Ветровые связи стропильной кровли

Ветровые связи стропильной кровли

Работы по устройству крыш должны соответствовать требованиям СНиП РК 3.02-06-2002 «Крыши и кровли», СНиП II-26-76 «Кровли», СНиП 31-02-2001 «Дома жилые одноквартирные» и СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания».

По несущей способности и нагрузкам конструкции крыш и кровли должны соответствовать СНиП 2.01.07 и выполняться в соответствии с указаниями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

Безопасность работ при выполнении кровельных и строительно-монтажных работ на крыше должна соблюдаться в соответствии с требованиями правил техники безопасности, приведёнными в СНиП III-4-80, СНиП 12.03-2001, СНиП 12.04-2002 «Безопасность труда в строительстве», рабочими чертежами и указаниями ППР — проекта производства работ.

Несущие и ограждающие конструкции дома должны быть выполнены из материалов, обладающих стойкостью к воздействиям влаги, низких температур, агрессивной среды, биологических и других неблагоприятных факторов согласно СНиП 2.03.11.

Крепления ветровых связей и связей жёсткости

Ветровые связи имеют своё назначение — это передача усилий от ветра на фундамент здания.

Задача устройства связей заключается также в том, чтобы придать конструкции общую устойчивость, предотвратить опрокидывание при потере устойчивости отдельных строительных элементов при продольном изгибе.

Большей частью связи предназначаются одновременно для восприятия ветровой нагрузки и обеспечения пространственной жёсткости.

Если требуется усиление стропильной системы, то устанавливают ветровые подкосы — то есть подкосы в таком случае устанавливают у каждой стойки. Низ подкосов в этом случае опирается на общий лежень.

В крайних пролётах подкосы при воздействии односторонней нагрузки — снега и горизонтальной ветровой нагрузки (обычно с северной стороны крыши) — работают на растяжение.

Поэтому узловые скрепления их с прогонами и стойками выполняют на накладках и болтах.

Различаются связи горизонтальные, лежащие в плоскости кровли, и вертикальные, передающие нагрузки из плоскости кровли к фундаменту.

Схемы крепления ветровых связей и связей жёсткости

Горизонтальные ветровые связи могут иметь вид раскосов, ферм с крестообразной решёткой, параболическими затяжками или панелями затяжек.

Горизонтальные и вертикальные связи жёсткости в плоскости крыши показаны на рис.1.

Ветровые связи и связи жёсткости часто выполняются в виде перекрещивающихся раскосов из досок, полосовой или круглой стали.

Горизонтальные ветровые связи и связи жёсткости в виде перекрещивающихся раскосов из досок на крыше дома показаны на рис.2.

При этом стропила действуют как пояса, а прогоны — как стойки ветровых ферм с параллельными поясами (рис.3).

Из-за переменного направления ветровой нагрузки необходимо предусматривать раскосы в обоих направлениях.

Ветровые связи и связи жёсткости в плоскости крыш показаны на рис.3.

Стержни стоек, раскосов и связей, как правило, закрепляются своими концами неподвижно.

По-другому обстоит дело со сжатыми поясами решетчатых и сплошных стен, которые при вертикальных нагрузках без дополнительных конструктивных мероприятий выгибаются в стороны по всей своей длине.

Поэтому стержни поясов должны быть закреплены либо на всём протяжении, либо через определённые промежутки.

Расположение связей жёсткости в плоскости поясов крыш и стен показано на рис.4.

В деревянных конструкциях связи, как показано на рис.3, обычно располагаются в плоскости крыши.

Вертикальные связи служат для дальнейшей передачи горизонтальных усилий опорам и по возможности размещаются в углах здания.

Узлы ветровых связей и связей жёсткости

Для обеспечения жёсткости и устойчивости системы в поперечном направлении предусматривают вертикальные крестовые связи (узел — 50).

Такие же связи устанавливают и в продольном направлении, если в системе нет продольных подкосов.

Если нет прогонов, которые действовали бы как стойки ветровых ферм, необходимо предусмотреть особые, устойчивые к продольному изгибу стержни.

Узлы крепления стойки и прогона стропил с боковыми ветровыми связями

Вертикальные и горизонтальные связи по стойкам продольных рам прогонов показаны на рис. us-50.

Ригели и крестовые связи выполняют из пластин круглого леса и досок, подбирая сечение по их гибкости, но не менее 50х100 мм.

В местах крепления перекрёстных связей из круглого леса по стойкам, расположенным в плоскости продольных рам, в последнем вырезают опорные площадки.

Придание вертикальной жёсткости сооружению может быть обеспечено ветровыми опорами (стойками, кронштейнами, подпорками, подкосами), балками, прогонами, рамами или блоками жесткости, а также использованием монолитного ядра жёсткости (монолитного пояса по периметру здания, монолитного перекрытия).

В конструкции наслонных стропил в продольном разрезе, без конькового прогона и с боковыми ветровыми связями показаны места расположения возможных стыков при монтаже стропильных ног по схеме 5.

Узлы монтажа стропильных ног с боковыми ветровыми связями по схеме 5 показаны на рис.s-5.

Узлы крепления стойки и прогона с ветровыми связями по схеме 5 показаны на рис.us-10-12.

