Висячие стропила максимальная длина конька без опоры

Содержание

Висячая стропильная система двухскатной крыши

Висячие стропила максимальная длина конька без опоры

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.

Элементы висячих стропил и факторы, влияющие на их выбор

Жилые дома, в основном, имеют в своей конструкции внутренние опорные несущие стены, поэтому применение висячих стропил в них, напрямую связанно с будущим обустройством мансарды. Висячая стропильная система, по сравнению с наслонной, является более сложной.

Сложна операция изготовления не только самих стропил, но и монтаж их на стену. При использовании наслонных стропил узлы конструкции собираются вручную из легких элементов.

В случае с висячими стропилами, собранная, громоздкая конструкция подается на крышу краном, либо разбирается внизу, подается вручную наверх и собирается заново.

Простейшая стропильная ферма представляет собой треугольник, состоящий из двух стропильных ног, упертых друг в друга и затяжки.

Получившаяся конструкция – распорная, но на наружные стены сооружения распор не передается ввиду его нейтрализации затяжкой.

Таким образом, в висячей стропильной системе, на стены сооружения передаются только вертикальные усилия, горизонтальные отсутствуют, что делает конструкцию узлов опирания на стены достаточно простой.

Затяжка сооружается либо из деревянных брусьев, либо из металлических планок, а месторасположение зависит от типа кровельной конструкции. Например, при возведении крыши мансардного типа затяжки устанавливаются у основания стропильной конструкции и являются балками перекрытия.

Мауэрлат в такой системе не является необходимой частью конструкции. Он может заменяться доской, которая кладется на гидроизоляционную основу, и служит для выравнивания стропильных ферм относительно горизонта, а также для предотвращения смятия древесины в районе узла опирания фермы.

Перед началом проектирования висячей стропильной системы необходимо учитывать следующие важные факторы:

  • климатический регион, сюда входит учет снеговых и ветровых нагрузок, а также общее количество атмосферных осадков;
  • вид кровельной системы (односкатная, двухскатная, шатровая, вальмовая и т.д.);
  • угол наклона ската крыши;
  • вид кровельного перекрытия (шифер, металлочерепица, профнастил и пр.).

Зная вышеперечисленные факторы нагрузок, рассчитывается сечение стропильных ног и ширина пролета висячих стропил. Устройство висячих стропил во многом зависит от применяемой конструкции и характеризуется наличием дополнительных элементов таких как: подкосы, ригели и бабки.

Конструкция висячих стропил во многом зависит от длины пролета в сооружении и наличия или отсутствия мансардного помещения на чердаке.

Разновидности конструкций висячих стропил

Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:

  1. Трехшарнирная треугольная арка

Висячие стропила с затяжкой выполняются в форме замкнутого треугольника. В такой системе на изгиб работают стропила, а затяжка работает на растяжение. Минимальная высота подъема конькового прогона составляет не менее 1/6 длины арочного пролета.

Такую конструкцию применяют для мансардного чердака, где на затяжку возлагается роль чердачного перекрытия.

Для того чтобы уменьшить изгибающий момент, концы стропильных ног упирают с эксцентриситетом (небольшое смещение, расстояние) относительно их продольных осей.

  • Треугольная трехшарнирная арка с бабкой или подвеской

    При длине пролета более 6 метров становится проблематичным использование цельного бруса, также возникает существенный прогиб от собственного веса затяжки.

    В таком случае, её подвешивают к коньку, а подвеску изготавливают деревянной и называют бабкой, либо железной и называют тяжем.

    Необходимая длина затяжки достигается путем состыковки более мелких элементов, которые крепятся на хомуте подвески при помощи косого или прямого сруба и болтов.

    Наиболее распространенная ошибка при устройстве подвески – это ее инсталляция по схеме стоек с упором на затяжку и карнизный узел. Принцип работы подвески основан на растяжении, а стойки на сжатии. Поэтому низ подвески (бабки) не должен достигать затяжки. Подвеска (бабка) должна висеть на карнизном угле и крепиться к затяжке при помощи деревянных накладок, гвоздей и болтов.

  • Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой

    Висячие стропила с приподнятой затяжкой часто применяют при использовании чердачного помещения под мансарду.

