Стропильная система двускатной крыши и ее составляющие

Последовательность составления двускатной крыши:

Расчёт площади крыши

Чтобы составить правильную смету на постройку дома, необходимо точно вычислить площадь крыши. Расчёты могут быть усложнены особой формой кровли, выступами и впадинами. К примеру, всего одна стропила эркера может существенно повлиять на общую сумму расходов во время строительства. Стропильная система эркера включает в себя много материалов, поэтому важно учитывать в расчётах и её.

Действия, которые необходимо выполнить при вычислении общей площади крыши:

1. Не надо высчитывать площадь вентиляционных отверстий, труб мансардных окон и подобных объектов.
2. С большой точностью высчитайте длину ската крыши от нижней части конька до крайней части карниза.
3. Учитывайте в расчётах брандмауэрные стены, парапеты и свесы.
4. Учитывайте тип и вид кровельного материала.

На заметку – для рулонных материалов и черепицы длина скатов уменьшается на 70 см.

Всю площадь крыши нужно разбить на отдельные элементы, после чего высчитать площадь каждого, а в конце суммировать их все. Площадь каждого из элементов рассчитывается по соответствующим математическим формулам. Читайте также: “Полувальмовая крыша: стропильная система”.

Монтаж стропильной системы, смотрите на видео:

Расчёт площади должен производиться только по карнизным свесам. После вычисления площади каждого ската узнайте уклон.

Для этого нужно каждый элемент умножить на косинус угла уклона крыши. Вот и пригодилась школьная математика в жизни.

Простую площадь наклонной поверхности можно вычислить и самому, умножив площадь ската на косинус угла. Например, эта формула относится к двускатному типу крыши с наклоном в 30 градусов. Но если в проекте задуманы сложные фигуры под разными углами наклонов, то не обойтись без специальных компьютерных программ, которые облегчат расчёты.

Точный расчёт сложных строений можно получить только двумя способами:

1. Как мы уже указали выше, можно воспользоваться компьютерной программой для самостоятельного вычисления площади.
2. Можно воспользоваться услугами квалифицированного специалиста, который выполнит все расчёты сам.

Существуют несколько позиций, определяющих сопряжение двускатной ломаной и двускатной прямой крыши:

• Коньковый брус ломаной крыши
• Коньковый брус крыши балкона
• Стропила прямой крыши
• Дверная рама балкона
• Фронтон двухскатной крыши мансарды
• Гидроизоляция
• Целая обрешётка
• Кровля.

Этот рациональный приём часто применяют для увеличения площади пространства крыши. Затем это, в свою очередь, применяется для увеличения площади жилого пространства.

Совокупность висячих и наклонных стропил составляет несущую часть крыши из шифера. Эта часть крыши принимает на себя все основные нагрузки, которые затем передаются непосредственно на каркас самого строения.

Самым основным элементом несущей части являются стропильные ноги. На протяжении всего ската они опираются своими нижними концами на балки перекрытия. С другими элементами в конструкции они образуют фермы.

Верхние же финиши должны опираться на прогон, который передаст нагрузку внутренним стойкам. Об устойчивости можно не беспокоиться, она достигается за счёт подкосов, раскосов и связей по диагоналям.

Таким образом, вы смогли из этой статьи больше узнать о двускатной крыше. Надеемся, что эта информация пригодится в ваших строительных начинаниях!

виды и монтаж для разных форм скатных крыш

Хороший фундамент – еще не означает, что дом простоит «верой и правдой» на протяжении долгих лет. Еще одна крайне важная составляющая – надежная и качественная стропильная система для крыши. Давайте разберемся, как она устроена в случае скатной крыши, каких видов бывает и из каких элементов состоит.

Содержание материала:

Стропильные системы крыши

Какими должны быть стропила для крыш

Вот несколько видов стропил, которые чаще всего используются в современном строительстве:

• металлические сложно изменить, но этот материал долговечен;
• деревянные просты в использовании и изменении, но требуют дополнительной обработки;
• деревянные двутавровые балки (сделаны из бруса и ОСП) отличаются ровностью при максимальной длине до 12 метров, но стоимость выше обычной системы из дерева;
• железобетонные не поддаются изменениям вообще, но их выделяет длительный срок службы;
• смешанные или комбинированные системы.

Каждый из них обладает своими плюсами и минусами, которые включают в себя прочность, цену, легкость монтажа, возможность небольших изменений, связанных, к примеру, с несоответствующими размерами, взаимодействие с окружающей средой. В данном материале пойдет речь о самом популярном материале для изготовления стропил – дерево. выделим основные задачи, которые ставятся перед конструкциями данного вида.

Первое, и самое главное – прочность каждого элемента. Крыша не должна деформироваться или сдвигаться. Основа конструкции стропил – треугольник. Именно в виде треугольника делают фермы (рамы), крепящиеся параллельно. Неподвижные и жесткие, они «возглавляют» всю конструкцию.

Малая масса. Тяжелая крыша – это крайне плохо. Поэтому большинство элементов производят из дерева. Если же вес кровельной системы большой, то его усиливают металлическим каркасом. Основа – хвойные породы дерева небольшой влажности.

Каким требованиям

должно отвечать дерево:

• 1-3 сорта. Без сколов, сучков и трещин.
• Элементы из дерева не должны быть менее 5 см. по толщине, и с площадью до 45 кв. см.
• Максимальная длина бруса из дерева хвойной породы не должна превышать 5-6 м.
• Мауэрлат и прогоны изготавливаются исключительно из твердых пород дерева.

Главные конструкционные элементы стропил

Любой хозяин, планирующий возведение стропильной системы, обязан быть в курсе, из чего она состоит.

1. Мауэрлат. Основа всей конструкции. С помощью этого элемента устанавливается правильная нагрузка на все несущие элементы дома.
2. Стропильная нога. Задет наклон скату, придает крыше привлекательный вид, надежно закрепляет конструктивные части системы.
3. Затяжка. Не позволяет «расходиться» ногам. Крепко удерживает их в нижней части.
4. Прогон. Крепит стропильные ноги в верхней части системы (коньковый прогон) и по бокам (боковой прогон).
5. Обрешетка. Монтируется строго перпендикулярно относительно балок. Изготавливается из обрезанного бруса или досок.
6. Стойки/подкосы. «Добавляют» ногам еще больше стойкости.
7. Свес. Защищает основные конструкции здания от различных природных осадков.
8. Конек. Место, в котором закрепляются скаты.
9. Кобылки. Создают свес. Необходимы в случае, когда стропила не имеют необходимой длины.

Детали стропильных систем на примере двускатной крыши, которые можно использовать для различных конструкций крыши

Давайте разберемся с таким составным элементов стропильной системы, как ферма. Ее делают плоской, и, помимо растяжки, в нее включаются раскосы и сами балки. Закрепляются все эти детали таким образом, чтобы нагрузка на главные конструкции шла вертикально.

В случае, когда пролет довольно большой, то ферма делается из нескольких составляющих. Нижняя часть фермы – потолок чердака. Точное число ферм определяется после серьезных расчетов на каждом конкретном объекте.

Виды стропильных систем разных типов крыш

Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.

Висячие

Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами – до 5 м., без внутренних перегородок. Нижняя опора – мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания.

Конструкция крыши висячего типа

Балки висячих стропил расположены внизу – они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.

Важные дополнения:

• Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант – кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.
• Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение – использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть. Но, еще более «продвинутый» вариант – «мощные» крепежные винты.
• На верху крыши обязательно нужно закрепить ветровую доску (должна идти от самого мауэрлата до верха конька). Угол организовывается от мансарды. Нужно это для создания максимально прочной крыши, стойкой к ветровым нагрузкам.

Наслонные

Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу – на мауэрлат.

Наслонная стропильная система

Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки.  В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.

Особенности:

• Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
• Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
• Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
• Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
• Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
• Качественная вентиляция – залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
• В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна хорошая гидроизоляция.

В зависимости от выбранной застройщиком формы крыши, ее каркас также будет различным. Предлагаем изучить различные варианты для наиболее популярных верхних конструкций дома.

Односкатные крыши

Изготавливаются под углом 13-25 градусов, такие крыши имеют наиболее простые (в плане изготовления и монтажа) стропила. В случае небольшого здания с пролетами до 5 м. применяется наслонная система. В случае, когда пролеты больше 5 м – дополнительно применяют фермы.

Двускатные

Тоже довольно простой вариант. Особенно, когда под такой крышей оборудуется чердак или мансардный этаж. Углы наклона – 15-63 градуса. Если капитальные перегородки расположены на расстоянии до 6 м. (относительно друг друга) – монтируют висячие стропила. Для ходовых размеров дома 6х6 или 9х9 метров рекомендуем использовать следующие схемы устройства крыши.

Рекомендуемая схема монтажа стропильной системы висячего типа для двускатной крыши

Увеличивая размеры дома, необходимо видоизменять (усиливать) конструкцию. В таких случаях необходимо использовать наслонную технологию.

Варианты двускатной крыши для пролетов более 10 метров: применение наслонной стропильной системы

Вальмовые или четырехскатные

Правила устройства стропильной системы вальмовой крыши

С углами наклона 20-60 градусов, и пролетами не более 13 м. Обязательное условие – внутренние усиливающие элементы. Для крыш такого типа используются фермы, или же монтируются стропила для крыш наслонного вида.

Ломанная крыша

Монтаж стропил ломанной крыши

В нижней своей части может обладать наклоном до 60 градусов, в верхней – пологая. Ввиду этой особенности мансардная площадь становится несколько больше. Используются такие же типы стропил, как и в варианте с четырехскатными крышами. Но, рекомендуется применять фермы.

Дополнительные элементы

Для создания максимально прочной крыши, каждая составная часть конструкции должна очень прочно соединяться с каркасом и остальными элементами. При этом крайне важно учитывать силу ветра и направление возможных механических нагрузок.

Более того, стоит обращать внимание еще и на древесину. Она может растрескаться из-за пересыхания. Поэтому важно создать такую конструкцию, в которой каждый элемент будет «работать» максимально слаженно.

Раньше все конструкционные элементы стропил закреплялись врубками. Но, это было не слишком «дешевое и экономичное удовольствие», так как необходимо брать деревянные элементы большого сечения.

Способы крепления стропил к мауэрлату и коньковому прогону

Так, сегодня для крепежа используются не врубки, а специальные болты и нагели:

Накладки из металла с атникоррозийным покрытием – еще один вариант крепежей. Они монтируются на элементы системы с помощью зубчатых пластин или гвоздей. Преимущества таких креплений следующие:

1. Небольшой расход на одну единицу древесины.
2. Простота монтажа.
3. Высокая скорость закрепления.

Перфорированные элементы крепления: углы, пластины, опора бруса

Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

Схема установки стропильной системы в случае двускатной крыши

I – мауэрлат, II – стропильная нога, III – перекрытие.

Использовать узкие стропильные ноги – «прямой путь» к провисанию системы в будущем. Чтобы не допустить этого, нужно применить специальную решетку – укрепление, в которую входят подкосы, стойки и ригеля. Чтобы создать ее, нужно взять древесину толщиной 2,2 и шириной 15 см., или использовать пластины из дерева диаметром минимум 13 см.

Стропила крыши – несущая конструкция скатов. Она состоит из элементов, которые можно соединять между собой ригелями, распорками, стойками и т. п. Материал для опорных балок, помимо наиболее распространенного – древесины, может быть любым – металлом, железобетоном или же смешанным.

Таблица для расчета стропильной системы в зависимости от расстояния между собой и длины

Древесина (брус) должна иметь сечение от 40 на 150 до 100 на 250 мм. Зависит эта цифра от удаленности ног одна от другой, и числа осадочных нагрузок для конкретной области (расчет проводится отдельно).

Доска не должна иметь более 5 см в поперечном сечении. Ширина прямо пропорциональна длине. К примеру, если ваша доска 5 м в длину, то ее ширина не должна быть менее 13 см. Немаловажен и основной материал обрешетки крыши. При его выборе стоит уделить внимание наличию сучков, сколов и трещин. Если найти максимально ровные бруски дерева не получается, то максимальная длина сучков не должна быть более 1/3 толщины древесины.

Последний шаг монтажа стропил для крыши – надежное закрепление каждого элемента. Скобы и металлические углы – самые оптимальные элементы для этих целей. Но, в современном строительстве все чаще стали использовать болты.

Стропильная система двухскатной крыши, ее конструкция, схема и устройство + Видео

Владелец будущего частного дома при выборе крыши часто выбирает недорогой вариант с двумя скатами. Практичная и несложная конструкция такой кровли надежна, прочна и обеспечивает хорошую защиту от непогоды. Рассмотрим, как устроена стропильная система двухскатной крыши – важнейший элемент ее конструкции.

О двускатной крыше в двух словах

Двускатной называется крыша у которой два прямоугольных плоских ската соединяются наверху под углом. При этом с боков остаются треугольные проемы. Туда вставляются фронтоны. Чтобы конструкция была крепкой, надежной и служила продолжительное время в ней применяют различные подпорные и поддерживающие элементы. Важнейший из них – стропильная система двускатной крыши, которой, собственно, и посвящен данный материал.