Узлы крепления стойки и конькового прогона стропил с внутренними ветровыми связями

В конструкции стропильной системы (в продольном разрезе) с коньковым прогоном и с вертикальными ветровыми связями для меняющихся направлений ветровой нагрузки показаны места расположения возможных стыков при монтаже стропильных ног по схеме 6.

Узлы монтажа стропильных ног с вертикальными ветровыми связями по схеме 6 показаны на рис.s-6.

Узлы крепления стойки и конькового прогона с стропильными ногами по схеме 6 показаны на рис.us-8-9.

Узлы крепления стойки и конькового прогона с ветровыми связями по схеме 6 показаны на рис.us-6-7.

Стыки в стропильных ногах НЕ ДОПУСКАЮТСЯ.

Крепления ветровых связей и связей жёсткости. Узлы ветровых связей и связей жёсткости.

Работы по устройству крыш должны соответствовать требованиям СНиП РК 3.02-06-2002 «Крыши и кровли», СНиП II-26-76 «Кровли», СНиП 31-02-2001 «Дома жилые одноквартирные» и СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания».

По несущей способности и нагрузкам конструкции крыш и кровли должны соответствовать СНиП 2.01.07 и выполняться в соответствии с указаниями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».

Безопасность работ при выполнении кровельных и строительно-монтажных работ на крыше должна соблюдаться в соответствии с требованиями правил техники безопасности, приведёнными в СНиП III-4-80, СНиП 12.03-2001, СНиП 12.04-2002 «Безопасность труда в строительстве», рабочими чертежами и указаниями ППР — проекта производства работ.

Несущие и ограждающие конструкции дома должны быть выполнены из материалов, обладающих стойкостью к воздействиям влаги, низких температур, агрессивной среды, биологических и других неблагоприятных факторов согласно СНиП 2.03.11.

1. Крепления ветровых связей и связей жёсткости.

Назначение ветровых связей — передача усилий от ветра на фундамент здания.

Задача устройства связей заключается также в том, чтобы придать конструкции общую устойчивость, предотвратить опрокидывание при потере устойчивости отдельных строительных элементов при продольном изгибе.

Большей частью связи предназначаются одновременно для восприятия ветровой нагрузки и обеспечения пространственной жёсткости.

Если требуется усиление стропильной системы, то устанавливают ветровые подкосы— т.е. подкосы в таком случае устанавливают у каждой стойки. Низ подкосов в этом случае опирается на общий лежень.

В крайних пролётах подкосы при воздействии односторонней нагрузки — снега и горизонтальной ветровой нагрузки (обычно с северной стороны крыши)- работают на растяжение.

Поэтому узловые скрепления их с прогонами и стойками выполняют на накладках и болтах.

Различаются связи горизонтальные, лежащие в плоскости кровли, и вертикальные, передающие нагрузки из плоскости кровли к фундаменту.

1.2. Схемы крепления ветровых связей и связей жёсткости.

Горизонтальные ветровые связи могут иметь вид раскосов, ферм с крестообразной решёткой, параболическими затяжками или панелями затяжек.

Горизонтальные и вертикальные связи жёсткости в плоскости крыши показаны на рис.1.

Схема горизонтальных и вертикальных связей жёсткости в плоскости крыши.

1- схема горизонтальных связей в плоскости крыши с жёсткими (по отношению к сжатию) диагоналями; 2- схема ветровых раскосов для малых строений.

Ветровые связи и связи жёсткости часто выполняются в виде перекрещивающихся раскосов из досок, полосовой или круглой стали.

Горизонтальные ветровые связи и связи жёсткости в виде перекрещивающихся раскосов из досок на крыше дома показаны на рис.2.

Горизонтальные ветровые связи и связи жёсткости в виде перекрещивающихся раскосов из досок на крыше дома.

1- подкосы под ригель для прогонов; 2- ригель-затяжка под прогоны; 3- прогоны по ригелю под стропильные ноги; 4- стропильные ноги; 5- горизонтальные ветровые связи между стропильными ногами; 6- обрешётка под кровлю.

При этом стропила действуют как пояса, а прогоны— как стойки ветровых ферм с параллельными поясами (рис.3).

Из-за переменного направления ветровой нагрузки необходимо предусматривать раскосы в обоих направлениях.

Ветровые связи и связи жёсткости в плоскости крыш показаны на рис.3.

Схема ветровых связей в плоскости кровли для меняющихся направлений ветровой нагрузки.

1- стропильные фермы; 2- прогоны.

Стержни стоек, раскосов и связей, как правило, закрепляются своими концами неподвижно.

По-другому обстоит дело со сжатыми поясами решётчатых и сплошных стен, которые при вертикальных нагрузках без доп. конструктивных мероприятий выгибаются в стороны по всей своей длине.

Поэтому стержни поясов должны быть закреплены либо на всём протяжении, либо через определённые промежутки.

Расположение связей жёсткости в плоскости поясов крыш и стен показано на рис.4.

Схема связей жёсткости в плоскости поясов крыш и стен.

1- связи в плоскости крыши, перпендикулярно фронтону; 2- связи в плоскости крыши, параллельно карнизу; 3- связи в плоскости нижнего пояса, параллельно фронтону; 4- связи в плоскости нижнего пояса, параллельно карнизу; 5- вертикальные связи в плоскости торцовой стены; 6- вертикальные связи в углах вертикальных стен.

