Что такое стропила без подкосов

Что такое  стропила 

 Стропила являются  несущей конструкцией, на которой держится вся крыша.  На них ложатся  кровельные материалы. От их прочности  зависит, как долго простоит крыша и когда необходимо производить ремонт крыши.

По способу опирания  делятся  на стропила  с подкосами и стропила без подкосов. О первых мы расскажем в одной из следующих статей, а о второй – прямо сейчас. 

Что называют стропилами без подкосов 

Стропилами без подкосов называют стропила стоящие   на опорах без дополнительных упоров. При их использовании  стропильная система крыши может быть  смонтирована как  с передачей распора на мауэрлат, так и  без его передачи.

Совет. Если вы ведете строительство дома своими руками —   используйте  стропила без подкосов  при монтаже  односкатных крыш с пролетом не более 4.5 м или двускатных  при пролете не более 9 м. 

Как крепятся стропила без подкосов 

В  умных книгах говорят о том, что «Работающее на изгиб стропила, к  которым относятся стропила без подкосов, не передающие распор на стены, должны иметь одну опору закрепленной, но свободно вращающейся, а другую свободно вращающейся и подвижной. » 

Таким условиям соответствуют  3 варианта закрепления стропил:

1. Низ стропильной ноги  либо подшивается опорным бруском, либо на нем делается запил зубом. За счет этого он упирается в мауэрлат. В верхней части горизонтальный запил со скосом. 

         Глубина  запила не может быть более четверти высоты  стропила. 

 Верхние концы стропильных ног свободно укладываются на прогон. В двускатных крышах их крепят к прогону по типу скользящей опоры, а между собой не скрепляют. 

Из-за трудностей монтажа  данная схема практически не применяется на двускатных крышах. Применение такой схемы теми, кто ведет строительство дома своими руками, может спровоцировать  появление протечек и экстренный ремонт крыши. 

Кроме того, при прогибе стропил, под действием нагрузок, приходится расплачиваться раскрыванием конькового узла кровли, появлением протечек. Таким образом,  ремонт кровли может понадобиться в самый неподходящий момент. 

Зато  при монтаже односкатных крыш подобная стропильная система используется достаточно часто.  

1. Нижняя часть стропильной ноги устанавливается на ползун, в  верхняя часть  закрепляется  гвоздями, болтом, упиранием в прогон или с противоположную стропильную ногу.

 Этот способ крепления стропильных ног является наиболее популярным при монтаже двускатных крыш. 

Совет. Используя этот  вариант особое внимание уделите креплению стропильной ноги на мауэрлате с соблюдением  проектного ( или согласованного шага. Игнорирование  этого совета может привести к тому, что кровельные материалы при монтаже лягут с образованием клина около конька. 

1.  Низ стропильной ноги изготавливают на ползуне, а верх закрепляют жестко. 

Этот способ не дает распора. Однако при нем  в коньковом узле образуется  изгибающий момент, который может привести к разрушению крыши. 

Вы наверняка обратили внимание на то, что во всех трех вариантах нижний конец стропильной ноги выполняется на подвижной опоре,  а верхний на шарнире. 

Следует отметить, что описанная выше стропильная система не относится к разряду устойчивых. Для того чтобы  устранить этот недостаток  противолежащие стропильные ноги фиксируются горизонтальными схватками.  Для еще увеличения устойчивости конструкции в места пересечения схваток со стойками, держащими коньковый прогон,  их крепят друг с другом. 

Чем ниже установлена схватка, тем устойчивее конструкция. Однако  обычно их устанавливают на высоте около 2 м для того, чтобы они не препятствовали проходу человека. 

Чем ниже установлены схватки, тем лучше. Обычно их устанавливают на высоте не менее 1,8–2 м от поверхности перекрытия, чтобы они не мешали проходу человека.

Однако не следует считать  стропильные системы, смонтированные из стропил без подкосов  хронически неустойчивыми. Неустойчивость безраспорной стропильной системы проявляется только на крышах, где невозможно коньковый прогон от горизонтального смещения. При применении их на вальмовых крышах,  в домах у которых фронтоны сложены из кирпича, блока  или камня безраспорные стропильные системы устойчивы, их колебания не деформируют кровельные материалы, уложенные на крышу, и не заставляют хозяев делать внеплановый ремонт кровли.

Конструкция крыши без центральной опоры. Висячие стропила максимальная длина конька без опоры. Распорные наслонные стропила

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Теперь о составляющих системы и их назначении:

• Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
• Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
• Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
• Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
• Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
• Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
• Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при .

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни, нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Каркасный формат выделяется среди ряда видов кровли. Он может быть выполненный довольно различным образом, но в любом случае потребуется рассчитать стропила и установить их по всем правилам. При должном знании проблемы можно решить ее собственными силами без обращения к специалистам.

Особенности и формы кровли

Каркасная крыша может быть установлена только с пролетами не длиннее 1220 см, при этом разрыв от одной фермы до другой составляет максимум 0,6 м. Размеры фрагментов каркаса определяются расстояниями пролетов и расчетной снеговой нагрузкой. Стропила могут быть как свободно устанавливаемые, так и принимающие нагрузку от чердачных элементов. В случае с кровлей ломаной формы удается обеспечить достаточную для жилой мансарды высоту потолка, а смотреться она будет лучше всего на квадратном строении.

Многощипцовая крыша считается наиболее сложной и едва ли доступной вариацией для самодеятельных строителей. Сбалансированная стропильная система эффективно выдерживает даже очень высокие нагрузки, имея при этом отличную «внешность». Поскольку скат крутой, риск задержки снега будет минимален. Но при этом придется очень тщательно рассчитывать все элементы конструкции, а в процессе работы появится немало отходов. Кроме того, ендова должна будет пережить воздействие значительного количества снега.

Назначение и виды систем

В самых разных системах стропил может использоваться мауэрлат. Масса кровли дома различается в зависимости от площади, занимаемой скатами, и от использованных материалов. Но в любом случае создаваемая нагрузка весьма солидна. Когда на конструкциях есть конек, обязательно предусматривают стропильный каркас, ногами упираемый в стены. Сила прилагается сразу по нескольким векторам, а в холодный сезон накопление снега только усугубляет проблему.

Мауэрлат призван устранить этот недостаток и предотвратить разрушение стен. Под этим словом подразумевается брус значительного сечения, который бывает и деревянным, и стальным. В большинстве случаев берут тот же материал, который использовали для формирования стропил, но обязательно добиваются непрерывности обвязки либо создают прочные и особо устойчивые стыки. От использования мауэрлата отказываются только в домах из сруба или в зданиях, построенных по каркасной технологии – да и там есть свои детали, выполняющие аналогичную задачу. Когда не удается сделать неразрывный блок, все фрагменты должны быть строго одинаковой длины.

Для Т-образной крыши характерна врезка двух крыльев под определенным углом. Из-за этого приходится формировать ендову. Наружные стропила будут упираться в опорные доски. Кроме них, будут еще и основные детали, непосредственно закрепляемые на стене. Чтобы в ендове все соответствовало решаемой задаче, используют деревянные элементы толщиной 3,8 см. Обрешетку полагается делать монолитной, покрытие присоединяют к ней кляммерами через каждые 50 см. Типичный мауэрлат по толщине является в три раза меньше, чем несущая стена, а если он сделан из стали, можно немного сократить этот показатель.

Под мауэрлатом часто оборудуется упрочняющий пояс. Это особенно важно, если планируется утеплять крышу и обеспечивать надежную гидроизоляцию. Такой пояс формируется из той же смеси, которая применяется для строительства фундаод ммента. Полностью вся опалубка заливается бетоном с одного приема, недопустимы малейшие отдельные слои. В газобетонной стене вырубают промежуточные перемычки у верхней линии блоков – и сразу появляется практичный желоб. Прикрепление мауэрлата производится либо с помощью вязальной проволоки, либо армирующими болтами (но они без упрочняющего пояса не помогут никак), либо строительными шпильками.

Разобравшись с опорой для стропил, нужно выяснить, какими они могут быть, и что правильнее использовать для подпора кровли. Висячие стропила применяются, если отсутствует капитальная стена внутри здания, их точки опор расположены исключительно на внешних контурах.

Такие подпорки оказались востребованы при сооружении:

• жилых домов с одним пролетом;
• производственных объектов;
• различных павильонов;
• мансард.

Не следует недооценивать такой вариант, благодаря инженерным разработкам, подвесные стропила способны не прогибаться, перекрывая пролеты в 15–17 м. Но важно понимать, что все свои возможности они обретают только в тесном взаимодействии с другими деталями. Придется использовать и затяжки, и бабки, и ригели. Самая простая ферма выполняется из двух балок, соединяемых в верхней позиции, по конфигурации такое устройство близко к треугольнику. Горизонтальная связь деталей каркаса обеспечивается затяжкой (балкой из дерева или металлического профиля).

Благодаря затяжке исключается передача распора на стены, одновременно подавляется сила, приложенная в горизонтальной плоскости. Внешние стены переживают действие лишь тех сил, чей вектор ориентирован по вертикали. Не всегда строители помещают затяжку в самом низу, часто она выставляется у самого конька. Готовясь к строительству мансарды, этот элемент ставят чаще всего выше, чем основание стропильных ножек. Тогда удастся сделать этаж, о потолок которого не придется биться головой при любом неосторожном движении.

Висячие стропила для пролетов длиннее 6 м должны быть укреплены при помощи подвесов и раскосов. В этом случае монолитная затяжка сменяется на собранную из пары связанных балок. В классической схеме (треугольной шарнирной) низовые основания упирают в горизонтальные детали. Для нормального функционирования системы требуется, чтобы высота конька составляла как минимум 15% от пролета ферм. Стропила действуют на изгиб, но затяжка не дает им отодвинуться в стороны. Чтобы балки изгибались меньше, коньковые узлы врубают с расчетом на эксцентриситет (возникновение противоположного по вектору изгибающего усилия).

Мансардные чердаки строят по большей части с помощью треугольных арок на трех шарнирах, а затяжкам отведена функция балок перекрытия. Составные части затяжки связывают болтами путем косого или непосредственного прируба. Приподнятая затяжка также может быть применена в сооружении стропил под мансарду. Чем выше она поднимается, тем больше может быть поднят и потолок. Но важно помнить, что одновременно с этим вырастают и нагрузки на все элементы. Передача усилий производится на мауэрлат при помощи подвижного крепления, гасящего изменения размеров от перепадов влажности и температуры.

Стропила могут подвергаться неравномерной нагрузке, поскольку с одной стороны она выше. Это приводит к сдвигу в ту же сторону всей системы. Исключить такой неприятный эффект можно, если вынести стропила за контур стен. Затяжка при подобном решении перестает быть опорой, она переносит либо растягивающие воздействия (если устраивается чердак), либо растянуто-изгибающие (когда сооружают мансарду). Шарнирные арки с включением ригеля отличаются от предыдущего варианта заменой скользящей опоры на идентичную по функциям – жесткую. Благодаря изменению типа опор иным становится и вид образующихся напряжений, стропильная система превращается в распорную.

Затяжка формируется в верхней доле арки. Ее цель состоит в том, чтобы переносить уже не растяжение, а сжимающее воздействие. Дополнительная затяжка, усиливающая ригель, нужна при значительной нагрузке. Арки с подвесами и подкосами дополняют системы арок с «бабками». Такая система нужна при значительных пролетах (от 6 до 14 м). Подкосы, исправляющие возникающий изгиб, нужно упирать в бабку. Независимо от конкретного вида стропильной системы нужно максимально четко выполнять все детали и их связки между собой.

Не всегда навесные стропила могут выполнить поставленную задачу. Тогда на помощь приходят накосные элементы. Такой тип стропил применяют под вальмовыми крышами и под кровлями, оборудованными ендовой. Их длина является больше, чем в обычном случае. Вдобавок они становятся опорами под укороченные стропила скатов. Оттого на накосные стропила приходится нагрузка примерно на 50% больше, чем в других конструкциях.

Благодаря увеличенной длине удается:

• сопротивляться значительным воздействиям;
• формировать балки без разрезов;
• привести детали к единому размеру путем спаривания досок.

Чтобы построить вальмовую кровлю со многими пролетами, диагональные ноги снабжаются опорами. Такие опоры делаются в виде стандартных подкосов либо стоек из бруса, либо пары соединенных досок. Опора через подкладку из дерева и гидроизоляционный слой производится непосредственно на железобетонное перекрытие. Подкосы ставят под углом не меньше 45 и не больше 53 градусов, внизу такая деталь упирается в лежни. Угол монтажа менее важен, чем возможность фиксации частей стропил в точке, переживающей сильнейшую нагрузку.

Накосные стропила, размещенные в проемах до 750 см, должны удерживаться подкосами только в верхней доле. При длине от 750 до 900 см внизу дополнительно монтируют шпренгельную ферму или стойку. А если общая длина пролета превышает 9 м, то для максимальной надежности в середине нужно поставить стойку, никакая другая опора не подойдет. Если избранное перекрытие неспособно выдержать нагрузку, придется усиливать его балкой. Вид опоры в коньке определяется тем, сколько используется промежуточных опор, каковы они, как выполнены ключевые наслонные стропила.

Кроме типа стропил, нужно четко разобраться с их материалом. Как деревянные, так и металлические конструкции могут быть хороши, но только каждая на своем месте. Даже высокая прочность металла не позволяет оттеснить привычную древесину. Дерево в течение тысячелетий уверенно доказало свои преимущества, а сейчас оно даже наращивает популярность ввиду отличных экологических характеристик. Доски и брус можно купить по доступной цене, и если что-то не было учтено, всегда легко прямо на стройплощадке отпилить нужный фрагмент или нарастить деталь.

Иногда возникают проблемы, связанные с эксплуатацией созданных конструкций. Деревянные стропила придется тщательно обрабатывать антисептиками, а также средствами, блокирующими развитие плесневых колоний, поедание насекомыми. Горючесть древесины подавляется за счет регулярной обработки, а кроме того, под скаты длиннее 7 м слишком сложно искать необходимые комплектующие. До монтажа стены прокладываются мауэрлатом, делающимся из бревенчатого каркаса либо на основе блока из бруса. Толщина конструкций составляет минимум 180 мм, это единственное условие однородного распределения нагрузок.

Металлические стропила являются неизбежно тяжелее, чем деревянные при идентичном сечении. Поэтому стены нужно усиливать, работы по их строительству становятся дороже и длиннее. Не получится смонтировать блоки из металла вручную, обязательно потребуются подъемные краны. Невозможно или очень затруднительно корректировать размеры, геометрию стропил, поэтому сразу максимально точно придется сооружать стены и исключать ошибки при их строительстве. Малейший промах может сделать дорогостоящий блок почти бесполезным на деле.

Металлические стропила связывают при помощи сварки, а сварные соединения неизбежно ослабляются, поскольку там ускоренно развивается коррозия. Стоимость работ является весьма высокой, а при выполнении их необходимо выполнять требования огневой и электрической безопасности. Но есть такое неоспоримое преимущество, как возможность подпереть скат кровли от 700 см и длиннее. Если использовать особую антикоррозийную краску, долговечность металлических конструкций обеспечена полностью. Все эти преимущества позволяют быстро и комфортно строить промышленные здания со значительной высотой и протяженностью пролетов.

Как выбрать: что учесть?

Стропильная система должна быть выбрана максимально правильно и четко.

При поиске подходящего решения нужно обращать внимание на следующие моменты:

• прочность;
• возможность подпереть скаты и кровлю в целом определенного размера и геометрии;
• создание позитивного эстетического образа здания в целом.

Технические параметры имеют приоритетное значение. Даже самые красивые конструкции, соответствующие принципам дизайна, не проявят своих позитивных качеств, если они прослужат слишком мало. Опытные строители всегда анализируют среднегодовые и сезонные температуры, финансовые возможности застройщиков, предельно возможный темп ветра и тяжесть вышележащей кровли. Во внимание также принимают будущее использование подкровельного пространства, необходимый для него масштаб. Недооценивать ветер, снег и дождь нельзя, поскольку эти факторы могут оказать очень сильное воздействие на кровлю, а через нее и на стропила.

Если достоверно известно, что конкретная местность отличается мощными снегопадами, минимальный угол ската оказывается непрактичен. Еще актуальнее этот момент при использовании плоских кровель. Под давлением накапливающихся осадков каркас может стремительно деформироваться или же внутрь польется вода. Другое дело, когда определенный регион часто подвергается приходу циклонов и приносимых ими сильных ветров. Тут уже скат стоит сделать поменьше, тогда практически исключена будет ситуация со срывом единичных элементов конструкции.

Избежать ошибок можно, если посмотреть на уже построенные поблизости и длительное время эксплуатируемые дома. Точно воспроизведя конструкцию их кровли и взаимосвязанную с нею стропильную систему, можно наилучшим образом учесть местную специфику. Но не все идут по этому пути, иной раз ставится задача выработать исключительно оригинальный проект. Тогда придется тщательно собирать исходные данные, проводить скрупулезные расчеты. При отсутствии специальных знаний на помощь лучше привлечь квалифицированных исполнителей.

Проанализировав совокупную нагрузку, создаваемую ветром и снегом, можно обнаружить иногда, что те или иные части стропильного комплекса нуждаются в выборочном усилении. При оценке необходимого угла наклона кровли обращают внимание также и на вид используемого покрытия. Тяжелая металлочерепица или профнастил при очень большом уклоне может самопроизвольно сползать вниз, приходится дополнительно их крепить, усложняя себе работу и удорожая монтаж. Кроме того, отдельные материалы имеют склонность задерживать воду или пропитываться ей, бороться с этим можно только делая склон круче. Создание хорошей кровли и стропильной системы, удовлетворяющей столь противоречивым требованиям, не всегда доступно для неспециалистов.

Из чего состоит?

Устройство стропильной системы, как нетрудно заметить, довольно сложное и даже противоречивое. Каждая часть этой конструкции имеет строго определенную роль. Так, мауэрлат представляет собой длинные бруски из хвойной древесины, причем для работы используется строго смолистое дерево. Такие элементы раскладывают вдоль внешних несущих стенок, присоединяя к основанию анкерами либо стержнями особой конструкции (с резьбой). Эта деталь передает нагрузку от кровли на стену.

Следом идет такое приспособление, как стропильная нога. Под этим названием фигурирует деревянный брус, применяемый для возведения контура скатов. Форма конструкции всегда треугольная, потому что она наилучшим образом помогает кровле переносить разрушительное воздействие ветров, снега и других атмосферных процессов. Стропильные ноги ставят на равномерных расстояниях вдоль всей крыши, шаг не может превышать 120 см.

Определенное значение для опоры кровли имеет и лежень – это деревянный брусок, заменяющий мауэрлат в отдельных случаях. Лежни кладут на внутренние опорные стены. Они превращаются в основу кровельного треугольника. Благодаря им скаты не расползаются под собственной тяжестью. А также стоит сказать и про стойки – это поставленные по вертикали бруски с квадратным сечением. Они воспринимают давление, которое оказывает вниз коньковый узел, и транслируют его механически на внутреннюю несущую плоскость. Иногда стойки оказываются под стропильными ногами.

Подкосы призваны укрепить всю конструкцию крыши, они связывают в одно целое ноги и лежни. Эта деталь по форме напоминает ромб. Общность, образуемая затяжкой и подкосами, получила название фермы. Кроме них, нужна еще и обрешетка, которая представляет собой тонкие доски, набиваемые под прямым углом к ногам стропил. Она помогает удержать стропильные ноги как единую систему. К обрешетке прикрепляется абсолютно любое покрытие крыши.

Под мягкие материалы обрешетка должна делаться неразрывной, причем наилучшим средством считается фанера. На самом верху располагается конек, который логически и физически завершает кровельный треугольник. Соединение пары противопоставленных ног стропил обеспечивается квадратным деревянным брусом, который предотвращает разрушение крыши в целом. А в самом низу скатной кровли располагается свес, который выводится приблизительно на 0,5 м от периметра. Благодаря ему потоки дождя, уходящие с крыши, не заливают наружные несущие плоскости и не вредят им.

Кобылки используют лишь в той ситуации, когда стропильные ноги не удается выполнить по той длине, которая позволила бы организовать свес. Соединение с досками пониженного сечения эффективно решает эту проблему. Для крепления деревянных элементов стропил чаще всего рекомендуется использовать хомуты, скобы. Применять гвозди нежелательно, потому что проколотое ими дерево через несколько лет становится слабым и непрочным. Поэтому профессионалы если и используют соединения, делаемые непосредственно на стройплощадке, то пускают в ход болты.

Но даже болтовая связка ослабляет строительные конструкции, пусть и сравнительно немного. Крепче всего оказываются соединения при помощи хомутов либо скоб из металла. Максимально повысить качество изделий может только их промышленное получение, поскольку лишь в строго стандартизированных и полностью контролируемых условиях исключены отклонения от норм, ухудшение качества. Собрать стропильную конструкцию из полностью готовых ферм можно очень быстро, никакого риска в ее использовании нет. Другое дело, что требуется как можно точнее собрать информацию о необходимых характеристиках и без искажений передать ее производителю.

Кроме названных элементов, стропильная система граничит с ендовой. Так называют особое соединение геометрически сложной крыши в точках, где меняется ее траектория. Отличие от конька состоит в том, что в таких местах кровельные детали образуют отрицательный угол. Техническая суть изделия заключается в том, что желоб помогает отводить в сторону жидкость. Чем сложнее конфигурация, тем больше должно быть количество таких желобов.

