Применение ферм на металлических зубчатых пластинах в

Покрытиях гражданских зданий.

В современном мире города и другие населённые пункты растут в геометрической прогрессии. Однако дороговизна даже той же земли заставляет подумать об альтернативном строительстве хотя бы небольших жилых помещений в самом городе.

Выход был найден: устройство мансард, надстройка нескольких этажей над существующим зданием, надстройка небольших помещений на части эксплуатируемой крыши с созданием места для дополнительной рекреации.

Для их создания используются фермы, рамы и другие строительные конструкции на металлических зубчатых пластинах (МЗП), которые обеспечивают высокую прочность и жёсткость соединений.

МЗП - зубчатые крепёжные металлические пластины для соединения деревянных деталей. Их изготавливают методом штамповки из оцинкованнойстали толщиной 1, 2 мм или 2, 0 мм. Потом пластины нарезаются в соответствии с необходимыми размерами (длина от 50 мм до 400 мм с шагом 25 мм, ширина от 100 мм до 250 мм с тем же шагом). Каждая из пластин содержит параллельные ряды выштампованных и вертикально отогнутых в одну сторону фигурных зубьев с внутренней и наружной стенками с заострёнными концами и уширением по боковым торцам у основания. МЗП из сталей обыкновенного качества защищают от коррозии цинкованием или гидрооксидированным алюминированием.

Деревянные фермы с соединениями на металлических коннекторных пластинах начали вытеснять ранее использовавшиеся методы традиционного изготовления стропил и ферм на фанерных узловых накладках. Новый тип ферм можно было производить быстро, в больших количествах и хорошего качества на фабриках, персоналу которых требовалось лишь очень короткое время для обучения. В настоящее время конструкции с использованием соединительных пластин применяются практически по всей Европе.

Основные типы ферм, изготавливаемых с узловыми соединениями на МЗП, - треугольные одно- и двускатные, а также с параллельными поясами. Фермы разработаны для пролетов 7, 5-20 м с шагом 0, 5-2, 5 м, однако наиболее распространенный – 1, 25 м.. Толщина досок

для изготовления ферм - 4060 мм, ширина - 100-200 мм (зависит от нагрузок, действующих на конструкцию). Высота ферм треугольного очертания и двускатных – 1/6-1/7 пролета, с плоским покрытием может быть уменьшена до 1/10-1/20 пролета.

Оборудование для производства металлических зубчатых пластин (рис. 8.19) включает в себя прессы для изготовления пластин различной конфигурации, необходимый инструмент, угловые шаблоны, прессовые установки для производства составных балок и специальное оборудование для нанесения покрытий.

С помощью обычной циркулярной пилы доскам придается нужная геометрия, после чего из них выкладывают конструкцию будущей фермы на специальных столах и в местах соединения элементов запрессовывают МЗП. Причем пластины ставятся по обе стороны соединяемых элементов. Таким образом, можно выделить ещё несколько плюсов применения МЗП:

- отсутствуют трудоёмкие операций по созданию пазов и шипов;

- если выставить монтажные столы точно по геометрии первой

создаваемой конструкции, то геометрия всех последующих идентичных конструкции будет соблюдаться автоматически;

- чем больше конструкций одной конфигурации изготавливается, тем больше рабочего времени экономится;

- конструкции с соединениями на МЗП гораздо экономичнее традиционных и позволяют экономить как древесину на 20%, так и сталь на 30%;

- позволяют создавать конструкции любой сложности (рис. 7.20);

- соединения на МЗП превосходят по прочности аналогичные соединения

на клею или гвоздях;

- позволяют осуществлять крепеж брусков в стык даже с зазором до 4-х мм

без потери прочности конструкции;

- готовые конструкции перевозятся на место их установки, что

увеличивает скоростью сборки дома. Например, срок строительства усадебного дома можно уменьшить в 1, 5 раза за счет параллельного возведения стен и изготовления стропильных ферм " на земле " сразу в проектных размерах.

А если вместе с этим добавить то, что все работы производятся в помещении, следовательно, не зависят от погодных условий, то МЗП становятся просто идеальными для использования в строительстве. Но есть всё же некоторые проблемы, связанные с их применением:

- необходимо иметь почти идеально ровную площадку с размерами, соответствующими изготавливаемым элементам и специальный пресс в форме скобы с соответствующей гидростанцией (прочность соединений гарантируется только при использовании специального оборудования для запрессовки);

- работает соединительная пластина в разных направлениях по-разному, а

прочность шипов на изгиб минимальная при нагрузке, действующей по главной оси.

