Типов несущих конструкций существует большое количество. Приведем их основную классификацию и дадим краткое описание их особенностей.
Несущая конструкция должна выдерживать нагрузку собственной массы кровли, ветра, снега и возможных случайных нагрузок.
Несущие конструкции подразделяются на:
железобетонные плиты (монолитные и сборные), часторебристые перекрытия с керамическими камнями, дополняемые несущими балками;
деревянные, железобетонные и стальные стропильные конструкции;
дощатогвоздевые и клееные кровельные балки, железобетонные (из обычного и предварительно напряженного железобетона) и стальные пространственные конструкции, трехшарнирные арочные стропильные фермы, фермы с затяжкой и др.;
висячие конструкции;
пневматические надувные строительные конструкции (ПСК).
Теперь рассмотрим все эти виды конструкций более детально.
1. Железобетонные монолитные и сборные плиты и керамические перекрытия. ↑
Рисунок 1. Железобетонные монолитные и сборные плиты и керамические перекрытия
В большинстве случаев совмещаются функции несущей конструкции покрытий и основания кровли. Плиты могут быть сплошными, мелкоребристыми, с различными полостями или вставками из легких бетонов, пенопластов или керамики либо непосредственно на строительной площадке, заполняя бетоном опалубку, либо внутри строящегося здания, либо на свободном месте строительной площадки, а затем их поднимают. Довольно привлекательно выглядят монолитные мелкоребристые плиты, в которых ребра расположены в соответствии с законом распределения статических нагрузок. Более часто, чем железобетонные плиты, изготовленные непосредственно на строительной площадке, применяют сборные плиты; особую группу сборных плит образуют складчатые плиты трапецеидального вида, вида ТТ или же вида гиперболоида вращения и т. п. Их применяют не только при строительстве гражданских и промышленных зданий, но и индивидуальных домов. Встречаются также и плиты, совмещающие функции несущих конструкций и теплоизоляции (прежде всего поробетонные панели толщиной от 24 до 30 см).
Практика показывает, что при строительстве зданий, в которых влажность воздуха в помещениях достигает 60%, наиболее эффективно применять несущие конструкции из пористых материалов. Они обладают способностью отводить влагу (попавшую при строительстве и атмосферную) в верхние слои гораздо эффективнее, чем плотные бетоны. Керамические перекрытия и плиты из пористого бетона в этом случае более эффективны.
2. Деревянные стропильные конструкции ↑
Рисунок 2. Возможные виды устройства двускатной крыши
Деревянные стропильные конструкции в прошлом использовали лишь для строений с кровлями из штучных материалов; в настоящее время встречается много крыш с деревянной обшивкой или же с теплоизоляционным слоем, покрытым пленочным материалом, а также фонарной конструкции. Первоначально использовались лишь деревянные конструкции, а позднее — бетонные или комбинированные (с применением дерева) или же стальные и стальные, а также клееные конструкции. Современная архитектура открывает совершенно новые возможности комбинирования деревянных стропильных конструкций с кровельными пленками.
3. Стропильные фермы. ↑
Рисунок 3. Примеры стропильных ферм
Для несущих конструкций используют различные деревянные, железобетонные, стальные, предварительно напряженные стальные стропильные фермы, трехшарнирные арочные фермы с затяжкой, пространственные стропильные фермы, решетчатые пространственные структуры, а также в виде куполообразных фонарей с пролетом до 120 м. К этой группе конструкций относятся впечатляющие деревянные объемные решетчатые покрытия с криволинейным профилем, в большинстве случаев с полихлорвиниловыми армированными защитными пленками.
Клееные деревянные конструкции часто конкурируют со стальными и железобетонными. Их конструктивное решение имеет ограниченное применение. Оболочки и пространственные конструкции часто служат не только несущими конструкциями, но и выполняют функции основания. Эта группа покрытий характеризуется разнообразием форм, контуров, пространственных решений и размеров.
Различают следующие виды оболочки:
Цилиндрические,
волнистые,
куполовидные,
с криволинейной поверхностью гиперболическо-параболические,
конусоидальные,
складчатые,
бетонные,
металлические,
из пластмасс.
Практически речь идет об обособленной группе железобетонных элементов (исключая металлические и пластмассовые оболочки), которые имеют сравнительно малую толщину (по отношению к покрываемой площади). Часто оболочки выполняют из водонепроницаемых материалов или с нанесением гидроизоляционных веществ.
4. Висячие покрытия. ↑
Рисунок 4. Висячие кровельные конструкции
К этим покрытиям относятся такие, в которых тросы крепятся на опорах по контуру строения и, провисая в пролете, образуют непосредственно основание кровли. Висячие покрытия имеют самостоятельную конструкцию, иногда подвешиваемую в нескольких точках к другой конструкции, находящейся от нее на некотором расстоянии. И в этой группе покрытий встречается множество конструктивных решений, форм и принципов возведения.
Сюда входят покрытия:
Мембранные,
сетчатые,
комбинированные (тросы с поперечными жесткими конструкциями),
с открытыми тросами,
монолитные предварительно напряженные.
Рисунок 5. Примеры висячих покрытий кровли
Покрытия этой группы в зависимости от формы подразделяются на:
Плоские;
цилиндрические с постоянным радиусом кривизны;
криволинейные;
с положительной и отрицательной кривизной (выпукло-вогнутые).
В современной архитектуре покрытия такого типа встречаются довольно часто.
5. Надувные конструкции. ↑
Рисунок 6. Примеры надувных конструкций
Речь идет о совершенно новой конструкции, которая, на первый взгляд, не имеет несущих элементов. Их роль выполняет воздух, который поддерживает кровлю, состоящую лишь из мягкого материала, причем воздух, заключенный в камеpax, выполняет также функцию теплоизолятора. В конструктивном принципе надувные покрытия подразделяются на:
конструкции, поддерживаемые воздухом;
ребристые, со сжатым воздухом в несущих ребрах;
камерные (подушечные).