Карнизный брус служит для упирания в него распорки, другой конец которой упирается в лобовую доску, при этом капельник не деформируется и его конфигурация не искажается. Ветровые связи – это те элементы стропильной системы, которые переводят нагрузку, создаваемую ветром, с кровли на фундамент. Они не только увеличивают суммарную устойчивость конструкции, но и помогают избежать ее опрокидывания при нестабильности единичных деталей. Крыша сохранит пространственную жесткость даже при весьма сильных ветрах.

Горизонтальными ветровыми связями оказываются такие элементы, как:

• раскосы;
• параболические затяжки;
• комплексы обычных затяжек;
• фермы, дополненные крестовидной решеткой.

По вертикали сохранение характеристик под сильным воздушным давлением обеспечивается за счет ветровых опор и балок. Иногда применяется монолитное упрочняющее ядро. Инженеры придумали немало и других вариантов оформления ветровой связи. Она обеспечивается рамами и полурамами, защемленными подпорками. В малых зданиях применяют жесткие (сопротивляющиеся сжатию) или растянутые диагонали, некоторые охватывают сразу два пролета. Расположение каждого из элементов точно отражается в проектной документации.

Качественные характеристики стропильных систем и их состав понять не так и сложно, если проявить внимательность и усердие. Но не менее важно рассчитать количественные параметры этих систем. Если не сделать этого или провести расчеты неправильно, можно или израсходовать слишком много средств, или столкнуться с протечками даже с разрушением отдельных элементов.

• изгибы кровли;
• среднегодовую массу снега;
• неравномерности в ее распределении по скатам в зависимости от крутизны склона и розы ветров;
• ветровой перенос уже упавшего снега;

• сход снежных и ледяных масс, сток жидкой воды вниз;
• аэродинамическую характеристику и парусность конструкции;
• различия в силе воздействия на отдельные точки.

Просчитать все необходимое, притом смоделировав реалистичные ситуации и заложив в проект обоснованный запас прочности – не так просто. Тем более что нужно обратить внимание и на сложение различных нагрузок, на их совокупное действие. Но все же любому заказчику вполне по силам оценить качество работы проектировщиков. Нагрузки, прилагающиеся к стропильным системам, делятся на три ключевые группы: главную, дополнительную и экстремальную.

В главный разряд попадают:

• стабильные факторы – тяжесть кровли и стропильных конструкций, дополнительных устанавливаемых поверх них элементов;
• долговременные воздействия – снег, температура;
• периодически меняющиеся факторы – полные расчеты снеговых и температурных воздействий с учетом всех тонкостей.

Дополнительная группа – это давление, оказываемое ветром, строителями и ремонтниками, гололедом и дождем. К экстремальной категории относятся все чрезвычайные происшествия природного и техногенного характера, которые могут возникнуть в конкретном месте. Их уровень прогнозируется с запасом, чтобы гарантировать исключение неприятных последствий. При расчете каркасной крыши и находящихся под ней конструкций во внимание принимают предельную нагрузку, в случае приложения которой все сооружение рассыпается. Дополнительно приводится показатель или группа показателей, при достижении которых неизбежно появляются различные деформации.

Коэффициент сноса снега отражает то, насколько больше он будет отлагаться на подветренной стороне и перед предметами (частями), которые задерживают поток воздуха. В проблемных местах придется максимально сблизить стропила и основательно просчитать необходимую толщину лицевого материала. Максимально точную оценку всем параметрам можно дать лишь при умножении любых полученных цифр на коэффициенты надежности. Что касается ветра, то развиваемое им усилие направлено на сбрасывание крутых крыш и на подъем с подветренного участка плоской кровли. Нельзя забывать, что воздушный поток воздействует одновременно на фасады и на скаты крыш.

При ударе о фасад воздух распадается на две волны: одна уходит вниз и более интереса не представляет, а другая по касательной нажимает на кровельный свес, стремясь приподнять его. Действие на скат происходит под прямым углом, этот участок вдавливается вглубь. Одновременно формируется завихрение, которое по касательной воздействует на наветренный сектор ската. Этот вихрь обходит конек и начинает создавать подъемную силу уже в приложении к подветренному сегменту. К сведению: при подсчете массы кровли нужно учитывать тяжесть стропил, утеплителей, гидроизоляции и парового барьера.

Стандартная нагрузка на 1 квадратный метр крыши составляет до 50 кг независимо от ее размеров и других значимых обстоятельств. Меняя расстояние от одних стропильных ног до других, можно задавать фактическое распределение нагрузок на них. По мнению большинства специалистов, приемлемыми значениями будут показатели от 60 до 120 см. Но на утепляемой кровле стоит выбирать такие дистанции, которые равны одному листу или рулону утеплительных материалов. Одновременно стоит учитывать, что среди нескольких подходящих вариантов расстановки стропил предпочтительнее тот, что дает оптимальный эффект при минимальном расходе используемых материалов.

При подсчетах нагрузок, переносимых стропилами, всегда смотрят и на то, чтобы они не превышали предельной выносливости кровельного материала. Ведь никакого смысла в таком превышении нет. Если при запланированном воздействии кровля все равно станет прогибаться, говорить о солидном результате нельзя. При расчетах полезная нагрузка от конструкций, соединенных с фермами стропил, подсчитывается соответственно той площади касания, которая нанесена на чертёж. К таким конструкциям относятся камеры вентиляции, потолки мансард и первых этажей, поставленные на крыши водяные резервуары. Кроме величины давления на стропильную систему, подсчитывают и резкость склона кровли.

Угол наклона: значение

На форумах при консультациях специалистов и в профессиональной литературе можно встретить упоминания сразу трех единиц измерения наклона. Кроме привычных и ожидаемых градусов, тут будут и проценты, и соотношения между сторонами. Нередко они уживаются вместе даже в рамках одной публикации или инструкции от производителя кровельных материалов. Но на самом деле ничего загадочного в этом нет, понять суть может любой потребитель. Под углом наклона крыши специалисты понимают тот угол, который возникает на пересечении горизонтали со скатом кровли.

Тупых углов в этом случае быть не может в принципе. Более того, встретить скат круче 50 градусов можно лишь в декоративных элементах, всевозможных башенках. Исключением из общего правила становятся лишь скаты на нижних рядах стропил мансардной кровли. Во всех остальных случаях углы колеблются от 0 до 45 градусов. Относительные пропорции сторон высчитываются как соотношение между высотой ската и его проекцией на горизонталь. Этот показатель равняется для равномерно сконструированной крыши с парой скатов половине пролета.

На односкатной крыше пропорция равна единице, а в более сложных конфигурациях все же придется проводить все расчеты и прикидки самостоятельно, не отталкиваясь от готовых значений. Угол уклона обычно выражают в виде дроби, числитель и знаменатель разделяются двоеточием. Но когда получаемые цифры невозможно округлить до целых чисел, рекомендуется использовать проценты: просто делят одно на другое и увеличивают в сто раз. Плоскими кровлями считаются те, что имеют уклон не более 5 градусов; малым признается уклон 6–30 градусов, а все остальные крыши принято считать крутыми. Плоская конструкция радикально увеличивает полезную площадь и довольно устойчива к ветру, но потребуется чистить ее от снега вручную и усиливать гидроизоляцию до предела. Уклон обязательно сообразуется с конкретным материалом, причем необходимые значения можно найти в инструкциях от производителя. Чтобы рассчитать даже самые сложные и причудливые конфигурации крыш, их разбивают мысленно на треугольники и в каждом подсчитывают угол особо.

Шаг, длина и сечение стропил

Когда стало понятно, какая длина скатов, какие углы, образуемые этими скатами с горизонтальной плоскостью, настало время заняться собственно просчетом стропил. Если каркас крыши сделан из бруса 5х15 см под металлочерепицу, монтажный шаг колыхается от 0,6 до 0,8 м. По мере роста крутизны уклона, промежуток тоже увеличивается. Если крыша наклонена под 45 градусами, требуется ставить стропила через каждые 800 мм, а для скатов по 75 градусов можно добавить еще 200 мм.

Следующий важный параметр – это длина стропил. Она тесно связана с шагом: если блоки делаются длинными, их максимально сближают, а при укорочении единичной детали — раздвигают. При подсчете шага обрешетки исходят из вида положенной сверху черепицы и из того, что на каждом скате следует раскладывать целое число рядов. Если получается дробь, лучше округлить, уменьшить или увеличить немного показатель. Стропильные ножки под металлочерепицей, сечение которой составляет 15х5 см, колеблются от 65 до 95 см. Нельзя увеличивать шаг при сечении обрешетки 3х5 см.

Чтобы утеплитель лучше проветривался, в районе верхней кромки стропил готовятся ряды отверстий диаметром 1–1,2 см. Рядовые стропила под профнастилом идут через каждые 0,6–0,9 м. Когда расстояние превышает поневоле этот показатель, придется ставить поперек хода монтажа обрешетку со значительным сечением. Обрешетка под профнастилом собирается из досок габаритами 3х10 см, которые ставятся с интервалом от 0,5 м. Подсчитывать интервал нужно сообразно высоте и толщине материалов.

При всех выявившихся недостатках шифера, он остается широко востребованным. Под шиферной кровлей монтируются стропила сечением 5х10–15 см, отдаленные друг от друга на 60–80 см. Чаще всего рекомендуется среднее расстояние, которое составляет 0,7 м. Паузы между частями обрешетки вычисляют сообразно крутизне материала. На сравнительно пологих участках опора на 4 куска дерева оправдывает себя. Если кровля делается круче, ставят 3 бруска, отделяемые 63–65 см.

Нельзя забывать, что из-за ответственности стропильной системы лучше оставить резерв прочности, нежели сделать неоправданно слабый тип стропил. Для их изготовления применяют брус, высушенный максимум до 15%. Заменой брусу может послужить не обрезная доска той же сухости. Под керамическую черепицу используют обрешетку из бруса 5х5 см. В намеченных согласно рассчитанному расстоянию местах применяют гвозди для шифера или простые саморезы.

Монтаж: технология

Строительство крыши подразумевает использование стандартного круга плотницких инструментов и электрической дрели. Если используются металлические конструкции, потребуется болгарка для точной нарезки. Помните, что обрабатывать ею металлочерепицу или профнастил нельзя, это может привести к повреждению материала. Шатровая крыша без стоек делается при помощи затяжек, которые усиливают сооружение.

В вальмовом варианте приходится укреплять прогоны, идущие по диагонали. На них отводят спаренные доски и особо крепкий брус. Точки соединений всегда имеют подпорку (стойку), а главная опора ставится примерно в четверти длины, отделяющей крупные стропила от конька. Под фронтонами на двускатной кровле всегда делают стропила меньшей длины. А вот под основной частью четырехскатной конструкции могут ставиться крайне длинные детали, даже больше 7 м. Чтобы они держались надежно, применяют либо стойку, переводящую напряжение на перекрытие, либо шпренгель.

Первым шагом при создании стропил под ломаной кровлей оказывается формирование опорного комплекса в виде буквы П. Он опирается на балки перекрытий и удерживается стропильными ножками. Далее, ставят три или более прогона, два из них выводят на углы каркаса, а остальные располагают в середине перекрытия. Завершающим шагом при стропиловке оказывается закрепление ножек. Стропильные системы желательно делать по шаблону – соединить две доски, которые по длине совпадают со стропилами, и приколотить друг к другу гвоздем. Шаблон ставят краями в точки присоединения стропильных ножек и фиксируют его при помощи поперечины.

Дополнительный шаблон (на этот раз фанерный) поможет сделать монтажная пила. Фермы присоединяют к мауэрлату, начиная с крайних. Чтобы не напутать с точкой крепления конька, верхушки этих ферм связывают прямой веревкой. Массивность затяжек по мере приближения к коньку возрастает. Если стропильные элементы крепятся болтами, стоит применять шайбы или пластины. Это не даст гайкам углубляться в дерево.

Как установить стропилы своими руками, смотрите в видео ниже.

Стропила выполняют ряд значимых кровельных функций. Они задают конфигурацию будущей крыши, воспринимают атмосферные нагрузки, удерживают материал. В числе стропильных обязанностей формирование ровных плоскостей для укладки покрытия и обеспечение пространства под компоненты кровельного пирога.

Для того чтобы столь ценная часть крыши безупречно справлялась с перечисленными задачами, нужны сведения о правилах и принципах ее устройства. Информация полезна и тем, кем сооружается стропильная система двухскатной крыши своими руками, и тем, кто решит прибегнуть к услугам наемной бригады строителей.

В устройстве стропильного каркаса для скатных крыш используют деревянные и металлические балки. Исходным материалом для первого варианта служит доска, бревно, брус.

Второй сооружают из металлопроката: швеллера, профильной трубы, двутавра, уголка. Есть комбинированные конструкции со стальными наиболее нагружаемыми деталями и элементами из древесины на менее ответственных участках.

Кроме «железной» прочности у металла имеется масса недостатков. К ним относятся теплотехнические качества, неудовлетворяющие владельцев жилых строений. Разочаровывает необходимость в применении сварных соединений. Чаще всего стальными стропилами оборудуют индустриальные строения, реже частные бытовки, собранные из металлических модулей.

В деле самостоятельного сооружения стропильных конструкций для частных домов в приоритете древесина. С ней работать несложно, она легче, «теплей», привлекательней по экологическим критериям. К тому же для выполнения узловых соединений не потребуется сварочный аппарат и навыки сварщика.

Стропила – основополагающий элемент

Основной «игрок» каркаса для сооружения крыши – стропило, в среде кровельщиков называемое стропильной ногой. Лежни, раскосы, бабки, прогоны, затяжки, даже мауэрлат могут использоваться или не использоваться в зависимости от архитектурной сложности и габаритов крыши.

Стропила, применяемые в строительстве каркаса двухскатных крыш, по техническим признакам и способу укладки подразделяются на:

• Наслонные стропильные ноги, обе пятки которых имеют под собой надежные конструктивные опоры. Нижний край наслонного стропила упирается в мауэрлат или в потолочный венец сруба. Опорой для верхнего края может служить зеркальный аналог смежной стропилины или прогон, представляющий собой горизонтально проложенную под коньком балку. В первом случае стропильная система называется распорной, во втором безраспорной.
• Висячие стропила, верх которых упирается друг в дружку, а низ базируется на дополнительной балке – затяжке. Последняя соединяет две нижние пятки смежных стропильных ног, в результате получается треугольный модуль, именуемый стропильной фермой. Затяжка гасит процессы растяжения, благодаря чему на стены действует только вертикально направленная нагрузка. Конструкция с висячими стропилами хоть и является распорной, но сам распор на стены не передает.

В соответствии с технологической спецификой стропильных ног сооружаемые из них конструкции делятся на наслонные и висячие. Для устойчивости конструкции оснащают подкосами и дополнительными стойками.

Для устройства опор верха наслонных стропилин монтируют лежни и прогоны. В реальности стропильная конструкция намного сложнее, чем описанные элементарные шаблоны.

Отметим, что формирование каркаса двухскатной крыши может вообще производится без стропильной конструкции. В таких ситуациях предполагаемые плоскости скатов образуются слегами – балками, уложенными прямо на несущие фронтоны.

Однако интересует нас сейчас конкретно устройство стропильной системы двухскатной кровли, а в нем задействованы могут быть как висячие или наслонные стропила, так и комбинация обоих типов.

Тонкости крепления стропильных ног

Крепление стропильной системы к кирпичным, пенобетонным, газобетонным стенам производится через мауэрлат, который в свою очередь фиксируется анкерами.

Между мауэрлатом, представляющим собой деревянную раму, и стенами из указанных материалов в обязательном порядке прокладывается гидроизоляционная прослойка из рубероида, гидроизола и т.д.

Верх кирпичных стен иногда специально выкладывают так, чтобы по внешнему периметру получилось нечто вроде невысокого парапета. Так надо, чтобы размещенный внутри парапета мауэрлат и стены не распирали стропильные ноги.

Стропила каркаса крыш деревянных домов опираются на верхний венец либо на потолочные балки. Соединение во всех случаях выполняется врубками и дублируется гвоздями, болтами, металлическими или деревянными пластинами.

Как обойтись без зубодробительных расчетов?

Крайне желательно, чтобы сечение и линейные размеры деревянных балок определялись проектом. Проектировщик даст четкие расчетные обоснования геометрическим параметрам доски или бруса с учетом всего спектра нагрузок и погодных условий. Если в распоряжении домашнего мастера проектной разработки нет, путь его лежит на стройплощадку дома с подобной кровельной конструкцией.

На этажность возводимого здания внимание можно не обращать. Проще и правильнее выяснить требующиеся размеры у прораба, чем узнавать их у владельцев шаткого самостроя. Ведь в руках прораба документация с четким расчетом нагрузок на 1м² крыши в конкретном регионе.

Шаг установки стропилин определяет тип и вес кровельного покрытия. Чем оно тяжелее, тем меньше должно быть расстояние между стропильными ногами. Для укладки глиняной черепицы, например, оптимальным расстоянием между стропилами будет 0,6-0,7м, а для и профлиста допустимо 1,5-2,0 м.

Однако даже при превышении шага, требующегося для правильно монтажа кровли, имеется выход. Это устройство усиливающей контробрешетки. Правда она увеличит и вес крыши, и бюджет строительства. Поэтому с шагом стропил разобраться лучше до сооружения стропильной системы.

Народные умельцы вычисляют шаг стропилин согласно конструктивным особенностям постройки, банально разделив длину ската на равные расстояния. Для утепленных крыш шаг между стропилинами подбирают, исходя из ширины плит теплоизоляции.

У нас на сайте вы можете найти , который возможно вам также очень поможет при строительстве.

Стропильные конструкции наслонного типа

Стропильные конструкции наслонного типа значительно проще в исполнении, чем их висячие собратья. Обоснованный плюс наслонной схемы заключается в обеспечении полноценного проветривания, которое напрямую связано с долгосрочностью службы.

Отличительные конструктивные особенности:

• Обязательное наличие опоры под коньковой пяткой стропильной ноги. Роль опоры может играть прогон – деревянная балка, опирающаяся на стойки или на внутреннюю стену строения, или верхний торец смежной стропилины.
• Использование мауэрлата для возведения стропильной конструкции по стенам из кирпича или искусственного камня.
• Применение дополнительных прогонов и стоек там, где стропильным ногам по причине крупного габарита крыши требуется дополнительные точки опоры.

Минус схемы заключается в наличии конструктивных элементов, влияющих на планировку внутреннего пространства эксплуатируемого чердака.

Если чердак холодный и в нем не предполагается организация полезных помещений, то наслонной конструкции стропильной системы для устройства двухскатной крыши стоит отдать предпочтение.

Типовая последовательность работ по сооружению наслонной стропильной конструкции:

• Первым делом промеряем высоты постройки, диагонали и горизонтальность верхнего среза остова. При выявлении вертикальных отклонений кирпичных и бетонных стен, устраняем их цементно-песчаной стяжкой. Превышение высот сруба стесываем. Путем подкладывания щепы под мауэрлат с вертикальными огрехами можно бороться, если величина их незначительна.
• Поверхность перекрытия под укладку лежня необходимо тоже выровнять. Он, мауэрлат и прогон должны быть четко горизонтальны, но расположение перечисленных элементов в одной плоскости не обязательно.
• Обрабатываем все деревянные детали конструкции перед установкой антипиренами и антисептическими препаратами.
• По бетонным и кирпичным стенам прокладываем гидроизоляцию под установку мауэрлата.
• Укладываем брус мауэрлата на стены, вымеряем его диагонали. Если понадобится, слегка передвигаем брусья и поворачиваем углы, стремясь добиться идеальной геометрии. Выравниваем раму по горизонтали при необходимости.
• Монтируем мауэрлатную раму. Сращивание брусьев в единую раму производится посредством косых врубок, места соединений дублируются болтами.
• Фиксируем положение мауэрлата. Крепеж производится либо скобами к загодя заложенным в стену деревянным пробкам, либо анкерными болтами.
• Размечаем положение лежня. Его ось должна отступать от брусьев мауэрлата на равные расстояния с каждой стороны. Если прогон будет опираться только на стойки без лежня, процедуру разметки проводим только для этих столбиков.
• Устанавливаем лежень на двухслойную гидроизоляцию. К основанию его крепим анкерными болтами, с внутренней стеной соединяем проволочными скрутками или скобами.
• Размечаем точки установки стропильных ног.
• Выпиливаем стойки по единым размерам, т.к. лежень у нас выставлен в горизонт. Высота стоек должна учитывать размеры сечения прогона и лежня.
• Устанавливаем стойки. Если предусмотрено проектом, раскрепляем их распорками.
• Укладываем на стойки прогон. Снова проверяем геометрию, затем устанавливаем скобы, металлические накладки, деревянные крепежные пластины.
• Устанавливаем пробную стропильную доску, размечаем на ней места подрезки. Если мауэрлат выставлен строго в горизонт, нет необходимости в подгонке стропилин на крыше по факту. Первая доска может использоваться в качестве шаблона для изготовления остальных.
• Размечаем точки установки стропилин. Народные мастера для разметки обычно заготавливают пару реек, длина которых равна просвету между стропилинами.
• По разметке устанавливаем стропильные ноги и крепим их сначала внизу к мауэрлату, затем вверху к прогону друг к другу. К мауэрлату проволочной связкой прикручивается каждая вторая стропилина. В деревянных домах стропилины прикручивают ко второму от верхнего ряда венцу.

Если подстропильная система сделана безупречно, наслонные доски монтируются в произвольном порядке.

Если уверенности в идеальном сооружении нет, то сначала устанавливаются крайние пары стропилин. Между ними натягивается контрольная бечевка или леска, согласно которой подгоняется положение вновь устанавливаемых стропил.