Конструктивные элементы двухскатных крыш

В общем-то, все эти элементы двускатных крыш представляют собой доски, бруски и балки различной длины, формы и сечения. Рассмотрим их все по порядку.

Мауэрлат

Это хвойный брус квадратного сечения, размер которого обычно составляет 10 или 15 сантиметров. Его кладут вдоль каждой из несущих стен, прикрепляя к ним стержнями на резьбе или анкерами. Предназначение данного элемента – равномерная передача нагрузки от ног стропил к несущим стенам.

Стропильная нога

Это брус, в разрезе имеющий размеры 15 сантиметров на 5 (или 10) сантиметров. Именно из таких элементов собирается наш треугольный контур кровли, который несет всю тяжесть ветра, града, снега и прочих превратностей погоды. Чтобы достойно выдерживать эти нагрузки, стропильные ноги располагают с шагом от 0,6 до 1,2 метра. Чем более увесистой предполагается кровля, тем меньше данное расстояние. Кроме этого, шаг стропил, в некоторых случаях, будет зависеть от конструктивных особенностей используемого кровельного покрытия.

Лежень

Квадратный брус для этого элемента имеет такое же сечение, как и для мауэрлата – 10/10 или 15/15 сантиметров. Его горизонтально кладут на внутреннюю несущую стену, дабы равномерно распределить нагрузку от кровельных стоек.

Затяжка

Данный элемент применяется для висячих стропильной системы. Он завершает треугольник стропильных ног, не позволяя ему расползаться.

Стойки

Брус для них берется квадратный, такой же, как для предыдущего элемента. Стойки размещаются вертикально, беря на себя нагрузку от конька и передавая ее несущей стене внутри дома.

Подкосы

Эти элементы выполняют роль передаточного звена между ногами стропил и несущими элементами. Соединив затяжку и подкосы, получают ферму – весьма крепкий элемент. Даже при наличии большого пролета ферма стойко вынесет все нагрузки.

Обрешетка

Перпендикулярно ногам стропил кладут бруски (или доски) обрешетки. Передавая всю тяжесть кровли стропильным ногам, данный элемент конструкции дополнительно их скрепляет. Предпочтительнее для обустройства обрешетки брать обрезные бруски или доски. Но за неимением лучшего сгодится и доска необрезная – но со снятой корой. Ну, а в случае мягкого кровельного покрытия (к примеру, черепица на битумной основе) обрешетку делают сплошной. Для этого берут влагостойкие фанерные листы.

Конек крыши

Конек это верхнее место крыши соединяющее два ската крыши. Образуется он путем соединения стропильных ног в верхней части крыши. Он расположен горизонтально.

Свес крыши

Данный элемент, выступающий от стен на расстояние примерно 40 сантиметров, не дает дождевым потокам намочить эти стены.

Кобылки

И вновь «лошадиное» название. Эти элементы конструкции стропильной системы двухскатной крыши нужны для организации свеса крыши. Необходимость в них появляется лишь тогда, когда стропильные ноги слишком короткие, и для свеса их не хватает. Тогда эти ноги удлиняют кобылками, которые представляют собой доски несколько меньшего сечения.

Виды стропильных систем двухскатных крыш

Этих систем всего две: висячего типа и наслонного типа. Первые используют в том случае, когда наружные стены дома отстоят друг от друга на 10 метров или меньше. Есть и еще одно условие – между этими самыми стенами не должно быть стены несущего типа, делящей дом надвое.

В противном случае надо использовать наслонные стропила. Когда строящийся дом разделяется не несущей стеной, а колоннами, монтируют сразу две стропильных системы. Стропила, расположенные под наклоном, обопрутся на колонны, а висячие отлично разместятся между ними.

Стропильная система висячего типа

Для данной схемы стропильной системы двухскатной крыши характерно то, что стропила опираются на боковые стены. Плохо то, что при этом образуется распирающая нагрузка, способная со временем повредить стены. Чтобы такого не произошло, ноги стропил соединяют затяжкой. В результате образуется жесткий треугольник, не подверженный деформации при нагрузках. Часто вместо затяжек используют балки перекрытия, это особенно актуально когда необходимо обустроить мансардное помещение под крышей.

Плюс данной системы в том, что вовсе не обязательно крепить мауэрлат. Кроме того, достаточно просто монтируются те части конструкции, где ноги стропил опираются на стены. Доска, проложенная через изоляционный слой, поможет сделать ферму ровной и устойчивой, обеспечив большую площадь опоры. Далее рассмотрим основные разновидности висячих стропил. Все они являются трехшарнирными.

#1. Простая треугольная трехшарнирная арка.

Это самое несложное сооружение, представляющее собой замкнутый треугольник, две верхних стороны которого подвергаются нагрузке на изгиб. Затяжка в такой конструкции не работает только на растяжение и не является несущей конструкцией, поэтому ее можно заменить на тяж из стали.

При этом имеется несколько решений организации конструкции карнизного узла. Это ортогональные лобовые врубки, а также применение дощатых или пластинчатых креплений.

#2. Треугольная трехшарнирная арка, усиленная бабкой или подвеской.

Данный вариант применяли только раньше, строя большие промышленные или сельскохозяйственные помещения с пролетом более 6 метров. Для частных домов эта схема не годится. Принцип ее в том, что вес затяжки (составленной из отдельных коротких элементов) берет на себя конек. Эти элементы соединены между собой и с хомутом подвески с помощью прируба (косого или прямого). Для скрепления используются болты. Деревянная подвеска носит название бабка, а железная – тяж. Эта деталь, висящая на узле карниза, а затяжка крепится к ее нижней части через деревянные накладки. Переходниками являются хомуты, регулирующие прогиб затяжки, если она провиснет.

#3. Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой.

Если вы хотите оборудовать под крышей мансардное помещение, то эта схема отлично подойдет. Здесь растяжку мы ставим не внизу, стягивая ноги стропил, а наверху. Поднимая ее выше, мы увеличиваем нагрузку на растяжение. Ну, а стропила держатся на балках мауэрлата по принципу ползуна. Нагрузка получается равномерной, а система – устойчивой. Для этого края стропил должны выступать за границы внешних стен дома.

Чтобы затяжка не провисала, часто ее уравновешивают подвеской. Особенно это важно, если планируется сделать подвесной потолок или проложить слои изоляции. При короткой затяжке подвеску крепят к ригелю и коньку, прибивая две доски, при длинной – делают несколько подвесок. При больших нагрузках для крепления применяют хомуты. Ими же соединяют при необходимости две части составной затяжки.

#4. Трехшарнирная треугольная арка с ригелем.

Такую систему монтируют в том случае, если распорные нагрузки велики. Внизу крепится затяжка, а в верхней части – ригель. Благодаря такой конструкции мауэрлат к стене приделывать нет необходимости. В общем-то, ригель – это и есть затяжка, только испытывающая нагрузку не на растяжение, а на сжатие. Ригель не должен иметь шарнирного крепления к ногам стропил, а то конструкция будет шататься. Если всё сделать как надо, то стропила превратятся в неразрезные балки, имеющие три опоры и два пролета.

#5. Трехшарнирная треугольная арка с бабкой, дополненная подкосами.

По поводу системы с бабкой рассказывалось чуть выше. Если в такой конструкции ноги стропил достаточно длинные, приходится их подпирать. Для этого и служат подкосы, уменьшающие прогибающую стропила нагрузку. Несущей стены у висячей системы нет, так что упереть подкосы необходимо в бабку. Стабильная жесткая система принимает основную нагрузку на верхнюю свою часть, не доводя ее до низа стропил. Затяжка в такой конструкции обычно составная, соединенная прирубом. Опираясь на хомут бабки, она подтягивает книзу коньковый узел. А тот воздействует на подвес и стропила, сжимая их.

Стропильная система наслонного типа

У этой системы ровно посередине ставится вертикальная балка. Вес всей кровли через данную балку проходит от конька к несущей стене. Стена эта находится на равном расстоянии от краев здания. Как уже упоминалось, потребность в таком разделении здания появляется при расстоянии между его внешними стенами более 10 метров.

#1. Безраспорные наслонные стропила.

В этой конструкции ноги стропил подвергаются только изгибу, не давя на стены и не распирая их. Есть три варианта монтажа таких стропил, которые решают вопрос нагрузок на стены здания.

В первом варианте опорой для стропила либо является мауэрлат, либо его подшивают специальным бруском (опорным). Для крепления используется врубка зубом. Страхуется конструкция хомутами или проволокой, что является гарантом надежности конструкции. Верхнюю часть ног стропил кладут на прогон конька. Крепление по принципу скользящих опор. Обязательно нужно закрепить пробоины в верхней части стропил.

Это наиболее популярная конструкция. В ней низы стропильных ног приделываются к мауэрлату подвижным соединением по типу ползуна. Возможно и крепление с помощью штучного бруска. Чтобы нога держалась крепко, вбиваем сверху гвоздь. Либо можно прикрепить гибкую пластинку из стали. Вверху стропила, лежащие на прогоне конька, крепят либо пробоинами попарно, либо к прогону (каждое из стропил).

Особенность последнего варианта в том, что ноги стропил и прогон конька жестко соединяют в одно целое. Для этого параллельно брусу конька с обеих сторон набивают дощечки или бруски. При этом балка испытывает сильную нагрузку на изгиб, зато ноги стропил прогибаются гораздо меньше. Данный вариант сложнее в исполнении, чем второй, поэтому используется несколько реже.

#2. Распорные наслонные стропила.

В данном случае устройство стропильной системы двускатной крыши почти аналогично предыдущим трем вариантам. Существует один нюанс: нужно заменить крепление ног стропил с подвижного (по типу ползуна) на жесткое, неподвижное. И тогда стропила начнут передавать распирающую нагрузку несущим стенам дома. В общем-то, такие распорные стропила служат как бы промежуточным звеном от наклонной системы к висячей. Однако отличие висячих стропил в том, что у них прогон не является существенной деталью. Можно и без него обойтись.

Для распорной системы мауэрлат должен быть очень крепко приделан к стене дома. Да и сами стены обязаны быть толстыми и прочными. Можно применять по периметру пояс из железобетона.

#3. Стропила, имеющие подкосы.

Подкос, который, по сути, является третьей ногой стропил, называют еще подстропильной ногой. Эта третья нога, работающая на сжатие, ставится под углом 45 градусов. Таким способом получается перекрывать даже пролеты с длиной до 14 метров, причем балками с не очень большим сечением. Ведь здесь чудесным образом балка с одним пролетом превращается в неразрезную балку с двумя пролетами.

Рассчитывать крепление подкоса не нужно, достаточно просто прибить его с обоих боков, подставив под стропилом. Это не даст подкосу смещаться. Главное – точно срезать угол подкоса, учитывая наклон ноги стропил. Чтобы определить сечение бруса, необходимого для стропильных ног, надо вычислить нагрузку на сжатие.

#4. Стропила на подстропильных балках.

Если в доме несущих стен две, используют две подстропильные конструкции. Они состоят из уложенных по длинной стороне крыши балок. Под ними установлены стойки на которых лежат балки. Также опорами для них служат лежень и внутренние стены дома. Если прогонов нет, ставим стойки под каждую ногу стропил. Верхние части стропильных ног стыкуются одна в другую и перевязываются стальными или деревянными накладками. Конькового прогона нет, поэтому появляется распор.

Затяжку ставят ниже прогонов сквозного типа – так аннулируют в безраспорной системе распор. В нижней части стоек для стабильности крепят схватки. Схватка, работающая в качестве ригеля, принимает нагрузки сжатия. Она же не дает опрокинуться стойкам. Расшивки прикрепляют крест-накрест.

 

Пример монтажа стропильной системы двускатной крыши

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 

Безраспорные стропила без подкосов – Строительный журнал Palitrabazar.

ru

Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

• Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
• Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
• Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
• Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
• Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
• Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
• Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Что такое стропила без подкосов

Что такое стропила

Стропила являются несущей конструкцией, на которой держится вся крыша. На них ложатся кровельные материалы. От их прочности зависит, как долго простоит крыша и когда необходимо производить ремонт крыши.

По способу опирания делятся на стропила с подкосами и стропила без подкосов. О первых мы расскажем в одной из следующих статей, а о второй – прямо сейчас.

Что называют стропилами без подкосов

Стропилами без подкосов называют стропила стоящие на опорах без дополнительных упоров. При их использовании стропильная система крыши может быть смонтирована как с передачей распора на мауэрлат, так и без его передачи.

Совет. Если вы ведете строительство дома своими руками — используйте стропила без подкосов при монтаже односкатных крыш с пролетом не более 4. 5 м или двускатных при пролете не более 9 м.

Как крепятся стропила без подкосов

В умных книгах говорят о том, что «Работающее на изгиб стропила, к которым относятся стропила без подкосов, не передающие распор на стены, должны иметь одну опору закрепленной, но свободно вращающейся, а другую свободно вращающейся и подвижной.»

Таким условиям соответствуют 3 варианта закрепления стропил:

1. Низ стропильной ноги либо подшивается опорным бруском, либо на нем делается запил зубом. За счет этого он упирается в мауэрлат. В верхней части горизонтальный запил со скосом.

Глубина запила не может быть более четверти высоты стропила.

Верхние концы стропильных ног свободно укладываются на прогон. В двускатных крышах их крепят к прогону по типу скользящей опоры, а между собой не скрепляют.

