Плоская крыша по деревянным балкам: Плоская крыша по деревянным балкам: устройство, схемы, советы мастера

Конструкция плоской кровли по деревянным балкам, как подобрать кровельные материалы, фотопримеры и видео

Содержание статьи:

1. Конструкция плоской кровли: преимущества
2. Конструкция плоских крыш и ее элементы
3. Плоская кровля по деревянным балкам и ее утепление
4. Обустраиваем водосток

Многие представляют плоскую крышу как неотъемлемую часть городской многоэтажки. Однако на самом деле плоская крыша чаще встречается на загородных домах.

Сегодня существует множество строительных материалов и новых технологий. Именно они позволяют возводить частные дома с плоской крышей. При этом климат нашей страны совсем не влияет на будущую постройку.

Конструкция плоской кровли: преимущества

Еще совсем недавно можно было встретить слишком дорогие конструкции и детали для плоской кровли. При этом они не отличались надежностью и обладали низким функционалом. Естественно, это не было плюсом для плоских крыш, а частные застройщики зачастую отказывались от возведения кровли подобного типа.

Но если судить объективно – то из всего многообразия вариантов можно найти наиболее подходящий для себя элемент. Он должен быть самым адекватным и надежным. Это поможет избежать ошибок в будущем.

Исходя из строительной статистики, сегодня возрождается интерес к строениям в духе конструктивизма. Напомним, что это минимум деталей и простота конструкций. В этих условиях, заказчики начинают пересмотр собственных решений – уже в пользу плоской кровли. Отметим, что в Европе конструкция плоского покрытия домов – это своеобразная строительная мода. По их мнению, дома с крышами без скатов выглядит эффектно.

Еще совсем недавно многие потребители негативно относились к плоской крыше. Одни считали это безвкусием, других пугали обильные осадки в виде снега, ну а третьи полагали, что плоская кровля – это слишком затратное решение.

Однако специалисты давно уже выявили множество очевидных преимуществ у строений с такой конструкцией:

1. Плоская крыша в частном доме чаще всего выступает в роли зеленой зоны отдыха.
2. Существенная экономия на материалах – связано это с тем, что площадь плоского покрытия меньше площади скатного. Надо отметить, что у них одна и та же архитектурная основа.
3. Процесс укладки плоской крыши значительно легче, чем скатной. При этом в первом случае вы осуществляете монтаж покрытия под своими ногами, тогда как на скатной кровле – на большой высоте.
4. Обслуживание плоских крыш – не связано с экстремальными альпинистскими занятиями. Это вполне обыкновенная процедура.

Также стоит отметить, что конструкция плоской крыши предполагает получение дополнительной площади. При этом вы не увеличивайте контур сооружения.

Отметим, что в развитых странах плоские кровли чаще обустраивают в мегаполисах.

Конструкция плоских крыш и ее элементы

Несущее основание – это главное в плоской кровле. В качестве основания выступают железобетонные плиты или металлические листы из профиля. На основание укладывается теплоизоляционный материал. Место его крепления – слой паробарьера. Он в свою очередь должен быть защищен гидроизоляционным слоем.

Все элементы кровельного пирога для плоской кровли обладают одинаковой значимостью. Так, в случае непригодности хотя бы одного из них – вся конструкция придет в упадок. Основа монтажных работ для плоской крыши – комплексный подход. Он связан с тем, что нужно определить тип покрытия, а затем реализовать на практике наилучшее конструктивное решение.

При этом важно учитывать все эксплуатационные и технологические свойства:

• Огнестойкость;
• Водонепроницаемость;
• Простота обслуживания;
• Трудовые затраты при обустройстве;
• Эстетические качества.

Совет: Используйте наши строительные калькуляторы, и вы выполните расчеты строительных материалов быстро и точно.

Отдельного внимания заслуживают вопросы о заделке швов и о выборе способов и элементов крепежа. Также необходимо качественно обустроить технологические узлы покрытия: соединения с парапетами и трубами, сливы, углы, надстройки. Наконец, нужно проделать сквозные отверстия. При монтаже плоской кровли, желательно установить комплектующие конструкции из ударопрочных и устойчивых материалов.

Они защитят вашу крышу от повреждений во время эксплуатации (прочитайте также: «Эксплуатируемая кровля»). Кроме того сегодня важно иметь в наличии материалы, стойкие к коррозионным процессам, а также воздействиям UF-лучей, которые потребуются для создания пирога эксплуатируемой кровли. Если исключить хотя бы одну деталь из системы – то могут возникнуть непоправимые последствия.

В зависимости от того, какая у вас гидроизоляция – ее можно как приклеивать, так и закреплять или просто укладывать. Обратите внимание на качество креплений и способ их монтажа. Нужно быть особенно осторожными с материалами, которые уложены к основанию кровли с механическим креплением.

Если проигнорировать все правила укладки кровельного покрытия – то можно столкнуться с нежелательными последствиями:

• Сильные порывы ветра могут сорвать покрытие для плоской крыши и гидроизоляцию.
• Основа может потерять свою несущую способность из-за электрохимической коррозии. Это связано с ошибками подбора самореза и профлиста.
• Может образоваться забитая или замерзшая воронка – крыша заполнится влагой и возникнут протечек.

