В процессе проектирования и строительства жилого дома обязательно возникает вопрос о конфигурации и конструкции крыши. От конструкции крыши зависит не только набор материалов для ее монтажа, но и конструкция несущих стен, на которые эта крыша опирается. Поэтому расчет конструкции крыши является одним из самых важных при проектировании дома. Стропильные конструкции, несущие крыши совместно с обрешеткой, служат основным предметом расчета. Виды стропильных систем крыш. Можно отметить, исторически сложилось так, что конструкция стропил крыш была деревянной, вся терминология современных конструкций заимствована с того времени. В настоящее время, помимо деревянных, применяются металлические и железобетонные стропила, используемые, в большей степени, в строительстве промышленных зданий. В жилищном малоэтажном строительстве основным материалом остаются пиломатериалы. Стропильные системы делятся на две группы: При проектировании крыши, первоначально определяются с выбором стропильной системы: наслонной или висячей. Наслонные стропильные системы применяются для зданий, имеющих дополнительные ряды стен, используемых в качестве дополнительной опоры. Такие здания могут иметь размеры до 15-18 м при двух дополнительных опорных элементах. Пролет между опорами всегда должен быть не более 5-8 м. Шаг стропил выбирается порядка 0,8-1,2 м в зависимости от расчета. Часть нижних концов стропильных ног опирается на специальные подстропильные брусья, мауэрлаты. Схема крепления наслонных стропил. Между опорными стойками и прогонами устанавливают подкосы, разгружающие прогоны и придающие конструкции жесткости. Подкосы применяются и для разгрузки стропильных ног, позволяющей увеличить перекрываемую ширину помещения. Стропильная нога, имеющая длину более стандартного размера пиломатериалов, может быть составной. Висячая стропильная система отличается от наслонной тем, что она опирается только своими нижними концами на опорные стены. Стропильные ноги этой конструкции нагружены в двух направлениях вдоль и поперек системы. Помимо этого, у такой конструкции имеются значительные нагрузки, распирающие опорные стены. Эти нагрузки снимаются за счет затяжек, которыми соединяют стропильные ноги. Они могут быть как деревянными, так и металлическими. Затяжки располагаются горизонтально и могут обустраиваться на любой высоте с тем условием, что чем выше она расположена, тем прочнее она должна крепиться к стропилам. Самыми элементарными являются двускатные кровли для небольших домов до 6 м. Для них существует множество типовых проектов, а в качестве материала подойдет почти любой обрезной пиломатериал, продающийся на рынке. При их монтаже используются наслонные стропила, основным элементом которых служат наклонные балки, расположенные вдоль ската крыши. Поэлементно наслонная стропильная система состоит из: Виды висячих стропильных систем. Мауэрлаты, являющиеся опорой для стропильных ног, могут располагаться как во всю длину опорной стены, так и быть небольшим, используемым для каждой отдельной стропильной ноги. В деревянных домах мауэрлатом служит верхнее бревно стены. При кладке кирпичных стен мауэрлат закладывается заподлицо кирпичом с внешней стороны и изолируется от материала стены. Любая крыша венчается коньковым прогоном, который соединяет между собой верхнюю часть стропил. Именно он является основой будущего конька. Следующим этапом проектирования является расчет сечения стропильных ног и шага между ними. Проектирование конструкции стропил служит обязательным элементом не только потому, что надо учесть схему конфигурации крыши. В течение всего срока службы крыша подвергается различным нагрузкам, которые можно разделить на временные и постоянные. Последние характеризуются весом кровли и самих элементов конструкции, а временные зависят от наклона крыши и сезона. Это может быть как снег, так и воздействие ветра. Сечение стропильных ног рассчитывается исходя из минимальной нагрузки в 200 кг/м без учета массы кровли, утепляющих и изолирующих материалов. Слой снега может увеличить этот показатель вдвое. При склоне крыши более 60 °, вес нагрузок от снега не учитывается, так как считается, что при таком наклоне он не задерживается. С целью увеличения жесткости и несущей способности стропил применяются подкосы, стойки и другие элементы, позволяющие дополнительно равномерно распределить нагрузку по всей конструкции. Схема армопояса для мауэрлата. Для противодействия ветровым нагрузкам, действующим фронтально, применяются диагональные связи стропильных ног. Вся система должна быть защищена от возможности ее сноса ветром. Для этого при строительстве опорных стен с их внутренней стороны предусматривается закладка крепежных элементов, к которым стальной проволокой не менее 6 мм притягиваются части стропильной конструкции. Вместо закладных элементов можно использовать установленные позже стальные шпильки. Проектирование должно предусмотреть и такие нюансы, как назначение чердачного помещения. Если оно будет использоваться в качестве мансарды, то оно не должно быть перегружено лишними элементами, а если не будет подшиваться с внутренней стороны, то изменяются требования к внешнему виду стропильных ног, которые будут служить еще и декоративным элементом помещения. Вид кровли и ее наклон определяют качество обрешетки, наличие и конструкцию влагоизоляции. Как уже было указано ранее, основным материалом при малоэтажном строительстве для изготовления стропильных конструкций считаются древесные пиломатериалы. В качестве таких материалов используется древесина хвойных пород с влажностью не более 18-22% и с отсутствующими пороками в виде крупных сучков, трещин, гнили и поражений древесными паразитами. При отсутствии пиломатериалов необходимого сечения возможно спаривание более тонких пиломатериалов в один элемент. Аналогично собираются составные балки при отсутствии пиломатериалов необходимой длины. Схема соединения и крепления стропильных ног. Конструкции стропильных систем не ограничиваются только этим материалом. Усиливающими элементами могут служить металлические изделия, которые придадут деревянной конструкции еще большую жесткость и надежность. Однако применение металла имеет и свои недостатки, заключающиеся в образовании конденсата на поверхности металлических конструкций при перепаде температур, могущего вызвать повышение влажности в деревянных конструкциях и их последующее гниение. Поэтому в местах соприкосновения металла и дерева необходимо провести обработку деревянных изделий специальными составами или обустроить их гидроизоляцию. В качестве крепежных элементов могут применяться соединения типа паз-шип , известные в строительстве ранее. Правда, современный монтаж подобного крепежа уже не использует. Обычным соединением элементов конструкции являются строительные гвозди и скобы. Их недостаток заключается в том, что со временем жесткость такого соединения уменьшается в связи с изменением геометрических размеров скрепляемых элементов, ведь размеры деревянных изделий могут немного изменяться под воздействием влаги. Более надежными являются болтовые соединения конструктивных элементов. Но и им присущ недостаток, заключающийся в ослаблении элементов конструкции в результате их сверления. В последнее время стала известной американская технология соединения элементов стропильных конструкций с помощью фасонных крепежных элементов и саморезов, выбор которых в магазинах, предлагающих строительные материалы, существенно расширился. Обычно при строительстве жилого дома стропильные системы собираются на месте. В этом случае, несмотря на кажущуюся легкость работы с деревом, проведение этих работ сопряжено со многими трудностями. Поэтому к сборке и установке стропильных конструкций желательно привлечь бригаду опытных кровельщиков, имеющих большой опыт этой работы. Стропильные конструкции: чтобы крыша не поехала. Стропильные конструкции
Виды и особенности стропильных конструкций
Наслонные и висячие виды стропильных систем
Что такое мауэрлат?