В деревянных конструкциях связи, как показано на рис.3, обычно располагаются в плоскости крыши.

Вертикальные связи служат для дальнейшей передачи горизонтальных усилий опорам и по возможности размещаются в углах здания.

2. Узлы ветровых связей и связей жёсткости.

Для обеспечения жёсткости и устойчивости системы в поперечном направлении предусматривают вертикальные крестовые связи (узел- 50).

Такие же связи устанавливают и в продольном направлении, если в системе нет продольных подкосов.

Если нет прогонов, которые действовали бы как стойки ветровых ферм, необходимо предусмотреть особые, устойчивые к продольному изгибу стержни.

2.1. Узлы крепления стойки и прогона стропил с боковыми ветровыми связями.

Вертикальные и горизонтальные связи по стойкам продольных рам прогонов показаны на рис.us-50.

Вертикальные и горизонтальные связи по стойкам продольных рам прогонов.

1- стойка; 2- подкос; 3- горизонтальная схватка; 4- врубка; 5- гвозди 5х150 мм; 6- поперечное сечение связей.

Ригели и крестовые связи выполняют из пластин круглого леса и досок, подбирая сечение по их гибкости, но не менее 50х100 мм.

В местах крепления перекрёстных связей из круглого леса по стойкам, расположенным в плоскости продольных рам, в последнем вырезают опорные площадки.

Придание вертикальной жёсткости сооружению может быть обеспечено ветровыми опорами (стойками, кронштейнами, подпорками, подкосами), балками, прогонами, рамами или блоками жёсткости, а также использованием монолитного ядра жёсткости (монолитного пояса по периметру здания, монолитного перекрытия).

В конструкции наслонных стропил в продольном разрезе, без конькового прогона и с боковыми ветровыми связями показаны места расположения возможных стыков при монтаже стропильных ног по схеме 5.

Узлы монтажа стропильных ног с боковыми ветровыми связями по схеме 5 показаны на рис.s-5.

Узлы монтажа стропильных ног с боковыми ветровыми связями.

1- стойка под прогон; 2- подстропильный прогон; 3- доска ветровых связей; 4- стропильная нога.

Узлы крепления стойки и прогона с ветровыми связями по схеме 5 показаны на рис.us-10-12.

Узлы крепления стойки и прогона с ветровыми связями.

1- кирпичный столб или несущая стена; 2- лежень (пластина 160мм/2); 3- гидроизоляция (толь в 2 слоя); 4- стойка (2 доски каждая сеч. не менее 50х100 мм); 5- накладка сеч. 25х100 мм; 6- подстропильный прогон (2 доски каждая сеч. не менее 50х100 мм); 7- доска ветровых связей (2 доски сеч. не менее 50х150); 8- прокладки внутри связей (2 доски сеч. не менее 50х150 мм); 9- гвозди 4х100 мм (не менее 8 шт. на 1 пог.м высоты стойки); 10- гвозди 5,2х150 мм; 11- стропильная нога.

2.2. Узлы крепления стойки и конькового прогона стропил с внутренними ветровыми связями.

В конструкции стропильной системы (в продольном разрезе) с коньковым прогоном и с вертикальными ветровыми связями для меняющихся направлений ветровой нагрузки показаны места расположения возможных стыков при монтаже стропильных ног по схеме 6.

Узлы монтажа стропильных ног с вертикальными ветровыми связями по схеме 6 показаны на рис.s-6.

Узлы монтажа стропильных ног с вертикальными ветровыми связями.

1- лежень; 2- стойка под прогон; 3- подстропильный прогон; 4- доска ветровых связей; 5- стропильная нога.

Узлы крепления стойки и конькового прогона с стропильными ногами по схеме 6 показаны на рис.us-8-9.

Узлы крепления стойки и конькового прогона с стропильными ногами.

1- кирпичный столб или несущая стена; 2- лежень (пластина 160 мм/2); 3- гидроизоляция (толь в 2 слоя); 4- стойка под прогон (2 доски каждая сеч. не менее 50х100 мм); 5- накладка сеч.25х100 мм; 6- коньковый прогон (2 доски каждая сеч. не менее 50х100 мм); 7- стропильные ноги сеч. не менее 50х150 мм; 8- накладка на стропила доска сеч. не менее 25х100 мм; 9- гвозди 4х100 мм (не менее 8 шт. на 1 пог.м высоты стойки).

Узлы крепления стойки и конькового прогона с ветровыми связями по схеме 6 показаны на рис.us-6-7.

Узлы крепления стойки и конькового прогона с ветровыми связями.

1- кирпичный столб или несущая стена; 2- лежень (пластина 160/2 мм); 3- гидроизоляция (толь в 2 слоя); 4- стойка под прогон (2 доски каждая сеч. не менее 50х100 мм); 5- накладка сеч. 25х100 мм; 6- коньковый прогон (2 доски каждая сеч. не менее 50х100 мм); 7- стропильные ноги сеч. не менее 50х150 мм; 8- накладка на стропила доска сеч. не менее 25х100 мм; 9- доска ветровых связей сеч. не менее 25х150 мм; 10- гвозди 4,2х100 мм (не менее 8 шт. на 1 пог.м высоты стойки); 11- гвозди 5,2х150 мм.