Из-за трудностей монтажа данная схема практически не применяется на двускатных крышах. Применение такой схемы теми, кто ведет строительство дома своими руками, может спровоцировать появление протечек и экстренный ремонт крыши.

Кроме того, при прогибе стропил, под действием нагрузок, приходится расплачиваться раскрыванием конькового узла кровли, появлением протечек. Таким образом, ремонт кровли может понадобиться в самый неподходящий момент.

Зато при монтаже односкатных крыш подобная стропильная система используется достаточно часто.

1. Нижняя часть стропильной ноги устанавливается на ползун, в верхняя часть закрепляется гвоздями, болтом, упиранием в прогон или с противоположную стропильную ногу.

Этот способ крепления стропильных ног является наиболее популярным при монтаже двускатных крыш.

Совет. Используя этот вариант особое внимание уделите креплению стропильной ноги на мауэрлате с соблюдением проектного ( или согласованного шага. Игнорирование этого совета может привести к тому, что кровельные материалы при монтаже лягут с образованием клина около конька.

1. Низ стропильной ноги изготавливают на ползуне, а верх закрепляют жестко.

Этот способ не дает распора. Однако при нем в коньковом узле образуется изгибающий момент, который может привести к разрушению крыши.

Вы наверняка обратили внимание на то, что во всех трех вариантах нижний конец стропильной ноги выполняется на подвижной опоре, а верхний на шарнире.

Следует отметить, что описанная выше стропильная система не относится к разряду устойчивых. Для того чтобы устранить этот недостаток противолежащие стропильные ноги фиксируются горизонтальными схватками. Для еще увеличения устойчивости конструкции в места пересечения схваток со стойками, держащими коньковый прогон, их крепят друг с другом.

Чем ниже установлена схватка, тем устойчивее конструкция. Однако обычно их устанавливают на высоте около 2 м для того, чтобы они не препятствовали проходу человека.

Чем ниже установлены схватки, тем лучше. Обычно их устанавливают на высоте не менее 1,8–2 м от поверхности перекрытия, чтобы они не мешали проходу человека.

Однако не следует считать стропильные системы, смонтированные из стропил без подкосов хронически неустойчивыми. Неустойчивость безраспорной стропильной системы проявляется только на крышах, где невозможно коньковый прогон от горизонтального смещения. При применении их на вальмовых крышах, в домах у которых фронтоны сложены из кирпича, блока или камня безраспорные стропильные системы устойчивы, их колебания не деформируют кровельные материалы, уложенные на крышу, и не заставляют хозяев делать внеплановый ремонт кровли.

Наслонные стропила: обзор конструкции, узлов и план монтажа

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

Варианты стропил

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

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

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

Наслонного типа

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

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

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

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

Висячая система

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

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

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

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

Конструкция и узлы

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

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

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

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

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

Специализированные наслонные стропила подразделяются на два разных вида:

Условия создания распора на стенку определяются с помощью узлового распирания.

Безраспорная система

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

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

Особенности монтажа конструкции

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

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

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

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

Сильное защемление конькового участка

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

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

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

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

Распорная система

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

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

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

Компоненты подстропильных конструкций

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

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

Особенности использования

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

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

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

Расчёт компонентов крыши

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

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

Практические советы

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

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

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

Стропильные системы скатных крыш – основа их разнообразия

Современные строения подчас поражают наше воображение самыми необычными формами кровель. Своим стильным и эффектным видом они обязаны разнообразию стропильных конструкций. Однако все они в умелых руках архитектора-проектировщика «собраны», как конструктор, соединенный в определенном порядке из стандартных элементов.

Варианты конструкций ↑

Стропильные системы скатных крыш зависят от их особенностей.

Односкатная – наипростейший вариант в изготовлении. Особенность ее конструкции в отсутствии конька, стоек и подкосов. Такими кровлями, как правило, покрывают строения с 6–8-метровыми пролетами. Несмотря на простоту конструкции, При разумном подходе и такая простая конструкция имеет свои преимущества. К примеру, с южной стороны, направленной на север, можно установить довольно большие окна. Это самая удобная стропильная система пристройки, гаража и т. п., тем более что она позволяет «собирать» кровлю из крупногабаритных листовых материалов.

Еще одной простой и дешевой по конструкции считается двускатная. Однако, и она не лишена недостатков. К примеру, в обычной крыше этого типа слишком мало пространства для мансарды.

Вальмовая – не двух, а четырехскатная . С определенного ракурса она напоминает обычную двухскатную. Однако, ее скаты поверхность дома целиком не закрывают – оставшееся по бокам пространство закрывается боковыми треугольными вальмами. Таким образом, кровля получается четырехскатной и для ее устройства используют стропила двух типов.

Многощипцовая – это конструкция, которая как бы состоит из совокупности двухскатных крыш с разнонаправленными коньками. Стропильная система подобных кровель самая дорогостоящая, но зато дает возможность обустройства дополнительной площади на чердаке.

Шатровая , благодаря своей форме, напоминающей пирамиду, максимально устойчива к ветряной нагрузке. На ней к тому же не задерживается снег. И это при том что система стропил у нее – одна из наиболее простых. Правда, отсутствие фронтонов не позволяет обустроить на чердаке даже небольшое помещение.

Стропильные системы ↑

Наслонные или висячие ↑

Каркас для устройства состоит из элементов треугольной формы, благодаря чему, даже испытывая большое количество переменных нагрузок, конструкция не теряет жесткости. Стропильные системы скатных крыш подразделяют на висячие и наслонные.

В основе выбора того или иного типа, способа крепления лежат следующие параметры:

• размеры самого строения;
• уклон и форма кровли;
• нагрузка.

Наслонные стропила

Для строений с одно- или двускатной крышей более характерно использование наслонных стропил. Это – конструкция, собранная из коротких брусьев либо досок, имеющая две-три точки жесткого крепления. В первом варианте это стены строения, в случае двускатной – добавляется конек, причем коньковый брус в данном случае должен быть укреплен стойками. Опорами для последних служат лежни. Длина стропил в постройках, отличающихся большими габаритами, превышает 6 м. Вполне возможно, что здесь понадобится установить дополнительные опорные конструкции. К примеру, соорудить внутри капитальные стены или столбчатые опоры.

Висячие

Такая конструкция отличается отсутствием промежуточных опор. Такими стропилами чаще перекрывают пролеты, превышающие 7 м. Единственной опорной точкой для стропильной ноги остается стена. Что же касается второго конца, то в этом случае состыковывают верхние части стропильного бруса и встречной ноги. Для этого используют различные способы: посредством прорезного шипа или пластин из металла, соединение вполдерева.

Распорные или безраспорные ↑

Надежность кровли в первую очередь обеспечивает тщательный расчет нагрузок, под воздействием которых находится ее каркас. Стропила становятся как бы «проводниками» этих нагрузок на внешние опоры строения. Нагрузка, которую стропильные ноги оказывают на свои опоры, бывает двух видов – распорные и безраспорные .

Распорная

Балки стропил в такой конструкции работают на сжатие и изгиб, что вызывает по горизонтали существенное распирающее усилие. Оно, естественно, передается стенам. При установке горизонтальной затяжки это распор она примет на себя, и это усилие уменьшится. Этот элемент фермы выполняет несколько функций:

• соединяет стропила,
• служит для них опорой,
• не позволяет разъехаться основаниям балок.

Затяжка может быть установлена у основания стропил, тогда она выступит в качестве балки перекрытия. Ее можно установить и выше. При таком устройстве затяжку называют ригелем. Для больших пролетов, как правило, требуется усложнение конструкции ферм , то есть устанавливают не только затяжки, но другие дополнительные элементы.

Безраспорная

Опорой нижних концов стропильных ног в этой системе служат:

• стены, а верхними концами они соединены между собой на прогон, который, в свою очередь, опирается на стойки или
• опорные рамы, образованные верхними и нижними прогонами, стойками и подкосами

Элементы системы функционируют, как балки, то есть исключительно на изгиб.

Способы крепления ↑

Безраспорные системы. Стропила этого типа устанавливают таким образом, чтобы одна опора

оказалась закрепленной, а другая – подвижной, причем обе они должны иметь возможность свободного вращения. На практике исключить опасные нагрузки, воздействующие в этом случае на стены, можно тремя способами. Стропильную ногу нижним концом упирают в мауэрлат. Ее подшивают бруском и фиксируют, используя врубку зубом. Желательно также дополнительную застраховать крепление проволокой. Верхнюю часть бруса монтируют на коньковый прогон. Для крепежа пользуются принципом скользящей опоры. Примером может послужить стропильная система веранды .

• Низ стропила фиксируют, используя подвижное соединение. Для фиксации верхней части после ее укладки на коньковый прогон используют болт, гвозди и т. д. Это самый распространенный вариант для двухскатных крыш.
• Жесткое крепление к прогону при помощи гвоздей, шпилек или другого крепежа.

В любом варианте соблюдается следующий принцип: одним концом стропильную ногу фиксируют на опоре, действующей по принципу скольжения, допускающим поворот, другим – на шарнире, позволяющим только поворот.

Распорные . Обе опоры, в отличие от безраспорных, – закрепленные. Установку проводят по тем же строительным схемам, только при этом нижние опоры фиксируют не на ползуны, а на шарнир, допускающий одну степень свободы. К нижней части стропила можно прибивать опорные бруски примерно в метр длиной либо крепят опору на мауэрлат на «зуб».

Для небольших легких крыш можно устраивать без мауэрлата , однако следует учесть, что в этом случае нагрузка по стене распределяется неравномерно.

крепление стропил без мауэрлата на односкатной и двухскатной кровле. Можно ли обойтись без мауэрлата?

Многие люди интересуются обустройством крыши без мауэрлата. Для начала надо уточнить, можно ли обойтись без него. В зависимости от этого разбираются уже с креплением стропил без мауэрлата на односкатной и двухскатной кровле.

Можно ли обойтись без мауэрлата?

Строительство домов многие люди стремятся упростить. Это касается и исполнения кровли. Сократить трудности можно путем отказа от мауэрлата. Но не все так легко и элегантно выходит на самом деле. Не всегда удается избавиться от мауэрлатов, потому что это оборачивается серьезными негативными последствиями.

Некоторые мастера и архитекторы даже рекомендуют вовсе избегать подобного упрощения. Во всех каменных постройках во всяком случае мауэрлат надо использовать точно.

Сама эта опора должна делаться с использованием гидроизоляции. В некоторых вариантах, по отзывам опытных кровельщиков, может использоваться замена мауэрлата монолитными поясами сечением 200х250. Рекомендуется насыщать их 4-мя арматурными нитями; потому подходить к этой теме нужно с большой осторожностью.

Каким должно быть основание для стропильной системы?

Независимо от наличия или отсутствия мауэрлата придется использовать максимально прочную и стабильную опору. При отсутствии подпорки для балок допускается формирование стропильных ферм исключительно по висячей схеме. Проще всего выглядит классическая подпорка, в которую входят:

• затяжка;
• подкосы;
• 1 подбалка.

Затяжной узел должен быть расположен посередине. Эти подвесные комплексы востребованы при большой величине пролета. Спаренная подпорка, кроме тех же элементов, включает еще и ригель, оказывающийся распоркой, вставленной в промежутки досок. Изредка применяется тройная подпорка, в которой есть 3 простые или 1 двойная и 1 одинарная система. Такое решение уже достаточно сложное, и прибегать к нему надо только в крайнем случае, консультируясь с профессионалами.

Как крепить стропила?

Односкатная крыша заслуженно считается самой простой и при этом неординарно выглядящей схемой. Выполнить подобную конструкцию могут даже рядовые застройщики собственными руками. Проблема состоит в выборе подходящего проекта, адаптированного под российские погодные условия.

Если дом выполнен из бревен или построен по каркасной технологии, вместо мауэрлата к балкам перекрытия присоединяется завершающий венец или же расположенная сверху обвязка.

Иногда прочности стройматериала не хватает — в этом случае перенос нагрузки на перекрытие обеспечивают стойки, расставляемые с шагом примерно 1 м, по которым крепятся прогоны, и уже к этим прогонам монтируют ноги стропил.

При отсутствии армопояса в деревянном доме закладка шпилек невозможна. Тогда приходится применять штифты с головкой шестигранной формы. В просверленное отверстие забивают стальной стержень. Через него притягивают брус к стене. Затяжка производится шестигранным ключом оптимальной величины.

В средней полосе РФ пролет длиной до 5,5 м создается из балок 5-15 см. Если он не превышает в длину 4 м, можно ограничиться балкой 5-10 см. Однако далеко не все так просто. В норме требуется тщательно рассчитывать нагрузку, учитывать воздействие снега и ветра. Соответственно этому определяют правильные характеристики балочных конструкций.

Двухскатная крыша тоже может быть оформлена с присоединением стропил непосредственно к перекрывающим балкам. Но тогда к стенам и балкам применяются специальные требования — повышенная надежность очень важна. Нагрузки будут сосредоточены там же, где опираются балки перекрытия. Стоит учесть, что во многих случаях правильнее применять все же мауэрлат.

Его обустройство помогает однородно распределить механические воздействия.

Поставить своими руками каркас вальмовой или иной четырехскатной кровли тоже несложно. Оптимальным решением считается наслонное исполнение. Оно увеличивает общую прочность и облегчается сборку. Очень важны точные грамотные расчеты. Даже небольшая ошибка приводит к деформациям или серьезным разрушениям.

Чем выше здание, тем интенсивнее воздействие ветровой энергии. Однако облегчается ситуация со снежными заносами и наледями. Угол наклона рассчитывают индивидуально. Лучше поручить такую работу квалифицированным инженерам. Распространенной ошибкой является опирание крыши второго этажа на стены из газобетона; мауэрлаты и обвязочные пояса в этом случае одинаково обязательны, и обойтись затяжками нельзя.

Стоит учесть и другие нюансы монтажа висячих стропил. Шарнирная арка треугольной формы образуется парой балок, соединяемых в коньке. Нижние основания упирают в брус горизонтальной формы. Используют обязательно затяжки. Высота коньков в конструкциях не может быть менее 1/6 от фермового пролета; врубку конькового узла ведут с эксцентриситетом, что сокращает изгиб балок.

Шарнирные арки с «бабками» отличаются более сложным строением. В них используется длинная затяжка. Нагрузка на нее достаточно велика, и потому прогиб под собственной массой очень вероятен.

Пресловутая «бабка» крепится для компенсации нагрузок и нивелирования прогибов. Важно: это изделие должно монтироваться максимально четко и правильно.

При расчетах висячих стропил внимательно изучают:

• габариты перекрываемых комнат;
• наличие мансард и чердачных помещений;
• ожидаемую предельную нагрузку;
• углы наклона скатов;
• типы систем стропил;
• материалы стен и крыши.

Как сделать вальмовую крышу без мауэрлата, смотрите далее.

Стропила без подкосов | Все о ремонте и строительстве

Стропила, опертые на две опоры без каких-либо дополнительных упоров, применяется для односкатных крыш пролетом 4,5 м или двухскатных пролетом до 9 м (рис. 30). Стропильная система может быть использована с передачей распора на мауэрлат (стены) и без передачи распора.

рис. 30. Наслонные стропила без подкосов

Безраспорные наслонные стропила

Работающее на изгиб стропило, не передающее распора на стены, должно иметь одну опору закрепленной, но свободно вращающейся, другую свободно вращающейся и подвижной.

Таким условиям отвечают три варианта закреплений стропил:

1. Низ стропильной ноги подшивается опорным бруском или на нем делается врубка (запил) зубом и упирается в мауэрлат, а вверху стропила выполняется увеличенная горизонтальная врубка (запил) со скосом (рис. 31). Глубина врубки (запила) в верхней части стропила не должна превышать а = 0,25h. Длина подрезки (площадка опирания) делается не более высоты сечения стропила (h). Подрезку рекомендуется скашивать, чтобы она не препятствовала изгибу стропила, иначе врубка боковой щекой упрется в прогон и получим распорную стропильную систему. Длина скошенной подрезки делается не менее двух глубин а. Если подрезку верха стропильной ноги сделать невозможно, его подшивают обрезком стропила с двухсторонним креплением монтажными пластинами или деревянными прибоинами. Верхние концы стропильных ног свободно укладываются на прогон. В двускатных крышах их крепят к прогону по типу скользящей опоры, а между собой не скрепляют. Двускатную крышу, в данном случае, рассматриваем как две односкатных, примкнутых друг к другу высокой стороной. Обратите внимание на чрезвычайно важное условие: верхняя опорная врубка или подшивка верха стропилины прибоинами делаются горизонтально. Стоит только изменить схему опирания на прогон, как стропило тут же показывает распор. Эта асчетная схема установки стропил из-за жесткости условий изготовления верхнего узла (любая неточность в исполнении узла тут же превращает безраспорную схему в распорную) практически не применяется для двухскатных крыш, поэтому ее чаще используют в односкатных крышах. Кроме того, в двухскатных крышах за отсутствие распора на мауэрлате при прогибе стропил под действием нагрузки, приходится расплачиваться раскрыванием конькового узла кровли.

Эта схема на первый взгляд вообще парадоксальна. Мы же отчетливо видим в нижней части стропильной ноги упор в мауэрлат и система вроде бы должна оказывать на него горизонтальное усилие. Тем не менее, она не показывает распора. Если кому-то хочется узнать почему, то доказательство читайте в курсе лекций профессора Залесского В. Г. на страницах 414–415.

рис. 31. Опирание низа стропила врубкой в мауэрлат, а верха стропила на прогон горизонтальной врубкой, со скошенной щекой, не дает распора на стены

2. Самый распространенный способ установки стропил относящийся к двухскатным крышам. Низ стропильной ноги делают на ползуне, а верх закрепляют (рис. 32): связывают гвоздевым боем или болтом, либо упирают друг в друга и связывают деревянными прибоинами или металлическими зубчатыми пластинами (МЗП).

рис. 32. Опирание низа стропил без врубки в мауэрлат с закреплением верха стропил, не дает распора на стены

На что необходимо обратить особое внимание так это на крепление стропильной ноги к мауэрлату Оно сводится только к закреплению стропил в проектное положение обеспечивающее шаг их установки. Для этого достаточно вбить с двух сторон по одному гвоздю наискосок в боковую поверхность стропила или один длинный гвоздь сверху либо поставить гибкую стальную пластину. Если будут применены модные крепежные уголки, то для закрепления низа стропилины достаточно будет одного гвоздя либо нужно прижать стропилину уголками с двух сторон вообще без гвоздей. Не вкручивайте в уголки столько шурупов и не забивайте в них столько гвоздей, сколько имеется отверстий в уголке. Иначе вы превратите ползун в несовершенный шарнир и получите на мауэрлат распор. От ветрового опрокидывания крышу держат гибкие проволочные скрутки не нужно эту функцию перекладывать на уголки либо стропильная система должна расчитываться как распорная.

3. Не дает распора и жесткое защемление конькового узла, когда низ стропильной ноги делают на ползуне, а верх жестко закрепляют (рис. 33). Однако в коньковом узле появляется изгибающий момент, стремящийся его разрушить. Максимальный изгибающий момент в такой конструкции возникает на коньковой опоре, а сами стропильные ноги получают меньший прогиб. Рассчитать такой узел, а потом точно изготовить его на стройплощадке достаточно трудно, поэтому лучше принимать формулы для вычисления изгибающего момента и прогиба как для обыкновенных однопролетных балок.

рис. 33. Опирание низа стропил без врубки в мауэрлат с защемлением конькового узла, не дает распора на стены

Во всех трех вариантах соблюдается правило: один конец стропильной ноги делается на скользящей опоре, позволяющей поворот, другой на шарнире, допускающим только поворот. Крепление стропил на ползунах и неподвижных шарнирах делаются самых разных конструкций. Сейчас их часто выполняют на крепежных пластинах. Можно крепить и по старинке: скобами, гвоздевым боем или использованием коротышей брусков и досок. Нужно только правильно подобрать вид крепежа, чтобы он допускал или препятствовал скольжению стропила в опоре.

При расчете стропильной системы принимается «идеализированная» расчетная схема. Считается, что на крышу давит равномерно распределенная нагрузка, т.е. одинаковая и ровная сила, действующая равномерно по всем плоскостям скатов. На самом деле равномерно распределенной нагрузки на скатах крыши практически никогда не бывает. Ветер, наметающий снеговые мешки на один из скатов и сдувающий снег с другого, солнце растапливающее снег на южных скатах, сползающий весной снег — делают нагрузку на скатах неравномерной. При действии неравномерной нагрузки все три выше представленных варианта стропильных систем статически устойчивы, но только при условии жесткого закрепления конькового прогона. Который концами вводят во фронтоны стен либо подпирают накосными стропилами вальмовых крыш. То есть стропильная система будет устойчивой только в том случае, если коньковый прогон на который опирается верх стропил, надежно закреплен от горизонтального смещения.

При изготовлении щипцовых крыш и опирании прогона только на стойки (без опирания их концов на стены фронтонов) ситуация меняется в худшую сторону (рис. 34). Во втором и третьем варианте при значительном снижении нагрузки на одном из скатов, против расчетной на другом скате, крыша будет пытаться «уехать» в сторону более высокой нагрузки. Первый вариант, в котором низ стропильной ноги сделан с врубкой зубом либо с подшивкой опорного бруска, а верх горизонтальной врубкой уложен на прогон, хорошо держит неравномерную нагрузку, но только при условии абсолютной вертикальности стоек, удерживающих коньковый прогон.

рис. 34. Потеря устойчивости стропильной системой

Для придания стропильной системе устойчивости в нее вводят горизонтальную схватку (рис. 35). Она повышает устойчивость системы, но незначительно. Поэтому во всех местах, где схватка пересекается со стойками, поддерживающими коньковый прогон, ее прикрепляют к стойкам гвоздевым боем. Существует устойчивое заблуждение, что схватка всегда работает на растяжение, это не так. Схватка многофункциональный элемент: в безраспорных конструкциях стропил она вообще не работает при отсутствии на крыше снега либо работает на сжатие при появлении на скатах незначительной равномерной нагрузки. На растяжение она работает только в предаварийной ситуации при просадке либо прогибе конькового прогона от действия максимальных нагрузок. По-сути, схватка это аварийный элемент стропильной системы, вступающий в работу, когда крышу завалит максимально возможным количеством снега и коньковый прогон прогнется на всю расчетную величину либо когда произойдут непредвиденные и неравномерные просадки фундаментов и, как следствие, неравномерная осадка стен и конькового прогона. Чем ниже установлены схватки, тем лучше. Обычно их устанавливают на высоте не менее 1,8–2 м от поверхности перекрытия, чтобы они не мешали человеку при прохождении по чердаку.

Если во втором и третьем варианте нижний узел опирания стропильной ноги (ползун) заменить на ползун немного другой конструкции (рис. 35, в) — с выносом конца стропилины за стену, то это еще более укрепит всю систему, делая ее статически устойчивой конструкцией при любом сочетании нагрузок.

рис. 35. Схватка между стропилами увеличивает устойчивость стропильной системы

Еще одним мероприятием повышения устойчивости всей системы является жесткое (что не всегда возможно) закрепление низа стоек поддерживающих прогон. Их врубают в лежень и прикрепляют к перекрытиям любым возможным способом, превращая нижний узел опирания стойки из шарнирного (в плоскости стропил) в узел с жестким защемлением (рис. 36).

рис. 36. Пример закрепления узла опирания стойки

Сечение схваток ввиду развития в них малых напряжений не рассчитывают, их принимают конструктивно. Для того, чтобы уменьшить типоразмер деталей использующихся при строительстве стропильной системы, сечение схватки используют тех же размеров, что и стропила, но могут быть применены и более тонкие доски. Схватки устанавливаются с одной или двух сторон стропил и прикрепляются к ним гвоздевым боем и/или болтами (рис. 37). При расчете сечения стропил, схватки не считаются дополнительными опорами, т.е. стропильную систему рассчитывают так, словно схваток в ней вообще нет. Однако, если схватки прикручиваются к стропилам болтами, то несущую способность древесины из-за ослабления отверстиями под болты, уменьшают использованием коэффициента 0,8. Иными словами, если в стропилине будут сверлиться отверстия под установку болтов схваток, то ее расчетное сопротивление применяют равным 0,8R. При креплении схватки к стропилам только гвоздевым боем ослабления расчетного сопротивления древесины стропильной ноги не происходит, но нужно сделать расчет на количество забиваемых гвоздей. Производится расчет на срез (изгиб) гвоздей. За расчетную силу среза принимают распор, который может возникнуть при аварийном состоянии стропильной системы. В общем, в расчет гвоздевого соединения схватки со стропилом вводят распор (H), которого нет, при нормальной работе стропил.

рис. 37. Узел крепления схватки

Еще раз напомним, статическая неустойчивость безраспорной стропильной системы проявляется только в крышах, где нет возможности закрепить коньковый прогон от горизонтального смещения. В домах с вальмовыми крышами и в домах с фронтонами из кирпича и камня, безраспорные стропильные системы вполне устойчивы и в мероприятиях по обеспечению устойчивости нет никакой необходимости. Однако «противоаварийные» конструкции — схватки, устанавливать все же надо.

При введении в расчёт стропильной системы распора (даже если его нет) изменяется расчёт сжимающей силы S. Теперь она рассчитывается делением равнодействующей распределённой нагрузки на синус угла наклона стропилины S=(qL/2)/sinα. Не вдаваясь в подробности разложения векторов сил, поясним это на небольшом примере. Предположим, имеем стропильную систему с крутым углом наклона скатов. При действии на неё нагрузки в аварийном состоянии, например, при просадке, ухода от вертикали или разрушении конькового прогона, в схватке появятся растягивающие напряжения, нейтрализующие так называемый распор. При неизменной внешней нагрузке, чем меньше будет угол наклона скатов, тем больше будет расти распор и тем больше будут сжаты стропильные ноги. И наоборот, если стропильные ноги не будут связаны схватками, то они работают, как обычные балки, уложенные в наклонном положении. В этом случае уменьшение угла наклона, при неизменной нагрузке, уменьшает сжимающие напряжения в стропилине и увеличивает нормальную (перпендикулярную) силу, направленную на изгиб балки. Поэтому сжимающая сила в стропильных системах без схваток считается как S=(qL/2)×sinα а со схватками S=(qL/2)/sinα. Так как двухскатные стропильные системы практически никогда не строятся без схваток, а расчёт всегда ведётся на самые плохие условия работы, то далее на всех схемах сжимающие напряжения будут записаны, как S=(qL/2)/sinα вне зависимости будет в этих схемах распор или нет.

При установке шпилек или болтов для крепления схваток обратите особое внимание на диаметр отверстия под них. Он должен быть равным диаметру шпилек (болтов) или даже меньше его на 1 мм. В аварийной ситуации схватка не будет работать до тех пор, пока не выберет зазор между шпилькой и стенкой отверстия в это время низ стропильных ног «разъедется» на несколько миллиметров или сантиметров (зависит от высоты установки схватки), что может подвинуть или выкрутить мауэрлат и разрушить карниз стен, а в распорных стропильных системах, где мауэрлат жестко закреплен — «раздвинуть» легкие стены.

Распорные наслонные стропила

Работающее на изгиб стропило, передающее распор на стены, должно иметь две закрепленные опоры.

Берем те же варианты стропильных схем и заменяем в них нижние опоры с двумя степенями свободы (ползуны) на опоры с одной степенью свободы (шарниры). Просто, где их нет, прибиваем к низу стропильной ноги опорные бруски. Обычно используется брусок длиной около метра и сечением 50×50(60) мм с расчетом гвоздевого соединения. Либо делаем опору на мауэрлат в виде зуба. В первом варианте расчетной схемы, в коньке там где стропила горизонтально оперты на прогон, сшиваем верхние концы стропильных ног гвоздевым боем или скрепляем болтом и получаем, таким образом, шарнирную опору.

рис. 38. Стропила упертые обоими концами в мауэрлат и друг в друга показывают распор

Расчетные схемы стропильных систем меняются незначительно (рис. 38), все внутренние напряжения сжатия и изгиба остаются прежними, но в нижних опорах стропил появляется распор равный H = (qL/2)×ctg α, (кг). В верхних узлах распор в одной стропильной ноге уничтожается противоположно направленным распором от конца другой стропильной ноги, поэтому здесь он не приносит особых хлопот. Однако концы стропильных ног, упертые непосредственно друг в друга или через прогон, могут быть проверены на смятие древесины, хотя в большинстве случаев этого не требуется.

По сути, распорные наслонные стропила это переходная схема между безраспорными наслонными и висячими стропилами. В них уже просматривается схема висячих стропил, но рудимент в виде конькового прогона еще остается. Когда стропила низом уперты в стены, а верхом друг в друга, то прогон здесь как пятое колесо в телеге. С одной стороны вроде и не помешает, а с другой — можно и без него обойтись. Стропильная система проявляет двойственность своей работы, которая зависит от плотности прилегания верха стропил к прогону и друг к другу. Вектор силы давящий на коньковый узел распределяется и на стропильные ноги, и на прогон. При просадке, в результате усадки стен или прогибе от собственного веса, прогон уходит из работы и векторы сил полностью распределяются по стропилам, а сами стропила при этом превращаются в висячие.

В распорных стропильных системах назначение у схватки несколько иное — она в аварийных ситуациях работает на сжатие. Вступая в работу, она снижает распор на стены низа стропильных ног, но полностью его не снимает. Она сможет его снять полностью, если будет расположена в самом низу закрепленная между концами стропильных ног, но это уже другая конструктивная схема и схватка в ней называется затяжкой.

Что же изменяется с включением в схему схватки? Не будем нагружать вас раскладкой векторов сил, просто представьте предаварийную ситуацию, когда на крышу действуют максимальные нагрузки. Там где под коньковым прогоном нет стоек происходит прогиб прогона и наслонные стропила, стянутые схваткой, моментально превращаются в схему висячих стропил со сжатым ригелем, а низ стропильных ног получает распор по соответствующей расчетной схеме. Там где под коньковым прогоном есть стойки либо прогон жесткий, схватка то же работает на сжатие и низ стропильных ног тоже передает распор, но более слабый так, как верх стропил держит коньковый прогон. Однако расчет производится по наихудшему сценарию.

Применение распорных наслонных стропильных систем требует учета влияния распора на стены. Снизить распор можно установкой жестких коньковых прогонов. Для этих стропильных схем будет лучше, если расчетный прогиб конькового прогона получится намного меньше нормированного СНиПом. Старайтесь увеличивать жесткость прогона установкой стоек, подкосов или консольных балок (изменение высоты сечения) либо делайте на нем строительный подъем. Особенно это актуально для домов из легких бетонов, брусовых и рубленных из бревна. Массивные кирпичные, бетонные и панельные дома легче переносят распор на стены.

Следует заметить, что под распором понимается горизонтальное усилие, возникающее от скатывающегося по стропильной ноге сжимающего напряжения S. Иными словами, распор — это горизонтальный вектор сил появляющийся от действия вертикальной нагрузки. Не нужно путать его с распором от прогиба стропил. В расчетной схеме стропила считаются стержневыми элементами, не имеющими высоты, поэтому распор от прогиба не учитывается. На это и направлено нормирование прогиба в строительных конструкциях. СНиП, вводя нормированные величины прогиба, приближает идеализированные расчетные схемы к реальным. Другим словами если прогиб строительной конструкции не превышает нормируемого, то и задумываться о распоре от прогиба не следует, его как бы нет. Хотя на самом деле он есть и в распорной схеме он проявляет себя в большей степени, чем в безраспорной. На распор от прогиба нужно обращать внимание при строительстве стен дома из газобетонов. Это блоки абсолютно не держат изгиб и могут быть разрушены распором даже от прогиба стропил. Не делайте на этих стенах систем распорных стропил. В других случаях распор от прогиба не наносит особого вреда, например, в кирпичных стенах его воспринимает упругость мауэрлата и стального крепежа.

Стропильная система, сделанная по распорному варианту, статически устойчивая система при любых сочетаниях нагрузок и требует жесткого закрепления мауэрлата на стене. Для удержания распора, стены должны быть достаточно массивными либо снабжены неразрывным монолитным железобетонным поясом по всему периметру, как обруч на деревянной бочке. В аварийных ситуациях, в отличие от безраспорных систем, в распорной системе работающая на сжатие схватка не спасает положения, она лишь частично уменьшает распор, передающийся на стены (рис. 38.1). Для того чтобы аварийных ситуаций не произошло мы и собираем по максимуму, нагрузки действующие на крышу.

рис. 38.1. Работающая на сжатие схватка частично снимает распор со стен

Расчет стропильной системы с введенной в нее сжатой схваткой делается по двум сочетаниям нагрузок. Сечение стропильной ноги подбирается по максимальному изгибающему моменту и прогибу без учета работы сжатой схватки. Представьте, что на крыше действуют неравномерная нагрузка: на одной стороне ската снег лежит, а на другой он стаял или сполз. Изгибающаяся стропильная нога просто толкнет сжатую схватку и будет работать как обычная однопролетная балка. Подбор сечения сжатой схватки и определение распора на стены, наоборот, будем производить для равномерно распределенной нагрузки по обоим скатам. В этом случае схватка будет сжата с обеих сторон и получит максимальное напряжение сжатия, низ стропильной ноги будет отдавать пониженный распор на стену, а сама стропильная нога превратится в неразрезную балку на трех опорах.

 

что это, как выглядит, на что похожа

Строительная наука не стоит на месте, многие из старых традиционных технологий и приемов давно забыты, практически не сохранились даже их названия. Например, мало кто из современных мастеров может сказать, как строится крыша на самцах, что это за способ, и как он использовался на практике. До появления промышленных технологий обработки строительного леса крыша избы на самцах была достаточно распространенным явлением.

Что означает крыша на самцах

Чтобы избежать путаницы, необходимо вспомнить, как строили дома до появления кирпича и бетона. Большая часть коробки здания строилась из бревен, теса и бруса. Поэтому крыша на самцах — это:

• Вариант устройства кровли здания, построенного по схеме деревянного сруба. Использование венцового способа сборки крайне важно для постройки крыши, так как большая часть каркаса является неотъемлемой частью стен;
• Вместо каркаса на стропильных балках собирается крыша без стропил на самцах, это наиболее важная деталь всей конструкции.

К сведению! При использовании схемы на самцах качество крыши в значительной степени зависит от точности сборки именно самцовой части.

Основное отличие крыши на самцах от стропильной заключается в расположении несущих элементов. В традиционной схеме каркас образован парами стропил, опирающихся на центральный коньковый прогон. В крыше без стропил на самцах главными несущими элементами являются горизонтальные балки, которые и образуют плоскость каждого из двух скатов. Чтобы понять, насколько сложным было строительство срубной избы с крышей на самцах, нужно представить, что каждый брусовый прогон ската кровли требовалось выровнять в одной плоскости и по вертикали.

Учитывая тот факт, что большинство прогонов представляли собой обычные тонкие бревна или, в лучшем случае, грубо тесанные брусы, становится понятным, что строительство требовало высокой квалификации плотника.

Что такое самцы в срубной избе

В простейшем варианте под этим термином понималась та часть крыши, которую сегодня знают, как фронтоны. Самцами называют также всю стену здания, включая фронтоны, и это, наверное, правильно, так как структурно это одна деталь сруба.

В профессиональной плотницкой среде мастера этим термином обозначают лишь отдельные бревна фронтона, на которые укладываются горизонтальные поперечины скатов кровли. На концах самцовых бревен зарубались полукруглые или треугольные пазы, в которые и укладывались продольные балки-горизонтали.

К сведению! От того, насколько грамотно подобран материал и сделаны врезки, зависело то, насколько долговечной и теплой получалась крыша на самцах без стропил.

На первый взгляд, ничего особенного, но работа по укладке самцов требует хорошего чутья качества древесины и расчета усадочных зазоров. Тем более что металлический крепеж, гвозди, саморезы, стальные нагеля, уголки и бабочки в крыше на самцах в традиционной срубной избе не используются.

Устройство крыши на самцах

Кроме самцовых балок, в строительстве крыши используются:

• Слеги – горизонтальные поперечины, обычно тонкое, до 10 см бревно идеально круглого сечения. Для обустройства плоскости каждого из двух скатов используются три-четыре бревна или бруса;
• Поперечные слеги, выполняющие функции обрешетки и контробрешетки. Для заделки поверхности скатов обычно использовались горбыль или резанные части горизонтальных поперечин, оказавшихся слишком короткими для укладки на самцах;
• Князевый или главный слег. Это балка или несколько брусов, сшитых между собой, соединяющие два противоположных фронтона. Иногда эту часть крыши на самцах называют коньковым тесом.

После закладки кровельного покрытия на каркасе крыши в старину на главный коньковый брус набивали декоративную часть, именуемую охлуп. Понятно, что каркас устоит на самцах и без декора, но использование балки-охлупа позволяет защитить коньковую часть кровли и одновременно улучшить ее внешний вид.

Кровельное покрытие крыши на самцах собирали в зависимости от возможностей владельцев, это могла быть тесовая доска, уложенная на плетеный из лозы мат. В северных районах крышу застилали колотой деревянной черепицей, в южных кровлю делали из сушеного камыша.

Из защитных элементов для крыши на самцах в избе также использовалась причелина, или ветровая планка, и система дождевой воды, именуемая водотечником. Эффективность их не столь высока в сравнении с современными доборными элементами, поэтому нет смысла копировать устаревшие способы защиты, если можно использовать новые, оформленные под старину.

Материалы для изготовления каркаса и кровельного покрытия

Для того чтобы построить прочную и надежную крышу, нужно было быть не просто хорошим плотником, в первую очередь требовалось хорошее знание материала древесины, идущей на обустройство как слеговых, так и самцовых балок.

Для формирования двухскатной крыши отбирались три — четыре пары бревен. Отбор шел именно попарно, чтобы вес и жесткость балок, уложенных на самцах симметрично по обе стороны коньковой балки, был одинаков. Аналогичные требования выдвигались и к самим самцам. В идеале при строительстве крыши самцовые и слеговые балки в одном ряду должны были быть вырезаны из одного бревна. Это обеспечивало равномерное давление на сруб, и главное, давало равномерную усадку всего строения.

К сведению! В срубной избе ставят крышу на самцах, если здание планируется сделать высоким, с минимальным размером подошвы.

Кроме того, хороший плотник обращал внимание на рисунок колец на срезе древесины, на количество дефектов и даже обрезов веток. Обычно для комплектования слегов и самцовых коротышей приходилось перебирать и отбраковывать в 2-3 раза больший объем древесины, чем это требовалось бы для каркаса. Для каркаса и самцов крыши использовали сосну не моложе 20 лет, на коньковую балку выбирали дуб, или сбивали прогон из наружных обрезов бревна сосны не моложе 30 лет. Для кровли использовали тесанные доски, обычно из осины, из нее же собирали детали ветровой планки, карниза и декоративных элементов.

Плюсы и минусы самцовой крыши

Прежде чем принимать решение о строительстве домика с достаточно древним и уже порядком забытым способом возведения крыши, необходимо еще раз все взвесить и оценить, насколько удачным и, главное, доступным будет подобное решение.

Чем интересен старый способ крепления

Главной особенностью крыши на самцах для традиционной срубной избы является практически полное отсутствие металлических соединительных деталей. Даже в современном строительстве плотники широко используют стальные скобы и нагеля для стяжки венцов и удержания стропил на мауэрлате. Металлический крепеж позволяет удерживать стропильные балки от крена или отрыва от верхней кромки сруба.

В старину столь нерациональное использование металла было роскошью, поэтому стены сруба усиливались только деревянным крепежом, на углах – закладными шпонками, а венцы стягивались между собой нагелями из дуба и лиственницы.

К сведению! Нельзя сказать, что использование металлических скоб и уголков увеличивает долговечность крыши. Любой гвоздь, стальной клин или скоба, забитые в толщу бревна или бруса, неминуемо становится источником трещин и попадания воды внутрь более уязвимой сердцевины.

Это означает, что если каркас на самцах будет построен по всем правилам и канонам, то крыша получится намного более жесткой, прочной и долговечной. Можно будет не опасаться за растрескивание балок или отрыв верхнего венца сруба.

Чем отличается самцовая крыша от стропильной

Конструктивно использование самцов для удержания горизонтальных слег крыши выглядит даже проще, чем установка стропильного каркаса. Кажется, что достаточно лишь добавить необходимое количество венцов на каждом из фронтонов, чтобы получить боковины крыши необходимой высоты. Соединить их между собой коньковой балкой и последовательно уложить на самцы слеговые поперечины.

Строительство стропильного каркаса начинается с установки крайних пар стропил и коньковой балки. Это наиболее ответственная часть возведения крыши, поэтому приходится тратить много времени и сил, чтобы выровнять и подогнать начальный остов конструкции. Требуется скрупулезное вымеривание и разметка мест для запила опорных частей каждой пары стропил. В общем, требуется хорошее знание геометрии, умения работать с мерителем и определенное мастерство в балансировке каждой пары стропил.

Если использовать аналогию, то крышу на самцах можно сравнить с навесом, у которого каркас выполнен из жестких прутьев и обтянут пленкой. Стропильную систему можно сравнить с зонтиком, кровля которого натянута на тонких и легких проволочных дугах. Удерживать зонт намного легче, чем каркасный вариант защиты. Стропильная крыша является саморегулирующейся и самоподстраивающейся под внешнюю нагрузку, поэтому такая конструкция легче и не переносит 100% нагрузки на коробку здания.

Крышу на самцах целесообразно строить на относительно небольших бревенчатых срубах и избах, в этом случае преимуществ у самцового способа крепления несущих поперечин значительно больше, чем у стропильной схемы.

В конструкции самцового каркаса не используют доски, практически все элементы изготавливаются из окоренного и тесанного бревна, что существенно усиливает стойкость древесины. Для сравнения: стропильный вариант выходит из строя в два раза быстрее, чем крыша на самцах.

Положительные качества каркаса на самцах

К наиболее важным преимуществам каркасной системы, состоящей из горизонтальных слег-поперечин, можно отнести огромную жесткость крыши. В старину не было возможности использовать мягкую и эластичную кровлю, скаты крылись преимущественно доской, с конопаткой швов мхом и джутом. И этого хватало, чтобы обеспечить надежную защиту от дождя. Правда, каждый сезон крышу на самцах приходилось обслуживать, конопатить и заделывать смоляными расплавами.

Вторым важным преимуществом было хорошее удержание тепла, прежде всего, за счет толстых и массивных фронтонов. Даже если на крыше собиралось огромное количество снега, горизонтальные балки не ломались, за счет прочного и одновременно скользящего крепления на пазах самцов.

Подкрышное пространство можно было использовать самым произвольным образом, к балкам нередко подвешивали вещи, инструмент и даже хранили запасы, не опасаясь за целостность кровли. Прочности самцов достаточно, чтобы выдержать нагрузку в несколько сот килограммов дополнительного веса.

Не самые лучшие стороны самцовой крыши

Понятно, что один тот факт, что стропильная система практически полностью вытеснила крышу на самцах, говорит о достаточно серьезных недостатках:

• Необходимость использования отборной строительной древесины, калиброванного бревна без дефектов и с идеальной геометрией. Стоимость изготовления хорошей крыши на самцах обходится вдвое дороже, чем на стропилах;
• Высокая жесткость и отсутствие самобалансировки опорных балок. В результате при неравномерной усадке рубленного здания крыша на самцах может легко оторвать верхние венцы сруба.

По отзывам, владельцы часто недовольны необходимостью регулярно конопатить и подбивать фронтоны, заделывать щели в венцах и осаживать приподнявшиеся края самцов. Эта претензия не всегда справедлива, так как на срубах конопатку приходится выполнять часто, независимо от устройства крыши. В то же время использование современного кровельного покрытия хорошо защищает слеги, поэтому ремонтировать крышу на самцах приходится не чаще, чем стропильную балку.

Особенности монтажа крыши на самцах в срубной избе

В первую очередь потребуется заготовить материал для самцов. Для этого выбирают наиболее ровные и бездефектные бревна, обрезают каждый отрезок в размер плюс запас в 50 мм. Каждый фронтон предварительно раскладывают на ровной и плоской площадке, на самцах наносят метки и нумеруют, чтобы не перепутать при сборке.

Перед началом монтажа на каждой из боковых стен сруба прибивают вертикальную планку, ее будут использовать в качестве ориентира при укладке самцов. При сборке фасада важно выдержать геометрию, поэтому между планками натягивают шнур, обозначающий срединную линию.

После сборки обоих фасадов правильность укладки самцов на крыше еще проверяют двумя горизонтальными шнурами и одним отвесом. Не снимая шнуров, устанавливают коньковую балку.

Крыши для высоких построек

При том, что рубленая коробка считается одним из наиболее прочных и жестких вариантов деревянных зданий, из–за неплотного прилегания бревен новый сруб остается достаточно неустойчивым. По мере завершения усадки венцов жесткость возрастает, пока постройка не «осядет», крыша на самцах остается неустойчивой. Любой крен строения может деформировать крышу и разорвать замки на самцах.

Чтобы избежать подобного эффекта, начиная с последних трех венцов и далее все ряды фронтонов укладываются со сдвигом бревен внутрь дома. Каждый последующий венец получался меньше, соответственно, коробка сужалась к верху пирамидой. При возникновении крена здания проекция основания крыши на самцах все равно не выходит за пределы подошвы постройки, и угрозы разрушения нет.

Монтаж слегов на самцы

Это наиболее ответственная часть установки несущего каркаса. Дело в том, что каждую слеговую поперечину перед запилом пазов и укладкой на самцы необходимо выровнять по вертикали и горизонтали. Балка должна находиться в одной плоскости. Особое внимание уделяется разметке и укладке первой нижней поперечины-слега. Все остальные балки ставить на самцы проще, можно использовать доску-шаблон. Опираясь мерилом на нижний слег и коньковую балку, выровнять новую поперечину не представляет особой сложности.

Замки на самцах врезают двумя способами. Первый вариант называют «чаша с курдюком». В результате слеги осаживаются на полкорпуса ниже верхней линии поверхности самца. Но такой способ подходит для относительно коротких и высоких скатов, хотя замок получается прочным и, главное, с хорошими теплоизолирующими характеристиками. Изготовление замка требует тщательной подгонки, так как легко промахнуться с уровнем осадки на вырезанной площадке.

Второй способ более простой. Бензопилой или электропилой просто запиливают на самцах полукруглый паз, размером равным диаметру слеговой балки. Преимуществом данного способа является простой способ выравнивания поверхности крыши. После того как все слеговые балки выровнены в одной плоскости, их фиксируют на самцах. В старину слеги прочно перевязывали джутовой веревкой до окончания усадки. Через полтора года снимали с крыши ветровую планку и край кровли, после чего в замки на самцах дополнительно устанавливали шпонки или нагеля.

Кровля для крыши на самцах

Если собрать каркас по правилам, то конструкция получается достаточно прочной, чтобы удержать практически любой вид кровельного покрытия. В старину поверхность закрывали тесом или досками с подрезанным клином краем. В результате укладки края перекрываются и образуют плотный стык, который забивается джутом с глиной.

В современных условиях крыша на самцах может выдержать керамическую черепицу, можно использовать шифер, ондулин или любой вид металлического кровельного покрытия. Если планируется уложить мягкую битумную черепицу, то вместо сплошной заделки фанерной контробрешетки можно зашить слеги широкими кусками обзола или нарезным горбылем. Главное, чтобы стыки были ровным и плоскими.

Иногда схему на самцах выбирают для обустройства крыш зданий, расположенных на пригорках, на холмах, в чистом поле, где нередко случаются мощные порывы ветра. В тяжелых условиях, когда стропильные каркасы складываются, как карточные домики, крыша на самцах выдерживает нагрузку и даже не требует дополнительных мер усиления каркаса.

Если требуется выбрать вариант крыши для помещения, в котором не предусмотрено полноценное перекрытие потолка, и каркас усилен только потолочными балками, то вариант на самцах будет наиболее подходящим из всех существующих. Схему можно использовать для зданий замкового типа с высокими потолками. Нередко к укладке кровли на самцах прибегают специально в тех случаях, когда запланировано устройство прозрачной вставки размером на полкрыши, балкона или верхней террасы-балкона.

Заключение

Крыша на самцах строится долго. Время, необходимое на сборку каркаса, в несколько раз больше, чем для стропильной конструкции, но трудности с подгонкой слегов вполне оправданы. Тем более, что при использовании современных инструментов и способов измерения сделать это намного проще, чем в старину. Вместо деревянных нагелей и шпонок вполне возможно использовать современные саморезы, пластиковые закладные элементы, клей и полимерную кровлю.

Как построить двускатную крышу без потолочных балок | Home Guides

Стандартная треугольная крыша, известная как двускатная крыша, обрамлена стропилами, которые представляют собой диагональные элементы, поддерживающие кровельные материалы. Но двускатная крыша также требует некоторой формы горизонтальных распорок, потому что вес крыши заставляет стропила расширяться по карнизу. Во многих конструкциях эта горизонтальная связь обеспечивается потолочными балками, прикрепленными к нижней части стропил. Если в вашем дизайне нет потолочных балок, как в случае сводчатых потолков, вам понадобится альтернативный подход.

Структурный выступ

Структурный выступ является стандартной альтернативой потолочным балкам. В этой конструкции верхушки стропил крепятся к несущей коньковой балке, идущей по длине кровли. Не путайте эту конструкционную коньковую балку с обычной коньковой доской, которая представляет собой небольшой кусок пиломатериала, который просто облегчает строительство крыши. Для конструкционного конька требуется большая балка, которая переносит вес крыши на прочные стойки, которые обычно находятся в торцевых стенах конструкции.

Расчет конька конструкций

Проектирование конька конструкции сложнее, чем проектирование крыши, включающей перекрытия балок; вам следует проконсультироваться с инженером-строителем. Тем не менее, вы можете выполнить некоторые базовые вычисления, чтобы получить приблизительное представление о ваших требованиях к гребню. Конек должен выдерживать примерно одну треть веса крыши (остальные две трети поддерживаются боковыми стенками). Найдите площадь вашей крыши в квадратных футах и ​​умножьте ее на максимальную ожидаемую нагрузку на крышу (обычно 40 фунтов на квадратный фут).Разделите это число на 3, чтобы найти максимальную нагрузку на балку конька.

Центральная стена

Несущая центральная стена, которая простирается до внутреннего конька крыши, может заменить структурную балку конька. В этой конструкции стропила крепятся к неструктурной коньковой доске, которая опирается непосредственно на внутреннюю стену. Эта внутренняя стена выдерживает вес крыши и не дает провисать коньку; если конек не может провисать, крыша не может перекинуться на карниз. Такой подход позволяет избежать затрат и сложностей, связанных с проектированием и строительством крыши с несущей коньковой балкой, но есть один существенный недостаток: эта центральная стена должна располагаться над фундаментной перегородкой некоторой формы, которая будет передавать нагрузку с крыши на землю. .

Торцевые стены

В небольших конструкциях с умеренными нагрузками на крышу иногда можно не использовать боковые распорки, если боковые стенки надежно прикреплены к торцевым стенам. Боковые стенки не могут распространяться по углам конструкции, потому что торцевые стенки функционируют как боковые связи, а если боковые стенки короткие, усилие в середине стенок легче передается на углы конструкции. Такой дизайн сложно анализировать напрямую; Если вы выберете этот подход, проконсультируйтесь с опытным плотником или инженером-строителем.

Ссылки

Ресурсы

Биография писателя

Джозеф Уэст пишет о технике, сельском хозяйстве и религии с 2006 года. Он активно участвует в науке и практике устойчивого сельского хозяйства и теперь пишет в основном по этим темам. Он получил сертификат редактора копий в 2009 году и имеет степень бакалавра наук Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Как оформить двускатную крышу без потолка | Home Guides

Двускатная крыша – это тяжелая конструкция, и если вы хотите предотвратить обрушение крыши, вам необходимо правильно построить структуру.В традиционном каркасе элементы каркаса, образующие потолок здания, играют важную роль в поддержании устойчивости крыши. Когда эти потолочные элементы снимаются, их необходимо заменить чем-то другим, что выдержит вес крыши.

Стропила и коньковые доски

При обычном двускатном каркасе крыши скат крыши образован стропилами, идущими по диагонали вниз от вершины крыши к вершинам внешних стен здания. Верхние концы стропил упираются в коньковую доску – горизонтальный элемент каркаса, проходящий по пику крыши.Коньковая доска служит только как поверхность для крепления стропил и не выдерживает никакой вес крыши; вес вместо этого поддерживается стенами, на которые опираются нижние концы стропил. Вес оказывает внешнее горизонтальное усилие на стены, и в обычном каркасе этой силе противодействуют стропильные стяжки, которые представляют собой горизонтальные элементы, которые проходят между нижними концами стропил в верхней части стен и не позволяют стропилам расширяться наружу. . Стропильные шпалы также являются балками перекрытия в интерьере здания, а когда в интерьере есть собор или сводчатый потолок, стропильные связи отсутствуют.

Хомуты

Хомуты – альтернатива стропилам в каркасе, где использование обычного потолка нежелательно. Подобно стропильным шпалам, воротниковые шпалы представляют собой горизонтальные элементы, которые связывают стропила вместе и противостоят силе, которая пытается заставить основания стропил горизонтально растягиваться и выталкивать стены наружу. Однако воротниковые стяжки расположены выше по стропилам, так что они охватывают внутреннее пространство на более высоком уровне, чем верх стен. Если манжеты расположены выше одной трети высоты стропил, они не смогут противостоять горизонтальной силе.

Коньковая балка

Структурная коньковая балка может устранить необходимость в стропильных шпалах или воротниковых связках. Коньковая балка занимает то же положение, что и коньковая доска, но изготовлена ​​из более тяжелых пиломатериалов и, в отличие от коньковой доски, поддерживается на концах фронтона конструктивными колоннами. Опора позволяет балке выдерживать вес крыши, снимая нагрузку с нижней части стропил и устраняя горизонтальное воздействие на стены. При использовании конькового бруса нет необходимости в конструкционном перекрытии внутри здания.

Фермы крыши

Фермы крыши – это сборные элементы каркаса, которые точно спроектированы таким образом, чтобы они могли адекватно поддерживать крышу здания при использовании минимально возможного количества пиломатериалов. В некоторых типах ферм, называемых ножничными фермами, используются внутренние опорные элементы, которые связывают верхние части ферм вместе над уровнем верха стены. Нижние пояса фермы не горизонтальны; они наклонены вверх к пику крыши, поэтому внутренняя структура фермы кажется похожей на стропила в потолке собора.

Ссылки

Writer Bio

Эван Гиллеспи вырос, работая в своей семье, занимаясь производством оборудования и товаров для дома, и является опытным садовником. Он пишет на темы дома, сада и дизайна с 1996 года. Его работы публиковались в South Bend Tribune, Fort Wayne Journal-Gazette, журнале Arts Everywhere и многих других изданиях.

Хомуты по сравнению со стропильными стропилами

Ника Громицко, CMI® и Бена Громицко

Хомутные стяжки и стропильные стропы 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 совпадают.

В физике натяжение – это сила натяжения, прилагаемая твердым объектом к другому объекту. Элементы растяжения – это твердые объекты (или элементы конструкции), которые подвергаются осевым растягивающим силам или растяжению. Стяжки воротниковые и стропильные – примеры элементов растяжения.

Натяжная стяжка – это элемент конструкции, который подвержен действию натяжения сети.

Хомуты

«Хомуты» – это разговорная фраза, которая используется подрядчиками, строителями и инспекторами, но обычно не используется в строительной или инженерной документации.Правильная фраза на самом деле – «луч воротника». В этой статье мы будем использовать «галстук для воротника».

Стяжка воротника – это натяжная стяжка в верхней трети противоположных стропил, которая предназначена для предотвращения отделения стропил от балки конька в периоды несбалансированных нагрузок, например, вызванных подъемом ветра или несбалансированными нагрузками на крышу от снега. Международный жилищный кодекс 2015 года не требует обвязки воротником (или балок воротника). Однако в тех ситуациях, когда они указаны, хомутные стяжки или коньковые перемычки обычно устанавливаются в верхней трети крыши между противостоящими стропилами.В районах с сильным ветром подъем может сорвать крышу дома, если она не прикреплена должным образом.

Хомуты должны иметь размер не менее 1 x 4 дюйма (номинал) с интервалом не более 4 футов по центру.

Прочие сведения о воротничках:

• Они могут потребоваться, а могут и не потребоваться, в зависимости от юрисдикции. Инспекторы InterNACHI не должны называть отсутствие воротников-завязок дефектом, если они не знают, что завязки-воротники требуются в юрисдикции, где находится дом, на момент его постройки.
• Хомуты, вероятно, не понадобятся, если для крепления стропил к коньку использовались утвержденные металлические соединители.
• Там, где они требуются, они должны быть установлены на всех остальных стропилах, если стропила находятся на расстоянии 24 дюйма от центра.
• Хомуты, вопреки распространенному мнению, не препятствуют расширению стен.

Стропильные стропы

Стропильные стропы – это натяжные стяжки в нижней трети противостоящих друг другу стропил, которые предназначены для противодействия толчкам стропил наружу под нагрузкой.Во многих ситуациях вы обнаружите, что потолочные балки, установленные параллельно стропилам, предназначены для использования в качестве стропильных балок. На макете каркаса крыши ниже показана стандартная стропильная балка.

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

Стропильные шпильки выдерживают давление наружу, которое стропила оказывают на наружные стены. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Они помогают предотвратить расползание стен из-за веса крыши.При раздвигании стен коньковая доска может прогнуться. Провисание конька – один из признаков того, что в конструкции крыши могут отсутствовать соответствующие стропильные системы. Стропильная шпилька образует нижний пояс простой треугольной стропильной фермы.

Когда балки перекрытия проходят перпендикулярно стропилам, инспекторы могут обнаружить, что стропильные балки установлены над балками потолка в качестве элементов каркаса через каждые 4 фута, проходящих над балками потолка, соединяющими противоположные стропила.

Стропильные шпильки должны быть не менее 2 х 4 дюймов (номинал).

Прочие сведения о стропильных связях:

• Стропильные стяжки необходимы всегда, если крыша не имеет конструктивного (самонесущего) конька или построена с использованием инженерных ферм. Отсутствие стропил – серьезная структурная проблема для крыши с традиционным каркасом.
• В большинстве домов балки потолка также служат стропильными балками.
• Если стропила ориентированы перпендикулярно балкам потолка, стропильные шпильки следует устанавливать непосредственно над балками потолка. Стяжки обычно опираются на балки.
• Когда стропила устанавливаются на 24-дюймовых центрах, стропильные связи обычно устанавливаются на каждом втором стропиле.
• Нет ничего необычного в том, чтобы увидеть стропила размером 2 x 4 дюйма или 2 x 6 дюймов.

Силы растяжения

Стропильные и воротниковые стяжки подвержены воздействию огромных сил растяжения. Эти силы делают крепление шпал к стропильным доскам критической проблемой. Сила в каждой стяжке увеличивается с обратной величиной уклона. Итак, чем больше уклон крыши, тем слабее тяга наружу.

Осевое усилие наружу

Нагрузку на конструкцию можно рассчитать, комбинируя статическую нагрузку или вес самой конструкции, временную нагрузку, которая варьируется для разных конструкций, снеговую нагрузку и ветровую нагрузку.

В простой двускатной крыше стропильные доски несут динамические и статические нагрузки, которые толкают вниз и наружу к верхней части несущих стен. Эта горизонтальная тяга наружу может быть значительной. Чтобы противостоять этой горизонтальной толчке наружу, Международный жилищный кодекс требует, чтобы каждая пара стропил должна быть надежно соединена друг с другом непрерывной балкой перекрытия, а конструктивная балка конька должна быть установлена ​​на крышах с уклоном менее 3:12. (см. иллюстрацию ниже).

Балки перекрытия

Если балки потолка не соединены со стропилами на верхней стеновой плите, балки, соединенные выше на чердаке, должны быть установлены как стропильные шпалы или должна быть предусмотрена непрерывная стяжка. Если балки перекрытия не параллельны стропилам, необходимо установить стропильные шпалы. Если потолочные балки или стропильные связи не предусмотрены, конек, образованный этими стропилами, должен поддерживаться стеной или балкой.

Концы потолочных балок должны быть перекрыты внахлест минимум на 3 дюйма или стыковаться с несущими перегородками или балками и пригнаны к несущему элементу.Если потолочные балки используются для обеспечения сопротивления толчкам стропил, балки внахлестку должны быть прибиты вместе в соответствии с таблицей R802.5.1 (9) IRC. Например, если дом имеет уклон 4:12, стропила расположены по центру 16 дюймов, снеговая нагрузка составляет 30 фунтов на квадратный фут, а пролет крыши составляет 28 футов, вам понадобится восемь общих гвоздей 16d (или гвоздей 40d коробчатого типа) на каждое стыковое соединение стропила с пяточкой. Это много гвоздей, которые может найти домашний инспектор.

Соборные потолки

Соборные потолки популярны во многих домах, но у них есть особые проблемы с опускающейся нагрузкой на стропила, которые толкают наружу наружные стены.Стяжки с открытыми воротниками и коньковые балки решают многие из этих проблем. Чем выше расположена стяжка, тем меньше рычагов для противодействия силам тяги наружу. Многие соборные потолки часто показывают признаки движения, такие как потрескавшийся гипсокартон. Самый эффективный способ уменьшить внешнюю тягу – использовать конструкционную гребневую балку.

Нижний пояс фермы

В обычной ферме крыши нижний пояс действует как натяжная связь между внешними стенами.Изменения установленных ферм не допускаются. Обрезка любой фермы, особенно по нижнему поясу, нарушает структурную целостность фермы. Если инспектор обнаружит, что пояс фермы был разрезан, он / она должен порекомендовать обратиться к инженеру-строителю.

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

Нижняя треть

Старые строительные нормы и правила разрешали устанавливать стропильные шпалы очень высоко над верхней стеновой плитой, на уровне двух третей расстояния между верхней плитой и коньком. IRC 2012 теперь ограничивает это расстояние до одной трети расстояния между пластиной и гребнем.Например, если в недостроенном гараже крыша имеет уклон 4:12, а пролет крыши составляет 24 фута, стропильные шпалы должны располагаться на высоте не более 16 дюймов от плиты, согласно современным строительным стандартам.

Натяжение

На макете каркаса крыши ниже показан стандартный хомут. По мере того, как нагрузка прикладывается вниз, усиливается натяжение хомута.

Сжатие

На рисунке ниже показана ферма цапфы на столбах.По мере того, как нагрузка прилагается вниз, сжатие в стойках увеличивается.

Изгибающий момент

Изгибающий момент возникает, когда сила изменяется с прямой формы на изогнутую или угловую. На рисунке ниже показана завязка воротника со стропилами поверх стен с традиционным каркасом. При приложении нагрузки вниз стропила входят в изгибающий момент ниже стяжки воротника. Этот изгибающий момент оказывает давление на стены наружу, делая их отвесными.

Сводка

В целом, шпалы воротника и стропила выполняют разные функции, но оба являются важными элементами конструкции крыши, и инспекторам полезно знать об их различиях, чтобы правильно выявлять дефекты .

Почему стропила более популярны, чем стропила

За последние полвека конструкция кровли претерпела настоящую революцию.Фермы постепенно заменяют обычные стропила до такой степени, что в настоящее время более 80 процентов нового жилого строительства используют фермы для поддержки крыши. Почему произошло это изменение и каковы преимущества и недостатки стропил по сравнению с фермами?

Что такое стропила?

Традиционное средство поддержки крыши – стропила (также известная как «каркас из палок»), спиленные, построенные и установленные на месте опытным плотником. Стропила изготавливаются из наклонных рамных досок из размерной древесины – обычно 2x8s или 2x10s – соединяющих вершину крыши, называемую «коньковой доской», с плитами внешних стен.Они закреплены внизу потолочными балками. Хомуты, расположенные горизонтально на середине стропил, удерживают вместе стропила и плоскости крыши.

Преимущества стропил

Хотя стропила сегодня используются все реже и реже – из-за более высокой стоимости стропил по сравнению с фермами – они имеют определенные преимущества. Каркас клюшки является гибким и может быть изменен без ущерба для конструкции. В результате вы можете создать открытое пространство под крышей … для красивого вида (как в случае сводчатых или соборных потолков), а также для практических целей, таких как строительство дополнительной спальни, домашнего офиса или кладовой.Также проще разместить пристройку к дому со стропильной кровлей.

Хотя фактическая установка происходит медленнее, чем для ферм, для подготовки стропил требуется меньше времени. Так что, если вы торопитесь, стропила будут более быстрым способом сделать это в целом. Они также больше подходят для удаленных мест, где транспортировка предварительно смонтированной стропильной системы на площадку была бы слишком сложной, или для небольших крыш, когда проектирование фермы для конкретного объекта было бы неэффективным с точки зрения затрат.

Что такое фермы крыши?

Фермы – это легкие конструкции, состоящие из верхних и нижних «поясов», поддерживаемых ремнями из пиломатериалов в форме треугольника.

Преимущества ферм

Поскольку они заранее изготовлены в соответствии со спецификациями вашего здания за пределами строительной площадки, часто с помощью автоматизации, такой как пилы с компьютерным приводом, они намного быстрее и дешевле в установке, чем стропила. Хотя они используют меньшие (и менее дорогие) куски пиломатериалов, соединенные соединителями зубчатых пластин, фермы очень прочные и устойчивые, способные преодолевать большие расстояния – до 60 футов.Это снижает потребность во внутренних несущих стенах и позволяет создать более открытую планировку этажей на нижних этажах в соответствии с современными тенденциями.

Еще одним преимуществом ферм-каркасов является то, что они экономят важный природный ресурс за счет использования меньшего количества пиломатериалов и производства меньшего количества древесных отходов.

Недостатки ферм

Однако фермовые системы имеют некоторые явные недостатки. Готовую стропильную систему тяжело транспортировать и поднимать на место.Скорее всего, для работы вам понадобятся 18-колесный автомобиль и кран, а также подходящая дорога.

Ремешок, поддерживающий пояса, имеет тенденцию задевать пространство непосредственно под ним, что является явным недостатком, если вы хотите превратить чердак или пространство над гаражом в полезное жилое пространство. Ножничные фермы позволяют создать что-то вроде соборного потолка, в отличие от других стилей, таких как изогнутые фермы.

После установки стропильной системы будет сложно и даже опасно пытаться ее модифицировать.Обрезка любой части ремня или даже просверливание отверстия для электропроводки может подорвать целостность ферменной крыши. Вам нужно будет проконсультироваться с профессиональным инженером-строителем, если вам необходимо внести изменения.

Кроме того, Национальная ассоциация противопожарной защиты выразила обеспокоенность по поводу пожарной безопасности стропильных кровель из конструкционной древесины.

Обратитесь к опытному плотнику, чтобы обсудить стропильные конструкции и стропильные фермы для вашего дома.

Лаура Фирст пишет для networx.com.

Обновлено 26 декабря 2018 г.

Обрамление потолка собора – изысканное домостроение

Обрамление интерьера

Q:

Планы дома, который я строю, предусматривают создание большой комнаты с соборным потолком и . Комната имеет размеры 26 футов по карнизу стен и 20 футов 8 дюймов по фронтону. Как снять потолочные балки, не допуская прогиба конька или прогиба стен?

S. A. Macioce, Питтсбург, Пенсильвания

А:

Ответственный редактор Скотт МакБрайд: Чтобы избежать этих проблем в конструкции с соборным потолком, полезно понять, как работает типичный каркас крыши.Простой фронтон с плоским потолком на самом деле представляет собой процессию легких ферм, обычно расположенных на расстоянии 16 дюймов. c. Каждая ферма состоит из двух противоположных стропил и балки перекрытия. Стропила находятся в сжатом состоянии, давя наружу на стены карниза, а балки потолка находятся в напряжении, натягиваясь внутрь на стены карниза.

В качестве первого варианта увеличения потолочного пространства вы можете переместить балки потолка вверх по стропилам, сделав их хомутами, как показано на рисунке ниже. Часть каждого стропила, которая выступает ниже воротниковой стяжки, на самом деле является консолью; его жесткость передает усилие натяжения воротника на пластину, предотвращая прогиб стен.Чем дальше смещается воротная стяжка, тем длиннее становится консоль стропила. В зависимости от жесткости стропильной балки будет достигнута точка, в которой стропила начнет прогибаться наружу ниже стяжки воротника. Это раздвигает стены и позволяет коньку провисать. Как правило, когда балки потолка перемещаются вверх, чтобы стать хомутом, их следует поднимать не более чем на одну треть длины стропила.

Следующий вариант, который вы можете рассмотреть при открытии потолочной рамы, – это удалить некоторые балки потолка или хомуты, оставив при этом полный комплект стропил на месте.Обычно для этого оставляют каждую третью завязку воротника и удаляют две промежуточные, как показано на рисунке. У вас все еще есть стропила 16 дюймов. c., чтобы можно было легко покрыть изнанку крыши гипсокартоном, а снаружи фанерой. Но расстояние между стяжками уменьшено до 48 дюймов. в., а плоский потолок устраняется. Стяжки-воротники можно обернуть гипсокартоном или использовать пиломатериалы более высокого сорта, оставив их незащищенными. В такой раме оставшиеся завязки воротника часто складываются вдвое, помещая по одной 2x с каждой стороны стропила.Это уравновешивает конструкцию и делает ее более мощной. (Канал между двумя панелями – хорошее место для скрытого освещения дорожек; свет может отражаться от наклонного потолка вниз в комнату.) Болты – лучший крепеж для соединения стропила / воротника. Если вы прибиваете воротничок к стропилам, используйте много обычных 16d и наклоните их к центру здания; это заставит их закапываться, когда стропила выталкивает наружу.

Вы можете обойтись удалением двух из каждых трех хомутов, потому что пластина карниза стены действует как горизонтальная балка.Он передает внешнюю тягу двух промежуточных 16-дюймовых. о. c. стропила туда, где противостоящие пластины связаны между собой оставшимися хомутами. Кстати, 48-дюйм. о. c. правило для расстояния между воротником и галстуком преобладало во времена стен 2 × 4. Поскольку большинство внешних стен теперь обрамлены двойными верхними пластинами 2 × 6, вы можете увеличить это расстояние в зависимости от веса крыши. Очевидно, что ваш окончательный проект должен быть рассмотрен архитектором или инженером.

Последним вариантом открытия потолочного пространства будет подвешивание всех стропил на конструкционной балке конька, поддерживаемой с каждого конца стеной, как показано на рисунке внизу слева.Эта балка должна выдерживать половину веса всей крыши. Вторую половину несут карнизные стены. Хорошая вещь в этом подходе – его простота. Не очень-то приятно, во-первых, получить такой большой луч. В вашем случае 26 футов. длинный луч будет очень здоровенным. Если у вас под рукой кран, вы можете использовать цельную балку, например стальную двутавровую балку или клееный брус. Если вы полагаетесь на силу мускулов, вам, вероятно, захочется установить строительные леса, чтобы можно было сложить балку вместе из более мелких элементов.Сюда могут входить 2x пиломатериалы, микролампы толщиной 1-3 / 4 дюйма или стальные перекладины.

Подробнее о соборных потолках:

Комфортные соборные потолки – Соборные потолки могут оставлять в больших комнатах ощущение пещеры и отталкивания. Вот несколько приемов, которые помогут сделать это пространство более привлекательным и комфортным.

Откройте потолок с помощью стальной многослойной конструкции – Изогнутая стальная панель, закрепленная болтами между стропилами, устраняет необходимость в стропильных связях в этом соборном потолке.

Реконструкция потолка: от квартиры к собору – Открытие плоского потолка в семейной комнате этого дома в стиле ранчо преобразило пространство.

Изоляция потолка собора – Мартин Холладей объясняет, как изолировать и детализировать потолок собора, чтобы избежать проблем с влажностью.

Подпишитесь на участие в голосовании сегодня и получите последние инструкции от Fine Homebuilding, а также специальные предложения.

Получайте советы, предложения и советы экспертов по строительству дома на свой почтовый ящик

×

Стропильные шпалы и крыши с мелким уклоном

А. Джордан Трусделл, инженер-строитель из Блэксбурга, штат Вирджиния, отвечает: В простой двускатной крыше стропила несут динамические и статические нагрузки, которые толкают вниз и наружу к верхней части несущих стен. Эта горизонтальная нагрузка – или тяга – может быть значительной, особенно на крышах с низким скатом. Чтобы противостоять толчкам, IRC требует наличия конструктивного конька (необходимого для любой крыши с уклоном менее 3/12) или для надежного соединения каждой пары стропил друг с другом непрерывной балкой перекрытия (R802.3, 2006 IRC).

Кодекс позволяет устанавливать балки над верхней пластиной, но только при определенных условиях. Предыдущие строительные нормы и правила разрешали размещать стропильные шпалы на высоте двух третей расстояния между верхней плитой и коньком, но IRC 2006 теперь ограничивает эту высоту одной третью расстояния между плитой и коньком (см. Сноска A, таблица R802.5.1, 2006 IRC). Если ваш гараж имеет ширину 24 фута и крышу 4/12, новые стропильные балки можно разместить не более чем на 16 дюймов от плиты без дополнительных инженерных работ.

С практической точки зрения трудно использовать высокие стропильные шпалы на крыше с низким скатом, потому что сила в каждой шпалере возрастает пропорционально уклону. А когда стропильные стяжки используются над плитой, пролет стропил должен быть уменьшен на целых 33 процента по сравнению с пролетом, допустимым, когда стяжки находятся на пластине. Вот формула, которую я использую для определения силы стяжки: T = W / 2 x H / hx прогон / подъем, где W равняется нагрузке на стропила, H равняется высоте конька, а h равняется расстоянию от конька до центра стяжки (иллюстрация ниже) .

В этом примере, когда W = 960, усилие стяжки на плите, когда стропила на 24 дюйма по центру с шагом 4/12 и размахом 12 футов, составляет 1440 фунтов. Перемещение стропильных стропил только на 16 дюймов от плиты (максимум, разрешенный кодексом) увеличивает усилие стяжки с 1440 фунтов до 2160 фунтов. Сравните это с крышей 12/12 с аналогичным каркасом, имеющей аналогичные нагрузки: сила стяжки на плите составляет 480 фунтов – и только 720 фунтов, когда стяжки находятся на высоте 4 фута от плиты (опять же, максимум, разрешенный кодексом).

Легко недооценить количество крепежей, необходимых для каждого соединения стропила с стропильной балкой (и для любого центрального стыка в этой сборке). Чтобы найти количество креплений на соединение, разделите усилие стяжки на 100 фунтов на гвоздь (типичная нагрузка гвоздя 16d). Как видите, даже на плите требуется 15 гвоздей для каждого соединения в вашей 4/12 кровле; переместите стропильные стропы вверх, и вам понадобится 22 гвоздя на каждое соединение. Другой вариант, который потребует меньшего количества крепежных элементов, – это использовать болты вместо гвоздей (см. Practical Engineering, 5/96, где представлена ​​таблица с болтами и гвоздями).

Если конструкция стропил значительно не переоценена и вы не сможете найти способ прибить новые шпалы, не раскалывая существующие пиломатериалы, маловероятно, что вы сможете поднять потолок более чем на 15 процентов от общей высоты крыши без посторонней помощи. инженера-строителя.

Стропила – Проектирование зданий Wiki

Стропила – это структурный компонент, который используется как часть конструкции крыши.Обычно он проходит от конька или вальмы крыши до настенной плиты внешней стены. Стропила обычно укладывают последовательно, бок о бок, обеспечивая основу для поддержки настилов крыш, кровельных покрытий и т. Д.

Стропила обычно изготавливаются из дерева или стали и могут быть скрыты внутри конструкции крыши или могут быть оставлены открытыми для пространства под ними. Сверху и перпендикулярно к ним могут быть уложены рейки для крепления кровельного покрытия.

Стропила могут быть использованы в качестве ключевого компонента для различных типов конструкции кровли.Парная крыша состоит из двух стропил , прислоненных друг к другу, привязанных в местах пересечения наверху. Стропила располагаются на стеновой плите, которая является эффективным средством распределения нагрузки, оказываемой конструкцией крыши, вниз по стенам, не создавая точек давления в местах соприкосновения каждого стропила со стеной.

Закрытая парная крыша добавляет потолочные балки, проходящие горизонтально между стропилами футов, чтобы поддерживать потолок и сделать конструкцию более жесткой.

Чтобы увеличить потенциальные пролеты крыши без ущерба для устойчивости стен, увеличения размеров стропил или увеличения размеров или привлечения дополнительных затрат, были введены прогоны. Они проходят перпендикулярно стропилам , обеспечивая дополнительную жесткость. После установки прогона в конструкцию крыши, стропила больше не должны быть такими толстыми и тяжелыми, что позволяет увеличить потенциальные пролеты.

В современном домостроении наиболее распространенная форма стропил известна как стропильная балка fink или w.Он состоит из стропил , включающих в себя элементы растяжения и сжатия в форме W. Оно может иметь пролеты до 12 м и может быть спроектировано с учетом множества различных углов наклона.

Подробнее см .: Стропила стропильные

К наиболее распространенным типам стропил относятся:

• Основное стропило : Обычно самое большое стропило типа , расположенное на концах конструкции крыши.
• Обычные стропила: меньшие стропила, расположенные между основными с обоих концов.
• Вспомогательные стропила: реже, но их можно использовать для поддержки и усиления основного стропила.
• Стропила Compass: изогнутая или изогнутая вверху или как на верхней, так и на нижней поверхностях.
• Стропила поребрик: Верхние стропила в двускатной или мансардной крыше.
• Вальмовые стропила: Меньшие стропила, используемые для углов вальмовой крыши.
• Королевские стропила: на стороне вальмовой крыши королевские стропила являются самыми длинными и находятся на одной линии с коньком.
• Стропило долины: Основное стропило, которое находится в самой низкой точке крыши долины.