Висячие стропила конструкция и узлы | Remstr-u.ru

В этой статье:

Стропильная система висячая — Кровля и крыша

Для любого строящегося дома важно выполнить правильный расчет на момент строительства крыши, так как именно от этого будет зависеть защита от непогоды, потерь тепла, ветровых нагрузок и прочего. Крыша служит элементом защиты всего строения.

Виды висячих стропил.

Варианты наслонных и висячих стропил: отличительные особенности

Конструкция кровли может быть самой различной. Монтаж основан на использовании наслонных или висячих стропил. Разница состоит в том, что наслонные применяются, когда они могут опираться на центральную несущую стену, внутреннюю опорную колонну либо любой другой элемент со схожими функциями.

Но такой вариант не всегда подходит, часто случается так, что внутренней несущей или капитальной стены просто нет, то есть стропила будут опираться только на наружные стены, а конструкция для этого требуется совершенно другая. Для этого применяется висячий вариант стропил, которые можно использовать для пролетов с длиной от шести-семи метров.

Главное отличие между системами – это опора стропил.

Стропильные ноги в этом случае одним своим концом упираются в стены, а вторым соединяются сверху друг с другом. Крепление может осуществляться различными методами, начиная от прорезного шипа и заканчивая металлическими зубчатыми пластинами. Все ноги должны иметь соединение при помощи растяжки, которая не будет им давать разъезжаться в стороны, то есть создается жесткость и прочность крепежа. Наслонные имеют другую конструкцию, у них есть специальный элемент, который создает дополнительную точку опоры на внутренние капитальные стены.

Технические характеристики висячих стропил.

Из особенностей устройства висячих деревянных стропил необходимо отметить:

Cтропильные ноги соединяются наверху при помощи запила, дополнительно фиксируются болтами, пластинами или гвоздями. Верхние концы ставятся встык либо к коньковому прогону.
Встречные стропильные ноги соединяются затяжками.
Затяжки могут быть цельными либо составными, их сращивание при необходимости осуществляется за счет прямого или косого зуба.

Система висячих стропил отличается сложностью. Вес ее несколько больше, чем у наслонных, но она незаменима при перекрытии пролетов от шести до десяти метров, при устройстве мансардных помещений. Материала при этом может расходоваться больше, стоимость также будет выше, но на прочности это не скажется. Кроме того, именно стропила висячие применяются чаще всего для очень сложных типов крыш, вариантов их устройства много.

Устройство висячих стропил

Правильное устройство кровельной конструкции – это один из самых ответственных моментов всего строительства. Как фундамент является основанием для дома, так и крыша считается его надежнейшей защитой и залогом долговечности. Каркас крыши – это висячие и наслонные стропила, составляющие как бы скелет кровли, на который уже крепится обрешетка и внешнее покрытие, между стропильными ногами укладывают утеплитель, сверху кладут гидро- и пароизоляцию.

Ключевые элементы висячих стропил.

Перед началом строительства важно выполнить правильный расчет всей конструкции, так как от этого будет зависеть безопасность и надежность. Такой расчет основывается на следующих данных:

Размеры самого строения, материал изготовления стен, наличие либо отсутствие несущих внутренних стен, опорных колонн, наличие мансардного этажа.
Максимально допустимая нагрузка на стены.
Тип крыши, который будет сооружаться (обычная двускатная и односкатная, плоская, вальмовая, шатровая и прочее). В данном случае необходимо сразу же определить, какие именно деревянные стропила будут применяться (наслонные либо висячие).

Далее расчет должен включать в себя:

сечение стропильных ног;
шаг стропил, их правильное расположение;
формы, которые будут принимать стропильные фермы.

Стропила могут быть самого различного вида, но чаще всего это форма треугольника, который образуют две стропильные ноги, упирающиеся друг на друга вверху.

Дополнительно, чтобы придать ферме надежность, все стропильные ноги соединяются затяжками, то есть специальным брусом, нейтрализующим функцию распора и придающим прочность и устойчивость.

Стропила висячие обладают своими особенностями, среди которых их возможность передавать нагрузки на стены. Мауэрлат не всегда обязателен, достаточно использовать обрезную доску для выравнивания ферм по горизонтали. Для устройства такой схемы особое значение имеет:

тип кровли и размеры;
вид кровельного покрытия;
климатические условия региона.

Когда используются висячие варианты стропил?

Виды наслонных стропил.

Наслонные и стропила висячие – это неотъемлемая часть всей кровельной конструкции. Но отличаются они по условиям своего применения. Так, висячие конструкции применяются в том случае, если опирание стропил происходит только на бока здания, а не на внутренние несущие стены. Они используются, когда нет центральной стойки (опоры) для конструкции крыши. Для крепления элементов конструкции пользуются специальной затяжкой, которая может быть сделана из деревянного бруса или металлических планок. Такие затяжки обязательны, когда строятся мансардные помещения, в этом случае затяжка становится одновременно и балкой перекрытия для крыши.

В данном случае важен правильный расчет, так как при более высоком расположении растяжки общая величина нагрузок на всю систему будет только увеличиваться. Поэтому, когда используются висячие стропила с затяжками, необходимо в верхней их части применять более мощные конструкции, а узлы должны крепиться более надежно (желательно дополнительно к основным крепежным элементам использовать металлические зубчатые пластины).

