Содержание

Гроздов в т деревянные наслонные стропильные системы

Библиотека: книги по архитектуре и строительству

Вы здесь

Деревянные наслонные стропильные системы. Гроздов В.Т. 2003

Деревянные наслонные стропильные системы

Гроздов В.Т.

ООФ Центр качества строительства. Издательский Дом KN+. С.-Петербург. 2003

75 страниц

ISBN 5-94034-016-4

Рассмотрены деревянные наслонные стропильные системы, применяемые в современном малоэтажном строительстве, а также имеющиеся в старых зданиях, конструкции узлов сопряжения элементов друг с другом и со стенами, дефекты стропильных конструкций, вопросы ремонта и усиления элементов стропильных систем. Книга рассчитана на инженерно-технических работников, производящих проектирование, возведение и эксплуатацию стропильных систем, а также осуществляющих надзор за строительством и эксплуатацией зданий с деревянными стропилами.

1. Крыши и их составные части

2. Стропильные системы
2.1. Виды стропильных систем
2.2. Наслонные стропильные системы

3. Расчет деревянных элементов крыши при наслонных стропильных системах
3.1. Расчет обрешетки и настилов
3.2. Расчет стропильных ног
3.2.1. Рядовые стропильные ноги и нарожники
3.2.2. Диагональная (накосная) стропильная нога
3.3. Расчет прогонов
3.3.1. Прогоны, выполненные по консольно-балочной системе
3.3.2. Прогоны, выполнение с подкосами в третях полета у каждой стойки
3.3.3. Прогоны, выполнение с подкосами в половине пролета через одну стойку
3.4. Расчет шпренгеля под диагональной (надкосной) ногой
3.5. Расчет подкосов и стоек стропильной системы
3.6. Расчет узлов сопряжения элементов стропильной системы
3.6.1. Расчет стыка наращивания стропильной ноги
3.6.2. Расчет врубки подкоса в стропильную ногу
3.6.3. Расчет прикрепления затяжки (ригеля) из досок к стропильным ногам
3.6.4. Расчет узла опирания нарожников на диагональную (накосную) стропильную ногу
3.6.5. Расчет узла опирания прогона на стойку и стойки на лежень

4. Дефекты деревянных элементов крыши

5. Влияние теплового режима чердачных помещений на сохранность деревянных конструкций крыши

6. Усиление элементов стропильной системы
6.1. Усиление обрешетки
6.2. Усиление мауэрлатов и лежней
6.3. Усиление стоек и подкосов
6.4. Усиление прогонов
6.5. Пиление стропильных ног

Введение

Деревянные стропильные системы широко применялись в строительстве зданий с чердаками до начала шестидесятых годов прошлого столетия.

С массовым внедрением сборного железобетона объем применения деревянных стропил резко снизился. В девяностых годах прошлого столетия деревянные стропильные системы стали вновь возрождаться в малоэтажном жилом строительстве. Однако, за несколько десятилетий был утрачен опыт их проектирования и возведения. Начиная с пятидесятых годов XX века простейшие конструкции крыш — наслонные стропила в учебниках по деревянным конструкциям вообще не рассматривались.

Конструкции важных частей стропильных систем — сопряжений элементов друг с другом, можно встретить только в старых учебниках, справочниках и альбомах типовых деталей.

Почти не осталось специалистов по деревянным стропилам ни в проектных, ни в строительных организациях. Это привело к массовому появлению дефектов в деревянных стропильных системах. Трудности возникают и при создании новых конструкций и при ремонте и усилении старых. Автору на личном опыте хорошо известно положение в строительстве, которое было в пятидесятых годах, и состояние с деревянными конструкциями на стройках теперь в связи с экспертизой проектов стропильных систем и обследованием строящихся зданий.

Автор делает попытку изложить основные принципы проектирования, возведения, ремонта и усиления элементов деревянных стропильных систем с показом основных дефектов этих систем и последствий, к которым они могут привести.

Автор учитывает то обстоятельство, что в старое время стропильные системы делались как из бревен, так и из брусьев, а в настоящее время материалом для них служат в основном доски и брусья.

При этом в строительстве часто применяют пиломатериалы укороченной длины. Если прежде длина бревен и пиломатериалов была, как правило, 6,5 м, то теперь она обычно не превышает 5,5-6 м. Это создает определенные трудности при проектировании и возведении стропил.

Следует также учитывать, что древесина поступает на строительство повышенной влажности, пиломатериалы и готовые конструкции могут длительное время находиться на открытом воздухе. Все это следует иметь в виду при проектировании деревянных стропильных систем.

Расчет стропильной системы

Расчет стропильной ноги, прогона и стойки. Момент сопротивления и момент инерции расчетной полосы настила. Расчет узла врубки стропильной ноги в прогон на смятие, узла врубки стропильной ноги в мауэрлат на смятии, опирания стропильной ноги на мауэрлат.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	04.05.2016

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Факультет безотрывных форм обучения

Кафедра строительных конструкций

Расчет стропильной системы

Работу выполнил Чужинов А.А.