Стыки в стропильных ногах НЕ ДОПУСКАЮТСЯ.

Как устроена стропильная система двускатной крыши

Стропильная система двускатной крыши

Назначение стропильной системы

Стропильная система двускатной крыши решает три основные задачи:

1. Придание кровельным скатам необходимого угла наклона, который позволяет выдерживать максимальные для данной местности снеговые и ветровые нагрузки, дает возможность беспрепятственному сходу воды и снега с кровельного материала.
2. Равномерное распределение нагрузок на каркас здания, создаваемых весом кровельного пирога, атмосферными осадками, ветром.
3. Создание основы для крепления теплоизоляции кровельного материала. Узлы стропильной системы двухскатной крыши с кровлей создают пространство, защищающее постройку от теплопотерь и проникновения влаги.

Правильно спроектированная стропильная система должна выдерживать весьма серьезные нагрузки, которые могут превышать 500 кг/м 2 .

Именно поэтому все расчеты, связанные с выбором материала, сечения и шага установки стропил, рекомендуем доверить профессионалам, имеющим разрешение и опыт в выполнении подобных работ.

Как уже отмечалось выше, разрез крыши с двумя скатами представляет собой равнобедренный треугольник. Горизонтальная плоскость треугольника опирается на стены постройки. Наклонные плоскости – это не что иное, как скаты крыши. Угол наклона скатов формируется углом между основанием кровли и ее коньком.

Основные конструктивные элементы

Для простоты понимания данной конструкции рассмотрим основные элементы стропильной системы двухскатной крыши:

1. Стропильные ноги – основные конструкционные элементы каркаса, благодаря которым создается необходимый наклон плоскостей крыши. Плоскости, образованные стропильными брусами являются основой для монтажа настила.
2. Мауэрлат – это элемент опорной конструкции, который крепится к верхнему торцу внешних стен постройки. Мауэрлат для двускатной крыши позволяет максимально равномерно распределить массу кровельной конструкции.
3. Затяжки представляют собой поперечные элементы каркаса, соединяющие в единый узел попарно расположенные стропила. Основное назначение затяжек – увеличения жесткости всей системы.
4. Лежни располагаются параллельно мауэрлатам и связывают между собой затяжки. В качестве опоры они используют верхний торец внутренних несущих стен. Назначение – распределения воздействий на стропильную систему.
5. Балки перекрытия, устанавливаются между мауэрлатами и лежнем. Служат основой для крепления пола в чердачном помещении и потолка помещений постройки. Балки устанавливаются на затяжки.
6. Коньковый прогон связывает между собой верхние части стропил. Этот элемент конструкции применяется в большинстве схем возведения стропильной системы.
7. Боковой прогон – дополнительная конструктивный элемент, поддерживающий стропила и снимающий с них часть нагрузки.
8. Стойки (бабки) основные конструктивные элементы системы усиления каркаса, которые принимают на себя некоторые нагрузки от прогонов.

В некоторых схемах применяются вспомогательные конструкции – кобылки – обеспечивающие создание карнизного свеса крыши при нехватке длины стропильных ног.

Каркас крыши может быть представлен в виде трех узлов:

1. Обрешетка – основа для крепления теплоизоляционного слоя и кровельного материала. Монтируется на стропила. Стропильные ноги нижним концом опираются на мауэрлаты, верхним – на подстропильную систему
2. Основная стропильная система, выполненная в виде смонтированного стропильного бруса.
3. Подстропильная система представляет собой определенный набор дополнительных элементов каркаса: прогоны и стойки. При увеличении длины пролета, используют дополнительные конструктивные элементы – подкосы. Среди мастеров в ходу другое название подкосов – «подстропильные ноги». Независимо от названия, основная задача этих элементов – поддерживать боковые прогоны. Одним концом подкос упирается в стропильный брус, вторым – в лежень. Подкосы стропил играют важнейшую роль в каркасе крыши – предотвращают деформацию стропильной ноги и значительно увеличивают ее несущую способность.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

Стропильные ноги являются основным элементом любого каркаса двускатной крыши. В зависимости от геометрии и размера кровли, все остальные конструктивные элементы каркаса могут не применяться или использоваться частично при его возведении.

По способу установки ног, схема стропильной системы крыши может быть:

• наслонного типа;
• висячего типа.

Главное условие установки наслонных стропил обустройство надежной опоры в верхней и нижней части. В качестве опоры верхней части выступает горизонтальный коньковый узел стропильной крыши. Нижний край стропил упирается в мауэрлат или в верхний венец сруба.

Возведение наслонной стропильной системы допускается при расстоянии между фронтонами не более 6 м. При большем расстоянии требуется усилить систему вертикальными стойками, с упором в лежень, расположенный на верхней части промежуточной стены.

На рисунке ниже показаны наслонные стропила: конструкция и узлы, входящие в такую стропильную систему.

Висячие стропила упираются «пятками» в затяжку. В верхней части стропильные ноги упираются «друг в дружку». Такая конструкция представляет собой отдельный модуль в форме равнобедренного треугольника, который в среде строителей именуется стропильной фермой. Данная конструкция работает на распор, но затяжки гасят данный процесс, передавая на стены постройки вертикально направленную нагрузку.