Ширина одного пролета для висячих стропил должна составлять 6-10 м, а вот шаг может отличаться в зависимости от уклона ската крыши. Деревянные стропила могут быть выполнены из обычной обрезной доски, бруса либо бревна. Обязательна пропитка его антисептиками и антипиренами перед укладкой, чтобы обеспечить защиту от плесени, грибка.

Наслонные стропильные системы применяются в том случае, когда строение имеет внутреннюю несущую либо капитальную стену, на которую конструкция крыши может смело опираться. Наслонные стропила отличаются от висячих еще и тем, что у них есть дополнительный элемент, опирающийся на колонну, внутреннюю стену, любую несущую схему. Характеризуются наслонные стропила тем, что работают они только на изгиб. Для многих конструкций это настоящий плюс. Но есть и положительные стороны: наслонные стропила более надежны и просты в изготовлении, они обходятся намного дешевле, да и вес их меньше, а это очень важно для любой крыши.

Монтаж висячих деревянных стропил

Монтаж такой системы вполне доступен своими руками. Для крыши используют брусья из дерева с сечением в 5*20 см, которые предварительно необходимо обработать при помощи специальных антисептиков и антипиренов. Это обязательное условие для работы с деревянными элементами не только для крыши, но и для остальных конструкций дома. По установке деревянных стропил последовательность действий будет следующая:

Все узлы соединения стропил с элементами крыши для надежности могут крепиться металлическими деталями крепления – болтами, скобами, шурупами, саморезами.

Сначала наверху конструкции надежно соединяют два бруса, создается узел опирания стропил.
На стропилах делается выемка, то есть паз, для того чтобы была опора для мауэрлата.
Брус наверху должен соединяться с упором, для этого необходимо обеспечить соединение концов отдельных брусьев. Лучше всего первую конструкцию собрать на земле в виде шаблона, а остальные деревянные стропила изготавливать именно по этому образцу. В таком случае висячая стропильная система будет идеально ровной и надежной, а сама сборка быстрой. С подобной работой вполне могут справиться 3-4 человека. Расчет для деревянных стропил должен быть очень тщательным, не стоит пренебрегать этим, так как даже 1 мм может иметь значение.
Первые стропильные ноги монтируются на одном конце крыши, вторые – на противоположном. Между парами протягивается шнур для разметки, это поможет ориентироваться при дальнейших работах. Шаг, с которым устанавливаются стропильные ноги, необходимо определять исходя из расчетов уклона. Например, если угол ската крыши составляет 30 градусов, то ширина одного пролета, где идут висячие стропильные системы, должен составлять до 70 см. Иной вариант здесь не приветствуется специалистами, хотя и возможен в некоторых случаях.

Конструкция стропил не так сложна, как может показаться. Все узлы крепления стропильных ног и мауэрлата осуществляются при помощи кровельных гвоздей, металлических скоб и зубчатых пластин. Для усиления узлы могут скрепляться и саморезами по дереву. Опирание всех стропил на мауэрлат осуществляется согласно тому, какая именно схема стропильной системы была выбрана. Это зависит от типа крыши, ее размеров, наличия либо отсутствия внутренних несущих стен для опирания стропильных ног крыши.

Для устройства конструкции крыши любого дома применяется специальная стропильная система, выступающая в виде каркаса. Это может быть наслонная стропильная система, если есть несущие стены, на которые элементы конструкции могут опираться, либо висячие стропила, если каркас будет монтироваться только на боковые стены. В этом случае важен правильный расчет, чтобы крыша под собственным весом не сложилась.

Может применяться и безраспорная конструкция, треугольные арки с бабками, специальной затяжкой и прочие. Использование той или иной системы зависит от того, какие размеры имеет дом, какова его форма, модель самой крыши, материала покрытия. Смонтировать своими руками наслонные стропила и висячие не так сложно, но необходимо проводить предварительные расчеты, что обеспечит безопасность и надежность крыши дома.

Стропила висячие для кровельной конструкции
Стропила висячие не менее востребованы, чем наклонные. Их можно применять для пролетов с длиной от 6-7 метров. У них есть и ряд других особенностей.

Источник: kryshikrovli.ru

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

При возведении крыши, основополагающим фактором, является выбор будущей стропильной системы. На эту конструкцию, в течение срока эксплуатации, действуют постоянные и временные нагрузки, поэтому правильный расчет и монтаж несущей системы обеспечат надежность и долговечность всей крыши в целом. Висячие стропила используются в сооружениях, где нет внутренних несущих стен, поэтому опорами для них выступают наружные несущие стены.

Источник: https://krovlyaikrysha.ru/stropilnaya-sistema-visyachaya.html

Как сделать висячие стропила – варианты конструкции, правила устройства узлов крыши

Перед тем, как строить крышу дома, необходимо изучить возможные варианты стропильных систем и подобрать оптимальную схему в зависимости от индивидуальных особенностей постройки. Среди наиболее распространенных схем стропильного каркаса выделяются наслонные системы, подходящие для зданий, имеющих внутреннюю несущую стену, и висячие системы, в которых стропила могут опираться только на внешние стены кровли. В данной статье будут рассматриваться узлы и конструкция висячих стропил.

