Безраспорная стропильная система: Стропильные системы скатных крыш: распорные, безраспорные, пристройки, веранды – Безраспорная стропильная система двухскатной крыши

Содержание

Стропильные системы скатных крыш: распорные, безраспорные, пристройки, веранды

  • Варианты конструкций
  • Стропильные системы
  • Современные строения подчас поражают наше воображение самыми необычными формами кровель. Своим стильным и эффектным видом они обязаны разнообразию стропильных конструкций. Однако все они в умелых руках архитектора-проектировщика «собраны», как конструктор, соединенный в определенном порядке из стандартных элементов.

    Варианты конструкций ↑

    Стропильные системы скатных крыш зависят от их особенностей.

    особенности односкатной крыши

    Односкатная  – наипростейший вариант в изготовлении. Особенность ее конструкции в отсутствии конька, стоек и подкосов. Такими кровлями, как правило, покрывают строения с 6–8-метровыми пролетами. Несмотря на простоту конструкции, При разумном подходе и такая простая конструкция имеет свои преимущества. К примеру, с южной стороны, направленной на север, можно установить довольно большие окна. Это самая удобная стропильная система пристройки, гаража и т. п., тем более что она позволяет «собирать» кровлю из крупногабаритных листовых материалов.

    особенности двухскатной крыши

    Еще одной простой и дешевой по конструкции считается двускатная. Однако, и она не лишена недостатков. К примеру, в обычной крыше этого типа слишком мало пространства для мансарды.

    особенности вальмовой крыши

    Вальмовая – не двух, а четырехскатная. С определенного ракурса она напоминает обычную двухскатную. Однако, ее скаты поверхность дома целиком не закрывают – оставшееся по бокам пространство закрывается боковыми треугольными вальмами. Таким образом, кровля получается четырехскатной и для ее устройства используют стропила двух типов.

    особенности многощипцовой крыши

    Многощипцовая – это конструкция, которая как бы состоит из совокупности двухскатных крыш с разнонаправленными коньками. Стропильная система подобных кровель самая дорогостоящая, но зато дает возможность обустройства дополнительной площади на чердаке.

    особенности шатровой конструкции

    Шатровая, благодаря своей форме, напоминающей пирамиду, максимально устойчива к ветряной нагрузке. На ней к тому же не задерживается снег. И это при том что система стропил у нее – одна из наиболее простых. Правда, отсутствие фронтонов не позволяет обустроить на чердаке даже небольшое помещение.

    Стропильные системы ↑

    система стропил

    Наслонные или висячие ↑

     

    Каркас для устройства состоит из элементов треугольной формы, благодаря чему, даже испытывая большое количество переменных нагрузок, конструкция не теряет жесткости. Стропильные системы скатных крыш подразделяют на висячие и наслонные.

    наслонные и висячие схематически

    В основе выбора того или иного типа, способа крепления лежат следующие параметры:

    • размеры самого строения;
    • уклон и форма кровли;
    • нагрузка.
    Наслонные стропила

    конструкция наслонных стропилДля строений с одно- или двускатной крышей более характерно использование наслонных стропил. Это – конструкция, собранная из коротких брусьев либо досок, имеющая две-три точки жесткого крепления. В первом варианте это стены строения, в случае двускатной – добавляется конек, причем коньковый брус в данном случае должен быть укреплен стойками. Опорами для последних служат лежни. Длина стропил в постройках, отличающихся большими габаритами, превышает 6 м. Вполне возможно, что здесь понадобится установить дополнительные опорные конструкции. К примеру, соорудить внутри капитальные стены или столбчатые опоры.

    Висячие

    конструкция висячих Такая конструкция отличается отсутствием промежуточных опор. Такими стропилами чаще перекрывают пролеты, превышающие 7 м. Единственной опорной точкой для стропильной ноги остается стена. Что же касается второго конца, то в этом случае состыковывают верхние части стропильного бруса и встречной ноги. Для этого используют различные способы: посредством прорезного шипа или пластин из металла, соединение вполдерева.

    Распорные или безраспорные ↑

    Надежность кровли в первую очередь обеспечивает тщательный расчет нагрузок, под воздействием которых находится ее каркас. Стропила становятся как бы «проводниками» этих нагрузок на внешние опоры строения. Нагрузка, которую стропильные ноги оказывают на свои опоры, бывает двух видов – распорные и безраспорные .

    Распорная

    распорная в рисунках

    Балки стропил в такой конструкции работают на сжатие и изгиб, что вызывает по горизонтали существенное распирающее усилие. Оно, естественно, передается стенам. При установке горизонтальной затяжки это распор она примет на себя, и это усилие уменьшится. Этот элемент фермы выполняет несколько функций:

    • соединяет стропила,
    • служит для них опорой,
    • не позволяет разъехаться основаниям балок.

    Затяжка может быть установлена у основания стропил, тогда она выступит в качестве балки перекрытия. Ее можно установить и выше. При таком устройстве затяжку называют ригелем. Для больших пролетов, как правило, требуется усложнение конструкции ферм, то есть устанавливают не только затяжки, но другие дополнительные элементы.

    Безраспорная

    безраспорная формулы размеры

    Опорой нижних концов стропильных ног в этой системе служат:

    • стены, а верхними концами они соединены между собой на прогон, который, в свою очередь, опирается на стойки или
    • опорные рамы, образованные верхними и нижними прогонами, стойками и подкосами

    Элементы системы функционируют, как балки, то есть исключительно на изгиб.

    Способы крепления ↑

    крепление стропил на мауэрлат

    Безраспорные системы. Стропила этого типа устанавливают таким образом, чтобы одна опора скользящее крепление стропилоказалась закрепленной, а другая – подвижной, причем обе они должны иметь возможность свободного вращения. На практике исключить опасные нагрузки, воздействующие в этом случае на стены, можно тремя способами. Стропильную ногу нижним концом упирают в мауэрлат. Ее подшивают бруском и фиксируют, используя врубку зубом. Желательно также дополнительную застраховать крепление проволокой. Верхнюю часть бруса монтируют на коньковый прогон. Для крепежа пользуются принципом скользящей опоры. Примером может послужить стропильная система веранды.

    • Низ стропила фиксируют, используя подвижное соединение. Для фиксации верхней части после ее укладки на коньковый прогон используют болт, гвозди и т. д. Это самый распространенный вариант для двухскатных крыш.
    • Жесткое крепление к прогону при помощи гвоздей, шпилек или другого крепежа.

    В любом варианте соблюдается следующий принцип: одним концом стропильную ногу фиксируют на опоре, действующей по принципу скольжения, допускающим поворот, другим – на шарнире, позволяющим только поворот.

    жесткое крепление стропилРаспорные. Обе опоры, в отличие от безраспорных, – закрепленные. Установку проводят по тем же строительным схемам, только при этом нижние опоры фиксируют не на ползуны, а на шарнир, допускающий одну степень свободы. К нижней части стропила можно прибивать опорные бруски примерно в метр длиной либо крепят опору на мауэрлат на «зуб».

    Для небольших легких крыш можно устраивать без мауэрлата, однако следует учесть, что в этом случае нагрузка по стене распределяется неравномерно.

    © 2020 stylekrov.ru

    Стропила без подкосов | Все о ремонте и строительстве

    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.

    рис. 31. 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. 32): связывают гвоздевым боем или болтом, либо упирают друг в друга и связывают деревянными прибоинами или металлическими зубчатыми пластинами (МЗП).

    рис. 32. 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. 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.

    рис. 33. 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. 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.

    рис. 34. Потеря устойчивости стропильной системой

    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.

    рис. 35. 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. 36).

    рис. 36. 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. 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.

    рис. 37. 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 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.

    рис. 38. Стропила упертые обоими концами в мауэрлат и друг в друга показывают распор

    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.

    рис. 38.1. 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.

     

    Разновидности наслонных стропил: конструкция и узлы

    Наслонная стропильная система – конструкция, применяемая при сооружении крыш зданий с промежуточными несущими стенами, опорными столбами или колоннами. Опирается она не только на стены снаружи, но и на внутреннюю центральную опору ( в некоторых случаях – на две).

    Если говорить про использование, то наслонные стропила – самые распространенные для жилых частных домов, которые, как правило, имеют внутренние стены-перегородки.

    Особенности наслонных стропил

    Составные элементы наслонной системы: две стропильные ноги, нижние края которых опираются и закрепляются на наружных стенах (мауэрлате), а верхние – на горизонтальном коньковом прогоне. Прогон, в свою очередь, удерживается вертикальными стойками, упертыми в промежуточную стену.

    Это классическая схема устройства наслонной системы, подходящая для двухскатной крыши. С односкатной крышей прослеживаются те же правила, но с иной реализацией.

    Стропила, входящие в стропильную систему, укладывают с опорой на противоположные несущие стены (выходит, что только на две опоры). Внутренняя перегородка здесь не нужна. По сути, ее функцию выполняет более высокая стена.