Состав кровельного «пирога»:

Плоская кровля по деревянным балкам и ее утепление

Несущая плита – это основание плоской кровли. Она изготавливается из монолита, железобетона или металлопрофиля. Верхний слой плиты покрывают пароизолирующим материалом. Он защищает утеплитель от попадания водяного пара. Таким образом, материал не вздувается и сохраняет все свои первоначальные характеристики. Следующий этап – установка теплоизоляции. Ее также покрывают ковром гидроизоляции, чтобы защитить материал от атмосферного воздействия.

Для плоской крыши предусмотрены системы теплоизоляции с одним и двумя слоем, установленная на балки перекрытия из дерева. Сегодня широкое распространение получила двухслойная система. Принцип ее работы: основная функция отводится нижнему слою, имеющему толщину от 70 до 200 мм, учитывая деревянные фермы перекрытия и их размер. В функцию верхнего слоя (от 30 до 50 мм) входит перераспределение механических нагрузок.

Отметим, что второй слой гораздо прочнее и плотнее, чем первый. Деревянная плоская кровля неслучайно имеет такое распределение – это значительно уменьшает ее вес а, следовательно, и нагрузку на перекрытия (прочитайте также: «Конструкция деревянной кровли»).

Требования к утеплителю:

• Отсутствие теплопроводности и поглощения влаги;
• Пожаробезопасность.
• Высокая паропроницаемость.
• Стойкость к механическим нагрузкам.
• Высокие характеристики сжатия и отсоединения.

Обустраиваем водосток

Особое значение должно придаваться свободному выходу влажных паров из кровельного покрытия. В этих условиях большая роль отводится вентиляционным аксессуарам.

Для выполнения этой задачи предназначены особенные кровельные компоненты – вентилятор для крыши (аэратор). Это своего рода пластиковые (металлические) трубы с различными диаметрами. Их накрывают специальными колпаками, напоминающими зонты. Работа аэратора связана с разницей давлений, которые вызываются потоками воздушных масс. Благодаря своей уникальной конструкции, аэратор выводит пары влаги из-под кровельного покрытия. При этом сама конструкция нисколько не повреждается.

Все виды плоских кровель имеют аэраторы. Последние располагаются равномерно по всей поверхности в самых высоких точках кровельной плоскости. Аэраторы для кровли можно встретить и в местах соединения плит теплоизоляции. Как правило, установка этих элементов происходит параллельно с обустройством кровли. Если этого не сделать – то затраты на вентиляцию могут существенно возрасти.

Комплектующие для устройства плоской кровли представлены в большом количестве. На них влияют кровельные материалы для плоской кровли. Например, на западе чаще всего крыши оснащают устройствами естественного удаления дыма. Это позволяет людям при пожаре без риска для жизни покинуть здание.

1. Надежность кровли связана и с ее уклоном. Полностью плоские крыши вы нигде не встретите, потому что для отвода воды определенный уклон. Плоские крыши имеют свой процент для такого уклона.

   Так, не рекомендуется обустраивать кровлю, имеющую менее 2-х % уклона. Оптимальный вариант – уклон кровли плоской в 2,5 %. В этом случае конструкция удаляет воду за короткое время. При этом кровельные материалы для плоских крыш находятся в более комфортных условиях функционирования. Также следует отметить, что даже при наличии небольшого дефекта – уклону это не повредит.

2. Следующий важный кровельный элемент – водосток. Он имеет свой так называемый маршрут и устраняет влагу и снег. Плоские крыши чаще всего оборудуются системой внутреннего водостока. Поверхность кровли содержит специальные водосточные воронки (фитинги), которые эффективно справляются с водой даже в сильный ливень. При этом исключается затопление кровли.

Особенности устройства плоских крыш, детально на видео:

Расчет по расположению и количеству подобных элементов осуществляется в соответствии с правилами проектирования сооружений. Также нужно учитывать требования строительства по проектированию водостоков и канализаций домов. На количество воронок влияют эксплуатационные условия, архитектура, а также количество осадков. Помимо воронки, имеется специальный фильтр. В его задачу входит защита водостока от попадания инородных частиц. Попавшая в сток вода не замерзает благодаря наличию специальных термических кабелей. Таким образом, использовать водосток можно в любой сезон.

Воду с плоской крыши устраняет наружный водосток. Это связано с тем, что чаще всего работает только на плоских крышах крупных промышленных комплексов. Наружный водосток представлен переливными окнами, которые устанавливают в парапете вместе с ливнеприемниками. Еще один необходимый элемент – саморегулирующиеся термокабели. Он больше подходит для зимы, так как ливнеприемник и переливное окно часто подвергаются обледенению.

При выборе водосточной системы, обратите особое внимание на материал конструкции. Например, изделия из ПВХ (поливинилхлорида) почти не подвергаются обледенению, в отличие от металлических изделий.

устройство деревянных плоских кровель

Содержание статьи

Плоская кровля по деревянным балкам – особенности и порядок монтажа

В настоящее время плоская кровля перестала быть уделом производственных, коммерческих и административных сооружений, так как частные домовладельцы оценили удобство и экономичность кровельной конструкции данного типа. Все больше застройщиков воплощают смелые идеи архитекторов и дизайнеров, предпочитая проекты коттеджей и таун-хаусов без сложных и дорогостоящих скатных крыш. В этой статье мы расскажем, что собой представляет устройство плоской крови, а также как выполняется монтаж покрытия по деревянным балкам, которые в частном строительстве применяются чаще, чем бетонные перекрытия.