Особенности проектирования крыш
Крепежные элементы стропил
Схема расчета стропил.
Железобетонные конструкции в жилищном строительстве широкого применения не имели в силу большого веса, сложности монтажа из-за необходимости применения грузоподъемной техники и отсутствия возможности применения индивидуальных строительных решений.
Появление новых технологий строительства повлекло за собой и изменения в подходе к изготовлению стропильных конструкций. В последнее время широко распространилась технология монтажа стропил из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), благодаря которой значительно снижаются затраты и сроки монтажа. Эта технология применима практически при всех видах строительства зданий любого назначения.
Несущими элементами в этом случае выступают конструкции из Z и С-образных стальных оцинкованных балок с перфорационными просечками, позволяющими уменьшить теплопроводность элемента почти вдвое. Стропильная конструкция изготавливается по разработанному проекту в заводских условиях и поставляется потребителю. К преимуществам подобных конструкций можно отнести такие качества, как:
Крыша, а особенно ее каркас, во многом определяют как внешний вид самого дома, так и его жизненный срок, и состояние атмосферы внутренних помещений. Никому не доставит удовлетворения смотреть на крышу дома, прогнувшуюся в результате неправильного расчета нагрузок или покрытые грибком стены из-за постоянных протечек.
Поэтому, независимо от материала стропильной конструкции, деревянной или металлической, схема несущих конструкций требует тщательного подхода в их проектировании и не менее тщательного в монтаже.
dekormyhome.ru
В процессе проектирования и строительства жилого дома обязательно возникает вопрос о конфигурации и конструкции крыши. От конструкции крыши зависит не только набор материалов для ее монтажа, но и конструкция несущих стен, на которые эта крыша опирается. Поэтому расчет конструкции крыши является одним из самых важных при проектировании дома. Стропильные конструкции, несущие крыши совместно с обрешеткой, служат основным предметом расчета.
Виды стропильных систем крыш.
Можно отметить, исторически сложилось так, что конструкция стропил крыш была деревянной, вся терминология современных конструкций заимствована с того времени. В настоящее время, помимо деревянных, применяются металлические и железобетонные стропила, используемые, в большей степени, в строительстве промышленных зданий. В жилищном малоэтажном строительстве основным материалом остаются пиломатериалы.
Стропильные системы делятся на две группы:
При проектировании крыши, первоначально определяются с выбором стропильной системы: наслонной или висячей.
Наслонные стропильные системы применяются для зданий, имеющих дополнительные ряды стен, используемых в качестве дополнительной опоры. Такие здания могут иметь размеры до 15-18 м при двух дополнительных опорных элементах. Пролет между опорами всегда должен быть не более 5-8 м. Шаг стропил выбирается порядка 0,8-1,2 м в зависимости от расчета. Часть нижних концов стропильных ног опирается на специальные подстропильные брусья, мауэрлаты.
Схема крепления наслонных стропил.
Между опорными стойками и прогонами устанавливают подкосы, разгружающие прогоны и придающие конструкции жесткости. Подкосы применяются и для разгрузки стропильных ног, позволяющей увеличить перекрываемую ширину помещения. Стропильная нога, имеющая длину более стандартного размера пиломатериалов, может быть составной.
Висячая стропильная система отличается от наслонной тем, что она опирается только своими нижними концами на опорные стены. Стропильные ноги этой конструкции нагружены в двух направлениях вдоль и поперек системы. Помимо этого, у такой конструкции имеются значительные нагрузки, распирающие опорные стены. Эти нагрузки снимаются за счет затяжек, которыми соединяют стропильные ноги. Они могут быть как деревянными, так и металлическими. Затяжки располагаются горизонтально и могут обустраиваться на любой высоте с тем условием, что чем выше она расположена, тем прочнее она должна крепиться к стропилам.
Самыми элементарными являются двускатные кровли для небольших домов до 6 м. Для них существует множество типовых проектов, а в качестве материала подойдет почти любой обрезной пиломатериал, продающийся на рынке. При их монтаже используются наслонные стропила, основным элементом которых служат наклонные балки, расположенные вдоль ската крыши. Поэлементно наслонная стропильная система состоит из:
Виды висячих стропильных систем.
Мауэрлаты, являющиеся опорой для стропильных ног, могут располагаться как во всю длину опорной стены, так и быть небольшим, используемым для каждой отдельной стропильной ноги. В деревянных домах мауэрлатом служит верхнее бревно стены. При кладке кирпичных стен мауэрлат закладывается заподлицо кирпичом с внешней стороны и изолируется от материала стены.
Любая крыша венчается коньковым прогоном, который соединяет между собой верхнюю часть стропил. Именно он является основой будущего конька.
Следующим этапом проектирования является расчет сечения стропильных ног и шага между ними. Проектирование конструкции стропил служит обязательным элементом не только потому, что надо учесть схему конфигурации крыши. В течение всего срока службы крыша подвергается различным нагрузкам, которые можно разделить на временные и постоянные. Последние характеризуются весом кровли и самих элементов конструкции, а временные зависят от наклона крыши и сезона. Это может быть как снег, так и воздействие ветра.
