Виды стропильных систем: подстропильная система

Балки подстропильные: виды, поперечное сечение, установка. Подстропильная ферма

Основой конструкции при устройстве кровель выступают стропильные и подстропильные элементы. Несущая система кровельного покрытия – это стропильные балки и фермы. Балки подстропильные являются опорой для стропильных элементов. Они применяются при устройстве покрытий в одноэтажных многопролетных промышленных зданиях, в жилых домах при устройстве мансардных этажей.

Виды подстропильных балок и ферм

Надежность всей кровельной системы в полной мере зависит от прочности и основательности несущей стропильной и подстропильной конструкции. На нее оказывается большое количество разнообразных внешних нагрузок.

Балки подстропильные – это изделия из одного цельного элемента, который принимает внешнюю нагрузку, распределяя ее по всей своей длине. В этом случае наибольшие напряжения возникают по концам балки. Применяется она в балочных стропильных системах устройства кровли.

Подстропильная ферма – это сложная составная конструкция, которая собирается из отдельных стержней, жестко соединенных друг с другом. Нагрузки возникают только в узловых соединениях стержней. Используются такие конструкции в кровельных системах со стропильными фермами.

В зависимости от материала изготовления подстропильные конструкции можно разделить на:

• Железобетонные.
• Стальные.
• Деревянные.
• Армированные деревянные системы.

Железобетонные и стальные балки и фермы наиболее часто используются в строительстве промышленных зданий и сооружений. Деревянные и усиленные арматурой элементы из дерева активно применяются для устройства не только производственных кровель, но и при строительстве крыш в жилых домах.

В промышленном строительстве подстропильными конструкциями перекрывают 12-метровые, 18-метровые, 24-метровые и 30-метровые пролеты между колоннами. При шестиметровом шаге стропильных конструкций подстропильные балочные элементы и фермы служат для них промежуточными опорными элементами.

По виду поперечного сечения балки подразделяются на:

• Прямоугольные.
• Тавровые.
• Двутавровые.
• Коробчатые балки.

В индивидуальном жилищном строительстве конструкции, предназначенные для опоры стропильной системы, применяются не часто. В основном их используют при устройстве мансардных помещений.

Железобетонные подстропильные балки

Железобетонные изделия применяются для устройства кровельных покрытий с небольшим уклоном, а также скатных крыш. Изготавливаются они на заводах ЖБИ, где сразу применяется предварительное напряжение балок стальной арматурой. Виды используемой арматуры:

• Стержни с периодическим профилем упрочненные.
• Проволочные пучки из особо прочной проволоки.
• Витые проволочные пряди.
• Струнная арматура.

По форме различают балки подстропильные с параллельными и не параллельными поясами. Их расчет производится исходя из нагрузки, которую оказывает стропильная балка, опирающаяся точечно на середину подстропильного элемента, и нагрузки от веса самой балки, распределяемого по ее длине. Изделия изготавливаются со строповочными отверстиями, предназначенными для монтажа и подъема, иногда вместо них используются монтажные петли.

Устанавливаются в средних рядах сооружений для опоры стропильных балок и ферм, если ширина их шага 6 метров, а ширина установки средних колонн – 12 метров. Установка подстропильных балок производится на колонны, закрепляются они методом сваривания закладных деталей. В середине балок подстропильных и по их концам выполнены специальные опорные площади с закладными листами и анкерными болтами для установки стропильных конструкций.

Имеют тавровое или двутавровое поперечное сечение с нижней полкой и форму трапеции. Нижняя полка усиливается в местах, где предполагается установка стропильных балок.

По длине балки подстропильные в основном бывают 12-метровые, иногда применяются 18-метровые или 24-метровые изделия. Высота по центру составляет 1,5 метра, в местах опор – 0,6 метра. Ширина нижней полки – 0,7 метра. Должна иметь определенные двутавровая балка размеры. ГОСТ 19425-74.

Подстропильная железобетонная ферма

Железобетонные подстропильные фермы применяются при устройстве скатных кровель. Имеют форму трапеции, у которой два пояса: нижний — горизонтального вида и верхний — ломаной конструкции. На данный момент наиболее актуальными являются безраскосые фермы из сборного железобетона.

Для надежности крепления стропильных ферм опорные участки подстропильных элементов усиливаются. Для установки плит покрытия предусмотрены стойки у опор. Стойки и нижний пояс подстропильной фермы изготавливаются с предварительным напряжением. Для производства используется бетон марок 300-500.

Как и в балочном варианте, в подстропильных фермах для крепления к колоннам и опоры предусмотрены закладные металлические элементы.

Стальные подстропильные балки

Стальные системы имеют длину 12 метров, 18 метров, 24 метра, могут производиться длиной 48 метров. Конструкционно они аналогичны применяемым стропильным балкам. Состоят из двух поясов: верхнего и нижнего. Верхний опирается на монтажный столик на колонне и крепится к нему болтами. Нижний пояс балки прикрепляется к колонне посредством горизонтальных планок.

Подстропильная стальная ферма

Изготавливаются с параллельными верхним и нижним поясами. Длина унифицирована и составляет 12 метров, 18 метров, 24 метра. В зависимости от вида стропильной фермы, высота подстропильной конструкции может быть 3,13 метра, 3,27 метра или 3,75 метра.

