Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стропильная система

Стропильная система

Стропильная система — это система скатной крыши, состоящая из стропил. Так же можно сказать, что стропильная система — это каркас скатной крыши, её основа (скелет). Стропила выполняют несущую функцию в системе крыши. Вес от крыши через стропильную систему передаётся на несущие стены строения.

В зависимости от вида и типа строения крыши, в состав стропильной системы могут входить стропила, мауэрлаты, подстропильные горизонтальные балки (ригеля), прогоны, лежни и стойки на них, а так же подкосы и прочие элементы.

Стропила. Стропильная система скатной крыши.

Основными несущими элементами крыши являются стропила. Стропильная система должна выдерживать не только вес кровельного материала, но и снеговую и ветровую нагрузку. Деревянные элементы стропильной системы выполняют из древесины хвойных пород с влажностью не более 20% и обрабатывают их огнебиозащитными составами.

Нагрузки, воспринимаемые стропильными конструкциями, разделяются на временные и постоянные (длительные, кратковременные, особые).
К кратковременным нагрузкам относят: вес людей, выходящих на крышу, вес оборудования в зоне обслуживания и ремонта кровли, снеговую и ветровую нагрузки.
К особым нагрузкам можно отнести сейсмическое воздействие.
К постоянным нагрузкам относится вес самой конструкции (кровельного материала, стропильной системы, теплоизоляционного слоя и материалов отделки потолка).

Расчётное значение снеговой нагрузки определяется по формуле
S=Sg*µ

Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м 2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице:

Снеговой районIIIIIIIVVVIVIIVIII
Sg (кгс/м 2 )80120180240320400480560

µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.
Коэффициент µ зависит от угла наклона ската кровли:
µ=1 при углах наклона ската кровли меньше 25°.
µ=0,7 при углах наклона ската кровли от 25 до 60°.
При углах наклона ската кровли более 60° значение µ в расчёте полной снеговой нагрузки не учитывают.

Карта снеговых нагрузок РФ:

Расчётное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли определяется по формуле
W=Wo*k

Wo — нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ

Ветровой районIaIIIIIIIVVVIVII
Wo (кгс/м 2 )1723303848607385

k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности.

Высота здания в метрахАB
50,750,5
1010,65
201,250,85

А — открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры.
B — городские территории, лесные массивы и др. местности, равномерно покрытые препятствиями более 10 м.
*При определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчётных направлений ветра.

Карта ветровых нагрузок РФ:

Типы стропильных конструкций для скатной крыши

Стропила разделяют на два типа: наслонные и висячие. Основной фигурой в стропильной конструкции является треугольник, поскольку он является наиболее жестким.

Наслонные стропила концами опираются на стены здания, а средней частью — на промежуточные опоры. Соответственно они устанавливают в домах со средней несущей стеной или столбчатыми промежуточными опорами. Наслонные стропила устраивают в том случае, если расстояние между опорами не превышает 6,5 м. Наличие дополнительной опоры позволяет увеличить ширину, перекрываемую наслонными стропилами до 12 м, а двух опор — до 15 м. В деревянных брусчатых или рубленых домах стропильные ноги опираются на верхние венцы, в каркасных — на верхнюю обвязку. В каменных домах в качестве опоры для стропильных ног используется мауэрлат. При одной и той же ширине дома крыша с наслонными стропилами получается более легкой.
Висячие стропила опираются концами только на стены здания либо на опорный брус (мауэрлат), без промежуточных опор. Их устраивают в зданиях с легкими стенами. Стропильные ноги висячих стропил работают на сжатие и изгиб. Кроме того, конструкция создает значительное горизонтальное распирающее усилие, которое передается стенам. Уменьшить это усилие помогает затяжка (деревянная или металлическая), соединяющая стропильные ноги. Она может располагаться как у основания стропил, так и выше. Чем выше она находится, тем она должна быть мощнее и более надежное должно быть ее соединение со стропилами. При пролётах более 8 метров устанавливают бабку (стойку) с подкосами. К достоинствам висячих стропил можно отнести способность перекрывать большие пролеты.

При установке над несколькими пролетами единой кровельной конструкции наслонные и висячие стропильные фермы могут чередоваться. Там, где нет промежуточных опор, применяются висячие стропила, а там, где они есть, — наслонные стропила.