Сечение стропильных ног рассчитывается исходя из минимальной нагрузки в 200 кг/м без учета массы кровли, утепляющих и изолирующих материалов. Слой снега может увеличить этот показатель вдвое. При склоне крыши более 60 °, вес нагрузок от снега не учитывается, так как считается, что при таком наклоне он не задерживается. С целью увеличения жесткости и несущей способности стропил применяются подкосы, стойки и другие элементы, позволяющие дополнительно равномерно распределить нагрузку по всей конструкции.
Схема армопояса для мауэрлата.
Для противодействия ветровым нагрузкам, действующим фронтально, применяются диагональные связи стропильных ног.
Вся система должна быть защищена от возможности ее сноса ветром. Для этого при строительстве опорных стен с их внутренней стороны предусматривается закладка крепежных элементов, к которым стальной проволокой не менее 6 мм притягиваются части стропильной конструкции. Вместо закладных элементов можно использовать установленные позже стальные шпильки.
Проектирование должно предусмотреть и такие нюансы, как назначение чердачного помещения. Если оно будет использоваться в качестве мансарды, то оно не должно быть перегружено лишними элементами, а если не будет подшиваться с внутренней стороны, то изменяются требования к внешнему виду стропильных ног, которые будут служить еще и декоративным элементом помещения.
Вид кровли и ее наклон определяют качество обрешетки, наличие и конструкцию влагоизоляции.
Как уже было указано ранее, основным материалом при малоэтажном строительстве для изготовления стропильных конструкций считаются древесные пиломатериалы. В качестве таких материалов используется древесина хвойных пород с влажностью не более 18-22% и с отсутствующими пороками в виде крупных сучков, трещин, гнили и поражений древесными паразитами. При отсутствии пиломатериалов необходимого сечения возможно спаривание более тонких пиломатериалов в один элемент. Аналогично собираются составные балки при отсутствии пиломатериалов необходимой длины.
Схема соединения и крепления стропильных ног.
Конструкции стропильных систем не ограничиваются только этим материалом. Усиливающими элементами могут служить металлические изделия, которые придадут деревянной конструкции еще большую жесткость и надежность. Однако применение металла имеет и свои недостатки, заключающиеся в образовании конденсата на поверхности металлических конструкций при перепаде температур, могущего вызвать повышение влажности в деревянных конструкциях и их последующее гниение. Поэтому в местах соприкосновения металла и дерева необходимо провести обработку деревянных изделий специальными составами или обустроить их гидроизоляцию.
В качестве крепежных элементов могут применяться соединения типа паз-шип , известные в строительстве ранее. Правда, современный монтаж подобного крепежа уже не использует. Обычным соединением элементов конструкции являются строительные гвозди и скобы. Их недостаток заключается в том, что со временем жесткость такого соединения уменьшается в связи с изменением геометрических размеров скрепляемых элементов, ведь размеры деревянных изделий могут немного изменяться под воздействием влаги. Более надежными являются болтовые соединения конструктивных элементов.
Но и им присущ недостаток, заключающийся в ослаблении элементов конструкции в результате их сверления. В последнее время стала известной американская технология соединения элементов стропильных конструкций с помощью фасонных крепежных элементов и саморезов, выбор которых в магазинах, предлагающих строительные материалы, существенно расширился.
Обычно при строительстве жилого дома стропильные системы собираются на месте. В этом случае, несмотря на кажущуюся легкость работы с деревом, проведение этих работ сопряжено со многими трудностями. Поэтому к сборке и установке стропильных конструкций желательно привлечь бригаду опытных кровельщиков, имеющих большой опыт этой работы.
Схема расчета стропил.
Железобетонные конструкции в жилищном строительстве широкого применения не имели в силу большого веса, сложности монтажа из-за необходимости применения грузоподъемной техники и отсутствия возможности применения индивидуальных строительных решений.
Появление новых технологий строительства повлекло за собой и изменения в подходе к изготовлению стропильных конструкций. В последнее время широко распространилась технология монтажа стропил из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), благодаря которой значительно снижаются затраты и сроки монтажа. Эта технология применима практически при всех видах строительства зданий любого назначения.
Несущими элементами в этом случае выступают конструкции из Z и С-образных стальных оцинкованных балок с перфорационными просечками, позволяющими уменьшить теплопроводность элемента почти вдвое. Стропильная конструкция изготавливается по разработанному проекту в заводских условиях и поставляется потребителю. К преимуществам подобных конструкций можно отнести такие качества, как:
Крыша, а особенно ее каркас, во многом определяют как внешний вид самого дома, так и его жизненный срок, и состояние атмосферы внутренних помещений. Никому не доставит удовлетворения смотреть на крышу дома, прогнувшуюся в результате неправильного расчета нагрузок или покрытые грибком стены из-за постоянных протечек.
Поэтому, независимо от материала стропильной конструкции, деревянной или металлической, схема несущих конструкций требует тщательного подхода в их проектировании и не менее тщательного в монтаже.
1poderevu.ru
Строительство и ремонт
Стропильная система любой крыши состоит из стропил и обрешетки (рис. 6.2). Эта несущая система поддерживает крышу, облегчает монтаж кровельного покрытия, является одним из самых важных конструкционных элементов дома. Проектирование несущих конструкций лучше все-таки поручить специалистам, ведь от того, как будет сконструирована крыша, зависит не только ее внешний вид, но и эксплуатационные характеристики и даже долговечность всего здания.
Рис. в.2. Простейшая стропильная система
В качестве материалов для стропильной системы при строительстве индивидуальных домов применяются брусья и доски из древесины хвойных пород. До монтажа все деревянные материалы обрабатываются специальными пропитками для защиты от горения и биологического поражения, подробное описание которых дано в разделе «Стены из дерева» главы 5.
Самая простая стропильная конструкция — это наслонные стропила, детали которых работают как балки. Основной элемент наслонных стропил — стропильные ноги, которые укладываются вдоль ската и поддерживают обрешетку. Верхние концы стропильных ног поддерживаются системой откосов и стоек, которые переносят нагрузку на стены здания и обеспечивают жесткость всей конструкции. Большое количество подкосов и стоек не всегда необходимо, поэтому, чтобы облегчить конструкцию, иногда стропильные ноги опирают на продольные балки, которые, в свою очередь, поддерживаются стойками и подкосами. Нижние концы стропильных ног опираются на наружные стены. При этом на стены укладывается продольный мауэрлат (балка, проложенная по верху стены). Пролет между опорами может достигать 4,5 м. Такая конструкция обычно используется в небольших дачных и садовых домиках.