Устройство

Плоская кровля представляет собой многослойное покрытие из битумных, полимерных или битумно-полимерных кровельных материалов, уложенных один на другой в особом порядке. Крыша такого типа сооружается методом наплавления или заливки. Если представить себе вертикальный разрез покрытия, то можно увидеть, что устройство кровли состоит из следующих слоев:

1. Основание. Основанием для настила кровельного материала на плоской крыше являются бетонные перекрытия или деревянные балки. В многоквартирных, высотных домах большой площади используют бетонное основание, так как на него ложится значительная нагрузка. В частных жилых и хозяйственных постройках плоская кровля настилается по деревянным балкам, которые дешевле, меньше весят и не перегружают фундамент.
2. Термоизоляционный материал. Так как, согласно принципу конвекции, теплый воздух поднимается вверх, крыша в отапливаемых домах становится основным местом, через которое происходят теплопотери. Чтобы снизить затраты на поддержания в помещениях оптимальной температуры, производят термоизоляцию плоской кровли. Устройство изоляционного слоя выполняют с помощью стекловаты, пенополистирола, базальтового волокна или засыпных видов утеплителей.
3. Гидроизоляционный материал. Устройство каждой плоской кровли включает в себя 3-7 слоев гидроизоляции из кровельных материалов на основе битума, полимерных смол или синтетического каучука. Эти покрытия могут быть наплавляемыми, самоклеящимися или жидкими. Гидроизоляцию укладывают в несколько слоев, чтобы создать долговечное, надежное покрытие, не допускающее протечек. Срок эксплуатации 1 слоя кровельного рубероида составляет не 2-3 года, тогда как в составе многослойной конструкции он может прослужить более 15 лет.
4. Водосточная система. Плоская крыша оснащается внутренним водостоком, состоящим из труб и водоулавливающих воронок. Чтобы талая и дождевая вода попадали в эти элементы водосточной системы и переносились в ливневую канализацию, кровле придают небольшой уклон 2-3 градуса в нужную сторону. Если жидкость скапливается на поверхности кровельного покрытия, гидроизоляционные материалы разрушаются быстрее, а утеплитель отсыревает, теряя термоизоляционные качества.

Важно! Особенность плоской кровли, укладываемой на деревянное основание, в том, что древесина – горючий материал, поэтому на него нельзя наплавать кровельные материалы с помощью газовой горелки. Чтобы закрепить первый слой на обрешетке, используют гвозди или применяют самоклеящиеся покрытия.

Устройство плоской кровли зависит от способа монтажа, используемых материалов и того, как будет использоваться крыша. На деревянных перекрытиях можно монтировать неэксплуатируемую, эксплуатируемую или инверсионную кровлю. Каждый из этих видов имеет свои особенности и требует особого подхода к проектированию и возведению:

Неэксплуатируемая крыша. Этим термином обозначают плоскую кровлю, которая не используется в качестве места обустройства мест хозяйственного рекреационного назначения или иных целей. Она строится в расчете на то, что подниматься на нее будет 1-2 человека, оснащенные страховкой, только на время обслуживания и ремонта конструкции. Такая крыша подойдет для гаража, сарая, небольшой пристройки.

Важно! Частное строительство открывает огромные возможности для использования плоской кровли. Для обустройства террасы, балкона или площадки для отдыха может применяться крыша гаража, пристроенного к основному строению. Однако нужно учесть, что возведение эксплуатируемых кровельных конструкций дороже и сложнее обычных. Чтобы обезопасить людей, находящихся на крыше, по периметру устанавливается парапет высотой не менее 1, 2 м.

Монтаж плоской кровли на деревянное основание отличатся от процесса укладки покрытия на бетонное основание. Однако, для непрофессиональных строителей этим способом пользоваться даже проще, так как для работы не требуется сложный инструмент. Кровельные мастера рекомендуют заниматься строительством плоской кровли в сухую, теплую погоду, когда температура воздуха превышает 5 градусов. Технология монтажа своими руками выглядит следующим образом:

В первую очередь выполняют укладку мауэрлатного бруса, который служит основанием для установки балок. Для этого потребуется прочный, сухой брус размером 150х150 мм. Чтобы защитить древесину от гнили и образования плесени, его обрабатывают антисептическими и влагозащитными составами. Мауэрлат устанавливается на верхний пояс длинных стен сооружения с помощью анкерных болтов или вмурованных металлических шпилек. Чтобы изолировать дерево от материала, из которого выполнены стены, между ними прокладывают 1-2 слоя рубероида.

Обратите внимание! По сравнению с бетонным основанием, деревянное обладает меньшей несущей способностью, поэтому со временем может прогнуться. Чтобы избежать деформации кровли, следует тщательно рассчитать потенциальную нагрузку или заменить деревянные балки на металлические двутавры.

Конструкция плоской кровли: преимущества

Конструкция плоской кровли: преимущества

1. Плоская крыша в частном доме чаще всего выступает в роли зеленой зоны отдыха.
2. Существенная экономия на материалах – связано это с тем, что площадь плоского покрытия меньше площади скатного. Надо отметить, что у них одна и та же архитектурная основа.
3. Процесс укладки плоской крыши значительно легче, чем скатной. При этом в первом случае вы осуществляете монтаж покрытия под своими ногами, тогда как на скатной кровле – на большой высоте.
4. Обслуживание плоских крыш – не связано с экстремальными альпинистскими занятиями. Это вполне обыкновенная процедура.