Крепление к колоннам производится при помощи надопорных стоек, на которые опирают стропильные фермы.

В настоящее время в промышленном строительстве стали применяться облегченные стальные варианты изготовления ферм. Например, трубчатые системы или балки с тонкими стенками. Благодаря такой конструкции фермы получаются более легкие, уменьшается расход стали на их изготовление, сокращается срок их монтажа.

Деревянные подстропильные системы

Конструкции из дерева, предназначенные для опоры на них стропильной системы, обладают достаточно большой прочностью и стойкостью ко многим агрессивным воздействиям. Они долговечны при применении их в сооружениях с нормальными режимами по температуре и влажности. В промышленном строительстве они используются в зданиях, где присутствуют неблагоприятные для железобетона и металла среды.

По конструктивному виду различают подстропильные элементы в виде:

Если длина пролетов в здании до 18 метров, то применяется подстропильная балка деревянная. В зданиях, где пролеты достаточно большие – до 30 метров, целесообразнее использование деревянных подстропильных ферм. Арки и рамы из дерева в качестве подстропильных элементов используются не часто.

Деревянная подстропильная балка

В промышленном строительстве чаще всего используются балки, склеенные из досок. Такие конструкции гораздо прочнее и долговечнее, чем цельные изделия, возможно изготовление различных форм подстропильных балок. Изделия из конструкционного клееного бруса получили широкое распространение при устройстве кровельных систем. Цельные круглые бревна могут выдержать более серьезные нагрузки, но они сильно уступают клееному брусу по прочности на изгиб.

Узел стыкования деревянной подстропильной балки можно увидеть на фото ниже.

Поперечное сечение балки бывает прямоугольным или двутавровым. Верхний и нижний пояса подстропильной балки могут быть параллельными, либо двускатный верхний пояс и горизонтальный или ломаный нижний пояс. При длине пролета до 15 метров часто используются двутавровые балки со стенками из досок или фанеры и брусковыми ребрами жесткости.

Деревянная подстропильная ферма

Основными материалами для изготовления подстропильных деревянных ферм являются брусья, доски или бревна. Крепление элементов возможно при помощи металлических метизов, пластин. Большое распространение получили клееные деревянные подстропильные фермы. Пояса их изготавливаются сплошными по ширине. При таком способе изготовления на концах соединительных элементов выполняются нарезные зубчатые шипы и аналогичные им по форме пазы. Клей наносится на всю поверхность стыка, далее детали конструкции прессуются.

Армированные деревянные подстропильные балочные элементы и фермы

Армируются деревянные подстропильные элементы с целью их усиления. В качестве арматуры используются сталь или стеклопластик. Крепится арматурная деталь внутрь деревянной при помощи эпоксидного клея. Иногда используется предварительное напряжение арматуры.

Установка

Установка подстропильных балок и ферм проводится следующим образом. Железобетонные подстропильные балочные элементы и фермы при помощи закладных металлических деталей привариваются непосредственно к оголовкам колонн. Возможно крепление их на болты. Железобетонные консоли или металлические столики на подстропильных изделиях выполняют функцию опорных площадок для несущих стропильных конструкций.

Стальные фермы крепятся к колоннам сбоку к металлическому надколоннику нижним поясом. Его высота составляет 0,7 м. Друг с другом фермы скрепляются верхними поясами. Стропильные фермы опираются на столики подстропильных ферм и на закрепленные на колоннах надколенники.

Деревянные подстропильные балки в устройстве кровель выглядят следующим образом (см. фото).

Установка балок для двускатной крыши

Когда в здании существуют две несущие внутренние стены, стропильная система устанавливается на подстропильные элементы. В этом случае они опираются на лежень, посредством стоек из брусьев, а также внутренние стены. Обычно это две подстропильные балочные конструкции, размещенные вдоль крыши. Применяется такой вариант при высоте от перекрытия до конька крыши от 1,4 метра до 2,5 метра. В этом случае под крышей образуется достаточно свободное пространство, которое можно использовать в качестве мансарды.

Подстропильная балка, или затяжка, может устанавливаться непосредственно на стропилах на расстоянии одной трети высоты от перекрытия до конька. Такой вариант позволяет увеличить объем внутреннего помещения под крышей. Стропильная, подстропильная системы и крыша здесь играют роль внешних стен и покрытия.

Стропильные и подстропильные балки можно увидеть на фото в статье.

В первую очередь, на мауэрлат укладываются крайние подстропильные балки на обе стены дома. При варианте деревянного дома вместо мауэрлата используется верхний венец сруба. Балки должны быть строго параллельными друг другу, проверить это можно, измерив расстояние между их концами по диагонали. Балки ложатся с выступом не менее 0,5 метра за края периметра дома. Если доски по длине меньше, чем требуется для балки, то производится сращивание подстропильных балок.

Затем необходимо натянуть веревки между уложенными балками по обоим краям, и выверить их по уровню. На расстоянии одного метра от крайней устанавливается следующая подстропильная балка. Также ложится доска на противоположной стороне. Обязательно проверяется их горизонтальность. Таким образом укладываются остальные балки подстропильные по всей длине стены.