В зданиях, имеющих значительную ширину, используются стропильные фермы. Они бывают сегментные, треугольные и полигональные (многоугольные). Стропильная ферма представляет собой решетчатую плоскую систему балок, концы которых соединены между собой. Конструктивные схемы наиболее распространенных ферм для пролетов 12-24 м приведены на рис. 6.3.
Внутренние вертикальные балки в такой конструкции называются стойками, наклонные стержни — раскосами. Балки плоской фермы, которые расположены по верхнему контуру, называются верхним поясом, а те, что расположены по нижнему контуру, соответственно, нижним поясом.
Простейший вид стропильной фермы — висячие стропила (рис. 6.4). Они образуются из наклонных стропильных ног, которые передают распор на нижний пояс фермы. Такими стропилами можно перекрывать пролеты шириной до 12 м.
Чаще всего опоры несущей системы построены треугольником. Стороны треугольника образуют две стропильные ноги — это верхний пояс фермы. Нижние концы ног упираются в горизонтальный брус, называемый затяжкой. Нижние части стропил и затяжки закреплены на внешних стенах. Для большей надежности фермы дополняют добавочные подпорки — подкосы, стойки, схватки.
Среднее расстояние между стропильными ногами составляет і м, но оно может меняться в зависимости от климата региона строительства и выбранного кровельного материала.
Рис. 6.3. Конструктивная схема фермы: а — треугольной; б — треугольной на лобовых врубках; в — многоугольной; г— пятиугольной на лобовых врубках |
Стропильные фермы сначала собираются на земле по шаблону, так как все они должны иметь одинаковый профиль (рис. 6.5). В качестве шаблона используется первая ферма. На нижнем конце шаблона и на затяжке отмечают и расчерчивают места нужных врубок.
Бруски для стропильных ног должны быть чуть длиннее шаблона на случай, если расчет был неточным. Прежде всего делают врубку
На нижних концах стропил, соединяют их с мауэрлатом, затем врубают верхнюю часть, отрезая излишки древесины. На собранном по шаблону соединении делают отметки, а затем разбирают, чтобы впоследствии собрать его на месте.
Висячие стропила без нижнего пояса |
Рис. 6.4.
Рис. в.5. Стропильные фермы с одинаковым профилем |
Существует еще один альтернативный способ сбора стропильной фермы, менее трудоемкий, но не менее надежный. Современный рынок строительных материалов предлагает целую серию накладных металлических элементов, при помощи которых стропильная ферма собирается с высоким качеством сопряжения элементов. Примером таких соединителей являются зубчатые пластины с вы- пггампованными зубьями, которые забивают с двух сторон в узлах фермы, соединяя все сходящиеся элементы (рис. 6.6). Обычно таким технологическим приемом пользуются при изготовлении ферм в заводских условиях для домиков каркасно-щитовой конструкции.
2 Рис. 6.6. Треугольная ферма с соединениями на металлических зубчатых (просечных) пластинах: 1 — стропила; 2 — пластина |
В условиях строительной площадки при сопряжении деталей ферм чаще пользуются металлическими накладками с отверстиями, через которые заворачивают шурупы или забивают гвозди. При этом в каждую деталь фермы должно заворачиваться как минимум два шурупа или забиваться два гвоздя на глубину не менее 2/з толщины деревянного бруска.
Чтобы крышу не подняло ветром, стропила скрепляют с мауэрлатом. К рубленым стенам концы стропил прикрепляются специальными скобами. К каменным стенам мауэрлат крепится с помощью металлического ерша, который вбивается в четвертый ряд кладки. От него отходят две петли из скрученной проволоки, которыми крепятся балки.
Для различных элементов стропильных ферм используются разные сорта древесины. Так, для стропил подходят только пиломатериалы I сорта с наименьшим количеством сучков. Толщина бревна или бруска зависит от длины стропильной ноги, расстояния между стропилами, массы кровли, ветровых нагрузок и т. д. Если толщина применяемого материала меньше рекомендованной, то под стропильные ноги ставят подкосы. Для мауэрлата используются балки толщиной не менее 150 мм. Обычным сечением материала стропил является 50 х 150 мм. Для обрешетки используются бруски сечением 40 х 40, 50 х 50 или 6о х 6о мм. Обрешетка бывает сплошной или разреженной в зависимости от того, какой кровельный материал будет на нее укладываться.
Особенности стропильной системы для дома с мансардой. Мансарда увеличивает жилую площадь дома и уменьшает теплопотери здания. Но при устройстве крыши в доме с мансардой обязательно следует учитывать увеличенную нагрузку на несущие деревянные конструкции крыши. Компенсируют увеличенную нагрузку за счет применения балок большего сечения и уменьшения шага стропил.
Чтобы сохранить жилой объем мансарды, в стропильных фермах обходятся без нижнего пояса, а нижние концы стропил упираются в мауэрлат. Вертикальные стойки укрепляются подкосами, которые зарезаются в стойки. Места соединений укрепляются болтами и скобами.
Стропильные ноги соединяются вверху вполдерева на болтах. Поскольку отсутствует затяжка (нижний опорный брус для стропил), возрастает значение ригеля. Он делается более прочным, большего сечения, крепится на болтах и чаще всего даже не зарезается, чтобы не снижать прочности несущей системы. Центр ригеля подтягивается к верхнему соединению стропил стойкой, которая также крепится на болтах. Соединение укрепляется стальными пластинами на саморезах или болтах.
ПРИМЕЧАНИЕ
Осуществляя стыковку концов бревен или брусьев (вязка стропильных ног, углов срубов, углов оконных и дверных коробок), прибегают к способу соединения «вязка вполдерева», что препятствует сдвигу брусьев (рис. 6.7).
Готовые стропильные фермы получаются жесткими, прочными и в то же время достаточно легкими, чтобы их можно было довольно легко подать снизу наверх к месту установки несущей конструкции.