Треугольная шарнирная арка

Рассматриваемый вид конструкции по праву считается одним из самых простых. Конструктивно такая схема предполагает создание простой фермы в форме треугольника, которая включает в себя две стропильных балки, направленных в сторону конька. Внизу стропила опираются на горизонтальную балку, кроме того, на нижнем уровне осуществляется крепление затяжек к стропилам. Для нормального функционирования такой конструкции высота конька должна быть больше, чем 1/6 пролета фермы.

В такой схеме, считающейся традиционной, основная нагрузка приходится на стропила, изгибая их так, чтобы они расходились в разные стороны. Это усилие компенсируется затяжкой, которая, работая на растяжение, позволяет разгрузить стропильную систему. Затяжка в данном случае не относится к числу несущих элементов, поэтому вместо деревянной детали вполне можно использовать металлическую.

Чтобы снизить изгибающую нагрузку, которую испытывают стропильные ноги, коньковые элементы в данном случае устанавливаются с небольшим отклонением от центральной оси. Такая схема становится причиной появления дополнительного усилия с противоположно направленным вектором. Помимо снижения нагрузки на стропильный каркас, это также позволяет использовать балки меньшей толщины – а это прямой путь к оправданной экономии.

Чаще всего треугольные шарнирные арки используются для создания мансард, а находящиеся в нижней части конструкции затяжки отлично служат в качестве балок перекрытия. Все описанные дальше схемы висячих стропил представляют собой вариации описанной трехшарнирной арки, в которых дополнительные элементы всего лишь повышают жесткость стропил.

Шарнирная арка с бабкой

Данная конструкция сложнее предыдущей, зато ее вполне можно использовать для перекрытия пролетов длиной более 6 м. Основной проблемой длинных конструкций является длинная затяжка – на нее приходятся существенные нагрузки, поэтому она изгибается под собственным весом. Для компенсации этих нагрузок используется бабка – деревянный брусок, при помощи которого подвешивается затяжка. При необходимости в качестве бабки можно использовать и металлические пруты, которые имеют достаточную прочность на растяжение.

Используя такой подвес, можно устанавливать висячие стропила с затяжкой большой длины, ведь ее изгиб будет компенсирован. Основной момент при монтаже такой конструкции – бабка не должна подвергаться сжатию, то есть ее нельзя использовать как вертикальную стойку. Конечно, конструктивно стойка и подвес очень похожи, но эти элементы выполняют совершенно разную работу.

Главное отличие бабки заключается в том, что она подвешивается к карнизному узлу, а затяжка крепится к ней посредством хомутов. Для создания затяжки нужной длины используются составные элементы, которые подгоняются посредством прирубов и фиксируются болтами. Перед сборкой стоит провести расчет затяжки стропил, чтобы конструкция была оптимальной.

Такая конструкция на сегодняшний день применяется редко по причине морального устаревания. Впрочем, заложенные в ней идеи и принципы все же находят применение в других, более современных стропильных системах.

Конструкция с приподнятой затяжкой

Такая схема преимущественно используется при создании жилых помещений под кровлей. Высота расположения затяжки в данном случае определяет высоту потолка будущей мансарды. Затяжка в такой конструкции поднимается к коньковой части крыши, и чем выше она установлена, тем большие нагрузки ей приходится испытывать.

Стропильный каркас в качестве опоры использует мауэрлат, а не затяжку. Чтобы кровля могла самостоятельно изменять свои размеры в зависимости от внешних факторов, стропила крепятся подвижным образом к специальным устройствам, обеспечивающим необходимую свободу перемещения конструкции.

При воздействии на кровлю уравновешенных нагрузок конструкция будет устойчивой, но если силы, находящиеся с одной стороны, будут превалировать, то крыша будет слегка завалена. Для предотвращения такой ситуации стропила необходимо выносить за пределы стен с обеих сторон здания.

В арке с приподнятой затяжкой последняя не выполняет функции опоры. На нее оказывают влияние только растягивающие нагрузки, если под крышей обустраивается чердак, или растягивающе-изгибающие, при создании мансарды. В последнем случае затяжку можно использовать для монтажа потолков или изоляционных материалов.

Для защиты затяжки от провисаний устанавливается подвеска. Здесь тоже есть нюансы: при небольших нагрузках и небольшой длине затяжку можно попросту прибить к ригелю и коньку, а вот для длинной затяжки с большими нагрузками потребуется несколько подвесок и дополнительная фиксация хомутами.

Шарнирная арка с ригелем

Данная схема конструктивно схожа с предыдущей, но есть и одно отличие – вместо подвижных опорных элементов для шарнирной арки с ригелем используется жесткое крепление стропил, что достаточно надежно. Стропила врубаются в мауэрлат или крепятся к неподвижным опорным брусам. Благодаря изменению конструкции опоры меняются и возникающие в системе напряжения – основной нагрузкой становится распирающая, приходящаяся на мауэрлат и стены.