Студент группы СЗПГСувт-2

Номер зачетной книжки № 14100477

Руководитель работы Бызов В.Е.

1. Расчет рабочего настила.

2. Расчет стропильной ноги.

3. Расчет прогона.

4. Расчет стойки

5.1. Расчет узла врубки стропильной ноги в прогон на смятие

5.2. Расчет узла врубки стропильной ноги в мауэрлат на смятии.

5.3. Расчет опирания стропильной ноги на мауэрлат

1. Расчет рабочего настила

Тип покрытия: наплавляемые рулонные материалы — наплавляемый двухслойный изопласт. Верхний слой — изопласт К с крупнозернистой посыпкой с лицевой стороны и полиэтиленовой пленкой с другой. Материал имеет нетканую основу изполиэфирного стеклохолста. Нижний слой изопласт П имеет ту же основу с покрытием полтэтиленовой пленкой с двух сторон.

Принятый уклон кровли: 7

Размеры здания в осях 36Ч13 м.;

Срок службы здания: 50 лет;

Режим эксплуатации: 1А;

Коэффициент условия работы m_в=1

Коэффициент надежности по сроку службы y_нсс=1

Построечная конструкция покрытия: по стропильным ногам укладывается два настила:

Нижний — разреженный 25Ч150 мм, уложенный с зазорами 30мм;

Верхний — из досок 19Ч125 мм, уложенных без зазоров под углом 45° к нижнему.

Нагрузка на рабочий настил, кН/м 2 :

Нормативная нагрузка q н

Коэф. надежности y_f

Расчетная нагрузка q р

Верхний слой кровельного ковра — изопласт К

Нижний слой кровельного ковра — изопласт П

Защитный настил из досок 19 мм 0,019*5

Рабочий настил из досок 25 мм с расстоянием между осями досок 5*0,025*(15/18)

Снеговая нагрузка для III снегового района (Сланцы)

Для настилов применяется доски из хвойной древесины III сорта с расчетым сопротивлением R_и=1,3 кН/м2. Незначительным уклоном пренебрегаем (при б=7° cosб=0,993=1).

Настил рассчитывается как двухпролетная неразрезная балка. Расчет ведется на полосе шириной 1 м на два случая нагружения.

1 случай нагружения — постоянная и временная нагрузка.

Изгибающий момент в досках настила:

Момент сопротивления и момент инерции расчетной полосы настила:

Напряжение изгиба в досках:

2 случай нагружения — постоянная нагрузка и сосредоточенный груз (монтажная нагрузка Р=1 кН).

Сосредоточенный груз при наличии двух перекрестных настилов передается на полосу шириной 0,5 м

На расчетную полосу передаются нагрузки:

стропильный нога прогон стойка

Существует запас прочности, поэтому пробуем толщину досок 22 мм без учета некоторого снижения нагрузки:

При первом сочетании нагрузок:

Таким образом, следует принять толщину рабочего настила 22 мм.

2. Расчет стропильной ноги

Нормативная нагрузка q н

Коэф. надежности y_f

Расчетная нагрузка q р

Стропильная нога 175Ч200 мм 0,175*0,20*5*(1/1,5)

Снеговая нагрузка для III снегового района (Сланцы)

Определение погонных нагрузок:

Определение усилий в стропильных ногах:

Длинна стропильной ноги не превышает 6 м (длина выпускаемых пиломатериалов), поэтому принимаем разрезную стропильную ногу равную и расчитываем как однопролетную балку:

Момент сопротивления и момент инерции:

Окончательно принимаем сечение стропильной ноги 175Ч200 мм.

3. Расчет прогона

Нормативная нагрузка q н

Коэф. надежности y_f

Расчетная нагрузка q р

Прогон 125Ч150 мм 0,125*0,15*5*(1/2)

Снеговая нагрузка для III снегового района (Сланцы)

Определение погонных нагрузок:

Определение усилий в стропильных ногах:

Момент сопротивления и момент инерции:

Окончательно принимаем сечение прогона 125Ч150 мм.

4. Расчет стойки

Расчет стойки производится как центрально-сжатого элемента, м = 1, древесина III сорта. Высота стойки l = 1,2 м., шаг — 2,0 м

Задаемся гибкостью л = 80

Расчетная высота стойки:

Требуемый минимальный радиус инерции:

Требуемая площадь сечения:

N — усилия сжатия в стойке;

ц — коэффициент продольного изгиба, для л>70, , где А=3000 для древесины;

F — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон (8,5 МПа=0,85 кН/см 2 );

Читать еще: Обрешетка под гибкую черепицу, контробрешетка под мягкую кровлю

Требуемая ширина сечения: ; в соответствии с сортаментом пиломатериалов принимаем b = 6 см

Требуемая высота сечения: ; принимаем h = 4 см,

Гибкость стержня принятого сечения:

Окончательно принимаем сечение стойки 60Ч40 мм

5.1 Расчет узла врубки стропильной ноги в прогон на смятие

Смятие поперек волокон:

Прочность узла на смятие обеспечена.