Мауэрлат

Стропила обычно опираются не на сами стены, а на опорный брус — мауэрлат. В деревянных домах мауэрлатом является верхний венец сруба (бревно, брус). Для кирпичных стен это специально устанавливаемый заподлицо с внутренней поверхностью стены брус (с наружной стороны он должен ограждаться выступом кирпичной кладки). Между мауэрлатом и кирпичом обязательно прокладывается слой гидроизоляции из рулонных битумных материалов. Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу.


1 – мауэрлат; 2 – стропильная нога; 3 – затяжка; 4 – перекрытие.

Коньковый прогон

В вершине стропильной конструкции любой крыши укладывают прогон, соединяющий стропила (фермы) между собой. Именно на нем будет в дальнейшем устроен конек крыши.

Подбор сечений стропил и других элементов стропильной конструкции

Сечение бруса, используемого для стропил, зависит от длины стропильного элемента, шага установки стропил и расчетной величины нагрузок для данного региона. Данные ниже представленной таблицы не заменяют полноценного расчета несущей способности стропильной системы, их можно рассматривать как рекомендательные для достаточно простых конструкций кровель. В таблице даны значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам на стропильную конструкцию для Москвы и Подмосковья. Также данные таблицы подготовлены с учетом ассортимента пиломатериалов, которые выпускают российские предприятия, согласно ГОСТ 24454-80 («Необработанная древесина»).

Читать еще:  Ставим душевую кабину из плитки. Достоинства и недостатки устройства
Шаг установки стропил (мм)Длина стропильного элемента (м)
3,03,54,04,55,05,56,0
60040х15040х17550х15050х15050х17550х20050х200
90050х15050х17550х20075х17575х17575х20075х200
110075х12575х15075х17575х17575х20075х200100х200
140075х15075х17575х20075х20075х200100х200100х200
175075х15075х20075х200100х200100х200100х250100х250
2150100х150100х175100х200100х200100х250100х250

Сечения стропил указаны милиметрах

Возможные сечения других элементов стропильной группы:

Для мауэрлата используют брус 100х100мм, 100х150мм, 150х150мм.
Для диагональных ног и ендов чаще всего применяют брус сечением 100х200мм.
Прогоны выполняют из бруса 100х100мм, 100х150мм, 100х200мм.
Затяжки могут быть выполнены из бруса 50х150мм.
Для ригелей выступающих опорой для стоек применяют брус сечением 100х150мм, 100х200мм.
Материалом стоек чаще всего выступает брус 100х100мм или 150х150мм.
Кобылки, доски карнизного короба, подкосы обычно выполняют из бруса 50х150мм.
Лобовые доски, подшивочные доски имеют сечения 22-25х100-150мм.

Монтаж стропильной системы. Установка стропил.

Монтаж стропильной системы ведется по нескольким технологиям, очередность операций в которых зависит от конструкции крыши. Для монтажа стропильных систем используются дополнительные элементы – гвозди, болты, шурупы, скобы, хомуты. Они же используются и для укрепления несущей системы крыши. Элементы стропильной конструкции, соприкасающиеся с кирпичной кладкой, необходимо защитить от гниения путем прокладки нескольких слоев рулонного битумного материала и затем тщательно антисептировать и антиперировать.
Мауэрлат крепят к кладке при помощи штырей. Стропило упирается в мауэрлат и жестко притягивается при помощи скрутки из проволоки диаметром 6 мм. При монтаже стропил сначала устанавливают крайние пары стропильных ног и при помощи шнура проверяют параллельность их граней. Так же натягивается шнур и по коньку стропильной конструкции, по нему устанавливаются промежуточные пары стропильных ног и тщательно выравниваются. В случае если на место установки мансардного окна или выхода дымохода попадает стропильная нога, допускается вырезка части стропила с установкой поперечных распорок из бруса того же сечения. Расстояние от деревянных частей стропильной конструкции до дымохода по строительным нормам должно быть не менее 13 см.

