Перекрытие кровли на основе легких сталебетонных конструкций

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям кровель зданий, и может быть использована в качестве кровли жилых, общественных и промышленных зданий.
Известна металлическая кровля, содержащая верхний и нижний профилированные настилы, теплоизоляцию, противоконденсатную пленку и дискретно установленные вдоль прогона кровли и соединенные с ним через нижний профилированный настил опорные элементы, выполненные в виде трапециевидного в сечении профиля и расположенные с образованием вентилируемого пространства под верхним профилированным настилом. Причем верхний профилированный настил уложен на металлическую обрешетку, расположенную в вентилируемом пространстве и состоящую из соединенных друг с другом верхних элементов, имеющих шляпный профиль, и нижних элементов, выполненных в виде швеллерообразного профиля в сечении, между которыми размещена противоконденсатная пленка (см. пат. РФ № 2427687, E04D 11/02).
Недостатком известной кровли является низкая герметичность конструкции кровли от осадков вследствие наличия большого количества отверстий в верхнем и нижнем профилированных настилах, в результате чего теплоизоляция, впитывая влагу, увеличивает свой вес и не обеспечивает необходимые теплотехнические характеристики. Кроме того, данная металлическая кровля не способна воспринимать максимальные нагружения, поскольку несущая способность и жесткость конструкции в вертикальной плоскости обеспечена лишь двумя профилированными настилами, соединенными вертикальной вставкой. В указанном случае жесткость и прочность конструкции может быть обеспечена для пролетов шириной не более 2 метров.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является кровля, содержащая несущий настил, к которому прикреплены продольные и поперечные дистанционные прогоны, выполненные из С-профиля, покрытые кровельным рулонным материалом в виде пародышащей водонепроницаемой мембраны и кровельным покрытием в виде профнастила, уложенное на деревянную решетку. Причем несущий настил выполнен в виде железобетонной плиты (см. пат. РФ № 2321708, E04D 11/00).
Недостатком данной кровли является невысокая герметичность конструкции кровли, обусловленная тем, что деревянная обрешетка, предназначенная для устройства вентилируемого пространства и отвода влаги в виде пара, в соприкосновении со стальными элементами, впитывая влагу, будет способствовать коррозии металла в местах соприкосновения, не исключая обстоятельства собственного гниения деревянных деталей конструкции кровли под воздействием влаги. Кроме того, известная кровля обладает низкой собственной несущей способностью, так как стальная часть из С-профиля предназначена лишь в качестве обрешетки кровли с целью укладки в ее внутреннее пространство теплоизоляционного материала, поэтому требуется устройство дополнительных средств усиления в виде железобетонной плиты, имеющей большой вес и себестоимость.
Техническая проблема известных решений заключается в подверженности конструкции кровли к коррозии и гниению в виду низких теплотехнических и гидроизоляционных характеристик, при которых теплоизоляционные материалы, впитывая влагу, будут способствовать постепенному увеличению веса кровли в целом и их собственному разрушению с последующим осыпанием, при одновременно низкой собственной несущей способности конструкций кровель и необходимостью устройства дополнительных средств усиления.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что кровля содержит несущий настил с установленными на нем в продольном и поперечном направлении упорными направляющими ПН-профилями с закрепленными к ним враспор стоечными ПС-профилями, на которые уложены продольные и поперечные дистанционные прогоны, выполненные в виде направляющих ПН-профилей, на которых закреплено кровельное покрытие, выполненное в виде листового кровельного материала и покрытое рулонным кровельным материалом. Причем несущий настил выполнен в виде перекрытия, содержащего спаренные С-профили, расположенные зеркально относительно друг друга, соединенные вертикальными стенками и установленные вертикально, образуя балки перекрытия, на которые, с одной стороны, последовательно установлены профнастил, рабочая арматура и противоусадочная сетка, залитые монолитным бетоном, поверхность которого выровнена стяжкой, а с другой - омега-профили, к которым прикреплен листовой материал, причем профнастил и противоусадочная сетка уложены в продольной плоскости перекрытия по всей его площади, рабочая арматура уложена в каждую впадину профнастила, а полость между профнастилом и листовым материалом заполнена пенофибробетоном.
Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в обеспечении надежной защиты конструкции кровли от доступа влаги при одновременном обеспечении высокой прочности каркаса кровли, воспринимающего действующие нагружения и обладающего высокими теплотехническими характеристиками.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 схематично изображена конструкция кровли в изометрии;
на фиг. 2 - конструкция кровли, вид сверху;
на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.
Несущий настил кровли представляет собой перекрытие, содержащее составные балки 1 из спаренных оцинкованных тонкостенных С-профилей, соединенных вертикальными стенками посредством самонарезающих винтов 2, установленных с расчетным шагом. К верхним полкам составной ЛСТК-балки 1 прикреплен профнастил 3 из гнутого оцинкованного профиля. Крепление выполнено самонарезающими винтами 2 в каждой впадине профнастила 3 попарно с шагом, равным шагу раскладки балок 1 на перекрытии. Направление волн профиля 3 перпендикулярно направлению составных ЛСТК-балок 1. К нижним полкам составной ЛСТК-балки 1 в узле, в перпендикулярном относительно балки 1 направлении крепится с расчетным шагом четырьмя самонарезающими винтами 2 тонкостенный оцинкованный омега-профиль 4 для обеспечения надежного закрепления на него несъемной опалубки, выполненной в виде листового облицовочного материала 5. Крепление листового материала 5 выполнено самонарезающими винтами 2. Внутренние полости между профнастилом 3 и листовым материалом 5, разделенные балками 1 заполнены пенофибробетоном 6. Омега-профиль 4, размещенный внутри слоя пенофибробетона 6, устраняет эффект «мостиков холода», не допускает его промерзание через стальные элементы, также он имеет достаточную паропроницаемость и большое сопротивление теплопередаче, что обеспечивает отсутствие возникновения точки росы внутри конструкции и удаление влаги. Поверхность профнастила 3, на который уложена рабочая арматура 7 и противоусадочная сетка 8, залита монолитным бетоном 9, поверхность которого выравнена стяжкой 10. На несущий настил с помощью анкерных фундаментных болтов 11 в продольном и поперечном направлениях прикреплены упорные направляющие ПН-профили 12. С помощью самонарезающих винтов 2 с обеих сторон упорных направляющих ПН-профилей 12 закреплены враспор стоечные оцинкованные стальные ПС-профили 13. Расчетный шаг стоечного 13 и направляющего 12 профилей в продольном и поперечном направлении в совокупности с установкой враспор и винтовой стяжкой профилей обеспечивает надежное восприятие нагружений без деформирования конструкции, позволяя повысить жесткость, прочность и устойчивость конструкции. На стоечный ПС-профиль 13 в продольном и поперечном направлениях установлены путем наложения сверху направляющие ПН-профили 14 и 15 и закреплены парными самонарезающими винтами 2. Каркас из оцинкованного стального ПС- и ПН- профилей имеет вентилируемое внутреннее пространство, предотвращающее скопление в нем влаги с последующей коррозией железобетонного покрытия по стальному оцинкованному профнастилу. По направляющим продольным 14 и поперечным 15 профилям уложен кровельный листовой материал 16 в два слоя с наложением соединительных швов вразбежку с закреплением самонарезающими винтами 2 к ПН-профилям 14 и 15 с расчетным шагом. Для придания герметичности перекрытия кровли листовой кровельный материал 16 покрыт двумя слоями рулонного кровельного материала 17. Заявляемая конструкция кровли позволяет осуществлять гидроизоляцию в виде защиты от осадков, а также восприятие снеговых, ветровых и иных видов нагружений. Жесткость конструкции при воздействии усилий и нагружений обеспечена несущими балками из спаренных С-профилей во взаимосвязи с оцинкованным омега-профилем и профнастилом, а также пенофибробетоном, придающим дополнительную жесткость конструкции в результате перераспределения возникающих усилий и моментов.
Изготовление заявляемой конструкции перекрытия кровли осуществляют следующим образом.
