Dbo24.ru

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

Висячие стропила – особенности устройства и монтажа

Висячие стропила – особенности устройства и монтажа

Крыша – наиболее сложный элемент конструкции жилой, хозяйственной или производственной постройки, которую нельзя построить без точного расчета и детального проекта. Ее устройство состоит из гидроизоляционного покрытия и каркаса, отвечающего за форму, несущую способность и надежность кровли. Различают 2 типа стропильных систем, отличающихся по составу и способу соединения элементов – висячую и наслонную. В этой статье мы расскажем, что такое висячие стропила, а также как это конструктивное решение применяется в строительстве.

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).

Схема двускатной крыши

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.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

Безраспорные стропила без подкосов

Данный вид наслонных стропил не дает распор на внешние стены. Нивелирование распирающих нагрузок происходит, благодаря особому сочетанию креплений. Один край стропилины всегда закрепляют жестко, а второй – на скользящей опоре. Это дает отсутствие распора.

Жесткое крепление может означать, что узел закреплен, но допускается поворот балки в шарнире (одна степень свободы). Также существует жесткое защемление стропильной балки, при котором любые смещения невозможны (нулевая степень свободы).

Больше свободы дает скользящее крепление, которое позволяет стропильной ноге не только поворачиваться, но и смещаться горизонтально (две степени свободы).

Безраспорная конструкция характеризуется тем, что в ней всегда присутствует и жесткое, и скользящее крепление. Благодаря этому, под влиянием нагрузки, стропила изгибаются, не передавая распор на стены.

Варианты закрепления стропильных ног

Низ стропилины закрепляют жестко, верх – свободно (скользящая опора)

Нижний край стропилины крепят жестко к мауэрлату (одна степень свободы), путем врубки зубом. В другом случае применяют запил с фиксацией опорным бруском.

На верхнем конце стропилины делают горизонтальный пропил со скосом. Если врубка невозможна, то край стропильной ноги подшивают снизу обрезком балки и скрепляют с двух сторон монтажными пластинами. Крепление верхнего края стропилины к прогону выполняют по типу скользящей опоры. При этом противоположные стропилины укладывают на конек поочередно, без скреплений между собой. Поэтому двускатную крышу, выполненную по этой схеме можно воспринимать, как две односкатные крыши, прилегающие друг к другу.

Сложность схемы в том, что любая погрешность в реализации конькового узла, превращает безраспорную конструкцию в распорную. Поэтому данный вариант редко используют для двухскатных крыш, чаще – для односкатных.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко

Самая распространенная схема для частных домов.

Нижний край стропилины закрепляют к мауэрлату на ползуне (металлической скобе), благодаря чему она может сдвигаться и изгибаться под нагрузкой. Чтобы стропилина не могла «уйти» в боковом направлении, с двух сторон ее фиксируют металлическими уголками или брусками.

Верх стропильных ног закрепляют на шарнире с допуском поворота (одна степень свободы). При этом коньковые узлы наслонных стропил данного типа выполняют так: края стропилин схлестывают между собой и соединяют болтом или гвоздями. Или же стыкуют предварительно срезанные под углом концы, а затем связывают их металлическими или деревянными накладками.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко защемляют

Эта схема отличается от предыдущей тем, что соединение стропил в коньковом узле выполняется с жестким защемлением. Стропила скошенными торцами опирают друг в друга, а затем связывают их между собой и коньковым прогоном двумя ригелями-затяжками. Получается узел с защемлением.

Низ стропильных ног соединяют с мауэрлатом свободно, на ползуне.

Данный вариант креплений отличается повышенной несущей способностью, позволяющей применять его в регионах с повышенным уровнем снеговых осадков.

Способы повышения устойчивости безраспорных систем

Все три рассмотренные стропильные системы показывают себя, как устойчивые при неравномерных нагрузках только в случае жесткой фиксации конькового прогона. То есть, когда его концы выводят на фронтоны или подпирают дополнительными накосными стропилами.