Рис. 6.7. Вязка вполдэрева |
Установку как обычных стропильных ферм, так и облегченных выполняют по одной схеме. Нижние концы стропильных ног устанавливают на мауэрлаты. Затем, привязав веревку к месту верхнего соединения стропил, ферму поднимают и устанавливают в вертикальное положение. Правильность установки проверяют по уровню. В этом положении закрепляют стропила с помощью бруска, прибитого к соседней ферме в верхней части. Это временное крепление впоследствии должно быть убрано, когда будет набиваться обрешетка.
Обычно такие ответственные соединения, как места установки стропил на стены, «врубают», то есть на концах стропильных ног делают «зуб» (см. рис. 5.13) или «двойной зуб» (рис. 6.8), а в опоре выдалбливают гнездо, с тем, чтобы части плотно соединялись между собой. Соединения дополнительно скрепляют металлическими скобами.
Для облегченных конструкций, где используются пиломатериалы минимального профиля, на практике чаще всего обходятся длинными гвоздями. Гвозди в этом случае не столько стягивают части соединения, сколько препятствуют их смещению относительно друг друга (рис. 6.9).
Фиксация нижних концов стропильных ног гвоздями |
Рис. 6.9.
Порядок установки стропильных ферм следующий: сначала устанавливают крайние фермы, затем все промежуточные. Верхний край установленных стропил должен лежать в одной плоскости по обоим скатам.
Если вы решили начать ремонт в ванной комнате, то должны понимать, что именно в этой комнате от вас потребуется наибольший объем работ. Только квалифицированные мастера смогут точно составить максимально эффективный план работ...
Ремонт "от" и "до". Советы специалистов.
Конструкции из закаленного стекла широко используются в строительстве. Благодаря их высокой прочности и отличным эксплуатационным характеристикам стеклянные перегородки активно применяют не только в оснащении офисных помещений и квартир, но также …
msd.com.ua
Для любой скатной крыши необходима система несущих элементов. В противном случае кровля либо не будет держаться вообще, либо рухнет в самом ближайшем будущем. Тот «корсет», который принимает на себя нагрузку от самого материала покрытия, и воздействующих на него нагрузок, называется стропильные конструкции. О том, для чего они нужны, и как рассчитываются – далее в статье.
Можно выбрать для своего дома очень качественный и красивый кровельный материал, но без должного каркаса установить его не получится. Этот каркас называют стропильной системой, и возводится он для любого типа скатной крыши.
Даже если кровля имеет всего один скат – покрытие крепится к несущей конструкции, которая, как правило, в этом случае представлена горизонтальными наслонными стропилами, опирающимися непосредственно на стены фасада.
Важная информация! Стропильная система – это совокупность силовых элементов крыши, воспринимающих вес кровельного материала и атмосферных нагрузок на него, и передающая эти усилия несущим конструкциям здания. Состоит из стропил, соединительных и усиливающих элементов, подстропильных конструкций и обрешеток.
Поскольку стропильная конструкция будет воспринимать на себя не только вес кровельного материала, но и ветровые нагрузки, а в зимнее время – массу лежащего снега, эти воздействия сразу закладываются в расчет необходимой мощности несущих элементов.
Вообще, из факторов, определяющих структуру стропильной системы, можно выделить:
Материал, используемый для несущих конструкций кровли, очень важен. Ведь каждый материал для крыши имеет свои прочностные характеристики, вес, коррозионную стойкость, что не может не отразиться на расчетных параметрах.
Изготовление стропильной системы производят из:
Простейшая стропильная система
Железобетонные конструкции не нашли особого распространения в жилищном строительстве ввиду большого собственного веса, сложностей монтажа и отсутствия гибкости архитектурных решений.
Как правило, конструкции стропильных систем из железобетона используют при возведении производственных и общественных зданий большой площади, и в качестве покрытия используют железобетонные же плиты.
Металлические системы находят все более широкое применение, особенно для кровель со сложной конфигурацией. Им легче придать практически любую форму, они долговечны и обладают большой прочностью.
К их недостаткам можно отнести:
Наиболее распространенным материалом для изготовления несущих конструкций кровли по-прежнему остается дерево. Оно позволяет выполнить все требования к крыше, и проблемы возникают лишь в случае особо ломаной формы, либо чрезмерного веса материала покрытия.
Поскольку стропила изготавливаются из пиломатериалов уже столетия, свойства этой системы хорошо изучены и предсказуемы, а технология изготовления отработана до мелочей.
В частном домостроении стропильные деревянные конструкции применяются в подавляющем большинстве случаев.
Смешанные металлодеревянные конструкции – также редкость в возведении индивидуального жилья в связи со сложностями в изготовлении и монтаже.
Как правило, из дерева выполняют верхнюю часть таких конструкций, работающую на сжатие, а нижняя часть, подверженная растягивающим усилиям, производится из металла.
Как правило, этот тип систем используют при строительстве больших сооружений со значительной длиной пролета (15-20 м) – бассейнов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий.
Термины, обозначающие различные элементы стропильной системы:
Сложная стропильная система из металла
В случае висячих стропил в конструкцию добавляются еще два элемента: стяжка 2, которая препятствует «разбеганию» стропильных ног в стороны под весом кровли, и бабка 4, которая похожа на стойку, но работает по другому принципу.
Подкосы 5 под действием веса кровли растягивают бабке, а она, в свою очередь, передает это усилие стяжке, одновременно компенсируя растяжение последней.
Существуют две общепринятых схемы организации стропильной системы скатной кровли. Первая из них – это наслонная стропильная конструкция.
Она применяется при организации кровель для сравнительно небольших зданий, с размерами пролета (расстоянием между несущими конструкциями):
Наслонными этот вид стропил называют, поскольку они накладываются сверху на мауэрлат, а также, если есть коньковый брус (прогон) – продольный элемент, связывающий между собой вершины всех стропильных ферм.
Ферма – единичный элемент системы, состоящий из пары стропил и опорных/связующих элементов между ними. Эта система монтируется в зданиях малой ширины, либо имеющих несущие конструкции внутри.
Характерная особенность наслонных стропил – малый вес конструкции и небольшой расход пиломатериалов.