5.2 Расчет узла врубки стропильной ноги в мауэрлат на смятии

Смятие поперек волокон:

Прочность узла на смятие обеспечена.

5.3 Расчет опирания стропильной ноги на мауэрлат

Нужно рассчитать узел на скалывание древесины и подобрать такой размер врубки, чтобы скола не произошло.

Расчет сопртивления древесины скалыванию силой направленной под углом к волокнам а, определяется по формуле (при угле наклона скатов м = 7°).

где R_ск и R_ск90 (кг/см 2 ) — расчетные сопротивления древесины скалыванию вдоль волокн и поперек волокн, R_ск = 16 кг/ см 2 , R_ск90 = 8 кг/ см 2 .

Угол наклона площади скалыванию по отношению к направлению волокон в нашем случае равен углу наклона скатов.

Сила распора: Н = q p верт = L*ctgм = 68,7*4,53*8,14 = 2533,2 кг

Погонная нагрузка на стропильную ногу по скату в вертикальной плоскости: q p верт=4,58*1,5=6,87 Кн

Расчитываем минимальную площадь, необходимую для того, чтобы скалывание не произошло:

Т.к. в качестве стропила используется брус шириной b = 17,5 см, то длина площадки скалывания должна быть не меньше

Рассчитываем глубину врубки:

Значит при устройстве врубки (запила) стропила делаем ее глубиной не менее 2 см, тогда стропило, запиленное на зуб, обеспечит устройство крыши, а зуб врубки не отколется. Сечение мауэрлата принимаем 200Ч200 см.

1. СП 20.13330 2011 Нагрузки и воздействия

2. СП 64.13330.2011 Деревянные конструкции

3. Гроздов В.Т. Деревянные наслонные стропильные системы — СПб., Издательский Дом KN+, 2003. — 69с.

4. Никитин Г.Г., Каратеев Л.П. Расчет покрытия деревянных конструкций: учебное пособие. — СПбГАСУ, Спб., 2012. — 107с.

Подобные документы

Расчёт стропильной ноги, подкоса и ригеля. Угол наклона кровли к горизонту. Сбор нагрузок на стропильную ногу. Напряжение изгиба, прочность сечения, момент инерции сечения. Модуль упругости древесины. Схема усилий в подкосе. Сопротивление смятию сосны.

курсовая работа [322,2 K], добавлен 21.06.2015

Расчет дощатого настила из древесины под рулонную кровлю и стропильной ноги на прочность и жесткость. Определение несущей способности шарнирно-закрепленной деревянной стойки составного сечения. Проверка прочности межквартирной бетонной стеновой панели.

практическая работа [170,8 K], добавлен 14.02.2014

Расчет и конструирование многопустотной железобетонной плиты перекрытия. Расчёт прочности наклонного сечения. Расчет плиты по образованию трещин. Потери предварительного напряжения арматуры. Расчет плиты по перемещениям. Расчет стропильной ноги.

курсовая работа [342,6 K], добавлен 19.06.2015

Компоновка конструктивной схемы каркаса. Поперечная и продольная система. Расчетная схема рамы: снеговая и ветровая нагрузка. Определение расчетных внутренних усилий. Расчет узлов и конструирование стропильной фермы. Стыка верхней части колонны с нижней.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.05.2014

Компоновка каркаса. Расчет поперечной рамы: сбор нагрузок, составление расчетной схемы, подготовка исходных данных. Расчет стропильной фермы. Определение расчетных длин частей колонны. Расчет связей в шатре, по колоннам, стойки торцового фахверка.

курсовая работа [626,9 K], добавлен 02.03.2012

Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Нагрузки, действующие на прогон. Максимальный изгибающий момент. Конструирование стропильной фермы. Статический расчет рамы каркаса здания и внецентренно нагруженной крайней колонны производственного здания.

курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.09.2015

Расчет стального настила, базы колонны. Расчет опирания главной балки на колонну. Расчет стальной стропильной фермы покрытия промышленного здания. Сбор нагрузок на покрытие. Расчетная схема фермы и определение узловых нагрузок, усилий в элементах фермы.

курсовая работа [519,8 K], добавлен 13.10.2011

Определение общих размеров фермы. Методика определения параметров обрешетки. Собственный вес стропильной фермы с прогонами. Подбор сечений элементов. Конструирование узлов фермы. Момент сопротивления сечения шайбы, порядок определения ее толщины.