    Для повышения несущей способности стропильной конструкции, в систему внедряют подкосы. Их наличие позволяет увеличить длину перекрываемых пролетов.

    Для односкатных крыш возможно применение наслонных стропил без внедрения подкосов при пролетах до 4,5 м. Наличие подкоса увеличивает эту возможную длину до 6 м. Похожая тенденция прослеживается с двухскатными крышами.

    Двухскатная конструкция с одной промежуточной опорой используется для пролетов до 9 м. Установка подкосов увеличивает максимальную длину пролета до 10 м. А комбинация подкосов со схваткой (горизонтальной балкой, соединяющей пару стропильных ног) – до 14 м.

    Существует несколько вариантов реализации наслонных систем, среди которых различают безраспорные и распорные конструкции с дополнительными поддерживающими подкосами, схватками, подстропильными балками.

    Рассмотрим основные конструкции наслонных 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).

    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.

    Распорные стропила без подкосов

    В этом случае стропила опираются на несущие стены и передают им распор.

    Поэтому такие системы нельзя применять для домов, стены которых выстроены из газобетона. Газобетонные блоки совершенно не противостоят изгибу и разрушаются при распорных нагрузках. А другие материалы, например, кирпич или бетонные панели, легко выдерживают такие нагрузки и не деформируются.

    Распорная система стропил требует наличия жестко закрепленного мауэрлата. Причем, чтобы выдержать распор, прочность стен должна быть высокой. Или же по верху стен должен идти неразрывный железобетонный пояс.

    Для распорных стропил используют те же, рассмотренные выше для безраспорных систем, варианты креплений.

    Но с одним нюансом: все имеющиеся скользящие крепления (ползуны) заменяют на шарнирные с возможностью поворота. Для этого к низу стропилины прибивают опорный брус или делают врубку зубом в мауэрлат. Шарнирное крепление в коньковом узле выполняют, наложив стропила друг на друга и скрепив их гвоздевым боем или болтом.

    Распорная конструкция – это нечто среднее между наслонными безраспорными и висячими системами. Коньковый прогон в них еще используется, но он уже не играет значительной роли.Ведь стропила уперты нижними краями в стены, а верхними краями – друг в друга. При просадке стен или прогибе конькового прогона под собственным весом, прогон перестает работать вообще.

    По своей сути такие стропила становятся висячими.Для повышения устойчивости системы в нее включается схватка, которая работает на сжатие.Она частично, хоть и в небольшой степени, снимает распор на стены. Для того, чтобы схватка сняла распор полностью, она должна соединить нижние края стропильных ног. Но тогда она станет уже не схваткой, а затяжкой.Также уменьшает распор установка жестко зафиксированного конькового прогона.

    Стропила с подкосами

    Такие системы могут устраиваться как по распорным, так и по безраспорным схемам. Их отличие от уже рассмотренных вариантов состоит в наличие третьей опорной части под стропильной ногой – подкоса (подстропильной ноги).

    Подкос меняет систему.

    Стропилина из однопролетной балки превращается в двухпролетную неразрезную. Это позволяет увеличить перекрываемый пролет, вплоть до 14 м. А также – уменьшить сечение стропил.

    Подкос соединяют со стропилиной таким образом, чтобы не допустить ее смещения. Делается это следующим образом: подкос заводят под стропило и фиксируют деревянными накладками по бокам и снизу.

    Наслонная система с подстропильными балками

    Эта конструкция наслонных стропил подходит для построек с двумя продольными несущими стенами или промежуточными поперечными стенами. Стойки в этом случае расположены не под коньком, а под стропилами. Коньковый прогон отсутствует.

    Стропильные ноги в схеме опираются на две подстропильные балки (сквозные прогоны), которые, в свою очередь, уложены вдоль скатов крыши и опираются на вертикальные стойки. Стойки закреплены к несущим промежуточным стенам через лежни.

    Сквозные прогоны можно и не включать в схему. Тогда стойки придется подводить непосредственно под каждую стропилину и закреплять с затяжкой гвоздевым боем.

    Сверху стропильные ноги стыкуют между собой и связывают накладками из металла или дерева с двух сторон.

    Отсутствие конькового прогона автоматически означает, что стропильная система образует распор. Чтобы его нейтрализовать в безраспорном варианте системы, ниже сквозных прогонов закрепляют затяжку.

    При нагрузках она будет растягиваться и устранит нежелательный распор. Для сохранения устойчивости в системе используется схватка, закрепленная в нижней части сторопильных ног. Также от складывания конструкцию уберегут специальные расшивки, которые закрепляют крест-накрест между стойками.

    В распорной системе схватку устанавливают выше сквозных прогонов. Тогда схватка под нагрузкой будет сжиматься и, по сути, превратится в ригель.

    Установка стоек под стропильными ногами или сквозных прогонов (и отсутствие центральных стоек!) дает возможность использовать наслонные стропила данного типа для устройства просторных мансардных помещений. Другие схемы подходят только для чердачных помещений и мансард с перегородками.

    Ключевые моменты монтажа наслонных стропил

    Имея на руках рассчитанную схему устройства, можно приступать к монтажу стропильной системы. Установка выполняется в несколько этапов, основные из них такие:

    1.

    По верху наружных стен укладывают мауэрлат – доску или брус. Чтобы предупредить загнивание мауэрлата, между ним и стеной прокладывают гидроизолирующий материал – рубероид, толь и т. п.

    2. По верху промежуточной стены укладывают лежень, который необходим для крепления вертикальных стоек.

    3. На лежне закрепляют стойки с шагом 3-6м.

    4. Сверху, на стойки, устанавливают коньковый прогон.

    5.

    Выставляют стропила с шагом 0,6-1,2 м. Снизу стропильная нога крепится к мауэрлату в соответствии с выбранной схемой креплений (на шарнире или на ползуне). Сверху стропильные ноги либо выкладывают отдельно на коньковый прогон, либо соединяют верхние края между собой, опирая на конек.

    6. Если схема предусматривает, стропильные ноги соединяют горизонтальными схватками.

    7. Опять же, по требованию схемы, выставляют подкосы, опорные элементы.

    Выполняя работы по установке стропил нельзя допускать оплошностей.

    Следует помнить, что стропильная система – это каркас крыши, который должен выдерживать все возможные нагрузки. Неправильно рассчитанная или смонтированная система может запросто привести к перекосу и даже разрушению всей крыши.Помимо декоративных особенностей, кровля любых строений должна иметь качественный тип конструкции и быть высокопрочной. Эти факторы имеют первостепенное значение для надежности крыши, они достигаются при помощи монтажа стропил и каркаса, передающих необходимое давление на стены постройки.В строительстве домов с опорными стенами необходимо применять узлы стропил наслонного типа.В строениях с наличием опорных стен применяются узлы стропил наслонного типа.Они подразделяются на несколько видов, особенности которых рассмотрены ниже.

    Узлы соединения стропильных конструкций

    Основное преимущество таких стропил — это долгий срок службы, поскольку они размещаются в местах, где происходит постоянный воздухообмен. Это обстоятельство не позволяет сырости сохраняться в древесной структуре элементов конструкции, таким образом защищая их от гниения и разрушения. Наслонные стропилаимеют простейшую конструкцию, поэтому их устройство не вызывает каких-либо проблем.

    Схема узлов соединения стропильной системы.

    Узлы соединения стропильной системы включают в себя следующие детали:

      опорное основание;части, размещающиеся под стропилами;каркас.

    Конструктивные особенности наслонных несущих для односкатного типа кровли оснащаются дополнительными опорами, боковая часть которых размещается на противоположных сторонах стен здания. Для двухскатного типа кровли дополнительно используются двойные стропильные ноги с уклоном. Их нижняя часть размещается в упор к стене, а верхняя часть опирается на прогон, поддерживаемый при помощи специальных стоек.

    Если расстояние прохода увеличить, есть риск сгибания, поломки и дальнейшего прихода в неисправность стропильной ноги.

    Это можно предотвратить при помощи несущих частей, размещающихся под стропилами. Они состоят из специальных стоек и подпорок из досок, которые размещаются во время соединения опор. Такой подход позволяет укрепить наслонную конструкцию, придав ей больше надежности.

    Опорные системы делятся на 2 основных типа: безраспорная и распорная.

    Несущие узлы и метод крепления стропильного основания позволяют определить, создается ли распор на несущие стены.

    Безраспорные наслонные стропила

    Схема расположения наслонных стропил для двухскатных крыш.

    В этой конструкции опорное основание монтируется на изгиб, оно не перераспределяет распирающее усиление на несущие стены. Обустройство безраспорной системы предполагает 3 различных вариации.

    В первом случае внизу опорного основания закрепляется несущий брус или создается выемка и соединяется с мауэрлатом. В верхней части опоры создается выемка с большим размером и небольшим уклоном. Это нужно для предотвращения упора в прогон краевой частью, так как возникнет вероятность оказания давления на стропила, что приведет к прогибу.