Висячие стропила

Стропильная система висячего типа по праву считается самой простой, так как имеет конструкцию, уступающую в сложности прочим. Давайте разберем, почему:

    Стропильные ноги висячего типа, опираются только в двух точках, если говорить отдельно о каждой паре. Зачастую, точками опоры являются самые жесткие и прочные места на основании – несущие стены. Следует заметить, в этом случае стропила работают на изгиб и сжатие одновременно. Висячая конструкция имеет достаточно мощное распирающее усилие, которое проецируется несущим стенам. Что бы распирающее усилие ни повредило целостность дома – его необходимо компенсировать. Делается это при помощи затяжки, которая соединяет отдельно каждую пару стропильных ног. В классическом варианте, делается это в самом низу, у основания. Это же заодно позволяет устроить перекрытие кровли. Так же, возможен вариант размещения затяжки выше, но, тогда она должна быть мощнее, так как нагрузка на нее значительно увеличивается. Как вы уже догадались, то, что компенсирует распирающее усилие (затяжка), является третьей стороной треугольника, его основой. Затяжка не дает стропильным ногам разъехаться в стороны и делает всю конструкцию устойчивой.

Особенности конструкции висячих стропил

Крыша с висячими стропилами является наиболее простым вариантом фермы, обладающей треугольной формой. Она способна перекрывать пролёты длиной до 17 метров. В её состав входят две стропильные ноги, упирающиеся друг в друга и затяжка, которая их дополняет.

Такая система считается распорной и благодаря её особенностям, возникающее напряжение не передаётся на стены здания.

Всего существует пять видов конструкций, образованных висячими системами.

Треугольная шарнирная арка

Такая конфигурация имеет замкнутую треугольную форму, в которой стропильные балки работают на изгиб, а затяжка — на растяжение. Для того чтобы система правильно работала, высота конька должна быть не меньше 1/6 длины пролёта фермы. Эта конструкция пользуется большой популярностью при устройстве чердаков.

Арка шарнирная с бабкой

Эта конструкция основана на подвешивании бабки к арочному коньку. Система такого типа работает на растяжение, которое возникает от изгиба самой затяжки. В зависимости от характера и назначения конструкции, подвеска может изготавливаться из дерева либо металла. Затяжка может быть выполнена из отдельных компонентов, которые фиксируются на нижнем участке подвески при помощи болтовых соединений.

Арка шарнирная с приподнятой затяжкой

Данная конструкция является аналогом треугольной арки, но в отличие от последней, затяжка фиксируется не внизу стропильных ног, а вверху сооружения. Такая форма соединения весьма популярна при создании полноценных мансардных помещений. Крепление затяжки к стропильной ноге осуществляется посредством врубки полусковороднем и при помощи болтового соединения. Чем выше располагается затяжка, тем большее растягивающее усилие она воспринимает.

Арка шарнирная с ригелем

В этой конфигурации в качестве опорного узла выступает неподвижный элемент шарнирного типа. Крепление с мауэрлатом осуществляется за счёт опорного бруса или посредством врубки зубом. Сами распределительные балки необходимо жёстко закреплять к несущим стенам. При больших распорных нагрузках внизу конструкции может устанавливаться затяжка.

Читать еще:  Как сделать отливы для цоколя фундамента

Арка с подвеской и подкосами

Этот тип является некоторым подобием трёхшарнирной арки с подвеской. В систему висячих стропил, конструкция которых претерпела небольшие изменения, были введены подкосы, избавившие сооружение от избыточного напряжения. Когда на подвеску воздействует растягивающее напряжение, происходит сжатие подкосов и арка приобретает жёсткую структуру.

Монтаж висячих стропил

После выбора стропильной конструкции и ее расчета можно приступать к монтажным работам.

Устройство висячих стропил на строительной площадке выполняется по следующей схеме:

  • Для точности монтажа и удобства, отмечают центр крыши и высоту конька. Для этого по фронтонам в центре временно закрепляют две доски, на них делают отметку по высоте конька.
  • Изготавливают шаблон для стропильных ног. Берут доску, прислоняют ее к мауэрлату нижним концом, а к отметке высоты конька – верхним концом. Отмечают места расположения верхнего и нижнего запилов.
  • Используя шаблон, изготавливают необходимое количество стропильных балок. В зависимости от будущего расположения в ферме помечают их на правые и левые стропилины. Выкладывают их по парам (так как каждая ферма состоит из двух стропилин – правой и левой).
  • Начинают сборку первой фермы (арки). Две стропильные балки соединяют вверху внахлест, встык или путем врубки.
  • Устанавливают затяжку и, если это предусмотрено схемой конструкции, бабку и подкосы.
  • Поднимают ферму на крышу и монтируют ее с торца постройки (на фронтоне). Крепление выполняется к мауэрлату с использованием уголков и гвоздей или саморезов.
  • Со стороны второго фронтона устанавливают такую же арку.
  • Между фронтонной парой арок натягивают бечевку, чтобы остальные арки были установлены четко по линии и обозначенному уровню.
  • Оставшиеся арки выставляют между фронтонами с шагом, предусмотренным проектом. Уровень арок по высоте контролируют натянутой бечевкой. Для исправления небольших погрешностей в размерах, высоту регулируют путем подкладки под стропилины деревянных дощечек.