контрольная работа [614,2 K], добавлен 19.01.2014

Теплотехнический расчет ограждающей конструкции. Расчет стропильной фермы. Состав работ и комплексная бригада.Конструирование и расчет узлов фермы. Технико-экономические показатели на устройство монолитных фундаментов. Эксплуатация строительных машин.

дипломная работа [6,8 M], добавлен 09.12.2016

Конструктивное решение промышленного здания. Расчет стропильной фермы, критерии ее выбора, сбор нагрузок и статический расчет. Подбор сечений стержней фермы. Конструирование и расчет узлов ферм. Расчетные характеристики сварного углового шва металла.

контрольная работа [451,9 K], добавлен 28.03.2011

Наслонные стропила: обзор конструкции, узлов и план монтажа

В основе любой крыши лежит система балок, стоек, прогонов. Они являются тем проводником нагрузок, который позволяет крыше выдерживать порывы ветра и вес снега зимой. В разрезе стропила представляют традиционную фигуру — треугольник жёсткости. В строительстве используется множество стропильных систем. Наиболее востребованы наслонные стропила.

Варианты стропил

Стропила — основа крепления кровли. По устройству различают три вида:

Наслонные, считающиеся одними из самых надёжных компонентов, использующихся в конструкционных работах.
Висячие стропила.
Висячие фермы, оборудованные шпалами.

Каждая из систем имеет особенности конструкции. Проведение точных расчётов позволит создать прочную и надёжную конструкцию.

Наслонного типа

В сооружениях, имеющих ещё несколько рядов стен, служащих, кстати, в роли вспомогательных опор, чаще всего используется наслонная стропильная система.

Если в наличии имеется пара вспомогательных компонентов, имеющих возможность применяться в роли опоры, здание в своих размерах может достичь 17—19 метров. Главное, делать не больше 8 метров пространства между соседними опорами. До 120 сантиметров величины порой достигает стропильный шаг, главное, правильно провести расчёты и учесть все необходимые особенности.

Нижние части такого вида обладают опорой, состоящей из подстропильных брусьев. В том числе вкупе с ними используется мауэрлат.

Чтобы разделить опорные стойки и прогоны, о которых также не стоит забывать, используют подкосы. Их главная функция заключается в том, что они выполняют разгружающую и поддерживающую функцию, в том числе и для ног стропильной системы, увеличивающих размер сооружения. Они сами имеют больший размер, чем обычный коэффициент пиломатериала, и их нужно собирать.

Висячая система

Висячие стропила кардинально отличаются от наслонных. Их нижние концы занимают опорные стены. Стропильные ноги этой системы нагружены в двух частях всей монтируемой системы.

Нагрузки от висячей конструкции распирают стены, которые имеют опорный характер.

В роли использованного материала с целью затяжек применяют дерево либо сплавы. Для того чтобы это всё расположить, в основном избирается линия в комфортной высоте. А также принимайте во внимание, что крепление к стропильной системе зависит от высоты расположения затяжки.

Наслонный тип чаще всего применяется для того, чтобы была возможность обустроить двускатные кровли над сооружениями. Их стены длиной должны быть не больше 5—6 метров.

Конструкция и узлы

Наслонные стропильные системы обладают достаточной долговечностью благодаря тому, что их эксплуатация происходит под действием различного вида проветривания, например, сквозного. Это препятствует возможности загнивания деревянного материала. Устройство выполнено очень просто. И это играет значительную роль.

Пришло время рассмотреть, на какие конструкционные составляющие разбивается система наслонных стропил:

неотъемлемой частью структуры служит стропильная нога;
применяются, конечно, подстропильные компоненты;
не забываем про обрешётку.

Такая система, используемая при строительстве крыши с одним скатом, в своём строении обладает сооружениями, которые разносторонними концами упираются в противоположные стенки. Когда крыша уже с двумя скатами, стропильная система будет состоять из нескольких стропильных ног, упирающихся разными своими сторонами на погон и стойки.

Нельзя увеличивать размер пролёта, так как может случиться прогиб, а может и произойдёт вырывание стропильной ноги. Чтобы это не произошло, применяют специальные компоненты, носящие название стойки и подкосы. Применяются такие компоненты также, когда есть необходимость состыковать стропила, состоящие из небольшого количества досок, чтобы конструкция имела ещё большую стабильность.

Специализированные наслонные стропила подразделяются на два разных вида:

Условия создания распора на стенку определяются с помощью узлового распирания.

Безраспорная система

Работа ноги в такой системе соответствует собственному особому механизму, а именно на изгиб. Её характерная черта заключается в том, что на стены она не оказывает никакого усилия.

Безраспорные наклонные стропила используются тремя разными способами. Специально на конец ноги присоединяется опирающийся брусок, можно осуществить врубку, или по-другому запил, и упереть в мауэрлат.