    Учитывая, что на концах опоры прогиб стремится к нулевой отметке, его все равно можно подрезать, но с небольшой оговоркой.

    Во всех случаях размер подреза должен быть меньше величины сечения опоры. Если по определенным обстоятельствам не удается осуществить подрезку, принято производить наращивание при помощи стропильных обрезков. Они закрепляются строительными пластинами со всех сторон.

    В процессе установки потребуется создать наибольшую степень горизонтальности для покрытия верхней выемки. Изменив тип несущей опоры, существует вероятность образования распорной наслонной системы.

    Во 2-ом случае нижняя часть опорной основы размещается на ползуне.

    Этот метод является самым популярным. Верхняя часть крепится на болтовом соединении или гвоздях. Крепление также делается путем упора стропил друг в друга, они соединяются при помощи монтажных пластин или древесных накладок.

    Схема узла крепления стропил на ползуне.

    Данный метод подразумевает закрепление опоры к мауэрлату с учетом задуманного интервала. Соединение можно создать посредством 2-х гвоздей, забивающихся под определенным наклоном в краевое покрытие, или при помощи 1-го, прибитого в верхнюю часть. Кроме того, можно воспользоваться любой пластиной смягченного типа.

    В 3-м случае создается крепкое защемление конька.

    Если верхняя часть закрепляется таким образом, а нижняя размещается на ползуне, удается избежать возникновения распора на стены. Этот метод подразумевает образование повышенного давления на изгиб, но вместе с тем опорное основание больше защищено от прогиба. Крепкое защемление верхней части стропил позволяет обеспечить резервную надежность, увеличивающую несущую способность опоры.

    Вышеперечисленные методы конструкции наслонных стропил имеют единый принцип построения: одна сторона опоры крепится на шарнире, а другая размещается на ползуне, что позволяет осуществлять поворот.

    Схема вариантов крепления стропил к стене.

    Закрепление на скользящих опорах осуществляется несколькими способами:

      забиванием гвоздей;строительными скобами;укрепляющими пластинами.

    Все методы наделяют конструкцию неподвижностью при оказании неровного давления и при различной степени уклона кровли. Для этого потребуется опереть коньковый прогон краями на стенные фронтоны. Если упор будет сделан на стойки, то неподвижность не гарантируется.

    2 и 3 методы обеспечивают неподвижность посредством равномерного давления на 2 ската кровли, а также идентичности степени их уклона. Практика показывает, что абсолютно равномерного давления на кровельные скаты не бывает. Это обусловлено атмосферными и погодными явлениями, так как растаявший снег и ветер оказывают различную степень нагрузки на каждый из скатов.

    Первый метод позволяет создавать различную степень уклона кровельных скатов, отлично справляясь с неравномерным давлением. Но для этого потребуется добиться абсолютной вертикальности стропил, которые поддерживают крышной конек.

    Распорные наслонные стропила

    Схема соединения распорных наслонных стропил.

    Для получения распорной системы во всех 3-х методах необходимо поменять двойной уровень опоры на одинарный. 1-ый метод подразумевает крепкое закрепление верхних частей опорной основы на болты или гвозди, образуя несущую на основе шарнира.

    Узлы соединения для распорной системы являются практически такими же, как и для безраспорной. Давление на изгиб и защемление остается неизменными, образуя распор, оказывающий нагрузку на стены здания. Эта система включает в свою конструкцию и наслонные, и висячие опоры, поэтому ее принято называть гибридной.

    Распорная конструкция статична, устойчива ко всем возможным типам давления, но для этого необходимо хорошо закрепить мауэрлат на стене. Монтаж коньковых прогонов также уменьшает распор.

    Его надежность можно повысить посредством увеличения количества опор и поперечин. Эта система больше всего подходит для построек, возведенных на основе бревен, бруса и облегченного бетона. Здания на бетонной, кирпичной и панельной основе гораздо лучше справляются с распором.

    Детали, размещающиеся под стропилами

    Схема поперечной схватки стропил.

    Для придания надежности конструкции необходимо оснастить ее поперечной схваткой. Этот метод слегка повышает устойчивость в узлах наслонных стропил.

    Закрепление схватки производится в пунктах пересечения опор, которые удерживают коньковый прогон. Она размещается на расстоянии 2 м от пола чердака, чтобы люди могли свободно перемещаться по нему. Если край стропила выносится за стену, надежность наслонной системы обеспечивается при любом типе давления.

    Укрепляя поперечные схватки, необходимо высверливать идентичные с диаметром болтов отверстия или на 1 мм меньше. Если возникнет непредвиденная аварийная ситуация, схватка сработает моментально.

    Повышение надежности наслонных стропил достигается при помощи дополнительного укрепления нижней части опор, удерживающих коньковый прогон. Однако это не всегда осуществимо, так как каждый чердак имеет свои особенности построения.

    Если применяется подкос, стропила подпираются дополнительной стойкой, которая создает систему из 2-х пролетов. Он закрепляется под наклоном в 45° при помощи бруска или накладок.

    Грамотный подбор системы наслонных стропил и ее конструктивных особенностей с учетом всех деталей обеспечит любую крышу высокой степенью прочности.

    Помимо декоративных особенностей, кровля любых строений должна иметь качественный тип конструкции и быть высокопрочной. Эти факторы имеют первостепенное значение для надежности крыши, они достигаются при помощи монтажа стропил и каркаса, передающих необходимое давление на стены постройки.

    В строительстве домов с опорными стенами необходимо применять узлы стропил наслонного типа.

    В строениях с наличием опорных стен применяются узлы стропил наслонного типа.Они подразделяются на несколько видов, особенности которых рассмотрены ниже.

    Узлы соединения стропильных конструкций

    Основное преимущество таких стропил — это долгий срок службы, поскольку они размещаются в местах, где происходит постоянный воздухообмен. Это обстоятельство не позволяет сырости сохраняться в древесной структуре элементов конструкции, таким образом защищая их от гниения и разрушения. Наслонные стропила имеют простейшую конструкцию, поэтому их устройство не вызывает каких-либо проблем.

    Схема узлов соединения стропильной системы.

    Узлы соединения стропильной системы включают в себя следующие детали:

      опорное основание;части, размещающиеся под стропилами;каркас.

    Конструктивные особенности наслонных несущих для односкатного типа кровли оснащаются дополнительными опорами, боковая часть которых размещается на противоположных сторонах стен здания. Для двухскатного типа кровли дополнительно используются двойные стропильные ноги с уклоном. Их нижняя часть размещается в упор к стене, а верхняя часть опирается на прогон, поддерживаемый при помощи специальных стоек.

    Если расстояние прохода увеличить, есть риск сгибания, поломки и дальнейшего прихода в неисправность стропильной ноги.

    Это можно предотвратить при помощи несущих частей, размещающихся под стропилами. Они состоят из специальных стоек и подпорок из досок, которые размещаются во время соединения опор. Такой подход позволяет укрепить наслонную конструкцию, придав ей больше надежности.

    Опорные системы делятся на 2 основных типа: безраспорная и распорная.

    Несущие узлы и метод крепления стропильного основания позволяют определить, создается ли распор на несущие стены.

    Безраспорные наслонные стропила

    Схема расположения наслонных стропил для двухскатных крыш.

    В этой конструкции опорное основание монтируется на изгиб, оно не перераспределяет распирающее усиление на несущие стены. Обустройство безраспорной системы предполагает 3 различных вариации.

    В первом случае внизу опорного основания закрепляется несущий брус или создается выемка и соединяется с мауэрлатом. В верхней части опоры создается выемка с большим размером и небольшим уклоном. Это нужно для предотвращения упора в прогон краевой частью, так как возникнет вероятность оказания давления на стропила, что приведет к прогибу.

    Учитывая, что на концах опоры прогиб стремится к нулевой отметке, его все равно можно подрезать, но с небольшой оговоркой.

    Во всех случаях размер подреза должен быть меньше величины сечения опоры. Если по определенным обстоятельствам не удается осуществить подрезку, принято производить наращивание при помощи стропильных обрезков. Они закрепляются строительными пластинами со всех сторон.

    В процессе установки потребуется создать наибольшую степень горизонтальности для покрытия верхней выемки. Изменив тип несущей опоры, существует вероятность образования распорной наслонной системы.

    Во 2-ом случае нижняя часть опорной основы размещается на ползуне.

    Этот метод является самым популярным. Верхняя часть крепится на болтовом соединении или гвоздях. Крепление также делается путем упора стропил друг в друга, они соединяются при помощи монтажных пластин или древесных накладок.

    Схема узла крепления стропил на ползуне.

    Данный метод подразумевает закрепление опоры к мауэрлату с учетом задуманного интервала. Соединение можно создать посредством 2-х гвоздей, забивающихся под определенным наклоном в краевое покрытие, или при помощи 1-го, прибитого в верхнюю часть. Кроме того, можно воспользоваться любой пластиной смягченного типа.

    В 3-м случае создается крепкое защемление конька.