Последнего недостатка лишена система МЗП типа Арпад, так как оси пар шипов, выштампованные в пластине, образуют с направлением основной нагрузки определенный угол, а ряды шипов поочередно расположены под углом друг к другу. При такой геометрии зубьев при нагружении узла возникает явление заклинивания шипов в древесине, тем самым увеличивается прочность соединения.

Железобетонные крыши.

Железобетонные полносборные конструкции крыш проектируют с уклоном до 5%. Применяют три типа конструкций крыш: чердачные, бесчердачные и эксплуатируемые.

Чердачная крыша — основной вариант покрытия в жилых зданиях массового строительства повышенной этажности.

Бесчердачная крыша - основной тип покрытия в малоэтажных массовых общественных зданиях. Бесчердачную крышу применяют также в жилых домах высотою до четырех этажей при строительстве в умеренном климате, а также на ограниченных по площади участках

покрытий многоэтажных зданий: над машинными отделениями лифтов, над лоджиями и эркерами, пристроенными магазинами, вестибюлями, тамбурами и пр. В свою очередь чердачные крыши применяют и в многоэтажных общественных зданиях, когда их планировочные параметры совпадают с параметрами жилых зданий, что позволяет применить соответствующие им сборные изделия для крыш.

Эксплуатируемая крыша устраивается и над чердачными и над бесчердачными покрытиями. Она может быть устроена над всем зданием или его частью и использоваться в рекреационных целях как для населения (или служащих) в здании, либо независимо, например, для устройства открытого кафе.

Окончательный выбор системы водоотвода с крыши при проектировании осуществляют в зависимости от назначения объекта, его этажности и размещения в застройке. В жилых зданиях средней и повышенной этажности принимают внутренний водоотвод, в малоэтажных - наружный организованный, а в малоэтажных, размещенных внутри квартала, - наружный неорганизованный.

По методу удаления воздуха из системы вытяжной вентиляции через конструкцию покрытия различают крыши с холодным, теплым и открытым чердаком. Для каждой из этих конструкций может быть применен любой из выше перечисленных метод гидроизоляции. Конструкции бесчердачных крыш применяют в строительстве в следующих пяти вариантах (рис. 8.27):

Ж - раздельной (с кровельной панелью, чердачным перекрытием, утеплителем и вентилируемым пространством) с безрулонным покрытием;

И - то же с рулонным покрытием;

К - совмещенной однослойной панельной конструкции;

Л - совмещенной трехслойной панельной конструкции;

М - совмещенной многослойной построечного изготовления.

47. Современные кровельные материалы для покрытий гражданских

Зданий.

Природный сланец (сланцевая черепица), керамическая черепица, а также группа современных материалов (цементно-песчаная,, полимер-песчаная и керамо-гракитная черепица), которые имитируют эти традиционные кровельные покрытия - это штучные материалы.

Сланец (натуральный шифер, сланцевая черепица) - штучный кровельный материал. Применяется на скатных кровлях любой сложности. Представляет собой пластины различной формы и размера толщиной 3-9 мм, отколотые от глыб природного глинистого сланца. Это твердый, чрезвычайно долговечны материал, обладает низким водопоглощением, морозоустойчив, не разрушается под воздействием перепадов температур, ультрафиолета, инертен в химически агрессивных средах, обеспечивает хорошее шумопоглощение и теплоизоляцию. Правильно уложенная сланцевая кровля не требует дополнительных затрат в процессе эксплуатации и имеет хорошую ремонтопригодность (замена поврежденных или утраченных пластин.

Цветовая гамма зависит от месторождения. Наиболее распространенный цвет - темно-серый и его градации, встречаются также различные оттенки зеленого, красно-бурого и т.д. Обладает хорошей светостойкостью, со временем покрывается серо-голубой патиной, не теряет характерный «антрацитовый» блеск. Использование пластин различной формы, тона и размера, а также разнообразные схемы укладки (прямая, ромбовидная, изогнутая и др.) позволяют индивидуализировать рисунок кровельного покрытия. Однако при этом сложная укладка, требующая навыков и опыта и не уступающая по цене стоимости самого материала. Пластины укладываются на обрешетку из брусков

сечением 40x60 мм или 50x50 мм по принципу «рыбьей чешуи». что обеспечивает эффективный отвод влаги (вода перетекает с плитки на плитку). При выборе направления укладки плиток (вправо или влево) следует учитывать господствующее направление ветров. Шаг обрешетки зависит от формата плитки. Пластины крепятся медными гвоздями. Для местностей с сильными ветрами, на

утепленных кровлях, а также на кровлях с уклоном менее 22° необходимо устройство сплошной обрешетки, поверх которой укладывается влагозащитная паропроницаемая мембрана.