Особенности монтажа конструкции

На верху стропила проделываем больших размеров запил и скашиваем его под небольшим углом. Подрезка на концах стропила обладает различными границами, характеризующимися по глубине. Главное, чтобы размер подрезки превышал размер сечения стропила.

Если не представляется возможным сделать подрезку верха стропила, используют искусственное наращивание, крепление осуществляется по обеим сторонам. Используются монтажные пластинки.

Когда будете проводить монтаж, обязательно сделайте так, чтобы верх врубки был максимально ровным, чтобы система внезапно не стала распорной. Чаще всего низ стропильной ноги присоединяют на ползуне.

Верхняя часть фиксируется с применением гвоздей или же, например, болтового крепления, стропила могут также взаимно упирать и связывать железными пластинками, имеющими зубчатое строение либо древесными накладками.

Сильное защемление конькового участка

Бывает, что присутствие сильного защемления конькового участка, если верхнюю часть твёрдо закрепляют, а основание ставят в ползуне, никак не появляется распор в стенке. В этом случае в твёрдо объединённом коньковом узле возникает экстремальный искривляющий период, который должен уничтожить узел, тогда стропильные ноги приобретают значительно меньший прогиб. Защемив верх стропил, мы приобретаем определённый резерв крепости, повышающий все характеристики.

Читать еще: Формула прогиба балки на двух опорах: расчет двутавра

У всех способов есть объединяющая особенность: одна область стропила мастерится на шарнире, который использует только поворот, а другую область конструируют на скользящей опоре. Она имеет возможность позволить себе поворот. Крепится это по-разному. Иногда применяют гвоздевой бой или могут использовать даже крепёжные пластинки.

Плохо становится, если происходит упирание прогона на специальные стойки. В других двух вариантах, статическая устойчивость существует благодаря тому, что нагрузка равномерно распределяется по обеим сторонам крыши, используя при этом одинаковый угол наклона.

Но на самом деле сделать наклон крыши абсолютно ровными невероятно трудно. Растаявший снег распределяется по крыше неровно, особенно когда вмешиваются сильные порывы ветра. Первоначальный способ разрешает делать различные угловые наклоны скатов. Он также неплохо справляется со всеми нагрузками, только если стойки будут стоять абсолютно вертикально.

Распорная система

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

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

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

Компоненты подстропильных конструкций

Система должна обладать высокой устойчивостью. Для того чтобы достичь этого, наклонные стропила нужно обеспечить горизонтальной схваткой, использование которой немного обеспечит устойчивость, но совсем немного. Прикреплять её стоит там, где схватка пересекает стойки. Она обязательно сработает в любых обстоятельствах. Их расположение нужно сориентировать со средним человеческим ростом. А если вы конец стропила вынесете наружу, устойчивость гарантируется.

Если случиться аварийная ситуация это обеспечит схватке сработать молниеносно и безошибочно. Если целью стоит повышение устойчивости наслонных стропил и системы в целом жёстко зафиксируйте стойки. Если перекрытие чердака неудачно, то усиление устойчивости окажется невозможным. Те строения, которые содержат 2 внутренние стены, используют сквозящие стропильные конструкции. Нужно правильно выбрать все компоненты, от этого зависит качество сделанной работы и надёжность крыши.

Особенности использования

Наслонная стропильная конструкция применяется тогда, когда возникает срочная необходимость перекрыть пролёты с наибольшей длиной, существует необходимость в применении стоек, прибавляющих устойчивости.

Более подходящей конструкционной чертой представляется применение скользящей опоры, что разрешает соединение различных переходных стропил к мауэрлату. Практически не попадаются длинные пролёты в собственном строительстве сооружений. Из этого следует, что наилучшим из всех вариантов является использование специализированных наслонных стропил. Главный компонент техники строительства — это опирание на мауэрлат строительных ног. Когда сооружение из дерева, эту способность берёт на себя верх.

Такого рода стыковочный узел представляется более значимым в наслонной стропильной концепции. Применение ригеля даёт возможность повысить величину пролёта вплоть до 8 метров, в обстоятельствах одной опоры — вплоть до 12-ти метров, а рядом с применением 2-х опор — вплоть до 16 метров.

Расчёт компонентов крыши

Каждая структура и конструкционные характерные черты кровельной концепции находят решение ещё на рубеже проектирования сооружения. Структура кровли главным способом оказывает большое влияние в комплект материалов, применяемых во время монтажа и систему несущих стенок.

Стропила наслонного вида отделываются обрешёткой. На них устанавливается кровельный пирог с пароизоляцией и гидроизоляцией.

Практические советы

Если нужно сделать мансардную крышу с применением наслонных стропил, обязательным условием является установка брусового каркаса внизу, а вверху стропильные ноги следует прятать в коньковый прогон.

Если вам нужно соединить стропильную ногу с мауэрлатом, используйте защемление. Можете соединить его металлическим материалом. Для этого существует способ, заключающийся в использовании большого торцевого угла. Он в будущем обеспечит возможность стропилам взаимно упираться.