    В такой схеме затяжка крепится не внизу стропильных ног, а продвигается вверх и чем больше высота подъема затяжки, тем большее растягивающее напряжение она испытывает.

    В мансардном помещении такая затяжка играет роль балки потолочного перекрытия и не несет на себе полезной нагрузки. Эта затяжка может быть защищена от провисания с помощью установки подвески.

  • Треугольная трехшарнирная арка с ригелем

    В этой схеме нижний опорный узел меняется с ползуна на шарнирно неподвижную опору. Стропильная нога делается с врубкой в мауэрлат, что делает всю арку устойчивой конструкцией. В такой системе приподнятая затяжка меняет направление своей работы с растяжения на сжатие и называется ригелем.

  • Треугольная трехшарнирная арка с подвеской и подкосами

    С увеличением длины стропил возрастает и их прогиб. Для предотвращения прогиба стропила подпирают подкосами. Так как, в отличие от наслонной системы, низ подкосов упереть просто некуда, то их упирают в бабку.

    Получается достаточно прочная конструкция с круговой передачей нагрузок: стропила давят на подкосы, подкосы растягивают подвеску, подвеска тянет вниз верхушку стропил и коньковой прогон, подкосы сжимаются стропилами.

    Карнизный узел (место соединения стропила с затяжкой) имеет несколько вариантов реализации: ортогональная лобовая врубка (с одинарным или двойным зубом), пластинчатое и дощатое крепление.

  • Правила монтажа системы висячих стропил

    Порядок установки висячих стропил, условно, разбивается на следующие пошаговые операции:

    1. Вырезаются запилы на правом и левом стропиле для устойчивого и надежного крепления к мауэрлату
    2. Правая и левая стропилины помечаются условными метками в зависимости от их будущего расположения
    3. В верхней части соединяются стропила, ранее выбранным способом (внахлест, встык) либо к коньковому прогону с помощью: металлической пластины, доски, фанеры
    4. После установки двух первых стропильных ног и проверки точности их монтажа, делаются шаблоны для правых и левых стропилин
    5. Вторая пара стропильных ног подготавливается на земле, при помощи ранее сделанных шаблонов
    6. Устанавливается вторая пара на другом краю сооружения
    7. Между полученными, фронтонными парами, протягивается бечевка для контроля уровня остальных стропил
    8. Оставшиеся стропильные пары, устанавливаются на расстоянии, предусмотренным проектом
    9. Высота стропильных ног регулируется ранее натянутой бечевкой и если ее не хватает, то возможно использование деревянных подкладок
    10. Расстояние между стропилами снизу регулируется по разметке на мауэрлате, а вверху, по разметке на временной доске

    При достаточно большом расстоянии между наружными стенами монтаж висячих стропил происходит с помощью затяжки для придания устойчивости конструкции.

    Расстояние между затяжками должно равняться расстоянию между стропилами и его необходимо постоянно контролировать.

    Чтобы не произошла деформация затяжки под собственным весом, ее следует закрепить с коньком стропильной пары. Такую процедуру необходимо провести с каждой стропильной парой.

    Соблюдение порядка монтажа висячих стропил и правильный выбор схемы конструкции, обеспечат крыше необходимую долговечность, прочность и устойчивость.

    Похожие новости

    Источник: http://krovlya-mp.ru/visyachaya-stropilnaya-sistema-dvuhskatnoj-kryshi.html

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

    Висячие стропила максимальная длина конька без опоры

    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.

    Устройство висячих стропил

    Висячие стропила называются именно так неспроста – по сути, они постоянно находятся в подвешенном состоянии и не имеют под собой иной опоры, кроме внешних стен здания. Несмотря на кажущуюся ненадежность, висячие стропильные системы достаточно эффективные и способны в полной мере выполняться свои функции в пролетах длиной до 17 м.

    Разумеется, сами по себе навесные стропила стоили бы немногого, но ведь они используются в связке с цельной системой, включающей в себя массу дополнительных элементов, позволяющих формировать крупные узлы вроде ферм или арок.