Основные схемы и типы крепления стропильной системы висячего типа

Существует масса вариантов конструкций висячей стропильной системы, среди которых наиболее распространены всего три:

1. Треугольная трехшарнирная. Конструкция стропил представляет собой классический треугольник, верхние стороны которого испытывают нагрузки на изгиб, нижняя (затяжка) гасит растяжение. Для соединения элементов узла применяется лобовая врубка с одинарным или двойным зубом.
2. Треугольная трехшарнирная с приподнятой затяжкой. Данная схема идеально подходит при необходимости создания жилой мансарды. Приподнятая затяжка увеличивает нагрузку стропильной системы на растяжение, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки на мауэрлаты. Крепление затяжки к стропильной ноге производится методом врубки «полусковороднем».
3. Треугольная трехшарнирная с бабкой и дополнительными подкосами. Такая конструкция применяется для снижения нагрузки на прогиб стропила. Затяжка в такой системе опирается на хомут бабки, нивелируя растяжения благодаря подтягиванию книзу конькового узла, который, в свою очередь, воздействует на подвес сжимая стропила.

Безраспорные и распорные стропильные системы наслонного типа

Бревенчатые и брусовые дома плохо переносят нагрузки, действующие на распор наружных стен.

В таких случаях практикуется безраспорная стропильная система двускатной крыши, которая предполагает две точки опоры для каждой стропильной ноги:

1. Нижняя часть скосом упирается в мауэрлат. Длина скоса не должна превышать сечение балки.
2. Верхняя часть опирается на коньковый прогон.

Особенностью данной конструкции является жесткое крепление стропильных ног между собой в верхней части. Для крепления стропильной ноги к мауэрлату применяется метод подвижного соединения при помощи стальной гибкой пластины.

При возведении стропильной системы двускатной крыши применяют и распорные конструкции, которые являются нечто средним, между висячими и наслонными стропилами. Распорное крепление стропил двухскатной крыши предполагают изменение в системе крепления стропильных ног к мауэрлату с подвижного на жесткое. Такие схемы применяются исключительно в домах с толстыми капитальными стенами с жестким креплением мауэрлата. Стропила в такой конструкции нижними частями упираются в стены, верхними – друг в друга. Коньковый прогон используется, но значительной роли в жесткости каркаса не играет. Для снижения распорных нагрузок в конструкцию включают схватку.

Чтобы повысить надежность каркаса крыши применяют ветровые связи стропильной кровли, задача которых передача ветровых нагрузок на несущие стены конструкции и обеспечения пространственной жесткости крыши. Для создания вертикальных ветровых связей стропильной системы устанавливают подкосы у каждой стойки. Нижняя часть данных элементов конструкции опирается на лежень.

Правила самостоятельного расчета стропильной системы

При самостоятельном расчете стропильной системы необходимо определить правильное сечение бруса исходя из воздействующих на нее постоянных и временных нагрузок, включающих в себя:

1. Массу материалов кровельной и стропильной системы.
2. Давление ветра и атмосферных осадков.

К постоянным нагрузкам относятся масса обрешетки и кровельного покрытия. Подбирая материалы следует учитывать, что давление на каркас не должно превышать 50 кг/м 2 . Снеговая нагрузка на каркас равна весу снега, умноженному на коэффициент, который зависит от угла уклона скатов.

Сечение стропильной ноги зависит от шага. Чем меньше расстояние между стропилами, тем меньше сечение бруса. Для простоты понимания рекомендует ознакомиться с таблицей зависимости длины, шага и сечения стропильных ног.

Высота конька зависит от угла наклона кровли. Оптимальный для сброса осадков угол 35 — 45°. В регионах с сильной ветровой нагрузкой используют угол наклона кровли от 20 до 45°.

При создании стропильной системы двускатной крыши лучше использовать сухой брус хвойных пород 1-3 категории. Для ригелей и затяжек используется сосна или лиственница 1 сорта. Для стропил, мауэрлатов, стоек и прогонов применяется материал не ниже 2 сорта. Все остальные элементы каркаса можно создавать из древесины 3 сорта.

Виды и элементы стропильных систем

Система стропильной поддержки скатных крыш – обязательный элемент при обустройстве кровли с наклоном. Это сложная конструкция, которая изготавливается из дерева или металла. Современные технологии сделали применение разных видов материалов доступным даже при частном строительстве.

1. Что такое стропильная система крыши
2. Какие задачи решает
3. Конструкционные элементы
4. Материалы изготовления
5. Деревянные
6. Стальные
7. Виды стропильных систем
8. По форме и количеству скатов
9. По распределению нагрузки
10. Критерии выбора
11. Особенности проектирования
12. Расчет нагрузок
13. Выбор уклона
14. Сечение стропил
15. Составление схемы
16. Правила монтажа
17. Крепление стропил к мауэрлату
18. Соединение в области конька

Что такое стропильная система крыши

Стропила помогают крыше противостоять снеговым и ветровым нагрузкам, а также ударам дождя. Особенности проектирования и строительства системы зависят от конкретного региона страны.