Применяется наслонный тип вкупе с соединением, подразумевающим за собой просверливание отверстий для болтов.

Распорные наслонные стропила: описание, схемы, устройство и особенности расчета

Стропила представляют собой основной опорный элемент конструкции любой крыши. Способов установки их существует множество. Очень часто кровли домов собирают, к примеру, на наслонных распорных стропилах. Их основной особенностью является то, что работают они в процессе эксплуатации кровли и на изгиб, и на сжатие. То есть передают на стены не только вертикальное, но и горизонтальное усилие.

Особенности конструкции

По сути, такие стропила являются переходным вариантом от наслонных безраспорных к висячим. Вертикальную нагрузку они передают через коньковый прогон и стойки. Распорное же давление такие стропила оказывают на стены из-за того, что крепятся к мауэрлату или балкам жестко. При таком способе фиксации в каркасе кровли неизбежно возникает горизонтальное напряжение. Схема наслонных стропил распорных, представленная ниже, демонстрирует принцип их работы наглядно.

Что нужно учитывать при составлении проекта

Перед монтажом крыши, конечно же, должны быть разработаны подробные схемы установки всех ее элементов, в том числе и стропил. При составлении проекта каркаса кровли прежде всего следует определиться:

с углом наклона наслонных стропил;
их сечением;
видом используемых пиломатериалов;
шагом установки;
способами крепления.

Каким должен быть угол наклона

К расчету этого параметра стоит подойти максимально ответственно. От того, насколько правильно будет выбран угол, напрямую зависит надежность и долговечность такой конструкции, как крыша с наслонными стропилами. Лучше всего, конечно, устроить над зданием кровлю покруче. В этом случае в доме можно будет оборудовать жилой чердак или мансарду. К тому же и смотрятся загородные здания с такими крышами солиднее. Однако обходятся крутые кровли, разумеется, дороже пологих.

Помимо особенностей эксплуатации будущей крыши и архитектуры здания, при выборе угла наклона скатов нужно учитывать еще и такие факторы, как:

общей вес используемого кровельного материала;
возможная снеговая нагрузка;
ветровая нагрузка.

Для каждого конкретного кровельного материала существует свой собственный минимально допустимый показатель угла наклона. Так, к примеру, для металлочерепицы он составляет 12-14 градусов, для шифера – 22 градусов и т. д. При разработке проекта это, конечно же, нужно учитывать.

Возможную ветровую и снеговую нагрузку на кровлю определяют по специальным таблицам, составленным для каждого конкретного региона. В большинстве районов России оптимальным углом наклона скатов с учетом этих показателей является 30-45 градусов.

Какие пиломатерилы выбрать

По вполне понятным причинам, самой важной частью каркаса крыши являются именно наслонные стропила. Конструкция (и узлы, и сами ноги) их, как основного в данном случае опорного элемента, должна быть максимально устойчивой и прочной. Поэтому к выбору пиломатериала для них нужно подойти как можно более ответственно.

Чаще всего для стропил крыш загородных домов используется сосновый брус. В такой древесине содержится очень много смол, а поэтому она довольно-таки устойчива к воздействию влаги. Помимо этого, сосновые пиломатериалы имеют достаточно большой запас прочности и не слишком дорого стоят.

Как сделать расчет наслонных стропил

Сечение бруса для опорных элементов каркаса кровли рассчитывают с учетом следующих факторов:

общего веса кровельного пирога;
шага между стропилами;
их длины.

Устанавливаться наслонные стропила могут с шагом от 50 до 120 см. В тех регионах, где зимой выпадает много снега, расстояние между этими элементами обычно делают поменьше. То же самое касается и крыш, отделанных тяжелым кровельным материалом, к примеру глиняной черепицей. Если же осадков в регионе в холодное время года выпадает не слишком много, можно сэкономить и установить стропила с большим шагом. В европейской части России при использовании для обшивки кровли ондулина или профилированного листа стропила обычно монтируют на расстоянии примерно в 80-100 см друг от друга.

Что касается необходимой длины ног, то ее определить довольно-таки просто. Конструкция наслонных стропил, как и любых других, такова, что во фронтальной проекции крыша дома обычно представляет собой равнобедренный треугольник. Поэтому для того чтобы рассчитать длину ноги, нужно просто разделить половину длины пролета здания на косинус угла наклона ската. К полученной цифре следует прибавить примерно 40 см на свесы.

Зная длину стропильных ног и определившись с расстоянием между ними, можно легко выяснить, какое у них должно быть сечение. Для этого нужно воспользоваться специальными таблицами. Чаще всего под стропила берут брус сечением 150х150 см. Под мауэрлат, поскольку на него в процессе эксплуатации приходится серьезная нагрузка, обычно используют материал потолще — 150х200 или 200х200 см.