Конструкция плоских крыш и ее элементы

• Огнестойкость;
• Водонепроницаемость;
• Простота обслуживания;
• Трудовые затраты при обустройстве;
• Эстетические качества.

• Сильные порывы ветра могут сорвать покрытие для плоской крыши и гидроизоляцию.
• Основа может потерять свою несущую способность из-за электрохимической коррозии. Это связано с ошибками подбора самореза и профлиста.
• Может образоваться забитая или замерзшая воронка – крыша заполнится влагой и возникнут протечек.

• Пароизоляция.
• Слой утеплителя.
• Гидроизоляционный материал (прочитайте: “Состав кровли – элементы крыши”).

Плоская кровля по деревянным балкам и ее утепление

• Отсутствие теплопроводности и поглощения влаги;
• Пожаробезопасность.
• Высокая паропроницаемость.
• Стойкость к механическим нагрузкам.
• Высокие характеристики сжатия и отсоединения.

Обустраиваем водосток

1. Надежность кровли связана и с ее уклоном. Полностью плоские крыши вы нигде не встретите, потому что для отвода воды определенный уклон. Плоские крыши имеют свой процент для такого уклона.

Так, не рекомендуется обустраивать кровлю, имеющую менее 2-х % уклона. Оптимальный вариант – уклон кровли плоской в 2,5 %. В этом случае конструкция удаляет воду за короткое время. При этом кровельные материалы для плоских крыш находятся в более комфортных условиях функционирования. Также следует отметить, что даже при наличии небольшого дефекта – уклону это не повредит.

• Следующий важный кровельный элемент – водосток. Он имеет свой так называемый маршрут и устраняет влагу и снег. Плоские крыши чаще всего оборудуются системой внутреннего водостока. Поверхность кровли содержит специальные водосточные воронки (фитинги), которые эффективно справляются с водой даже в сильный ливень. При этом исключается затопление кровли.

Плоская кровля по деревянным балкам

В жизни часто случается так, что постоянная вещь очень быстро надоедает и от нее приходится избавляться. Так случилось с двухскатным типом крыш, которые с большей охотой заменяются на плоские. Технология строительства такого здания пришла к нам из Европы, но приглянулась она жителям стран СНГ не сразу. Только когда плоская кровля начала укладываться по деревянным балкам, застройщики начали присматриваться к ней как к реальному кандидату на замену уже приевшейся двухскатной системе.

Устройство плоской крыши

Плоской крышей называется покрытие из полимерных, битумных или смешанных продуктов, которые укладываются слоями друг на друга с определенным порядком. Нанесение финишного покрытия на кровельную плоскость может осуществляться при помощи заливки или наплавляемых материалов.

Основанием под плоскую крышу может выступать как железобетонная плита, так и деревянная конструкция. Как правило, последнее применяется исключительно в частном строительстве, где нагрузка на кровельную поверхность не может достигать больших значений, а железобетон можно встретить на всех высотных строениях. Так как древесина является более дешевым материалом, то и ценник на такую крышу гораздо меньше. Кроме того, небольшая масса не так сильно воздействует на фундамент.

В случае если возводимое здание не является жилым строением, то теплоизоляция может не укладываться. При других обстоятельствах в качестве утеплителя на плоских крышах лучше всего использовать твердые материалы, например, минеральную вату или пенополистирол. Такие продукты создадут качественную и твердую поверхность, что очень важно для плоской поверхности. Приобретайте только качественный материал, так вы сможете во много раз сократить теплопотери.

Гидроизоляционным материалом для кровельной поверхности, как правило, выступает финишное покрытие, но существуют и другие структуры, где он выполняет свои прямые функции. Об этом мы поговорим чуть ниже. Несмотря на разновидность плоской крыши ее структура должна включать в себя 3-7 основных слоев гидроизоляции. Она может создаваться из разных материалов, но назначение будет одно: защитить нижележащие слои от атмосферных осадков. Кстати, самым распространенным гидроизоляционным материалом является рубероид. До не давних пор он мог прослужить всего 5 лет, но современные компоненты продлили этот срок до 15.

Укладывать еврорубероид на плоскую крышу не всегда выгодно. Например, если вам важно подчеркнуть ваш статус, то такое покрытие не придаст солидности, а лишь наоборот уменьшит ее. Впрочем, добиться красоты можно с любым кровельным покрытием, только бы имелись дополнительные финансы на обустройство парапета. Красивое ограждение не только придаст статус вашей постройке, но и обезопасит находящихся на крыше отдыхающих или рабочих.

Водосточная система на плоской крыше может устраиваться двумя способами. Первый вариант будет называться внутренний водосток, а второй – внешний. Последний из них чаще всего можно встретить на высотных зданиях, где обустройство наружного водостока попросту невозможно. Что касается внутренней системы, то она более проста и, как правило, дешевле.

Но как отвести атмосферные осадки с поверхности если крыша имеет плоскую поверхность? Дело в том, что таковой она является лишь по названию, а на деле на ней есть специальная разуклонка, задающая направление стока. Она может создаваться многими способами, но самые популярные из них это:

• При помощи теплоизоляционных материалов
• При помощи стяжки

Для осуществления первого метода, вам придется раскладывать теплоизоляционные плиты так, чтобы поверхность приняла необходимый уклон. После этого на теплоизоляцию наносятся защитные слои и закрывается все это финишным покрытием. Выгоднее всего использовать стяжку, так как вы создадите необходимый уклон куда быстрее и с меньшими затратами.