Затяжка фиксируется в верхней части арки, но вместо растяжения она теперь испытывает сжатие. Вместе с изменением характера нагрузок меняется и название затяжки – теперь она именуется ригелем. Такая арка с приподнятым ригелем может работать только при условии небольшой распирающей нагрузки, а при ее увеличении ригель нужно дополнительно усилить затяжкой. В результате получатся висячие стропила, аналогичные традиционной арке с тремя шарнирами, и мауэрлат в данном случае уже не понадобится.

Арка с подвеской и подкосами

Такая схема является логическим продолжением темы арок с бабками. Арка с подвеской и подкосами используется для перекрытия пролетов длиной до 14 м – в подобных конструкциях нагрузка настолько велика, что стропила прогибаются из-за собственного веса. Для компенсации этих нагрузок используются подкосы.

Как правило, подкосы в стропильной системе упираются на внутренние стены постройки, но висячие стропила используются только при их отсутствии. Решить эту проблему помогает бабка, являющаяся единственной доступной опорой.

Собранная таким образом конструкция работает по следующему принципу:

На стропила приходится внешняя нагрузка;
Подкосы принимают на себя часть этой нагрузки;
Подвеска растягивается и натягивает коньковый брус;
Стропила захватываются за верхнюю часть и тянутся вниз, за счет чего прижимаются подкосы.

Для длинных стропильных ног, свойственных такой конструкции, используется длинная же затяжка. Лучше всего использовать брус из двух жестко соединенных балок. Затяжка крепится к бабке посредством хомута.

Виды соединений отдельных элементов и узлов

Чтобы конструкция висячих стропил получилась достаточно качественной и надежной, необходимо позаботиться о качественном соединении ее элементов, выбрать крепеж для стропильной системы, который способен прослужить многие годы, для чего могут использоваться следующие способы:

Стыковое соединение. Такой метод используется для соединения верхних частей стропил, то есть конькового узла. Балки стропил срезаются под углом, совмещаются и фиксируются посредством деревянных или металлических накладок.
Соединение внахлест. Для реализации данного способа верхние края стропильных ног схлестываются и крепятся болтом с гайкой или шпилькой.
Соединение врубкой. Перед соединением стропила выпиливаются на половину своей толщины. Подготовленные детали сводятся и фиксируются через высверленное сквозное отверстие болтовым соединением. Такой же метод активно используется для монтажа карнизных узлов – в нижней части стропил вырубается зуб, который подводится к опорам и крепится болтами или пластинами.
Скользящее соединение. Такой метод соединения нижних частей стропил используется в системах с подвижной опорой. Для соединения используются специальные металлические элементы.

Расчет висячей стропильной системы

Крыша с висячими стропилами должна рассчитываться еще на этапе проектирования – это позволяет избежать дальнейших проблем. Лучше всего будет заказать расчет у специалистов или воспользоваться готовым проектом, но при желании можно сделать всю работу самостоятельно, воспользовавшись онлайн-калькулятором или более традиционными методами проведения расчетов.

В любом случае, для расчетов потребуется знать:

Площадь и размеры подкровельного пространства;
Наличие мансарды;
Ожидаемую нагрузку на кровельную систему;
Угол наклона скатов;
Вид стропильной системы;
Материал изготовления стен здания;
Материал кровельного покрытия.

Расчет висячих стропил нужен для того, чтобы определить толщину стропил, шаг их установки и форму необходимых ферм.

Монтаж висячих стропил

Когда все предварительные этапы завершены, можно приступать непосредственно к монтажу стропильной системы, который выполняется по следующему алгоритму:

Сначала нужно разметить центр крыши и высоту конька, после чего на фронтонах выставляются две доски с отметками;
Далее нужно сделать шаблон монтажа стропильных ног, для чего нужно взять обрезок доски и прислонить ее одним концом к мауэрлату, а другим – к отметке высоты конька, и сделать на этой доске запилы;
При помощи шаблона изготавливаются стропильные балки в необходимом количестве;
Подготовленные и обработанные стропила раскладываются попарно;
Сначала монтируется первая ферма, которую после сборки нужно установить на фронтоне здания, используя для крепежа саморезы или уголки с гвоздями;
На другой стороне здания устанавливается вторая ферма;
Между двумя установленными арками натягивается шнурок, от которого нужно будет отталкиваться при монтаже остальных ферм;
Все остальные фермы устанавливаются последовательно, с соблюдением рассчитанного шага и уровня.

Завершив установку висячей стропильной системы, можно приступать к следующим этапам монтажа кровли.

Заключение

Деревянные висячие стропила достаточно удобны и подходят для решения множества задач. Монтаж висячей системы достаточно прост – необходимо лишь грамотно спланировать будущую конструкцию и тщательно провести каждый этап ее сборки.

Источник: https://kryshadoma.com/stropilnaya-sistema/kak-sdelat-visyachie-stropila-varianty-konstruktsii-pravila-ustroystva-uzlov-kryshi.html

Висячие стропила узлы и конструкция

План стропильной системы выбирают в соответствии с особенностями конструкции дома, погодными условиями региона, опытом строительных работ. Основа стандартной двускатной крыши представляет собой конструкцию из стропильных балок, скрепленных друг с другом. Вершина такой кровли называется коньком. К нему сходятся все стропильные ноги. За счет такого соединения образуется жесткий каркас, принимающий на себя воздействие ветра и осадков.