Как крепят внизу

Мауэрлат к бетонным и кирпичным стенам обычно закрепляется на анкера, предварительно вмурованные в кладку или раствор. Способов же фиксации собственно самих стропил существует несколько:

путем врубки;
с использованием оцинкованных уголков и болтов;
с применением гвоздей, хомутов и проволоки.

Читать еще: Течет крыша в частном доме что делать: протекает кровля

Монтируются стропила при сборке каркаса крыши или непосредственно на мауэрлат, или на выступающие за пределы плоскости стены балки. В последнем случае крепление может выполняться двумя способами:

На крутых крышах (более 35 градусов) врубка стропила в балку часто производится единичным зубом. В этом случае в ноге вырезается шип, а в ответной части – специальный упор. Собственно само крепление производится с использованием болта.
На пологих кровлях для увеличения опорной площади соединение выполняется путем врубки с применением двойного зуба.

При креплении непосредственно на мауэрлат в стропиле вырезается только посадочное гнездо. Жесткая фиксация при этом производится чаще всего с использованием специальных оцинкованных перфорированных уголков. Их устанавливают по бокам ноги и закрепляют болтами. Чтобы снизить горизонтальную нагрузку на стены от крыши, иногда на стропило снизу также набивают брус (для упора в мауэрлат). Такой узел крепления обычно дополнительно фиксируется проволокой-катанкой. Ее вмуровывают в стену еще на этапе кладки или заливки армирующего пояса.

Иногда деревянные наслонные стропила закрепляют на мауэрлате и на узел из трех гвоздей. Это также довольно-таки надежный способ. В этом случае один гвоздь забивается в середине стропила, а два других под небольшим углом по обеим сторонам от него. При таком способе крепления также целесообразно дополнительно использовать проволоку-катанку. Иногда вместо нее применяются и специальные хомуты, обхватывающие стропило над мауэрлатом.

Как крепят сверху

Вверху наслонные стропила могут фиксироваться также несколькими способами. Иногда их крепят непосредственно на коньковом прогоне методом врубки, но чаще все же соединяют попарно над ним. В последнем случае собираться фермы могут методом «в полдерева» или с использованием толстых стальных пластин либо брусков.

Поскольку наслонные распорные стропила передают на стены в том числе и горизонтальную нагрузку, на больших пролетах их, как и висячие, иногда дополнительно соединяют попарно ригелем под коньком.

Порядок монтажа

Собирается наслонная система стропил дома этой разновидности следующим образом:

Из длинной доски вырезается шаблон, по которому в последующем раскраиваются стропила. Его использование позволяет сделать абсолютно одинаковые элементы, а следовательно, и собрать аккуратную крышу.
Устанавливаются крайние стойки (по фронтонам).
Между ними по уровню строго горизонтально натягивается неэластичный ориентировочный шнур.
К балкам перекрытия крепятся промежуточные стойки.
На них фиксируется коньковый прогон. Закреплять его на стойках можно методом вполдерева или уголками.
Монтируются крайние стропильные фермы.
С выбранным шагом устанавливаются промежуточные.

После того как основа каркаса кровли будет собрана, приступают к монтажу утеплителя, гидроизолятора, обрешетки и кровельного материала.

Дополнительные элементы наслонных стропил

Очень часто каркас этой разновидности устанавливают на больших домах с широкими прогонами. В этом случае, чтобы избежать необходимости использования толстого бруса, а следовательно, и ненужных расходов, в конструкцию кровли обычно включают дополнительные элементы — подкосы или подстропильные балки. Первые одним концом крепят в месте соединения стойки и лежня, а вторым, под углом в 45 градусов, – к самому стропилу. В результате получается дополнительная опора, не позволяющая ноге слишком сильно изгибаться при серьезных нагрузках. Срезать подкос нужно точно под углом в 45 градусов. Наличия зазоров между ним, стойкой и ногой не допускается.

Использование подстропильных балок позволяет собирать еще более надежные крыши на домах с очень широкими пролетами. В этом случае коньковый прогон не устанавливается. Вместо этого вдоль стен сначала монтируются два лежня, на которые крепятся стойки. На них и укладываются балки, надежно поддерживающие наслонные стропила. Узлы крепления в данном случае выполняются по той же схеме, что и на мауэрлате. То есть в стропиле сначала выбирается посадочное гнездо, а затем оно крепится на балку с помощью уголков.

О чем нужно знать

Используют наслонные стропила распорные в основном только на домах с кирпичными, блочными или монолитными стенами. Связано это прежде всего с тем, что в данном случае крепление к мауэрлату производится жестко. На деревянные дома стропила этой разновидности не устанавливают, потому что такие здания после постройки способны давать сильную усадку. В результате жестко закрепленную на верхнем венце кровлю может просто-напросто повести. На таких домах стропила фиксируют к мауэрлату на специальных элементах – «салазках», обеспечивающих их подвижность.