Завершается монтаж стропильной конструкции установкой кобылок, если длина стропильных ног не позволяет сформировать свес требующейся длины. К слову, для деревянных построек свес должен «выходить» за контур здания на 50см. Если запланирована организация козырька, под него устанавливаются отдельные мини-стропила.

Еще одно полезное видео о строительстве двухскатной стропильной основы своими руками:

Висячие стропильные системы

Висячая разновидность стропильных систем представляет собой треугольник. Две верхние стороны треугольника сложены парой стропилин, а основанием служит соединяющая нижние пятки затяжка.

Применение затяжки позволяет нейтрализовать действие распора, потому на стены с висячими стропильными конструкциями действует только вес обрешетки, кровли плюс в зависимости от сезона вес осадков.

Специфика висячих стропильных систем

Характерные черты стропильных конструкций висячего типа:

• Обязательное наличие затяжки, выполненной чаще всего из древесины, реже из металла.
• Возможность отказаться от использования мауэрлата. Раму из бруса с успехом заменит уложенная на двуслойную гидроизоляцию доска.
• Установка на стены готовых замкнутых треугольников – стропильных ферм.

К достоинствам висячей схемы относят свободное от стоек пространство под кровлей, позволяющее организовать мансарду без столбов и перегородок. Есть недостатки.

Первый из них – ограничения по крутизне скатов: угол их уклона может быть минимум 1/6 пролета треугольной фермы, настоятельно рекомендованы более крутые крыши. Второй минус заключается в необходимости доскональных расчетов для грамотного устройства карнизных узлов.

Кроме всего прочего, угол стропильной фермы устанавливать придется с ювелирной точностью, т.к. оси соединяемых компонентов висячей стропильной системы должны пересекаться в точке, проекция которой обязана попадать на центральную ось мауэрлата или заменяющей его подкладочной доски.

Тонкости большепролетных висячих систем

Затяжка – самый длинный элемент висячей стропильной конструкции. Со временем она, как свойственно всем пиломатериалам, деформируется и провисает под действием собственной массы.

Владельцев домов с пролетами 3-5м указанное обстоятельство не слишком беспокоит, а вот хозяевам зданий с пролетами 6 и более метров стоит задуматься об установке дополнительных деталей, исключающих геометрические изменения затяжки.

Чтобы предотвратить провисание в схеме монтажа стропильной системы для большепролетной двухскатной крыши имеется весьма значимый компонент. Это подвеска, называемая бабкой.

Чаще всего она представляет собой брусок, прикрепленный деревянными прибоинами к вершине стропильной фермы. Не следует путать бабку со стойками, т.к. ее нижняя часть вообще не должна соприкасаться с затяжкой. И установка стоек в качестве опор в висячих системах не применяется.

Суть заключается в том, что бабка как бы висит на коньковом узле, а уже к ней присоединяется затяжка с помощью болтов или прибитых деревянных накладок. Чтобы корректировать провисающую затяжку используются хомуты резьбового или цангового типа.

Регулировку положения затяжки можно устроить в зоне конькового узла, а бабку с ней соединить жестко врубкой. Вместо бруска на нежилых чердаках для изготовления описанного стягивающего элемента может быть использована арматура. Бабку или подвес рекомендуется устроить еще и там, где затяжка собирается из двух брусьев, для поддержки участка соединения.

В усовершенствованной висячей системе подобного типа бабку дополняют подкосные балки. Силы напряжения в образовавшемся ромбе гасятся самопроизвольно благодаря грамотной расстановке действующих на систему векторных нагрузок.

В результате стропильная система радует стабильностью при незначительной и не слишком дорогой модернизации.

Висячий тип для мансард

С целью увеличения полезного пространства затяжка стропильных треугольников для мансарды переносится ближе к коньку. У вполне резонного перемещения есть дополнительные плюсы: оно позволяет использовать затяжки в качестве основы для подшивки потолка.

Присоединяется к стропилам она путем врубки полусковороднем с дублированием болтом. От провисания ее оберегают посредством установки короткой бабки.

Ощутимый недостаток мансардной висячей конструкции заключается в необходимости точных расчетов. Самостоятельно рассчитать ее слишком сложно, лучше воспользоваться готовым проектом.

Какая конструкция более экономически выгодна?

Стоимость – немаловажный аргумент для самостоятельного строителя. Естественно, цена сооружения у обоих типов стропильных систем не может быть одинаковой, потому что:

• В строительстве наслонной конструкции для изготовления стропильных ног используется доска или брус небольшого сечения. Т.к. наслонные стропилины имеют под собой две надежные опоры, требования к их мощности ниже, чем в висячем варианте.
• В строительстве висячей конструкции стропила выполняют из толстого бруса. Для изготовления затяжки требуется аналогичный в сечении материал. Даже с учетом отказа от мауэрлата расход будет ощутимо больше.

Сэкономить на сортности материала не получится. Для несущих элементов обоих систем: стропилин, прогонов, лежней, мауэрлата, бабок, стоек нужен пиломатериал 2го сорта.

Для ригелей и затяжек, работающих на растяжение, потребуется 1ий сорт. В изготовлении менее ответственных деревянных накладок может применяться 3ий сорт. Без подсчета можно сказать, что в сооружении висячих систем дорогой материал используется в большем объеме.

Висячие фермы собирают на открытой площадке рядом с объектом, затем транспортируют в собранном виде наверх. Для подъема увесистых треугольных арок из бруса потребуется техника, за аренду которой придется платить. Да и проект для сложных узлов висячего варианта тоже чего-то стоит.

Видео-инструктаж по устройству стропильной конструкции висячей категории:

Методов сооружения стропильных систем для крыш с двумя скатами на самом деле гораздо больше.

Мы описали лишь базовые разновидности, которые в реальности применимы для небольших дачных домиков и построек без архитектурных затей. Однако представленной информации достаточно, чтобы справиться со строительством простой стропильной конструкции.

Стропила, опертые на две опоры без каких-либо дополнительных упоров, применяется для односкатных крыш пролетом 4,5 м или двухскатных пролетом до 9 м (рис. 30). Стропильная система может быть использована с передачей распора на мауэрлат (стены) и без передачи распора.

Рис. 30. Наслонные стропила без подкосов

Безраспорные наслонные стропила

Работающее на изгиб стропило, не передающее распора на стены, должно иметь одну опору закрепленной, но свободно вращающейся, другую свободно вращающейся и подвижной.

Таким условиям отвечают три варианта закреплений стропил:

1. Низ стропильной ноги подшивается опорным бруском или на нем делается врубка (запил) зубом и упирается в мауэрлат, а вверху стропила выполняется увеличенная горизонтальная врубка (запил) со скосом (рис. 31). Глубина врубки (запила) в верхней части стропила не должна превышать а = 0,25h . Длина подрезки (площадка опирания) делается не более высоты сечения стропила (h) . Подрезку рекомендуется скашивать, чтобы она не препятствовала изгибу стропила, иначе врубка боковой щекой упрется в прогон и получим распорную стропильную систему. Длина скошенной подрезки делается не менее двух глубин а . Если подрезку верха стропильной ноги сделать невозможно, его подшивают обрезком стропила с двухсторонним креплением монтажными пластинами или деревянными прибоинами. Верхние концы стропильных ног свободно укладываются на прогон. В двускатных крышах их крепят к прогону по типу скользящей опоры, а между собой не скрепляют. Двускатную крышу, в данном случае, рассматриваем как две односкатных, примкнутых друг к другу высокой стороной. Обратите внимание на чрезвычайно важное условие: верхняя опорная врубка или подшивка верха стропилины прибоинами делаются горизонтально . Стоит только изменить схему опирания на прогон, как стропило тут же показывает распор. Эта асчетная схема установки стропил из-за жесткости условий изготовления верхнего узла (любая неточность в исполнении узла тут же превращает безраспорную схему в распорную) практически не применяется для двухскатных крыш, поэтому ее чаще используют в односкатных крышах. Кроме того, в двухскатных крышах за отсутствие распора на мауэрлате при прогибе стропил под действием нагрузки, приходится расплачиваться раскрыванием конькового узла кровли.

Эта схема на первый взгляд вообще парадоксальна. Мы же отчетливо видим в нижней части стропильной ноги упор в мауэрлат и система вроде бы должна оказывать на него горизонтальное усилие. Тем не менее, она не показывает распора. Если кому-то хочется узнать почему, то доказательство читайте в курсе лекций профессора Залесского В. Г. на страницах 414–415.

2. Самый распространенный способ установки стропил относящийся к двухскатным крышам. Низ стропильной ноги делают на ползуне, а верх закрепляют (рис. 32): связывают гвоздевым боем или болтом, либо упирают друг в друга и связывают деревянными прибоинами или металлическими зубчатыми пластинами (МЗП).

На что необходимо обратить особое внимание так это на крепление стропильной ноги к мауэрлату Оно сводится только к закреплению стропил в проектное положение обеспечивающее шаг их установки. Для этого достаточно вбить с двух сторон по одному гвоздю наискосок в боковую поверхность стропила или один длинный гвоздь сверху либо поставить гибкую стальную пластину. Если будут применены модные крепежные уголки, то для закрепления низа стропилины достаточно будет одного гвоздя либо нужно прижать стропилину уголками с двух сторон вообще без гвоздей. Не вкручивайте в уголки столько шурупов и не забивайте в них столько гвоздей, сколько имеется отверстий в уголке. Иначе вы превратите ползун в несовершенный шарнир и получите на мауэрлат распор. От ветрового опрокидывания крышу держат гибкие проволочные скрутки не нужно эту функцию перекладывать на уголки либо стропильная система должна расчитываться как распорная.

3. Не дает распора и жесткое защемление конькового узла, когда низ стропильной ноги делают на ползуне, а верх жестко закрепляют (рис. 33). Однако в коньковом узле появляется изгибающий момент, стремящийся его разрушить. Максимальный изгибающий момент в такой конструкции возникает на коньковой опоре, а сами стропильные ноги получают меньший прогиб. Рассчитать такой узел, а потом точно изготовить его на стройплощадке достаточно трудно, поэтому лучше принимать формулы для вычисления изгибающего момента и прогиба как для обыкновенных однопролетных балок.

Во всех трех вариантах соблюдается правило: один конец стропильной ноги делается на скользящей опоре, позволяющей поворот, другой на шарнире, допускающим только поворот. Крепление стропил на ползунах и неподвижных шарнирах делаются самых разных конструкций. Сейчас их часто выполняют на крепежных пластинах. Можно крепить и по старинке: скобами, гвоздевым боем или использованием коротышей брусков и досок. Нужно только правильно подобрать вид крепежа, чтобы он допускал или препятствовал скольжению стропила в опоре.

При расчете стропильной системы принимается «идеализированная» расчетная схема. Считается, что на крышу давит равномерно распределенная нагрузка, т.е. одинаковая и ровная сила, действующая равномерно по всем плоскостям скатов. На самом деле равномерно распределенной нагрузки на скатах крыши практически никогда не бывает. Ветер, наметающий снеговые мешки на один из скатов и сдувающий снег с другого, солнце растапливающее снег на южных скатах, сползающий весной снег — делают нагрузку на скатах неравномерной. При действии неравномерной нагрузки все три выше представленных варианта стропильных систем статически устойчивы, но только при условии жесткого закрепления конькового прогона. Который концами вводят во фронтоны стен либо подпирают накосными стропилами вальмовых крыш. То есть стропильная система будет устойчивой только в том случае, если коньковый прогон на который опирается верх стропил, надежно закреплен от горизонтального смещения.

При изготовлении щипцовых крыш и опирании прогона только на стойки (без опирания их концов на стены фронтонов) ситуация меняется в худшую сторону (рис. 34). Во втором и третьем варианте при значительном снижении нагрузки на одном из скатов, против расчетной на другом скате, крыша будет пытаться «уехать» в сторону более высокой нагрузки. Первый вариант, в котором низ стропильной ноги сделан с врубкой зубом либо с подшивкой опорного бруска, а верх горизонтальной врубкой уложен на прогон, хорошо держит неравномерную нагрузку, но только при условии абсолютной вертикальности стоек, удерживающих коньковый прогон.

Для придания стропильной системе устойчивости в нее вводят горизонтальную схватку (рис. 35). Она повышает устойчивость системы, но незначительно. Поэтому во всех местах, где схватка пересекается со стойками, поддерживающими коньковый прогон, ее прикрепляют к стойкам гвоздевым боем. Существует устойчивое заблуждение, что схватка всегда работает на растяжение, это не так. Схватка многофункциональный элемент: в безраспорных конструкциях стропил она вообще не работает при отсутствии на крыше снега либо работает на сжатие при появлении на скатах незначительной равномерной нагрузки. На растяжение она работает только в предаварийной ситуации при просадке либо прогибе конькового прогона от действия максимальных нагрузок. По-сути, схватка это аварийный элемент стропильной системы, вступающий в работу, когда крышу завалит максимально возможным количеством снега и коньковый прогон прогнется на всю расчетную величину либо когда произойдут непредвиденные и неравномерные просадки фундаментов и, как следствие, неравномерная осадка стен и конькового прогона. Чем ниже установлены схватки, тем лучше. Обычно их устанавливают на высоте не менее 1,8–2 м от поверхности перекрытия, чтобы они не мешали человеку при прохождении по чердаку.

Если во втором и третьем варианте нижний узел опирания стропильной ноги (ползун) заменить на ползун немного другой конструкции (рис. 35, в) — с выносом конца стропилины за стену, то это еще более укрепит всю систему, делая ее статически устойчивой конструкцией при любом сочетании нагрузок.

Еще одним мероприятием повышения устойчивости всей системы является жесткое (что не всегда возможно) закрепление низа стоек поддерживающих прогон. Их врубают в лежень и прикрепляют к перекрытиям любым возможным способом, превращая нижний узел опирания стойки из шарнирного (в плоскости стропил) в узел с жестким защемлением (рис. 36).

Сечение схваток ввиду развития в них малых напряжений не рассчитывают, их принимают конструктивно. Для того, чтобы уменьшить типоразмер деталей использующихся при строительстве стропильной системы, сечение схватки используют тех же размеров, что и стропила, но могут быть применены и более тонкие доски. Схватки устанавливаются с одной или двух сторон стропил и прикрепляются к ним гвоздевым боем и/или болтами (рис. 37). При расчете сечения стропил, схватки не считаются дополнительными опорами, т.е. стропильную систему рассчитывают так, словно схваток в ней вообще нет. Однако, если схватки прикручиваются к стропилам болтами, то несущую способность древесины из-за ослабления отверстиями под болты, уменьшают использованием коэффициента 0,8. Иными словами, если в стропилине будут сверлиться отверстия под установку болтов схваток, то ее расчетное сопротивление применяют равным 0,8R. При креплении схватки к стропилам только гвоздевым боем ослабления расчетного сопротивления древесины стропильной ноги не происходит, но нужно сделать расчет на количество забиваемых гвоздей. Производится расчет на срез (изгиб) гвоздей . За расчетную силу среза принимают распор, который может возникнуть при аварийном состоянии стропильной системы. В общем, в расчет гвоздевого соединения схватки со стропилом вводят распор (H ), которого нет, при нормальной работе стропил.

Еще раз напомним, статическая неустойчивость безраспорной стропильной системы проявляется только в крышах, где нет возможности закрепить коньковый прогон от горизонтального смещения. В домах с вальмовыми крышами и в домах с фронтонами из кирпича и камня, безраспорные стропильные системы вполне устойчивы и в мероприятиях по обеспечению устойчивости нет никакой необходимости. Однако «противоаварийные» конструкции — схватки, устанавливать все же надо.

При введении в расчёт стропильной системы распора (даже если его нет) изменяется расчёт сжимающей силы S. Теперь она рассчитывается делением равнодействующей распределённой нагрузки на синус угла наклона стропилины S=(qL/2)/sinα. Не вдаваясь в подробности разложения векторов сил, поясним это на небольшом примере. Предположим, имеем стропильную систему с крутым углом наклона скатов. При действии на неё нагрузки в аварийном состоянии, например, при просадке, ухода от вертикали или разрушении конькового прогона, в схватке появятся растягивающие напряжения, нейтрализующие так называемый распор. При неизменной внешней нагрузке, чем меньше будет угол наклона скатов, тем больше будет расти распор и тем больше будут сжаты стропильные ноги. И наоборот, если стропильные ноги не будут связаны схватками, то они работают, как обычные балки, уложенные в наклонном положении. В этом случае уменьшение угла наклона, при неизменной нагрузке, уменьшает сжимающие напряжения в стропилине и увеличивает нормальную (перпендикулярную) силу, направленную на изгиб балки. Поэтому сжимающая сила в стропильных системах без схваток считается как S=(qL/2)×sinα а со схватками S=(qL/2)/sinα. Так как двухскатные стропильные системы практически никогда не строятся без схваток, а расчёт всегда ведётся на самые плохие условия работы, то далее на всех схемах сжимающие напряжения будут записаны, как S=(qL/2)/sinα вне зависимости будет в этих схемах распор или нет.

При установке шпилек или болтов для крепления схваток обратите особое внимание на диаметр отверстия под них. Он должен быть равным диаметру шпилек (болтов) или даже меньше его на 1 мм. В аварийной ситуации схватка не будет работать до тех пор, пока не выберет зазор между шпилькой и стенкой отверстия в это время низ стропильных ног «разъедется» на несколько миллиметров или сантиметров (зависит от высоты установки схватки), что может подвинуть или выкрутить мауэрлат и разрушить карниз стен, а в распорных стропильных системах, где мауэрлат жестко закреплен — «раздвинуть» легкие стены.

Распорные наслонные стропила

Работающее на изгиб стропило, передающее распор на стены, должно иметь две закрепленные опоры.

Берем те же варианты стропильных схем и заменяем в них нижние опоры с двумя степенями свободы (ползуны) на опоры с одной степенью свободы (шарниры). Просто, где их нет, прибиваем к низу стропильной ноги опорные бруски. Обычно используется брусок длиной около метра и сечением 50×50(60) мм с расчетом гвоздевого соединения. Либо делаем опору на мауэрлат в виде зуба. В первом варианте расчетной схемы, в коньке там где стропила горизонтально оперты на прогон, сшиваем верхние концы стропильных ног гвоздевым боем или скрепляем болтом и получаем, таким образом, шарнирную опору.

Расчетные схемы стропильных систем меняются незначительно (рис. 38), все внутренние напряжения сжатия и изгиба остаются прежними, но в нижних опорах стропил появляется распор равный H = (qL/2)×ctg α , (кг). В верхних узлах распор в одной стропильной ноге уничтожается противоположно направленным распором от конца другой стропильной ноги, поэтому здесь он не приносит особых хлопот. Однако концы стропильных ног, упертые непосредственно друг в друга или через прогон, могут быть проверены на смятие древесины, хотя в большинстве случаев этого не требуется.

По сути, распорные наслонные стропила это переходная схема между безраспорными наслонными и висячими стропилами. В них уже просматривается схема висячих стропил, но рудимент в виде конькового прогона еще остается. Когда стропила низом уперты в стены, а верхом друг в друга, то прогон здесь как пятое колесо в телеге. С одной стороны вроде и не помешает, а с другой — можно и без него обойтись. Стропильная система проявляет двойственность своей работы, которая зависит от плотности прилегания верха стропил к прогону и друг к другу. Вектор силы давящий на коньковый узел распределяется и на стропильные ноги, и на прогон. При просадке, в результате усадки стен или прогибе от собственного веса, прогон уходит из работы и векторы сил полностью распределяются по стропилам, а сами стропила при этом превращаются в висячие.

В распорных стропильных системах назначение у схватки несколько иное — она в аварийных ситуациях работает на сжатие. Вступая в работу, она снижает распор на стены низа стропильных ног, но полностью его не снимает. Она сможет его снять полностью, если будет расположена в самом низу закрепленная между концами стропильных ног, но это уже другая конструктивная схема и схватка в ней называется затяжкой.

Что же изменяется с включением в схему схватки? Не будем нагружать вас раскладкой векторов сил, просто представьте предаварийную ситуацию, когда на крышу действуют максимальные нагрузки. Там где под коньковым прогоном нет стоек происходит прогиб прогона и наслонные стропила, стянутые схваткой, моментально превращаются в схему висячих стропил со сжатым ригелем , а низ стропильных ног получает распор по соответствующей расчетной схеме. Там где под коньковым прогоном есть стойки либо прогон жесткий, схватка то же работает на сжатие и низ стропильных ног тоже передает распор, но более слабый так, как верх стропил держит коньковый прогон. Однако расчет производится по наихудшему сценарию.

Применение распорных наслонных стропильных систем требует учета влияния распора на стены. Снизить распор можно установкой жестких коньковых прогонов. Для этих стропильных схем будет лучше, если расчетный прогиб конькового прогона получится намного меньше нормированного СНиПом. Старайтесь увеличивать жесткость прогона установкой стоек, подкосов или консольных балок (изменение высоты сечения) либо делайте на нем строительный подъем. Особенно это актуально для домов из легких бетонов, брусовых и рубленных из бревна. Массивные кирпичные, бетонные и панельные дома легче переносят распор на стены.