Существует несколько вариантов стропильных конструкций. Они выполняются наслонными и висячими. Основная отличительная черта каждого вида таких конструкций – способ передачи нагрузки от осадков и веса двускатной крыши на стеновые конструкции. Если дом обладает стандартной планировкой и имеет небольшие размеры, в нем нет межкомнатных стен, поддерживающих потолок. Такие стропила называются висячими. Их соединяют друг с другом затяжкой – прочной балкой большого сечения. Наслонные и висячие стропила имеют множество отличий, поэтому их следует рассмотреть более детально.

Конструктивные особенности

Кровля, выполненная с висячими стропилами, имеет ряд особенностей. Существует несколько видов таких изделий:

Простой треугольник, который не имеет усиливающих элементов.
Треугольная конструкция, имеющая усиливающие узлы.
Стропильная конструкция с приподнятой затяжкой.

Наслонные стропила выбираются при наличии в доме межкомнатных перегородок. На них и опирается двускатная крыша. Такие стропильные конструкции намного легче, требуют использования меньшего количества материалов. Кроме того, для их создания требуется устанавливать дополнительные элементы.

Их чаще всего используют при устройстве двускатной крыши в небольших домах. Однако при выборе наслонных стропил понадобится делить внутреннее пространство дома на несколько частей.

Параметры стропильной системы двускатной кровли всегда ориентируются на конкретные условия эксплуатации. К примеру, в домах, которые находятся в северных широтах, лучше выполнять крыши с крутыми скатами. Это будет способствовать быстрому самоочищению двускатной кровли от снега. Однако такое решение связано с необходимостью усиливать конструкцию внутренними элементами. Крыши с висячими стропилами и крутыми скатами имеют большую парусность.

В теплых регионах, напротив, следует устраивать более пологие кровли. Они отличаются большей легкостью, простотой установки и ремонта. В них могут использоваться одинаково успешно как наслонные, так и висячие стропила.

Висячие системы стропил сегодня более популярны, поскольку обладают несколькими плюсами:

Им не нужна дополнительная опора, что позволяет встраивать внутри дома помещения большой площади. С наслонными стропилами приходится разделять внутреннее жилое пространство перегородками.
Силовые узлы, которые делают конструкцию прочнее, прячутся на чердаке.
Монтаж двускатной кровли выполняется максимально просто.

Важно! Хотя работы по устройству висячих стропил проводятся довольно легко, перед началом строительства следует выполнить точный расчет крыши. Это требует определенных знаний и навыков. Если пренебрегать качеством стыковки отдельных элементов, такая крыша будет опасной.

Учитывая такие особенности висячих конструкций, можно сделать очень прочную и долговечную конструкцию, ремонт которой будет проводиться очень легко. Кроме того, двускатные изделия отличаются высокой эстетичностью. Варианты конструкции и узлы висячих стропил следует рассмотреть подробнее.

Варианты конструкций

Простота установки и ремонта висячих стропил обусловлена тем, что их можно помещать непосредственно на дубовую доску, которая монтируется на верх кирпичной стены. Деревянный элемент имеет сечение 50х50 мм. Благодаря такой особенности можно существенно удешевить процесс постройки и ремонта.

Простая арочная конструкция

Основное требование при создании такой конструкции – скрепление опорного элемента с затяжкой следует выполнять согласно определенным СНиПам.

Второе условие, соблюдаемое в процессе установки стропильной системы – точка, где соединяется затяжка и стропильная нога, должна находиться непосредственно над подкладочной доской. При этом конек следует выполнять на высоте, не большей, чем 1/6 часть длины затяжки. Довольно часто узел скрепления затяжки со стропильной ногой выполняется врезанием одним или «двойным» зубом. Прочность соединения при этом отличается средними показателями.

Врезку «двойным» зубом используют, когда затяжка довольно тонкая, или для нее выбрана древесина, уязвимая к механическим воздействиям. Узел скрепляется болтами. Может применяться обшивание досками или металлическими листами.

Узел соединения следует заранее подготовить. Его также точно подгоняют еще до монтажа на дом. Практически все работы ведутся с использованием шаблонных стропил, по которым отмечаются места врубки и соединения элементов. В коньке стропильные балки соединяют при помощи сопряжения их концов. Это обуславливает высокую жесткость скрепления.

Арочная конструкция с элементами усиления

Такие системы выполняются для устройства на домах ангарного типа. Длина пролета двускатных крыш подобных зданий превышает 6 м. Можно увеличить сечение затяжки, однако при этом конструкция приобретет лишний вес, а процесс ее постройки и ремонта станет более затратным. Более рационально использовать внутренние усиливающие элементы. Среди них можно выделить подвеску, бабку и ригель. Такие элементы усиления повышают устойчивость арки.

К этим деталям можно отнести и приподнятую затяжку.

Благодаря использованию подвески вместо одной затяжки можно использовать две, имеющие меньшую длину. Соединение затяжек и подвески происходит в Т-образном узле конструкции. В месте, где осуществляется скрепление этих элементов, устанавливают хомут для подвеса или бабки. Благодаря подвесу силы, действующие на конструкцию вертикально, частично переносятся на коньковое соединение.