При транспортировке, хранении и укладке сланцевых плиток необходимо соблюдать осторожность, так как материал хрупкий и легко расслаивается.

Керамическая(глиняная)черепица - штучный кровельный материал.

Используется на скатных кровлях любой сложности. Благодаря мелкоразмерности на сложных кровлях дает минимум отходов. Сырьем служат гончарная глина, каолин, полевой шпат и кварц, минеральные пигменты. В результате формования под высоким давлением и последующего обжига при температуре свыше 1000°С получается полностью спеченный черепок, пористость которого менее 1%. По форме и по методу прессования черепица подразделяется на пазовую (штампованную и ленточную), плоскую ленточную. волнистую ленточную. 3-образную ленточную и коньковую. От формы черепицы зависит способ ее укладки и тип кровли, на которой ее можно использовать. При экономическом расчете черепичной кровли, помимо стоимости рядовой черепицы, необходимо учитывать стоимость значительного числа обязательных доборных элементов (коньковые, ендовные. торцовые, проходные, боковые черепицы и пр.), объем которых возрастает с усложнением геометрии крыши.

Цементно-песчаная (бетонная) черепица - штучный кровельный материал. Используется на скатных кровлях. Изготавливается из портландцемента, кварцевого песка с добавлением пигмента на основе оксида железа. Прочность достигается без обжига, за счет твердения цемента. Сверху наносится защитно-декоративное акриловое покрытие. Некоторые производители на лицевую поверхность бетонной черепицы наносят цветной минеральный гранулят.

По возможностям применения и потребительским характеристикам цементно-песчаная черепица близка к своему прообразу - керамической (см. выше), но плитки цементно-песчаной черепицы массивнее (толще).

Полимер-песчаная черепица - штучный кровельный материал, по форме имитирующий глиняную черепицу. Используется на скатных кровлях. Изготавливается из просеянного песка с полимерным связующим (некоторые производители используют вторсырье — пластиковую тару и т.д.). В процессе производства в массу добавляется неорганический пигмент.

Очень низкое водопоглощение (0, 6-0, 4%), малая теплопроводность, атмосферостойкость, выдерживает мороз до -50 °С. Ударопрочность — не бьется при монтаже и перевозке. Обеспечивает эффективный отвод воды и снега. Необходимо оснащение элементами снега- задержания. Простая эксплуатация с минимумом затрат — периодическая очистка водой (например, из шланга).

Керамогранитная черепица - штучный кровельный материал, имитирующийсланцевую черепицу (природный сланец). Применяется на скатных кровлях различной сложности. Рекомендуется для зданий со значительным расчетным сроком эксплуатации. Сырье — глина, полевой шпат, кварц, красящий пигмент. Производится по той же технологии, что и керамогранитная облицовочная плитка.

Обладает высокой прочностью (прочность на изгиб достигает 65 МПа) и способна выдерживать значительные снеговые нагрузки. Отличная атмосфероустойчивость, очень низкое водопоглощение (0, 1%), что обеспечивает высокую морозоустойчивость (до -50

С°). Высокая светостойкость достигается благодаря окрашиванию в массе и применению светостойких пигментов, содержащих соли редкоземельных металлов (кобальт, цирконий, хром).

Толщина плиток — 9, 5 мм. Возможны различные цветовые решения. В основном выпускаются плитки, по цвету и форме имитирующие природный сланец.

Металлические кровли.

Кровли из металла обладают хорошей ремонтопригодностью, обеспечивают эффективный отвод дождевой и талой воды. Скатные металлические кровли в зимнее время опасны лавинообразным сходом снеговых масс, поэтому они обязательно должны оснащаться элементами

снегозадержания. кабельными системами обогрева.

Для долговечности металлической кровли важно обеспечить поддержание нормального температурно-влажностного режима в подкровельном пространстве.

Кровельные покрытия изготавливаются из тонколистовой и рулонной стали, цветных металлов и их сплавов, могут быть плоскими и профилированными.