Чтобы выровнять выступы досок за пределы стен, отмеривается 0,5 метра на каждой крайней балке, протягивается веревка. На средних балках делаются отметки по веревке, лишние концы отпиливаются. Дальше на подстропильную систему устанавливаются несущие стропила.

ГОСТы по подстропильным конструкциям

На изготовление железобетонных подстропильных конструкций распространяется ГОСТ 20372-2015, введенный в действие с 1 января 2017 года. Согласно этому документу, для производства используется тяжелый или легкий конструкционный бетон. Стальные подстропильные фермы производятся согласно ГОСТ 27579-88. Имеет определенные и клееная двутавровая балка размеры. ГОСТ 19425-74.

Стропильные и подстропильные конструкции

Железобетонные балки скатных покрытий перекрывают пролеты 12 и 18 м, железобетонные фермы – 18 и 24 м. Унифицированные стальные фермы разработаны для пролетов от 18 до 36 м.

Подстропильные конструкции применяют для опирания стропильных конструкций в тех случаях, когда шаг средних колонн больше шага крайних колонн. Подстропильные конструкции устанавливаются вдоль пролета на средние колонны. Существуют железобетонные подстропильные фермы при шаге колонн 12 м и стальные подстропильные фермы при шаге колонн от 12 до 24 м.

Несущие конструкции покрытия. Основные несущие конструкции покрытий в зависимости от величины перекрываемых пролетов состоят из железобетонных односкатных и двускатных балок, ферм, арок, пространственных конструкций и плит. По виду армирования несущие конструкции делят на обычно армированные и предварительно напряженные. Их выполняют цельными — на всю длину пролета, а также из отдельных блоков, собираемых в элементы путем укрупнительной сборки перед монтажом. Для небольших пролетов (6000, 9000, 12000 и 18000 мм) в качестве несущих конструкций можно использовать железобетонные стропильные балки. Их изготовляют односкатными, двускатными и с параллельными поясами (см. схему ниже):

Стропильные фермы

а — сегментные; б, в — безраскосные; е, с параллельными поясами.

Односкатные балки (см. схему ниже, поз. а, в) применяют в покрытиях одноэтажных промышленных зданий пролетом 6000-12000 мм, с шагом колонн 6 м и наружным водостоком. Двускатные балки используют в покрытиях одноэтажных промышленных зданий при пролетах 6000-18000 мм, шаге колонны 6000 и 12000 мм с наружным и внутренним водостоком. Балки с параллельными поясами применяют в покрытиях промышленных зданий с плоской кровлей при пролетах 12000 и 18000 мм и шаге колонн 6000 и 12000 м.

Сборные железобетонные стропильные балки

а, в — односкатные балки; б, г, д — двускатные балки; е, ж — балки с параллельными поясами.

Стропильные балки имеют тавровое или двутавровое сечение. Для уменьшения массы балок и пропуска коммуникаций в их стенках устраивают отверстия различного очертания. Одно- и двускатные балки можно собирать из отдельных блоков с последующим натяжением пропущенной через них арматуры.

Балки устанавливают на железобетонные колонны или на несущие стены с устройством железобетонных подушек, а балки пролетом 18000 мм также и на подстропильные балки. К колоннам балки покрытия прикрепляют анкерными болтами, выпущенными из колонн и проходящими через опорный лист, приваренный к закладной детали балки. Опорный лист балки прикрепляют к листу, заложенному в колонну.

Балки изготавливают из бетона классов В30, В40, В50, армируют высокопрочной проволокой класса Вр-II или стержневой арматурой из стали марки А-IV и А-IIIв.

Стропильные фермы. Такие конструкции состоят из отдельных соединенных между собой стержней, образующих каркас. Стержни фермы, расположенные по ее верхнему контуру, составляют верхний пояс, а по нижнему контуру — нижний пояс. Вертикальные стержни фермы называют стойками, наклонные — раскосами. Стойки и раскосы, расположенные между верхними и нижними поясами, образуют решетку фермы; а точки (места), в которых сходятся концы стоек и раскосов, — узлы фермы. Участок между двумя соседними узлами называется панелью.

В зависимости от очертания верхнего пояса фермы делят на сегментные, безраскосные и с параллельными поясами. Их применяют в скатных и плоских покрытиях одноэтажных промышленных зданий пролетом 18000 и более. Устанавливают стропильные фермы на железобетонные колонны или подстропильные фермы. Для крепления ферм к колоннам (подстропильным фермам), а также к фермам плит покрытия, рам фонаря, связей в них предусмотрены соответствующие стальные закладные детали. Фермы выполняют с предварительным напряжением нижнего пояса. Изготавливают из бетона классов B30 . В50, рабочую арматуру — из высокопрочной проволоки Вр-II и стержней из стали марки А-IV и др.

Подстропильные фермы (балки). Их применяют в покрытиях одноэтажных многопролетных промышленных зданий (см. схему ниже):

Фрагмент покрытия с различными стропильными фермами

1 — плиты покрытия; 2 — стропильные фермы; 3 — подстропильные фермы.

Подстропильные фермы (балки) применяют в средних рядах зданий для опирания ферм или балок покрытия в тех случаях, когда шаг крайних колонн составляет 6000 мм, а шаг колонн средних рядов — 12000 мм. Их устанавливают и закрепляют путем сварки закладных деталей.