Для больших пролетов используются длинные висячие стропила с затяжкой. Чтобы компенсировать прогиб балок конструкции, используют дополнительные узлы подкосов. К стропилам они крепятся достаточно жестко. Для этого используется специальный узел крепления.

Приподнятые затяжки

Устройство крыши на стропилах висячего типа отличается сложностью выполнения. В таких системах намного больше узловых соединений. Сопряжение элементов должно быть максимально точным. Схемы монтажа таких конструкций используются для постройки крыш в домах жилой мансардой.

Создание системы стропил с приподнятыми затяжками требует немалого опыта подобных работ. Эта схема отличается тем, что в ней затяжка не крепится к нижним концам стропильных балок, а врезается в них чуть выше середины. При этом используются косые пазы. Подобные узлы крепления получили название «полусковородные». Места соединения усиливаются болтами.

Затяжка крепится очень жестко, поэтому в точках опоры стропильных ног необходимо выполнить специальный узел соединения. В одной из точек опоры выполняется скользящее соединение. Это необходимо, чтобы равномерно распределить нагрузку между стропильными балками. Опорные ползуны могут изготавливаться с выносом конца стропил за стену.

Если мансарда будет утепляться, а потолок нижерасположенного помещения – гидроизолироваться, затяжки следует усилить узлом подвески. Ее монтируют с применением металлических хомутов.

Важно! Такая конструкция достаточно сложна, поэтому во время расчета характеристик узлов следует пригласить строителя-конструктора.

Работы по устройству и монтажу стропильной системы дома следует проводить только после составления точного чертежа. Висячие балки выполняются из бруса с минимальным сечением 50х200 мм.

Все работы проводятся поэтапно:

По периметру стен необходимо расположить и зафиксировать мауэрлат.
следует поднять 2 бруска, которые имеют соответствующее сечение. Стропильные ноги обрезаются по заранее определенным размерам.
Для устойчивой опоры на мауэрлат следует сделать в них выемки. Способ соединения «внахлест» отличается небольшой надежностью.
Подгонка первой пары стропильных ног выполняется максимально тщательно. После идеальной подгонки соединений и узлов следует опустить обе детали на землю и использовать в качестве шаблонов. Отдельно изготавливаются правые и левые стропила.
Стропильные ноги поднимают вверх попарно. Затем их следует закрепить на мауэрлат и соединить друг с другом.
Сначала устанавливают пары стропильных ног по краям крыши. Затем между ними натягивается бечевка и остальные элементы устанавливаются по ней.
Монтаж затяжек. Такие элементы соединяют нижние части стропильных ног. Монтаж следует выполнять внахлест или встык.
При больших пролетах дома необходимо усилить стропильную систему бабками и подкосами.

Только при грамотном создании расчетов и проведении монтажа крыша будет служить не одно десятилетие. В системах висячего типа отсутствует горизонтальная нагрузка. Стропила при этом работают на сжатие и изгиб. Применяются такие стропила в различных схемах кровель.

Висячие стропила лучше применять для зданий, которые не имеют опорных перегородок. Благодаря использованию затяжки снижается распирающее усилие, которое действует на стены при отсутствии этой детали. Применимы конструкции с висячими стропилами для зданий с шириной пролета от 6 до 10 м.

Что еще почитать по теме?

Сергей Новожилов — эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

Источник: http://ProRoofer.ru/montaz/stropilnye-sistemy/visyachie-stropila-konstrukciya-i-uzly.html

Висячие стропила: устройство, конструкция, узлы, пример строительства

Еще на этапе проектирования постройки необходимо определиться с вариантом конструкции стропильной системы крыши. Впрочем, выбор несложен. При наличии внутренней капитальной стены-перегородки, для формирования крыши используют наслонные стропила. Если таких перегородок нет, то устанавливают висячие стропила, которые опираются исключительно на внешние стены.

Висячие стропила находят свое применение в строительстве однопролетных домов, производственных зданий, цехов, торговых павильонов, при устройстве мансард без внутренних стен.

Особенности конструкции висячих стропил

Почему стропила называют «висячими»? Потому что они в буквальном смысле зависают в межпролетном пространстве, опираясь только на внешние стены. Внутренней опоры нет никакой. Тем не менее, висячие системы, благодаря своей конструкции, не прогибаются и способны перекрыть пролеты до 14-17 м!

Конечно, висячие стропила – это только часть стропильной системы, сами по себе они не используются. Только в связке с другими элементами (затяжками, бабками, ригелями, подкосами и т.п.), вместе с которыми стропила образуют фермы или арки.

В случае с висячими стропилами, простейшую ферму составляют из двух стропильных балок, соединенных в верхней точке под углом (в виде треугольника). По горизонтали стропила скрепляют затяжкой, которая обычно представляет собой деревянную балку. Но она может быть и металлической, например, сделанной из профильного металла. Тогда такую затяжку называют тяжем.