Какие задачи решает

Правильно оформленная и возведенная система стропил с легкостью выполняет следующие задачи:

• поддерживает корректную вентиляцию чердака;
• предотвращает негативное влияние температурных перепадов на верхнее перекрытие, защищает его от влаги и солнца;
• поддерживает кровлю, не дает ей проседать;
• надежно защищает от снега и ветра, не повреждается под их воздействием;
• улучшает распределение нагрузки на стены и фундамент.

Так как все эти функции выполняются часто в одно и то же время, к расчету системы нужно подходить со всей ответственностью и внимательностью.

Конструкционные элементы

Стропила состоят из множества узлов, каждый из которых отвечает за определенные функции:

• Прогон. Делится на коньковый, расположенный вверху, и боковые, находящиеся по бокам. Прогоны скрепляют ноги стропил.
• Стропильная нога. Отвечает за определение угла наклона кровли, обеспечивает внешний вид и фиксирует более мелкие детали крыши.
• Мауэрлат. На него устанавливается вся система. Фиксирует ноги и отвечает за распределение нагрузки на стены.
• Стойки и подкосы. Применяются для повышения устойчивости, соединяются с лежнем, который проходит вдоль конька.
• Затяжка. Обеспечивает устойчивость стропильных ног внизу системы.
• Обрешетка. Устанавливается перпендикулярно ногам и изготавливается из брусков или досок. В металлической конструкции применяется профиль. Передает нагрузку от кровельного материала на ноги.
• Конек. Место соединения скатов со сплошной обрешеткой для усиления крыши.
• Кобылки. Создают свес, если стропильные ноги слишком коротки.
• Свес. Элемент для защиты стены от осадков.

Иногда выделяют такой элемент кровли, как ригель. Это горизонтальные планки, лежащие перпендикулярно прогонам.

Конструкция кровли может быть простой и легкой, но детали ее всегда будут содержать представленный список. Аналогично и с более сложными, многоскатными крышами.

Материалы изготовления

Для производства стропил в частном строительстве чаще всего применяют деревянные конструкции. Но металл, особенно облегченный стальной профиль, также может использоваться.

Деревянные

Деревянная стропильная конструкция крыши – наиболее распространенная за счет удобства монтажа и некоторых других преимуществ. При ее возведении можно обойтись своими силами без привлечения строительной техники. Дерево идеально подходит для создания стропил с небольшими пролетами.

Хвойные стропила в длину должны быть до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м. При строительстве крыши дома рекомендуется использовать древесину одного типа.

К дереву предъявляют следующие требования:

• перед началом работы оно не должно быть влажным;
• древесные породы, выбранные для ног стропил, должны быть жесткими;
• нельзя использовать дерево с большим количеством сучков или некачественный сорт, бракованный.

Сосновый пиломатериал стоит дешевле всего, однако его качество уступает лиственнице, дубу, ели, буку и осине. Эти породы считаются очень прочными и долговечными.

Расчет стропил на действие ветровой нагрузки

Как правило в I, II ветровых районах нагрузка на стропильную систему относительно снеговой небольшая. К тому же при уклоне кровли 20-30° эта ветровая нагрузка является чаще отрицательной, чем положительной. Т.е. при расчетах стропильной системы на основные нагрузки ветровой нагрузкой можно пренебречь.

Тем не менее ветровая нагрузка действует на кровлю не только в зимнее время, когда на крыше лежит снег, но и в любое другое время года. А отрицательное значение ветровой нагрузки означает, что ветер пытается сорвать крышу. Если кровля из натуральной черепицы, то ветровая нагрузка как правило меньше собственного веса стропильной системы. Тем не менее сейчас все более популярными становятся «легкие» крыши, где в качестве кровельного материала используется профнастил или металлочерепица. Впрочем, сорванные ветром листы асбоцементного шифера также приходилось наблюдать.

В связи с этим посмотрим, как влияет ветровая нагрузка на прочность стропильной системы. Продолжим рассмотрение примера расчета стропил с той только разницей, что вместо шифера будет использоваться металлочерепица или профнастил. Согласно таблицы собственный вес квадратного метра металлочерепицы или профнастила составляет около 4 кг/м 2 .

Собственный вес стропил и обрешетки мы определили ранее. Таким образом собственный вес стропильной системы составит:

q_к = q_с + q_о + q_п = 3.75 + 6.25 + 4 = 14 кг/м 2 .

Один из аэродинамических коэффициентов, в данном случае с_е2 при уклоне кровли 30°, (значение коэффициента с_е1 мы уже определили ранее) согласно рисунку 227.5 составляет с_е2 = — 0.45. Так как значение с_е1 меньше (с_е1 = — 0.25, то значение с_е2 мы и будем использовать для дальнейших расчетов.

Теперь осталось определить нормативное значение ветрового давления для Москвы. Согласно старой карте она составляет W_o = 23 кг/м 2 .

Значение коэффициента k, учитывающего изменение ветрового давления по высоте и с учетом характера местности в данном случае (при высоте здания около 8 м) и даже при строительстве в пустыне или на березу моря (озера) составит:

k = 3(1 — 0.75)/5 + 0.75 = 0.9

Тогда нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки составит:

W_m = W_okc = 23·(-0.45)0.9 = — 9.315 кг/м 2

Как видим, значение ветровой нагрузки все равно меньше, чем собственный вес стропильной системы 14 — 9.315 = 4.685 кг/м 2 . Беспокоиться вроде бы не о чем.