Все фермы (балки) имеют одинаковый пролет — 12000 мм, кроме ферм, устанавливаемых в торцах здания и у поперечных температурных швов, пролет которых составляет 11500 мм (в соответствии с расположением колонн). По концам и посредине (в нижнем узле) подстропильных ферм (балок) предусмотрены площадки для опирания стропильных ферм (балок). В площадках имеются закладные листы с приваренными к ним анкерными болтами.

Связи

Для повышения устойчивости одноэтажных зданий в продольном направлении предусматривают систему вертикальных и горизонтальных связей между колоннами каркаса и в покрытии.

Вертикальные связи между колоннами (крестовые или портальные) устанавливаются в среднем шаге колонн в каждом температурно-деформационном блоке. При наличии мостового крана предусматриваются подкрановые (ниже подкрановой балки) и надкрановые связи.

Вертикальные и горизонтальные связи в покрытиях устанавливают в крайних шагах температурно-деформационного блока. Их выбирают с учетом типа покрытия, вида каркаса, вида кранового оборудования.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8707 — | 7457 — или читать все.

188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

2.1.3 Стропильные и подстропильные конструкции, настилы

Несущие элементы покрытия устраивают плоскост­ными и пространственными. Плоскостные включают в себя стро­пильные и подстропильные конструкции, настилы.

Стропильные конструкции воспринимают воздействия, обус­ловленные как опирающимися на них ограждающими элемен­тами покрытия, так и подвешенными к ним средствами внутри­цехового транспорта и технологического оборудования. Это опре­деляет их многообразие форм и конструктивных решений.

• Стропильные железобетонные конструкции изготовляют в виде балок и ферм. Наибольшее применение балки находят для перекрытия пролетов до 18 м. Имеются экономичные решения и для перекрытия пролетов 24 м. Наибольшее распространение в на­стоящее время находят унифицированные балки, приведенные на рис. 2.8.

Стропильные фермы изготовляют сегментного типа, реже с треугольной решеткой, а чаще безраскосные. При необходимости устройства малого уклона покрытия, составляющего для пролета 18 м 3,3%, а для пролета 24 м — 5%, в верхних узлах безраскосных ферм устраивают столбики (рис. 2.8 б, в).

Рис. 2.8 Железобетонные стропильные балки:

а — решетчатые для скатных кровель; б — сплошные для плоской и скатной кровли

Рис. 2.9 Железобетонные фермы:

а — сегментная раскосная; б — безраскосная для малоуклонных кровель пролетом 18 м; в— варианты безраскосных ферм пролетом 24 м; г — с параллельными пояса­ми; д—полигональные сборные; / — стальная стойка; 2 — закладные детали для плит шириной 1,5 м; 3 — то же, 3 м

Для производств, где целесообразно использовать межфер­менные пространства применяют фермы с параллельными поясами или полигональ­ными с треугольной решеткой (рис. 2.9 г, д)

Рис. 2.10 Подстропильные конструкции:

а — подстропильная балка; б— подстропильная ферма для малоуклонных кровель; в — то же, для скатных кровель; г — то же, при длинномерных настилах

Стропильные балки и фермы располагают с шагом 6 и 12 м. Шаг 6 м предпочтителен для стропильных конструкций, к которым подвешиваются средства внутрицехового транспорта (моно­рельсы, подвесные краны), поскольку при большем шаге сущест­венно утяжеляются крановые пути. При сетке колонн 18X6 или 24X6 м стропильные конструкции устанавливают непосредст­венно на колонны. Если по условиям технологического про­цесса шаг колонн средних рядов должен быть большим, напри­мер 12 м, то по колоннам устанавливают подстропильные конст­рукции, а стропильные конструкции ставят уже на них по оси колонны и по середине подстропильной конструкции. Высота колонн, на которые устанавливают подстропильные конструкции, будет на 600 мм меньшей, т. е. на высоту опорной части подстропильной конструкции.

При стропильных балках применяют подстропильные балки (рис. 2.10, а), при стропильных фермах — подстропильные фермы. Последние изготовляют двух видов: для малоуклонных кро­вель большей высоты (рис. 2.10,6), а для скатных кровель — меньшей высоты с устройством стоек на опорах, служащих опо­рой для крайних настилов покрытия (рис. 2.10, в)

В бескрановых зданиях и в зданиях с опорными мостовыми кранами стропильные конструкции часто располагают через 12 м, при котором используют настилы длиной 12 м.

•Стропильные стальные конструкции устраиваются в виде ферм. Наибо­лее распространены фермы малоуклонные (уклон верхнего по­яса 1,5%) или с большим уклоном (уклон верхнего пояса 1 : 3). Малоуклонные фермы пролетом 18 м выполняют в виде одной отправочной марки, при пролетах 24, 30 и 36 м их из-за труд­ности транспортировки выполняют из двух частей, соединяемых на месте монтажа высокопрочными болтами или сваркой.

