случае проектирования зданий и сооружений в проектных мате­риалах представляют ситуационный план размещения объекта.

Чертежи генерального плана выполняют в единой проектной технике с чертежами проекта. Рекомендуется цветовая отмывка элементов плана. Проектируемый объект должен быть выделен в соответствии с установленными условными обозначениями для генпланов.

В экспликации генерального плана участка указываются здания, сооружения и элементы благоуст­ройства под соответствующими номерами.

Графическое оформление курсовых проектов и работ должно соответствовать правилам и требованиям Системы проектной документации в строи­тельстве (СПДС) и Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Пример выполнения архитектурно-конструктивного проекта инди-видуального жилого дома представлен в прил. 1 и 2. В примере рассмотрен 2-этажный индивидуальный жилой дом с подвалом. По своему составу он включает пять жилых комнат, кухню и столовую, а также различные подсобные и вспомогательные помещения. По конструктивному составу дом выполнен:

фундамент — ленточный монолитный железобетонный;

конструкция стен — колодцевая кладка с эффективным утеплителем;

перекрытие — по сборным железобетонным балкам;

стропильная система — висячие деревянные стропила;

кровля — четырехскатная вальмовая.

Архитектурная часть проекта представлена в прил. 1 на рис. 1—7;  конструктивная часть — в прил. 2 на рис. 8—14.

 

Библиографический список

 

1. Теплотехническое проектирование ограждающих конструкций зданий: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Сост.             А.Г. Перехоженцев; ВолгГАСУ. Волгоград, 2002. 24 с.

2. СНиП 31-02-2001. Дома жилые одноквартирные. М.: Стройиздат, 2002.

3. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1998.

4. СНиП 2.07.01-89* Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. М.: Стройиздат, 1994.

5. Шерешевский И.К. Конструирование гражданских зданий. — М.: Стройиздат, 1981.

4. Маклакова Т.Г.Конструкции гражданских зданий: учеб. / Т.Г. Маклакова,   С.М. Нанасова.  М.: АСВ, 2000.

Приложения

Приложение 1