Если же коньковый прогон опирается только на стойки, крыша может потерять устойчивость. В рассмотренных втором и третьем вариантах (низ стропильной ноги на ползуне, верх – жестко закреплен) при увеличении нагрузки на один из скатов крыша будет смещаться в сторону увеличившейся нагрузки. Первый вариант сохранит форму, но только при идеально вертикальных стойках (под прогоном).

Читать еще:  Самостоятельный выбор дисковой пилы

Чтобы, несмотря на нежесткую фиксацию прогона и неравномерные нагрузки, система стропил наслонная осталась устойчивой, ее дополняют горизонтальной схваткой. Схватка – это балка, обычно с тем же сечением, что и у стропил.

Она скрепляется со стропилами гвоздями или болтами. Пересечение схваток и стоек фиксируется гвоздевым боем. Работу схватки можно охарактеризовать, как аварийную. В случае неравномерной большой нагрузки на скаты, схватка включается в работу и предохраняет систему от перекоса.

Укрепить систему с жестко закрепленным верхом и свободным низом (второй и третий варианты) можно с помощью небольшой трансформации нижнего узла. Стропильные ноги выводят за край стен. При этом само крепление остается скользящим, по типу ползуна.

Еще один вариант повышения устойчивости – жесткое крепление низа стоек, на которых удерживается горизонтальный коньковый прогон. Для этого их врубают в лежень и фиксируют к перекрытиям, например, используя накладки из досок или брусков.

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.

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.

Стропила и их монтаж

Правильный монтаж наслонных стропил

Рисунок 2. Карта снеговых нагрузок.

В постройках, имеющих односкатный либо двускатный тип кровли, применяются наслонные стропила. Данный вид элементов является конструкцией малых размеров либо брусьев, для которых опорой служат две стены строения, либо же три точки, включающие конек с двумя стенами.

Коньковый элемент, то есть брус, укрепляется с помощью стоек, опирающихся в лежни. Использование определенных вариантов, после того как выстроенный дом имеет необходимые габаритные размеры, то есть больше 6 метров, связано с появлением потребности в возведении стен либо опор.

Опорами самым концам конструкции наслонных стропил служат стены дома, а средний уровень конструкции должен опираться на дополнительные опорные элементы (стойки, балки, различные прогоны и т.д.), которые являются промежуточными. Это показано на рис. 1. Соответственно они могут быть установлены в строениях, оснащенных столбчатыми опорами либо средним уровнем несущих стен.

Наслонный тип стропил устанавливают при расстоянии от одного вида опоры до другого не больше 6,5 метров. Присутствие дополнительных опорных элементов может позволить сделать ширину больших размеров, которая должна быть перекрыта с помощью наслонных стропил, размер которых до 12 метров. Иногда проем перекрывают с помощью двух соседних опор на ширину не более 15 м.

В постройках из бруса в качестве опор стропильным ногам предусмотрены верхние венцы из дерева. Опорой каркасных ног служит верхняя обвязка. Если ширина постройки является везде одинаковой, то кровля с наслонным видом стропил выходит с наименьшим весом. Вместо обыкновенных конструкций из дерева использование железных форм и балок является преимущественным.

Если кровельная стропильная система имеет стропила, создающие условия нормального давления на стены, которое является горизонтальным и распирающим, то при этом названием стропильных ног будет безраспорные наслонные стропила. Монтировать их допустимо тремя путями, исключающими возможность небезопасного уровня нагрузок на стенки:

Рисунок 3. Расчетная снеговая нагрузка.

  1. Стропильная нога при монтаже прошивается бруском, она иногда может и упираться концом в сам мауэрлат, укреплять ее требуется путем врубки.
  2. За счет подвижного соединения, а именно ползуна, стропила внизу крепятся к брускам либо мауэрлату, укладку верхних концов стропил фиксируют гвоздями.
  3. Данный способ имеет значение для жесткого типа монтажа прогонов и стропил, который используется для коньковых узлов. Доски следует прибивать гвоздями в параллельном направлении коньковому брусу каждой стороны.