Также они (особенно при отсутствии стоек) удобны для организации мансардного этажа, так как не имеют элементов, идущих параллельно перекрытию на небольшой высоте.
СОВЕТ! Не стоит использовать наслонные стропила (во всяком случае, в «чистом» виде) для устройства кровель из тяжелых материалов покрытия, в частности – минеральных (черепица, асбестоцементный лист, сланец). Это вызовет необходимость применения бруса и доски большого сечения, а также – установки мощных откосов, стоек, ригелей.
Элементы висячих стропил
Второй тип — висячая конструкция стропил. Она названа так, поскольку концы стропил опираются только на внешние несущие стены, без промежуточных опор внутри здания.
Поскольку под действием веса крыши на стропильные ноги возникают распирающие нагрузки на стены здания, стропила снабжают стяжкой, которая компенсирует возникающее усилие.
При необходимости, используются вспомогательные элементы – подкосы, бабки и стойки. С помощью висячих стропил можно создавать пролеты длиной до 20 м и даже более.
В случаях особо сложной формы кровли, или использования тяжелых материалов покрытия, применяют конструкции стропильные комбинированные – специальные фермы.
Они могут быть выполнены в виде конструкции одного вида (наслонного или висячего), а могут – включать в себя комбинацию обоих на разных участках фермы.
Также встречаются кровли, где «чистые» висячие и наслонные фермы чередуются: наслонные используются в тех местах, где под кровлю выходит несущая конструкция, а висячие – в тех точках, где ее нет.
Это позволяет равномерно распределить нагрузку и создать скаты необходимой величины и длины, при этом не выходя за пределы выбранной формы кровли.
Важная информация! При организации двускатной кровли в обязательном порядке фермы любой конструкции связываются вдоль крыши прогонами по каждому ряду стропил, либо – диагональными перевязками соседних ферм.
Образцы комбинированных ферм
Возможно изготовление стропильных конструкций по месту, непосредственно при монтаже стропильной системы, сборка на земле, с последующим подъемом на крышу, либо в условиях заводского производства.
Два последних варианта привлекательны достижением геометрической точности всех блоков, зато монтаж по месту позволяет учесть все нюансы данной конкретной кровли.
Существенное значение имеет шаг стропил – расстояние между соседними фермами. Она варьируется в пределах между 0, 8 –2 м, и зависит от типа фермы, сечения стропил и материала кровельного покрытия, определяется расчетным путем.
Помочь в определении шага может следующая таблица:
Определение шага стропил
Поскольку пиломатериалы имеют сравнительно низкую биологическую стойкость, гигроскопичны и склонны к загниванию и повреждению вредителями, а также легкогорючи, им необходима защита.
При соблюдении несложных правил можно быть уверенным, что ремонт стропильной конструкции не потребуется на весь период ее эксплуатации (по нормативу – 50 лет).
Предохранение крыши от преждевременного старения заключается в следующих мероприятиях:
Несущий каркас крыши – важнейший элемент здания. От его надежности зависит в значительной мере и атмосфера внутренних помещений, и срок жизни самого сооружения.Поэтому, выбраны ли для дома классические деревянные стропильные конструкции, или более экзотический металл – крыша требует тщательного расчета и не менее качественной установки.
krovlyakryshi.ru
Рассмотренные конструкции деревянных стропил неиндустриальны, так как выполняются на стройке с большой затратой ручного труда. Поэтому разработаны решения сборных стропил заводского изготовления, в большей степени удовлетворяющие требованиям современного индустриального строительства.
На рис. 4 показана простейшая сборная стропильная конструкция для зданий небольшой ширины (до 9—10 м). Сборный элемент в ней — щит шириной 1,5—2 м и длиной до 6 м, состоящий из двух стропильных ног, соединенных между собой обрешеткой из брусков или досок. Верхним краем щиты опирают на коньковый брус, лежащий на деревянных стойках, установленных вдоль внутренней стены через 2—3 м.
На рис. 5 приведены схемы и общий вид дощатой стропильной конструкции для зданий шириной 10—15 м с одной или двумя внутренними продольными стенами. Основные сборные элементы в ней: опорные брусья, укладываемые на наружные и внутренние стены и служащие для установки и связи стропильных щитов и продольных опорных рам; продольные опорные рамы; стропильные щиты, состоящие из стропильных ног, связанных между собой раскосами, и обрешеткой; стропильные треугольные фермочки; верхние щиты с обрешеткой, укладываемые на фермочки щиты-свесы, представляющие собой настилы из досок; скрепленные снизу дощатыми накладками.
При монтаже сборных стропил на каменные внутренние столбы или стены укладывают опорные брусья, а на них вдоль здания устанавливают в наклонном положении продольные рамы. На эти рамы, а также на подстропильные брусья укладывают стропильные щипы, образующие скаты крыши. К концам стропильных ног прикрепляют стропильные фермочки, поверх которых укладывают верхние щиты с обрешеткой. Монтаж заканчивают укладкой карнизных щитов-свесов и ходовых досок по онорвьш брусьям. Все элементы соединяют между собой гвоздями (рис. 6).
![]() | ![]() |
4. Простейшие сборные стропила: слева щиты со сплошной обрешеткой, справа с брусковой. | 7. Конструкции стропил в вальме. |
При четырехскатных или более сложных формах крыш стропильные конструкции усложняются. В местах пересечения скатов вводят диагональные (накосные) стропильные ноги (рис. 7). На них опирают короткие стропильные ноги (нарожники) торцовых скатов (вальм). Следует отметить, что нарожники, чтобы быть в одной плосности со стропильными ногами, должны врубаться в накосную балку. Верхними концами диагональные ноги опирают на консоль конькового бруса или, если прогон отсутствует, на брусок-полочку, прибитый к стропильным ногам в месте их сопряжения у конька (рис. 8, б). Нижними концами накосные ноги опирают на мауэрлаты в месте их стыкования в углу или, что лучше, на специальный коротыш (рис. 8, б). Диагональные ноги имеют большую длину и несут значительную нагрузку, поэтому их приходится поддерживать в пролете промежуточной опорой в виде шпренгельной фермы (см. рис. 7, б и 8, а).