Разновидности плоской кровли

Строительство плоской крыши может проходить по разным путям. В одном случае вы получите кровлю, которая очень хорошо будет защищать вас от осадков, а ходить по ее поверхности чревато ремонтом. Другой вариант предлагает крышу, на которой свободно оборудуется зона отдыха, мастерская, оранжерея или бассейн.

По функциональному назначению плоские кровли делятся на два типа:

• Неэксплуатируемая плоскость. Такая кровля возводится из очень тонких, но в то же время качественных материалов. Ее обслуживание связано с некоторыми трудностями, так как для передвижения по поверхности придется устраивать специальные мостики и трапы. Впрочем, некоторые материалы могут выдержать вес среднего человека, но не более этого. Как правило, кровельная плоскость закрывается напыляемым гидроизоляционным покрытием, что делает ее полностью герметичной.
• Эксплуатируемая поверхность. Эта разновидность отличается от предыдущего варианта не только тем, что по ее плоскости можно передвигаться нескольким людям, но и используемыми материалами. На такой кровле предусматривается нахождение тяжелых объектов, значит здесь должна использоваться альтернативная технология укладки слоев. В связи с этим, такая крыша без особых проблем выдерживает колоссальные нагрузки в виде бассейнов, ресторанов или автостоянок, правда сильно массивные надстройки требуют основания в виде железобетонных плит. Конечно возводить такое в частном строительстве не всегда целесообразно, тем не менее такое можно устроить.

По размещению слоев крышу можно поделить то же на две разновидности.

Традиционная кровля. Здесь все слои размещены в привычном порядке, поэтому такая структура и обладает таким названием. На плоское основание наносится битумная гидроизоляция, затем укладываются теплоизоляционные плиты и все это закрывается еще одним слоем изоляции. В качестве кровельного покрытия на таких крышах чаще всего можно увидеть рубероид.

Инверсионная кровля. Здесь с порядком слоев все обстоит иначе. На подготовленное основание укладывается гидроизоляция, на него монтируется теплоизоляционный слой. Поверх всего этого крепится пароизоляционная мембрана, закрывающаяся бетонной стяжкой. Последний слой придает крыше необходимую жесткость, благодаря которой на ней можно размещать массивные предметы.

Плоская деревянная крыша может относиться ко всем этим типам, главное понимать, чего вы хотите.

Монтаж плоской кровли по деревянному основанию

Плоская крыша по деревянному основанию устраивается тогда, когда у вас нет возможности приобрести железобетонную плиту, либо вы хотите сэкономить. Впрочем, на это могут быть и другие причины. Работа по монтажу может вестись даже неопытным рабочим, главное, чтобы он понимал принцип устройства.

Прежде всего в строительстве приветствуется соблюдение техники безопасности, поэтому в качестве подготовительных работ повторите основные правила работы на высоте. Итак, когда все слова сказаны, можем приступить к монтажу.

• После укладки всех основных стен, проводят устройство мауэрлата. Данный брус обязан быть прочным, поэтому создается исключительно из хвойных пород древесины. Оптимальное сечение составляет 150х150 миллиметров. Крепежными элементами в данном случае выступают анкерные болты, хотя можно воспользоваться любой другой технологией. В качестве изоляционного материала под опорный брус укладывается битумный материал.
• Стропильные ноги возводятся из пиломатериалов сечением 100х150 миллиметров. Для большей устойчивости верхний и нижний конец балки подпиливается таким образом, чтобы он стыковался с мауэрлатом. Крепить такой элемент к опорному брусу необходимо при помощи металлических уголков с использованием длинных гвоздей. Шаг данных элементов задается кровельным покрытием, но в любом случае это значение будет находиться в диапазоне 60-120 сантиметров.
• Сразу после устройства стропильных ног можно приступать к созданию прочного основания. Для этого можно использовать влагостойкую фанеру или плиты ОСП.

• Если крыша неэксплуатируемая, то дальше можно начинать стелить кровельное покрытие. Как правило, застройщики предпочитают наплавляемые крыши, ведь напыляемые куда дороже. Так как в составе крыши преобладает древесина, то первый слой кровли должен крепиться на основание механическим методом, а последующие могут наплавляться.
• В случае если кровля является эксплуатируемой, то обрешетка создается в виде фермы и на нее укладываются доски. После этого можно укладывать кровельный пирог и закрывать его стяжкой.

Перед использованием пиломатериалов очень важно обработать их антисептиками и антипиренами. Первые помогут дольше сопротивляться разрушительному воздействию микроорганизмов, а вторые увеличат устойчивость к возгоранию.

Проектирование деревянных балок плоской крыши – Расчет конструкции и определение размеров

Когда дело доходит до строительства прочной плоской крыши, решающее значение имеет правильная конструкция деревянных балок.

Он не только обеспечивает структурную целостность вашего дома или здания, но и придает ему эстетическую привлекательность.

Тем не менее, процесс проектирования такой крыши может быть непосильным, особенно для тех, кто не имеет опыта проектирования строительных конструкций.

Вот почему мы разбираем основы проектирования деревянных балок плоской крыши.

В этом посте мы шаг за шагом рассмотрим, как рассчитать размеры и спроектировать элементы плоской крыши в соответствии с Еврокодом по древесине EN 1995-1-1:2004.

Не будем долго говорить, давайте углубимся в это.

🙋‍♀️ Что такое плоская деревянная крыша?