Следует заметить, что под распором понимается горизонтальное усилие, возникающее от скатывающегося по стропильной ноге сжимающего напряжения S. Иными словами, распор — это горизонтальный вектор сил появляющийся от действия вертикальной нагрузки . Не нужно путать его с распором от прогиба стропил. В расчетной схеме стропила считаются стержневыми элементами, не имеющими высоты, поэтому распор от прогиба не учитывается. На это и направлено нормирование прогиба в строительных конструкциях. СНиП, вводя нормированные величины прогиба, приближает идеализированные расчетные схемы к реальным. Другим словами если прогиб строительной конструкции не превышает нормируемого, то и задумываться о распоре от прогиба не следует, его как бы нет. Хотя на самом деле он есть и в распорной схеме он проявляет себя в большей степени, чем в безраспорной. На распор от прогиба нужно обращать внимание при строительстве стен дома из газобетонов. Это блоки абсолютно не держат изгиб и могут быть разрушены распором даже от прогиба стропил. Не делайте на этих стенах систем распорных стропил. В других случаях распор от прогиба не наносит особого вреда, например, в кирпичных стенах его воспринимает упругость мауэрлата и стального крепежа.

Стропильная система, сделанная по распорному варианту, статически устойчивая система при любых сочетаниях нагрузок и требует жесткого закрепления мауэрлата на стене. Для удержания распора, стены должны быть достаточно массивными либо снабжены неразрывным монолитным железобетонным поясом по всему периметру, как обруч на деревянной бочке. В аварийных ситуациях, в отличие от безраспорных систем, в распорной системе работающая на сжатие схватка не спасает положения, она лишь частично уменьшает распор, передающийся на стены (рис. 38.1). Для того чтобы аварийных ситуаций не произошло мы и собираем по максимуму, нагрузки действующие на крышу.

Расчет стропильной системы с введенной в нее сжатой схваткой делается по двум сочетаниям нагрузок. Сечение стропильной ноги подбирается по максимальному изгибающему моменту и прогибу без учета работы сжатой схватки. Представьте, что на крыше действуют неравномерная нагрузка: на одной стороне ската снег лежит, а на другой он стаял или сполз. Изгибающаяся стропильная нога просто толкнет сжатую схватку и будет работать как обычная однопролетная балка. Подбор сечения сжатой схватки и определение распора на стены, наоборот, будем производить для равномерно распределенной нагрузки по обоим скатам. В этом случае схватка будет сжата с обеих сторон и получит максимальное напряжение сжатия, низ стропильной ноги будет отдавать пониженный распор на стену, а сама стропильная нога превратится в неразрезную балку на трех опорах.

Виды наслонных стропильных систем. Или как с легкостью построить основу крепкой крыши

Рано или поздно перед вами станет вопрос, какую стропильную ферму строить для вашего деревянного дома из сруба. В этой статье вы познакомитесь с некоторыми разновидностями и решите, подойдут они под ваши требования или нет.

Наслонные стропила своими концами распирают стены здания, а средней частью опираются на опоры. В рубленых домах стропильные ноги опираются на верхние венцы. Такие крыши устанавливают на домах с внутренней несущей стеной или столбчатыми промежуточными опорами. Наслонные стропила устраивают в том случае, если расстояние пролетов не превышает 6 м. Наличие опоры в виде внутренней стены позволяет увеличить ширину пролета, перекрываемую наслонными стропилами до 10 м, а двух внутренних опор — до 14 м. Рассмотрим три схемы устройства наслонных стропильных систем:

1. Стропила без подкосов. Безраспорные и распорные наслонные стропила.
2. Стропила с подкосами.
3. Стропила на подстропильных балках.

Стропила без подкосов. Безраспорные и распорные наслонные стропила

Односкатные крыши с пролетом до 5 м и двухскатные крыши с пролетом около 9 м можно устраивать таким образом, что стропила опираются на две опоры без других дополнительных упоров (рис.). Стропильные ноги всей конструкции могут при различном подходе передавать распор на стену или не передавать распор. Рассмотрим ниже виды наслонных стропил.

Безраспорные наслонные стропила

Безраспорные наслонные стропила представляют собой конструкцию, при устройстве которой стропильная нога работает на изгиб и не передает горизонтально-распирающего давления на стены. Существует всего три варианта установки наслонных стропил, которые решают вопрос происхождения опасных нагрузок на стены здания:

1. Стропило упирается в мауэрлат или подшивается опорным брусочком, крепится врубкой зубом, страхуется дополнительно узел хомутами, прикрепленными к стене или проволокой (рис.). Врубка стропильной ноги в верхней ее части глубиной должна быть не более,  а = 0,25h, длину площадки опирания делают не больше высоты сечения стропильной ноги (h). Площадку опирания стропила в практике рекомендуют скашивать, для того, чтобы ничего не препятствовало изгибу стропильной ноги. Следовательно, если не скашивать подрезку, то запил боковой щекой упрется в прогон и получится распорная стропильная система. Не меньше двум глубинам а должна соответствовать длина скошенной площадки. Бывает, что подрезку стропила  в верхней части сделать невозможно, то ногу подшивают обрезком бруска, прикрепленным с обеих сторон деревянными досками гвоздевым прибоем или монтажными пластинами. Верхи стропильных ног укладывают на коньковый прогон (при возведении двухскатной крыши) и крепятся по типу скользящей опоры, как например, горизонтальная врубка, не скрепляясь со встречным стропилом. В данном примере двухскатную крышу считаем за две односкатные, просто примкнутые друг к другу высокими сторонами. Существует в рассматриваемом возведении крыши условие, которое обязывает горизонтально делать прибоины подшивки верха стропилин или верхней опорной врубки. В случае не выполнения обязательного условия, стропило при измененной схеме опирания на прогон, показывает распор. В практике почти не применяют данную схему для двухскатных крыш, потому что малейшая неточность в выполнении узлового крепления безраспорная схема превращается в распорную. Еще один недостаток выявляется в раскрывании конькового узла при прогибе стропильных ног под большой нагрузкой, потому что распор на мауэрлате отсутствует. Хотя парадокс состоит в том, что наслонные стропила в нижней части имеют упор, но система не показывает горизонтального распора. Чаще всего данную схему безраспорных наслонных стропил используют для возведения односкатных крыш.
2. Второй и самый практикуемый метод устройства стропил на двухскатных крышах производится вот как: низы стропильных ног крепятся приемом подвижного соединения (рис.), по типу ползуна, к мауэрлату, а можно и штучным бруском. Достаточно для нижнего укрепления ноги вбить один гвоздь сверху или поставить стальную гибкую пластину, чтобы не превращать ползун в шарнир и получить распор на мауэрлат. Верхние концы стропил, которые уложены на коньковый прогон, закрепляются деревянными пробоинами друг с другом или каждое стропило с прогоном.
3. В третьем способе крепления стропил отличие от второго в жестком закреплении стропильных ног и прогона в едином узле, методом гвоздевого боя с двух сторон деревянных брусков и дощечек параллельно коньковому брусу (рис.). За счет такого жесткого крепления стропильных ног к коньку, в балке появляется изгибающее напряжение, которое может ее разрушить, в то же время стропильные ноги несут меньший прогиб. Получаем большую несущую способность стропильных ног благодаря такому устройству конькового узла. Такой узел изготовить на практике достаточно трудно, поэтому все формулы для внутренних пролетов стропил на определение прогиба и изгибающего момента принимают как для однопролетных обыкновенных балок. Формулы указаны на рисунке.

Каждый вариант установки наслонных стропил предполагает правильно подобрать крепежи, которые будут препятствовать или позволять движению стропила в опоре. Три варианты установки несут в себе одно правило, при котором один конец стропильного бруса устанавливается по типу ползуна, а второй конец на шарнире, который допускает только поворот.

Расчет прочности наслонных стропил производится стандартной расчетной схемой, которая предполагает равномерную нагрузку на все плоскости крыши. Поскольку равномерного давления на скаты крыши не бывает практически никогда, поэтому, для удачного применения трех вышеуказанных вариантов, остается лишь условие жестко закрепить коньковый прогон от горизонтального смещения. Это произвести можно путем ввода концов балки во фронтальные стены или подпереть накосными стропилами.

Первый рассмотренный вариант хорошо сохраняет неравномерную нагрузку на скаты крыши, при абсолютной вертикальной установке стоек, что удерживают коньковый прогон от сдвига в сторону. В третьем и втором варианте крыша может пытаться съехать в сторону большей нагрузки. Эти условия следует учесть при возведении щипцовой крыши, и где прогоны не опираются концами на стены фронтонов, а только на стойки (рис.).

Во избежание потери устойчивости стропильной системы вводят дополнительный элемент – схватку (рис.). Устанавливают  схватку на высоте около 2 м от перекрытия, но чем ниже она установлена, тем практичнее служит. Данный элемент обладает несколькими функциями. Например, в безраспорных стропильных системах, если нет никакой нагрузки на скаты крыши, то она не выполняет никакой функции. При появлении на скаты крыши небольшой равномерной нагрузки, то схватка работает на сжатие. Работу на растяжение ей может дать только аварийное положение, например, просадка фундамента здания или прогиб коньковой балки. Желательно, все пересечения схватки со стойками, которые поддерживают коньковую балку, скрепить методом гвоздевого боя.

Наиболее устойчивой конструкцией при всех сочетаниях нагрузок можно сделать во втором и третьем вариантах, если нижние узлы ползунов заменить другие конструктивные типы ползунов с выносом концов стропил за стены (рис.). Можно рассмотреть другой вариант для повышения устойчивости системы – если жестко закрепить низы стропил поддерживающих коньковый прогон, превратить нижний узел крепления в узел с жестким защемлением (рис.).

При возведении стропильной системы, схватку принимают таким же размером, как и стропила, но можно использовать схватку и с меньшим сечением. Сечение схваток принимают конструктивно, поскольку в них развивается небольшое напряжение. Схватки устанавливают с обеих сторон или с одной стропильной ноги и крепят болтами или гвоздями (рис.). Если схватка крепится гвоздевым боем, то ослабления в древесине стропильной ноги не происходит, но следует произвести расчет по количеству забиваемых гвоздей. Другими словами, в расчеты соединения схватки со стропилом гвоздями вводят распор (Н). В случае прикручивания схватки к стропилу болтом, то несущая способность древесины уменьшается с помощью коэффициента 0,8, по причине проделанных в балке отверстий под болты.

Устраиваются еще и добавочные опоры, например, подкосы, ригели или прогоны, для обеспечения противоаварийной устойчивости. Однако, безраспорная стропильная система достаточно устойчива, если у конькового прогона не появляется возможность смещаться по горизонтали, чего можно избежать, жестко его закрепив.

Распорные наслонные стропила

Распорные наслонные стропила – такое устройство системы, при котором, давления, что действуют на стропила, передаются на стены здания. Вот если взять все три вышерассмотренных способа устройства безраспорных наслонных стропил, и в каждом из трех случаев крепеж стропильных ног сменить на жесткое крепление, т.е. крепления по типу ползуна обратить  в неподвижные соединения стропильных ног с мауэрлатом или брусьями. В данном случае вся система получает напряжение, которое будет проявляться в распирающем давлении на стены дома.

Закрепить стропила, например, в первом варианте схемы можно, таким образом: верхние концы стропильных ног, которые опираются на коньковый пролет, сшить гвоздевым боем или болтами и получим шарнирную опору. Основательно расчетные схемы стропильных систем не меняются (рис.). Внутренние напряжения системы изгиба и сжатия прежние, но появляется распор в нижних опорах стропил равный H = (qL/2)?ctg µ. Распор в верхних узлах стропил гасится направленным противоположно распором от конца других стропильных ног. Можно проверить на смятие древесины концы стропильных ног, которые уперты друг в друга или через коньковую балку, но практически этой проверки не требуется.

По своей конструктивности распорные наслонные стропила являются переходной схемой от безраспорных наслонных стропил к висячим стропилам. Но в схеме висячих стропил в коньковом прогоне уже нет большой необходимости. В результате усадки фундамента или под воздействием собственного веса прогон прогибается и выходит из общей работы. Давящие силы распределяются по стропилам и превращаются в висячие стропила. Схватка в распорных системах стропил срабатывает на сжатие, снижая распор на стены стропильных ног (рис.), но не препятствует снятию распора полностью. Снимает полностью распор схватка, если она приспособлена в самом низу между стропильных ног, но это уже является затяжка и применяется другая конструктивная схема.

Распор – это горизонтальная составляющая вертикальной нагрузки. В стропильной ноге возникает сжимающее напряжение S. Это не распор от прогиба стропильной балки, потому что в расчетах стропила считают стержневой составляющей, которая не имеет высоты, и распор от прогиба не учитывают. На распор от прогиба обращают внимание только при строительстве домов из газобетонов, блоки которого не держат изгиб и разрушаются. Снизить силу распора можно путем жесткого закрепления конькового прогона. Увеличить жесткость прогона можно за счет установки консольных балок, стоек или подкосов. Распорная стропильная система требует основательного жесткого крепления мауэрлата на стене здания, а стены должны быть достаточно массивными или содержать в себе железобетонный пояс, охватывающий весь периметр.

Два сочетания нагрузок принимается при расчете стропильной системы с применяемой в ней схваткой, что работает на сжатие. Стропила подбираются сечением по наибольшему прогибу и изгибающему моменту, не учитывая работы схватки.

Стропила с подкосами

Подстропильная нога, а иначе называют, подкос является третьей опорой стропильной ноги (рис.). Это подкос превращает однопролетную балку в двухпролетную неразрезную. Устанавливают подстропильную ногу по отношению к горизонту под углом 45°, что позволяет применять балки стропил с меньшим сечением, не уменьшая на стропильную ногу нагрузки, а пролеты перекрывать с большей длиной до 14 м.

Для расчета сечения двухпролетной неразрезной балки принимают максимальный изгибающий момент, находящийся над средней опорой (рис.).

Прогиб стропильной ноги считают по стандартной формуле прогиба однопролетной балки для максимального пролета, а в нашем случае для нижнего пролета – от узла слияния с мауэрлатом до узла сочленения с подкосом. Это объясняется тем, что балка подпирается наклонным подкосом и, прогибаясь, стропильная нога может сместить узел соединения с подкосом.

Крепеж подкоса не требует никаких расчетов, подкос подставляют под стропило и прибивают по двум бокам и снизу, фиксируя, таким образом, от смещения. Единственный обязательный момент заключается в том, чтобы подкос был срезан точно под углом наклона стропильной ноги, что не дало бы зазора для стропила при движении под нагрузкой, т.е. не дало бы ноге прогибаться. Расчетом на сжатие определяют сечение стропильной ноги, но чаще подбирают сечение конструктивно.

На верхней части рисунка изображена распорная стропильная система, которая не нуждается в схватке, потому что она не снимает распор, в системе определены элементы, что работают на сжатие – подкосы. Изображение в нижней части рисунка показывает безраспорную стропильную систему с затяжкой. Затяжка в данной системе незаменимый элемент, который принимает участие в работе целой системы. В этом случае схватку нужно приспособить немного ниже креплений подкосов, а то есть риск, что ползун при варьировании нагрузок может поползти по мауэрлату.

Стропила на подстропильных балках

Рассмотрим схему устройства крыши при наличии в сооружении двух несущих стен, не зависимо от расположения – продольного или поперечного. В таких случаях используют две подстропильные конструкции, которые состоят из балок, что уложены вдоль крыши. Балки опираются через брусья стоек на лежень и на внутренние стены (рис.). Можно обходиться и без устройства прогонов (второй рисунок в этой разделе), но в таком решении под каждую стропильную ногу подводят стойки.

Верхи стропильных ног стыкуем одну в другую и вяжем парой стальных или деревянных накладок, получаем таким образом коньковый узел. В данной схеме не применяем коньковый прогон, что дает в стропильной системе распор. Затяжка, которая устанавливается ниже сквозных прогонов, в безраспорной системе нейтрализует распор и работает растяжение. Стабильную устойчивость системы обеспечивают схватки, что идут по низу стоек. Расшивки тоже обеспечивают устойчивость стропильной системы, они предотвращают конструкцию от складывания, а крепятся накрест.

В распорной системе схватка будет приниматься уже как ригель и принимать работу на сжатие, правильно будет установить этот элемент по верху сквозных прогонов. Эта же схватка будет держать сквозные прогоны и стойки от опрокидывания.

Расчет наслонных стропил на прогиб принимается согласно формуле, которая учитывает влияние изгибающего момента на промежуточной опоре. Стойки или сквозные прогоны под стропильными ногами дают возможность возводить мансардные крыши, но стоит учитывать, что необходим расчет на дополнительную нагрузку для жесткого перекрытия. Для решения свободного полезного пространства в мансардных помещениях можно в безраспорных конструкциях расшивки установить с наружной стороны стоек и приладить их к нижним концам стропильных ног.

У многих мог возникнуть вопрос, почему многие рисунки про кирпичные дома. На самом деле — это не ошибка, просто чаще всего такие системы используют при строительстве кирпичных домов, но и для строительства сруба они подойдут и будут служить долгие годы.

Конек на крышу: размеры, расчет высоты и монтаж

Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.

Как самостоятельно удлинять стропильные ноги?

Бруски, из которых изготавливаются стропила, имеют стандартные размеры. Если нужны элементы большей длины, их понадобится срастить. Прежде всего, следует ознакомиться с характеристиками конструкции и выяснить, какие нагрузки влияют на системы стропил в различных местах.

Удлинение стропильных ног различными методами лишь в исключительных случаях позволяет обеспечить жесткость изделия на изгиб. Чаще всего в местах скрепления будет элемент с ограниченной степенью свободы, то есть в результате получится пластичный шарнир.

Чтобы решить данную проблему, понадобится выполнять стыковку стропил в месте с небольшим моментом изгиба. Подобный момент проявляется поблизости с местом опоры стропильных ног. Поэтому для того чтобы выполнить сращивание, следует выбирать место, которое удалено от опорного элемента постройки максимум на 15% длины пролета.

Рисунок 2. Схема сращивания стропил внахлест.

На главном прогоне системы стропил очень важно создать идентичную прочность деталей. В данном месте важно предусмотреть одинаковый прогиб, так как именно в таком случае можно будет обеспечить идентичную высоту конька по всей длине. Благодаря правильному выбору места скрепления стропильных элементов можно обеспечить их надежность.

Элементы, которые будут нужны:

• гвозди;
• винт;
• бруски;
• отвес;
• накладки;
• пила.

Способы сращивания деталей

На сегодняшний день существует несколько различных методов того, как можно нарастить стропила. Выбор способа надо осуществлять, исходя из конструктивных особенностей системы стропил. На выбор влияют следующие факторы:

• техническое оснащение площадки для строительства;
• шаг монтажа стропильных ног;
• материалы, которые есть в наличии.

Скрепление встык является самым быстрым вариантом удлинения изделий. Чтобы его осуществить, нужно обрезать соединяемые заготовки под углом 90°. Высокая точность необходима для того, чтобы предотвратить прогиб постройки в месте скрепления. Для фиксации стропил можно использовать накладки из дерева или металла, которые фиксируются с помощью гвоздей. Визуально процесс сращивания стропил встык можно увидеть на рис. 1.

Рисунок 3. Спаренные детали.

Если планируется выполнить наращивание стропил путем использования метода косого прируба, то в месте скрепления элементы следует подрезать под углом 45°. В качестве приспособления для крепежа при данном методе наращивания используется крепежный элемент диаметром примерно 10-14 мм, который монтируется в средину места стыка.

Самым простым методом является скрепление нескольких деталей системы стропил внахлест. В данном случае не играет роли точность, так как нахлест должен составить примерно 90-100 см.

Бруски после монтажа в подходящее положение закрепляются гвоздями. Крепежные детали нужно будет вбить в шахматном порядке. Это делается для того, чтобы исключить вероятность повреждения брусков. В некоторых случаях для скрепления постройки допускается использование болтов и шпилек. Монтаж следует выполнять по заранее подготовленным углублениям. Данный метод является трудоемким, однако он имеет высокую надежность. Визуально скрепление стропильных элементов внахлест можно увидеть на рис. 2.

При скреплении стропил следует помнить о том, что для соединения надо будет выбрать ненагруженный участок постройки.

Пристройка к дому с двускатной крышей

Этот вариант применяется для пристроек, которые впоследствии будут использоваться как полноценные помещения основного строения. Как правило, сама пристройка выполняется на массивном фундаменте, связанном с несущим основанием дома. Так же соединяются и стены, с использованием закладных элементов.

Двускатная стропильная конструкция предусматривает наличие чердака. В качестве материалов изготовления используются деревянные балки из массива или клееные. Для наката используется сечение 150×100 мм, для стропильной системы – 100×100 мм². Шаг установки несущих элементов не более 700 мм, а при использовании утеплителя – 600 мм.

Соединение двускатной крыши пристройки с главным зданием выполняется через флешинг или врезку.

Как увеличить длину стропил

При использовании пластинчатого шарнира, расстояние от него до опоры для стропил считают как 15% от длины пролета (шага установки стропил), где и располагают соединение. Поскольку расстояние пролетов между промежуточной опорой и мауэрлатом, коньковой и промежуточной опорами разная, то при стыковке стропил используют равноправную, а не равнопрогибочную схему, которая используется при стыковке прогонов. Что касается того, как стыковать стропила, то важно обеспечить одинаковую прочность, а не создать равный прогиб. А вот в коньковом прогоне главное – обеспечить равный прогиб, чтобы конек крыши оставался на одной высоте.

При сооружении вальмовых крыш задействуют стропила, направленные к внутренним или внешним углам стен. В этом случае стропильные ноги называют накосными стропилами. Они получаются более длинными, чем обычные, и становятся опорой для коротких стропил скатов.

Стропильную систему обычно собирают из различных деревянных элементов, таких как стропила, брус, доски, бревна. Гнутые стропила позволяют построить крышу необычной формы: например, округлой.

Способы, как срастить стропила:

• соединением встык;
• косым прирубом;
• соединение внахлест.