    Если верхняя часть закрепляется таким образом, а нижняя размещается на ползуне, удается избежать возникновения распора на стены. Этот метод подразумевает образование повышенного давления на изгиб, но вместе с тем опорное основание больше защищено от прогиба. Крепкое защемление верхней части стропил позволяет обеспечить резервную надежность, увеличивающую несущую способность опоры.

    Вышеперечисленные методы конструкции наслонных стропил имеют единый принцип построения: одна сторона опоры крепится на шарнире, а другая размещается на ползуне, что позволяет осуществлять поворот.

    Схема вариантов крепления стропил к стене.

    Закрепление на скользящих опорах осуществляется несколькими способами:

      забиванием гвоздей;строительными скобами;укрепляющими пластинами.

    Все методы наделяют конструкцию неподвижностью при оказании неровного давления и при различной степени уклона кровли. Для этого потребуется опереть коньковый прогон краями на стенные фронтоны. Если упор будет сделан на стойки, то неподвижность не гарантируется.

    2 и 3 методы обеспечивают неподвижность посредством равномерного давления на 2 ската кровли, а также идентичности степени их уклона. Практика показывает, что абсолютно равномерного давления на кровельные скаты не бывает. Это обусловлено атмосферными и погодными явлениями, так как растаявший снег и ветер оказывают различную степень нагрузки на каждый из скатов.

    Первый метод позволяет создавать различную степень уклона кровельных скатов, отлично справляясь с неравномерным давлением. Но для этого потребуется добиться абсолютной вертикальности стропил, которые поддерживают крышной конек.

    Распорные наслонные стропила

    Схема соединения распорных наслонных стропил.

    Для получения распорной системы во всех 3-х методах необходимо поменять двойной уровень опоры на одинарный. 1-ый метод подразумевает крепкое закрепление верхних частей опорной основы на болты или гвозди, образуя несущую на основе шарнира.

    Узлы соединения для распорной системы являются практически такими же, как и для безраспорной. Давление на изгиб и защемление остается неизменными, образуя распор, оказывающий нагрузку на стены здания. Эта система включает в свою конструкцию и наслонные, и висячие опоры, поэтому ее принято называть гибридной.

    Распорная конструкция статична, устойчива ко всем возможным типам давления, но для этого необходимо хорошо закрепить мауэрлат на стене. Монтаж коньковых прогонов также уменьшает распор.

    Его надежность можно повысить посредством увеличения количества опор и поперечин. Эта система больше всего подходит для построек, возведенных на основе бревен, бруса и облегченного бетона. Здания на бетонной, кирпичной и панельной основе гораздо лучше справляются с распором.

    Детали, размещающиеся под стропилами

    Схема поперечной схватки стропил.

    Для придания надежности конструкции необходимо оснастить ее поперечной схваткой. Этот метод слегка повышает устойчивость в узлах наслонных стропил.

    Закрепление схватки производится в пунктах пересечения опор, которые удерживают коньковый прогон. Она размещается на расстоянии 2 м от пола чердака, чтобы люди могли свободно перемещаться по нему. Если край стропила выносится за стену, надежность наслонной системы обеспечивается при любом типе давления.

    Укрепляя поперечные схватки, необходимо высверливать идентичные с диаметром болтов отверстия или на 1 мм меньше. Если возникнет непредвиденная аварийная ситуация, схватка сработает моментально.

    Повышение надежности наслонных стропил достигается при помощи дополнительного укрепления нижней части опор, удерживающих коньковый прогон. Однако это не всегда осуществимо, так как каждый чердак имеет свои особенности построения.

    Если применяется подкос, стропила подпираются дополнительной стойкой, которая создает систему из 2-х пролетов. Он закрепляется под наклоном в 45° при помощи бруска или накладок.

    Грамотный подбор системы наслонных стропил и ее конструктивных особенностей с учетом всех деталей обеспечит любую крышу высокой степенью прочности.

    Источники:

    • krovgid.com
    • 1poderevu.ru
    • dekormyhome.ru

    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.

    Стропильная система двухскатной крыши — Всё о кровле

    Устройство стропильной системы двухскатной крыши – конструкция и монтаж своими руками

    Правильно сконструированная и собранная согласно технологии, крыша служить барьером, предотвращающим проникновение внутрь дома холодного воздуха и влаги. Снаружи невооруженным взглядом мы видим только малую часть конструкции – кровельное покрытие. Но каркас крыши, который является наиболее важным компонентом, выполняет основные опорные функции и принимает на себя воздействие ветровой и снеговой нагрузок.

    Чтобы он не деформировался в результат эксплуатации, необходимо правильно рассчитать величину сечения его элементов и определить расстояние между ними с учетом веса кровельного материала, уклона и климатических условий. В этой статье мы расскажем, что собой представляет стропильная система двускатной крыши дома, из чего она состоит, как проектируется и собирается своими руками.

    Что такое стропильная система?

    Стропильная система для двускатной крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов, которые в совокупности составляют каркас конструкции.

    Она изготавливается из древесины или металла в соответствии с расчетом нагрузок, которые будут воздействовать на них в процессе эксплуатации. Стропильный каркас кровли выполняет следующие функции:

    1. Придает кровельным скатам необходимый уклон. Традиционную форму в виде равностороннего прямоугольника двухскатной крыши придает именно стропильный каркас, формирующий уклон между основанием кровли и ее коньком. Расположенная под углом поверхность, позволяет снегу и воде свободно соскальзывать со ската.
    2. Распределяет нагрузку от веса кровельного пирога. Вес кровельного пирога с учетом снеговой нагрузки может достигать до 500 кг/м2, поэтому двухскатная кровля подвергается интенсивной нагрузке особенно в зимний период. Стропила двускатной крыши равномерно распределяют вес, который на них ложиться, а затем передают нагрузку на несущие стены и фундамент дома.
    3. Служит основой для крепления термоизоляции и кровельного материала. Стропильный каркас кровли служит своеобразным скелетом конструкции, вокруг которого строится ее «тело». Между стропильных ног должна устанавливаться термоизоляция, а на обрешетку фиксируется кровельное покрытие, которое защищает от проникновения влаги.

    Обратите внимание, что конструкция стропильной системы двухскатной крыши достаточно сложна для проектирования и сборки, особенно если у мастера не хватает опыта. Ведь чтобы она была способна выдерживать интенсивные нагрузки, нужно правильно рассчитать сечение стропил и шаг стропил, учитывая уклон и длину скатов, используемый кровельный материал, а также составить чертеж, по которому будет выполняться сборка.

    Виды стропильных систем

    Стропильные системы отличаются по многим факторам, их состав зависит от особенностей планировки деревянного или кирпичного дома, совокупного веса кровельного пирога, материала, из которого изготавливается каркас, а также вида кровельного покрытия.

    Важной характеристикой конструкции считается их несущая способность, определяющая, какой вес они могут выдержать без деформации. По характерным особенностям различают следующие виды стропильных систем:

    Наслонная

    Стропильным каркасом наслонного типа называют каркас, стропила которого имеют 2 точки опоры. Верхний конец ноги опирается на коньковый прогон, устанавливаемый на вертикальные стойки, закреплённые на внутренних стена. А нижним концом она устанавливается на мауэрлат.

    Сборка стропильной системы наслонного типа на двухскатную крышу возможна, только если внутри дома располагается не менее 1 несущей перегородки или капитальной колонны. Такую конструкцию часто называют безраспорной, потому что вторая точка опоры стропил компенсирует распирающую нагрузку на стены дома, которую предполагает висячая схема установки каркаса.

    Стропильные ноги наслонного типа испытывают нагрузку только на изгиб, который можно ликвидировать различными подкосами. Наслонная стропильная система позволяет перекрывать дома шириной до 14 метров.

    Висячая

    Висячая стропильная система отличается тем, что ее стропила опираются только нижним концом на мауэрлатный брус, установленный на наружные несущие стены. Верхний конец стропильных ног такой конструкции ни на что не опирается, а как бы висит в воздухе, из-за чего возникает 2 типа нагрузки: на изгиб и на распирание.

    Распирающая нагрузка такой схемы расположения элементов на наружные стены настолько велика, что компенсировать ее приходится с помощью многочисленных ригелей и завязок, за счет которых происходит завязывание стропильных пар между собой.

    Устройство двускатной крыши с висячими стропилами состоит из треугольных ферм, жесткая форма которых не подвергается нагрузкам. Считается, что сложность висячей схемы крепления стропил намного выше.

    Стропильная система двухскатной крыши своими руками монтируется без труда, если правильно рассчитать шаг стропил, то есть расстояние между стропилами и величину их сечения.

    Комбинированная

    Сочетая в себе лучшее от той и другой системы, признана самой надежной. Применяют ее в случаях, когда внутри помещения в качестве опоры внутри дома используются не стены, а колонны. Тогда висячие и наслонные стропила можно чередовать, чтобы усилить конструкцию за счет дополнительных элементов, не увеличивая расход строительных материалов.

    Важно! Скользящая стропильная крыша – еще одна разновидность каркаса, которая отличается тем, что стропильные ноги устанавливают на мауэрлат не с помощью жесткого крепления, а используя подвижную опору. Скользящее крепление позволяет кровле менять в пределах запаса хода размеры в процессе усадки деревянного дома.

    Конструкция

    Устройство стропильной системы двухскатной крыши любого из перечисленных видов представляет собой совокупность вспомогательных и опорных элементов. Они распределяют равномерно вес кровельного пирога, а также компенсируют распирающие и изгибающие нагрузки, возникающие между ними.

    Сечение, длина и шаг стропил определяются с помощью инженерного расчета, учитывающего вес кровельного пирога, климатические условия в регионе строительства, а также уклон конструкции. В состав стропильного каркаса двухскатной кровли обычно входят следующие элементы:

    1. Мауэрлат. Мауэрлатный брус установить на наружные стены дома, на которые опираются кровельные скаты. Он служит для смягчения давления на опоры и равномерного распределения нагрузки от веса кровельного пирога. Он изготавливается из прочного бруса с сечением 150х150 мм или 200х200 мм и крепится к верхнему поясу стен с помощью анкерных болтов или длинных металлических шпилек.
    2. Лежень. Это аналог мауэрлата, только он устанавливается на внутренние несущие стены, а на него нужно выставлять вертикальные стойкий для монтажа конькового прогона.
    3. Стропильные ноги. Этим термином обозначают элементы каркаса, которые изготавливаются из досок с сечением 150-40 мм и устанавливаются под углом к основанию крыши, формируя угол наклона ската. Какое делать расстояние между стропилами, их длину и толщину определяют с помощью расчета, учитывающие совокупные нагрузки, которым они подвергаются в процессе эксплуатации.
    4. Затяжка. Затяжкой называют балки, которые располагают горизонтально и связывают между собой ноги одной стропильной пары, чтобы снизить распирающую нагрузку на наружные стены конструкции. Ригель – это затяжка, установленная под самым коньком конструкции.
    5. Стойки. Стойкой называется вертикальный брус, выставленный на лежень для поддержки конькового прогона. Определить какое расстояние должно быть межу стойками просто, ведь оно повторяет шаг стропил.
    6. Подкосы. Диагонально расположенные подпорки, поддерживающие стропильные ноги посредине или в нижней части, предотвращая их прогиб, называют подкосами.

    Учтите, что определить, как правильно расположить элементы стропильной системы может только расчет временных и постоянных нагрузок, которым они будут подвергаться в процессе эксплуатации. Вычисление совокупного веса кровельного пирога помогает определить верное расстояние между стропилами, вычислить их длину и необходимую толщину.

    Расчет (угол, нагрузка, длина)

    Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

    Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

    • Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
    • Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
    • Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
    • Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

    Помните, что перед тем, как рассчитать стропила на крышу, нужно определиться с основными параметрами конструкции. В частности, необходимо точно знать высоту конька и уклон крыши, а также размеры перекрываемого помещения. Результатом выполнения расчета элементов крыши должен стать подробная схема стропильной системы, отражающая их размеры и углы между ними.

    Из каких элементов состоит и каких видов бывает стропильная система двухскатной крыши

    Стропильная система — мощный каркас кровли для удерживания кровельного покрытия и других элементов.

    Насколько правильно устроен кровельный каркас зависит прочность крыши в целом.

    Иначе может ухудшится ее функциональность, способность защищать здание от внешних воздействий и обеспечивать тепло в доме.

    Поэтому нужно правильно подойти к выбору стропильных систем и верно составить план стропил двускатной крыши.

    А как произвести расчет стропильной системы вы можете прочитаете здесь.

    Виды стропильных систем для двухскатной крыши

    В зависимости от назначения помещения, размеров двухскатной крыши, устройство стропильной системы двухскатной крыши классифицируются следующим образом: висячая система и наслонная.

    Висячая система

    Висячая стропильная система двухскатной крыши имеет опору только на несущие внешние стены здания.

    В зависимости от ширины пролета, проекта крыши устройство висячих систем имеет особенности.

    Для небольших домов

    Висячую конструкцию целесообразно возводить для строений, где расстояние от одной стены до противоположной не превышает 6 метров. Каркас имеет вид треугольника.

    Чтобы усилить несущую способность граней каркасного треугольника, используют несколько методов:

    • Основания стропильных ног в вершине закрепляют накладками;
    • Используют на боковые части бруски большего сечения;
    • Закрепляют бруски, производя их врубку в коньковый элемент;
    • Наращивают скаты для оборудования навеса путем вырубки в наращенных досках проем для каркасного бруса так, чтобы они сводились за линией, проходящей от края внутренней стены к наклону стропила.

    Используя данные методы, можно распределить нагрузку по всей конструкции.

    Усиление каркасного треугольника

    Для мансардных крыш

    При обустройстве каркаса под мансарду следует обратить внимание на некоторые моменты:

    • Обязательный монтаж мауэрлата, на который каркасный брус устанавливается путем врубки;
    • Установка ригеля — основания для потолочного навеса этажа. Самый эффективный вариант крепления — врубка ригеля в стропило полускворднем;
    • Длина доски скоса должна быть длиннее линии стены;
    • Сечение каркасных брусков должно быть максимальным;
    • Затяжку следует закрепить подвеской. При длинной затяжке требуется ее укрепление в центре с помощью прибитых досок сверху и снизу.

    Кроме того, стропильная система двухскатной крыши с мансардой оборудуется утеплителями, что увеличивает нагрузку.

    Стропильный каркас для мансардных крыш

    Для больших домов

    При пролете больше 6,5 метров для монтажа висячей системы требуется установить больше закрепительных элементов, чтобы не допустить провиса затяжки, который вызывает ее собственный вес.

    Моменты, которые необходимо учесть:

    • Затяжку целесообразно изготовить из двух брусьев путем врубки, закрепить металлическими пластинами;
    • В центральной части каркаса следует установить бабку;
    • Для уверенного распределения тяжести к бабке и стропильным доскам лучше крепить подкосы, а также другие удерживающие элементы.

    При установке системы подвесного типа иногда может обойтись без монтажа мауэрлата и ограничиться установкой на гидроизоляционную пленку досок. Кроме того, висячая система отличается отсутствием сложных узлов, что облегчает работы по обустройству кровельного каркаса.

    Наслонная система

    Отличие конструкции наслонного типа от висячей в том, что конструкция имеет дополнительные точки опоры внутри помещения. Обязательным условием установки наслонной системы является монтаж мауэрлата.

    Проект системы предусматривает монтаж как распорного, так безраспорного каркаса.

    Безраспорный каркас

    Безраспорный каркас следует устанавливать в домах, имеющих бревенчатые стены. При монтаже стропил, их основания должны крепиться к мауэрлату.

    Варианты крепления основания системы к мауэрлату:

    • Путем скашивания подошвы стропильной ноги таким образом, чтобы площадь ее с мауэрлатом была одинаковой, а выруб не превышал 0,25 см высоты балки. При этом стропила, не соединяясь между собой, крепятся к коньковому элементу с двух сторон;
    • Путем соединения одним гвоздем стропильных брусьев у конька — вверху, и шарнирного соединения гибкой металлической пластиной к мауэрлату — внизу.

    При креплении стропильных ног без соединения их в коньковой части следует особое внимание уделить точности расчетов.

    Даже при незначительных расхождениях в схеме, на стены здания будет действовать распорное давление, которое может привести к разрушению стен.

    Со схватками

    Для усиления конструкции и придания ей устойчивости, к стойкам конструкции монтируют схватки. Следует использовать брус того же сечения, как и для стропил. Для увеличения прочности схватки прибивают с обоих сторон бруса.

    Такой же вариант крепления эффективен при прочной фиксации конькового элемента, что препятствует смещению кровли в горизонтальном направлении.

    Каркас со схватками

    С подкосами

    Подкосы усиливают несущую способность деревянного каркаса и обеспечивают прочность стропильной доски.

    Важное требование при установке подкоса — правильно вымеренный угол среза, который дает возможность плотно прилегать подкосу к соединяемым элементам.

    Каркас с подкосами целесообразно возводить в местах, где есть вероятность посадки фундамента, или в деревянных постройках, где допустима небольшая усадка стен.

    Каркас с подкосами

    С двумя опорами внутри помещения

    Когда имеются две опоры в виде внутренних стен, то при обустройстве стропильных ног под них подкладывают балки. Если балки не установлены, то к основанию стропил прибивают стойку, опирающуюся на внутреннюю опору.

    Подстропильные балки устанавливаются на несущих опорах. На опорах внутри помещения устанавливают лежни, на которые падает нагрузка от подстропильных балок со стоек. Стропилы подрезают таким образом, чтобы они плотно прилегали друг к другу, и закрепляют.

    При такой конструкции коньковый прогон не устанавливают.

    Для обеспечения безраспорности конструкции крепят затяжки.

    Стабильность конструкции обеспечивается с помощью стоек, которые установлены горизонтально от внутреннего основания к стропильной ноге, и расшивок, — деревянных балок, которые соединяют основания стоек наискосок.

    Если конструкция распорная, то над прогоном крепится балка, соединяющая каркасные ноги, — ригель.

    Виды стропильных систем

    Устройство стропил для мансардной крыши

    Перед монтажом стропильной системы под мансарду, необходимо правильно рассчитать нагрузку кровли и учесть другие факторы, которые могут повлиять на ее функциональность. Все деревянные элементы необходимо обработать антисептиками.

    Монтаж стропильной системы выполняется поэтапно:

    • Устанавливают мауэрлат на гидроизоляционный слой. Крепят доску к стенам скобами или гвоздями и привязывают металлической проволокой к заранее подготовленным в стене крюкам;
    • Выпиливаются элементы каркаса;
    • Изготавливается основной прямоугольник из затяжки и стоек;
    • Монтируются два средних прогона, к которым крепят нижние стропильные брусья;
    • Конструкцию можно поднять на крышу, где уже установить верхние стропила, соединив их у верхнего основания, закрепив коньковую балку и боковой прогон;
    • Усиливают конструкцию необходимыми элементами: затяжками, стойками, подкосами, дополнительными упорами.

    После установки каркаса на него укладывают пароизоляционную пленку, устанавливают обрешетку, элементы кровельного пирога и покрывной материал.

    Устройство мансардной крыши

    Устройство стропил для чердачного помещения

    Чердак двухскатной крыши имеет самую простую висячую систему.

    Для чердачного перекрытия целесообразно изготовить готовые фермы на земле, а затем их поднять на крышу, предварительно установив мауэрлат.

    Фермы состоят из стропильных ног, прочно закрепленных затяжкой у нижнего основания. Можно дополнительно использовать подкосы или бабки.

    Большое значение имеет закрепление затяжек на стропилах. Рекомендуется устанавливать затяжки так, чтобы их брусья располагались за линией стены на полметра, тогда отпадет необходимость дополнительно устанавливать свес.

    Как изготовить стропила самостоятельно вы можете прочитать здесь.

    Фермы закрепляют с помощью верхних и нижних прогонов.

    Стропильная система для чердачного помещения

    Стропильная система двухскатной крыши: элементы

    При обустройстве каркаса двухскатной крыши используют элементы:

    • Мауэрлат. Элемент, который крепится к несущей стене. К нему монтируется вся конструкция стропильного каркаса;
    • Прогон. Брус, соединяющий стропильные ноги по бокам и в коньковом элементе;
    • Затяжка. Балка, прикрепленная к стропильным ногам, препятствующая их расхождению;
    • Бабка. Брус, расположенный вертикально и закрепленный у конька и затяжки;
    • Подкос. Планка, соединяющая под наклоном лежень и стропило;
    • Стойка. Вертикально упирается в лежень и стропило;
    • Конек. Балка соединения верхних оснований стропил;
    • Кобылка. Наращиваемая часть стропила для свеса;
    • Свес. Дополнительная конструкция, служит для защиты от дождя наружной стены;
    • Обрешетка. Решетка, установленная на стропильный каркас для прикрепления покрывного слоя.

    Совокупность нескольких элементов (стропил, стоек, раскосов) в одной плоскости называется фермой.

    Стропильная система двухскатной крыши, чертежи и фото ниже:

    Чертеж элементов стропильной системы

    Узлы стропильной системы двухскатной крыши

    Надежное закрепление узлов конструкции обеспечивает прочность и выносливость конструкции, способствует увеличению ее срока службы.

    Прочность основания двухскатной крыши зависит не только от правильного крепления.

    Так же она состоит из правильного расчета всех элементов каркаса, от выверенного определения типа конструкции на этапе проекта.

    Стропила для двухскатной крыши соединяются с разными элементами конструкции.

    Основные узлы конструкции:

    • С балкой: крепят либо шипованным зубом, либо зубом с упором. Дополнительно используют уголки. К балке монтируют, вырезая упор для шипа в балке с гнездом. Одинарный зуб крепят с шипом и упором. Если делают врубку, то расстояние от края бруска должно быть 0,2 — 0,4 м;
    • С мауэрлатом: при жестком креплении используют уголки или делают запил, который закрепляется гвоздями или скобами, при шарнирном — двигающийся металлический крепеж, при запиле — гвоздь или скоба;
    • С коньком: обрезав край под углом крепят встык с помощью гвоздей, закрепив скобой или накладной доской. Внахлест доски скрепляют болтом или шпильками.

    В зависимости от пролета элементы крепят:

    • Бабкой. Верх — скобами и хомутом, низ — хомутом;
    • Подкосом. Верх крепят к стропило, низ — к бабке;
    • Стойками. Крепят деревянными или металлическими накладками, шпильками.

    Схема стропильной системы двухскатной крыши представлена ниже:

    Схема узлов стропильной системы

    Полезное видео

    В данном видео вы узнаете о том, как строится двускатная крыша и стропильная система мансарды.

    Система стропил для двухскатной крыши

    Всё большую актуальность обретают доступные по своей цене, но при этом надёжные, практи чные и долговечные двускатные кровли. У них простая конструкция, а возведение можно провести своими руками.

    Стропила, варианты их обустройства

    Основу любой кровли, двускатная не исключение, составляет стропильная система. Двускатное её исполнение может быть висячим или наслонным.

    Висячие стропила обладают двумя опорными точками, роль которых играют стены строения. Каждая нога при этом испытывает преимущественно только нагрузки по сжатию и изгибу. Передача нагрузки при таком варианте осуществляется от стропил в горизонтальном направлении к точкам опоры в качестве разводящего усилия. Для его минимизации проводят соединение стропил посредством стальной или деревянной затяжки. При условии, что размер пролёта превышает 8 м, дополнительно монтируют бабки и подкосы под каждую отдельную ферму.

    Если же имеет место устройство стропильной системы двухскатной крыши со стропилами наслонного типа, то в такой ситуации добавляется ещё одна точка опоры – их внутренняя подпорка опирается на ненесущую стену строения. Главная нагрузка такой системы приходится на изгиб. Если промежуток между внутренними опорами не превышает 6,5 м возможно использование исключительно наслонных стропил.

    В определённых случаях допустимо комбинирование сразу двух вариаций стропильной системы. В том и ином случае схема может подразумевать также компоненты будущей мансарды. Основу её будут составлять зафиксированные вертикально стойки, крепление которых проводят посредством ригелей и подкосов, устанавливая их поверх балок перекрытия.

    Расчет двускатной крыши

    Проводя расчет стропильной системы двухскатной крыши, изначально следует помнить о том, что угол наклона напрямую зависит от имеющихся архитектурных требований и выбранного кровельного материала:

    • При условии обильных осадков и неплотном прилегании кровельного покрытия, целесообразно обустройство крутых скатов. Угол в них составляет порядка 35-40°, что исключает скапливание влаги и снега. Возведение чердачного помещения в этом случае не допускается. Вариантом будет – ломаная конфигурация, с резким уклоном снизу и пологим верхним основанием;
    • Минимально допустимый угол 5°. В некоторых случаях возможно его увеличение вплоть до 90°;
    • Пологие кровли актуальны для регионов с сильными ветрами. Угол уклона при этом может составлять 15-20°;
    • Более всего выгоден промежуточный вариант – крыша не должна быть избыточно крутой, но и не слишком пологой;
    • Помните, повышение угла наклона увеличивает парусность, что требует дополнительного расхода материала, соответственно, влечёт большие затраты на возведение конструкции.

    Что до площади крыши, то при расчётах стоит принимать во внимание, следующее:

    1. После нахождения площади одного ската результат следует удвоить;
    2. Поскольку скат представляет собой расположенный наклоненно прямоугольник, площадь его определяют путём перемножения длины с шириной;
    3. Протяжённость ската аналогичная длине стены. К ней также добавляют выступ крыши над фронтоном – обязательно для каждой из сторон;
    4. По ширине скат идентичен протяжённости стропильной ноги плюс длина того выступа, который имеет кровля относительно несущей стены.

    Расчет пиломатериалов

    Проводя расчёты, сечение стропил подбирают исходя из тех нагрузок, которые будут воздействовать на всю площадь крыши в целом на 1 м.кв. поверхности в частности. Наименьшее из допустимых сечений для мауэрлата составляет 100х100 мм, затяжки и прогоны обустраивают из бруса 50х150 мм, на стойки, ригели, подкосы и прочие элементы идёт материал в 100х100, 150х150 мм.

    Длина пролёта оказывает прямое влияние на число устанавливаемых стропильных ног. При пролёте в 12 м, шаге в 1 м будет нужно 12 стропильных ног по каждой стороне ската. Итого – 24 элемента.

    Обратите внимание, расстояние между стропилами двухскатной крыши не должно быть избыточным даже при условии задействования бруса с большим сечением.

    Обустройство разреженной обрешётки проводят посредством бруса или откалиброванной по толщине доски. При укладке сплошной обрешётки лучше использовать такие же доски, укладывая их без зазоров, или плиту OSB.

    Нужно помнить о том, что дерево для стропил должно быть качественным, тщательно просушенным и подвергнутым обработке. Показатели влаги в материале не должны превышать отметку в 20%. Перед началом монтажа проводят внешний осмотр, призванный исключить на брусе следы гниения, грибка, плесени, иных дефектов, которые после установки будут прогрессировать, что в итоге приведёт к выходу из строя всей конструкции.

    Набор инструментов для возведения крыши

    Монтаж мауэрлата и установка стропил подразумевает наличие такого набора инструментария:

    • Шуруповерт с комплектом свёрл;
    • Кровельный нож;
    • Ножовка;
    • Молоток;
    • Набор приспособлений для измерения;
    • Кровельные ножницы;
    • Отбивка;
    • Шпатель;
    • Скотч строительный.

    В зависимости от ситуации может дополнительно потребоваться клеящий состав и монтажная пена. Использование специальных шаблонов и реек с нанесённой на них разметкой, позволяет существенно упростить работу и минимизировать сроки её проведения.

    Технология монтажа двускатной крыши

    Прежде чем обустраивать стропила для двухскатной крыши своими руками, проводят укладку мауэрлата. В ситуации если кровля возводится на деревянном доме из бруса или профилированного бревна, его роль берёт на себя верхний элемент стены.

    Если же стены кирпичные, предварительно вделывают в кладку стальные прутья с резьбой для последующей фиксации мауэрлата к основанию. Шаг составляет порядка 1-1,5 м – этого вполне достаточно для надёжной фиксации. Сечение стержня должно составлять 10 и более мм, прижим мауэрлата выполняют с помощью шайб и гаек. Обратите внимание – обязательно наличие двух слоев гидроизолятора (рубероида) межу стеной и мауэрлатом.

    Стены, изготовленные из керамического или пенобетонного блока, покрывают сверху слоем армированного бетона, высотой порядка 20-30 см, предварительно устанавливая внутрь него стальные прутки с резьбой. Для балок мауэрлата характерна абсолютная параллельность относительно друг друга, иначе размеры стропильных ног будут иметь различную длину.

    Перед началом установки ног по мауэрлату выполняют предварительную разметку, затем переходят к подготовке самих ног. В нижней их части выполняют особый вырез, повышающий площадь опоры на основание. Размер его составляет 1/3 от ширины стропильной ноги. Вырез должен быть ровным, более удобно проводить его с задействованием специального шаблона.

    Если конструкцией предусмотрены висячие деревянные стропила, сборку их проводят заранее. Соединение ног выполняют посредством стальных накладок или больших болтов, обеспечивая при этом наибольшую степень сжатия. Когда все стропильные треугольники смонтированы, переходят к их установке. Изначально выставляют крайние элементы, затем заполняют промежуток внутренними стропильными ногами. Временную фиксацию осуществляют за счёт укосин, с последующим их демонтажем.

    После этого на стропильные ноги ставят кобылки, посредством которых будет сформирован кровельный свес. В завершение укладывают обрешётку и закрепляют по коньку массивную доску, формируя, таким образом, единую конструкцию.

    Если же задействуют деревянные стропила наслонного типа, то изначально монтируют лежень, располагая поверх него опоры, на которые затем ставят коньковый брус. Все компоненты фиксируют с помощью укосин. Установку стропильных ног проводят на выстроенную конструкцию, при этом длина их должна слегка превышать требуемую – это позволит после соединения двух стропил убрать излишек посредством дисковой пилы. Благодаря такому методу можно значительно повысить скорость выполнения монтажных мероприятий.

    В заключение проводят зашивку фронтонов, кровельного свеса и монтируют выбранный кровельный материал. На этом работы по обустройству двускатной стропильной системы можно считать завершёнными.

    Двухскатные конструкции, их достоинства

    Отметим следующие преимущества:

    • Простота возведения;
    • Короткие сроки проведения работ;
    • Минимизация протечек, что достигается за счёт цельности конструкции;
    • Отличные показатели экономичности и минимум расходуемых материалов;
    • Возможность трансформирования чердачного помещения в полноценное живое;
    • Беспроблемное проведение ремонтных работ при потребности;
    • Отличные прочностные данные и высокая сопротивляемость разным воздействиям.

    Как видите, стропильная система двухскатной крыши не столь уж и сложна по своему исполнению и возведению. Обладая некоторым опытом, имея нужный инструмент и немного свободного времени, её можно собрать самостоятельно. Главное, не торопиться, придерживаясь описанных рекомендаций.

    Источники: http://krovlyakrishi.ru/vidy-krysh/dvuskatnaya/stropilnaya-sistema-dvuxskatnoj-kryshi.html, http://expert-dacha.pro/stroitelstvo/krysha/vidy-krysh/dvuskatnaja/stropilnaya-sistema.html, http://osnovam.ru/krysha/sistema-stropil-dlya-dvuhskatnoy-kryshi

    типы узлов опирания, способы установки

    Стропильная система – это важнейшая конструкция дома как инженерного сооружения. Через нее нагрузки, воспринимаемые крышей, передаются на внутренние и внешние опоры, обеспечивая тем самым ее надежность и прочность. И если количество материалов для возведения стен переваливает за десяток, то для стропил все намного проще – дерево и металл или, возможно, их сочетание.

    Основных видов стропильных конструкций – два: наслонные и висячие. Последние опираются разнесенными окончаниями брусьев на две точки, а первые – еще одну опору по центру.

    Схемы ↑

    схема для односкатной крыши

    Наипростейшая схема каркаса – у односкатной крыши. Для этой крыши в конструкцию несущего каркаса входят отдельные брусья, точками опоры для которых служат противолежащие стены строения.

    схема для двухскатной крышиДля двухскатной – она компонуется уже из отдельных спаренных наклонных ног. Нижними концами они опираются на стены, а верхними – на прогон, который представляет собой подстропильную систему, опирающуюся на стойки.

    Главным отличительным признаком наслонных конструкций является наличие опоры под верхним коньковым окончанием стропильной ноги.

    С ростом длины пролета повышается вероятность деформации брусьев: их прогиба или изгиба, иначе говоря, выворачивания. По этой причине для широких пролетов появляется необходимость в усилении подстропильной системы. Естественно, ее конструкция усложняется, добавляются вспомогательные элементы. К примеру, стойки и подкосы, подпирающие стропильные ноги. Аналогичные деревянные конструкции используют при соединении нескольких брусьев и отдельных досок. Стало быть, в подобной конструкции наслонные стропила опираются как на несущие стены, так и на подстропильные ноги и добавочные стойки. С одной стороны, это не дает брусу деформироваться, прогнуться либо вывернуться, а с другой – способствует росту несущей способности.

    Расчетные данные получили свое подтверждение на практике: стропила одинакового сечения более устойчивы и воспринимают повышенные нагрузки, если установлены с вспомогательными разгружающими конструкциями.

    Виды и тип узлов опирания ↑

    Система наслонных стропил может быть двух типов: распорной или безраспорной. Это зависит от двух факторов, типа узлов опирания и сочленения стропил. Всем известно, что такое степень свободы крепежа поэтому понятно, что если крепеж балки имеет их три, то подобное строение становится неустойчивым, то есть оно зачастую может мгновенно измениться. Полное отсутствие таковой, то есть нулевая степень, наоборот, исключает как любое смещение в вертикальной и горизонтальной плоскостях, так и поворот в пространстве. В этом случае конец бруса оказывается жестко защемлен.

    вариант крепления наслонных стропил

    Как видим, проект наслонных стропил имеет два возможных типа узлов опирания:

    • две степени свободы, позволяющий поворот – следствие изгиба балки, и сдвиг в горизонтальной плоскости;
    • одна степень свободы позволяет исключительно поворот балки.
    крепление стропил на коньковом прогоне

    Обычно сдвиг нижнего или верхнего окончания брусьев обеспечивают за счет врубок в горизонтальном направлении. Сдвиг ограничивают в двух вариантах: упирают стропила друг в друга или/и упирают стропила в стыкуемый элемент типа мауэрлата или прогона.

    Способы установки ↑

    В зависимости от того будет ли подобная конструкция запроектирована как распорная или нет, мауэрлат либо будет принимать и отдавать распор на стены либо вовсе не будет его принимать, поскольку распора просто нет. В одном из случаев, безраспорном, мауэрлат может быть закреплен к стенам нежестко, однако, тогда стропильная система потребует добавочного закрепления, так как при воздействии неравномерной нагрузки она теряет свою статическую устойчивость. В другом, при наличии распора, система получается статически устойчивой, но придется закреплять мауэрлат.

