Деревянные конструкции: расчет крыши

Конструкция крыши

Проектирование и конструирование крыши является обязанностью архитектора. На сегодняшний день деревянные конструкции в основном применяют в индивидуальных жилых домах, но ожидается, что в скором будущем сфера их применения расшириться.

Из дерева могут быть созданы крыши разных конструкций:

• плоская крыша - несмотря на название она все же имеет небольшой уклон, которые обеспечивает отвод воды в водосток;
• скатная крыша может быть односкатной, двухскатной, четырехскатной;
• полувальмовая крыша также имеет скаты, но каждая грань делится на две части;
• шпилеобразная кровля может иметь большое количество граней;
• купольная и сводчатая крыши имеют плавные округлые формы.

Конструкция кровли должна быть надежной и легкой. Зачастую собственники домов увлекаются архитектурными излишествами, пытаясь сделать на крыше и слуховые окна, и балкон, что приводит и к удорожанию проекта, и к сложностям в эксплуатации, ибо каждый узел и грань — это потенциальные места протечки.

Конструируя кровлю необходимо помнить о том, что нельзя создавать места скопления снега, так как нагрузка на кровлю, которая увеличивается с каждым новым снегопадом, может повлечь обрушение.

Также стоит обратить внимание на уклон, от уклона зависит выбор кровельных материалов. Несоответствие материала и уклона может привести к тому, что куски материала будут отрываться на сильном ветру. Конструкция кровли состоит из несущих ограждающих конструкций. К несущим конструкциям относятся мауэрлат, стропила, стойки, раскосы, обрешетка и контробрешетка.

Помимо обеспечения надежности конструкций необходимо создать условия для естественной вентиляции. На последнем этаже обычно скапливается теплый влажный воздух, который должен выводиться через вентиляционные каналы наружу.

Деревянная кровля может быть установлена на деревянном каркасе, а также на кирпичные несущие стены, стены из газоблока и железобетона.

За счет простоты его обработки из дерева можно сформировать практически любую форму крыши, придать ей нужный силуэт, сделать массивной или легкой, применить обильное остекление или отказаться от него. Подход к проектированию будет основываться на предпочтениях собственников дома и объемно-планировочных решениях нижележащих этажей.

Рисунок 1. Применяемые в деревянных крышах стропильные системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Расчет деревянной крыши

При проектировании деревянной крыше архитектору предстоит выполнить не один, а целый ряд расчетов:

• теплотехнический расчет позволит установить толщину утеплителя, а также составить весь кровельный пирог, включая пароизоляцию, гидроизоляцию и отделочные материалы;
• для всех конструкций, подвергающихся силовым воздействиям (стропила, прогон, раскосы, стойки) выполняется расчёт по первой и второй группе предельных состояний. Расчет начинается с компоновки элементов крыши, на схеме плана и разрезе показывают все элементы и их длины. Затем собираются в единую таблицу все нагрузки, действующие на покрытие, а именно постоянные нагрузки, временные нагрузки. Далее нагрузки считаются по отдельности для стропил, прогона и стойки. На следующем этапе определяют усилия в элементах крыши и находят сечения, задавая ширину. Подобранные сечения проверяют на срез и деформацию.

Рисунок 2. Основные несущие элементы деревянной крыши. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Деревянные конструкции в обязательном порядке проходят обработку антипиренами и антисептиками.

Крышу часто называют пятым фасадом здания, при этом выразительность этого элемента может затмить все прочие декоративные части. Конструирование кровли — это действительно сложная задача, поскольку одновременно нужно думать о внешнем виде, отведении воды, расположении выходов труб, материале, утеплении, пароизоляции, нагрузках от снега и ветра и соответствии планировочной концепции дома. Вся совокупность этих факторов должна быть сведена к единственно верному решению. Крыша подбирается методом вариантного проектирования, взвешиваются все достоинства и недостатки возможных вариантов.