Плоская деревянная крыша представляет собой структурную кровельную систему, которая, как следует из названия, не имеет уклона или имеет очень небольшой уклон для отвода воды. Вертикальные нагрузки обычно воспринимаются второстепенными балками и передаются на первичные балки, которые поддерживаются колоннами. Ветровые распорки или деревянные доски используются для горизонтальной ветровой распорки и для передачи горизонтальных нагрузок вниз на фундамент.

Как уже упоминалось, существуют разные типы плоских крыш, а это означает, что разные элементы могут быть построены из разных материалов и систем.

Один из примеров плоской крыши можно увидеть на следующем рисунке, где второстепенных деревянных балки проходят между основными балками .

Стальные стержни могут использоваться как для горизонтальной кровли, так и для вертикальной системы крепления . Основные балки поддерживаются деревянными колоннами, которые действуют как поддерживает для основных лучей.

.. и поскольку 3D-модели даже лучше, чем 2D-изображения, здесь также используется 3D-модель.

Мы еще не рассмотрели ветрозащитные системы, как они работают, зачем они нам нужны, но хотели бы вы узнать больше? Позвольте мне знать в комментариях ниже.

Статическая система плоской крыши фактически разделена на 2 или более статических систем , в зависимости от того, рассматриваем ли мы также горизонтальное усиление пластинами или стальными стержнями и должны ли колонны также быть включены в расчет плоской крыши .

Но мы решили рассмотреть горизонтальные связи в другой статье.

Как мы видим на картинке выше, в нашем примере есть первичных и вторичных лучей.

Нагрузки (ветровые, снеговые, живые, мертвые) сначала воспринимаются второстепенными балками (смоделированными как балки — сюрприз😁), а затем передаются на главные балки, что означает, что вертикальные опорные силы второстепенных балок равны применяются в качестве точечных нагрузок на главные балки.

Теперь давайте посмотрим на эти статические системы, потому что слова не так понятны, как изображения.

Статическая система второстепенной балки представляет собой свободно опертую балку .

.. и статическая система внешней главной балки представляет собой неразрезную балку .

Но как обе двухмерные статические системы теперь связаны друг с другом? Это может сбивать с толку.

Давайте посмотрим на трехмерное изображение крыши.

Если это все еще немного неясно — оставайтесь с нами — это становится намного яснее, когда мы смотрим на передачу нагрузки.

Поскольку плоская крыша практически не имеет наклона или имеет очень небольшой наклон, и, как мы увидим позже, все нагрузки приложены перпендикулярно балкам.

Следовательно, балки будут действовать только на изгиб. Давайте найдем и применим нагрузки в следующем разделе.

⬇️ Характеристические нагрузки плоской кровли

В этой статье не будут вычисляться нагрузки. Расчет постоянных, временных, ветровых и снеговых нагрузок для плоских крыш мы подробно объясняли в предыдущих статьях.

В случае, если плоская крыша является частью конструкции навеса, Еврокод включает дополнительный раздел, в котором рассчитывается ветровая нагрузка специально для конструкций навеса.

В этом уроке мы предполагаем, что конструкция закрыта (здание) и ветер не может дуть из-под крыши.

Определенные значения нагрузки являются оценками из предыдущих расчетов.

В этом расчете мы сосредоточимся только на внешнем ветровом давлении для площадей 10 м2.

Но мы делаем это только для того, чтобы вычисления и этот урок были более понятными и легкими для понимания. В «реальности» следует учитывать все ценности.

Поскольку значение почти равно нулю, вклад ветровой нагрузки в этом районе также почти равен нулю.

Как видим, характерные воздействия (нагрузки), приложенные к второстепенной балке, приводят к силам реакции ($W_{k}, S_{k}, Q_{k}, G_{k}$) свободно опертой балки.

Эти силы реакции теперь становятся характеристическими силами (точечными нагрузками) на неразрезную балку (основную балку).

Также помните❗
В действительности ветровая точечная нагрузка не имеет одинакового значения из-за разных ветровых областей, описанных выше, но и более подробно здесь.

➕ Комбинации нагрузок плоской крыши

К счастью, мы уже написали обширную статью о том, что такое комбинации нагрузок и как мы их используем. Если вам нужно освежить это, вы можете прочитать сообщение в блоге здесь.

Мы решили включить $w_{k.I.}$ = -0,08 кН/м2 в качестве ветровой нагрузки в комбинации нагрузок, так как это ветровая нагрузка, приложенная к сечению, которое мы рассматриваем, и чтобы расчет был чистым.

В принципе, следует учитывать все загружения. Однако, имея немного больше опыта, вы, возможно, сможете исключить некоторые значения.

В современных программах КЭ можно применять несколько значений ветровой нагрузки и автоматически генерировать комбинации нагрузок. Так что компьютер нам очень помогает.

Только имейте в виду, что вы должны учитывать все ветровые нагрузки, но для простоты мы рассматриваем только 1 значение в этой статье😁.