При соединении встык для того, чтобы все было надежно закреплено, у обоих стропил обрезают стыкуемые концы под прямым углом. Чтобы место соединения стропил не подвергалось прогибу, срез торца каждого элемента должен производиться под углом точно в девяносто градусов. Соединяют срезанные концы стропил металлическим крепежным элементом или накладкой из доски и закрепляют. С целью прикрытия стыка стропил с обеих сторон используют накладки из доски, для крепления которых берут металлические гвозди для стропильной системы. Прибивают их в шахматном порядке, через один.

Если используют метод косого прируба, соприкасающиеся концы стропил подрезают под углом в 45 градусов. Затем концы стропил соединяют вместе, и посередине скрепляются болтом, имеющим диаметр 12 или 14 миллиметров.

Что касается того, как нарастить стропила внахлест, то деревянные элементы накладывают друг на друга с нахлестом в метр или больше, точность среза стропил соблюдать не обязательно. Потом, как и в случае соединения стропил встык, гвозди прибивают по всей области соприкосновения сращиваемых элементов в шахматном порядке.

Вместо гвоздей можно использовать также шпильки, закрепляемые с обеих сторон шайбами и гайками. Соединение элементов стропильной системы должно происходить таким образом, чтобы на места стыка приходился минимум нагрузки. Чтобы соединять стропила с мауэрлатом, используют скобы для стропил.

Главные характеристики узлов стропильной системы

Основные узлы крепления стропильной системы кровли показаны на рис. 1. Они подразумевают наличие стропильной ноги (мауэрлата – 1), стропильной ноги (конькового прогона – 2), стойки (затяжки – 3). Конструкция стропильной системы – это основной несущий элемент кровли.

Все узлы крепления кровли должны иметь достаточную прочность, это должно исключать значительную степень риска, связанного с обрушением кровли. Последствия допущенной ошибки при соединении элементов могут оказаться самыми непредсказуемыми.

Рисунок 1. Основные узлы крепления стропильной системы кровли: 1 – мауэрлат, 2 – коньковый прогон, 3 – затяжки.

Вначале производят установку стропил на мауэрлате при наличии у строения кирпичных стен. Аналогичные узлы предусматриваются и для блоков из бетона, тогда необходимо создать железобетонный пояс жесткости, а в его конструкцию обязательно вставить шпильки. Их расположение должно быть на расстоянии от 1 до 1,5 м друг от друга, а их диаметр должен составлять более 14 мм. Верх шпилек должен быть оснащен специальной резьбой.

Мауэрлат просверливают, делая отверстия, которые необходимы для крепления элементов на нем. Каждое из отверстий должно иметь размер, совпадающий с диаметром шпильки, а его шаг должен соответствовать расстоянию между шпильками. На каждый выступающий конец шпильки надевают гайку и затягивают ее, за счет чего и обеспечивается прочность соединения мауэрлата и стены. Соединять стропила с мауэрлатом следует так, чтобы не произошло ослабление их несущей способности.

Описание основных крепежных элементов для монтажа стропильной системы

Если в процессе строительства дома было использовано оцилиндрованное бревно либо брус, то создавать армопояс не обязательно. производят на верхнем брусе либо на бревне стенки. С данной целью соединения мауэрлата со стропилами применяют разные способы врубок (врезок).

Каким крепежом крепят металлические стропила:

1. Пластинами.
2. Крепежными элементами LK.
3. Уголками.
4. Кронштейнами WВ.
5. Саморезами.
6. Разновидностями уголка КР.
7. Стяжками из проволоки.
8. Монтажной лентой перфорированной ТМ.
9. Болтами с гайками.
10. Кронштейнами WВ.

Если при соединении стропил с мауэрлатом применяют кронштейны, то их врезку на стропилах не производят, что способствует укреплению несущей способности. Обычно производят металлические кронштейны, а металл является оцинкованным и имеет размер толщины в 0.2 см. Кронштейны укрепляют гвоздями, анкерными болтами или шурупами.

Применять крепежный элемент LK можно, создавая узлы крепления не только стропил с мауэрлатом, но и других различных элементов, составляющих конструкции кровли. Крепежный элемент LK укрепляется к древесине, как и кронштейны, при этом исключение будет составлять использование анкерных видов болтов.

Монтажная перфорированная лента позволяет усилить соединительные узлы при возведении кровельных систем. Ее применяют не только с целью создания более прочных узлов, но и для укрепления элементов для дополнительного применения с целью придания жесткости либо прочности системе в целом. Крепят перфорированную монтажную ленту шурупами или гвоздями, поэтому используется она с целью усиления конструкции системы стропил любой кровли, целостность которой не будет нарушаться.

С использованием уголков КР и их различных модификаций узлы крепления усиливают, чтобы они могли эффективно участвовать при соединении мауэрлата и стропил. Обеспечение соответствующей прочности узлам кровли допустимо при использовании уголков, что позволяет повысить несущие характеристики кровельной конструкции.

Использование соединительных элементов из металла не связано с врезкой уголков в систему кровли. Это не будет являться причиной понижения несущей способности кровельной системы. Применять уголки для соединения можно с применением шурупов либо гвоздей, выступы которых напоминают ерша.

Материалы, применяемые на стропильную систему крыши

Расчёт материалов для крыши, начинается от определении угла наклона кровли. Больший наклон требует большего количества материалов. Однако нужно учитывать, как в нашем случае и высоту мансардного этажа. А также большой уклон, на грани приемлемого, избавит крышу от снежной нагрузки, такой нередкой на юге Сибири в Алтайском крае. Расчётными данными для подсчёта потребности в брусе и доске являются размеры конструкций и их сечения.

Варианты расчёта потребности в материалах выполняются именно в случае, если известны все параметры возводимых конструкций. А также включая особенности архитектурной формы крыши и мансардного этажа.

Покровный кровельный стройматериал

Одна из главных конструкций дома – это крыша. И крыши двухскатные, и многоскатные бывают во всех отношениях различные:

• с большим уклоном – крутые,
• с маленьким уклоном – пологие,
• многощипцовые и прочие.

Крыши с использованием соединительных зубчатых пластин (Монтаж стропил с помощью гвоздевых пластин):

Особенности технологии: стропильная система позволяет максимально использовать мансардное пространство. При помощи:

• использования клееного материала, что позволяет оставлять стропила цельными (до 12м.). технология исключает сращивание стропил!
• математического расчета на компьютере с использованием новейших программных разработок в этой области. После задания всех необходимых вводных данных (геометрия крыши, ветровые, снеговые нагрузки, типа используемого кровельного материала, региона местности и т.д.) программа выдает полную информацию по стропильным ногам, их расположению, сечению, детализированные чертежи, т.е. всю необходимую документацию для изготовления каркаса кровли. Имея эти данные, в цехе квалифицированный персонал за короткий срок изготавливает кровлю любой сложности и конфигурации. Результат работы пакетируется и отправляется на объект. На объекте стропильная конструкция собирается буквально за считанные дни. Так как весь процесс изготовления происходит в заводских условиях, предлагаются широчайшие возможности для производства очень сложных, фигурных, в том числе и с открытыми элементами стропильных ног, кровель. Данная технология позволяет проектировать и изготавливать, в заводских условиях, несущие стропильные конструкции практически для любого типа крыш. Крыши с использованием соединительных зубчатых пластин применяются во всех типах сооружений, например: частные жилые дома, промышленные и прочие сооружения, включая реконструкцию кровли зданий ветхого жилого фонда.

Основные преимущества данной технологии:

1. Надежность в каждом узле стропил. Это достигается за счет применения наиболее передового программного комплекса, что невозможно при традиционном способе проектирования.
2. Заводская обработка конструкций: сушка и нанесение защитных составов.
3. Сроки проектирования и изготовления конструкций значительно меньше традиционных способов. Проектирование стропильных конструкций для частного жилого дома площадью около 300 м2, может занимать 5–6 часов, а заводское изготовление данного комплекта стропил 1–3 дня.
4. Минимальные трудозатраты при монтаже крыши дома.
5. Возможность проектирования и изготовления стропильных конструкций больших пролетов. Большепролетные конструкции крыши могут изготавливаться в виде монтажных узлов (соединений стропил), отдельно перевозимых на место строительства, где их монтируют в общую конструкцию крыши и устанавливают в конечное положение.
6. Стропильные конструкции, изготовленные по данной технологии имеют значительно меньший вес по сравнению с металлическими конструкциями, что позволяет экономить материал при заложении фундамента сооружения, а также использовать их при реконструкции старых крыш и строительстве на их месте новых мансардных этажей.
7. Малый вес стропильных конструкций облегчает монтаж стропильных конструкций (крепление и установку стропил) без необходимости применения тяжелой строительной техники.
8. Отсутствуют строительный мусор, который неизбежно образуется при любом другом виде строительства.

Перейти к списку всех статей

Как увеличить длину стропил

При использовании пластинчатого шарнира, расстояние от него до опоры для стропил считают как 15% от длины пролета (шага установки стропил), где и располагают соединение. Поскольку расстояние пролетов между промежуточной опорой и мауэрлатом, коньковой и промежуточной опорами разная, то при стыковке стропил используют равноправную, а не равнопрогибочную схему, которая используется при стыковке прогонов. Что касается того, как стыковать стропила, то важно обеспечить одинаковую прочность, а не создать равный прогиб. А вот в коньковом прогоне главное – обеспечить равный прогиб, чтобы конек крыши оставался на одной высоте.

При сооружении вальмовых крыш задействуют стропила, направленные к внутренним или внешним углам стен. В этом случае стропильные ноги называют накосными стропилами. Они получаются более длинными, чем обычные, и становятся опорой для коротких стропил скатов.

Стропильную систему обычно собирают из различных деревянных элементов, таких как стропила, брус, доски, бревна. Гнутые стропила позволяют построить крышу необычной формы: например, округлой.

Способы, как срастить стропила:

• соединением встык;
• косым прирубом;
• соединение внахлест.

При соединении встык для того, чтобы все было надежно закреплено, у обоих стропил обрезают стыкуемые концы под прямым углом. Чтобы место не подвергалось прогибу, срез торца каждого элемента должен производиться под углом точно в девяносто градусов. Соединяют срезанные концы стропил металлическим крепежным элементом или накладкой из доски и закрепляют. С целью прикрытия стыка стропил с обеих сторон используют накладки из доски, для крепления которых берут металлические гвозди для стропильной системы. Прибивают их в шахматном порядке, через один.

Если используют метод косого прируба, соприкасающиеся концы стропил подрезают под углом в 45 градусов. Затем концы стропил соединяют вместе, и посередине скрепляются болтом, имеющим диаметр 12 или 14 миллиметров.

Что касается того, как нарастить стропила внахлест, то деревянные элементы накладывают друг на друга с нахлестом в метр или больше, точность среза стропил соблюдать не обязательно. Потом, как и в случае соединения стропил встык, гвозди прибивают по всей области соприкосновения сращиваемых элементов в шахматном порядке.

Вместо гвоздей можно использовать также шпильки, закрепляемые с обеих сторон шайбами и гайками. Соединение элементов стропильной системы должно происходить таким образом, чтобы на места стыка приходился минимум нагрузки. Чтобы соединять стропила с мауэрлатом, используют скобы для стропил.

Рекомендации по укреплению стропильных систем изнутри

Вопрос, как укрепить стропила, возникает в тех случаях, когда необходимо устранить дефекты деревянных конструкций, которые появились в результате естественного износа или утраты жесткости деревянного каркаса и повреждения отдельных его элементов. Как правило, в первую очередь деформации подвергаются стропильные ноги, которые начинают прогибаться. Такое явление может возникать, если во время строительства дома или гаража установка стропил двухскатной крыши на сруб не была выполнена по всем правилам.

Место стыковки стропильных ног с коньковой балкой крыши является одним из самых важных. Если обнаружены малейшие отклонения, в этом месте следует укрепить стропила крыши как можно быстрее. Иногда для того, чтобы притянуть стропила к прогону или друг другу, используют домкрат. После этого стык как следует укрепляют перфорированной металлической полосой или деревянной накладкой с толщиной от 2 см. Устанавливают такую накладку под коньком.

На следующем этапе переходят к выравниванию стропил. Для этого применяется гидроцилиндр. Перед тем как усилить стропила и выполнить их выравнивание, изнутри к ним саморезами прикрепляют треугольные деревянные упоры. После их установки можно выпрямить стропильную ногу гидроцилиндром и установить распорку, которая в будущем защитит каркас крыши от воздействия внешних нагрузок.

Перед тем как укрепить крышу дома с помощью наращивания дополнительных брусьев, следует закупить материал необходимой ширины (она должна соответствовать или слегка превосходить сечение стропил) и длины. Сначала подготовленный брус крепится на стропильной ноге на саморезах. После этого просверливают ряд отверстий сквозь брус и стропило, чтобы эти элементы можно было зафиксировать шпильками.

Рассверливать отверстия следует с отступом в 30-50 см в шахматном порядке. Таким образом, достигается усиление сопротивляемости каркаса изгибающим усилиям. Сечение отверстий и крепежных шпилек должно соответствовать. Шпильки с резьбой продевают в подготовленные отверстия, надевают шайбы и закручивают самозатягивающиеся гайки. Они обеспечат качественное крепление и эксплуатацию кровли без необходимости подтягивать крепеж. Завинчивать гайку нужно до тех пор, пока не появится характерный скрип древесины.

Сращивание стропил в коньке двускатной крыши

При опирании на коньковый прогон двускатной крыши стропильные ноги могут как упираться друг в друга своими скошенными торцами, так и быть вразбежку.

• Если стропила упираются торцами друг в друга, иными словами – встык, тогда их концы нужно соединить накладками на гвоздях или болтах.
• Если же концы стропильных ног в коньковом узле находятся вразбежку, тогда их соединяют угловыми скобами и болтами.
• Если стропильные ноги опираются сразу на два прогона, тогда концы ног опирают еще друг на друга. Возникает, естественно, определенный распор, напряжение которого снимают при помощи горизонтальных ригелей.
• Если прогон отсутствует вовсе, тогда стык стропильных ног в коньковом узле выполняют упором скошенных торцов ног друг в друга. Дополнительно закреплять такие стыки нужно парными накладками, которые прибивают к ногам гвоздями или соединяют болтами.
• Чтобы закрепить стропильную ногу с ригелем, стык выполняют при помощи деревянных накладок – боковых. Их прибивают прямо к ригелю гвоздями либо крепят болтами – все зависит от поперечных сечений используемых материалов. Далее под ригель ставят уже колодку – для восприятия поперечных усилий.
• А вот стропильные ноги из бревен с ригелем уже крепятся без накладок. Только в конце самого ригеля делают выемку в ½ от сечения шпренгеля. Чтобы система в итоге оказалась устойчивой, в поперечном направлении стропильные ноги усиливаются подкосами и ригелями-затяжками. Особенно, если речь идет о ширине пролета между наружными несущими стенами от 8 метров.
• Если в местности сильные ветра – не редкость, кровельный конек крайне важно защитить от возможного смещения. А для этой цели концы стропильных наслонных ног дополнительно соединяют с коньковым прогоном угловыми скобами. Плюс обязательно закрепляют проволокой стропильные ноги и кладку дома.
• Если вы сращиваете в коньке стропильную систему из бревен, круглого леса, тогда рассчитывайте, что она получится достаточно тяжелой.

Заметим, что при значительных нагрузках на стропильную систему врезку в стропильной ноге вообще не рекомендуют делать – только применять промежуточные косынки.

Вот более подробная информация:

Если стропильные схеме находятся под наклоном, внешние нагрузки передаются опорами (мауэрлату, прогонам, стойкам, подкосам и лежням), при этом в самих стрежнях возникают силы напряжения сжатия и изгиба. И чем более крутая крыша ската, т.е. чем более вертикально идет наклон стержней, изгиб уже идет меньше, а вот горизонтальные нагрузки, наоборот, только увеличиваются.

Проще говоря, чем круче крыша, тем более прочными должны быть все горизонтальные конструкции, а чем скат более полог – тем прочнее должны быть уже вертикальные конструкции стропильной системы.

Каковы функции конькового бруса?

Коньковый деревянный брус и закрепленные к нему стропила призваны выполнять следующие задачи при строительстве жилья:

1. Создать устойчивую структуру стропильной системы.
2. Равномерно распределить силу давления и площадь по боковым периметрам.
3. Распределить правильно вес крыши на фронтоны.
4. Поддерживание геометрии крыши, длина которой больше 4,5 м. Это позволяет ставить стропила, не применяя шаблона. Если размеры крыши большие, тогда на коньковый деревянный брус кладут стропильную перекладину (верхней частью), а нижняя прикрепляется к мауэрлату.

1. Брусовые прогоны.
2. Габариты здания.

Расчет параметров бруса предусматривает, что для больших зданий нужен мощный, тяжелый и довольно увесистый прогон. Но стоит учитывать, что такие размеры конькового бруса потребуют использования подъемного крана. Средняя длина обычного бруса составляет приблизительно 6 м, поэтому для изготовления большего прогона понадобится искать дерево или так называемую клееную балку.

Закрепляемые концы конька, предварительно обработанные антисептиком, упирают в стену, в которую их вмуровывают. Дополнительную обработку проводят рубероидом и толем, что отлично защищает древесину от гниения. Цельнодеревянная балка устанавливается по-другому:

1. Торец стесывается под углом в 60°.
2. Концы остаются открытыми, чтобы торцы не соприкасались со стенами.

В результате чего при строительстве дома решаются сразу 2 задачи. Во-первых, площадь торца становится больше. Во-вторых, нормализуются процессы влагообмена.

Затем выполняют расчет размеров конькового бруса, который должен быть установлен в стене и пройти сквозь нее, нужно учесть соприкасание со стеной. Поэтому конец прогона необходимо хорошо обработать антисептиком и обернуть рулонным материалом. Подобная конструкция применяется, чтобы сделать разгружающуюся консоль.

При правильно подобранном сечении для цельнодеревянного бруса нужно учитывать, что балка в коньке в любой момент способна прогнуться под тяжестью собственного веса. Опытные строители рекомендуют устанавливать строительную ферму, чтобы закрепленный коньковый деревянный брус не поломался.

Подбор сечения стропил в зависимости от шага и длины

Чтобы подобрать сечение брусков, из которых предполагается возведение стропильной крыши, можно воспользоваться следующей таблицей:

Метод «косого прируба»

Данный метод обычно используется для сращивания стропил из брусьев большого сечения. В основе этой технологии лежит принцип подрезки элементов. Концы сращиваемых брусьев подрезаются под определенным углом.

Следует отметить, что брусья должны очень плотно стыковаться подрезанными концами. Затем просверливается вертикальное сквозное отверстие в месте соединения.

Для скрепления брусьев нужно просверлить вертикальное сквозное отверстие в месте стыка и вставить в него болт или шпильку. При этом диаметр отверстия должен быть равен диаметру крепежного элемента или меньше на один миллиметр.

В этом случае крепежный элемент будет очень полотно сидеть в древесине и будет отсутствовать люфт, создающий нагрузку на изгиб. Следует отметить, что болты и шпильки могут со временем повредить древесину. Чтобы этого не произошло, их необходимо использовать с широкими металлическими шайбами.

Способы соединения для наращивания длины

Стропила, длина которых больше обычных шести метров, изготавливают под заказ производственным способом.

Однако в таком случае вместе с длиной увеличивается и толщина бруса, что не всегда оправдано: ведь появление лишнего веса в конструкции крыши нежелательно, да и цена таких стропил будет вдвое выше.

Поэтому чаще всего строители прибегают к сращиванию стропил.

Стыкование брусьев не обеспечивает достаточную жесткость на изгиб, и потому место соединения двух элементов должно располагаться как можно ближе к опоре – на расстоянии, не превышающем 15 процентов длины всего основного прогона.

Удлинение стропильных ног из бруса осуществляют тремя основными способами.

Торцы сращиваемых брусьев должны быть обрезаны строго под углом в 90 градусов, чтобы не допустить прогиба в месте соединения.

С обеих сторон место стыкования закрепляют накладками из пиломатериала. Накладки в свою очередь фиксируют гвоздями.

Широко распространено также соединение с помощью стальной зубчатой пластины.

В случае применения металлических элементов не следует забывать об антикоррозионном покрытии – чтобы не допустить загнивания древесины и не уменьшить надежность всей стропильной системы.

Соединение методом косого прируба

Концы элементов, которые будут стыковаться, распиливают особым способом – под углом в 45 градусов.

Стыкующиеся брусья должны быть плотно подогнаны, нужно добиться максимально ровных соединяемых поверхностей при помощи зачистки наждаком.

Посередине соединения проделывают сквозное отверстие под болт 12 или 14 мм, которым фиксируется стыковка.

Это самый простой в исполнении способ, соединение выходит жестким, надежным. Один стропильный брус накладывается на другой так, чтобы перехлест был не менее 100 см.

Как при этом обрезаны края стропил – значения не имеет.

Фиксируется соединение двумя методами:

• с помощью гвоздей. Чтобы не расколоть стропила, гвозди вбивают с чередованием – в шахматном порядке;
• с помощью шпилек. В заблаговременно подготовленные отверстия вставляются шпильки, закрепляемые шайбами и гайками. Такой вариант считается более надежным.

Составные и спаренные доски, усиление стропил

Если чердак планируется сделать холодным, целесообразнее использовать стропильную систему из досок.

Их преимущества – легкость в сравнении с брусьями и более низкая цена при не меньшей прочности.

Чтобы получить составное стропило, две одинаковые доски устанавливают на ребро, а между ними вкладывают третью.