Фермы шарнирно опирают на колонны. При шаге колонн крайних рядов 6 м, а средних 12 м и более возникает необхо­димость установки подстропильных ферм, на которые стропиль­ные конструкции имеют шарнирное опирание. Опорные краны конструктивно не связаны с покрытием. Это позволяет уста­навливать стропильные фермы с рациональным для этого шагом. Подвесные краны крепят к фермам, поэтому расстояние между ними должно быть не более 6 м.

Решетка ферм определяется целесообразным распределением усилий между раскосами и стойками. При этом расстояние между узлами ферм принимают обычно по верхнему поясу, воспринимающему сосредоточенные нагрузки,—3 м, а нижнему поясу — 6 м. В фермах пролетом 24, 30 и 36м для удобства устройства монтажного стыка по середине пролета появляется дополнительный вертикальный элемент.

Рис. 2.11 Малоуклонные фермы из горячекатаных профилей (в скобках указаны высоты ферм пониженной высоты)

• Железобетонные плиты, служащие основанием для кровли, укладывают по поперечным стропильным конструкциям; они имеют четыре типоразмера. При шаге стропильных конструкций 6 м используются плиты 3X6 и 1,5X6 м, а при шаге 12 м — 12X6 и 1,5X12 м (рис.2.11). В основном применяют плиты шириной 3 м, что соответствует расстоянию между узлами ферм.

Рис. 2.121 Железобетонные плиты покрытия:

а — для шага стропильной конструкции 6 м; б — для шага 12 м; а—фрагмент плит для легкосбрасываемых покрытий

Виды стропильной системы крыши: их характеристика и особенности монтажа

Срок службы дома зависит не только от надёжности возведённого фундамента. У строения есть не менее важная часть — крыша, основой которой является стропильная система. Именно она принимает на себя удар превратностей погоды, а значит, защищает жилые помещения от дождя, ветра и снега. Поэтому так важно правильно её обустроить.

Виды стропильных систем с описанием и характеристикой

Существуют два типа стропильной системы. Каждый из них имеет свою область применения.

Наслонная стропильная система

Она предназначена для крыш с пролётом от 10 до 16 метров, уклон при этом не имеет значения. Единственное правило — внутри здания должны быть несущие стены, которые можно заменить колоннами.

Наслонная стропильная система подходит для плоских и скатных крыш

Элементы наслонной стропильной системы

Основным преимуществом такой стропильной системы является длительный срок эксплуатации, это связано с обустройством сквозного проветривания, а значит, риск загнивания элементов конструкции практически отсутствует. Также наслонная стропильная система ценится за простоту монтажа, что позволяет устанавливать её своими руками. Конструкция состоит из:

• стропильных ног;
• подстропильных элементов;
• обрешётки или настила.

Конструкция может немного отличаться в зависимости от формы крыши (плоская или скатная). В первом случае она представляет собой отдельные стропила, которые опираются каждым своим краем на противоположные стены здания. При обустройстве двускатной крыши это пары наслонных ног, упирающиеся на нижние стены, и прогон, что поддерживается стойками. Подстропильные ноги, или стойки, монтируются лишь в случае увеличенного прогона. Это позволяет предотвратить прогиб стропил. Аналогичный способ укрепления системы используется и в случае обустройства ног из нескольких досок.

Повысить надёжность наслонной стропильной системы помогут стойки

К подстропильным элементам относятся:

1. Горизонтальный хват. Служит для повышения устойчивости системы, но влияет на это незначительно. Крепить схватку нужно в местах пересечения с установленными стойками, которые держат коньковой прогон. Этот элемент работает на сжатие и на растяжение и позволяет равномерно распределить нагрузку. Располагаться он должен на высоте 1,8 м и более от пола чердака, что позволяет человеку беспрепятственно передвигаться по помещению.
2. Сквозной прогон. Он присутствует в том случае, если имеются две внутренние стены. Тогда подстропильные конструкции опираются на лежень через сами опоры. Он укладывается на установленные внутренние перегородки.

Наслонная стропильная система подходит для крыш со значительными пролётами

Типы системы наслонных стропил

Такая система может быть распорной и безраспорной. Они отличаются конструкцией и технологией монтажа.

В случае с безраспорной системой можно выбрать один из трёх вариантов реализации:

К концу стропила крепится брусок или делается врубка. Эта процедура необходима для надёжного крепления стропила к мауэрлату. В верхней части также делается врубка. Она должна иметь горизонтальную направленность и увеличенный размер. При этом врубка должна быть со скосом. Это нужно для того, чтобы упор не приходился на боковую щёку и отсутствовало сопротивление изгибу стропил. Есть определённые ограничения в размерах подрезки. Если высота стропильной ноги более 18 см, то размер вырубки не должен превышать 30% от высоты бруса, если в пределах 12–18 см, то этот параметр равен 40%, если менее 12 см, то 50%. Длина же подрезки не должна превышать высоту стропильной ноги. Если выполнить эту процедуру невозможно, то рекомендуется провести наращивание бруском, которым и происходит фиксирование с использованием металлических пластин.

Соединять стропила можно путём врубки

Низ стропил обустравается на ползуне, а их верх фиксируется гвоздями

Стропила с жёсткой фиксацией верха не прогибаются

Все эти типы схожи между собой креплением одного края стропил на шарниры, а другим — на скользящую опору, благодаря чему возможен поворот.