Первоначально изготавливают несущий настил кровли, представляющий собой перекрытие, балки 1 которого изготавливают из двух стальных оцинкованных С-профилей, которые соединяют вертикальными стенками в зеркальном отображении с помощью самонарезающих винтов 2 с расчетным шагом для надежного крепления и предотвращения смещения относительно друг друга под действием нагрузок. Шаг балок 1 и их количество в перекрытии определяют расчетом, исходя из характеристик сечения С-профиля, влияющих на его жесткость и прочность. На верхние полки балок 1 укладывают профнастил 3 из гнутого оцинкованного профиля и закрепляют с помощью самонарезающих винтов 2 в каждой впадине профнастила 3 попарно с шагом, равным шагу несущих балок 1. К нижним полкам составной ЛСТК-балки 1 в узле, в перпендикулярном относительно балки 1 направлении крепят четырьмя самонарезающими винтами 2 с расчетным шагом тонкостенный оцинкованный омега-профиль 4 для надежного закрепления на него несъемной опалубки, выполненной в виде листового облицовочного материала 5. Крепление листового материала 5 производят самонарезающим винтом 2. Затем последовательно заполняют пенобетоном 6 каждую секцию, образованную и ограниченную балками 1, профнастилом 3 и листовым материалом 5. Внутреннее заполнение перекрытия кровли производится пенофибробетоном, например, плотности D200, обеспечивающим максимальную тепловую защиту перекрытия (коэффициент теплопроводности в сухом состоянии равен значению 0,05 Вт/м*С). Толщина и объем заполнения внутренней полости перекрытия пенофибробетоном 6 зависит от результатов теплотехнического и звукоизоляционного расчета. Далее производят укладку рабочей арматуры 7 в каждую впадину профнастила 3 и противоусадочной сетки 8, препятствующей усадке монолитного бетона 9 при его твердении и наборе им прочности после заливки. По окончанию указанных мероприятий производят заливку монолитного бетона 9 на поверхность профнастила 3 с проведением соответствующих мероприятий ухода за бетоном при затвердевании и наборе им прочности. Выравнивание поверхности железобетонной плиты по профнастилу 3 после набора бетоном 9 прочности осуществляют стяжкой 10. После набора прочности бетоном и застывании стяжки 10 осуществляют сверление парных отверстий в сталебетонной плите перекрытия с установкой анкерных фундаментных болтов с распором 11 в отверстия для крепление упорного направляющего ПН-профиля 12, предварительно нарезанного длиной 100 мм. С помощью самонарезающих винтов 2 с обеих сторон упорного направляющего ПН-профиля производят закрепление в распор направляющего профиля 12 стоечного оцинкованного стального ПС-профиля 13. Шаг стоечного и направляющего профилей 12 и 13 составляет в продольном и поперечном направлении 750 мм. На стоечный ПС-профиль 13 в продольном направлении устанавливают путем наложения сверху сплошной направляющий ПН-профиль 14 и закрепляют парными самонарезающими винтами 2 на каждом стоечном ПС-профиле 13. В поперечном направлении - путем устройства прорезей в полках направляющего ПН-профиля 15 с закреплением самонарезающим винтом 2 сверху через основания направляющих профилей 14 и 15. По направляющим профилям 14 и 15 укладывают кровельный листовой материал 16 в два слоя с наложением соединительных швов вразбежку с закреплением самонарезающими винтами 2 к ПН-профилям 14 и 15 с шагом 250-300 мм. Для придания герметичности перекрытия кровли производится покрытие двух слоев листового кровельного материала 16 двумя слоями рулонного кровельного материала 17, слои которого методом наплавления огнем укладывают с нахлестом не менее 250 мм друг на друга, а также с нахлестом на прилегающие стены и парапеты таким образом, что они составляют единый гидроизоляционный ковер. Монтаж заявляемой кровли возможен как при строительстве вновь возводимых зданий, так и в ходе реконструкции старых.
Таким образом, заявляемая кровля надежно защищает от доступа влаги, воспринимает действующие нагружения, обеспечивая при этом необходимые теплотехнические характеристики. Кроме того, предлагаемая конструкция проста в монтаже, не требует привлечения грузоподъемных средств и дополнительных средств механизации, возводится с помощью подручных инструментов, в том числе и в стесненных условиях.