Монтировать наслонные стропила распорные — это значит устраивать кровельные системы, уровень давления на систему которыми будет передаваться на стены (если стропила прикреплены к ним).

Если учитывать все три возможных способа крепления безраспорных типов стропил, поменяв крепление стропил на жесткое, неподвижно соединив их с брусками либо мауэрлатом, то можно достичь создания внутреннего напряжения в системе, выраженного в распирающем типе давления на стенки.

Фактически распорные виды наслонных стропил являются переходной схемой в условиях монтажа безраспорных стропил наслонного типа к висячим элементам.

Как вести расчеты нагрузки на кровельную стропильную систему

Рисунок 4. Карта ветровых нагрузок.

Читать еще:  Размеры и характеристики пенополистирола

Расчеты различных показателей ветровой нагрузки связаны с определенным типом местности. Чтобы сделать расчет снеговой или ветровой нагрузок, можно воспользоваться формулами (1) и (2):

где Sg — показатель для расчета веса покрова снега на метр квадратный горизонтальной поверхности участка земли, который должен приниматься во внимание в соответствии с таблицей (рис. 2). Табличные значения от I до VIII соответствуют областям, обозначенным на карте снеговых нагрузок по регионам. Схема для расчета по таблице представлена на рис. 3.

µ — коэффициент, указывающий на переход от общего веса всего покрова снега на земле к снеговой нагрузке на покрытие.

Коэффициент µ определяется углом наклона ската крыши:

    µ=1, если угол наклона ската Статья по теме: Подъемные шторы своими руками: мастер-класс от профессионалов

По своим эксплуатационным свойствам висячая стропильная система основана на возможных сжатиях и изгибах. Вместе с тем система обладает распирающими способностями, передающимися стенам. С целью снижения этих усилий используются затяжки (стальные либо из дерева), которые соединяют стропильные ноги. Они могут размещаться у основания конструкции стропильной системы и повыше его.

Чем более высоким является крепление специальной затяжки, тем большей надежностью должны обладать висячие стропила.

При пролетах, составляющих больше 8 м, может быть использована балка (стойка), имеющая подкосы. К плюсам данной кровельной системы относится способность к перекрытию больших просветов.

Висячие стропильные системы применяют для построек, имеющих облегченную конструкцию стен. При устройстве стропил висячего типа они обычно могут упираться своими концами в конструкцию стены постройки, а также мауэрлат, который представляет собой опорный вид бруса. Опорные конструкции промежуточного типа при этом не предусматриваются.

Стропильную систему закрепляют хомутами к стенкам строения. Возникает распорное напряжение, которое не передается на стенки, а остается в установленных пределах формы треугольника, который включает затяжку и оба элемента висячих стропил. Затяжка должна быть укреплена на мауэрлате. При этом стропила с затяжкой опираются не на конструкцию стен, а на мауэрлат.

При установке висячих стропил используют запил. Так стропильную ногу крепят на сам мауэрлат, зафиксировав ее болтами либо гвоздями. Устройство висячих стропил завершено, когда они концами встык соединены в коньке и укреплены деревянными накладками.

Распорная система

Распорную систему мы имеем возможность создать, применяя несколько безраспорных стропильных систем с заменёнными в них различными степенями систем. Получаем шарнирную опору для использования её в качестве распорной системы, крепко-накрепко зафиксированной гвоздями. Все составляющие системы остаются неизменны, даже напряжения стропильных систем и соответственно изгиба. Но в этой ситуации образуется распор, который раздвигает стенки постройки.

Система, имеющая в своём составе разные виды стропил, называется смешанной. Зато распорная система обладает высокой устойчивостью к различным нагрузкам, только мауэрлат нужно обязательно зафиксировать на поверхности стены сооружения.

Чтобы значительно снизить распор на стенки, рекомендуется установить прогоны, обязательно жёсткие, которые можно получить, если добавить побольше стоек или балок.