В распорной конструкции стропильной системы имеются опоры с одной степенью свободы. В этом и заключается основное отличие этих двух типов систем. Нужно верхний край стропил зафиксировать гвоздями или болтами, что позволяет получить шарнирную основу.

Распоры могут иметь одну степень свободы

Видео: как создать стропильную систему без распор

Правила обустройства

Надёжность системы обеспечивается путём выполнения основных требований:

1. Толщина элементов должна превышать 5 см.
2. Все узлы стропильной системы должны иметь гладкую, обработанную рубанком, поверхность. Это предохранит их от прогнивания и появления грибка.
3. Не рекомендуется обустраивать дополнительные узлы, поскольку система чётко рассчитана.
4. Мауэрлат нужно укладывать строго горизонтально. Это касается и поверхности стыковки со стропильной ногой.
5. Расположение стоек и подкосов должно быть максимально симметричным.
6. При состыковке стропил с каменной кладкой нужно сначала обустроить гидроизоляционный слой.
7. Нога стропил должна иметь длину максимум 4,5 м в том случае, если в системе отсутствуют стойки или подкосы.

Монтаж своими руками: пошаговая инструкция

Процесс монтажа состоит из нескольких этапов:

На верхний край стен уложить горизонтальный брус — мауэрлат. Под него предварительно нужно постелить гидроизоляционный материал.

Мауэрлат может быть выполнен из бруса или доски

Фиксация стропил к мауэрлату должна быть надёжной

Не всегда нужен монтаж подстропильных элементов при установке стропильной системы

Видео: монтаж наслонных стропил

Система висячих стропил

Этот тип стропильной системы чаще всего обустраивается при строительстве двускатной крыши с длиной пролёта не более 6 м, при этом стен внутри чердачного помещения нет. Стропила имеют две опоры: сверху они опираются друг на друга, снизу — на мауэрлат.

Элементы висячей стропильной системы

Простейшая система стропил представляет собой треугольник, две стороны которого образованы опирающимися друг на друга стропильными ногами, а третья — затяжка. Преимущество такой системы в том, что распор на стены не передаётся ввиду нивелирования его затяжкой. Это означает, что горизонтальное давление на стены отсутствует, что приводит к повышенной надёжности и прочности конструкции узлов опоры.

Висячая стропильная система напоминает треугольники

Основными элементами висячей стропильной системы являются:

• стропила;
• стойка;
• мауэрлат — можно заменить досками, которые укладываются на гидроизоляционный материал;
• подкос;
• затяжка — деревянный брусок или металлическая планка;
• ригель;
• бабка.

При выборе конструкции системы стропильных ног непосредственно для вашего дома нужно учитывать:

• климат, в частности, снеговую и ветровую нагрузку, годовое количество атмосферных осадков;
• вид крыши, ведь стропильная система двускатной и шатровой кровли в корне отличаются друг от друга;
• угол наклона скатов (для плоской конструкции висячая стропильная система не используется);
• тип кровельного покрытия (разные материалы отличаются массой и требованиями к обрешётке).

Эти параметры позволяют рассчитать сечение стропил, ширину пролёта, место расположения затяжки.

Разновидности конструкций системы висячих стропильных ног

Существует несколько типов конструкций, которые можно использовать при монтаже висячей стропильной системы скатной крыши. Арка может быть:

Трёхшарнирная треугольная. Формы имеют вид замкнутого треугольника. Он обладает чёткой структурой, в которой стропильные брусья создают изгиб, а работа затяжки идёт в обратном направлении. Рекомендуется соблюдать высоту подъёма конькового прогона, которая должна составлять не менее шестой части длины арочного пролёта. Чаще всего такая конструкция используется при обустройстве чердака, пол которого и будет играть роль затяжки для стропил.

Форма трёхшарнирной системы имеет вид замкнутого треугольника

Бабка в стропильной системе является опорным подвесом

Затяжка необязательно располагается внизу стропил

Работа стяжки в системе с ригелем направлена на сжатие

Особенность системы с подкосами и подвеской заключается в круговой передаче нагрузки

Также есть несколько вариантов обустройства карнизного узла:

• ортогональная лобовая врубка с одним или двойным зубом;
• пластинчатое крепление;
• дощатая фиксация.

Пошаговая инструкция монтажа

Существует определённая последовательность действий по установке висячей стропильной системы. Она включает в себя несколько этапов:

Сделать запилы на стропильных ногах. Предварительно нужно рассортировать левые и правые стропильные ноги, поскольку запил у них находится с противоположных сторон. Это сделает крепление к мауэрлату надёжным и устойчивым. Не забудьте пометить каждую из них.

Соединять стропила можно с помощью системы запилов

В верхней части стропила можно соединить металлическими пластинами

Треугольные заготовки можно сделать на земле

Видео: монтаж висячей стропильной системы

Соблюдение технологии монтажа системы стропил крыши так же важно, как и правильный выбор конструкции, и её расчёт. Только при взвешенном подходе к работе на каждом этапе можно получить в итоге качественную стропильную систему, а значит, и крышу дома.