    Примером простой фермы может выступить конструкция, состоящая из двух стропильных балок, которые соединены в верхней точке, за счет чего обеспечивается треугольная форма такой фермы. В горизонтальной плоскости устанавливается стропильная затяжка, представленная обычной деревянной балкой. Конечно, она может быть выполнена из металла, но тогда ее нужно называть тяжем.

    Роль затяжной балки нельзя недооценивать – стропила, находящиеся под нагрузкой, постоянно пытаются нарушить треугольную форму фермы, а затяжка стропил предотвращает данный эффект. Кроме того, появляющаяся распирающая сила не передается стенам постройки, а приходится на саму затяжку, благодаря чему здание испытывает только усилия вертикальной направленности.

    Затяжку можно устанавливать на любом вертикальном уровне, но для этого нужно точно знать, какие функции на нее возлагаются.

    Например, при расположении затяжки в нижней части стропил ее можно использовать еще и как балку перекрытия этажа, находящегося ниже.

    Если же под крышей будет располагаться жилое помещение, то затяжку стоит устанавливать выше, чтобы она мешала при обустройстве мансарды.  

    При обустройстве больших пролетов узлы висячих стропил придется дополнительно усиливать. В том случае, если пролет между стенами превышает 6 м, то стропила укрепляются раскосами и подвесами, а затяжку стоит сделать из двух балок, соединенных между собой.

    Устройство висячих стропил может выполняться по нескольким схемам, и их стоит рассмотреть подробнее.

    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:

    1. 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.
    2. Соединение внахлест. Для реализации данного способа верхние края стропильных ног схлестываются и крепятся болтом с гайкой или шпилькой.
    3. 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.
    4. 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

    Стропильная система — 4 важных элемента ее конструкции, виды и рекомендации по сооружению

    Висячие стропила максимальная длина конька без опоры
    На фото — стропильная конструкция — это основа, «скелет» кровли.

    Чтобы крыша дома была надежной и крепкой, ей необходима качественная и прочная стропильная система.

    Кровля защищает здание от атмосферных воздействий – сильного ветра, дождя, снегопадов, града. Она должна многие годы выдерживать эти нагрузки благодаря системе стропил.

    Я расскажу вам об устройстве этой конструкции, какие ее типы существуют и о том, как правильно ее построить.

    Элементы системы стропил

    Основные элементы стропильной системы крыши:

    ИзображениеОсновные элементы крыши
    МауэрлатЭтот опорный брус является основанием конструкции. Он позволяет нагрузкам равномерно распределяться по несущим стенам.
    Кровельный конекОн расположен в верхней части конструкции, в которой соединяются два ската. По обе стороны конька (вдоль него) настилается сплошная обрешетка, которая его усиливает.
    Стропильные ноги (стропила).Этот элемент задает угол наклона скатов и определяет внешний вид крыши, жестко фиксируя ее отдельные детали.
    ЗатяжкиОни снизу соединяют стропила и не дают им расходиться.
    Подкосы и стойкиСообщают стропильным ногам дополнительный уровень устойчивости.
    ЛеженьЭтот элемент укладывается снизу параллельно кровельному коньку. Он служит опорой стойкам и подкосам.
    ПрогоныОни фиксируют стропильные ноги. Коньковый прогон расположен наверху, а боковые – по бокам.
    КобылкиОни используются для наращивания стропил, если их длина недостаточна для создания кровельных свесов.
    ОбрешеткаОна устанавливается из обрезных досок либо бруса перпендикулярно стропилам. Служит каркасом кровельному покрытию и передает нагрузку от него на стропила.
    Кровельные свесыЭтот элемент заходит на 30-100 см за плоскость наружных стен и защищает их от осадков.
    Стропильные рамы (фермы).У этого узла плоская треугольная форма. В него входит стропильная пара, растяжки, раскосы и стойки. Фермы размещаются таким образом, чтобы внутри здания не создавалось нагрузок на стены.Опорами рам служат несущие стены, при этом они испытывают вертикальные нагрузки.

    Когда у пролетов значительная длина, то фермы должны состоять из нескольких элементов. Для чердака нижняя часть рам служит потолком. Расстояние ферм друг от друга следует определять при помощи расчетов.

    Параметр 1. Каркас кровли

    Надежная конструкция может получиться только из качественной строганной и сухой древесины.