LC1	$ 1,08 \ FRAC {KN} {M} $
LC2	$ 1,08 \ FRAC {KN} {M} + 1. 0 \ FRAC {KN} {M} $	999898988888888888888888888888888 гг. \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м}$
LC4	$1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \ frac{кН}{м} + 0,6 * (-0,08 \frac{кН}{м})$
LC5	$1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-0,08 \frac{кН}{м}) $
LC6	$1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,8 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-0,08 \frac{кН}{м} }) $
LC7	$1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м} + (-0,08 \frac{ кН}{м}) $
LC8	$1,08 \frac{кН}{м} + 0,8 \frac{кН}{м} $
LC9	$1,08 \frac{кН}{м} + (-0,08 \frac{кН}{м}) $
LC10	$1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-0,08 \frac{кН {м}) $
LC11	$1,08 \frac{кН}{м} + (-0,08 \frac{кН}{м}) + 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м} $
LC12
LC13	$1,08 \frac{кН}{м} + 0 * 1,0 \frac{кН}{м} + (-0,08 \frac{кН}{м})$

👉 Определение свойств материала древесины

🪵 Материал деревянной балки

Для этого поста/учебника мы выбираем Строительная древесина C24. Дополнительные комментарии о том, какой древесный материал выбрать и где получить свойства, были сделаны здесь. 92}$

⌚ Коэффициент модификации $k_{mod}$

Если вы не знаете, что такое коэффициент модификации $k_{mod}$, мы написали к нему пояснение в предыдущей статье, которое вы можете проверить.

Так как мы хотим, чтобы все было как можно короче, мы не будем повторяться в этой статье — мы только определяем значения $k_{mod}$.

Для жилого дома, который классифицируется как класс эксплуатации 1 в соответствии с EN 1995-1-1 2.3.1.3, мы получаем следующие значения продолжительности нагрузки для различных нагрузок.

From EN 1995-1-1 Table 3.1 мы получаем значения $k_{mod}$ для длительности нагрузки и конструкционной древесины C24 (твердая древесина).

🦺 Частный коэффициент для свойств материала $\gamma_{M}$

Согласно EN 1995-1-1 Таблица 2.3 частный коэффициент $\gamma_{M}$ определяется как

$\gamma_{M} = 1.3$

📏 Допущение ширины и высоты балок

Определяем ширину w и высоту h конструкционной древесины C24 второстепенная балка Поперечное сечение как

Ширина w = 120 мм
Высота h = 240 мм

.. и главная балка как

Ширина w = 160 мм
Высота h = 280 мм

💡 Мы настоятельно рекомендуем делать любые расчеты в программе, где вы всегда можете обновить значения а не руками по бумажке! 94 $

В проекте ULS (предельное предельное состояние) мы проверяем напряжения в деревянных элементах из-за изгиба, сдвига, нормальных усилий и потери устойчивости.

Однако, поскольку все нагрузки перпендикулярны балкам, в балках нет осевой силы и, следовательно, отсутствует потеря устойчивости.

Чтобы рассчитать напряжения балок, нам необходимо рассчитать изгибающие моменты и поперечные силы из-за различных нагрузок.

🧮 Расчет изгибающего момента и поперечных сил

Прежде чем мы начнем что-либо вычислять, нам нужно выбрать наихудшее сочетание нагрузок. В нашем случае это комбинация нагрузок 3, которую мы применяем к свободно опертой балке.

Сложение этих линейных нагрузок дает расчетную линейную нагрузку

$p_{d} = 1,35 * 1,08 \frac{кН}{м} + 1,5 * 1,0 \frac{кН}{м} + 1,5 * 0,7 * 0,8 \frac{кН}{м} = 3,8 \frac{кН}{м}$

Как и для изгиба Комбинация нагрузок 3 приводит к наиболее критическому поперечному усилию. Наибольшее усилие сдвига в свободно опертой балке находится вблизи двух опор и может быть рассчитано по следующей формуле:

$V_{d} = p_{d} \cdot \frac{l}{2}$

ввод значений в формулу приводит к макс. поперечная сила

Прочность материала древесины:

$ f_{d} = k_{mod} \cdot \frac{f_{k}}{\ gamma_{m}} $

Применение согласно EN 1995-1-1 (6.11)

$\eta = \frac{\sigma_{m}}{f_{m.d }} = 0,70 < 1,0$

👨‍🏫 Проверка на сдвиг

От макс. поперечная сила (средняя опора: 9,5 кН ) мы можем рассчитать касательное напряжение в наиболее критическом поперечном сечении.

Напряжение сдвига:

$\tau_{d} = \frac{3V}{2 \cdot w \cdot h} =  \frac{3 \cdot 9,5 кН}{2 \cdot 0,12 м \cdot 0,24 м} = 0,495 МПа$

Прочность материала древесины:

$ f_{v} = k_{mod. M} \cdot \frac{f_{v}}{\gamma_{m}} $

$ f_{v } = 0,8 \cdot \frac{4 МПа}{1,3} = 2,46 МПа$

Применение согласно EN 1995-1-1 (6.13)

$\eta = \frac{\tau_{v}}{f_{v}} = 0,2 < 1,0$

Мы также более подробно обсуждали конструкцию SLS в предыдущем статья. В этом посте мы не слишком много объясняем, а скорее показываем расчеты и их результаты😊

🖋️ Мгновенная деформация $u_{inst}$

$u_{inst}$ (мгновенная деформация) нашей балки может быть рассчитана с нагрузкой характеристической комбинации нагрузки SLS .

Что касается изгибающих моментов и поперечных сил, то комбинация нагрузок 3 является наиболее критической. Комбинация нагрузок 3 в SLS применяет следующие нагрузки к свободно опертой балке.