Стропильные системы – несущие конструкции

Силовые элементы стропильной системы: конфигурация и назначение

Огромная значимость качественной сборки кровельной конструкции ни у кого не вызывает сомнений. Но иногда будущие домовладельцы (и даже практикующие строители) самое пристальное внимание уделяют монтажу финишного покрытия, упуская из виду важные нюансы обустройства несущего скелета крыши.

А стропильная система, работающая ненадлежащим образом, не прощает ошибок. Тут даже незначительные деформации обычно приводят к разгерметизации ковра и появлению протечек. В лучшем случае, страдает внешний вид дома. Для ремонта стропильной конструкции крышу придётся перебирать практически полностью.

Требования, предъявляемые к стропильной системе

Крыши большинства частных домов выполняются в виде сложного пространственного каркаса. Сборка кровли из штучных элементов позволяет добиться:

• Снижения веса всей конструкции и соответственно – снижения нагрузок на несущие стены дома и на фундамент.
• Каркасная технология позволяет утеплять крышу, закладывая изоляционный материал в имеющиеся между стропилами полости.
• Благодаря явному преобладанию сухих работ, скатная кровельная конструкция монтируются в любое время года.
• Используя «стандартные» общедоступные доски и брусья можно на месте собирать самые разные крыши по форме и по рабочим качествам.

Задачи, которые ставятся перед хорошей стропильной системой – всегда будут одни и те же:

• Сформировать проектную конфигурацию крыши (общая геометрия по периметру, углы наклона…).
• Обеспечить всестороннюю стойкость кровли к любым оказываемым нагрузкам (снег, ветер, вес кровельного покрытия и прочих рабочих прослоек).
• Хорошо перераспределять нагрузки на стены и вообще снижать вес, который давит на несущие стены.
• Обеспечить минимум необходимого ухода во время эксплуатации, способствовать экономии средств, сил и времени во время строительства.

Как выбирается форма кровли

В подавляющем большинстве случаев крыши частных домов «в разрезе» имеют вид треугольника (в том числе с ломаным профилем – мансарда вместо нежилого чердака). Данная форма с двумя, тремя или четырьмя скатами — показывает себя как наиболее выгодный вариант с точки зрения организации пространства. Треугольник, без преувеличения, можно назвать самой стабильной фигурой, конструкции в виде треугольника лучше всего выдерживают «складывающие» поперечные нагрузки (ветер) и любой вид вертикального давления (например, вес снега).

Плоские скатные кровли, конечно же, имеют право на существование. Крыша, где стропила лежат параллельно друг другу в одной единственной плоскости, довольно часто собирается, когда нужно перекрыть небольшое строение типа гаража, хозяйственной постройки и тому подобное. Такая конструкция получается наиболее дешёвой, она очень просто, быстро монтируется.

Если сделать под односкатную стропильную систему правильную подготовку, то можно таким образом обстроить крышу и полноценного крупного коттеджа. Причём на выходе удастся добиться при этом весьма необычного современного внешнего вида.

Обратной стороной медали для плоских крыш является некоторое ограничение по габаритам перекрываемого дома. Ведь в данном случае расстояние между несущими стенами будет являться размером висячего пролёта для стропил. А учитывая относительно небольшие углы наклона односкатных крыш, пролёт в 5-6 метров уже может быть на грани допустимого. Поэтому для обеспечения дополнительной линии опоры, в таких домах заранее проектируется внутренняя несущая стена, расположенная посреди коробки или близко к центральной оси здания. От неё вверх выставляют подпирающие колоны-стойки, прогоны, подстропильные ноги…

При реализации крыши с несколькими скатами, стропила которых сходятся в коньке – проблем с габаритами практически не стоит. В данном варианте пространство разделяется на несколько отдельных плоскостей, причём углы наклона многоскатных крыш обычно достаточно велики, чтобы снег не оказывал слишком большого давления.

Делать крышу вальмовой или создавать конструкцию двухскатную с фронтонами, зависит скорее от эстетических предпочтений хозяев, чем от технических условий. Единственное, где двухскатные (как и ломаные крыши) конструкции выигрывают явно – это когда нужно сделать мансарду. Тогда во фронтоне можно без проблем расположить окно или сформировать выход на балкон. Но, в свою очередь, трёх- и четырёхскатные варианты лучше работают в местности, где наблюдаются довольно интенсивные ветра.

Работа элементов стропильной системы

Стропила

Главным элементом любой скатной крыши является «стропильная нога». По сути, стропило представляет собой наклоненную балку, которая в основном работает в крыше на изгиб, а вот стропильная пара – ещё и на растяжение двух её элементов относительно друг друга.

Стропила смежных скатов редко собираются в пары без использования дополнительных усиливающих и стабилизирующих элементов. Поэтому мы имеем такое понятие как «стропильная система», а сама стропильная пара обычно имеет вид сложной рамы — «фермы».

Стропила в основном собираются в ферму по месту, но иногда фермы по одному, разработанному заранее шаблону, делаются где-то на земле (в цеху) и уже в готовом виде поднимаются, выставляются, закрепляются в проектном положении. Соединение всех деталей стропильной системы производится при помощи различного типа врубок или с использованием метизов (пластины гвоздевые, стальные скобы из прута, резьбовые шпильки, перфорированные крепежи, деревянные накладки…). Чаще всего данные способы комбинируются.