В статье мы ознакомим Вас с принципами выбора и монтажа простейших и самых распространённых стропильных систем, применяемых в Витебске.

Определяющими факторами выбора типа стропильной системы являются геометрия дома и конструкция его основных элементов. Опорой стропильной системе, в процессе эксплуатации, могут быть не только наружные стены дома, но и опорные стены внутри или специально возведённые опоры, значит проектировать стропильную систему нужно совместно с фундаментом.

Система висячих стропил идеально подходит для домов, у которых наружные стены отстоят друг от друга не более чем на 6 метров. Такого рода стропильной системе не нужны дополнительные опоры внутри дома, опорой для стропильных ног служит мауэрлат, а специальная затяжка предохраняет ноги от сдвига и давления на стены. Эти затяжки, одновременно, являются балками перекрытия между чердачным и основным помещением дома, что значительно экономит как работу, так и материалы для строительства. Иногда параллельно затяжке устанавливают ригель, его назначение дублировать работу затяжки. При большем расстоянии между стенами, возникает необходимость установки стоек и подкосов, в таком случае нижняя часть стропил, после подкоса, не должна быть длинней 4,5 метров, если это случается – подкос устанавливают ещё один.

На что необходимо обратить внимание, при устройстве стропильной системы такого типа:

  • Нагрузка на мауэрлат такой системы значительна, посему не рекомендуем запускать стропильные ноги для организации свеса, надёжней будет закрепить их на мауэрлате, а свесы организовать кобылками, сечения бруса, для изготовления кобылок, меньше чем сечение стропильных ног, конструкция получается легче, да и свес больше 1 метра делать не целесообразно.
  • Независимо от типа применяемого кровельного покрытия, мы рекомендуем всегда использовать стандартные доборные элементы кровли: карнизные и торцовые планки, это не только сохранит внешний вид, но и сохранит стропильную систему от атмосферной влаги.
  • При монтаже стропильной системы, может случиться ситуация, когда дерево высохнет и придётся подтягивать все болтовые и винтовые соединения, предусмотрите доступ и возможность проведения этой не сложной операции.

Стропильная система наслонного типа применяются, когда расстояние между наружными стенами дома в промежутке от 10 до 16 метров. Данная стропильная система предусматривает сооружение в доме опорных колонн или несущих стен. Основное отличие такой стропильной системы от стропильных систем с «висячим стропилами» то, что опорой для верха стропильных ног служит коньковый прогон, а он, в свою очередь опирается на лежень, через опорные стойки. Иногда, если длинна пролёта больше 16 м, или требуется усиление стропильной системы, устраивается два боковых прогона с опорами, а также применяются ригели и подкосы. При таком устройстве стропильной системы, опорами прогонов можно устроить стену в мансардном помещении, однако высота её получится всего 1-1,5 м, для увеличения высоты «ломают» скаты.

Читать еще:  Особенности конструкции наслонных стропил

Особенного внимания, при устройстве крыши наслонного типа, следует уделить следующим вопросам:

  • Все части стропильной системы должны быть толще 50 мм;
  • Узлы стыковки элементов стропильной системы необходимо тщательно подогнать;
  • Важно то, что бездумно, «от себя», добавленные элементы системы могут нанести непоправимый вред, сместив вектора нагрузок;
  • Геометрическая форма мауэрлата должна полностью соответствовать основанию, горизонтальность поверхностей обязательна;
  • Элементы усиления должны быть установлены зеркально, нагрузку нужно делить поровну;
  • Обязательно соблюдение размеров вентиляционных зазоров для всех элементов;
  • Деревянные детали не должны соприкасаться с кладкой или бетоном, устройство гидроизоляции обязательно!
  • Ни одна силовая деталь, подкос, стойка, стропильная нога, не должны быть без опоры при длине более 4,5 м;

При монтаже стропильной системы любого типа, очень важна прочность и жёсткость всей конструкции, поэтому большое значение имеет качество соединения элементов. В старину все соединения зарубались, во время этого, элементы стропильной системы ослаблялись в местах соединения, материал выбирался «с запасом» на заруб. В настоящее время появилась масса соединительных элементов и утяжеление и удорожание стропильной системы больше не требуется. Современные нагели и болты вполне справляются с этой задачей.