Все деревянные элементы должны быть равными по ширине, длина третьей доски варьируется в зависимости от необходимого размера стропила.

Образовавшийся просвет заполняют обрезками, а закрепляют всю конструкцию гвоздями, вбивая их в шахматном порядке.

Соединенные таким образом стропила запрещается использовать в качестве диагональных.

Более надежными являются спаренные стропила: доски соединяются сразу и встык, и внахлест.

Для наращивания ширины, усиления стропил используют дополнительные доски, добиваясь оптимального соотношения длины и ширины в соответствии с расчетной нагрузкой.

Кровельный свес защищает стены от дождя и снега и отводит воду с крыши. Его стандартный размер – 40 см.

Если стропильная нога не выступает за стену здания на необходимую длину, ее наращивают, прибивая доску – так называемую «кобылку». «Кобылка» может быть легче и уже основного бруса.

Крепежные детали и сборные стропила

Дополнительно каждое соединение укрепляется металлическими пластинами, скобами или уголками.

Отверстия для креплений делают, следуя такому правилу: диаметр сверла должен быть на 1 мм меньше, чем диаметр болта.

Металлические игольчатые пластины позволяют существенно облегчить строительство крыши, они просто монтируются и надежно скрепляют элементы стропильной системы.

В последнее время заводским способом выпускают сборные стропила, подготовленные к монтажу. Транспортировка таких элементов очень удобна.

Уже на месте строительства с помощью игольчатых пластин из нескольких деталей получают стропильные ноги необходимых параметров.

Сборные элементы могут быть выполнены не только из дерева, но и из металла.

Все работы по возведению стропильной системы, формированию узлов и наращиванию стропил нужно выполнять тщательно, так как ремонт и замена стропил – сложный процесс, требующий серьезных трудозатрат и материальных вложений.

Если строго придерживаться технологии, всех правил и рекомендаций, то крыша получится надежной и прочной.

В стропильной конструкции необходимо правильно выполнить соединение стропил.

Стропильная система состоит из множества деталей, от прочности соединения которых зависит надежность всей крыши.

Надежное соединение стропил между собой гарантирует безопасность людей, живущих в здании.

Стропила несут на себе основную нагрузку – они должны выдерживать вес кровельного материала, давление ветра и осадков.

Если сами стропила будут изготовлены из прочных, качественных пиломатериалов, но их соединения окажутся слабыми, то вся конструкция станет непригодной к эксплуатации.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Процесс создания

Монтаж мауэрлата производится в первую очередь. Обычно его фиксация к стенам строения производится на анкерные болты или на заранее подготовленный армированный пояс со шпильками, на которые и насаживается мауэрлат. Под него укладывается гидроизоляционный материал.

Для обеспечения карнизных свесов на мауэрлат монтируют затяжки. Они могут иметь цельную длину и впоследствии образовать собой основание пола, лаги.

Параллельно идет изготовление шпрендельной фермы. Ее фиксацию следует проводить в монтируемые затяжки. Ферму и стойки фиксируют балками-подкосами. Вертикальность установки стоек проверяют отвесом и прибором-уровнем.

Крыша четырехскатная вальмовая потребует дальнейшего крепления конька на обе стойки. Конек укрепляется раскосами и косынками. Для шатровой четырехскатной конструкции потребуется косынка по периметру стойки.

После этого шпагатом от установленного верха до края затяжки проверяется требуемый угол скоса конька или стойки с косынкой, при необходимости он доводится вручную. Дальнейшая укладка балок начинается с диагональных стропил. В них вырезаются посадочные места под затяжки и скашиваются углы под конек.

Основные и вальмовые стропила монтируются с максимальной точностью, обеспечивающей образование ими с боковыми стропилами единой плоскости ската. После визуальной проверки монтируются остальные стропила и нарожники. Обеспечение крепости голландской или датской вальмы достигается наклонными подпорками, балками-откосами и косынками.

По завершении укладки всех балок производится монтаж досок обивки поверхности. Если предусматривается внутренняя отделка, то она производится в первую очередь. На такую подшивку укладывается пароизоляционный слой, далее — утеплитель, на него — гидроизоляция. И только после этого выполняется крепеж фиксирующих горизонтальных досок. На получаемую решетку укладывается мягкая кровля или металлочерепица.

Соединение стропил между собой

Соединение стропил с коньковым прогоном

Что касается мест соединения стропильных ног между собой вверху, то тут тоже могут быть различные варианты.

1. Стропила можно соединить внахлест. То есть речь идет о том, что стропильные элементы накладываются друг на друга, после чего сверлится сквозное отверстие и части притягиваются либо болтом с гайкой, либо резьбовой шпилькой. При этом обязательно должны быть подложены широкие шайбы с обеих сторон.
2. Стропила могут быть соединены под углом. Для этого торцы отпиливаются под нужным углом, стыкуются между собой или к коньковому прогону и стягиваются гвоздями или саморезами. При отсутствии конькового бруса, стропильные ноги могут быть соединены с помощью специальной крепежной пластины, которая накладывается с двух сторон. В сквозные отверстия в пластинах и стропилах вставляются болты или резьбовые шпильки, и элементы стягиваются.
3. Ещё один способ соединить стропильные ноги в коньке– это метод врубки в полдерева. При этом лобзиком или ножовкой на обеих стропильных ногах выпиливаются выемки, глубиной до половины толщины бруса. После чего части соединяются, и в месте стыковки выполняется сквозное отверстие, через которое при помощи болта производится притягивание элементов друг к другу.

Схема соединения стропил

Стропила без подкосов

Схема 1

Стропила, опертые на две опоры без каких-либо дополнительных упоров. Применяется для односкатных крыш пролетом 4,5 м или двухскатных пролетом до 9 м (рис. 1). Стропильная система может быть использована с передачей распора на мауэрлат (стены) и без передачи распора.

рис. 1. Наслонные стропила без подкосов

Работающее на изгиб стропило, не передающее распора на стены, должно иметь одну опору закрепленной, но свободно вращающейся, другую свободно вращающейся и подвижной.

Таким условиям отвечают три варианта закреплений стропил:

1. Низ стропильной ноги подшивается опорным бруском или на нем делается врубка (запил) зубом и упирается в мауэрлат, а вверху стропила выполняется увеличенная горизонтальная врубка (запил) со скосом (рис. 31). Глубина врубки (запила) в верхней части стропила не должна превышать а = 0,25h. Длина подрезки (площадка опирания) делается не более высоты сечения стропила (h). Подрезку рекомендуется скашивать, чтобы она не препятствовала изгибу стропила, иначе врубка боковой щекой упрется в прогон и получим распорную стропильную систему. Длина скошенной подрезки делается не менее двух глубин а. Если подрезку верха стропильной ноги сделать невозможно, его подшивают обрезком стропила с двухсторонним креплением монтажными пластинами или деревянными прибоинами. Верхние концы стропильных ног свободно укладываются на прогон. В двускатных крышах их крепят к прогону по типу скользящей опоры, а между собой не скрепляют. Двускатную крышу, в данном случае, рассматриваем как две односкатных, примкнутых друг к другу высокой стороной. Обратите внимание на чрезвычайно важное условие: верхняя опорная врубка или подшивка верха стропилины прибоинами делаются горизонтально. Стоит только изменить схему опирания на прогон, как стропило тут же показывает распор. Эта расчетная схема установки стропил из-за жесткости условий изготовления верхнего узла (любая неточность в исполнении узла тут же превращает безраспорную схему в распорную) практически не применяется для двухскатных крыш, поэтому ее чаще используют в односкатных крышах. Кроме того, в двухскатных крышах за отсутствие распора на мауэрлате при прогибе стропил под действием нагрузки, приходится расплачиваться раскрыванием конькового узла кровли.

Эта схема на первый взгляд вообще парадоксальна. Мы же отчетливо видим в нижней части стропильной ноги упор в мауэрлат и система вроде бы должна оказывать на него горизонтальное усилие. Тем не менее, она не показывает распора. Если кому-то хочется узнать почему, то доказательство читайте в курсе лекций  профессора Залесского В. Г. на страницах 414–415.

рис. 2. Опирание низа стропила врубкой в мауэрлат, а верха стропила на прогон горизонтальной врубкой, со скошенной щекой, не дает распора на стены

2. Самый распространенный способ установки стропил относящийся к двухскатным крышам. Низ стропильной ноги делают на ползуне, а верх закрепляют (рис. 3): связывают гвоздевым боем или болтом, либо упирают в прогон или друг в друга и связывают деревянными прибоинами или металлическими зубчатыми пластинами (МЗП).

рис. 3. Опирание низа стропил без врубки в мауэрлат с закреплением верха стропил, не дает распора на стены

На что необходимо обратить особое внимание так это на крепление стропильной ноги к мауэрлату Оно сводится только к закреплению стропил в проектное положение обеспечивающее шаг их установки. Для этого достаточно вбить с двух сторон по одному гвоздю наискосок в боковую поверхность стропила или один длинный гвоздь сверху либо поставить гибкую стальную пластину. Если будут применены модные крепежные уголки, то для закрепления низа стропилины достаточно будет одного гвоздя либо нужно прижать стропилину уголками с двух сторон вообще без гвоздей. Не вкручивайте в уголки столько шурупов и не забивайте в них столько гвоздей, сколько имеется отверстий в уголке. Иначе вы превратите ползун в несовершенный шарнир и получите на мауэрлат распор. От ветрового опрокидывания крышу держат гибкие проволочные скрутки не нужно эту функцию перекладывать на уголки либо стропильная система должна расчитываться как распорная.

3. Не дает распора и жесткое защемление конькового узла, когда низ стропильной ноги делают на ползуне, а верх жестко закрепляют (рис. 4). Однако в коньковом узле появляется изгибающий момент, стремящийся его разрушить. Максимальный изгибающий момент в такой конструкции возникает на коньковой опоре, а сами стропильные ноги получают меньший прогиб. Формула указанная на рисунке для определения максимального изгибающего момента указана верно, а формулы для определения изгибающих моментов и прогибов внутри пролетов стропил указаны, как для обычных балок на двух опорах. Это обусловлено тем, что рассчитать такой узел, а потом точно изготовить его на стройплощадке достаточно трудно, поэтому лучше принимать формулы для вычисления изгибающего момента и прогиба как для обыкновенных однопролетных балок. Однако следует знать, что используя такой коньковый узел, получаем большую несущую способность стропил. Иными словами, применив на стройплощадке узловое соединение с жестким защемлением верха стропил, пусть даже без расчета конькового узла, мы получаем некоторый запас прочности на стропилах.

рис. 4. Опирание низа стропил без врубки в мауэрлат с защемлением конькового узла, не дает распора на стены

Во всех трех вариантах соблюдается правило: один конец стропильной ноги делается на скользящей опоре, позволяющей поворот, другой на шарнире, допускающим только поворот. Крепление стропил на ползунах и неподвижных шарнирах делаются самых разных конструкций. Сейчас их часто выполняют на крепежных пластинах. Можно крепить и по старинке: скобами, гвоздевым боем или использованием коротышей брусков и досок. Нужно только правильно подобрать вид крепежа, чтобы он допускал или препятствовал скольжению стропила в опоре.

При расчете стропильной системы принимается «идеализированная» расчетная схема. Считается, что на крышу давит равномерно распределенная нагрузка, т.е. одинаковая и ровная сила, действующая равномерно по всем плоскостям скатов. На самом деле равномерно распределенной нагрузки на скатах крыши практически никогда не бывает. Ветер, наметающий снеговые мешки на один из скатов и сдувающий снег с другого, солнце растапливающее снег на южных скатах, сползающий весной снег — делают нагрузку на скатах неравномерной. При действии неравномерной нагрузки все три выше представленных варианта стропильных систем статически устойчивы, но только при условии жесткого закрепления конькового прогона. Который концами вводят во фронтоны стен либо подпирают накосными стропилами вальмовых крыш. То есть стропильная система будет устойчивой только в том случае, если коньковый прогон на который опирается верх стропил, надежно закреплен от горизонтального смещения.

При изготовлении щипцовых крыш и опирании прогона только на стойки (без опирания их концов на стены фронтонов) ситуация меняется в худшую сторону (рис. 5). Во втором и третьем варианте при значительном снижении нагрузки на одном из скатов, против расчетной на другом скате, крыша будет пытаться «уехать» в сторону более высокой нагрузки. Первый вариант, в котором низ стропильной ноги сделан с врубкой зубом либо с подшивкой опорного бруска, а верх горизонтальной врубкой уложен на прогон, хорошо держит неравномерную нагрузку, но только при условии абсолютной вертикальности стоек, удерживающих коньковый прогон.

рис. 5. Потеря устойчивости стропильной системой

Для придания стропильной системе устойчивости в нее вводят горизонтальную схватку (рис. 6). Она повышает устойчивость системы, но незначительно. Поэтому во всех местах, где схватка пересекается со стойками, поддерживающими коньковый прогон, ее прикрепляют к стойкам гвоздевым боем. Существует устойчивое заблуждение, что схватка всегда работает на растяжение, это не так. Схватка многофункциональный элемент: в безраспорных конструкциях стропил она вообще не работает при отсутствии на крыше снега либо работает на сжатие при появлении на скатах незначительной равномерной нагрузки. На растяжение она работает только в предаварийной ситуации при просадке либо прогибе конькового прогона от действия максимальных нагрузок. По-сути, схватка это аварийный элемент стропильной системы, вступающий в работу, когда крышу завалит максимально возможным количеством снега и коньковый прогон прогнется на всю расчетную величину либо когда произойдут непредвиденные и неравномерные просадки фундаментов и, как следствие, неравномерная осадка стен и конькового прогона. Чем ниже установлены схватки, тем лучше. Обычно их устанавливают на высоте не менее 1,8–2 м от поверхности перекрытия, чтобы они не мешали человеку при прохождении по чердаку.

Если во втором и третьем варианте нижний узел опирания стропильной ноги (ползун) заменить на ползун немного другой конструкции (рис. 6, в) — с выносом конца стропилины за стену, то это еще более укрепит всю систему, делая ее статически устойчивой конструкцией при любом сочетании нагрузок.

рис. 6. Схватка между стропилами увеличивает устойчивость стропильной системы

Еще одним мероприятием повышения устойчивости всей системы является жесткое (что не всегда возможно) закрепление низа стоек поддерживающих прогон. Их врубают в лежень и прикрепляют к перекрытиям любым возможным способом, превращая нижний узел опирания стойки из шарнирного (в плоскости стропил) в узел с жестким защемлением (рис. 7).

рис. 7. Пример закрепления узла опирания стойки

Сечение схваток ввиду развития в них малых напряжений не рассчитывают, их принимают конструктивно. Для того, чтобы уменьшить типоразмер деталей использующихся при строительстве стропильной системы, сечение схватки используют тех же размеров, что и стропила, но могут быть применены и более тонкие доски. Схватки устанавливаются с одной или двух сторон стропил и прикрепляются к ним гвоздевым боем и/или болтами (рис. 8). При расчете сечения стропил, схватки не учитывают, т.е. стропильную систему рассчитывают так, словно схваток в ней вообще нет. За единственным исключением, если схватки прикручиваются к стропилам болтами, то несущую способность древесины из-за ослабления отверстиями под болты, уменьшают использованием коэффициента 0,8. Иными словами, если в стропилине будут сверлиться отверстия под установку болтов схваток, то ее расчетное сопротивление применяют равным 0,8R. При креплении схватки к стропилам только гвоздевым боем ослабления расчетного сопротивления древесины стропильной ноги не происходит. Однако нужно сделать расчет на количество забиваемых гвоздей. Производится расчет на срез (изгиб) гвоздей. За расчетную силу среза принимают распор, который может возникнуть при аварийном состоянии стропильной системы. В общем, в расчет гвоздевого соединения схватки со стропилом вводят распор (H), которого нет, при нормальной работе стропил.

рис. 8. Узел крепления схватки

Еще раз напомним, статическая неустойчивость безраспорной стропильной системы проявляется только в крышах, где нет возможности закрепить коньковый прогон от горизонтального смещения. В домах с вальмовыми крышами и в домах с фронтонами из кирпича и камня, безраспорные стропильные системы вполне устойчивы и в мероприятиях по обеспечению устойчивости нет никакой необходимости. Однако «противоаварийные» конструкции — схватки, устанавливать все же надо.

При установке шпилек или болтов для крепления схваток обратите особое внимание на диаметр отверстия под них. Он должен быть равным диаметру шпилек (болтов) или даже меньше его на 1 мм. В аварийной ситуации схватка не будет работать до тех пор, пока не выберет зазор между шпилькой и стенкой отверстия в это время низ стропильных ног «разъедется» на несколько миллиметров или сантиметров (зависит от высоты установки схватки), что может подвинуть или выкрутить мауэрлат и разрушить карниз стен, а в распорных стропильных системах, где мауэрлат жестко закреплен — «раздвинуть» легкие стены.

Работающее на изгиб стропило, передающее распор на стены, должно иметь две закрепленные опоры.

Берем те же варианты стропильных схем и заменяем в них нижние опоры с двумя степенями свободы (ползуны) на опоры с одной степенью свободы (шарниры). Просто, где их нет, прибиваем к низу стропильной ноги опорные бруски. Обычно используется брусок длиной около метра и сечением 50×50(60) мм с расчетом гвоздевого соединения. Либо делаем опору на мауэрлат в виде зуба. В первом варианте расчетной схемы, в коньке там где стропила горизонтально оперты на прогон, сшиваем верхние концы стропильных ног гвоздевым боем или скрепляем болтом и получаем, таким образом, шарнирную опору.

рис. 9. Стропила упертые обоими концами в мауэрлат и прогон показывают распор

Расчетные схемы стропильных систем меняются незначительно (рис. 9), все внутренние напряжения сжатия и изгиба остаются прежними, но в нижних опорах стропил появляется распор равный H = (qL/2)×ctg µ, (кг). В верхних узлах распор в одной стропильной ноге уничтожается противоположно направленным распором от конца другой стропильной ноги, поэтому здесь он не приносит особых хлопот. Однако концы стропильных ног, упертые непосредственно друг в друга или через прогон, могут быть проверены на смятие древесины, хотя в большинстве случаев этого не требуется.

По сути, распорные наслонные стропила это переходная схема между безраспорными наслонными и висячими стропилами. В них уже просматривается схема висячих стропил, но рудимент в виде конькового прогона еще остается. Когда стропила низом уперты в стены, а верхом друг в друга, то прогон здесь как пятое колесо в телеге. С одной стороны вроде и не помешает, а с другой — можно и без него обойтись. Стропильная система проявляет двойственность своей работы, которая зависит от плотности прилегания верха стропил к прогону и друг к другу. Вектор силы давящий на коньковый узел распределяется и на стропильные ноги, и на прогон. При просадке, в результате усадки стен или прогибе от собственного веса, прогон уходит из работы и вектора сил полностью распределяются по стропилам, а сами стропила при этом превращаются в висячие.

В распорных стропильных системах назначение у схватки несколько иное — она в аварийных ситуациях работает на сжатие. Вступая в работу, она снижает распор на стены низа стропильных ног, но полностью его не снимает. Она сможет его снять полностью, если будет расположена в самом низу закрепленная между концами стропильных ног, но это уже другая конструктивная схема и схватка в ней уже называется затяжкой.

Что же изменяется с включением в схему схватки? Не будем нагружать вас раскладкой векторов сил, просто представьте предаварийную ситуацию, когда на крышу действуют максимальные нагрузки. Там где под коньковым прогоном нет стоек происходит прогиб прогона и наслонные стропила, стянутые схваткой, моментально превращаются в схему висячих стропил со сжатым ригелем, а низ стропильных ног получает распор по соответствующей расчетной схеме. Там где под коньковым прогоном есть стойки либо прогон жесткий, схватка то же работает на сжатие и низ стропильных ног тоже передает распор, но более слабый так, как верх стропил держит коньковый прогон. Однако расчет производится по наихудшему сценарию.

Применение распорных наслонных стропильных систем требует учета влияния распора на стены. Снизить распор можно установкой жестких коньковых прогонов. Для этих стропильных схем будет лучше, если расчетный прогиб конькового прогона получится намного меньше нормированного СНиПом. Старайтесь увеличивать жесткость прогона установкой стоек, подкосов или консольных балок (изменение высоты сечения) либо делайте на нем строительный подъем. Особенно это актуально для домов из легких бетонов, брусовых и рубленных из бревна. Массивные кирпичные, бетонные и панельные дома легче переносят распор на стены.

Следует заметить, что под распором понимается горизонтальное усилие, возникающее от скатывающегося по стропильной ноге сжимающего напряжения S. Иными словами, распор — это горизонтальный вектор сил появляющийся от действия вертикальной нагрузки. Не нужно путать его с распором от прогиба стропил. В расчетной схеме стропила считаются стержневыми элементами, не имеющими высоты, поэтому распор от прогиба не учитывается. На это и направлено нормирование прогиба в строительных конструкциях. СНиП, вводя нормированные величины прогиба, приближает идеализированные расчетные схемы к реальным. Другим словами если прогиб строительной конструкции не превышает нормируемого, то и задумываться о распоре от прогиба не следует, его как бы нет. Хотя на самом деле он есть и в распорной схеме он проявляет себя в больше степени, чем в безраспорной. На распор от прогиба нужно обращать внимание при строительстве стен дома из газобетонов. Это блоки абсолютно не держат изгиб и могут быть разрушены распором даже от прогиба стропил. Не делайте на этих стенах систем распорных стропил. В других случаях распор от прогиба не наносит особого вреда, например, в кирпичных стенах его воспринимает упругость мауэрлата и стального крепежа.