На этом установка стропил окончена. Теперь можно приступать к очередным кровельным работам: укладывать утеплитель и гидроизоляцию, набивать обрешетку, монтировать кровельный материал.

Безраспорная наслонная система стропил

В безраспорной наслонной системе стропильная нога работает на изгиб и не передает распирающего горизонтального усилия на стены. Существует три варианта реализации безраспорных наслонных стропил:

    1. К низу стропильной ноги крепится опорный брусок или делается запил (врубка) и упирается в мауэрлат. Вверху стропила делается увеличенный горизонтальный запил (врубка) со скосом под некоторым углом для того, чтобы не произошло упора в прогон боковой щекой и не создалось сопротивление изгибу стропила.Хотя на краях стропила изгибающий момент стремится к нулю, его подрезка в этих местах допустима, но имеет пределы по глубине: при высоте стропила h≥180 мм не более 0.3h, при высоте h=120-180 мм не более 0.4h и при высоте h≤120 мм не более 0.5h. Для всех вариантов длина подрезки (зона опирания) не должна превышать высоту сечения стропила. Когда по каким-то причинам подрезку верха стропила выполнить невозможно его наращивают искусственно обрезком стропила и крепят монтажными пластинами с двух сторон.

При монтаже необходимо добиться максимально горизонтальной поверхности верхней врубки, иначе, при изменении вида опирания, система станет распорной!

    1. Наиболее распространенный вариант, когда низ наслонной стропильной ноги делается на ползуне. Верх закрепляется при помощи гвоздевого боя или болтового соединения, либо стропила упирают друг в друга и объединяют металлическими зубчатыми пластинами или деревянными накладками.В этом варианте, при креплении стропила к мауэрлату, необходимо обратить внимание на рассчитанный проектный шаг. Крепление стропила может происходить при помощи двух гвоздей, вбитых под некоторым углом в боковые поверхности, либо с помощью одного гвоздя, забитого через верх, либо при помощи гибкой пластины.
    2. При жестком защемлении конькового узла, когда верх жестко фиксируют, а низ делают на ползуне, также не возникает распора на стены. В таком случае, в жестко соединенном коньковом узле появляется максимальный изгибающий момент, стремящийся разрушить узел, и стропильные ноги получают гораздо меньший прогиб. Применив жесткое защемление верха стропил, мы получим некоторый запас прочности, который увеличит их несущую способность.

Все варианты включают в себя общий принцип: один край стропила делается на шарнире, позволяющем только поворот, другой край делается на скользящей опоре, допускающей поворот. Крепление на жестких опорах и ползунах выполняют различными вариантами: гвоздевым боем, скобами, крепежными пластинами. Все три варианта при воздействии неравномерной нагрузки и разных углах наклона скатов крыши имеют статическую устойчивость, если коньковой прогон опирается концами на фронтоны стен. В случае опирания конькового прогона на стойки — ситуация становится хуже.

Во втором и третьем варианте, где коньковой прогон опирается на стойки, статическая устойчивость обеспечивается при равномерной нагрузке на оба ската крыши и одинаковом угле наклона. На практике добиться совершенно симметричных скатов крыши проблематично. Нагрузка неравномерно распределяется по скатам крыши ввиду поступательного таяния снега или давления ветра с определенной стороны. Первый вариант допускает разные углы наклона скатов и хорошо справляется с неравномерными нагрузками только при условии безусловной вертикальности стоек, удерживающих коньковой прогон.

Наслонные стропила

Чтобы понять чем отличаются наслонные и висячие стропила, мне нравится такой визуальный ряд.