Для покрытий металлических кровель используются следующие виды полимерных материалов:

- акрил (толщина покрытия 25мкм).Отличается низкой устойчивостью к атмосферным и механическим воздействиям, легко повреждается при монтаже кровли, через 2-3 года эксплуатации начинает отслаиваться;

- полиэстер (толщина покрытия 25-30 мкм).Относительно недорогое, практичное покрытие, созданное на основе полиэфирной краски. Подходит для любых климатических поясов. Устойчив к коррозии и атмосферным воздействиям, обладает хорошей светостойкостью и высокой пластичностью, теплостойкостью. Недостаток — неустойчивость к механическим повреждениям, поэтому требует аккуратного обращения в процессе транспортировки и монтажа;

- матовый полиэстер (толщина 35 мкм).Полиэстер, модифицирован-ный тефлоном. По характеристикам близок к обычному полиэстеру, но отличается несколько большей устойчивостью к химическим воздействиям и механическим повреждениям. Имеет матовую поверхность. При транспортировке и монтаже также требует осторожного обращения;

- пурал (толщина слоя 50 мкм). Покрытие на основе полиуретана,

модифицированного полиамидом. Обладает хорошей механической и химической стойкостью, не выгорает на солнце, выдерживает суточные перепады температур. Имеет шелковисто-матовую поверхность;

- пластизол (РУС 200) (толщина покрытия 175-200 мкм). Одно из самых устойчивых к механическим повреждениям и воздействию химически-агрессивных сред покрытие; обладает высокой коррозионной стойкостью. Не рекомендуется использовать в южных регионах, так как пластизол не очень стоек к УФ-излучению. при температуре выше +60 °С быстро стареет;

- РVF2 (ПВДФ). Покрытие толщиной до 200 мкм состоит на 80% из

пол и винилфторида, на 20% из акрила. Прочное, морозоустойчивое, не теряет своих свойств в диапазоне температур от -60 до +120 °С, практически не выцветает, имеет красивый блеск. По сравнению с другими покрытиями является наиболее дорогостоящим, обладает высокой стойкостью к агрессивным средам и к механическим повреждениям. Может быть как глянцевым, так и матовым, а также с эффектом «металлик».

Фальцевые кровли - плоские или снебольшими ребрами жесткости листовые или рулонные металлические кровли, элементы которых (картины) стыкуются с помощью специального шва (фальца). Используются на крышах с углом наклона скатов от 5°, Для устройства фальцевой кровли применяется листовая и рулонная оцинкованная сталь и алюминий с полимерным покрытием или без него, медь, цинк-титан.

Фальцевая кровля из горяче-оцинкованной стали.

Подходит для плоских и скатных кровель любой формы. Для изготовления кровельных покрытий применяется холоднокатаная горяче-оцинкованная листовая или рулонная сталь. В последнее время получило распространение применение оцинкованной стали с полимерными покрытиями: стальной лист с двусторонней оцинковкой. Также надежна и удобна современная технология с самозащелкивающимися фальцами, не требующая применения на стройке специального фальцующего инструмента.

Наилучшая герметичность кровли по верх которой нанесен пассивирующий слой и грунт. С тыльной стороны лист покрывается защитным лаком, с лицевой — цветным полимерным покрытием.

Надежность и долговечность стального кровельного покрытия зависят от:

- толщины стального листа - она должна быть не менее 0, 5 мм, а для скатов, свесов и разжелобков - не менее 0, 6 мм;

- толщины и качества цинкового покрытия - слой 250-320 г/м2 должен быть ровным, без пузырей и подтеков.

А если используется сталь с полимерным покрытием — от вида и качества полимерного покрытия.

Недостатком стальных кровель является их шумность и высокая теплопроводность. В связи с этим при обустройстве помещений непосредственно под кровлей (без технического этажа) необходима дополнительная шумо- и теплоизоляция.

Алюминиевые фальцевые кровли - гибкий, пластичный материал

используется на кровлях любой, в том числе самой сложной геометрии. Алюминий поставляется в листах и лентах толщиной 0.7-1, 0 мм. а также в виде модулей, имитирующих гонт, чешую и т.д. В настоящее время для изготовления фальцевых кровель используются различные сплавы алюминия, устойчивые к коррозии, а также алюминий с защитными покрытиями на основе металлов (например, цинка) и полимеров.

Устойчивость к коррозии и атмосферным воздействиям, перепадам температур, долговечность.