Стропильная система, сделанная по распорному варианту, статически устойчивая система при любых сочетаниях нагрузок и требует жесткого закрепления мауэрлата на стене. Для удержания распора стены должны быть достаточно массивными либо снабжены неразрывным монолитным железобетонным поясом по всему периметру (как обруч на деревянной бочке). В аварийных ситуациях, в отличие от безраспорных систем, в распорной системе работающая на сжатие схватка не спасает положения, она лишь частично уменьшает распор, передающийся на стены (рис. 10.1). Для того чтобы аварийных ситуаций не произошло мы и собираем нагрузки действующие на крышу по максимуму.

Рис. 10.1. Работающая на сжатие схватка частично снимает распор со стен

Расчет стропильной системы с введенной в нее сжатой схваткой делается по двум сочетаниям нагрузок. Сечение стропильной ноги подбирается по максимальному изгибающему моменту и прогибу без учета работы сжатой схватки. Представьте, что на крыше действуют неравномерная нагрузка: на одной стороне ската снег лежит, а на другой он стаял или сполз. Изгибающаяся стропильная нога просто толкнет сжатую схватку и будет работать как обычная однопролетная балка. Подбор сечения сжатой схватки и определение распора на стены, наоборот, будем производить для равномерно распределенной нагрузки по обоим скатам. В этом случае схватка будет сжата с обеих сторон и получит максимальное напряжение сжатия, низ стропильной ноги будет отдавать пониженный распор на стену, а сама стропильная нога превратится в неразрезную балку на трех опорах.

Доказательство.

« назад           далее »

Источник:  «Конструкции крыш. Стропильные системы» Савельев А.А.

Установка стропильной системы

Установка стропил: пошаговая инструкция | Строительный портал

Стропила служат основой всей кровельной конструкции, а их монтаж – одна из наиболее ответственных задач при строительстве дома. Каркас будущей крыши можно изготовить и установить самостоятельно, соблюдая технологические особенности кровель разных конфигураций. Приведем основные правила по разработке, расчету и выбору стропильной системы, а также опишем поэтапно процесс установки «скелета» крыши.

Содержание

1. Стропильная система: правила расчета и разработки
2. Элементы стропильной конструкции
3. Материалы для изготовления стропил
4. Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции
5. Особенности обустройства стропил на разных крышах
6. Двухскатная крыша: установка стропил своими руками
7. Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

Стропильная система: правила расчета и разработки

Стропильная система – несущая конструкция, способная оказывать сопротивление порывам ветра, принимать на себя все наружные нагрузки и равномерно распределять их на внутренние опоры дома.

При расчете стропильной конструкции учитывают следующие факторы:

1. Угол наклона крыши:
   • 2,5-10% — плоская кровля;
   • более 10% — скатная кровля.
2. Нагрузки на крышу:
   • постоянные – общий вес всех элементов «кровельного пирога»;
   • временные – давление ветра, тяжесть снега, вес людей, которые проводят на крыше ремонтные работы;
   • форс-мажорные, например, сейсмические.

Величину снеговых нагрузок рассчитывают исходя из особенностей климата региона по формуле: S=Sg*m, где Sg – вес снега на 1 м2, m –расчетный коэффициент (зависит от наклона кровли). Определение ветровой нагрузки базируется на таких показателях: тип местности, нормативы ветровой нагрузки региона, высота здания.

Коэффициенты, необходимые нормативы и расчетные формулы содержаться в инженерно-строительных справочниках

При разработке стропильной системы надо рассчитать параметры всех составляющих конструкции.

Элементы стропильной конструкции

Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:

1. Мауэрлат – основа конструкции кровли. «Фундамент» крыши крепится по периметру стен и равномерно распределяет нагрузку, защищает постройку от опрокидывания. Мауэрлат изготавливается из бруса, в деревянном доме роль этого составляющего выполняет верхняя обвязка стен.
2. Стропильные ноги – удерживают вес кровельного пирога. Между стропилами укладываются листы утеплителя, а сверху монтируется обрешетка.                                                                                                       
3. Прогоны – брусья, горизонтально расположенные вдоль кровли. Выступают как опора для стропильных ног. Различают коньковый прогон (находится на вершине кровли, удерживает стропила) и боковые прогоны (находятся посередине стропильных ног).
4. Стойки – дополнительные упоры для конька и стропил, берут на себя часть веса конструкции.
5. Подкосы – наклонные брусья, подпирающие стропильные ноги. Усиливают прочность и жесткость сооружения.

Материалы для изготовления стропил

Стропила чаще всего изготавливают из деревьев хвойных пород (ель, лиственница или сосна). Для обустройства кровли применяют хорошо просушенную древесину с уровнем влажности до 25%.

Деревянная конструкция имеет один существенный недостаток – со временем стропила могут деформироваться, поэтому  в несущую систему добавляют элементы из металла.

С одной стороны металл добавляет жесткости стропильному сооружению, но с другой – снижает срок эксплуатации деревянных частей. На металлических площадках и опорах оседает конденсат, который приводит к загниванию и порчи древесины.

Совет. При установке стропильной системы из металла и дерева надо позаботиться о том, чтоб материалы не соприкасались друг с другом. Можно использовать влагозащитные средства или применять пленочную изоляцию

В промышленном строительстве используют металлические стропила, выполненные из стального проката (двутавра, тавра, уголков, швеллера и т.д.). Такая конструкция более компактна, чем деревянная, но хуже удерживает тепло, и поэтому требует дополнительной теплоизоляции.

Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции

Существуют два виды стропильных конструкций: висячие (распорные) и наслонные. Выбор системы определяется типом кровли, материалом перекрытия и природными условиями региона.

Висячие стропила опираются исключительно на внешние стены дома, промежуточные опоры не задействуются. Стропильные ноги висячего типа выполняют работу на сжатие и изгиб. Конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся к стенам. При помощи деревянных и металлических затяжек можно снизить эту нагрузку. Затяжки монтируют у основания стропил.

Висячая стропильная система часто используется для создания мансарды или в тех ситуациях, когда пролеты на крыше составляют 8-12 м, а дополнительные опоры не предусмотрены.

Наслонные стропила монтируются в домах с промежуточной столбчатой опорой или дополнительной несущей стеной. Нижние края стропил фиксируются на внешних стенах, а их средние части – на внутреннем простенке или несущем столбе.

Установка единой кровельной системы над несколькими пролетами должна включать распорные и наслонные стропильные фермы. В местах с промежуточными опорами монтируют наслонные стропила, а где их нет – висячие.

Особенности обустройства стропил на разных крышах

Двускатная крыша

Двускатная крыша, согласно строительным нормам, имеет угол наклона до 90°. Выбор наклона во многом определяется погодными условиями местности. В районах, где преобладают обильные осадки лучше устанавливать крутые скаты, а там, где господствуют сильные ветра – пологие кровли, чтоб максимально снизить давление на сооружение.

Распространенный вариант двускатной крыши – конструкция с углом наклона 35-45°. Такие параметры специалисты называют «золотой серединой» расхода строительных материалов и распределения нагрузки по периметру здания. Однако в таком случае чердачное помещение будет холодным и здесь не получится обустроить жилую комнату.

Для двускатной крыши применяется наслонная и висячая стропильная система.

Шатровая крыша

Все скаты крыши имеют одинаковую площадь и одинаковый угол наклона. Конькового прогона здесь нет, а стропила соединяются в одной точке, поэтому монтаж такой конструкции достаточно сложен.

Шатровую крышу целесообразно устанавливать при выполнении двух условий:

• основание постройки квадратной формы;
• в центре сооружения имеется несущая опора или стена, на которую можно будет зафиксировать стойку, поддерживающую стык стропильных ног.

Создать шатровую крышу можно и без стойки, но при этом конструкцию надо усилить дополнительными модулями – стойками затяжками.

Вальмовая крыша

Традиционная конструкция вальмовой кровли предполагает наличие накосных стропил (диагональных), направленных к углам постройки. Угол наклона ската такой крыше не превышает 40°. Диагональные прогоны обычно делают с усилением, так как именно на них приходится существенная часть нагрузки. Изготовляют такие элементы из сдвоенной доски и прочного бруса.

Места стыковки элементов обязательно подпираются стойкой, которая повышает надежность сооружения. Опора располагается на расстоянии ¼ длины больших стропил от конька. На месте фронтонов двускатной крыши устанавливаются укороченные стропила.

Стропильная конструкция четырехскатной кровли может включать очень длинные диагональные элементы (более 7 м). В этом случае под стропила надо монтировать вертикальную стойку, которая будет опираться на балку перекрытия. В качестве опоры можно использовать шпренгель – балка располагается в углу крыши и фиксируется на смежных стенах. Шпренгельную ферму усиливают подкосами.

Ломаная крыша

Ломаные крыши обычно создаются для обустройства большей мансарды. Установку стропил при таком варианте кровли можно разбить на три этапа:

1. Монтаж П-образной конструкции – опоры для прогонов, которые удерживают стропильные ноги. Основание конструкции – балки перекрытия.
2. Устанавливается не менее 3-х прогонов: два элемента проходят по углам П-образного каркаса, а один (коньковый прогон) монтируется по центру мансардного перекрытия.
3. Монтаж стропильных ног.

Двухскатная крыша: установка стропил своими руками

Расчет угла наклона и нагрузок

Расчет двухскатной крыши конечно можно произвести самостоятельно, но все же лучше это доверить профессионалам, чтоб исключить погрешности и быть уверенным в надежности конструкции.

При выборе угла наклона надо учесть, что:

• угол 5-15° подходит не для всех кровельных материалов, поэтому сначала выбирают тип покрытия, а потом делают расчет стропильной системы;
• при угле наклона свыше 45° — возрастают материальные расходы на закупку составляющих «кровельного пирога».

Пределы нагрузки от воздействия снега колеблются от 80 до 320 кг/м2. Расчетный коэффициент для крыш с углом наклона меньше 25° составляет 1, для кровли с уклоном от 25° до 60° — 0,7. Это значит, что если на 1 м2 приходится 140 кг снежного покрова, то нагрузка на крышу со скатом под углом 40° составит: 140*0,7=98 кг/м2.

Для подсчета ветровой нагрузки берется коэффициент аэродинамического влияния и колебания ветрового давления. Значение постоянной нагрузки определяется суммированием веса всех составляющих «кровельного пирога» на м2 (в среднем – 40-50 кг/м2).

Исходя из полученных результатов, узнаем общую нагрузку на кровлю и определяем количество стропильных ног, их размер и сечение.

Монтаж мауэрлата и стропил

Установку стропил своими руками начинают с монтажа мауэрлата, который фиксируется анкерными болтами к продольным стенам.

Дальнейшее возведение конструкции выполняется в такой последовательности:

1. Сделать шаблон, по которому собирается стропильная система. Взять две доски (длина одной доски равна длине стропил) и соединить между собой гвоздем.
2. Получившиеся «ножницы» уложить двумя краями в места, где будут крепиться стропильные ноги. Зафиксировать угол между балками поперечной перекладиной.
3. Из фанеры изготовить еще один шаблон – он понадобится для изготовления монтажных запилов на стропилах.
4. С помощью шаблона вырезать на стропилах монтажные запилы и соединить их под выбранным углом наклона ската. В результате получается стропильная ферма.
5. Фермы поднять на крышу и прикрепить к мауэрлату:
   • установить фронтальные (крайние) фермы;
   • между вершинами фронтальных ферм натянуть веревку – она обозначит месторасположение будущего конька и станет ориентиром для крепления остальных стропильных ног;                                            
   • монтаж остальных ферм (расстояние между стропильными элементами – не меньше 0,6 м).
6. При необходимости, укрепить конструкцию подкосами, ригелями и подпорами.
7. Коньковый прогон установить на специальные опоры и прикрепить к нему короткие, диагональные и промежуточные стропила.                                                                                                                                           

Установка стропил: видео

Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

1. Затяжки для усиления стропил изготовляются по такому принципу:  чем ближе к коньку располагаются затяжки, тем массивнее они должны быть. Их надо делать из деревянного бруса большего сечения и обязательно проконтролировать надежность соединительных узлов.
2. Для того чтоб капли дождя не попадали верхние края стен дома и на стропильную конструкцию, необходимо сделать свес (длина от 55 см).                                                                                                            
3. Стропила  из древесины перед установкой обязательно надо обработать антисептическим, противогрибковым средством и антипиренами для обеспечения пожаробезопасности.
4. При болтовом соединении стропильных элементов обязательно надо использовать металлические пластины или шайбы – они помогут не допустить «утапливания» гайки в древесину.

Способы соединения элементов стропильной конструкции: видео

Доска коньковая или коньковый брус? Какой нужен моей крыше? :: Weyerhaeuser

Это очень распространенный вопрос, который наша команда инженеров службы поддержки часто обсуждает с дизайнерами. Разница между коньковой доской и коньковой балкой сводится к тому, спроектирована ли крыша как крыша в стиле сжатия или в конструктивном стиле. Тем не менее, существует также третий тип кровли при использовании изделий из древесины Weyerhaeuser, о которых вы можете подробнее узнать ниже.

Стив Рудовски, управляющий территорией компании Trus Joist Weyerhaeuser, собрал модель, чтобы продемонстрировать разницу между двумя типами каркаса крыши, которые определяют, нужна ли вам коньковая доска или коньковая балка.

Компрессионная крыша

Кровельная система с традиционным каркасом — это система, построенная в соответствии с положениями Международного жилищного кодекса (IRC). Эта система также известна как компрессионная крыша или «предписывающая крыша», поскольку конструктивные особенности предписаны в кодексе. Он может использоваться для крыш с уклоном от 3:12 до 12:12 и в основном представляет собой треугольник, соединяющий два противоположных стропила с потолочной балкой / стяжкой на их нижних концах.Коньковая доска соединяет верхние концы стропил, образующих вершину треугольника. Обычно балка перекрытия, проходящая от противоположных внешних стен, соединяет нижние концы стропил вместе, образуя основу и завершая треугольник. См. Пример поперечного сечения крыши, показанный ниже.

С неструктурной коньковой доской наверху два противоположных стропила в основном подпирают друг друга. Под нагрузкой стропила будут испытывать как осевые, так и изгибающие напряжения. Балка потолка (натяжная стяжка) на нижнем конце стропил противостоит нагрузке, создаваемой, поскольку эти концы имеют тенденцию смещаться наружу и толкать опорную стену.Общая система (коньковая доска, стропила, воротниковые стяжки и балка перекрытия) определяется IRC. См. Главу 8 IRC 2018 для получения дополнительной информации о крышах.

Weyerhaeuser EWP обычно доступен длиной до 48 футов. Они часто используются строителями в качестве замены типичных деревянных изделий, таких как 2×8 и 2×10 в традиционных каркасных крышах. Строители могут отдать предпочтение одному длинному куску Microllam, если им придется использовать несколько кусков пиломатериалов разных размеров, например, при применении длинномерных коньковых досок.

Эта замена иногда создает запросы на запечатанную документацию / расчеты, потому что используемый продукт «спроектирован» и не указан в строительных нормах. Эти запросы не являются необходимыми или обязательными. Чтобы квалифицироваться как замена для любого из компонентов системы, Weyerhaeuser EWP должен быть эквивалент или лучше, чем элемент, который он заменяет. Проще говоря, это означает, что изделие EWP должно быть такого же / большего размера и аналогичной / более высокой прочности, чем заменяемая деталь.См. Лист технических ресурсов Weyerhaeuser 1502 для получения дополнительной информации о заменах.

Например, рамщик может использовать 40-футовый кусок микроллама 1 ¾ ″ x 9 ¼ ″ для коньковой доски вместо трех или четырех кусков пиломатериалов размером 2х10. Это было бы приемлемо, поскольку Microllam аналогичного размера. Для этой замены документация / расчет не требуется.

Несущая крыша

Этот тип крыши аналогичен конструкции перекрытия, где балки имеют структурные опоры / опоры на каждом конце.Уклон структурной крыши обычно составляет от 0:12 до 12:12.

Структурные крыши обычно имеют коньковые балки на верхних концах вместо коньковой доски, описанной выше для компрессионных крыш. См. Пример, показанный ниже. Элементы вальмы и впадины в конструкционных крышах также считаются несущими балками, что означает, что они имеют опоры на каждом конце и поддерживают реакции со стороны прикрепленных балок крыши. Расчеты балок и балок внутри конструкционной кровельной системы можно производить с помощью программного обеспечения Forte ^® WEB или Javelin ^® .

Weyerhaeuser EWP Roof

Крыша этого типа является запатентованной системой, в которой используются стропила и потолочные балки TimberStrand LSL, а также элементы вальмы, ендовы и конька Microllam LVL или TimberStrand LSL. Геометрия крыши, требуемые размеры элементов и детали соединений указаны в нашем Руководстве по проектированию кровельных систем, TJ-9005. Подобно компрессионной крыше, построенной в соответствии с IRC, эта система также носит предписывающий характер. Здесь покрываемый уклон крыши может составлять от 4:12 до 12:12, а расстояние между стропилами составляет до 24 дюймов по центру.

Информация и подробности, представленные в руководстве, основаны на тестировании, проведенном Weyerhaeuser для демонстрации эквивалентности традиционным системам с фреймами. Любая система, построенная с использованием этого руководства, должна быть полностью основана на руководстве без замены материалов / деталей. Как и в случае с компрессионной кровлей, формируемая система имеет форму треугольника с коньковой доской, двумя стропилами и потолочной стяжкой внизу. Подобно сжатым крышам, расчеты элементов не могут быть предоставлены для отдельных элементов, поскольку большая часть информации основана на тестировании системы или продуктах, которые соответствуют или превосходят предписания.

Обратитесь к представителю Weyerhaeuser по поводу вашего следующего проекта

Найди мою репутацию

Коньковая балка по сравнению с коньковой доской

Q. В чем разница между коньковой балкой и коньковой доской?

A. Коул Грейвин, старший инженер компании Raths, Raths and Johnson из Уиллоубрук, штат Иллинойс, отвечает : Проще говоря, коньковая балка выдерживает вертикальные нагрузки на крышу, а коньковая доска — нет.Оба являются элементами каркаса крыши, которые расположены на пике, образованном в месте пересечения двух наклонных участков крыши. Однако коньковая балка — это конструктивный элемент, который принимает вертикальную нагрузку от стропил крыши и передает нагрузку на опоры конструкции. Доска коньковая не является конструктивным элементом; его основное предназначение служит во время строительства, чтобы упростить установку стропил.

Коньковая балка обычно используется, когда пространство непосредственно под каркасом крыши открыто для внутренней части, например, со сводчатыми потолками.Коньковая балка или коньковая доска могут использоваться с плоскими, встраиваемыми или поддонными потолками, которые создают чердачное пространство между балками потолка и стропилами крыши.

Коньковые балки поддерживают верхние концы стропил крыши (на пике) и пролегают между конструктивными опорами, такими как стойки или колонны. Если стропила представляют собой простые элементы пролета между коньком и несущими стенами (как показано ниже), коньковая балка будет поддерживать половину площади крыши. Для того, чтобы выдержать приложенные расчетные нагрузки (мертвые, кровля под напряжением и снег), коньковая балка должна иметь большее поперечное сечение, чем стропила, а в традиционной конструкции с легким каркасом она обычно будет многослойной. или спроектированный член.

Нажмите для увеличения

Коньковая доска соединяет концы противоположных стропил. При возведении крыши она поддерживает остроконечный конец стропил как по вертикали, так и по бокам. Обычно коньковая доска устанавливается в предполагаемое положение и временно поддерживается. Затем попарно ставят стропила, по одной с каждой стороны коньковой доски. Этот метод допускает небольшие смещения между концами стропил, которые были бы невозможны, если бы не было коньковой доски и противоположные концы стропил стыковались друг с другом на вершине.

В законченной конструкции крыши с использованием коньковой доски нижний конец стропила соединяется со стропильной балкой, которая сопротивляется толчкам наружу. Стропильные пролеты проходят параллельно стропилам и соединяют каждую пару стропил в нижнем конце, образуя треугольник с двумя стропилами крыши. Стропильная шпилька находится в напряжении, сопротивляясь направленной наружу силе тяги, в то время как коньковая доска на пике крыши сжимается между стропилами, выступая в качестве заполнителя. Балки потолка могут использоваться как стропильные балки.

Иллюстрация: Тим Хили

Ridge | Разъяснение требований норм — Тренинг по строительным нормам

для жилых построек можно найти в разделе Раздел R802.3 Международного жилищного кодекса 2018 года. В этом разделе мы расскажем, какого размера должна быть коньковая доска и для каких целей она служит.

Часто коньковая доска путается с коньковой балкой, поэтому очень важно понимать разницу между ними, так как они могут звучать одинаково, но при этом очень различаются по назначению.

Ridge Board против Ridge Beam

Обычно между стропилами в верхней части кровельной системы устанавливается коньковая доска в качестве основы для крепления гвоздей для соединения противоположных стропил и для создания элемента каркаса, на который могут опираться стропила.

Что касается коньковой балки, то она рассчитана на то, чтобы выдерживать нагрузки на крышу, которые включают вес крыши плюс любую временную нагрузку, такую ​​как дождь или снег. Коньковая балка также должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать нагрузки, создаваемые стропилами, которые она несет, чтобы свести к минимуму прогиб.

Когда требуется коньковая балка?

Международный жилищный кодекс охватывает предписывающие требования к конструкции крыши. В нормативные требования входит использование коньковой доски для соединения стропил у конька. Когда используется коньковая доска, сборка крыши требует установки непрерывных стяжек по всей конструкции, чтобы предотвратить приложение давления крыши к стенам, на которые опираются стропила.