Вот только не все люди живут в Москве и московской области.

Например в Ставрополе, относящемуся к V ветровому району, при проектировании кровли с точно такой же геометрией ветровое давление составит W_o = 60 кг/м 2 . И тогда нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки составит:

W_m = W_okc = 60·(-0.45)0.9 = — 24.3 кг/м 2

А это в свою очередь означает, что такую легкую кровлю вполне может унести ветром 14 — 24.3 = -10.3 кг/м 2 . А чтобы этого не произошло, стропила каким-то образом нужно крепить к стенами или перекрытию. Раньше, когда стены возводились из кирпича, это крепление выглядело так:

Рисунок 467.1. Крепление стропильной ноги к стене проволокой.

В кирпичную кладку на 4-5 рядов ниже мауэрлата забивался ерш (3), к ершу привязывалась проволока (2) практически любого диаметра, имевшегося под рукой. После этого проволока привязывалась к стропильной ноге (1).

Примечание: на всякий случай (вдруг кому-то интересно) ерш выглядел примерно так:

Делалось это без каких-либо особых расчетов практически во всех ветровых районах на следующем основании:

Собственный вес одного полнотелого кирпича около 3.5 кг. Если ерш забивается на 4 ряда ниже мауэрлата то под ерш попадают как минимум 1 + 2 + 3 + 4 = 10 кирпичей. А если кирпичи уложены с перевязкой, то значительно больше. Т.е. даже без учета расчетного сопротивления кладочного раствора растяжению один только собственный вес кладки под ершом составляет около 35 кг. Даже при расчетном сопротивлении R = 2000 кг/см2 проволока диаметром 2 мм выдерживает нагрузку N = Rпd 2 /4 = 2000·3.14·0.2 2 /4 = 62.8 кг, но как правило и диаметр используемой проволоки и расчетное сопротивление стали больше. При использовании в качестве кровельного материала как минимум шифера с собственным весом около 15-20 кг, что в 3-5 раз больше, чем собственный вес металлочерепицы или профнастила, такого конструктивного решения вполне хватало.

Сейчас же в качестве материала для стен все чаще используются газосиликатные блоки. При плотности блоков D500 собственный вес блока размерами 0.6х0.3х0.2 м составит 0.6·0.3·0.2·500 = 18 кг. Да и ершами давно уже никто не пользуется, полно всяких дюбелей, а сделать дырку под дюбель перфоратором не проблема. Кроме того в газосиликатный блок можно просто забить гвоздь и к нему уже привязывать проволоку. Вот только будет ли этого достаточно? Сейчас мы это проверим.

При рассматриваемой геометрии стропильной системы, т.е. шаге стропильных ног 1 м и длине 3.464 м, максимальное вырывающее усилие составит:

N = 3.464·10.3 = 35.7 кг

Это означает, что для надежного крепления стропил анкер следует забивать как минимум на 2 ряда ниже мауэрлата. Впрочем крепление можно осуществлять не к стене а к плите или балке перекрытия.

Если балка перекрытия также деревянная, то сначала следует учесть собственный вес перекрытия. Например, если это будет фанера толщиной 1 см по деревянным балкам 15х5 см без какого бы то ни было утепления, то опорная реакция от собственного веса перекрытия в месте крепления проволоки при длине балок 3 м составит:

Q = 3(650·0.01 + 500·0.15·0.05)/2 = 15.375 кг

С учетом того, что сверху будет как минимум один газосиликатный блок и имеется некоторое сопротивление растяжению кладки, то этого должно хватить, да и вряд ли перекрытие будет таким уж простым и легким. Скорее всего будет какое-то утепление и подшивка перекрытия снизу.

На этом пока все.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Для Украины — номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).

Стропильная система двускатной крыши

В этой статье мы расскажем, что представляет собой стропильная система двускатной крыши. Мы рассмотрим основные элементы, из которых она состоит, а также их расположение в стропильной конструкции, как правильно установить деревянные стропила и как называются основные элементы стропильной системы.

В предыдущей статье мы рассказали о преимуществах и недостатках различных видов крыш. Двускатная крыша — самая простая и надёжная конструкция для жилого дома. К тому же она подразумевает наличие чердака, что так полезно в загородном хозяйстве.

Двускатная стропильная система имеет несколько базовых разновидностей, на основе которых мастера создают индивидуальные конструкции. Мы рассмотрим их в порядке усложнения.

Для пролёта между несущими стенами до 6 метров

Этот вариант самый простой, при этом он несёт самую малую нагрузку. В нём применяются висячие стропила с основной или подстропильной затяжкой. При такой конструкции стропильная система представляет собой только стропила, соединённые на пересечении в коньке.

Подстропильная балка или затяжка — элемент стропильной системы, который соединяет горизонтальной тягой стропильные ноги противоположных скатов.

Стропильная нога или стропила — основной несущий элемент поддерживающей конструкции крыши.

Висячие стропила — способ установки стропил, при котором отсутствуют дополнительные горизонтальные крепления (тяги).

Мауэрлат (деревянная обвязка верха стен) — основа стропильной системы. На каменные стены устанавливается в обязательном порядке.