Медные фальцевые кровли. Гибкость материала позволяет использовать

его на кровлях любой сложности при минимуме отходов. Для изготовления используется медная лента или листы толщиной 0.6-0.8 мм. Лента поставляется в рулонах. Критерии качества медной ленты — чистота сплава, стабильность геометрии (ширины и толщины медной ленты в рулоне), ровность (планшетность) поверхности. Также изготавливают кровельные материалы для фальцевых кровель из патинированной и луженой меди, сплава меди и алюминия.

Медные кровли обладают очень высокой химической и термической устойчивостью, долговечностью, имеют малый вес. В процессе эксплуатации не требуют затрат. Для ремонта может использоваться пайка легкоплавкими припоями, сварка или лужение.

Новая кровля имеет характерный красноватый («медный») цвет с металлическим блеском. Со временем темнеет, становится темно-коричневой, а затем приобретает характерный зеленый «налет» - патину.

Для ускорения процесса образования патины новую кровлю

обрабатывают специальными составами.

Цинк-титановая фальцевая кровля (D-цинк). Материал представляет собой цинк, легированный титаном и медью. Отличные возможности формовки, пластичность позволяют использовать его на кровлях любой сложности. Выпускается кровельный материал, подвергнутый фосфатизации, в результате чего на поверхности образуется защитный слой, напоминающий естественную патину.

Высокая коррозионная стойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям, долгий срок службы при правильном монтаже и эксплуатации. Ремонтопригодность хорошая - запайка

повреждений легкоплавкими припоями. Фальцевые кровли из цинк-титанового сплава по требуют дополнительной защиты в процессе эксплуатации. Материал имеет высокий коэффициент линейного расширения, что должно учитываться при монтаже.

Новое покрытие имеет характерный металлический блеск. В течение первых 4-5 лет эксплуатации на поверхности образуется защитный слой патины, покрытие становится матовым, приобретает ровный серый цвет. Искусственно состаренный материал имеет матовую поверхность- от серо-голубой до темно-серой (под сланец).

Кровли из профилированного металла. Профилированные металлические кровельные покрытия выпускаются в виде листов большого формата и малоформатных модулей. Они могут быть изготовлены из оцинкованной стали, алюминия, меди. Профилирование придает покрытию дополнительную жесткость и облегчает вентиляцию подкровельного пространства. Для улучшения эксплуатационных и эстетических характеристик выпускаются профилированные металлическиелисты с различными видами защитных покрытий (на основе металлов, полимеров, с посыпкой минеральным (каменным) гранулятом).

Кровли из волнистых металлических листов. Недорогой листовой

материал для скатных кровель, Применяется в основном на кровлях простой геометрии. Выпускается с оцинкованной поверхностью и с многослойными полимерными покрытиями. Толщина стального кровельного профлиста 0, 6-07 мм. В настоящее время большинство производителей предлагают профилированные листы длиной до 12 м. что позволяет минимизировать количество стыков и повысить герметичность кровли. Правда, при работе с листами большого формата усложняется монтаж.

Металлочерепица. Это один из видов профилированного листового металлического кровельного покрытия (вес 1 кв.м не превышает 4, 5 кг). Листу из оцинкованной стали или другого металла с композитным полимерным покрытием или без него методом холодной поперечной штамповки придается та или иная форма профиля, имитирующая покрытие из натуральной черепицы. Существует два типа поставок металлочерепицы — мерные листы или изготовление листов «под заказ», когда длина листа соответствует длине ската кровли, что позволяет обойтись без поперечных швов. В результате повышается герметичность и надежность покрытия. Металлочерепицу целесообразно применять на скатных кровлях простой геометрии, так как при укладке на сложных кровлях требуется сложный монтаж, остается много отходов, видны многочисленные стыки.

Потребительские свойства металлочерепицы: вес, степень устойчивости к коррозии, воздействию УФ-излучения, механическая прочность, шумопоглощение, а также внешний вид, зависят от толщины и качества основы, а также типа и качества полимерного покрытия (см. выше «Виды полимерных покрытий»).

Матовый полиэстер - обладает коррозийной стойкостью. Матовая поверхность этого материала особенно хорошо выглядит на кровельном покрытии.

Пластизол - обладает отличной коррозионной стойкостью и гибкостью, хорошо защищает металл от механических повреждений.

Пурал - новое, базирующееся на полиуретане, покрытие.Отличный материал для кровель и фасадов. Обладает повышенной коррозионной стойкостью и высокой цветовой устойчивостью к УФ-излучению.

Металлочерепица безусловно является лидером среди всех видов кровельных материалов представленных на нашем рынке.

⇐ Предыдущая 1 2 3 45