Вывод

Как видите, рассчитать и установить наслонные распорные стропила самостоятельно не так уж и сложно. Однако, какой бы способ их крепления к мауэрлату, балкам и прогонам не был выбран, все работы нужно производить тщательно — с использованием качественных доборных элементов, без нарушения технологий. В противном случае крыша получится ненадежной и в скором времени потребует ремонта либо даже переустановки.

Строительный портал №1

Наслонными называют стропила, которые одним своим концом опираются на стену здания, а другим – на коньковый брус или прогон, расположенный вдоль линии пересечения скатов. Конек поддерживается стойками, которые, в свою очередь, также должны иметь опору, поэтому наслонные стропильные системы устанавливают только в зданиях, имеющих внутренние несущие стены. Конструкцию крыши дополняют обрешетка, на которую укладывается кровельное покрытие, и вспомогательные элементы: подстропильные стойки, подкосы, и схватки.

Крепление стропил в точках опирания может осуществляться различными способами. В зависимости от этого опора может быть жесткой, шарнирно-неподвижной или шарнирно-подвижной. Тип опоры определяет величину и направление усилий, передаваемых стропилом на опорные конструкции под действием всей совокупности нагрузок (ветер, снег, собственный вес стропил, обрешетки и кровельного пирога). По этому признаку наслонные стропильные системы делятся на:

В стропильных системах данного типа каждое стропило работает на изгиб, передавая на стены и конек только вертикальные усилия. Такую схему распределения нагрузок можно реализовать одним из трех способов:

А) Нижнюю часть стропила упирают в мауэрлат посредством специального выреза – врубки, или прикрепляемого к нему опорного бруска. В верхней части стропила также выполняется врубка, но срез делают косым, то есть под таким углом, чтобы торец стропила не упирался в коньковый брус и оно могло свободно сгибаться. Несмотря на то, что максимальный изгибающий момент формируется в середине пролета стропила, а в верхней части балки его значение практически равно нулю, существуют ограничения на глубину подреза стропила в коньковом узле:

— не более 30% высоты сечения, если она составляет 180 мм;

— не более 40% высоты сечения, если она лежит в пределах от 120 до 180 мм;

— не более 50% высоты сечения, если она составляет 120 мм.

Б) В точке опирания стропила на мауэрлат выполняют опору типа «ползун», допускающую поворот и продольное смещение стропила. Для предотвращения отрыва стропила от мауэрлата во время сильного ветра его прикручивают проволочными скрутками к забитым в стену костылям. Верхний конец стропильной ноги крепят к коньковому прогону посредством гвоздей, болтов или саморезов.

В) В этом варианте нижняя опора стропил делается шарнирно-подвижной (ползун), а верхняя – жесткой (в науке о сопротивлении материалов такой вариант опоры называют «заделкой»). Наибольшее значение изгибающего момента приходится в этом случае на верхнюю опорную часть стропила, при этом уменьшается его прогиб и увеличивается несущая способность.

От описанных выше вариантов распорная стропильная система отличается тем, что опорный узел каждого стропила вместо двух степеней свободы имеет всего одну. Например, в варианте «а» верхняя часть стропила не просто опирается на коньковый брус, а жестко прикрепляется к нему с помощью гвоздей, болтов или пластин с саморезами. При таком способе крепления на стену передается горизонтальное усилие (распор), направленное наружу. Это усилие тем меньше, чем более жестким является конек, поэтому в деревянных домах, стены которых распорные усилия выдерживают хуже кирпичных, жесткость конька усиливают установкой дополнительных стоек, подкосов и балок.

Дополнительные элементы стропильных систем

Для повышения устойчивости стропильной системы применяют горизонтальный элемент (схватку). В нормальных условиях схватка работает на сжатие, разгружая стропильные ноги. В аварийных ситуациях, когда коньковый прогон, не выдерживая нагрузки, дает чрезмерный прогиб, схватка начинает работать на растяжение, удерживая стропильную систему от окончательного разрушения. Высота схватки над уровнем перекрытия составляет 1800 мм. Таким образом, она не препятствует перемещению людей в чердачном помещении. Отверстия в схватке делают так, чтобы крепеж устанавливался без зазора, поэтому схватка начинает выполнять свою предохранительную функцию при малейших нарушениях геометрии конька.

Кроме схваток применяют стойки и подкосы, которые устанавливаются под срединной частью стропила, превращая последнее в неразрезную балку с двумя пролетами. Минимальный угол между осью подкоса и горизонтом составляет 45 градусов. Крепятся эти элементы к стропилам и балкам перекрытия с помощью опорных брусков или металлических накладок.

При наличии двух или более внутренних несущих стен на них можно уложить опорный брус или доску – лежень. В этом случае стропильную систему можно усилить сквозными прогонами, использующими лежень в качестве опоры.