Металлическая кровля для каркасных зданий
Полезная модель относится к области строительства, в частности, к конструкциям металлических кровель для плоских или скатных крыш каркасного здания. Технический результат полезной модели заключается в снижении металлоемкости конструкции кровли. Металлическая кровля состоит из прикрепленных к ригелям рам кассеты, изготовленные из металлического листа с отогнутыми на противоположных длинных сторонах Г-образными ребрами и теплоизоляцию, размещенную в полости кассет. Внутри кассет установлены элементы жесткости швеллерообразного сечения, стенки которых соединены со стенками ребер кассет, сверху полок ребер кассет уложен дополнительный слой теплоизоляции и профилированный настил, соединенный с полками ребер и элементов жесткости через слой теплоизоляции крепежными элементами, при этом швеллерообразные элементы жесткости расположены вдоль ребер кассет и по длине состыкованы в пролете между ригелями поперечных рам. 5 ил.
Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкции металлической многослойной кровли для наклонных или плоских крыш каркасных зданий различного назначения.
Известна металлическая кровля, состоящая из внешнего наружного слоя, выполненного из профилированного настила с трапециевидными гофрами и внутреннего слоя, образованного профилями кассет с уложенной в них теплоизоляцией в виде минераловатных плит. Ребра кассет имеют на одной длинной стороне Z-образную форму, а на противоположной - С-образную, при этом Z-образный профиль одной кассеты охватывает С-образный профиль смежной кассеты, образуя общее ребро двух смежных кассет, расположенное под углом 90° к трапециевидным гофрам профилированного настила. (DE 10341636, 2005 г.).
Для обеспечения жесткости наружного тонкого профилированного настила, расстояние между общими ребрами смежных кассет, являющимися опорами для наружного листа должно быть небольшим, что увеличивает материалоемкость кровли.
Наиболее близким аналогом к предложенному техническому решению является металлическая кровля для плоских или скатных крыш каркасного здания, состоящего из поперечных рам, включающая прикрепленные к ригелям рам короткими сторонами кассеты, изготовленные из металлического листа с отогнутыми на длинных сторонах Г-образными ребрами и теплоизоляцию, размещенную в полости кассет. (RU 56420 U1, 2006).
Несмотря на преимущество известной конструкции кровли, обусловленное использованием кассет, выполняющих одновременно несущие функции прогонов и ограждающей конструкции, возможность перекрытия кассетами больших пролетов весьма ограничена из-за деформативности тонкого листа кассет. Опирание кассет на ригели поперечных рам по однопролетной схеме приводит к повышенному расходу металла.
Задачей полезной модели является увеличение несущей способности кассет с одновременным повышением их устойчивости к деформации и снижением металлоемкости кровли за счет изменения расчетной схемы.
Данная задача решается за счет того, что в металлической кровле для плоских или скатных крыш каркасного здания, состоящего из поперечных рам, включающей прикрепленные к ригелям рам короткими сторонами кассеты, изготовленные из металлического листа с отогнутыми на длинных сторонах Г-образными ребрами и теплоизоляцию, размещенную в полости кассет, внутри кассет установлены элементы жесткости швеллерообразного сечения; при соединении кассет в пролетной части здания стенки Г-образных ребер смежных кассет соединены друг с другом и со стенками элементов жесткости, а их полки расположены с нахлестом и охватывают полку одного из элементов жесткости смежной кассеты, при этом швеллерообразные элементы жесткости оперты на ригели рам и состыкованы между собой в пролете между поперечными рамами.
Кроме того, в металлической кровле в местах опирания кассеты на ригели и по середине ее пролета установлены гнутые профили, например в виде уголка, расположенные перпендикулярно элементам жесткости.
В металлической кровле сверху полок ребер кассет последовательно может быть уложен дополнительный слой теплоизоляции и профилированный лист, соединенные с полками ребер смежных кассет и полкой элемента жесткости,
Толщина элементов жесткости превышает толщину листа кассеты.
Плотность теплоизоляции, размещенной внутри кассеты, ниже плотности дополнительного слоя теплоизоляции.
Швеллерообразные полки элементов жесткости выполнены разновеликими.
При скатных крышах полки швеллерообразных элементов жесткости смежных кассет в коньке крыши расположены в противоположные стороны и обращены к карнизу крыши, а профилированный лист и теплоизоляция соединены с полкой каждого из примыкающих к коньку ребер смежных кассет и полкой элемента жесткости.
Крепление кассет к конструкциям каркаса выполняется с помощью самонарезающих винтов или дюбелей.
Стыки кассет на опорах проклеиваются алюминиевой лентой, а в горизонтальных стыках устанавливаются уплотнительные прокладки.