Затяжка выполняет важную функцию. Стропила, скрепленные в коньке и упертые в стены, стремятся разъехаться в стороны. А затяжка удерживает их, позволяя сохранить треугольную форму арки. Возникающий распор на стены не передается, а горизонтальные усилия нейтрализуются. Таким образом на наружные стены при использовании висячих стропил воздействуют только вертикальные усилия.

Затяжка не обязательно располагается в нижней части фермы, иногда она сдвигается вверх, ближе к коньку. Это зависит от типа конструкции арки, от того, какую работу должна выполнять затяжка. Если затяжка находится у основания стропил, то одновременно она служит и балкой перекрытия нижележащего этажа. При устройстве мансарды удобно располагать затяжку (ригель) выше основания стропильных ног, чтобы появилась возможность устроить этаж с полноценной высотой потолка.

Если пролет между стенами составляет более 6 м, висячие стропила для прочности подпирают раскосами и подвесами (бабками). А затяжку делают не цельной, а состоящей из двух срощенных балок.

Существует несколько вариантов конструкций с использованием висячих стропил. Рассмотрим их все по отдельности.

Конструкция #1. Треугольная шарнирная арка

Простейшая ферма в виде треугольника. Состоит из двух стропильных балок, сходящихся в коньке. Нижние основания упираются в горизонтальный брус. В нижней части «треугольника» закрепляют затяжку. Чтобы система работала правильно, высота конька в конструкции не должна быть меньше 1/6 пролета фермы.

Эту схему можно назвать классической. В ней стропила работают на изгиб, стремяться разъехаться в стороны, а затяжка удерживает их и получает растягивающие нагрузки (работает на растяжение). Несущим элементом затяжка не является, поэтому ее можно заменить на тяж из металлопроката.

Для снижения степени изгиба стропильных балок, врубку конькового узла выполняют с эксцентриситетом. Благодаря этому при воздействии на стропила внешних нагрузок (атмосферные явления, вес кровли, собственный вес и т.п.), наряду с ожидаемым изгибом, появляется изгибающий момент противоположного направления. Это позволяет не только уменьшить изгибающие деформации, но и применить для стропил балки меньшего сечения. Соответственно, это помогает удешевить строительство.

Как правило, эта конструкция висячих стропил применяется при строительстве мансардного чердака. Затяжки в этом случае играют роль балок чердачного перекрытия.

Конструкция #2. Арка шарнирная с бабкой

Более сложная схема, которая нужна в случае перекрытия пролетов более 6 м.

Проблема в такой системе – длинная затяжка, которая будет испытывать огромные нагрузки и, как следствие, прогибаться под своим весом. Чтобы прогиба не было, затяжку подвешивают к коньку. Как? С использованием дополнительного элемента – бабки. Она представляет собой деревянный брусок, играющий роль подвески. Если подвес выполняют из металла, то называют его тяжем. Нередко применяют для этих целей обычный металлический прут, который на практике хорошо работает на растяжение.

Таким образом, с помощью подвеса-бабки, удается поддержать длинную затяжку и нивелировать ее прогиб. Саму затяжку при этом составляют из двух частей-балок, стыкованных друг с другом (в центре конструкции).

Конструкция бабки проста, однако строители часто допускают ошибку в ее устройстве. Самое главное: бабка должна работать только на растяжение, а не на сжатие. Ее нельзя путать со стойкой, упирая в балку затяжки и карнизный узел. В таком случае элемент будет сжиматься, а не растягиваться.

Такая путаница может возникнуть потому, что стойка и бабка очень схожи по своему устройству. Но их предназначение, как и принцип работы, совершенно разные. Бабка, в отличие от стойки, жестко не закреплена с затяжкой. Она подвешена на карнизном узле, к ее нижней части с помощью хомутов крепится затяжка.

Необходимую длину затяжки набирают из составных частей, соединяя их косым или прямым прирубом и закрепляя болтами. С подвеской затяжку стыкуют через хомут.

Рассмотренная схема подходит для аграрных и промышленных зданий с большими пролетами. Однако в оригинальном виде она уже не используется, считается устаревшей. Но отдельные ее элементы весьма успешно применяются в практике строительства, при разработке арок других типов.

Конструкция #3. Арка шарнирная с приподнятой затяжкой

В этой схеме затяжка устанавливается не в нижней части арки, а продвигается кверху, ближе к коньку. Чем выше место установки затяжки, тем больше она растягивается.

Конструкцию с приподнятой затяжкой используют в строительстве мансардных помещений. Высота потолков при этом напрямую зависит от того, как высоко располагается затяжка.

Стропильные балки конструкции опираются на мауэрлат, а не на затяжку. Причем, крепление не жесткое, а подвижное, скользящее по типу ползуна. Оно позволяет компенсировать изменение размеров балок (их подвижки), которые происходят при колебаниях влажности и температуры.

Если на скаты действует равномерная нагрузка, то система будет устойчивой в любом случае. Если же нагрузка будет больше с одной стороны, то стропильная система сдвинется в сторону превалирующей нагрузки. Чтобы этого не случилась и кровля оставалась устойчивой, стропила устанавливают с выносом в обе стороны, за пределы стен.

Затяжка в такой арке не является опорой, на нее действуют растягивающие нагрузки – при устройстве чердака, и растянуто-изгибающие – при устройстве мансарды.