Суммирование этих линейных нагрузок приводит к характеристической линейной нагрузке SLS

$p_{k} = 1,08 \frac{кН}{м} + 1,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 0,8 \frac{ кН}{м} = 2,64 \frac{кН}{м}$

Прогиб свободно опертой балки рассчитывается по следующей формуле:

$u_{inst} = \frac{5}{384} \cdot p_{k} \cdot \frac{l^4}{E_{0. g.mean} \cdot I_{y}}$ 9{4}} $

$u_{inst}$ = 14,13 мм

Limit

EN 1995-1-1 Таблица 7.2 рекомендует значения для $w_{inst}, w_{net.fin}$ и $w_ {fin}$, который не должен превышаться для свободно опертой балки .

При длине балки (пролете) L=5м мы получаем следующие значения.

Использование

$\eta = \frac{u_{inst}}{w_{inst}} =  \frac{14.13mm}{16.67mm} = 0.85 < 1$

🏇 Конечная деформация $u_{ fin}$

$u_{fin}$ (конечную деформацию) нашей балки можно рассчитать, добавив деформацию ползучести $u_{creep}$ к мгновенному отклонению $u_{inst}$ .

Поэтому рассчитаем деформацию ползучести. Этот урок уже очень длинный, поэтому мы не будем показывать все шаги, а вместо этого сэкономим место и запишем только результат.

Но не волнуйтесь, в этой статье мы объяснили, как рассчитать деформацию ползучести. Дайте мне знать в комментариях ниже, если у вас возникли проблемы с расчетом деформации ползучести.

Деформация ползучести LC3 рассчитывается как

$u_{ползучесть}$ = 3,98 мм

Добавление ползучести к мгновенному отклонению приводит к окончательному отклонению.

$u_{fin} = u_{inst} + u_{creep} = 14,13 мм + 3,98 мм= 18,11 мм$

Предельное значение $u_{fin}$ согласно EN 1995-1-1 Таблица 7.2

$w_{fin}$ = l/150 = 5,0 м/150 = 33,33 мм

Применение

$\eta = \frac{u_{fin}}{w_{fin}} =  \frac{18,11 мм}{ 33,33 мм} = 0,54$

Теперь, когда вторичная балка проверена и размеры поперечного сечения найдены, мы можем пойти дальше и применить опорные силы второстепенной балки к первичной балке.

Давайте сделаем это в следующем разделе.

Во-первых, давайте рассчитаем опорные силы второстепенной балки из-за различных характеристических нагрузок, чтобы затем мы могли применить их к второстепенной балке.

Опорные силы рассчитываются следующим образом: 2,5 кН $ S_ {K} $ 2,0 KN $ W_ {K} $ -0,2 КН 9002 В порядке. В порядке, чтобы расчеты. рассчитать изгибающие моменты и силы сдвига из-за различных нагрузок или ведущей комбинации нагрузок, чтобы быть более точным.

🧮 Расчет изгибающего момента и поперечных сил

Что касается второстепенной балки, то комбинация нагрузок 3 также является наиболее критической для основной балки.

Комбинация нагрузок 3

Теперь можно рассчитать изгибающие моменты и силы либо путем приближенного преобразования точечных нагрузок в линейную нагрузку и определения изгибающего момента с помощью таблиц для неразрезных балок, либо с помощью программы балки/КЭ.

Наибольший изгибающий момент в неразрезной балке определяется в средней опоре по программе балки как

$M_{d} = 28,08 кНм$

Комбинация нагрузок 3 – Силы сдвига

Наибольшая сила сдвига в неразрезной балке находится в средней опоре с помощью программы балки как

$V_{d} = 24,6 кН$

🔎 Проверка на изгиб

От макс. изгибающий момент в средней опоре ( 28,06 кНм ) можно рассчитать напряжение в наиболее критическом сечении как 94} \cdot \frac{0,28m}{2} = 13,42 МПа$

Применение согласно EN 1995-1-1 (6.

$\eta =frac {\sigma_{m}}{f_{m.d}} = 0,91 < 1,0$

👨‍🏫 Проверка на сдвиг

От макс. поперечная сила (средняя опора: 24,6 кН ) мы можем рассчитать касательное напряжение в наиболее критическом поперечном сечении.

Напряжение сдвига:

$\tau_{d} = \frac{3V}{2 \cdot w \cdot h} =  \frac{3 \cdot 24,6 кН}{2 \cdot 0,16 м \cdot 0,28 м} = 0,824 МПа$

Прочность материала древесины:

$ f_{v} = 0,8 \cdot \frac{4 МПа}{1,3} = 2,46 МПа$

Применение согласно EN 1995-1-1 (6.13)

$\eta = \frac{\tau_{v}}{f_{v}} = 0,34 < 1,0$

🖋️ Мгновенная деформация $u_{inst}$

По изгибающим моментам и поперечным силам Комбинация нагрузок 3 является наиболее критичным. Комбинация нагрузок 3 в SLS применяет следующие нагрузки к свободно опертой балке.

Что касается сил, то мы рассчитываем отклонение с помощью программы балки. Мгновенная деформация равна

$u_{inst} = 7,7 мм$

Предел

EN 1995-1-1 Таблица 7.2 рекомендует значения для $w_{inst}, w_{net.fin}$ и $w_{fin}$, которое не должно превышаться для свободно опертой балки .

Так как у нас есть неразрезная балка, но Стандарт рекомендует значения только для свободно опертых балок, мы также используем эти значения в этом руководстве.

При длине балки (пролете) L=5м мы получаем следующие значения.