Висячие системы. Висячие стропила выполняют обычно деревянными. Применяют их в тех случаях, когда в здании нет внутренних опор. Величина перекрываемых пролетов при этом невелика (до 15 м). Схемы деревянных висячих стропил показаны на рис. 9. При малых пролетах конструкция состоит только из стропильных ног, работающих на сжатие, и затяжки, работающей на растяжение. Затяжка погашает распор от стропильных ног, и стены воспринимают только вертикальные силы. С увеличением пролета конструкция усложняется путем введения ригеля, «бабок», работающих на растяжение, и подкосов, работающих на сжатие. Назначение ригеля — уменьшить величину распора, передаваемого от стропильных ног на стены ими затяжку, и обеспечить общую поперечную жесткость системы. Бабки служат для облегчения работы затяжек, бабки защемляют верхним концом между стропильными ногами и к ним снизу подвешивают с помощью металлических креплений затяжки (рис. 10). Подкосы упирают нижними концами в бабку, а верхними подпирают в пролете стропильные ноги, облегчая таким образом их работу на изгиб.
Стропила указанных типов изготовляют из брусьев, соединение их элементов производят врубками. Стропила малых пролетов (до 7- 8мм) могут быть изготовлены из досок с соединением элементов гвоздями.
Опирание висячих деревянных стропил на каменные стены производят через деревянные подкладки.
Комбинированные системы. Для устройства крыши расстояние между установленными на место висячими стропилами, как и между стропильными ногами в наслонных системах, не должно превышать 2 м. Однако висячие стропила трудоемки в изготовлении и обходятся значительно дороже наслонных. Для снижения стоимости покрытий иногда прибегают к устройству комбинированных стропильных систем, состоящих как из висячих, так и наслонных элементов (рис. 11).
Стропильные ноги висячих стропил, установленные на расстояниях 3—6 м друг от друга, поддерживают коньковый прогон и прогоны, на которые с двух сторон опирают концы наслонных стропильных ног. Расстояния между наслонными стропильными ногами принимают 1,2—2 м.
Подвесные чердачные перекрытия. При висячих стропильных системах чердачные перекрытия подвешивают к затяжкам. Недостаток подвесных перекрытий — их зависимость от поведения стропильных систем. Всякие деформации стропил, вызываемые температурными влияниями, нагрузками от снега, ветра и т. п., передаются в некоторой степени подвесному перекрытию и могут вызвать его расстройство (например, растрескивание штукатурки потолка). Поэтому стропильным конструкциям следует придавать большую жесткость и отказываться от штукатурки потолка, заменяя ее обшивкой профилированными досками, органическими листовыми материалами и т. п.
![]() | ![]() |
8. Детали стропил: а — узел опирания накосной ноги на шпренгель; б — опирание накосных ног на стропильные ноги; в — то же, на мауэрлат; г — врубка нарожников. | 9. Схемы деревянных висячих стропил: ригель, схватка, коньковый узел, бабка, затяжка. |
![]() | ![]() |
10. Детали деревянных висячих стропил: а— опорный узел; б — коньковый узел; в — нижний узел в стыке затяжки. | 11. Стропильная конструкция комбинированной системы. |
build.novosibdom.ru
Стропильная система скатной кровли представляет собой каркас, на который монтируются все составляющие кровельного пирога: паро- и теплоизоляция, гидроизоляция и кровельный материал. Все ее элементы, как правило, изготавливаются из древесины, хотя отдельные детали могут быть выполнены и из металлического профиля. Конструкции применяемых на сегодняшний день стропильных систем могут быть самыми разнообразными, но все они состоят из одних и тех же элементов.
Принадлежность мауэрлата стропильной конструкции можно считать условной, это, скорее, элемент стены, сложенной из кирпича или бетонных блоков. Тем не менее, его функция неразрывно связана со стропильной системой крыши здания и заключается в распределении нагрузки от нее на кладку стены. Мауэрлат представляет собой брус квадратного профиля с длиной стороны сечения равной 15 см, который укладывается на стену сверху с прокладкой из двух слоев гидроизоляции. В распорных стропильных системах, то есть таких, где стропило воздействует на мауэрлат с горизонтальным усилием (помимо вертикального), его крепят к стене весьма основательно, используя для этого заложенные в кладку шпильки или костыли. В безраспорных системах, где передаваемые стропилом усилия имеют только вертикальное направление, для фиксации мауэрлата используют более простой крепеж. Еще раз отметим, что мауэрлат применяется только в домах с каменными стенами. В постройках из древесины в этом качестве используют венцовые бревна, а в каркасных домах – элементы верхней обвязки стен.
Верхний опорный элемент, укладываемый по линии пересечения плоскостей противоположных скатов. Также его можно называть коньковым брусом или коньковым прогоном. В стропильных системах конек используется не всегда. Так называемые висячие стропила обходятся без этого конструктивного элемента.
Вертикально установленные деревянные брусья, служащие опорой коньку. Сами стойки, в свою очередь, опираются на внутреннюю несущую стену дома.
Основной несущий элемент системы, который еще называют стропильной ногой. Стропило укладывают вдоль ската, при этом одним своим концом оно опирается на мауэрлат (или аналогичный по своей функции элемент), а другим – на коньковый брус или встречное стропило. В стропильных системах в зависимости от их конструкции могут применять различные разновидности стропил:
Стропила данного типа применяются в конструкциях, имеющих коньковый прогон. На него опирается верхний конец стропильной ноги, в то время, как ее нижний конец опирается на мауэрлат. Наслонные стропильные конструкции возводят в тех домах, где предусмотрены внутренние несущие стены, на которые можно опереть стойки конька.
В висячих системах встречные стропила упираются своей верхней частью друг в друга. При этом их нижние части соединяются с помощью горизонтальной доски или бруса, называемого затяжкой. Таким образом, два стропила и затяжка образуют треугольник, который устанавливается на противоположные стены дома. При этом распорное усилие от стропил гасится затяжкой, работающей в данном случае на растяжение. Если затяжку установить выше основания стропил, она будет работать на сжатие, при этом вся конструкция превращается в распорную. В этом случае горизонтальный брус называют уже не затяжкой, а ригелем. Достоинством висячих стропил является свободное чердачное пространство, которое можно использовать в качестве мансардного этажа.