Шаг расстановки стропил и сечение стропил выбирается по прогнозируемым нагрузкам (снег, вес кровельного покрытия…) с обязательным учётом размера неподкреплённых пролётов, которые стропилами должны перекрываться. Шаг монтажа и сечение стропильных ног являются параметрами взаимосвязанными, то есть при желании можно увеличить сечение стропил, одновременно увеличивая дистанцию между ними, и наоборот – можно использовать менее массивные пиломатериалы для создания каркаса крыши, если шаг расстановки стропил уменьшить.

Интересно, что стропила не обязательно должны быть одного размера, например, при создании вальмовой конструкции помимо основного поля из однообразных стропил на преобладающих скатах ещё монтируются более длинные «коньковые» («диагональные» стропильные ноги), а также используются так называемые «нарожники» (укороченные стропила). Кстати, в некоторых более нагруженных местах (допустим, возле дымоходов или кровельных окон) стропила используют с увеличением по толщине – например, в виде сдвоенной доски.

Затяжка (схватка)

Именно такой элемент как затяжка формирует из пары стропил – замкнутый треугольник. Она представляет собой горизонтальную балку, которая чаще всего соединяет нижние края стропильных ног. Затяжка не даёт стропилам «разъезжаться» под нагрузкой и, соответственно, устраняет возможность поперечного приложения сил, действующих на наружные стены. Стропила, соединённые затяжкой, давят на стены только сверху вниз.

Именно через затяжку вес стропильной системы (если реализована конструкция наслоненная) переносится на промежуточную несущую стену.

Заметим, что затяжки не обязательно монтируются только в самом низу стропильной системы (кстати, роль затяжек могут играть как узкоспециализированные дополнительные детали, так и балки чердачного перекрытия), но она может стоять также ближе к средине стропильной ноги или ближе к коньку крыши. Такой элемент часто называют ригелем, он помимо стягивающей функции, которая, к слову, тут будет слегка купированная – ещё работает на распор, то есть увеличивает несущие способности стропил, не даёт им прогибаться.

Прогоны

Прогонами называют элементы каркасной кровельной системы, которые располагаются перпендикулярно направлению стропильных ног. Прогоны работают как соединяющие и распределяющие нагрузки детали деревянной крыши, они служат принимающей основой, на которую опирают стропила. Прогоны ставят либо в самом верху фермы (коньковый прогон), либо в районе их середины (например, когда под крышей делается мансарда).

Разновидностью прогона можно считать «коньковую балку». Этот элемент часто используется при строительстве коттеджей-каркасников по канадской технологии. Коньковая балка – это длинный прогон, выполненный из мощной доски, на котором стыкуются стропила смежных скатов.

Стойки

Стойки – это вертикальные элементы, что являются опорой для всех видов прогонов. Посредством стоек, расставленных по центральной оси дома, исключается прогиб конькового прогона или коньковой балки, через них более точно передаётся вес на затяжку висячей кровельной системы или на промежуточную несущую стену, когда кровля реализована наслонной.

Если под крышей делается мансарда, то боковые стойки, подпирающие промежуточные прогоны, одновременно могут выступать ключевыми элементами каркаса для обустройства стен.

Подкосы

Основная функция подкосов – устранить возможность прогиба стропил. В большинстве случаев, подкосы закрепляются к низу центральных стоек и под углом (в идеале близком к 45-ти градусам) расходятся к стропильным ногам.

Мауэрлат

Лишь с некоторой натяжкой мауэрлат можно отнести к элементам стропильной системы. Между тем, без него крайне сложно выполнять выставление и фиксацию стропильных ног на своих местах и практически невозможно равномерно перераспределить нагрузки от крыши на несущие стены.

В домах, сложенных из бревна или массивного бруса функции мауэрлата выполняет верхние венцы. А в случае с каркасным домостроением эту же роль играют доски верхней обвязки. Мауэрлат применяют, если дом у нас каменный, даже если стены увенчаны монолитным поясом. Он, как правило, представляет собой обрезной брус со сторонами от 75 до 150 мм, который (с использованием гидроизолирующей прокладки) анкерами закрепляется на стене по периметру дома. Затем врубкой, скобами или кронштейнами стропильные ноги закрепляют к мауэрлату. В некоторых случаях, когда строится сруб, и нужно компенсировать существенную усадку стен по высоте – для крепления стропил к мауэрлату используют скользящие опоры.

Отдельным подвидом мауэрлата можно считать так называемый «лежень». Этот элемент делают из аналогичного пиломатериала, но закрепляют его на внутренней несущей стене. Лежень тоже принимает/распределяет нагрузку, но он служит опорным элементом для стоек, затяжек и подкосов.

Обрешётка

Через обрешётку на стропила передаётся вес кровельного материала и прочие нагрузки, действующие извне. Разряжённая обрешётка в виде обрезной доски или обрезного бруска крепится к стропилам перпендикулярно. Шаг расстановки разряжённой обрешётки в основном выбирается в соответствие с требованиями производителей финишного кровельного покрытия. Нередко обрешётка выполняется из крупнолистовых материалов (OSB-3 или фанера марки ФСФ), что необходимо, например, под битумную черепицу. В обоих случаях обрешётка стабилизирует крышу, связывая стропила каждого ската в единое целое.