По расположению затяжек такая кровля бывает двух видов.

С основной затяжкой

Затяжка проходит по верхам стен и опирается на них. Именно в этом случае чаще всего роль затяжки выполняет балка перекрытия. Высота от перекрытия до конька — от 1,4 до 2,5 м. Такой вариант оптимален, если планируется использовать чердачное пространство для временного хранения или просушки чего-либо.

1. Дополнительное подсобное помещение на чердаке.
2. Пространство чердака используется полностью.
3. Значительный запас воздуха — меньшие потери тепла через крышу.

Недостаток: сравнительно малый объём помещения.

С подстропильной затяжкой

Затяжка проходит на уровне ⅓ высоты от опоры стропил до конька. В этом случае нет привязки к перекрытию, и опорные стены стропил могут быть подняты на необходимую высоту. Это позволяет создавать полноценные помещения с высотой стен ½ этажа.

1. Экономия на стеновом материале второго этажа.
2. Максимально эффективное использование подстропильного пространства.
3. Возможность жилого чердачного помещения.

1. Требуется качественное утепление кровли.
2. Требуется врезка мансардных окон.

Для пролёта между несущими стенами от 6 до 9 метров

Комбинированная затяжка

При увеличении пролёта количество поддерживающих и стягивающих элементов увеличивается. Это нужно для эффективного распределения нагрузки и передачи её на стены. Висячие стропила на пролёте более 4 метров* можно устроить только одним способом — двойной (комбинированной) затяжкой. При этом длина пролёта* не должна превышать 4,5 м.

* — в данном случае под пролётом понимается длина проекции (тени) одной стропильной ноги в проектном положении.

При устройстве двойной затяжки подстропильную затяжку называют ригелем.

1 — затяжка; 2 — ригель; 3 — стропильная нога; 4 — мауэрлат

Вертикальные опоры

Зачастую приходится сращивать стропила в длину, т. к. 6 метров бывает недостаточно. В этом случае устраивают дополнительные промежуточные опоры. Они могут располагаться в разных областях относительно стропильной ноги. При этом стропила называются уже не висячими, а наслонными.

Наслонные стропила — стропильные ноги, имеющие одну или более опор. Исключение — мансардная двускатная стропильная система с двумя рядами опор, расположенными не по центру.

Бабка или центральная опора — вертикальная стойка, расположенная в месте пересечения стропил.

Прогон — сплошная доска или брус, соединяющий ряд стропил или балок.

Коньковый прогон — соединяет верха центральных стоек (бабок).

1 — затяжка; 2 — бабка; 3 — прогон; 4 — коньковый прогон

Помимо центрального ряда стоек конструкция стропильной системы может предусматривать дополнительные вертикальные опоры — в середине пролёта одной стропильной ноги. По сравнению с подкосными способами укрепления такой способ удобен тем, что не перегораживает проходы. При достаточной высоте чердака можно использовать его в качестве кладовой.

Мансардная стропильная система — частный случай двускатной кровли с вертикальными опорами. Она не имеет центрального ряда стоек, только стойки на ½ проекции стропильной ноги. В ней обязательно присутствует ригель (подстропильная затяжка). Ряд ригелей формирует потолок мансардного этажа.

Для пролётов между несущими стенами от 9 до 14 метров

При таких больших пролётах длина проекции стропил будет от 4,5 до 7 метров и в большинстве случаев не избежать сращивания стропил по длине. Это в свою очередь потребует усиления в месте соединения стропил и применения подкосов.

Подкос — упор, расположенный в проектном положении под углом.

Подкосы могут устанавливаться в разных местах стропил, но не ближе ¼ их длины к концу. Существует множество вариантов их установки. Самый простой способ — установка на лежень.

Лежень — сплошная доска или брус, установленный на несущие балки перпендикулярно им. Служит для распределения нагрузки от подкосов и стоек на балки.

1 — балка; 2 — подкос; 3 — лежень; 4 — бабка

В основном опора подкоса располагается в месте опоры бабки, особенно если они находятся на промежуточной несущей стене. В другом случае центральной опоры может не быть — только подкосы, но они должны быть закреплены к стропильной ноге ближе к середине пролёта.

Частный случай комбинированной двускатной стропильной системы — мансардный этаж с шириной пролёта помещения более 4,5 метров. В этом случае устраивается П-образная рама — прогоны из бруса 100х100, ряд вертикальных стоек по лежням на ½ или ⅔ длины проекции стропил и горизонтальная затяжка (ригель). Оставшееся пространство заполняется (раскрепляется) подкосами. Такой вид стропильной системы применяется на зданиях значительной площади.

Двускатные стропильные фермы с подкосами имеют два существенных преимущества:

• высокая несущая способность и пространственная жёсткость;
• возможность создавать прочные пологие скаты большой протяжённости.

При этом пологость скатов обусловлена малой высотой конька над перекрытием, т. е. чердак в большинстве случаев не используется.

Выбирая двускатную кровлю, помните, что помимо относительной простоты устройства и монтажа необходимо правильно организовать распределение нагрузки. Это особенно важно в районах с существенными снеговыми и ветровыми нагрузками. Весенний снег в 2,5–3 раза тяжелее зимнего, поэтому дополнительные опоры и распорки в стропильной системе не будут лишними.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов