Установка конькового прогона на фронтоны стен. Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов Коньковая доска
Если следовать формулировке, то прогон – это несущая балка, которая двумя концами опирается на стену. В большинстве случаев конёк опирается на два фронтона, но иногда эта формулировка не совсем соответствует действительности. Так, в вальмовых крышах конёк не опирается на стены. Самый простой вариант – это балка, уложенная на фронтоны без использования подпорок. В любом случае необходимо правильно определить сечение конькового прогона.
Чтобы рассчитать сечение конькового прогона, необходимо суммировать нагрузки с половины крыши, вернее, с её горизонтальной проекции. Размеры прогона зависят от его протяжённости и габаритов здания. В большой постройке прогон получится настольно мощный и тяжёлый, что для установки потребуется использовать подъёмный кран. Однако найти ровный цельный брус длиной больше 6 метров очень сложно, поэтому для изготовления такого конька лучше взять обычное бревно или клееную балку.
При этом концы конькового элемента, которые будут опираться на стену и фактически в ней замуровываются, необходимо обработать антисептиками и обернуть толем либо рубероидом, чтобы защитить от гниения. Если будет использоваться цельнодеревянная балка, то её торец необходимо стесать под углом 60 градусов и оставить открытым, то есть этот конец не должен соприкасаться с материалом стен. Такая мера нужна для того, чтобы увеличить площадь торца, что позволит улучшить влагообмен в древесине.
Если коньковый прогон будет проходить через всю стену, то та его часть, которая соприкасается со стеной, тоже должна обрабатываться антисептиком и обматываться рулонным материалом. Такой свес конька за пределами стены позволяет сформировать разгружающую консоль. Если посередине конька нагрузка от крыши пытается прогнуть балку вниз, то на консолях давящая сила способствует прогибу в обратном направлении, тем самым уменьшая прогиб прогона в средней части.
Важно: даже если сечение длинного цельнодеревянного прогона подобрано правильно, и он подходит по прочности на прогиб, балка может прогнуться под собственным весом. Поэтому вместо такого длинного деревянного конька лучше использовать строительную ферму.
Расчёт сечения
Чтобы подобрать сечение коньковой балки, необходимо провести расчёт по двум показателям:
- на прогиб;
- и высчитать прочность на разрушение.
- Сначала требуется определить внутреннее напряжение, которое возникает в балке при изгибе под действием внешней нагрузки. Это значение не должно быть больше расчётного показателя сопротивления материала на изгиб, которое можно найти по таблице или в СНиП номер ІІ-25-80. Внутреннее напряжение находим по формуле: Σ = М:W , где:
- Σ – искомая величина, которая определяется в кг на см²;
- М – предельный изгибающий момент (кг Х м);
- W – это момент сопротивления на прогиб у подобранного сечения стропил (находится по формуле bh²:6).
- Прогиб прогона нужно сравнить с нормируемым значением, которое равно L/200. Он не должен его превышать. Прогиб балки находится по формуле f = 5qL³L:384EJ, где:
- J – это момент инерции, который определяется по формуле bh³:12, где h и b – габариты сечения прогона;
- Е – величина модуля упругости (для древесины хвойных пород она равна 100 тысяч кг/см²).
Для начала нужно высчитать изгибающий момент. Если на схеме балки их присутствует несколько, то после расчёта выбирается наибольший. Далее чтобы определить габариты сечения балки, мы можем произвольно задать параметр ширины балки и потом определить её требуемую высоту по формуле: h = √¯(6W:b), где:
- b – это заданная нами величина ширины балки в см;
- W – сопротивление прогона на изгиб, величина определяется по формуле: W = M/130, где М – это самый большой изгибающий момент.
Можно сделать наоборот, задать произвольную ширину прогона и вычислить его высоту по формуле b = 6W:h². После того, как вы вычислите габариты сечения прогона, его необходимо проверить на прогиб по формуле из пункта 2.
Внимание! В расчётное значение прогиба лучше внести небольшой запас прочности.
Когда коньковый брус будет рассчитан на прогиб, то необходимо сравнить эту величину со значением L:200. Если прогиб на наиболее длинном участке не будет превышать это значение, то сечение балки оставляют таким, как получилось. В противном случае необходимо увеличить высоту прогона или использовать дополнительные опоры снизу. В последнем случае полученное сечение нужно перепроверить, снова выполнив расчёт с учётом используемых опор.
Полученные значения ширины и высоты конька нужно округлить в большую сторону. В принципе, выполнить этот расчёт несложно. Самое главное, указывать значения в нужных единицах измерения, то есть не запутаться, переводя метры в сантиметры и обратно.
Особенным «коньком» в умении строителей можно считать установку конькового бруса — верхней перекладины, предназначенной для крепления стропил в некоторых моделях крыши. Зачастую и сам брус требует установки дополнительных подпорок, особенно, когда коньковая часть чердачного помещения имеет расчётную длину более 4,5 метра.
Тем не менее, при любой конструкции конькового бруса важным для него остаётся решение задач:
- равномерно распределить общий вес крыши на фронтоны;
- равномерно распределить площадь и силу давления по боковому периметру;
- придать жесткость конструкции стропильной системы.
Для конькового бруса важна ещё и задача поддерживать геометрию крыши, особенно при длине более 4, 5 метров, чтобы иметь возможность монтировать стропила без использования шаблона. Стропила ложатся верхней частью на коньковую балку, а нижней частью — на мауэрлат.
Древесина для конькового прогона
Строительство деревянных домов из профилированного бруса предусматривает использование стропильной системы в соответствии с конструктивными особенностями здания. С учётом того, что коньковый брус несёт на себе большую эксплуатационную нагрузку, он производится из надёжных пиломатериалов. Вес конькового бруса не должен увеличивать общий вес крыши, а по прочности он должен быть таким, чтобы долгие годы эксплуатации безукоризненно выполнять возложенные на него функции. Поэтому для конькового бруса, так же как и для всей стропильной системы, выбирается сосновый пиломатериал, чтобы брус вышел сечением не менее 20х20 см.
В вершине стропильной конструкции любой крыши укладывается коньковый прогон
Для строительства жилого дома 8х8 из бруса , у которого крыша будет покрываться шифером или гибкой черепицей, все составные части стропильной системы, включая коньковый прогон, изготавливаются из хорошо просушенной сосновой древесины. В строительстве бани, где горячий пар может повредить деревянной конструкции, для стропил используются пиломатериалы из лиственницы. К тому же, бане требуется тяжелая крыша, оптимально задерживающая тепло. Лёгкая сосна здесь не подходит, нужна более прочная и тяжёлая лиственница.
Лиственница для производства конькового прогона используется и в том случае, когда жилому дому планируется тяжелая черепичная крыша, под которую требуется сооружать очень прочный и такой же тяжелый стропильный каркас. Здесь расчёты учитывают, чтобы нагрузку от общего веса крыши выдерживали стены дома.
Выбор материалов, используемых в конструкции стропильной системы, зависит от конструкции строения. Поэтому квалифицированное решение могут принять только профессионалы.
Коньковый прогон в стропильной системе
Когда стропилам требуется центральная опора, используется установка конькового прогона. Он упирается двумя сторонами на параллельные несущие стены.
Высота монтажа конькового бруса определяется по:
- проектной ширине дома;
- среднегодовому количеству зимних осадков;
- наличию сильных ветров.
Особенность монтажа конькового бруса заключается в том, чтобы исключить его сверление и забивание гвоздей. Это необходимо для:
- предотвращения образования трещин;
- сохранения целостности бруса;
- обеспечения надёжности стропильной системы.
Конструкция двухскатной крыши требует обязательной установки конькового прогона. В дальнейшем он служит коньком крыши. При строительстве дома из бруса 6 на 6 коньковый прогон готовится из цельного бруса или бревна, который конструктивно опирается на два фронтона, без использования дополнительных опор. Если проектная длина дома превышает 6 метров, используется составной коньковый прогон и строительные фермы. Не зависимо от проектной длины дома, длина конькового бруса определяется таким образом, чтобы он точно лежал на выступах наружных фронтонов.
- теплый угол ласточкин хвост
Строительство деревянных домов предполагает использование несколько видов соединения брусьев. Современное строительство выходит на высокий уровень экологичности и надёжности жилья, когда даже соединения между брусьями в конструкции дома являются практичными, прочными. Их задача — сделать дом тёплым.
Обязательное условие установки наслонных стропил — обеспечение их верхней части опорой. В односкатных крышах этот вопрос решается просто: стены строятся разной высоты, на них укладываются мауэрлатные балки, на которые в свою очередь настилаются стропила. В двухскатной крыше можно поступить, также: выстроить внутреннюю стену на требуемую высоту и уложить на нее мауэрлат. Затем на низкие внешние и высокую внутреннюю стены разложить стропила.
Однако это решение ограничивает варианты планировок чердачного помещения, которое все чаще используют как мансарду. Да и для обычных чердачных крыш, этот вариант не выгоден, т.к. требует значительных финансовых затрат на возведение высокой внутренней капитальной стены. Поэтому на чердаке внутреннюю стену заменяют горизонтальной балкой установленной на подпорках или опертой на противостоящие друг другу фронтоны стен.
Горизонтальную балку, уложенную на крыше, называют прогоном.
Само название: прогон, говорит о том, что эта балка «прокинута» от стены до стены, хотя на самом деле, например, в вальмовых крышах он может быть короче. Самое простое конструкторское решение по установке конькового прогона, это уложить мощную балку на фронтоны стен без каких-либо дополнительных подпорок (рис 24.1).
Рис. 24.1. Пример установки конькового прогона, без дополнительных опор, на стены мансарды
При этом для расчета сечений прогонов нагрузка, действующая на них должна собираться с половины горизонтальной проекции площади крыши.
В зданиях с большими размерами прогоны получаются длинными и тяжелыми, скорее всего, их придется монтировать подъемным краном. Для изготовления прогона найти ровный брус из цельного дерева длиной более 6 м довольно проблематично, поэтому для этих целей лучше использовать клееную балку или бревно. В любом случае, концы прогонов, замуровываемые в стены фронтонов, нужно обработать антисептиками и завернуть в рулонный гидроизоляционный материал. Торцы цельнодеревянных балок скашивают под углом примерно 60° и оставляют открытыми, в нише они не должны упираться в материал стены (рис. 25).
Скашивание конца балки увеличивает площадь торца и благоприятствует лучшему влагообмену всей балки. Если прогон проходит сквозь стену, то в месте опирания на стену, его тоже обматывают гидроизоляционным материалом. Балки пропускают сквозь стены из архитектурных соображений затем, чтобы обеспечить свес кровли над фронтонами, хотя его можно достичь и выносом за стену обрешетки. Прогоны, пропущенные через стену образуют разгружающие консоли. Нагрузка давящая на консоли старается выгнуть прогон вверх, а нагрузка действующая на пролете — вниз.
Таким образом, общий прогиб прогона в середине пролета становится меньше (рис. 24.2).
рис. 24.2. Прогон с консолями
Если использовать в качестве прогона бревно, то его не обязательно отесывать на два канта, достаточно подтесать в месте опирания стропил и в месте опирания прогона на стены. Длинные прогоны нецелесообразно делать цельнодеревянными, проходящие по расчету на прочность и прогиб они, тем не менее, могут прогнуться под собственным весом. Их лучше заменять строительными фермами.
Сечение прогона подбирается по расчету по первому и второму предельному состоянию — на разрушение и на прогиб. Балка, работающая на изгиб должна отвечать следующим условиям.
1. Внутреннее напряжение, возникающее в ней при изгибе от приложения внешней нагрузки, не должно превышать расчетного сопротивления древесины на изгиб:
σ = М/W ≤ R изг, (1)
где σ — внутреннее напряжение, кг/см²; М — максимальный изгибающий момент, кг×м (кг×100см); W — момент сопротивления сечения стропильной ноги изгибу W = bh²/6, см³; R изг — расчетное сопротивление древесины изгибу, кг/см² (принимается по таблице СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» или по таблице на страничке сайта);
2. Величина прогиба балки не должна превышать нормируемого прогиба:
f = 5qL⁴/384EI ≤ f нор, (2)
где Е — модуль упругости древесины, для ели и сосны он составляет 100 000 кг/см²; I — момент инерции (мера инертности тела при изгибе), для прямоугольного сечения равный bh³/12 (b и h — ширина и высота сечения балки), см⁴; f нор — нормируемый прогиб деревянных стропил и прогонов составляет L/200 (1/200 длины проверяемого пролета балки L), см, брусков обрешетки и консольных балок — L/150, несущих элементов ендов — L/400.
Сначала просчитываются изгибающие моменты М (кг×см). Если на расчетной схеме изображено несколько моментов, то просчитываются все и выбирается наибольший. Далее путем несложных математических преобразований формулы (1), которые мы опускаем, получаем, что размеры сечения балки можно найти, задавшись одним из его параметров. Например, произвольно задавая толщину бруса, из которого будет изготовлена балка, находим ее высоту по формуле (3):
h = √6W/b , (3)
где b (см) — ширина сечения балки; W (см³) — момент сопротивления балки изгибу, вычисляется по формуле: W = M/R изг (где М (кг×см) — максимальный изгибающий момент, а R изг — сопротивление древесины изгибу, для ели и сосны R изг = 130 кг/см²).
Можно и наоборот, произвольно задать высоту бруса и найти его ширину:
b = 6W/h²
Источник: https://tkpanel.ru/cokol-doma/ustanovka-konkovogo-progona-na-frontony-sten-vidy-stropilnoi/
Стропильная система двухскатной крыши: доступное описание устройства и монтажа для новичков
Как устроена стропильная система двухскатной крыши? Каких видов она бывает и как ее сделать самостоятельно, чтобы не привлекать специалистов? Я задумывался об этом раньше. Теперь же, набравшись опыта в этом деле, точно передам технические моменты ее возведения.
Система двускатной крыши образована треугольниками — стропильными фермами
Устройство
Двускатная (щипцовая) крыша образована двумя наклонными поверхностями (скатами), имеющими прямоугольную форму. Основой крыши является каркас, который и называется стропильной системой.
В первую очередь давайте разберемся, из каких деталей состоит стропильная система двускатной кровли, и как она устроена.
Конструкция включает в себя следующие элементы:
- Мауэрлат. Служит основой конструкции. Задача мауэрлата заключается в равномерной передаче нагрузки от крыши на стены дома.Кроме того он выполняет еще одну важную функцию — обеспечивает крепление всей крыши к стенам. Как правило, мауэрлат для двускатной крыши делают из бруса сечением не менее 100х100, который крепится к стенам по периметру строения;
Мауэрлат — основа всей конструкции
Крепление мауэрлата к стенам осуществляется при помощи анкеров или стержней (шпилек);
- Стропильная нога или просто стропило. Это, можно сказать, основной элемент, который формирует каркас кровли.Стропильные ноги устанавливаются попарно друг напротив друга и формируют треугольник. Как правило, их делают из бруса сечением 50х150 или 100х150 мм.
Стропильные ноги формируют скаты крыши
Пара стропил называется стропильной фермой. Этот элемент кровли обеспечивает равномерную передачу нагрузок, возникающих от веса крыши, ветра и осадков, на мауэрлат;
- Коньковый прогон. Эта деталь служит вершиной двухскатной крыши, правда, в некоторых случаях вершины образуют стропила, а коньковый прогон устанавливается под ними.В любом случае эта деталь представляет собой балку, которая связывает отдельные стропильные фермы в единую конструкцию.Надо сказать, что помимо конькового прогона иногда фермы соединяют и обычными прогонами, т.е. балками, которые располагаются на плоскости скатов, как показано на схеме выше.
Коньковый прогон объединяет стропильные фермы в единую конструкцию
- Стойки. Вертикальные элементы конструкции, которые передают нагрузку от стропил внутренним стенам;
- Лежень. Представляет собой балку, которая равномерно распределяет нагрузку от стоек на внутренние стены;
- Затяжка. Деталь, которая соединяет стропила в нижней их части, образуя треугольник;
- Верхняя затяжка (ригель). Соединяет стропила в верхней части;
Подкосы передают нагрузку от ферм на затяжку
- Подкос. Элемент фермы, придающий ей жесткость. Подкосы передают нагрузку от стропильных ног на затяжку или лежень;
- Кобылки. Служат продолжением стропильных ног за пределами стен, образовывая свес крыши;
Кобылки служат продолжением стропил для обеспечения свеса крыши
- Обрешетка. Доски, которые монтируются параллельно коньковому прогону, и связывают стропильные фермы. Обрешетка служит основой для монтажа кровельного материала.Шаг обрешетки зависит от типа кровельного покрытия.
Обрешетка служит основой для монтажа кровельного материала
Некоторые материалы, такие как битумная черепица, требуют сплошной обрешетки. В этом случае доски монтируются вплотную друг к другу либо обшивка осуществляется листовыми материалами, такими как фанера или OSB.
Некоторые строительные материалы требуют монтажа сплошной обрешетки
Надо сказать, что устройство стропильной системы двухскатной крыши может различаться. Об основных возможных вариантах поговорим ниже.
Разновидности двухскатной стропильной системы
Двухскатные крыши бывают двух типов:
- С висячими стропилами. Используются в тех случаях, когда расстояние между внешними стенами не превышает 10 м, и между ними нет внутренних стен. Висячие стропила снизу опираются на мауэрлат, а сверху — друг на друга.
Висячие стропила не имеют стоек
Таким образом, ферма с висячими стропилами создает распирающую нагрузку, и передает ее на стены. Для снижения этой нагрузки используются затяжки, которые стягивают стропильные ноги;
Наслонные системы могут иметь различную конструкцию, но в любом случае часть нагрузки их стропил передается на внутренние стены
- С наслонными стропилами. Такая конструкция подразумевает использование стоек и лежня (иногда несколько лежней), которые передают нагрузку от стропильных ног на внутренние стены дома.Подобная конструкция оправдана, если наружные стены располагаются на расстоянии более 10 метров и имеют внутренние стены.
Если вместо внутренних стен строение имеет колонны, допускается чередование наслонных и висячих стропильных ферм. Кроме того, существует комбинированный вариант, когда ферма имеет стойки, и дополнительно стропила усилены затяжкой.
Основные нюансы монтажа стропильной системы
Монтаж стропильной системы можно условно поделить на четыре основных этапа:
Несколько слов о проектировании
Проектирование кровли заключается в определении наиболее подходящей конструкции, и дальнейшем ее расчете. Что касается конструкции, то она подбирается индивидуально в каждом отдельном случае. Об основных нюансах конструкций я рассказал выше, поэтому далее рассмотрим, как выполнить расчет.
Угол ската. Расчет начинается с определения угла ската крыши. Чтобы правильно выбрать угол, нужно учитывать следующие требования и рекомендации:
- Щипцовая крыша должна иметь наклон более 5 градусов;
- В регионах с обильными осадками угол наклона следует сделать не менее 30-40 градусов, так как при уменьшении угла ската увеличивается снеговая нагрузка;
При увеличении угла ската снижается снеговая нагрузка, но увеличивается ветровая
- Без особой надобности лучше не делать большой уклон. Дело в том, что при увеличении угла наклона скатов увеличивается и парусность, т.е. ветровая нагрузка.Кроме того, при увеличении угла наклона повышается цена крыши, так как увеличивается площадь скатов и, соответственно, количество материалов возрастает.
Что касается самого расчета, то это достаточно сложная задача, которой посвящено множество строительной литературы. Однако в наше время можно не углубляться в формулы, а выполнить расчет при помощи онлайн калькулятора, который имеется и на нашем портале.
В этом случае вам надо лишь ввести размеры конструкции и указать некоторые ее особенности, после чего программа произведет быстрый расчет, и выдаст точный результат с указанием количества материалов, их размерами, шагом монтажа и пр.
Монтаж мауэрлата
Процесс монтажа мауэрлата выглядит следующим образом:
| Иллюстрации | Описание действий |
Подготовка армопояса:
|
|
Монтаж мауэрлата:
Под гайки обязательно подложите широкие шайбы, чтобы они не продавили древесину. |
Если дом деревянный, т.е. выполнен из бруса или бревен, то стропильная система двухскатной кровли опирается на верхний венец, который выполняет функцию мауэрлата.
Сборка стропильной системы
Стропильная система двускатной крыши может собираться разными способами. Иногда стропильные фермы собирают на земле, и затем поднимают и крепят к мауэрлату и коньковому прогону.
Если строение большое, стропильная система крыши собирается «на месте», т.е. на стенах. На мой взгляд, таким способом удобней собирать не только большие, но и маленькие конструкции.
Поэтому далее я расскажу, как выполняется монтаж крыши своими руками «на месте»:
| Иллюстрации | Описание действий |
Запил стропильных ног:
После этого вы сможете прикладывать доску к балкам и обрезать их. |
|
Монтаж временных стоек:
Стойки позволят временно закрепить на них стропила. |
|
Монтаж стропильных ног:
|
|
Монтаж конькового прогона:
|
|
Монтаж промежуточных стропил:
|
|
Монтаж обрешетки. На этом система двухскатной крыши практически готова, осталось лишь выполнить гидроизоляцию и обрешетку.Делается это следующим образом:
Теперь можно выполнять монтаж кровельного материала. |
На этом монтаж двухскатной крыши своими руками завершен. Надо сказать, что в зависимости от типа конструкции порядок работ может несколько изменяться, но в целом принцип остается тем же.
Вывод
Источник: https://krovlyakryshi.ru/stropilnaya-sistema/stropilnaya-sistema-dvuhskatnoj-kryshi-727
Как осуществляется крепление стропил правильно?
Насколько надежной и долговечной будет кровля, зависит от того, качественно ли было произведено крепление стропил к мауэрлату, ведь в этом вопросе даже небольшие погрешности или плохое качество креплений могут оказать существенное влияние на эксплуатационные характеристики крыши.
Стропильная система состоит из наклонных стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов.
Разновидности стропил
Принято различать стропила висячего и наклонного типа. Надо сказать, что именно висячие стропила наиболее часто используют при постройке большой по площади крыши.
Самые распространенные способы крепления стропил:
- через мауэрлат;
- с помощью затяжки и подстропильных брусков;
- с помощью балок перекрытий;
- крепление к бревенчатым стенам путем соединения с верхними венцами;
- путем обвязки дома, принадлежащего к типу каркасных.
Виды стропильных форм.
Для тех, кто не знаком с понятием мауэрлата, важно понимать, что он представляет собой своеобразный фундамент для будущей крыши. Основной функцией его является не только удерживание креплений стропил, но и равномерное распределение общего веса крыши по всему периметру несущих стен здания.
Поскольку устанавливается мауэрлат в качестве основания для стропил, то использовать для него лучше всего деревянный брус или же бревна с обрезанной стороной. При этом важно убедиться, что для сборки мауэрлата не используются кривые балки с выступающими сучками.
Наиболее идеальным вариантом будет использовать брусья, прошедшие калибровку и фрезеровку со всех сторон. Для надежной установки кровли подбирать нужно качественный и надежный крепеж для стропил: пластины из металла, кронштейны, гвозди и болты.
И, конечно, необходимо учесть, что, применяя болты и гайки, нельзя отказываться от шайб, которые не дадут крепежам врезаться в древесину.
Поэтапная схема монтажа
Нарушая рекомендации для крепления стропил, есть вероятность того, что крыша со временем перекосится или будет разрушаться раньше положенного времени. Основные принципы правильного крепления сводятся к следующим:
Инструменты для монтажа стропил.
- Крепить стропила следует на металлический уголок или пластины. Для этого заранее приобретается необходимое их количество, хотя многим ошибочно кажется, что эта рекомендация необязательна к исполнению. Если этого не сделать, то крепления другого рода могут впиваться глубже в деревянные брусья, что и приведет со временем к неприятным последствиям.
- Брус правильнее всего крепить на болты или специально предназначенные для этого крепежи, но не на гвозди и саморезы.
- Для выполнения одинаковых запилов следует использовать шаблоны. При этом, когда угол наклона для каждого ската отличается — то и заготовить шаблоны придется для каждого из этих вариантов отдельно. Чаще всего достаточно глубины запила на четверть ширины от стропильной ноги. Иначе придется очень часто замерять каждый запил, чтобы подтвердить его правильность.
- Прежде чем крепить стропила непосредственно к мауэрлату, потребуется запил специальных седел, чтобы в дальнейшей установке кровли деревянные элементы стыковались друг с другом максимально плотно.
- Для деревянного дома рекомендуется использовать скользящие крепления, позволяющие соединять стропила с мауэрлатом и бревенчатыми стенами. Именно в этом случае обязательно использовать так называемые «салазки».
Последний способ соединения между собой стропил с мауэрлатом особенно хорошо себя зарекомендовал в случае сооружения домов из бревен или бруса. В процессе постепенной усадки стен первоначальная геометрия дома может слегка нарушиться, и в случае жесткой конструкции соединений такой процесс может сломать участок стены. Если же используются скользящие соединения, то вся кровельная конструкция сможет «подстроиться» под усадку здания.
Подходящие типы крепления в разных условиях
Крепление стропильной ноги к мауэрлату.
Для двускатных крыш, установленных на здание с центральной несущей стеной, как правило, предусматриваются в конструкции две или три опорных точки: конька и несущих стен. Чаще всего используется крепление стропил к коньку путем соединения верха стропил встык.
Для этого верхний край каждого стропила обрезают под таким углом, который планируется для угла наклона ската крыши.
Скрепление противостоящих стропильных ног осуществляют с помощью пары гвоздей длиной 15 см, причем забивают гвозди под углом так, чтобы отрезки гвоздей, входящие в противостоящую стропильную ногу, оказались достаточно длинными. Укрепляют конструкцию стропила поверху накладкой из металла или дерева.
Кроме этого метода существует еще и крепление стропил к коньковому брусу на прогон и внахлест. Менее известным способом является, так называемая, врубка в полдерева. Для этого с помощью лобзика на поверхности обеих стропильных ног выпиливают выемки на глубину до половины бруса. После этого части соединяют, стягивая с помощью болта их в точке соединения.
Поверх стропил набивают обрешетку из досок или тонких брусьев. Это необходимый элемент для укладки кровли на следующих этапах. Самые широкие обрешетины располагают у карниза и у конька.
Современные технологии предоставляют самые разнообразные узлы крепления стропил к мауэрлату.
Способы соединения стропил.
В зависимости от требуемых параметров, можно выбрать шарнирные узлы с одной, двумя, или тремя степенями свободы.
Для зданий, сложенных из кирпича, наиболее популярным считается узел с нулевой степенью свободы. При этом способе крепления балка не имеет возможности смещаться в любую из сторон, а ее концы прочно закреплены уголками и саморезами.
Выбор между способами крепления — нашивкой подпорных брусьев или врубкой на стропильной ноге, осуществляется по виду древесины. При использовании балок из лиственных пород выбирается врубка, а в случае использования хвойных пород — нашивка.
Надо сказать, что в случае постройки легкой мансарды вполне обоснованным является использование балок перекрытий, которые укладывают под прямым углом к стенам. При этом, какой бы вес ни был предусмотрен для кровли, потребуются точные расчеты и очень надежные стены, которые смогут выдержать точечную нагрузку стропил, ведь без мауэрлата вес не будет распределяться равномерно. Балка перекрытия для не совсем тяжелой крыши делается с сечением 5*15 см, а ее длину подбирают так, чтобы расстояние от концов балки до стены было от 55 см со всех сторон. При этом стропильную ногу еще выносят за стену, прикрепляя ее к краю балки.
Что нужно знать?
Таблица коэффициентов для расчета элементов стропильной системы.
Необходимо подробнее рассмотреть то, как крепить стропила к балкам, чтобы кровля держалась прочно и долговременно. Чтобы край стропила не скользил по балке, применяют два вида зубчатых соединений: «зуб с шипом», и «зуб с упором».
Кроме них возможен еще и третий вариант с упором стропил в конец балки. В зависимости от того, какой угол наклона имеет стропильная нога, используют одинарный или двойной «зуб» для осуществления крепления ее к балке. Дополнительно, с целью упрочнения конструкции, рекомендуется использование металлических уголков для стропил.
Использовать крепление стропильной системы с одинарным зубом следует, если угол при соединении стропила и балки превышает 35 °, т.е когда крыша имеет крутые скаты.
Советы профессионалов
Специалисты рекомендуют при выполнении врубки отступать от края балки не менее двадцати пяти сантиметров, чтобы не допустить возможного скола конца балки, когда вес стропильной ноги будет давить на нее.
Таблица сечения и длины стропил.
Если угол наклона крыши составляет менее тридцати пяти градусов, то монтаж стропильных ног происходит таким способом, чтобы площадь трения их с балкой была как можно шире. Этого добиваются, используя врубку с двойным зубом.
Разметку стропильных ног проводят с помощью куска бруса, по длине равного расстоянию между стенами строящегося здания. По центру этого измерительного бруса устанавливают планку под углом 90° к самому брусу. Высота этой планки должна быть одинаковой с расстоянием от основания, на которое опираются стропила до конька крыши.
После примерки каждое стропило размечается строительным карандашом, так указывается место, где будет распиливаться брус. После чего размеченные материалы собирают.
Если у стропил предполагается довольно сложная структура, включающая в себя опоры, подкосы, и другие дополнительные конструкции, то в процессе разметки можно использовать временную фиксацию конструкции при помощи нескольких тонких реек.
А при распиливании лучше оставлять небольшой запас, чтобы была возможность подгонки конструкции позже.
Саму сборку стропильной системы начинают с двух крайних стропильных ног по обеим сторонам крыши. Не следует их сразу крепить слишком прочно, пока не появится уверенность в том, что они располагаются абсолютно симметрично. Бечевкой соединяют вершины установленных крайних стропил по линии намеченного конькового бруса. После чего можно выставлять оставшиеся стропила, одновременно проверяя их на симметричность.
Надеемся, что изложенные в данной работе советы о том, как правильно крепить стропила, помогут вам в проведении этой важной и ответственной части строительных работ. Большинство специалистов утверждает, что удобнее всего собирать конструкцию на земле. Таким образом можно произвести все необходимые измерения, выпилить все необходимые врезки в деревянных деталях, подогнать, и лишь после этого, по очереди монтировать наверху. Впрочем, такой порядок действий не обязателен, и каждый владелец строящегося здания решает сам, как ему действовать.
Источник: https://1pokryshe.ru/stropila/kreplenie-stropil.html
Крепление стропил: виды сопряжений и основные узлы крепления элементов системы
При монтаже кровельной системы важным этапом является крепление отдельных элементов к стропильным ногам и крепление стропил к прогонам, мауэрлату или балкам. В проектном чертеже в обязательном порядке должны быть указаны виды соединений для каждого узла конструкции, и задача монтажника — правильно прочитать чертеж и выполнить все соединения в соответствии с рекомендациями проекта.
Казалось бы, все просто: крепи покрепче — и будет счастье. Однако на практике все несколько сложнее. Существуют разные виды сопряжений: жесткие защемления, ползуны с разной степенью свободы и т. д. Для каждой стропильной системы применяют различные комбинации таких сопряжений, причем каждый вид продиктован расчетом сил, т. е.
фактической механикой, а спорить с фактами, как известно, неэффективно.
-рассказ о монтаже стропильной системы ↑
Стропильная система должна отлично справляться с нагрузкой кровельного материала, а также ветровой и снеговой нагрузкой
Виды и конструкции основных несущих элементов кровли ↑
Стропило, или стропильная нога — основной несущий элемент кровли, непосредственно принимающий нагрузку, создаваемую весом кровельного пирога, осадками и ветром, и передающий эту нагрузку посредством подстропильных конструкций стенам здания.
Для удобства будем рассматривать виды стропил на примере двухскатной крыши. Механика — не самый простой предмет для понимания на основе поверхностных знаний, поэтому лучше говорить о простых конструкциях, которые без труда можно представить, пользуясь пространственным воображением и элементарной логикой.
Итак, стропила бывают двух основных видов — наслонные и висячие.
Основные виды стропил: наслонные и висячие
Висячие стропила и виды их соединений ↑
Висячие стропила имеют две точки опоры — внешние стены сооружения. В верхней точке такие стропила соединяются, упираясь друг в друга. В результате на стропильные ноги действует сжимающее и прогибающее усилие, и система стремится «разъехаться». Поэтому висячие стропила, как правило, имеют нижнюю затяжку, соединяющую концы стропильных брусьев и снимающую усилие, направленное на распирание. Часто роль нижней затяжки играет балка перекрытия, концы которой могут быть вынесены за стены, а могут и не выноситься.
Как видим, конструкция висячих стропил представляет собой треугольную ферму.
Треугольная ферма висячих стропил эффективно снимает усилие на распирание
В зависимости от угла наклона стропил и величины пролета между несущими стенами ферма может укрепляться дополнительными подкосами, ригелями, прогонами и стойками. Фермы обычно собираются частично или полностью по шаблону на земле или временном настиле прямо на крыше и в собранном виде устанавливаются на стены.
Соединение висячих конструкций с нижней затяжкой
Как было показано, висячие стропила стремятся разъехаться, поэтому в месте крепления ноги к затяжке или балке стропильная доска будет стремиться скользить по поверхности затяжки в направлении действия силы. Чтобы избежать этого скольжения, необходимо упереть конец стропильной ноги. Для этих целей применяют такие виды соединений:
- зуб с упором;
- зуб с шипом;
- упор в конец затяжки.
В зависимости от угла наклона стропильной ноги используют одинарный или двойной зуб. Для предотвращения горизонтальных смещений ноги вдоль оси балки соединение может быть выполнено с шипом и проушиной.
Одинарный зуб применяют в том случае, если наклон ската крыши по отношению к горизонтали равен или превышает 35°.
В пятке стропильной балки вырезают как бы клин, на конце которого, на нижней плоскости, делается шип. В затяжке, соответственно, делается гнездо или упор с проушиной. Глубина гнезда составляет примерно 1/3 – 1/4 толщины балочного бруска. Большая глубина врубки недопустима во избежание ослабления балки.
Одинарный зуб с шипом делается на конце стропила
Чтобы не допустить скола балочного окончания под действием давления стропильной ноги, врубку гнезда делают на расстоянии 250 – 400 мм от внешнего края балки. Такое соединение называют одинарный зуб с упором и шипом, оно предотвращает скольжение и сползание стропильной ноги вдоль балки по направлению ее продольной оси, а также не дает стропильной доске смещаться в месте крепления в горизонтальной плоскости из стороны в сторону в направлении, перпендикулярном продольной оси балки.
В случае пологой крыши с углом наклона скатов по отношению к горизонтали менее 35° применяют соединение с расширенной площадью трения стропильной ноги и затяжной балки и увеличенной площадью опоры этих элементов. Для этих целей используют двойной зуб с шипом или без него.
Для двойного зуба с шипом в балке вырезают два упора, причем в крайнем упоре вырезают шип, а в крайнем зубе стропильной ноги вырезают соответствующую проушину, точно подогнанную под размеры шипа. Геометрия этих элементов должна совпадать максимально точно, чтобы обеспечить необходимое трение.
Для упора стропильной ноги используют соединение двойной зуб с шипом
Глубина врезки чаще всего применяется одинаковая для обоих зубов. Если же зубья различаются, то, как правило, врезка осуществляется на глубину 1/3 толщины балки для первого зуба и 1/2 толщины — для второго.
Иногда для крепления стропил используют метод присоединения ноги в конец балки. При таком соединении в стропиле вырезается зуб-упор так, чтобы крайняя плоскость зуба ложилась на край плоскости затяжной доски, а другая его плоскость упиралась в специально сделанный в затяжке запил. Для соединения в конец затяжки глубина запила составляет 1/3 толщины балки-затяжки, а зуб следует вырезать как можно дальше от края ноги.
Наслонные стропила и типичные соединения для них ↑
Наслонные стропила ставят в домах, имеющих одну или более несущих промежуточных стен. В этом случае на верхний край стены укладывают деревянную балку — лежень, в который упирают вертикальные стойки. На этих стойках кладут прогон, как правило, коньковый. Если промежуточная стена находится не посередине, тогда прогон может быть смещен относительно конька. Такое смещение не должно превышать одного метра для крыш, перекрывающих пролет до 14 м.
Наслонные стропила устанавливаются в домах со столбчатыми опорами или с несущей стеной посередине
В случае серединного расположения стены коньковый прогон служит точкой опоры для стропильных ног, которые теперь опираются не только на внешние стены, но и на внутреннюю. Для такой конструкции наличие нижней затяжки не всегда обязательно, так как на стропила действует только прогибающее усилие. Такая система называется безраспорной.
Важно! Для безраспорной системы должно выполняться такое правило: изгибающееся безраспорное стропило имеет одну закрепленную, но свободно вращающуюся опору и одну подвижную и свободно вращающуюся опору.
Существует три варианта закрепления стропил, которые соответствуют этому правилу:
- Жесткое сопряжение в коньке и подвижное — к мауэрлату. Это самое распространенное соединение для двухскатных крыш с наслонными стропилами. Верх стропильной ноги упирают в прогон или во встречную ногу и закрепляют деревянной косынкой, МЗП или гвоздевым боем. Также применяют закрепление болтом. Нижний конец стропила крепят к мауэрлату с помощью гибкой металлической пластины, вертикально забитого гвоздя или двух боковых гвоздей, забитых наискось через стропило в мауэрлат.
Скользящее сопряжение внизу и жесткое в коньке не дает распора
Также можно зафиксировать стропильную ногу с помощью уголков, прибитых с двух сторон доски, но тогда гвозди в стропилину не вбиваются. Соединение должно быть ползуном, поэтому не следует крепить балки большим количеством гвоздей или шурупов, иначе конструкция станет распорной.
Прижимать стропильную систему к стенам будут проволочные скрутки, сделанные между ногами и вбитыми в стену ершенными костылями. Если эту функцию передать уголкам, прикрепляющим стропила к мауэрлату, то конструкция, опять-таки, станет распорной.
- Жесткое крепление к мауэрлату и подвижное — в коньке. Для реализации такой схемы низ стропильной ноги упирается в мауэрлат подшитым опорным брусом длиной до 1 метра, или в бруске стропила делается запил-зуб, которым стропило упирается в мауэрлат.
В верхнем конце ноги делается горизонтальный запил со скосом, причем глубина такой врубки не должна превышать 1/4 высоты стропильного бруска. Скос делается для того, чтобы подрезка не препятствовала изгибу стропила, т. к. в противном случае врубка может упереться боковой щекой в балку прогона и система станет распорной. Подрезка по длине не должна превышать высоту сечения стропильной балки, а длина ее скошенной части должна быть не менее половины высоты сечения стропила.
Таким образом, получаем систему двухскатной крыши, в которой стропила свободно уложены на коньковый прогон и прикреплены к нему по принципу скользящей опоры, при этом между собой стропильные ноги не скрепляют. Следовательно, теперь двухскатную крышу можно рассматривать как две наклонные односкатные системы, примыкающие друг к другу высокой частью.
Важно отметить, что опорная подшивка прибоинами или врубка верхней части стропилины должны быть строго горизонтальными, иначе при малейшем отклонении система тут же покажет распор. Из-за сложности реализации верхнего узла крепления такая схема для двухскатных крыш практически не применяется, кроме того, отсутствие распора на мауэрлате при прогибе стропил под нагрузкой чревато раскрыванием конькового узла кровельной системы.
- Жесткое защемление в коньке и подвижный ползун в мауэрлате. При таком сочленении максимальный изгибающий момент приходится на коньковую опору, а стропильные ноги получают разгрузку. При таком соединении можно получить большую несущую способность стропильных балок, но при этом коньковый узел нагружается сильнее, так что может потребоваться дополнительный расчет этого узла.
Очевидно, что во всех трех вариантах крепления мы использовали одну опору, позволяющую скольжение и поворот, и одну, позволяющую только поворот. Такие крепления сегодня делают с использованием крепежных пластин, так как они значительно снижают трудоемкость работ. Можно воспользоваться традиционными скобами, гвоздями и деревянными коротышами.
Крепежные приспособления и элементы ↑
Для повышения надежности узлы крепления стропил укрепляют болтами и хомутами, сами узлы с помощью стальной проволоки-катанки или металлической полосы крепят к ершенному костылю, забитому или вмурованному в стену.
Также для выполнения крепежей и соединений элементов стропильной системы используют различные деревянные и металлические приспособления — стропильные крепежи.
Они бывают:
- деревянные — косынки, брусья, коротыши для создания шипа, пластины для создания нагеля;
Деревянные косынки часто используют для крепления элементов стропильной системы
- металлические — ползунки и салазки, зубчатые пластины, уголки, перфоленты, болты, хомуты, петли, скобы, накладки, гвозди, анкера и т. п.
Уголки, накладки и хомуты — обычное крепление стропил
Скользящие сопряжения удобно создавать при помощи специальных стропильных креплений.
Крепление для скользящего соединения
Такие крепления (скользящие) особенно актуальны для деревянных и каркасных домов, так как они в процессе эксплуатации «дышат», т. е. меняют свою геометрию в зависимости от влажности и температуры. Понятно, что если стропильная система будет закреплена жестко и лишена возможности нивелировать движение частей дома, то крыша может просто не выдержать нагрузок и разрушиться.
Выбор тех или иных соединений, определение степеней их свободы, а также пределов этой свободы должен осуществлять только грамотный инженер или архитектор. Выполнение и изготовление соединений можно доверить лишь профессионалу, так как от точности геометрии и подгонки деталей друг к другу напрямую зависит уровень надежности кровельной системы, а значит — и уровень вашего комфорта.
Источник: http://goodkrovlya.com/montazh/stropila/kreplenie-stropil.html