Изобретение поясняется чертежами где изображены:
На фиг.1 - симметричный профиль кассеты;
На фиг.2 - не симметричный профиль кассеты;
На фиг.3 - соединение смежных кассет с уложенной теплоизоляцией;
На фиг.4 - поперечный разрез кровли в пролете здания с опиранием на ригель рамы;
На фиг.5 - поперечный разрез конька крыши.
Металлическая многослойная кровля состоит из кассет, прикрепленных к полкам ригелей 1 поперечных рам каркасного здания.
Кассеты могут быть выполнены двух типов: в виде симметричного 2 и не симметричного 3 профиля в сечении.
Оба типа кассет 2 и 3 изготовлены из тонкого металлического листа 4 с отогнутыми по его длинным сторонам Г-образными ребрами 5 со свесами 6 на концах полок 7 ребер, обеспечивающими фиксацию теплоизоляции 8, размещенной в полости кассеты.
Глубина кассетного профиля принимается на основе теплотехнического расчета для конкретного типа здания и района строительства.
Для плоских крыш и для пролетной части скатных крыш используется несимметричный профиль кассет 3, в котором полки 7 Г-образных ребер 5 обращены в одну сторону таким образом, что при соединении кассет полки их смежных ребер расположены с нахлестом, перекрывая друг друга, т.е. на одной длинной стороне листа 4 кассеты полка Г-образного ребра является накрываемой, а на противоположной стороне листа накрывающей.
В скатных крышах по обе стороны от ее конька устанавливают кассеты 2 с симметричным профилем, у которых полки 7 Г-образных ребер повернуты навстречу друг другу. В зоне конька полки 7 смежных ребер двух кассет обращены в противоположные стороны к карнизу крыши и не перекрывают друг друга.
Для повышения несущей способности кровли внутри кассеты вдоль ее ребер устанавливают элементы жесткости 9, имеющие швеллерообразную форму. На концах верхней и нижней полок элемента жесткости 9 выполнены отгибы направленные навстречу друг другу, обеспечивающие также, как и свесы полок кассет, фиксацию теплоизоляции.
В кассете с симметричным профилем швеллерообразные элементы жесткости 9 устанавливают в незамкнутых ее полостях, ограниченных Г-образными ребрами 5 и примыкающими к ним частями листа 4, при этом стенки 10 элементов жесткости 9 контактируют со стенками ребер кассет, а их верхние полки 11 размещены под полкой Г-образного ребра кассеты.
В кассете 3 с несимметричным профилем швеллерообразные элементы жесткости 9 установлены с одной стороны кассеты в незамкнутой ее полости, описанной выше, а с другой стороны с примыканием стенки элемента жесткости 10 к стенке ребра 5 кассеты, при этом полки элемента жесткости и ребра 5 развернуты в противоположные стороны.
В пролете здания стенки 10 швеллерообразных элементов жесткости 9 соединены самосверлящими винтами 12 или комбинированными заклепками со стенками парных Г-образных ребер смежных кассет, а их верхние 11 и нижние 13 полки соединены такими же крепежными элементами 12 соответственно с полками 7 парных ребер смежных кассет и листом 4.
В коньке крыши элементы жесткости соединены со стенкой и полкой одиночного Г-образного ребра кассеты и с его листом.
Высота элементов жесткости равна расстоянию между внутренними поверхностями перекрываемой полки ребра кассеты и ее листа.
Для работы ребер кассеты, выполняющих функцию прогонов кровли, по неразразрезной схеме, швеллерообразные элементы жесткости, расположенные вдоль ребер кассет, по длине состыкованы в пролете между ригелями.
Теплоизоляция 8, размещенная внутри кассет выполнена, преимущественно, в виде теплоизоляционных матов с плотностью 15-20 кг/м3.
На полки 7 ребер кассет укладывается дополнительный слой теплоизоляции 14 с плотностью 70-100 кг/м3, превышающей плотность теплоизоляции 8, уложенной в кассете. Дополнительный слой теплоизоляции 14, исключает мостики холода в зоне контакта между металлическими поверхностями верхнего профилированного листа и поверхностью ребер кассет, что улучшает теплоизоляционные свойства кровли.
Стыки теплоизоляции, размещенные внутри кассет, смещены относительно стыков дополнительной теплоизоляции.
Сверху дополнительного слоя теплоизоляции 14 уложен профилированный оцинкованный лист 15, покрытый полимерным материалом и прикрепленный к полкам парных ребер смежных кассет и полкам элемента жесткости 9 через дополнительный слой теплоизоляции крепежными элементами, например, самосверлящими шурупами 16.
Вместо профилированного листа может быть использовано гидроизоляционное мембранное покрытие.
Для повышения устойчивости металлического листа кассеты и уменьшения его провисания, на опорах и в середине пролета кассеты установлен гнутый профиль в виде уголка 17, расположенный перпендикулярно элементу жесткости и опирающегося на него.