    1. Высокое качество стройматериалов. Для стропил можно использовать древесину 1, 2 и 3 сорта. У материала должно быть минимальное количество сучков и трещин. На 1 м допустимы три сучка длиной не больше 3 см.

      Трещины не должны идти на всю глубину бруса или доски:

    • Для несущих элементов конструкции надо использовать древесину толщиной от 5 см и более. У хвойного бруса, досок максимальная длина может быть 6,5 м, у лиственного материала — 4,5 м. Для мауэрлата, подушек и прогонов следует использовать твердые лиственные сорта древесины.
    • Все деревянные элементы системы обязательно надо обработать антисептиком для защиты от вредных микроорганизмов и антипиреном для защиты от возгорания.

    Металлические стропила — удовольствие дорогое и в бытовом строительстве используются очень редко.

    1. Масса каркаса крыши и кровельного материала не должна быть чрезмерной. Исходя из этого, стропильная конструкция в подавляющем числе случаев монтируется из древесины.

      Когда масса крыши получается большой, то ее основу следует делать металлической.

    2. Конструкция крышидолжна быть жесткой. Все элементы ее каркаса и точки их соединений следует надежно зафиксировать. Они не должны деформироваться при сдвигающих и распирающих воздействиях.

    Не жестко закрепленные элементы системы стропил грозят обрушением крыши.

    Все виды стропильной системы располагают основой треугольником. Такая форма у ферм, устанавливаемых между собой параллельно. Их жесткое закрепление дает кровле достаточную устойчивость.

    Когда рамы получаются подвижными, это создает большие проблемы. Такой некачественный монтаж стропильной конструкции может привести к разрушению кровли и стен дома.

    Виды стропильных конструкций

    Устройство стропильной системы крыши может быть разным. Выбирайте ее вид, исходя из конструкции здания и его габаритов.

    Стропила кровли могут быть наслонные или висячие.

    Параметр 2. Наслонная система

    Наслонная система оптимальна для крыши с пролетом 10-16 метров.

    Наслонные стропила оптимальны для крыш, у которых длина пролета равна 10-16 м. Наклон у скатов можно делать любым. В здании должны быть колонны либо несущие стены. Снизу стропила опираются на мауэрлат, а сверху на прогон.

    Коньковый прогон в свою очередь поддерживается стойками или лежнем (внутренним простенком). Нагрузки в такой конструкции возникают только вертикальные, поэтому в затяжках надобности нет.

    Если длина пролета значительна, коньковый прогон лучше поменять на две боковые балки. Они должны опираться о стойки. Чтоб стропила не сгибались, они усиливаются ригелями и подкосами. Если вы строите своими руками мансарду, стропила можно сделать ломаными либо опереть их о стенку высотой 1-1,5 м.

    Что учесть при сооружении наслонной системы стропил:

    1. У всех узлов конструкции должна быть гладкая струганная поверхность. Это уменьшит вероятность их гниения и заражения грибком.
    2. Подошву мауэрлата следует располагать точно по горизонтали относительно внешних стен. Строго горизонтальной должна быть и стыковка мауэрлата со стропилами. В противном случае опора может опрокинуться.
    3. Подкосы и стойки надо монтировать с максимальной симметрией.

    Примыкания стропил к стенам необходимо влагоизолировать.

    1. Чтобы не возникало необходимости делать ремонт стропильной системы, ее элементы не должны мокнуть и гнить. Поэтому в подкровельном пространстве нужна эффективная вентиляция. Для этого в чердачной крыше оставляются продухи, а в мансардной — щели.
    2. Те точки, в которых стропильная система соприкасается с каменными, бетонными, кирпичными стенами, надо гидроизолировать. В противном случае из-за конденсата древесина начнет гнить.
    3. Стропила без подкосов или опор не должны иметь длину больше 4,5 м.

    Параметр 3. Висячие стропильные ноги

    Система висячих стропил выбирается при пролете до 6 м.

    Каркасная система двухскатной крыши чаще всего бывает висячей. При этом пролет ее не должен превышать 6 м, а у дома не должно быть внутренних стен.

    у стропила опираются друг о друга, внизу – на мауэрлат. Нагрузку конструкции на стены здания понижают затяжки. Балочные стяжки укладываются внизу стропил и дополнительно служат перекрытием. Есть еще ригели – это затяжки, которые ставятся повыше.

    Инструкция рекомендует при пролете между внешними стенами больше 6 м использовать опорные раскосы и стойки. Они будут поддерживать стропила. Длина низа ног после подпорки не должна тут быть больше 4,5 м.

    Правильное оформление карнизного свеса.

    Что учесть при сооружении висячей системы стропил:

    1. Не надо опирать кровельные свесы на низ стропильных ног, выходящих за плоскость стен. Для опоры такой конструкции лучше всего подходят кобылки. При их использовании стропила смогут всей своей плоскостью опираться о мауэрлат.
    2. На скатах от опорной балки до конька следует набить ветровую планку (лобовая доска).
    3. Уклон необходимо начинать от чердака. Так кровля получится жесткой, она не будет раскачиваться, и разрушаться от ветра.

    Когда влажность древесины больше 18%, стропильная система двухскатной крыши после усадки может разболтаться. Поэтому влажный стройматериал скрепляйте не гвоздями, а винтами или болтами — их можно будет подкрутить.

    Каркас крыш с разными формами

    У односкатной крыши очень простая система стропил.

    Стропильные системы крыш разных видов могут отличаться:

    1. Односкатная кровля. У ее каркаса самое простое устройство. Единственный скат тут наклоняется под углом 14-26°. Когда здание небольшое и пролет между стенами не более 5 м, оптимальный выбор — наслонные стропила.
      Опираются они на внешние стены разной высоты и внутренний простенок, когда он есть. Если длина пролета больше 5 м, необходимо сооружать стропильные фермы.

    Варианты стропильной конструкции двускатной кровли.

    1. Крыша с двумя скатами. Такая конструкция несложная, под ней размещается чердак либо жилая мансарда. Наклон ее скатов может составлять 14-60°.
      Если пролет между внешними стенами не больше 6 м, используется висячая каркасная система двухскатной кровли. Если пролет больше 6 м и внутри дома есть стены, применяются наслонные стропила.

    Особенности системы с четырьмя скатами.

    1. Четырехскатная кровля. Наклон ее скатов может составлять 20-60°, пролет — до 12 м. Внутри дома должны быть опоры для кровельного каркаса. Фронтонных стен при такой конструкции нет, это экономит стройматериалы.
      Сооружать четырехскатную крышу сложнее, чем двухскатную. Для нее используются наслонные стропила или фермы.

    Схема каркаса мансардной крыши.

    1. Мансардная кровля. У ломаной крыши внизу наклон может составлять до 60°, наверху она более пологая. Благодаря этому площадь чердака расширяется и в нем можно обустраивать жилую мансарду.

    Пролет между стенами дома тут не должен быть более 10 м. Система стропил может быть наслонной или рамной.

    Параметр 4. Крепежные элементы

    Крепление элементов конструкции врубками очень неэкономно.

    Чтобы стропильная система двускатной кровли была надежной, ее узлы нужно крепить правильно. Перед этим надо учесть силу и направление динамических и статических нагрузок. Важно не забыть и про усушку древесины.

    Раньше все виды стропильной конструкции скреплялись врубками. Они надежны, однако не экономны. В этом случае надо, чтобы у деревянных элементов было большое сечение, позволяющее делать врубки безопасными.

    Современные варианты крепления стропил.

    Поэтому сейчас крепления стропильных узлов делаются не врубками, а болтами или нагелями. Популярны и перфорированные накладки из стали-нержавейки. Цена их достаточно высока, зато они удобны и убыстряют строительство.

    Накладки фиксируются гвоздями либо зубчатыми пластинками, утопленными в древесину. Они понижают затраты стройматериала на 20%, так как при их использовании нужен брус, доски с меньшим сечением, чем при врубках.

    Вывод

    Источник: https://krovlyakryshi.ru/stropilnaya-sistema/stropilnaya-sistema-712

    Висячие стропила: устройство, конструкция, узлы, пример строительства

    Висячие стропила максимальная длина конька без опоры

    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.
    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.