Этими стяжками могут быть сами потолочные балки или, если потолочные балки не предусмотрены, необходимо установить стропильные балки.Когда сборка крыши не связана непрерывными стяжками на концах стропил, тогда требуется коньковая балка.

Коньковая балка не соответствует предписывающим требованиям норм. Когда требуется коньковая балка, инженер должен спроектировать ее, чтобы выдерживать нагрузки на крышу.

Стропила, шпалы и коньковая доска действуют как ферма, но когда связи удалены, коньковая доска не может выдерживать нагрузку на крышу самостоятельно, поскольку она не считается несущим элементом конструкции.При отсутствии стяжек поперек конструкции тяга стропил от конструкции крыши может сместить опорные стены, на которые опирается система крыши.

Вот почему потребуется коньковая балка, чтобы выдерживать нагрузки на крышу, а не смещать стены. Опять же, коньковая балка должна быть спроектирована инженером, чтобы обеспечить ее размер, достаточный для выдерживания нагрузок, которые она будет нести.

Какой минимальный размер риджборда?

При использовании коньковой доски Раздел R802.3 требует, чтобы коньковая доска имела номинальную толщину не менее 1 дюйма и глубину не меньше, чем обрезанный конец стропила, которую она обслуживает.

На приведенном ниже рисунке показано это:

Как видно на иллюстрации, глубина коньковой доски должна быть не меньше глубины пропила стропила, а не только фактической глубины стропила. Это потому, что из-за наклона стропила глубина пропила больше, чем фактическая глубина стропила.

Пределы Ridge Board

Как мы упоминали ранее, когда непрерывные связи не предусмотрены, коньковая балка должна использоваться вместо коньковой доски для несения нагрузок на крышу, однако есть еще один сценарий, заслуживающий упоминания, когда потребуется коньковая балка.

Часто это можно упустить, потому что оно находится в другом разделе, R802.4.4 . В этом разделе рассказывается о стропильных опорах и упоминается коньковая доска, так как стропила опираются на нее.

Это говорит о том, что конструкции кровли с уклоном крыши менее 3:12 (уклон 25%) требуют использования коньковой балки вместо коньковой доски. Это связано с тем, что крыши с малым уклоном приводят к очень высоким нагрузкам на нижнюю часть стропил, что приводит к большому давлению стропильных ног на опорные стены.

В связи с этим кодекс требует, чтобы элемент, поддерживающий эти стропила, в данном случае коньковая доска, был спроектирован как балка для противодействия большим нагрузкам, прикладываемым к нижнему концу стропил, и для адекватной поддержки конструкции крыши.Как и раньше, коньковая балка должна быть спроектирована инженером.

Таким образом, предписания для коньковых досок применяются к конструкциям кровли с минимальным уклоном 3:12 (уклон 25%), где сборка крыши привязана к конструкции с помощью непрерывных стропил или потолочных балок.

Чтобы узнать больше о требованиях к риджборду, обязательно ознакомьтесь с разделом Раздел R802.3 Международного жилищного кодекса (IRC) 2018 .

.

* Справочный источник — Международный жилищный код 2018 г. — [Купить на Amazon]

Как сделать каркас двускатной крыши без потолочных балок | Home Guides

Стандартная треугольная крыша, известная как двускатная крыша, обрамлена стропилами, которые представляют собой диагональные элементы, поддерживающие кровельные материалы. Но двускатная крыша также требует некоторой формы горизонтальных распорок, потому что вес крыши заставляет стропила расширяться по карнизу. Во многих конструкциях эта горизонтальная связь обеспечивается потолочными балками, прикрепленными к нижней части стропил.Если в вашем дизайне нет потолочных балок, как в случае сводчатых потолков, вам понадобится альтернативный подход.

Структурный выступ

Структурный выступ является стандартной альтернативой потолочным балкам. В этой конструкции верхушки стропил крепятся к несущей коньковой балке, идущей по длине кровли. Не путайте эту конструкционную коньковую балку с обычной коньковой доской, которая представляет собой небольшой кусок пиломатериала, который просто облегчает строительство крыши. Для конструкционного конька требуется большая балка, которая переносит вес крыши на прочные стойки, которые обычно находятся в торцевых стенах конструкции.

Расчет конька конструкции

Проектирование конька конструкции сложнее, чем проектирование крыши с перекрытием балок; вам следует проконсультироваться с инженером-строителем. Тем не менее, вы можете выполнить некоторые базовые вычисления, чтобы получить приблизительное представление о ваших требованиях к гребню. Конек должен выдерживать примерно одну треть веса крыши (остальные две трети поддерживаются боковыми стенками). Найдите площадь вашей крыши в квадратных футах и ​​умножьте ее на максимальную ожидаемую нагрузку на крышу (обычно 40 фунтов на квадратный фут).Разделите это число на 3, чтобы найти максимальную нагрузку на балку конька.

Центральная стена

Несущая центральная стена, которая простирается до внутреннего конька крыши, может заменить структурную коньковую балку. В этой конструкции стропила крепятся к неструктурной коньковой доске, которая опирается непосредственно на внутреннюю стену. Эта внутренняя стена выдерживает вес крыши и не дает провисать коньку; если конек не может провисать, крыша не может перекинуться на карниз. Такой подход позволяет избежать затрат и сложности, связанных с проектированием и строительством крыши с несущей коньковой балкой, но есть один серьезный недостаток: эта центральная стена должна располагаться над фундаментной перегородкой некоторой формы, которая будет передавать нагрузку с крыши на землю. .

Торцевые стены

В небольших конструкциях с умеренными нагрузками на крышу иногда можно не использовать боковые распорки, если боковые стенки надежно прикреплены к торцевым стенам. Боковые стенки не могут распространяться по углам конструкции, потому что торцевые стенки функционируют как боковые связи, а если боковые стенки короткие, усилие в середине стен легче переносится на углы конструкции. Такой дизайн сложно анализировать напрямую; Если вы выберете этот подход, проконсультируйтесь с опытным плотником или инженером-строителем.

Ссылки

Ресурсы

Биография писателя

Джозеф Уэст пишет о технике, сельском хозяйстве и религии с 2006 года. Он активно участвует в науке и практике устойчивого сельского хозяйства и теперь пишет в основном по этим темам. Он получил сертификат редактора копий в 2009 году и имеет степень бакалавра наук Калифорнийского университета в Сан-Диего.

В чем разница и что подходит именно вам

Когда дело доходит до каркаса крыши для вашего нового дома, вы можете ожидать увидеть либо стропила, либо стропильные фермы.Хотя они могут выглядеть одинаково и служить одной и той же цели, они во многом отличаются. Кровельные фермы в наши дни стали более популярными благодаря своей универсальности, удобству и более низкой цене. Но стропила предлагают больше места на чердаке, если вы планируете установить какие-либо будущие переоборудования. В этой статье мы подробно рассмотрим различия между стропилами и фермами и определим, какой из них подходит вам.

На этой странице

Что такое стропила и фермы?

Стропила

Источник изображения: Соединение бревенчатой ​​хижины

Стропила — это длинные деревянные доски, используемые для каркаса крыши, также известные как каркасные палки.Стропила изготавливаются кровельщиками на стройплощадке и обычно разрезаются на балки 2х10 или 2х12, которые спускаются вниз от пика крыши. Затем потолочные балки помогают закрепить стропила и внешние стены. По центру крыши кладется коньковый брус или коньковая доска, что помогает поддерживать стропила наверху.

Открытые коньковые балки на чердаке.

Важно понимать разницу между коньковыми балками и коньковыми досками.Для каждого требуются стропила разных размеров и они служат разным целям. Коньковая балка — это конструктивная деталь, которая поддерживает и удерживает стропила, и требуется по строительным нормам, если уклон вашей крыши меньше 3/12. Коньковые балки обычно обеспечивают большую устойчивость, чем коньковые доски, и продлевают срок службы стропил. Они также обычно используются для зданий со сводчатыми потолками или когда вы хотите увеличить площадь чердака.

Доска коньковая

Коньковые доски — это тонкие неструктурные доски, которые не выдерживают нагрузки так же хорошо, как коньковые балки.Эти доски служат связующим звеном между балками с каждой стороны и помогают регулировать расстояние между стропилами, а также передавать нагрузку через балки на внешние стены. Коньковые доски обычно используются для уклонов крыш от 3/12 до 12/12 и требуют хомутов для предотвращения давления и обрушения стен, тогда как коньковые балки не требуют хомутов или прогонов.

Фермы

Источник изображения: Сегодняшний домовладелец

Кровельные фермы похожи на традиционные стропилы в том смысле, что они обеспечивают опору, но сделаны и структурированы по-другому.Фермы состоят из сборных легких деревянных конструкций, которые изготавливаются на заводе, как правило, из больших кусков дерева, таких как 2×8 или 2×10, и доставляются на строительную площадку дома. В то время как стропила построены в виде каркаса из палочек, фермы имеют пояса сверху и снизу и расположение лямок, которые позволяют распределять нагрузку более широко на внешние стены. Существует множество различных типов стропильных ферм, в которых стойки лямки расположены по разному образцу, что позволяет использовать их по-разному.Самая простая ферма крыши — это ферма King Post, которая требует меньше материалов и стоит меньше, чем другие.

Найдите надежного подрядчика, чтобы начать строительство вашего дома.

Стропила и фермы: плюсы и минусы

Источник изображения: Homenish

Плюсы стропил

Больше места на чердаке — Стропила идеальны, если вы планируете переоборудовать чердак, чтобы сделать его активным жилым пространством. Стропила дают вам больше открытого пространства и дают достаточно места для чердака или главной спальни.

Изоляция — С каждой крышей вы должны быть уверены, что ваш чердак должным образом изолирован. Монтаж утеплителя со стропилами проще из-за пространства между балками, где установка устанавливается между стропилами и гипсокартоном.

Меньшее время выполнения заказа — Поскольку стропила изготавливаются на строительной площадке, они требуют меньше планирования и работы, чем стропильные фермы.

Минусы стропил

Дорого — Хотя на строительство и установку стропил уходит меньше времени, затраты на древесину и рабочую силу выше, чем на стропильную систему крыши.

Более длительное строительство — Поскольку стропила строятся на месте и не требуют предварительного планирования, они требуют больше времени, иногда до недели.

Требуется профессионал — Поскольку фермы становятся все более популярными, все больше подрядчиков устанавливают их более опытными, чем стропила. Найти мастеров, имеющих опыт работы со стропилами, может быть сложно. Установка стропил — это не проект кровли своими руками, в то время как наборы для сборки стропильных ферм доступны для самостоятельного изготовления.

Источник изображения: Timber Home Living

Плюсы ферм

Высокое качество — Поскольку стропильные фермы изготавливаются в контролируемой среде с точными размерами и разрезами, вы можете рассчитывать на более качественный продукт и более плотную конструкцию крыши.

Доставлено — Строительные проекты с фермами крыши легче планировать, потому что готовая продукция доставляется на объект.

Быстрее — Хотя изготовление ферм может занять некоторое время, после того, как они будут доставлены, сборка каркаса вашей крыши может занять всего несколько дней.

Сильнее — Благодаря ремням ферм он обеспечивает несущую способность и может поддерживать крышу из более дешевых материалов.

Минусы ферм

Меньше места — Самый большой недостаток кровельных ферм — это нехватка места. Стропы фермы делают практически невозможным установку каких-либо преобразований, модификаций или любого дополнительного пространства в комнате.

Меньшая гибкость — После установки стропильной фермы вы практически не сможете ничего регулировать.Любые модификации или переделки стропильной фермы повлияют на срок ее службы и структурную целостность конструкции крыши.

Какой из них вам подходит?

Источник изображения: Homenish

Хотя они могут показаться похожими, стропила и кровельные фермы служат разным целям и обладают разными качествами. Независимо от того, есть ли у вас открытые балки или нет, стропила предлагают более классический вид для новых домов, но они могут стоить дороже, и поиск опытного мастера может стать проблемой.Кровельные фермы предлагают большую поддержку из-за их ремней и меньше головной боли при установке из-за того, что они производятся на заводе.

В конце концов, все сводится к вашим собственным потребностям. Если вы планируете увеличить количество комнаты или места для хранения вещей на чердаке, стропила — правильный выбор. Если вы хотите сохранить чердак таким, какой он есть, и хотите более прочную опору и более быстрое возведение крыши, мы рекомендуем установить стропильные фермы.

Найдите местного подрядчика по кровельным работам сегодня.

Коньковые балки и коньковые доски: современные конструктивные решения для А-образных профилей

Открытый каркас крыши — одна из самых ярких черт модернизма северо-западного Тихоокеанского региона, и лучшие образцы прекрасно раскрывают структуру, используя характеристики деревянного каркаса для визуального тепла. Несмотря на то, что есть много способов использовать открытую систему каркаса крыши, в сегодняшней публикации особое внимание уделяется структурам с А-образной рамой (также известным как двускатные крыши).

Традиционные методы строительства открытой А-образной рамы предлагают только несколько конструктивных решений, но есть важные различия, как физически, так и эстетически, которые следует понимать в отношении механики каждой системы. Две основные структурные системы, выполняющие тяжелый подъем открытой А-образной рамы, — это коньковая балка и системы коньковых досок. Каждая из этих систем также включает несколько интересных вариаций, описанных ниже.

КОНЕЧНАЯ БАЛКА
Инженерные принципы для коньковой балки довольно просты.Балки наклонной крыши простираются между двумя точками крепления; один на огибающей конструкции наверху каркасной стены или перекрытия, другой на вершине конструкции на вершине коньковой балки. (Коньковая балка также может быть заподлицо с балками.) Коньковая балка обычно представляет собой более крупный элемент (например, 4 x 12) и несет гравитационную нагрузку на балки крыши так же, как несущая стена или коллектор на ограждающую конструкцию.

Классический пример конструкции открытого конькового бруса можно увидеть на нашем Magnolia Residence , который в настоящее время находится в стадии строительства.

В приведенном выше примере используется откидная балка со скрытыми балками крыши, но балки также могут быть открыты, как в примере (слева внизу) в Западном Сиэтле. Обратите внимание, что, поскольку балки расположены необычно далеко друг от друга, над балками, скорее всего, есть структурные прогоны.

Коньковая балка заподлицо, как в Hayes Residence (вверху справа) Рэя Каппе, демонстрирует те же принципы только с коньковой балкой, выровненной в той же плоскости, что и балки крыши.

Интересной разновидностью системы коньковых балок является конфигурация с двумя балками, благодаря которой верх крыши полностью свободен от балок. Дом Colorado House от Turnbull Griffin Haesloop Architects (вверху) создает четкую открытую эстетику, выравнивая двойные балки с конструкцией стены ниже. Skylight House от Cliff May (внизу) позволяет открывать верхнюю часть крыши для естественного света.

КОНЬКОВАЯ ДОСКА
Инженерные принципы коньковой доски немного сложнее.Поскольку коньковая доска представляет собой меньший элемент (обычно толщиной всего один дюйм, иногда даже меньше), он не является элементом конструкции и не несет гравитационную нагрузку. Его единственная задача — обеспечить точку соединения балок крыши с каждой стороны крыши. Это означает, что гравитационная нагрузка переносится через балки крыши к несущим стенам. Сила тяжести на пике крыши толкает вниз и наружу, требуя натяжного элемента, чтобы удерживать сборку вместе. Чтобы противостоять выталкиванию силы тяжести, каждой балке нужен натяжной элемент, или коллекторы по периметру должны действовать как боковые балки, проходящие между натяжными стяжками.

В традиционных примерах системы коньковых досок используются деревянные натяжные стяжки (так называемые воротниковые стяжки) аналогичного размера, которые выглядят как балки крыши. Классический пример — это Los Altos Hills Remodel (внизу) от Klopf Architecture, в котором используется двойная стяжка с удвоенным натяжением для смещения каждой балки крыши. Вся сборка балок крыши и натяжных стяжек окрашена в одинаковый цвет, чтобы выразить структуру.

В Napa Residence Уильяма Тернбулла (внизу слева) двойные 2 элемента действуют как натяжные стяжки, расположенные между балками крыши через каждые шесть отсеков.Сборка также представляет собой прекрасную возможность для верхнего освещения, так как кабелепровод можно легко скрыть над натяжными стяжками.

В примере Maury Island Cabine (вверху справа) от Miller Hull натяжные стяжки древесины расположены ниже коллекторов на каждой внешней стене; для этого требуется, чтобы коллекторы проходили между балками крыши и действовали как балки в двух направлениях (вверх и вниз для силы тяжести и из стороны в сторону, чтобы противостоять выталкиванию балок крыши).

В доме Valley Oak Drive House (внизу) система двойных стяжек с двойным натяжением на каждой балке крыши расположена ближе к коньковой доске, чтобы создать архитектурный элемент помещения.

Современным нововведением в области стяжек для натяжения крыши стало внедрение стальных стержней. Поскольку прочность на растяжение стали намного выше, чем у древесины (примерно в 50 раз выше), сталь значительно меньшего поперечного сечения может выполнять работу намного эффективнее, чем древесина. При правильной детализации стальные натяжные стержни с утончением обеспечивают необходимую структуру и дополняют современную эстетику. Многие из наших любимых примеров были разработаны Rex Hohlbein Architects здесь, в Сиэтле.В модели Camano House (внизу) используются тонкие стальные натяжные стяжки с талрепами; балки с каждой стороны противостоят поперечной силе балок крыши между натяжными стяжками. Натяжные стяжки сосредоточены на двойных балках над ними, которые оставляют ровно столько места, сколько нужно для скрытых трековых светильников. Готовая сборка чистая, функциональная и продуманная.

Одним из основных преимуществ использования системы коньковых досок является устранение колонн, которые обычно требуются под каждым концом коньковой балки.После снятия колонн можно открыть каждый конец фронтона. Mount Vernon Retreat (внизу) Джорджа Суямы в полной мере использует эту концепцию и дает жителям хороший обзор и много дневного света.

Умный гибрид стальной системы натяжных стяжек можно увидеть в дизайне Adelaar Residence (ниже) от Vancouver’s Burgers Architecture, Inc. Конструкция еще больше упрощает сборку за счет удаления коньковой доски всего, что на самом деле не нужно. быть там, если балки плотно прилегают друг к другу на пике.Минимальные стальные стержни противостоят боковым силам, и готовый продукт является одним из самых сложных и красивых, которые мы когда-либо видели.

Существует множество гибридов и вариаций структурных систем коньковых балок и коньковых досок в современном дизайне, и это лишь некоторые из наших фаворитов. Мы будем рады видеть ваших фаворитов.

Приветствия от команды BUILD

Визуальное руководство по системам пола, крыши и стен

Деревянная двутавровая балка очень эффективно использует древесное волокно.Фланцы (верх и низ собранного элемента) предназначены для противодействия изгибающим силам и обеспечения жесткости изделию. Секция стенки, обычно из фанеры или плиты с ориентированной стружкой (OSB), спроектирована таким образом, чтобы противостоять силам сдвига в балке. Соединение между ними обычно происходит в канавке на фланце, на который был нанесен клей. Эффективность, полученная за счет использования поперечного сечения «I», требует дополнительных соображений по сравнению со сплошными прямоугольными секциями. Расчетные значения получены в соответствии с принципами ASTM D5055, Стандартные технические условия для установления и контроля несущей способности сборных деревянных двутавровых балок.

Двутавровые балки перекрытия поддерживаются внешними стенами и балками. Двутавровые балки могут опираться непосредственно на балку или поддерживаться подвесами балок.

В разрезе в потолке видны несущие конструкции каркаса второго этажа на внешние стены. Направление пролета каркаса нелегко определить после того, как гипсокартон установлен и закончен.

Каркас первого этажа обшит деревянными конструкционными панелями и паркетом.В подвале потолка может не быть.

Двутавровые балки и обод обычно опираются непосредственно на пластину порога, которая прикреплена к фундаменту.

обычно не имеют более длинных пролетов, чем деревянные балки эквивалентной глубины. Они доступны в вариантах большой длины, что позволяет одной двутавровой балке перекрывать всю ширину дома, но с промежуточной опорой.

Двутавровая балка состоит из материала фланца и стенки.Производители используют разные комбинации продуктов в зависимости от множества различных факторов.

Стенка присоединяется к пазу на фланце со строгим допуском. Клей используется для фиксации стыка.

могут быть сконструированы так, чтобы опираться на систему стальных балок и колонн, как показано на этом подвале жилого дома для одной семьи.

Обрамление двутаврового перекрытия непосредственно перед укладкой настила пола.

Строящаяся система перекрытия двутаврового перекрытия.

На этой иллюстрации показан типичный процесс производства двутавровых балок.

Ранние двутавровые балки строились из массивных распиленных фланцев и фанерных перемычек. OSB заменила фанеру в полотне, но фланцы из пиломатериалов все еще распространены.

доступны с различной глубиной и конфигурациями стенок / фланцев. Большинство двутавровых балок, используемых в жилищном строительстве, немного глубже, чем эквивалентные массивные пиломатериалы.

Рулонный материал сочетается с фланцем для создания ресурсосберегающего строительного продукта.

Обшивка пола фанерой используется в сочетании с двутавровыми балками и балкой из LVL.

Обшивка пола фанерой применяется в сочетании с двутавровыми балками. Часть полотна была удалена, чтобы обеспечить прохождение воздуховодов и электропроводки.

Элементы каркасной системы перекрытия.

Пересечение балок и балок.

IBS — это произведенный деревянный мостовой продукт, который можно использовать с двутавровыми балками для увеличения жесткости и уменьшения отскока и вибрации.