Представьте, вы строите дом и между этажами кладете балки перекрытий. На них будет делаться пол верхнего и этажа и потолок нижнего. Теперь, на последнем этаже, вы решили балки перекрытий делать длиннее и вдобавок установить их под наклоном, нижний конец, уперев в стену, а верхний конец в более высокую стену или в вертикально поставленные стойки, которые в свою очередь опираются на внутреннюю перегородку дома через брус, называемый лежень.

Читать еще:  Режим проветривания металлопластиковых окон: возможные проблемы и их решение

Обращаем внимание, что стропильные ноги наслонной системы не связаны друг с другом. Нижний край стропильной ноги опирается на стену, верхний край на вторую стену, либо на коньковый прогон. Прогон это балка, которая устанавливается до установки стропил и на которую попеременно опираются стропильные ноги наслонной системы.

Преимущества наслонной системы

Я вижу одно преимущество, не нужно предварительно собирать, а потом поднимать тяжелые конструкции. Всё делается по месту.

Виды стропильных систем разных типов крыш

Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.

Висячие

Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами – до 5 м., без внутренних перегородок. Нижняя опора – мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания.

Конструкция крыши висячего типа

Балки висячих стропил расположены внизу – они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.

  • Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант – кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.
  • Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение – использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть. Но, еще более «продвинутый» вариант – «мощные» крепежные винты.
  • На верху крыши обязательно нужно закрепить ветровую доску (должна идти от самого мауэрлата до верха конька). Угол организовывается от мансарды. Нужно это для создания максимально прочной крыши, стойкой к ветровым нагрузкам.

Наслонные

Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу – на мауэрлат.

Наслонная стропильная система

Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки. В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.

  • Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
  • Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
  • Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
  • Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
  • Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
  • Качественная вентиляция – залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
  • В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна хорошая гидроизоляция.

В зависимости от выбранной застройщиком формы крыши, ее каркас также будет различным. Предлагаем изучить различные варианты для наиболее популярных верхних конструкций дома.

Односкатные крыши

Изготавливаются под углом 13-25 градусов, такие крыши имеют наиболее простые (в плане изготовления и монтажа) стропила. В случае небольшого здания с пролетами до 5 м. применяется наслонная система. В случае, когда пролеты больше 5 м – дополнительно применяют фермы.

Двускатные

Тоже довольно простой вариант. Особенно, когда под такой крышей оборудуется чердак или мансардный этаж. Углы наклона – 15-63 градуса. Если капитальные перегородки расположены на расстоянии до 6 м. (относительно друг друга) – монтируют висячие стропила. Для ходовых размеров дома 6х6 или 9х9 метров рекомендуем использовать следующие схемы устройства крыши.

Рекомендуемая схема монтажа стропильной системы висячего типа для двускатной крыши

Увеличивая размеры дома, необходимо видоизменять (усиливать) конструкцию. В таких случаях необходимо использовать наслонную технологию.

Варианты двускатной крыши для пролетов более 10 метров: применение наслонной стропильной системы

Вальмовые или четырехскатные

С углами наклона 20-60 градусов, и пролетами не более 13 м. Обязательное условие – внутренние усиливающие элементы. Для крыш такого типа используются фермы, или же монтируются стропила для крыш наслонного вида.

Ломанная крыша

В нижней своей части может обладать наклоном до 60 градусов, в верхней – пологая. Ввиду этой особенности мансардная площадь становится несколько больше. Используются такие же типы стропил, как и в варианте с четырехскатными крышами. Но, рекомендуется применять фермы.

ВЫВОДЫ:

  • Применение наслонных стропил целесообразно в строениях с небольшими пролетами и при наличии средних промежуточных опор или несущей стены.
  • Одной из самых функциональных деталей является стропильная опора скользящего типа, поскольку с ее помощью можно осуществлять крепление к мауэрлату разных промежуточных стропил.
  • При возведении домов используют систему наслонных стропил на основе дерева.
  • Одним из важнейших моментов является точный расчет наслонной стропильной системы еще до начала монтажа стропил.
  • В случае деревянных строений необходимо учитывать фактор усадки дома.
  • В безраспорных системах нагрузка не передается на мауэрлат и на стены.
  • Распорная система отличается жестким выполнением конькового соединения и осуществление опоры на мауэрлат при помощи шарнира.
  • Процесс возведения кровли должен осуществляться в определенной последовательности.

Как выглядит стропильная конструкция “изнутри”, смотрите на видео.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×