Вертикальные стенки Г-образных ребер кассеты и ее лист выполнены с гофрами 18, преимущественно трапециевидного очертания, которые с одной стороны увеличивают жесткость кассеты, а с другой стороны выемки гофр в местах соединения листов кассет с полками ригелей и с вертикальными стенками ребер смежных кассет используются для укладки уплотнителя 19, обеспечивающего герметичность стыков. Герметичность вертикальных стыков обеспечивается приклейкой алюминиевой ленты.
При изгибе кассет под действием эксплуатационной нагрузки верхние полки элементов жесткости испытывают сжатие, а нижние - растяжение, что позволяет выполнить полки кассет разновеликими с верхней 11 менее развитой полкой, и тем самым снизить материалоемкость кассеты.
Толщина листа кассет на опорах выше толщины листа кассет в пролете здания, а толщина элемента жесткости, превышает толщину листа кассеты.
Предлагаемая конструкция кровли обладает высокими теплотехническими свойствами и высокой несущей способностью.
Монтаж кровли производится следующим образом.
Сначала снимают с кассеты защитную пленку. В месте примыкания кассеты к ригелю на кассету наклеивают уплотнитель.
На карнизе крыши устанавливают начальный кассетный профиль, затем внутрь кассеты вдоль ее ребер устанавливают элементы жесткости, прикрепляя их к ригелю каркаса самосверлящими шурупами. В трапециевидные гофры вертикальных стенок ребер кассеты наклеивают два горизонтальных кассетных уплотнителя. Следующая кассета ставится вплотную к стенке предыдущей кассеты и скрепляется с ней самосверлящими шурупами либо комбинированными заклепками с шагом 300 мм.
После монтажа кассет горизонтальные и вертикальные стыки на опорах тщательно герметизируются алюминиевой лентой.
Укладка теплоизоляционных матов(плит) производится вплотную друг к другу так, чтобы в швах не было пустот.
Наружный слой теплоизоляционных матов устанавливается стороной, оклеенной стеклохолстом. Стыки плит заклеивают самоклеющейся ветрозащитной пленкой. Крепление плит теплоизоляции (утеплителя) к ребрам кассетного профиля производится самосверлящими шурупами по 4 шт.на плиту. Стыки плит утеплителя первого и второго слоев для исключения мостиков холода выполняются со смещением.
1. Металлическая кровля для плоских или скатных крыш каркасного здания, состоящего из поперечных рам, включающая прикрепленные к ригелям рам короткими сторонами кассеты, изготовленные из металлического листа с отогнутыми на длинных сторонах Г-образными ребрами и теплоизоляцию, размещенную в полости кассет, отличающаяся тем, что внутри кассет установлены элементы жесткости швеллерообразного сечения, при соединении кассет в пролетной части здания стенки Г-образных ребер смежных кассет соединены друг с другом и со стенками элементов жесткости, а их полки расположены с нахлестом и охватывают полку одного из элементов жесткости смежной кассеты, при этом швеллерообразные элементы жесткости оперты на ригели рам и состыкованы между собой в пролете между поперечными рамами.
2. Металлическая кровля по п.1, отличающаяся тем, что в местах опирания кассеты на ригели и по середине ее пролета установлены гнутые профили, например, в виде уголка, расположенные перпендикулярно элементам жесткости.
3. Металлическая кровля по п.1, отличающаяся тем, что сверху полок ребер кассет последовательно уложен дополнительный слой теплоизоляции и профилированный лист, соединенные с полками ребер смежных кассет и полкой элемента жесткости.
4. Металлическая кровля по п.3, отличающаяся тем, что стыки теплоизоляции, размещенные внутри кассет, смещены относительно стыков дополнительной теплоизоляции.
5. Металлическая кровля по п.3, отличающаяся тем, что плотность теплоизоляции, размещенной внутри кассеты, ниже плотности дополнительного слоя теплоизоляции.
6. Металлическая кровля по п.1, отличающаяся тем, что толщина элементов жесткости превышает толщину листа кассеты.
7. Металлическая кровля по п.1, отличающаяся тем, что швеллерообразные полки элементов жесткости выполнены разновеликими.
8. Металлическая кровля по п.1, отличающаяся тем, что при скатных крышах полки швеллерообразных элементов жесткости смежных кассет в коньке крыши расположены в противоположные стороны и обращены к карнизу крыши, а профилированный лист и теплоизоляция соединены с полкой каждого из примыкающих к коньку ребер смежных кассет и полкой элемента жесткости.
9. Металлическая кровля по п.1, отличающаяся тем, что крепление кассет к конструкциям каркаса выполняется с помощью самонарезающих винтов или дюбелей.
10. Металлическая кровля по п.1, отличающаяся тем, что стыки кассет на опорах проклеиваются алюминиевой лентой, а в горизонтальных стыках устанавливаются уплотнительные прокладки.