    Устройство наслонных стропил без распора ↑

    безраспоная

    Чтобы при установке брусьев не было распора, реакция в точках опоры по обоим концам брусьев: на прогон и мауэрлат, должна быть вертикальной. Такого можно добиться двумя путями:

    • Низ стропильной ноги без каких-либо вспомогательных упоров сверху опирают на мауэрлат, а верх упором стыкуют в верхний конец противоположного бруса и надежно закрепляют. Допускается также возможность жесткого защемления.
    • Низ стропильной ноги упирают в обвязку мауэрлата через запил или подшитую опорную планку, а верхние концы не упирают друг друга, как в предыдущем случае, а кладут с помощью горизонтальной врубки рядом на прогон и крепят к коньковому прогону соответственно особенностям конкретной конструкции.
    Мауэрлат в данном случае рекомендуется устраивать ближе к внутренней стороне стены, но с расчетом, что он должен быть защищен снаружи, скажем, невысоким выступом.

      ↑Устройство с распором

    распорная В отличие от безраспорной системы, где наслонные стропила фактически опирают, в распорных – они, наоборот, упирают. Чтобы мауэрлат смог принимать и передавать распор на несущие стены в горизонтальной плоскости, необходимо, чтобы стропильные ноги нижними концами упирались в мауэрлат, а верхними – друг в друга. Для этого верхнее и нижнее окончание стропильных ног должны иметь одну степень узлового соединения, или концы необходимо вообще защемить. Таким образом оба конца бруса теряют возможность скользить и возникает усилие распора.

    горизонтальная схватка снимает распорУстойчивость стропильной конструкции обеспечивают также установкой горизонтальных схваток. В обычных условиях при отсутствии распора они работают знакопеременно, а в аварийных – целенаправленно. Допустим, проявилась просадка прогона,тогда принцип работы стяжки в следующем: при просадке в конькового прогона возникает распор, и его усилие направлено на раздвижение брусьев. В результате коньковый узел может раскрыться, тогда стяжки начинают работать на растяжение и перехватывают образовавшийся распор. В распорных системах они работают на сжатие и просто понижают распор на стены. Если стяжки установить по низу брусьев, то они могут полностью снять распор.

    Что необходимо знать для изготовления стропил ↑

    стропильная система

    Изготовление стропильной системы связано с выбором материала, способом крепления стропил к мауэрлату и т. д.

    Материалы

    Для изготовления стропил используют металл и дерево. Однако, в силу доступности наибольшая популярность у пиломатериалов, особенно хвойный, сосны и ели. Важным условием при выборе древесины является качество его сушки – хорошо высушенным брусьям не грозит коробление.

    Способы соединения

    Детали стропильной системы когда-то крепили друг к другу только посредством врубки или скоб. Сегодня такую технику чаще заменяют на накладные крепежные детали из металла, которые фиксируют при помощи гвоздей, обычных саморезов и глухарей с шестигранной головкой. При расчете узловых нагрузок подсчитывают также количество необходимых крепежных деталей, которые обеспечат прочность соединения.

    В любом случае выбор схемы стропил обусловлен конфигурацией крыши и ее размерами и в основе его лежат грамотный проект и правильный расчет.

    © 2020 stylekrov.ru

    Конструкция наслонных стропил: устройство конструкции, узлы

    Надежность скатной крыши в основном определяет ее стропильная система, которую образуют специальным образом уложенные деревянные или металлические балки – стропила. Они становятся своеобразным проводником нагрузок, создаваемых весом крыши, ветром, снегом, на внутренние опоры и несущие стены. Главная фигура во всей этой конструкции – треугольник, известный в геометрии как наиболее жесткая фигура.

    Надежность скатной крыши в основном определяет ее стропильная система, которую образуют специальным образом уложенные деревянные или металлические балки – стропила. Они становятся своеобразным проводником нагрузок, создаваемых весом крыши, ветром, снегом, на внутренние опоры и несущие стены. Главная фигура во всей этой конструкции – треугольник, известный в геометрии как наиболее жесткая фигура.
    В зависимости от технологии и условий укладки различают наслонные и висячие. Главное их отличие в наличии или отсутствии средней несущей стены или промежуточных опор. Есть два основных варианта устройства наслонных систем:

    • две точки опоры – прогон и мауэрлат;
    • три очки опоры – в качестве дополнительной опоры между ними выступает подкос или прогон на стойках.
    В результате элементы системы работают аналогично балкам – только на изгиб. При одних и тех же параметрах крыша с подобной системой получается легче всякой другой, поскольку для нее необходимо меньше материала, соответственно, и денежных затрат.

    Нередко приходится устанавливать единую конструкцию кровли над несколькими пролетами, тогда, наслонные и висячие фермы могут чередовать друг друга: где есть промежуточные опоры, применяют первые, там, где нет – вторые.

    Наслонные конструкции и узлы ↑

    Крыша с наслонными стропилами считается оптимальным вариантом для жилых домов, поскольку в качестве дополнительной опоры выступят внутренние стены. Точкой опоры в этой конструкции становится коньковый прогон, к которому крепят стропильные ноги.

    Какой может быть система ↑

    Конструкция бывает распорной или безраспорной. Будут распирать стропила стены или нет зависит от правильного их сочленения и грамотного устройства узлов опирания.

    Безраспорная система

    Стропила в подобной системе работают на изгиб и не оказывают на стены дома распирающего давления по горизонтали. Исключить образование нежелательных нагрузок на стены можно тремя способами.

    опирание низа врубкой в мауэрлат

    Стропило нижним концом либо прошивают бруском, либо упирают в мауэрлат. Для крепежа используют врубку зубом. Для дополнительной страховки его можно фиксировать к стене, используя проволоку или хомут. Что же касается верхних концов, их свободно укладывают на прогон. Если крыша двухскатная, их крепят только к прогону (между собой – нет) аналогично креплению скользящей опоры, скажем, горизонтальной врубкой.

    Расчет наслонных стропил для этой установочной схемы требует большой аккуратности и точности, иначе можно получить в итоге вместо безраспорной распорную схему. Поэтому для двухскатных крыш предпочтительнее использовать следующую схему.

    опирание без врубки в мауэрлат

    опирание низа стропил без врубки в мауэрлат с закреплением верха, не дает распора на стены

    Рассмотрим, как рекомендуется проводить крепление в подобных случаях. Низ стропила делают на ползунке, то есть оставляют подвижным, а верх закрепляют:

    • связывая болтом или гвоздевым боем,
    • либо уперев в прогон концы, либо один в другой, их связывают при помощи МЗП (пластины металлические зубчатые) или деревянных прибоин.
    с защемлением конькового узла

    опирание низа стропил без врубки в мауэрлат с защемлением конькового узла, не дает распора на стены

    Избежать распора можно и в случае жесткого защемления конькового узла, причем низ в то же время делают на ползуне. В результате, возникающий в прогоне изгибающий момент оказывается максимальным, а несущая способность стропил, благодаря меньшему прогибу, возрастает. Таким образом, при жестком защемлении конькового узла, обеспечивается определенный запас прочности системы.

    Во всех указанных вариантах придерживаются общего правила: один из опорных концов выполняют на скользящей опоре, допускающей поворот, в то время как другой на шарнире позволяет только поворот.

    Устройство стропил этого типа на крышах, где коньковый прогон невозможно закрепить от горизонтального смещения, может оказаться статически неустойчивым и требует принятия определенных мер для повышения устойчивости, скажем, установки горизонтальной схватки.

    схватка

    работающая на сжатие схватка частично снимает распор со стен

    Вальмовые крыши или с кирпичными и каменными фронтонами в этом отношении вполне устойчивы, однако устанавливать схватки все-таки рекомендуется.

    Распорные системы
    упертые в мауэрлат

    стропила упертые обоими концами в мауэрлат и прогон показывают распор

    Конструкция позволяет в этом случае через опорные ноги передавать оказанное на них давление на стены. Это довольно легко представить – достаточно в приведенных выше типах крепежа заменить ползуны на вариант шарнирного жесткого крепления, как конструкция при передаче полученного внутреннего напряжения станет оказывать распирающее воздействие, давление на стены.

    Как повысить жесткость системы ↑наслонные стропила с подкосами

    Для повышения жесткости можно воспользоваться несколькими способами.

    • Введение ригеля (затяжки). В верхней части опорной системы создают жесткий треугольник, который и воспринимает нагрузку по горизонтали. Нередко при наличии ригеля прогон не ставят, а коньковый узел за счет накладок делают жестче.
    • Установка подкосов. В случае больших пролетов, исходя из требований прочности или из-за ограничения прогибов, появляется необходимость существенно увеличить опорные ноги в поперечном сечении, что, конечно, нежелательно. Этого можно избежать, если под углом не меньше 45° к горизонтали установить подкосы, которые воспринимают основную часть распора. Таким образом уменьшается прогиб опорной ноги и упрощается ее стык по длине.
    Среди возможных промежуточных вариантов можно отметить использование:
    • одновременно затяжки и подкосов;
    • подкосов без прогона и стойки.

    © 2020 stylekrov.ru

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о