Имеют место в четырехскатных крышах. Накосные стропила устанавливают вдоль линии пересечения двух соседних скатов (не противоположных), при этом каждое из них соединяет торец конькового бруса с одним из углов дома.
Этот элемент также присутствует только в четырехскатных крышах. Представляет собой укороченную стропильную ногу, опирающуюся на мауэрлат и накосное стропило.
На стропилах закрепляют настил из брусков или реек, называемый обрешеткой. Обрешетка служит основой для укладки всех элементов кровельного пирога. Если в качестве кровельного покрытия будет укладываться мягкий материал, например, гибкая черепица, то обрешетку делают сплошной. Для этой цели используют широкую доску или фанеру.
Эти элементы используются для подпирания слишком длинных стропил.
Лежнем называют продольный деревянный элемент (доска или брус), который укладывается на плиты перекрытия или несущие стены и служит опорой для подконьковых и подстропильных стоек, а также раскосов и подкосов.
podkryshej.ru
Любое здание, независимо от того для каких целей оно предназначено, всегда должно иметь крышу. Их может быть несколько видов, а выбор зависит от финансовых возможностей и фантазии заказчика. В этой статье поговорим о двухскатных вариантах постройки крыш зданий.
Такой тип крыш применяется в строительстве уже давно. Стаж его применения исчисляется несколькими столетиями. Отличается от других типов крыш простотой и надёжностью, хорошей устойчивостью и возможностью эксплуатации в разных климатических условиях.
Слово двускатная в названии говорит о том, что крыша имеет две прямоугольные плоскости, которые устанавливаются под определённым углом к стенам здания. Такие плоскости называют скатами. Установка и монтаж скатов под углом к горизонту обеспечивает самостоятельный сток дождевой воды и других видов природных осадков.
Практически все конструкционные элементы крыши этого типа изготовлены из древесины. Для изготовления стропильной системы крыши используется доска, брус, балки, которые могут иметь разную длину, форму и сечение. Давайте рассмотрим их более детально.
В зависимости от того какими способами происходит распределение и снижение нагрузки на несущие стены дома, применяют два вида стропильных систем двускатной крыши. Это может быть наклонная или висячая система. В обоих случаях главным элементом системы выступает стропильная нога. Давайте немного более подробно взглянем на эти системы.
Первым шагом при постройке крыши всегда является укладка и крепление мауэрлата. Но перед этим обязательно необходимо провести на стенах гидроизоляционные работы. Для этого существует множество различных материалов. Начиная от мастик и заканчивая простым рубероидом.
Мауэрлат укладывают по всему периметру несущих наружных стен, ближе к их внутренним краям. Если стены строящегося дома деревянные, то допускается использование верхнего бревна вместо мауэрлата. Укладка и монтаж его производится строго по уровню.
После укладки мауэрлата, производят его крепление к несущим стенам. Вид крепежа зависит от материала, из которого были построены стены. Чаще всего применяют анкерные болты. Необходимо заметить, что работа сопряжена с трудностями по высверливанию отверстий под анкерные болты. Нужна высокая точность разметки перед сверлением.
Вторым шагом при возведении крыши будет установка и монтаж стропильных ног. Если несущие наружные стены изготовлены из кирпича, бетонных или иных блоков, то оконечности стропил в месте контактов со стеной обрабатывают средствами от гниения древесины.
После установки стропил на мауэрлат, производится их крепление с помощью проволочной скрутки. Первыми устанавливают стропильные ноги по краям крыши. После этого натягивают по коньку шнур и производят установку промежуточных стропил. При этом нельзя забывать о проверке горизонтальных и вертикальных углов каждой установленной стропильной ноги.
Третьим шагом возведения крыши будет установка конька. Концы конька устанавливают во фронтоны дома, обеспечив их гидроизоляцию. После укладки и монтажа конькового бруса необходимо проверить его горизонтальность. Если есть небольшие отклонения, их устраняют с помощью прокладок, которые устанавливают между коньком и стропилом.
Высокая надёжность и долговечность не только кровли, а и всего дома, всецело зависит от правильного и точного расчёта системы стропильных конструкций двускатной крыши. Неправильно подсчитанная нагрузка или неверно распределенный вес кровли, могут стать причиной разрушения несущих стен, а то и всего дома.
Начинают расчёты стропильных систем всегда с определения всех возможных нагрузок на кровлю от внешних воздействий и собственного веса. Здесь необходимо учесть особенности конструкции крыши. Что за кровельный материал будет использоваться, наличие утеплителя под кровельным материалом, какая обрешётка и другие факторы.
Следующим шагом необходимо определиться с наклоном скатов крыши. Специалисты рекомендуют минимальный угол не менее чем 10–15 градусов, но он ограничивает возможность применения большинства материалов для кровли. Поэтому рекомендуется в первую очередь до расчёта, определиться с материалом для кровли.
При увеличении угла наклона скатов происходит добавление расходных материалов, что повлечёт за собой и прибавку материальных затрат. Но зато улучшается эксплуатационная надёжность сооружения. Если угол наклона равен или больше чем 45 градусов, можно использовать любой кровельный материал.
Произвести точный и правильный расчёт конструкции крыши самостоятельно довольно сложно. Лучше всего, если расчёт будет выполнен специалистами. Если на строящийся дом имеется проектная документация, то там имеется все необходимые данные для возведения крыши. Ими и следует руководствоваться.
Если кровля крыши будет состоять из металлических конструкций, то мауэрлат лучше устанавливать также из металла. Это может быть швеллер, двутавр или любой другой металлический профиль.
Выбирая материал для стропил и других конструкций, которые будут из дерева, обращают внимание на то, чтобы не было гнили, сучков и трещин. Их не должно быть, но если материала без сучков найти невозможно, их длина не должна быть более трети толщины доски. Все деревянные изделия (стропило, мауэрлат, и другие) должны иметь влажность не более чем 20%.
Для придания прочности конструкции особо важных элементов не используйте строительные гвозди. Древесина подвержена усыханию, а в этом случае гвозди не смогут обеспечить надёжность соединения. Лучше использовать металлические накладки и болтовые соединения.
Надеемся, что из этой статьи вам получилось узнать некоторые сведения по строительству двускатных крыш. Будет хорошо, если она поможет вам в ваших строительных начинаниях.
krovlya.guru