Широкое распространение в строительстве деревянных конструкций получили и оцинкованные стальные перфорированные накладки. Крепятся они саморезами и не требуют специального инструмента для применения. Монтаж прост и быстр.

О различии стропильных систем, в зависимости от формы крыши, можно почитать ЗДЕСЬ.

Если у Вас возникли вопросы – звоните, чем можем – поможем…

Надеемся, статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё со своими друзьями в социальных сетях, достаточно просто нажать кнопочку на странице…

Особенности

Чем в практическом плане узлы висячей системы отличаются от наслонных? Увы, все отличия — не в лучшую сторону:

  • Больший размер пролетов означает увеличенное сечение стропил, что приводит к росту расходов на материалы;
  • Большое усилие на разрыв затяжки требует надежности соединений между ней и стропильными ногами: обычные гвозди или саморезы здесь не годятся. Как правило, стропила соединяются с приподнятой затяжкой внахлест и фиксируются болтами или шайбами с широкими шпильками.

В области конька можно использовать и обычные саморезы.

Это не относится к соединению между стропильными ногами в области конька. Оно испытывает только нагрузку на сжатие; как следствие, здесь могут применяться оцинкованные накладки и даже обычные саморезы, вкрученные через стропило в коньковый прогон.

Правила соединения и крепления стропил

Стандартное крепление элементов стропильной системы – это вырубки и гвозди. Сегодня ассортимент расширился, применяются более простые способы крепежей, но не менее надежные. Давайте рассмотрим несколько вариантов крепления стропильных ног к мауэрлату и к коньковому брусу.

Крепления стропил к мауэрлату

Старый способ – это сделать вырубку, установить вырезанным место на мауэрлат и провести крепление двумя гвоздями. Сложность этого способа заключается в том, что приходится делать вырубку. Это вырез на стропильной ноге, сделанный так, чтобы стропила опустилась на мауэрлат, плотно прижимаясь торцами вырубки к мауэрлату, при этом сохраняя требуемый угол наклона ската крыши. На фото ниже этот вариант показан.

Соединение стропильной гони с мауэрлатом при помощи вырубки и гвоздей Источник hdinterior.ru

К этому способу крепления нередко раньше добавляли проволоку, которую пропускали снизу мауэрлата, оборачивая стропилу и закручивая проволоку поверх последней.

Сегодня с приходом на рынок новейших строительных материалов и крепежных изделий, в том числе, способы крепления стали намного эффективнее и проще. В настоящее время огромной популярностью среди мастеров пользуются металлические крепежные элементы, которые сами крепятся к используемым деталям из пиломатериалов саморезами по дереву или болтами. К примеру, на фото ниже показан один из таких способов крепления.

Крепление стропил к мауэрлату металлическими уголками и болтами Источник kaktak.site

Вообще, болтовое соединение – одно из самых надежных. При этом оно позволяет провести упрощенный демонтаж, если стоит задача реконструкции кровельного сооружения или его капитального ремонта. При этом демонтируемые элементы остаются в качественно надежном состоянии.

Хотелось бы показать еще один вариант крепления стропил к мауэрлату, который чаще всего применяется при сооружении кровельных конструкции, возводимых над деревянными или каркасными домами. Состоит крепеж из двух частей: один крепится к мауэрлату, второй к стропильной ноге. Между собой они состыкованы подвижным соединением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, посмотрите на нижнюю фотографию.

Подвижный способ крепления стропилы и мауэрлата Источник algoritm-stroy.ru

То есть стропила относительно мауэрлата может перемешаться, но при этом она надежно с ним соединена. Суть используемого крепежа состоит в том, что деревянные и каркасные дома подвергаются сильной усадке. Чтобы не произошло смешение и излом всех стыкуемых элементов, и используется подвижный вид крепежа.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector