Нормативная нагрузка от веса конструкции, согласно СНиП 2.03.01—84, определяются по данным стандартов или исходя из проектных размеров, учитывая плотность материала, их весовую влажность для условий, предусмотренных применением, и общей эксплуатацией здания. Применяя положения СНиП для определения нагрузки в данных условиях эксплуатации, требует конкретики весовой характеристики конструкции. Далее рассмотрим характеристики постоянных нагрузок:
Нагрузка от веса кровли в совокупности зависит от выбора сечения стропил и шага конечной их установки. Влияние свое вносит и материал, выбор которого зависит от предполагаемого уклона скатов.
Традиционно, уклоны скатов одной крыши организуют одинаковым углом. Уклоны скатов кровли имеют зависимость от материала, методик укладки различного материала, притязаний строительного плана, финансовой необходимости, и естественно, от региона построения. Уклоны кровли, превышающие 45°, сбрасывают с себя естественным путем погодные осадки (снег, вода), что предусматривается при возведении зданий в регионах с большой неизменной численностью осадков Повышение угла уклона кровли существенно увеличивает ее цену, потому что наклон больше 45° просит в полтора раза больше издержек в затраченном материале, нежели построение плоской крыши. В районах постройки с большой ветровой силой и малыми осадками, правильно будет возводить кровли пологие, так как ветровая нагрузка на эти кровли действует не в такой мере, как на крутые кровли, но их преимущество на лицо в регионах с объемными осадками и слабыми ветрами, потому что крутые скаты убавляют давление нагрузки погодных осадков, скатывая слои с крыши естественным путем.
Различная нормативная документация выражает уклоны ската крыш по-разному: в виде процентов, градусов или безразмерных величин (соотношение высоты к половине пролета) (рис.). Определение наклона понятнее только в облике безразмерных величин, ведь градус уклона крыши при строительстве никак не измеряют школьным транспортиром. В том числе, когда при возведении не достает проекта, который задает точную вышину установки конька, то поступают старым проверенным способом. Измеряют просвет сооружения, обретая центр пролета, от него вверх ровненькой рейкой ставят высоту, которая одинакова, к образцу, соотношения одной трети половины пролета (уклон 1:3), или половины этого просвета (уклон 1:1), или иную другую на усмотрение.
Свое влияние на угол уклона ската имеет вид материала, применяемый в кровельной работе, учитываются габариты материала, методы и технология его укладки, предугадывают его последующую разумность в ремонтопригодности и доступность к обслуживанию. Для устройства скатной кровли применяются различные материалы, которые доступны на сегодняшний день в неограниченном ассортименте: асбестоцементные и битумные листы (как волнистые, так и плоские), листы со стальной оцинковки, черепицу из керамики, металла и цемента, рубероид и многие другие материалы. Угол крена кровли обозначит кровельный материал, на котором остановится выбор, потому что, чем меньше габариты штучного материала, тем больше необходимо делать наклон крыши, и чем герметичнее при укладке на стыках и плотнее сам материал, тем меньше допустим уклон кровли. Проясняется это большой численностью стыков малого материала, означает огромной вероятностью протекания, но также и утяжелением покрытия, таким образом, если у вас большой вес кровельного материала, значит более отвесный угол крена необходимо задавать скатам. В таблице приведены рекомендуемые углы кренов скатных кровель.
В таблице можно найти данные с рекомендованными углами кренов скатных кровель различных материалов и со средним весом на метр квадратный, которые взяты из экспериментов практики, также из нормирующих документов. Но способы и составные производства кровельных материалов в нашу эпоху непрерывно улучшается: понижается масса и модернизируется техническая черта любого изделия, поэтому избирая определенный товар необходимо, прежде всего, ориентироваться данными технической документации, прилагаемой к материалу.
Обрешетка представляет собой несущую конструкцию кровли, к которой крепится собственно сама кровля. Влияние обрешетки вступает в цельную тяжесть крова. Обрешетки различимы между собой двумя видами: разреженная и сплошная (рис.). Разряд обрешетки, размер сечения и ее ход крепления обозначит подобранное кровельное покрытие.
Кровельные жесткие материалы, которые способны сами выносить на себе ветровые и снеговые нагрузки, не прогибаясь и не разрушаясь, позволяют выбрать для обрешетки разреженный вид, который выполняют из пиленых брусьев, деревянных жердей или П-образных решетин из оцинкованного металла.
Покрытие из крупного штучного материала, например, цементноволокнистыми асбестоцементными листами, предполагает под собой ход таким, чтобы каждый лист удерживали три решетины, традиционно шаг составляет 60 см. В таковых вариантах отдают предпочтение шпале с сечением 60?60 мм, возможно и меньшее высекание 40?60 мм, но тогда шаг делают чаще. Шаг обрешетки под целлюлозобитумные листы волнистого типа, например, ондулин, выбирают исходя от уклона кровли уже имеющегося, например, таким образом: 45 см шага для уклонов в интервале 1:6-1:4 и 60 см шага для уклонов более 1:4, а с уклоном меньше 1:6 под ондулин делают сплошную обрешетку.
Если выбор лег на материал для покрытия крыш небольших размеров, например, черепица, ход обрешетки принимают подобный, чтобы каждая единица легла на две жерди, где серединный ход обрешетки 33 см. При расчете нагрузки от веса кровли есть надобность заблаговременно сделать выбор типа покрова, чтобы более точно определить шаг обрешетки. Покрытия крыш иногда выполняют в два слоя, что дает надобность подбирать брус сечением 60?60 мм, так же и при утяжеленной укладке; один слой перекрытия позволяет использовать бруски с размерами сечения 50?60 мм или 50?50 мм.
При покрытии из профнастила и его видов, избирают ход исходя из его возможности к деструкции, практикуют шаг в таких случаях 35-40 см и приравнивается он поперечному расстоянию шага профиля самой металлочерепицы, где используем доски с ширина около 100 мм.
Под мягкими кровельными материалами используют сплошную обрешетку, это понятие не обозначает, что доски должны лежать впритык друг к другу, традиционно друг к другу крепят две верхние и две нижние решетины, а остальные должны образовывать зазоры приблизительно 2-5 см. Решетины предполагаются быть изготовленными из окромленого или же не кромленого теса в толщи 2-2,5 см. Применение не кромленых досок подразумевает их размещение сообразно скату крыши по типу комель к вершине, однако обзол с теса непременно необходимо сбросить.
Стальная кровля позволяет обрешетку выполнять как сплошные, так и разреженную, которая делается из брусьев с сечением 50?50 мм, доски размерами 50?120 (140) мм, а сплошную обрешетку – из доски толщиной 30-40 мм, где бруски размещают через 200-250 мм один от другого. Каждый промежуток в 140 см занимают доски с такой же толщиной, как и бруски, ширина их должна составлять до 14 см. Конек сбивается из дощечек, ширина которых 20 см.
Использование новейших кровельных материалов повлекло за собой использование контробрешетки, которая является второй, обычно сплошной обрешеткой, выложенной под определенным углом к основной первой, наклон при этом составляет около 45°, что позволяет уложить любой вид кровли и увеличивает жесткость крыши. В современное мире сплошная рама фактически никак не используется, заменили эту конструкцию сплошной обшивкой водоустойчивость доской, плитами OSB (табл.). Приближенное значение веса материала покрытия можно взять из предыдущей таблицы, а вес обрешетки необходимо рассчитывать исходя из конструкции кровли и подобранного материала. Бруски из хвойных пород деревьев применяют в деревянной обрешетке, их вес объема одного кубометра равняется 500–550 кг/м?, а если использовать фанеру или OSB, то их вес составит 600–650 кг/м?.
Окончив кровельные работы необходимо подготовить работы по утеплению чердачного помещения. Утепление дает значительное энергосбережение здания, и неправильно произведенное утепление может не дать того результата, который преследовался. В нежилом чердачном помещении утепляют только перекрытие, т. е. пол чердака, а жилое чердачное помещение, которое используются круглый год, утепляют целиком и полностью: скаты крыш, части перекрытия и боковые стены, а значит, добавляется вес внутренней подшивки и утеплителя, что дает дополнительную нагрузку, воздействующую на стропильный каркас.
Мансарду внутри (рис.) можно отделать несколькими видами подшивок: фанерой, гипсокартоном, панелями МДФ или деревянной вагонкой. Вес обшивки меняется с типом выбранного материала, который воздействует на стропильную конструкцию. Мы уже знаем, что вес гипсокартона при влажности до 1% составляет 850 кг/м?, и рассчитать нагрузку от веса обшивки можно умножив вес объема материала на толщину подобранной обшивки.
Закладываемая толщина утеплителя станет изменяться в зависимости от ареала стройки, которые различаются температурными признаками, где логично, что в регионах с низкими показателями температуры наружного воздуха толщина изоляции закладывается больше, чем в районах с высокой средней температурой. Как следствие, от вида утеплителя, его массы и толщины, находится в зависимости доборная перегрузка на стропильный каркас. Для мансардных чердаков рекомендованы материалы для утепления с теплопроводностью коэффициента не больше 0,04 Вт/м?°С.
Наиболее ценный и полный расчет утепления покрова делается по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», где выявляется толщина утеплительного материала, учитываются колебания температуры в конструкции с зависимостью от наружного воздуха и отопления, учитывается увлажненность воздуха, не допускающая температуры точки росы на поверхностях внешних и внутренних конструкции. Самому произвести полный расчет достаточно сложно, лучше обратиться к специалистам.
Сделаем замечание, что не весь изоляционный материал, имеющий коэффициент теплопроводности около 0,04 Вт/м?°С, может обладать столь низким весом, который можно было бы и не брать в счет, многие из них достаточно тяжелые и не возможно будет не учесть дополнительное давление на систему стропил от веса утеплителя.
Нагрузка от собственного веса – определяется по проектным значениям конструктивных и геометрических параметров, по усредненным значениям плотности с учетом данных, предоставляющимися изготовителями об ожидаемом весе конструкции (например, нагрузку от веса перекрытия находим по толще слоев – рулонного покрытия, стяжки утеплительного материала, несущей плиты и прочее) и усредненной плотности материалов.
По классификатору нагрузок мы рассмотрели все самые основные, но все перегрузы могут действовать на сооружение не одновременно. В основном, при расчетах учитывают разные сочетания нагрузок. Сочетание включает в себя все постоянные перегрузы, длительные временные и кратковременную одну, оказывающая наибольшее влияние. Существуют регионы, зимние периоды которых затяжные и предполагают эти периоды воздействие всех нагрузок одновременно на стропильную систему: собственный вес стропильной системы, веса снега, давления ветра и утеплителя. В другой период года количество этих воздействий исчезает, например, давление снежного покрова, но все же конструкцию рассчитывают на полный комплекс этих нагрузок в совокупности. Сложим арифметически все нагрузки и умножим на 1,1, но если есть полная уверенность, что вы все делаете правильно, то коэффициент 1,1 не применим. Тем самым, мы рассчитываем нагрузку при самых сложных условиях и дополнительно закладываем прочность в расчеты.
В подсчеты главного максимального состояния снеговой перегрузки в стареньких нормах вводился показатель 1,4 – коэффициент прочности, но в новой редакции СНиП 2.01.07-85 его исключили, в связи с конфигурацией нормативного значения, и в дальнейшем мы включать коэффициент в расчеты не будем.
Расчеты несущих конструкций кровли (прогонов, обрешетки и стропил) производятся по двум предельным состояниям, при которых сооружения прекращают соответствовать предъявляемым к ним в самом процессе эксплуатации потребностям: прогиб и разрушение.
Правильный расчет стропильной конструкции должен совмещать в себе оба вида нагрузок, действующих по площади (нормативная и расчетная) и переводиться в линейные нагрузки.
Перегрузки, которые мы рассмотрели выше, ориентируются по СНиП и техническим чертам используемых материалов, эти перегрузки показывают сплошное влияние слоев покрытия, давления ветра и веса снегового покрова и предоставляют характеристики в виде кг/м?. В системе кровли присутствуют несколько конструкций несущего характера: стропила, решетины и прогоны, и каждая из них берет на себя нагрузку только ту, которая действует на нее конкретно, а не на всю кровлю в целом. Они представляют собой линейные конструкции, которые должны рассчитываться на общее давление каждого метра длины этого составляющего, что предполагает перевод единицы измерения кг/м? в кг/м.
На каждую стропилину давит исключительно та нагрузка, которая располагается над ней. Делаем вывод, что общую умеренно распределенную нагрузку необходимо умножить на шаг крепления стропил (рис.). Установку шага стропил выбирают, обычно, с зависимостью от объемов строения. К примеру, понадобится 7 стропил для установки с шагом 1 м на стене в 6 м. Но протяженность стенки в 6 м еще отлично распределяется и на шаг 1,2 м, тогда выйдет 6 стропилин либо на шаг 1,5 м— будет нужно 5 стропилин. Для таковой длины стенок, можно использовать шаг и в 3, и в 2 м, однако станет вопрос в необходимости усиленной обрешетки. Традиционно шаг крепления стропил не практикуют более 2 м, а для крыш утепленных, его принимают по размерам плит утеплителя 1,2, 0,8, 0,6 м. Иными словами, длина шагов стропил выбирается в каждом случае своя, зависящая от протяженности стенок строения, чтобы по всей длине было место размещения единого количества стропил и отдаление между ними было схожим. Единственный нюанс подбора шага стропил может быть только денежный, поэтому необходимо рассчитать несколько вариантов установки стропильной системы, сопоставляя расходы материала. Конфигурация ширины шага крепления стропил, следовательно, конфигурация площади сбора общей перегрузки над стропилом, дает возможность увеличивать либо убавлять нагрузку.
Отдаление крепления решетин невозможно видоизменять на свое личное усмотрение, потому что это расстояние задается используемым подобранным кровельным материалом и его объемами, где предусмотрительно подбирается сечение решетин. Пространство крепления прогонов определяется конструктивно либо после расчетов шага и сечения брусьев, которые рассчитываются на сосредоточенные силы от давления стропил. Перегрузка на брусок либо дощечку обрешетки разбирается сходственно расчетной перегрузке на стропила, маршрутом умножения перегрузки на шаг установки решетин.
Вот и все. Теперь вы знаете про все нагрузки, которые будут воздействовать на крышу вашего деревянного дома. Учитывайте их все при расчетах, тем самым страхуйте себя от незапланированного ремонта крыши.