В мансардных помещениях затяжка зачастую является балкой для крепления подвесного потолка или изоляции. Чтобы защитить ее от провисания, устанавливают подвеску. При небольших предполагаемых нагрузках и короткой затяжке, подвес прибивают к ригелю и коньку, скрепляя соединения двумя досками с обеих сторон.

Если затяжка сравнительно длинная, то используют несколько подвесок, а каждую из них закрепляют гвоздями. Большие нагрузки требуют дополнительного использования хомутов.

Конструкция #4. Арка шарнирная с ригелем

Схема, похожая на предыдущую, но имеющая отличие: нижняя скользящая опора в карнизном узле заменяется на аналогичную жесткую. Стропильные балки врубают в мауэрлат или применяют для неподвижной фиксации опорные бруски.

Замена опоры меняет характер возникающих в арке напряжений. Конструкция становится распорной, воздействуя с распирающими усилиями на стены и мауэрлат.

Затяжку устанавливают в верхней части арки. При этом ее назначение меняется. Она уже не работает на растяжение, ее принцип действия основан на сжатии. Затяжку, работающую на сжатие, называют ригелем.

Арка с одним приподнятым ригелем рассчитана на небольшую распорную нагрузку. При больших нагрузках в дополнение к ригелю устанавливается затяжка. Получаются висячие стропила, конструкция и узлы которой схожи с обычной трехшарнирной аркой. Мауэрлат для них уже не требуется.

Конструкция #5. Арка с подвеской и подкосами

Схема, дополняющая систему арки с бабкой. Используется, когда длина стропил настолько большая (до 14 м), что создает существенный прогиб их под собственным весом. Чтобы нивелировать изгибающие напряжения, систему дополняют подкосами, которыми подпирают стропильные балки.

Обычно подкосы упирают во внутренние стены. Но в висячих системах их нет, поэтому подкосы упирают в единственный существующий упор – бабку. Получается жесткая конструкция со следующим принципом действия: стропила под воздействием внешней нагрузки прогибаются, давят на подкосы, подвеска растягивается и притягивает к себе коньковый брус, одновременно притягиваются и верхние части стропил, стропила поджимают подкосы.

Так как в этой схеме используются длинные стропила, соответственно применяется и длинная затяжка. Как правило, она состоит из двух частей-балок (хотя бывает и одноэлементной), соединенных в середине пролета косым или прямым прирубом. Соединение затяжки с бабкой выполняется через хомут.

По сути, все существующие висячие арки являются вариациями обычной трехшарнирной арки. Все остальные дополнения – бабки, ригели, подкосы – только увеличивают жесткость стропил. И несущей способности не меняют.

Основные узлы: виды соединений элементов

Любая из рассмотренных выше конструкций будет правильно работать лишь при грамотном соединении всех основных узлов. Только тогда они будут выполнять свою функцию, не деформируясь под воздействием внешних факторов.

Сверху стропильные балки совмещают под углом и соединяют встык, внахлест или путем врубки. Этот узел называют коньковым. Крепление встык предполагает стыковку срезанных под углом концов балок и скрепление их накладками из металла или дерева. При соединении внахлест верхние части стропилин схлестывают между собой и закрепляют болтом с гайкой или шпилькой.

Соединение врубкой вполдерева похожа на соединение внахлест. Но в этом случае верхушки стропил накладывают друг на друга после выпиливания выемок в половину толщины бруса. Потом выпиленные части соединяют, в них просверливают сквозное отверстие и стягивают их балтом.

В конструкциях арок также встречается (например, в обычной трехшарнирной арке) соединение нижней части стропил с затяжкой – карнизный узел. Соединение выполняется лобовой врубкой одинарным или двойным зубом с креплением болтами. Также для крепления могут быть использованы короткие доски или металлические пластины, наложенные на стык стропилины с затяжкой и скрепленные гвоздями.

Приподнятая затяжка врубается в стропила внахлест полусководнем с последующим болтовым скреплением.

В схеме с приподнятой затяжкой или ригелем стропила соединяются с мауэрлатом. При этом применяется скользящее (по типу ползуна) или жесткое крепление опор. Скользящее крепление выполняется с применением металлических скользящих опор, допускающих небольшие подвижки стропил. При жестком креплении применяют врубку зубом, также может быть использован опорный брусок.

Общие принципы расчета висячих стропил

Как вы уже успели убедиться, висячая стропильная система относится к сложным конструкциям и требует правильного расчета, основанного на множестве факторов. Ошибочные итоговые параметры приведут к тому, что крыша не сможет противостоять потенциальным нагрузкам, что чревато деформациями и обрушениями.

Поэтому желательно доверить расчет висячих стропил профессионалам или использовать уже готовый проект дома. В крайнем случае расчеты можно выполнить с помощью одного из онлайн-калькуляторов, которых достаточно много в сети интернет.

Для расчета используются следующие данные:

размеры перекрываемого помещения;
наличие мансарды;
предполагаемая максимальная нагрузка;
угол наклона скатов;
тип стропильной системы;
материал изготовления стен;
материал кровельного покрытия.

В результате расчета определяют:

сечение стропил;
величину шага стропил;
форму ферм.