устройство, конструкция, узлы, пример строительства

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

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

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.

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.

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.

После выбора стропильной конструкции и ее расчета можно приступать к монтажным работам.

Устройство висячих стропил на строительной площадке выполняется по следующей схеме:

• Для точности монтажа и удобства, отмечают центр крыши и высоту конька. Для этого по фронтонам в центре временно закрепляют две доски, на них делают отметку по высоте конька.
• Изготавливают шаблон для стропильных ног. Берут доску, прислоняют ее к мауэрлату нижним концом, а к отметке высоты конька – верхним концом. Отмечают места расположения верхнего и нижнего запилов.
• Используя шаблон, изготавливают необходимое количество стропильных балок. В зависимости от будущего расположения в ферме помечают их на правые и левые стропилины. Выкладывают их по парам (так как каждая ферма состоит из двух стропилин – правой и левой).
• Начинают сборку первой фермы (арки). Две стропильные балки соединяют вверху внахлест, встык или путем врубки.
• Устанавливают затяжку и, если это предусмотрено схемой конструкции, бабку и подкосы.
• Поднимают ферму на крышу и монтируют ее с торца постройки (на фронтоне). Крепление выполняется к мауэрлату с использованием уголков и гвоздей или саморезов.
• Со стороны второго фронтона устанавливают такую же арку.
• Между фронтонной парой арок натягивают бечевку, чтобы остальные арки были установлены четко по линии и обозначенному уровню.
• Оставшиеся арки выставляют между фронтонами с шагом, предусмотренным проектом. Уровень арок по высоте контролируют натянутой бечевкой. Для исправления небольших погрешностей в размерах, высоту регулируют путем подкладки под стропилины деревянных дощечек.

На этом установка стропил окончена. Теперь можно приступать к очередным кровельным работам: укладывать утеплитель и гидроизоляцию, набивать обрешетку, монтировать кровельный материал.

---

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Висячая стропильная система двухскатной крыши своими руками, как рассчитать конструкцию, схему и ширину пролета стропил, видео и фотопримеры

Содержание статьи:

1. Проектирование стропильной системы
2. Применение висячих стропил
3. Применение наслонных стропил
4.

Установка системы висячих стропил
5. Устройство свеса крыши

Залогом надежности и долговечности крыши вашего дома является правильный расчет и последующий сбор несущих конструкций, которые должны быть способны выдержать оказываемые на кровлю нагрузки. Основой несущей конструкции крыши, как правило, является наслонная или висячая стропильная система.

Проектирование стропильной системы

Работа над созданием стропильной системы начинается с составления проекта. Это достаточно сложное дело, требующее наличия соответствующих знаний и немалого опыта. На этом этапе должна быть оценена потенциальная нагрузка на кровлю, произведен расчет висячих стропил, подобрано оптимальное сечение стропил, расстояние между ними, определена форма фермы.

При составлении проекта необходимо:

• выбрать тип крыши и оптимальный для конкретной местности угол наклона скатов;
• выбрать кровельный материал;
• произвести детальный расчет стропильной системы с учетом местных климатических условий (ветровых нагрузок, количества осадков и т. д.).

Необходимо понимать, что недооценка одного из факторов или ошибка при расчетах могут стать причиной деформации стропильной системы, разрушения материала кровли, а то и полного обрушения крыши.

Применение висячих стропил

Висячие стропильные системы находят свое применение, как правило, в тех случаях, когда в зданиях нет несущих внутренних стен. В качестве опор используются только две внешние стены строений. При такой конструкции стропильные ноги работают исключительно на изгиб и сжатии, горизонтальных нагрузок не возникает. С целью уменьшения распирающего усилия, оказываемого на стены, применяют висячие стропила с затяжкой. Выполнена она может быть из деревянного бруса либо металла. Читайте также: “Как выполнить монтаж стропильной системы двухскатной крыши – пошаговое руководство”.

Располагаться затяжка может в различных местах, в зависимости от того, какую конструкцию имеет крыша. К примеру, при устройстве мансардного этажа затяжку располагают у основания, в результате чего она одновременно играет роль балки перекрытия. Необходимо учитывать тот факт, что при более высоком расположении затяжки в стропильной системе она испытывает более серьезные нагрузки. Поэтому, если принято решение использовать верхнюю затяжку, то следует применять более мощные конструкции и максимально надежные крепления.

Важный момент, который необходимо учитывать, когда устанавливаются висячие стропила – ширина пролета между ними, которая может варьироваться от шести до десяти метров.В зависимости от этого подбирается наиболее оптимальная конструкция, для изготовления которой могут быть использованы брус, бревна и доски. Соединение элементов осуществляется посредством врубки, а также при помощи болтов, стальных профилей, нагелей, гвоздей.

Применение наслонных стропил

Если в здании предусмотрено наличие внутренней капитальной стены, то в качестве опорной конструкции при строительстве крыши чаще всего применяют наслонную стропильную систему. Ее ключевым отличием от конструкции висячих стропил является наличие дополнительного внутреннего элемента, опирающегося на несущую внутреннюю стену либо колонну. В связи с этим передача нагрузки идет исключительно на изгиб. Преимущество наслонных стропил заключается в том, что вся конструкция получается более легкой, и на ее сооружение требуется меньшее количество лесоматериала.

В некоторых случаях, когда общая кровля обустраивается над несколькими пролетами, практикуется одновременное применение как висячих, так и наслонных стропил. В той части здания, где внутренние опоры отсутствуют, используют висячую систему, а в той, где они имеются, – наслонную.

Установка системы висячих стропил

Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.

После того как все работы по укладке мауэрлата завершены, можно приступать непосредственно к монтажу стропильной системы крыши. Однако предварительно еще потребуется сооружение лесов для подъема рабочих и строительных материалов на необходимую высоту. Эти конструкции обеспечат не только удобство, но и безопасность всего рабочего процесса.

Висячая стропильная система двухскатной крыши, которую часто можно увидеть на фото в специализированных книгах или журналах по строительству, обустраивается из деревянного бруса, имеющего сечение не менее 200х50 миллиметров. При применении материала с меньшим сечением существует вероятность провисания кровли в процессе эксплуатации.

Устройство висячих стропил выполняется в следующем порядке:

• при помощи предварительно построенных лесов осуществляется подъем двух брусьев и выполняется их соединение;
• на стропильных ногах делаются выемки, которые обеспечат более надежное крепление к мауэрлату;
• делаются пометки на стропилах, чтобы не перепутать впоследствии правую ногу с левой;
• производится установка стропил и их соединение;
• для скрепления стропильных ног в верхней части делается выемка таким образом, чтобы брусья не нахлестывались друг на друга, а один брус упирался в другой. Крепление стропил к мауэрлату осуществляется при помощи гвоздей;
• после подготовки двух стропильных ног следует их тщательно измерить и изготовить два отдельных шаблона (для правой и левой ноги). Благодаря этому остальные стропила можно будет изготовить непосредственно на земле, не прибегая к их подъему на крышу;
• вторая пара стропильных ног устанавливается на противоположной от первой стороне кровли, и между ними протягивается бечевка, которая будет выполнять функцию уровня для ровной установки остальных пар;
• расстояние между стропилами определяет заранее составленная схема висячих стропил, в процессе подготовки которой учитывается ряд факторов, в частности угол наклона крыши, материал, используемый для покрытия кровли, ветровые нагрузки в конкретной местности и т.д. Чтобы работать было удобнее, целесообразно на мауэрлате заранее сделать пометки, обозначающие необходимое расстояние, и уже по ним устанавливать стропила;
• для регулирования расстояния между стропилами в верхних точках рекомендуется временно устанавливать доску со специально нанесенной разметкой, аналогичной разметке на мауэрлате;
• высота стропильных ног регулируется по предварительно натянутой между крайними парами бечевке, и в том случае, если стропила оказываются короче, чем нужно, то используют дополнительные деревянные прокладки;
• при достаточно большом расстоянии между опорными стенами конструкция висячих стропил может быть недостаточно устойчивой, что обусловливает необходимость использования затяжки – горизонтально расположенного бруса;
• при значительной ширине зданий затяжку, как правило, изготавливают путем стыкования между собой нескольких досок. Для надежного скрепления этих досок между собой используют гвозди, а со стропильными ногами они соединяются при помощи болтов или шпилек;
• особое внимание при установке затяжек следует уделять контролю расстояния между ними, которое должно соотноситься с расстоянием между стропильными ногами. Контролировать можно при помощи специальных дощечек небольшой ширины с нанесенной на них разметкой, соответствующей разметке на мауэрлате;
• конек каждой стропильной пары также целесообразно соединить с ее затяжкой, что придаст конструкции дополнительную жесткость и предотвратит ее деформацию под собственным весом.

Если изготавливаются висячие стропила своими руками, то вначале их можно скреплять с мауэрлатом, используя обычные гвозди. Однако после того, как сборка будет завершена, желательно места соединения дополнительно укрепить при помощи полосок из тонкой стали, называемых шинками. Этими стальными полосками оборачивают стропильные ноги, а затем через них в мауэрлат вбивают гвозди или вкручивают шурупы на глубину около 30 миллиметров. Благодаря такому креплению существенно снижается риск повреждения кровли при сильных порывах ветра.

Устройство стропильной системы дома из газобетона, советы специалистов:

Устройство свеса крыши

Проектируя висячие стропила расчет следует проводить с учетом карнизного свеса, в противном случае придется осуществлять наращивание стропил по длине. Совсем без свеса обойтись нельзя, поскольку эта деталь кровли обеспечивает отвод стекающей воды на определенное расстояние от стен, предотвращая их чрезмерное намокание, появление плесени и грибка, гниение. Традиционно рекомендуется оставлять свес длиной от сорока до шестидесяти сантиметров, однако в некоторых случаях он может достигать метровой длины. Большой свес также обеспечивает защиту от сильного ветра, снижая вероятность срыва кровли при его сильных порывах.

Как было сказано выше, если размеры стропильных ног недостаточны для устройства карнизного свеса, то необходимо позаботиться об их удлинении при помощи досок необходимой длины.

Стоит отметить, что иногда это может оказаться даже более целесообразным и экономически выгодным вариантом, чем использование более длинных цельных брусьев для стропил, поскольку:

• работать с конструкционными элементами меньшей длины значительно удобнее;
• стоимость более длинного бруса выше;
• в случае возникновения необходимости ремонта свеса дополнительная доска может быть легко заменена на новую. Если же используются цельные брусья, то на ремонт придется затратить намного больше времени и средств.

Таким образом, висячая стропильная система представляет собой несущую кровельную конструкцию, применяемую при возведении зданий без внутренних опор. Соблюдая основные правила проектирования и монтажа, можно быть абсолютно уверенным в надежности и долговечности такой конструкции.

Хомуты и стропильные стяжки

от Ника Громико, CMI® и Бена Громицко

 

Хомуты и стропильные стяжки представляют собой горизонтальные элементы каркаса крыши, каждая из которых имеет разные цели и требования. Домашние инспекторы должны быть знакомы с этими конструктивными элементами и различиями между ними, поскольку они не одинаковы.

Обратите внимание, что в соответствии с Международными стандартами проведения общего осмотра дома инспектор должен осмотреть видимые и доступные элементы конструкции, а также общую конструкцию кровельной системы.

В физике натяжение — это сила притяжения, с которой твердый объект действует на другой объект. Элементы растяжения представляют собой твердые объекты (или элементы конструкции), которые подвергаются осевым растягивающим усилиям или растяжению. Хомутовые стяжки и стропильные стяжки являются примерами натяжных элементов.

 

Натяжная стяжка

Натяжная стяжка представляет собой элемент конструкции, который подвергается чистому натяжению.

 

Стяжки для воротника

«Стяжки для воротника» определены в Международном жилищном кодексе (IRC) в Разделе R802. 4.

Анкерная стяжка представляет собой натяжную стяжку в верхней трети противолежащих стропил фронтона, предназначенную для сопротивления отделению стропил от коньковой балки в периоды неуравновешенных нагрузок, например, вызванных подъемом ветра или неуравновешенными нагрузками крыши от снега. Хребтовые бретельки разрешается заменять галстуками воротника.

Если для соединения противоположных стропил устанавливаются хомуты или коньковые хомуты, они должны располагаться в верхней трети чердачного помещения. Они должны быть не менее 1 дюйма на 4 дюйма (25 мм на 102 мм). Расстояние между ними должно быть не более 4 футов (1219мм) друг от друга. Они должны быть правильно закреплены.

В районах с сильным ветром подъем может сорвать крышу дома, если она не закреплена должным образом.

Хомуты и коньковые хомуты должны быть установлены на крыше с минимальным уклоном 3:12, максимальной скоростью ветра 100 миль в час и максимальным пролетом крыши 36 футов.

Прочие сведения о галстуках-воротниках:

• Они могут потребоваться или не потребоваться в зависимости от юрисдикции. Инспекторы InterNACHI не должны считать отсутствие воротничков недостатком, если только они не знают, что воротнички требовались в юрисдикции, в которой находится дом, во время его постройки.
• Хомуты, вероятно, не понадобятся, если для крепления стропил к коньку использовались утвержденные металлические соединители.
• Там, где они требуются, их следует устанавливать на каждое второе стропило, если стропила находятся на 24-дюймовом расстоянии.
• Завязки воротника, вопреки распространенному мнению, не препятствуют растеканию стен.

 

Стяжки для стропил

Термины «стяжки для стропил» определены в Международном жилищном кодексе (IRC) в Разделе R802.5.

Стяжка для стропил представляет собой натяжную стяжку в нижней трети противоположных фронтонных стропил, предназначенную для сопротивления распору стропила наружу под нагрузкой. Во многих ситуациях вы обнаружите, что потолочные балки, установленные параллельно стропилам, предназначены для использования в качестве стропильных связей. На макете каркаса крыши ниже показана стандартная стяжка стропил.

 

 

 

Стропильные связи устанавливаются между противоположными стропилами, и их следует устанавливать как можно ближе к верхней пластине.

 

Стяжки для стропил помогают противостоять внешнему напору, который стропила оказывают на наружные стены. Они помогают удерживать стены от расползания из-за веса крыши. Когда стены расширятся, коньковая доска может провиснуть. Провисание конька является одним из признаков того, что в конструкции крыши может не хватать соответствующих стропильных связей. Стяжка стропил образует нижний пояс простой треугольной фермы крыши.

Когда потолочные балки проходят перпендикулярно стропилам, инспекторы могут обнаружить стропильные связи, установленные над потолочными балками в качестве элементов каркаса через каждые 4 фута над потолочными балками, соединяющими противоположные стропила.

Стяжки для стропил должны иметь размер не менее 2 x 4 дюймов (51 мм × 102 мм).

Другие сведения о стяжках для стропил:

• Стяжки необходимы всегда, если крыша не имеет структурного (самонесущего) конька или не построена с использованием инженерных ферм. Отсутствие стропильных связей является серьезной конструктивной проблемой в традиционной каркасной крыше.
• В большинстве домов потолочные балки также служат стяжками для стропил.
• Если стропила ориентированы перпендикулярно потолочным балкам, стропильные анкеры следует устанавливать непосредственно над потолочными балками. Стяжки обычно опираются на лаги.
• Когда стропила устанавливаются на 24-дюймовых центрах, стропильные стяжки обычно устанавливаются на каждом втором стропиле.
• Нередко можно увидеть стропильные стяжки размером 2 x 4 дюйма или 2 x 6 дюймов.

Растягивающие силы

Стропильные и хомутовые связи подвергаются огромным растягивающим усилиям. Эти силы делают крепление связей к стропильным доскам критической проблемой. Сила в каждой связи увеличивается с обратным уклоном. Так, чем больше уклон крыши, тем слабее тяга наружу.

Внешняя тяга

 

Нагрузку на конструкцию можно рассчитать путем объединения статической нагрузки или веса самой конструкции, динамической нагрузки, которая различается для разных конструкций, снеговой нагрузки и ветровой нагрузки.

 

В простой двускатной крыше стропильные доски несут временные и постоянные нагрузки, которые толкают вниз и наружу к верхней части несущих стен. Эта горизонтальная направленная наружу тяга может быть значительной. Чтобы противостоять этой горизонтальной направленной наружу тяге, Международный жилищный кодекс требует, чтобы каждая пара стропил была надежно соединена друг с другом сплошной потолочной балкой, а на крышах с уклоном менее 3:12 устанавливалась коньковая балка. (см. иллюстрацию ниже).

 

 

Потолочные балки

 

Если потолочные балки не соединены со стропилами в верхней части стены, балки, соединенные выше на чердаке, должны быть установлены в качестве стропильных связей, или должна быть обеспечена непрерывная связь. Там, где потолочные балки не параллельны стропилам, необходимо установить стропильные связи. Если потолочные балки или стропильные связи не предусмотрены, конек, образованный этими стропилами, должен поддерживаться стеной или балкой.

 

Концы потолочных балок должны располагаться внахлест не менее чем на 3 дюйма или стыковаться с несущими перегородками или балками и прибиваться гвоздями к несущему элементу. Если потолочные балки используются для обеспечения сопротивления распору стропил, балки внахлест должны быть прибиты вместе в соответствии с таблицей R802.5.1(9) IRC. Например, если дом имеет уклон 4:12, стропила находятся на расстоянии 16 дюймов в центре, снеговая нагрузка составляет 30 на квадратный фут (psf), а пролет крыши составляет 28 футов, вам потребуется восемь обычных гвоздей 16d (или 40d коробчатые гвозди) на каждом стыке стропила и пятки. Столько гвоздей может искать домашний инспектор.

Соборные потолки

 

Соборные потолки популярны во многих домах, но они имеют особые проблемы с нисходящей нагрузкой на стропила, которые выталкивают наружные стены наружу. Завязки с открытым воротником и коньковые балки решают многие из этих проблем. Чем выше расположена стяжка, тем меньше рычагов для противодействия направленным наружу силам. Потолки многих соборов часто имеют признаки движения, например, треснувший гипсокартон. Наиболее эффективный способ уменьшить направленную наружу тягу — использовать коньковую конструкционную балку.

 

Нижний пояс фермы

 

В традиционной ферме крыши нижний пояс действует как натяжная связь между наружными стенами. Внесение изменений в установленные фермы не допускается. Разрезание любой фермы, особенно нижнего пояса, разрушает структурную целостность фермы. Если инспектор обнаружит, что пояс фермы был срезан, он/она должен порекомендовать обратиться к инженеру-строителю.

 

Нижний пояс фермы не должен крепиться к перегородке внутренней стены. Прикрепление нижнего пояса фермы к внутренней стене может привести к тому, что элементы стенки, рассчитанные на растяжение, станут элементами сжатия. Когда нижний пояс прибит к верхней плите внутренней стены, жилищный инспектор может заметить растрескивание внутренней отделки в углу готовой стены и потолка.

 

 Нижняя треть

 

Старые строительные нормы и правила разрешали устанавливать стропильные связи очень высоко над верхней плитой стены, на расстоянии до двух третей расстояния между верхней плитой и коньком. IRC 2012 теперь ограничивает это до одной трети расстояния между плитой и гребнем. Например, если недостроенный гараж имеет крышу с уклоном 4:12, а пролет крыши составляет 24 фута, стропильные стяжки должны быть расположены не более чем в 16 дюймах от плиты, согласно современным строительным нормам.

 

Натяжение

На приведенном ниже макете каркаса крыши показана стандартная хомутная стяжка. По мере того как нагрузка прикладывается вниз, натяжение хомута увеличивается.

 

 

Сжатие

 

На приведенном ниже рисунке показана ферма центральной стойки на стойках. Когда нагрузка прикладывается вниз, сжатие в стойках увеличивается.

 

 

Изгибающий момент

 

Изгибающий момент возникает, когда сила изменяется от прямой формы к криволинейной или угловой. На приведенном ниже рисунке показана хомутная стяжка со стропилами поверх стен с традиционным каркасом. Когда нагрузка приложена вниз, стропила подвергаются изгибающему моменту под стяжкой воротника. Этот изгибающий момент оказывает внешнее давление на стены, делая их отвесными.

 

 

Резюме

 

Таким образом, анкерные и стропильные анкеры выполняют разные функции, но обе они являются важными элементами каркаса крыши, и инспекторам полезно знать об их различиях по порядку. правильно называть вне дефекты.

 

 

 

Пройдите бесплатный онлайн-учебный видеокурс InterNACHI по общей инспекции кровли

Прочтите серию статей InterNACHI Mastering Roof Inspections

Другие статьи по инспекции, подобные этой.

Относительно хомутов см. Руководство по строительству деревянных каркасов 2001 г. [см. комментарии к рисункам R802.5.2(2) и R802.5.2.2].

 

 

 

Как прикрепить стропила и фермы к верхней плите

901shares

• Share
• Pin

Вы находитесь в середине строительства, и пришло время начать обрамление односкатной крыши. Вы знаете, что существует множество способов крепления стропил и ферм к верхней пластине, но вы не уверены, какой из них лучше всего подходит для вашего проекта.

Как лучше всего крепить стропила и фермы к верхней плите? Для выполнения этой работы можно использовать несколько методов, в том числе гвозди на ногах, ураганные стяжки и даже винты. В этой статье мы рассмотрим каждый метод, чтобы помочь вам определить, какой из них лучше всего подходит для крыши, которую вы строите.

Быстрая навигация

• Что такое фермы и стропила?
• Как прикрепить стропила к верхней пластине
  • 1. Крепление гвоздями
  • 2. Анкерная стяжка
  • 3. Соединитель конькового стропила
  • 4. Крепление стропил без крыльев – Соединитель с переменным шагом
  900 43 5. Специальные шурупы 6” – TimberLOK
• Как прикрепить стропильные фермы к верхней плите
  • 1. Крепление гвоздями
  • 2. Поворотный ремень
  • 3. TimberLOK
  • 4. Анкер Hurricane
  • 5. Угловой соединитель ML
• Вывод

Что такое фермы и стропила?

Для создания крыши здания можно использовать как фермы, так и стропила. Хотя они функционируют одинаково, у них есть уникальные различия, которые влияют на то, как они крепятся к опорным стенам.

Давайте начнем со сравнения этих двух разных стилей крыш. Стропила — это балки, идущие от вершины крыши к верхней плите несущих стен. Они соединяются на пике крыши, соединяясь с противоположным стропилом или с коньковой балкой, которая проходит по всей длине пика дома или сарая. Стропила устанавливаются поштучно при возведении крыши.

Фермы, как и стропила, образуют профиль крыши строения. Однако, в отличие от стропил, фермы предварительно собираются перед установкой. Фермы состоят из двух отрезков пиломатериалов, образующих верхний край фермы, нижнего пояса, соединяющего два противоположных конца верхнего пояса, и ряда поддерживающих перемычек посередине.

Фермы обычно собираются на складе, а затем устанавливаются как единое целое. Благодаря дополнительным опорным элементам фермы обычно намного прочнее стропил и поэтому могут выдерживать более длинные пролеты.

Для получения дополнительной информации о фермах и стропилах ознакомьтесь с моей статьей о стропилах и фермах.

Прежде чем мы начнем, важно понять, почему присоединение вашей крыши, будь то ферменная или стропильная, к вашей конструкции является таким важным этапом в процессе строительства. Важно понимать, что не все методы, которые мы обсудим в этой статье, одинаковы.

Некоторые методы могут выдерживать большие подъемные нагрузки. Что такое подъем? Подъем — это давление, создаваемое, когда ветер дует вверх на крышу вашей конструкции. Во время некоторых стихийных бедствий, таких как торнадо и ураганы, величина подъема, которую может выдержать ваша крыша, может определить, останется ли крыша на месте или нет.

Хотя в этой статье мы не будем вдаваться в подробности обо всех факторах, влияющих на определение рейтинга загрузки крыши, который включает в себя все, от пролета вашей крыши до типа пиломатериалов, которые вы используете, мы обсудим, какие методы крепления сильнее других.

При определении того, что подходит для вашей крыши, учитывайте, где вы живете и какие погодные условия должно выдерживать ваше здание. Конечно, если вы живете в прибрежном районе, подверженном ураганам, вам следует использовать ураганные галстуки.

Как прикрепить стропила к верхней пластине

Для обеспечения устойчивости крыши важно иметь прочное соединение между стропилами и верхней пластиной. Силы гравитации на крыше заставляют стропила выталкиваться наружу. Таким образом, важно правильно закрепить стропила, чтобы эти силы не взяли верх.

Частично это связано с созданием выреза «птичья пасть» для облегчения соединения верхней пластины и стропила. Вырез птичьего рта включает в себя выемку в форме птичьего рта на каждой стропиле, где она встречается с верхней пластиной.

Этот паз позволяет балке плотно прилегать к верхней пластине. Это необходимо? Хотя у вас может возникнуть искушение избежать, по общему признанию, утомительного процесса вырезания птичьего рта в каждом стропиле, не делайте этого.

Во-первых, паз создает большую площадь поверхности в соединении между верхней пластиной и стропилом, обеспечивая лучшее соединение для их крепления друг к другу.

Также стоит подумать о гравитации. Те гравитационные силы, о которых мы упоминали ранее, выталкивают каждое стропило наружу, от вершины к карнизу. Вырезая выемку в виде птичьего рта, эти силы перенаправляются вниз на настенную пластину и стену, а именно туда, куда вы хотите, чтобы эти силы направлялись.

В конце концов, стены должны поддерживать крышу. Это предотвратит потенциальное смещение стропил, что приведет к провисанию крыши или, что еще хуже, к обрушению внутрь.

По тем же причинам вам также следует подумать об использовании хомутов, если вы планируете использовать стропила. Стяжка с воротником представляет собой отрезок пиломатериала, который прикрепляется к каждому противоположному стропилу возле вершины, предотвращая расхождение ваших стропил. Хомутные стяжки также снимают нагрузку с настенной плиты и стыка стропил.

Для дополнительной поддержки вы можете использовать потолочные балки, которые представляют собой отрезки пиломатериалов, идущие от конца одного стропила к другому.

1. Крепление гвоздями

Крепление гвоздями — один из проверенных временем способов крепления стропила к верхней пластине. Он включает в себя крепление стропила к верхней пластине путем забивания гвоздей через стропило и в заглушку стены под углом на противоположных сторонах стропила. Этот метод используется потому, что просто невозможно вбить пластину прямо в стропило из-за стенных шпилек.

Сколько гвоздей нужно использовать, зависит от размера верхней пластины. Для верхней пластины 2×4 используйте три пальца на ногах, чередуя стороны. Для верхней пластины 2×6 используйте пять ногтей на ногах, снова чередуя стороны с каждым ногтем.

С помощью гвоздя 8d забейте каждый гвоздь под углом примерно 30 градусов на расстоянии от стыка так, чтобы примерно 1/3 длины гвоздя входила в стропило, а оставшиеся 2/3 – в заглушку стены.

Такие гвозди обычно называют «наклонными». Какой в ​​этом смысл?

Наклонные гвозди на противоположных сторонах предотвращают выдергивание гвоздей. Это также снижает вероятность того, что гвозди будут срезаны под весом крыши.

2. Галстук «Ураган»

Не хотите дурачиться с ногтями на ногах, которые включают оценку углов и глубины? Хотите более надежное соединение. Тогда весна для галстуков Simpson Strong-Tie Hurricane.

Эти стяжки, похожие на подвески для палубных балок, состоят из металлической пластины, которая удерживает стропила, прижимаясь к стенной пластине. Как и в случае с вешалкой для палубных балок, здесь предусмотрены специальные отверстия для гвоздей, что делает процесс установки несколько надежным.

После установки стропила вставьте пластину на место и прикрепите ее структурными винтами Simpson Strong-Tie или оцинкованными гвоздями 8d.

Simpson Strong-Tie также предлагает другой вариант, который крепится к передней части верхней пластины и боковой части стропила. Как и в случае с другим стилем, эти разъемы предлагают удобство, а также прочность. Выровняйте их и вверните структурные винты в каждое из десяти предварительно просверленных отверстий.

Как следует из названия, эти стяжки предназначены для надежной фиксации крыши при сильном ветре или даже при землетрясении. Хотя вы заплатите за них немного больше, удобство и дополнительная мощность того стоят.

 

3.

Соединитель конькового стропила

Как следует из названия, эти удобные соединители обычно используются для крепления стропил к коньковому брусу на вершине крыши. Они работают так же хорошо, чтобы соединить стропила с верхними пластинами. Они особенно хорошо работают с навесом.

Эти соединители крепятся к краю верхней пластины с помощью оцинкованных гвоздей через предварительно просверленные отверстия. Затем стропило вставляется в кронштейн, прикрепленный к пластине, и закрепляется гвоздями через предварительно просверленные отверстия.

 

4. Крепление стропил без птичьего паза – соединитель с переменным шагом

Если вы действительно против идеи делать на стропилах вырезы в виде птичьего паза, то вы можете рассмотреть соединители Simpson Strong Tie с переменным шагом. Соединитель крепится к верхней части настенной пластины и включает в себя регулируемый кронштейн, который принимает и фиксирует стропило.

Этот кронштейн можно отрегулировать для наклона от 3:12 до 12:12.

С помощью этого кронштейна вам не нужны пазы и гвозди. Просто установите кронштейн и установите его через предварительно просверленные отверстия с гвоздями 10d. Этот соединитель с переменным шагом может сэкономить вам много времени, но он не сэкономит вам деньги, поскольку эти кронштейны недешевы. Решите, стоит ли экономия времени дополнительных затрат при рассмотрении этого варианта.

5. Специальные 6-дюймовые шурупы – TimberLOK

Крепление гвоздями обычно используется, когда невозможно прибить верхнюю пластину к стропилу. Что ж, у TimberLOK есть еще один вариант. Возможно, вам не удастся прибить верхнюю пластину к стропилу. Но можно вкрутить в него винт.

Шурупы TimberLOK длиной 6 дюймов прикрепляют стропило к верхней пластине, вкручивая винт под углом от стыка между стойкой стены и верхней пластиной через верхнюю пластину в стропило. Это достаточно сильно? Будьте уверены, это так. Шурупы TimberLOK соответствуют требованиям национальных норм IRC 2012 для соединений стропил или ферм с верхней пластиной.

Требуется только один шуруп на стропило, это один из самых быстрых способов соединения верхней пластины и стропила. Для винта TimberLOK даже не требуется направляющее отверстие.

 

Как прикрепить стропильные фермы к верхней пластине

Хотя многие методы крепления ферм аналогичны стропилам, крепление стропильной фермы к верхней пластине немного сложнее из-за особенностей ферм .

В отличие от стропил, которые устанавливаются поштучно, фермы устанавливаются после их полной сборки. Это означает подъем и размещение объекта, который может весить сотни фунтов в зависимости от размера крыши, которую вы строите.

В домах фермы необходимо поднимать на место с помощью крана. Для навесов фермы обычно достаточно легкие, чтобы их можно было вручную установить на место, но вам, вероятно, понадобится пара дополнительных рук для выполнения этой задачи.

Поскольку нижняя часть фермы скрепляется нижним шнуром, для крепления фермы к верхней пластине не требуется выреза птичьего рта. Нижний шнур должен лежать прямо на верхней пластине, что делает присоединение фермы сравнительно простым процессом.

Чтобы выполнить это соединение, имейте в виду, что, как и в случае со стропилами, согласно большинству строительных норм и правил требуются анкерные скобы для защиты крыши от сильного ветра. Требуются ли ураганные стяжки, во многом зависит от того, где вы живете, поэтому обязательно проверьте свои строительные нормы и правила, чтобы увидеть, необходимо ли это.

Даже если они не требуются, лучше всего использовать ураганные стяжки, чтобы обеспечить надлежащую защиту вашей конструкции.

Общее эмпирическое правило для установки фермы заключается в том, что вам необходимо устанавливать ферму как минимум через каждые 24 дюйма. Имея это в виду, определите пространство от конца до конца и равномерно распределите фермы. После прикрепления фермы убедитесь, что она установлена ​​вертикально, прежде чем переходить ко второй.

Используйте распорки, чтобы удерживать фермы на месте, когда будете продвигаться поперек.

1. Крепление гвоздями

Как и в случае стропильных крыш, крепление гвоздями является одним из наиболее распространенных способов крепления ферменной крыши к стеновой плите. Прибейте ферму к верхней части настенной пластины, вбив ее по бокам нижнего пояса под углом 30 градусов.

Учитывая, что в этой части нижнего пояса, скорее всего, находится одна из соединительных пластин, скрепляющих ферму, может потребоваться прибить металлическую пластину с одной стороны фермы. Это нормально. Только не повредите пластину при этом.

Как и при установке стропил, используйте гвоздь 8d, следя за тем, чтобы примерно 2/3 длины гвоздя попали в стеновую пластину. Убедитесь, что ногти на ногах с обеих сторон фермы на каждом конце. Используйте три гвоздя для хорды 2×4, два с одной стороны и один с другой, и четыре гвоздя для хорды 2×6, по два с каждой стороны.

2. Поворотный ремешок

 

Если вы ищете вариант, обеспечивающий более надежное соединение, чем стандартное крепление на ногах, рассмотрите эти поворотные ремешки от Simpson Strong-tie. Эти ремни охватывают соединение между фермой и верхней пластиной. Лента прикрепляется к нижней стороне верхней пластины, а затем закручивается поверх верхнего пояса фермы, прочно удерживая их вместе.

Просто согните хомуты вокруг соединения, а затем установите с помощью указанных крепежных элементов. Хотя их может быть сложнее установить, чем ногти на ногах, они обеспечивают большую прочность, сопротивляясь поднятию лучше, чем ногти. Если вы живете в районе, подверженном разрушительным сильным ветрам, это отличный вариант для вас.

3. TimberLOK

Альтернатива TimberLOK гвоздям и пластинам также может использоваться для ферм. Установка аналогична стропилам; только вы вкручиваете 6-дюймовый винт через нижнюю часть верхней пластины в верхний и нижний пояс фермы, а не в стропило.

Как и в случае со стропилами, убедитесь, что вы вкручиваете шуруп в точку, где встречаются верхняя пластина и стойка стены. Чтобы обеспечить надежное соединение, убедитесь, что винт проходит через все три части: верхнюю пластину, нижний пояс и верхний пояс.

4. Анкерная стяжка

Анкерные стяжки — отличный вариант для крепления фермы к верхней плите. Монтаж ферм такой же, как и стропил (см. выше). Вместо того, чтобы прикреплять стяжку к стропилу, вы будете прикреплять ее к нижнему поясу фермы. Ураганные связи обеспечивают прочное соединение, которое обеспечит вам самое сильное сопротивление подъему.

5. Угловой соединитель ML

Простой, прочный и эффективный. Эти угловые соединители от Simpson Strong-Tie создают прочное соединение между фермой и верхней пластиной и относительно просты в установке. Они работают, создавая соединение прямо на 90-градусном стыке фермы и верхней пластины.

После установки фермы прикрепите угловые соединители к обеим сторонам нижнего троса и закрепите их с помощью винтов Simpson 1/4” x 1,5” с сильным завинчиванием.