Стропила без подкосов. Установка стропильных ног и подкосов

Как выполняется установка стропил?

Установка стропил, как и создание всей крыши, очень ответственный процесс. Принимая во внимание то, что основание крыши можно закрепить на стену, используя для подъема подручные средства, последующая работа по ее созданию, куда входит и установка стропил, будет невозможной без устройства лесов, в которые входят и передвижные конструкции. Леса используются для того, чтобы поднять на нужную высоту материалы, кроме того, они могут быть применены как рабочая площадка для человека и место для укладки строительных материалов.

Устройство стропильной системы.

Подготовка лесов и подмостей

Установка стропил своими руками может показаться весьма трудоемкой, но если придерживаться всех советов и выполнять их правильно, то процесс будет увлекательным. Если вы строите дом, то необходимо использовать по крайне мере 3-е лесов, в любом случае их количество не должно быть меньше 2-х. Для работы лучше изготовить передвижные леса, так как они являются очень удобными. Монтаж стропил должен начинаться только после того, как все вопросы безопасности будут решены, ни в коем случае не нужно пренебрегать этим, так как здоровье важнее, чем скорость постройки.

Виды стропильных систем.

Если в доме внутренняя несущая стена отсутствует, то есть дополнительной опоры нет, а строительные ноги уперты только на наружные стены дома, в таком случае нужно применять висячие стропила.

Что же представляет собой стропила? В переводе с древнерусского языка это конструкция для поддержки двускатной крыши. А стропильные ноги представляют собой наклонные, при помощи которых формируется скат кровли. Стропильные ноги обычно соединяются «бабками» или «кобылками», которые выполнены вертикально. Затяжка представляет собой горизонтальный брус, с его помощью соединяются стропильные ноги.

Разновидности конструкций стропил

Кровельные конструкции, как правило, содержат следующие составляющие:

Схемы наслонных стропил и их применение.

1. Для формирования уклона используются стропильные ноги.
2. Для передачи части нагрузки — колонны или внутренние подпорки.
3. Различные наклонные элементы (подкосы, раскосы), которые выполняют те же функции, что и стойки.
4. Элементы, которые скрепляют друг с другом стропильные ноги. Обычно для этого используются балки перекрытия.

Треугольник — оптимальная форма стропильной фермы. Такая конструкция имеет наибольшую жесткость.

Несмотря на множество возможных форм крыши, обычно используют два типа устройства стропил:

1. Наслонная стропильная система;
2. Висячие стропила.

Рисунок 1. Монтаж стропил.

Первый случай применяют при условии наличия в конструкции здания внутренних несущих элементов. При этом стропильные ноги имеют упор не только на внешние стены, но и на внутренние колонны или опоры. Для передачи нагрузки при этом используются стойки. На рис.1 изображены схемы монтажа стропил.

Висячая конструкция имеет упор только на внешние стены, и в коньке стропила опираются друг на друга. Висячие стропила используют при отсутствии промежуточных опор, ширина пролета при этом составляет менее 12 м. Особенностью конструкции является высокий показатель распорной нагрузки, чтобы его снизить используют специальные затяжки. Ноги такой стропильной системы следует укреплять при помощи подкосов, что также снизит давление на несущие стены.

Стены, выполненные из кирпича или камня, требуют установки мауэрлата. Мауэрлат — деревянный брус, который имеет обычно сечение 150х150 мм и закрепляется с помощью специальных шпилек. Эти шпильки должны быть заранее вмурованы в стену. Под мауэрлат обязательно укладывается гидроизоляционный слой.

Монтаж висячих стропил на мауэрлат своими руками: пошаговая инструкция

Для работ понадобятся следующие инструменты:

Схема и монтаж висячих стропил.

• топор;
• молоток;
• нож для точной подгонки деталей;
• карандаш;
• отвес;
• рулетка;
• строительный уровень.

Для установки стропил необходимо взять брус, длина которого будет составлять 6 м, а сечение 50х200 мм. Следует отметить, что если вдруг сечение будет маленьким, то по прошествии некоторого времени, такая конструкция может провиснуть. Исходя из вышеописанного случая, скат крыши, а именно его угол, должен равняться 33 º. Следующий шаг установки стропил заключается в том, что, применяя леса, нужно поднять 2 бруса и соединить их наверху.

Далее выполняются следующие работы:

Узлы наслонных стропил.

1. На стропильных ногах нужно «зарезать пяточку» следующим способом, чтобы стропило на мауэрлат хорошо упиралось.
2. Со следующей стропилиной нужно проделать то же самое. Неплохо будет, если стропильные ноги будет помечены как «левая» и «правая».
3. После выполнения данных работ, стропильные ноги необходимо соединить.
4. После этого на месте, где соединяются стропильные ноги, нужно выполнить с правильным углом «пенек», для того чтобы стропила наверху не были соединены внахлест, а потом скреплялись гвоздями. Такой метод ненадежен, так как стропила уперты друг в друга.
5. Для правильного выполнения «пенька» следует изначально приставить одно стропило к другому, затем нарисовать линию их соединения (для этого можно использовать карандаш) и уже потом отпиливать.
6. Чтобы готовить строительный материал на земле, нужно вымерить и сделать сразу несколько шаблонов.
7. Проделав все операции, начинаем установку стропила сначала на одном фронтоне, а после на другом. Используя гвозди, выполняем крепление стропил к мауэрлату.
8. Следующие пары стропильных ног готовятся по готовым шаблонам на земле;
9. Затем нужно по коньку натянуть нить между уже готовыми парами стропил и приступить к установке уже всех оставшихся стропил.
10. Расстояние, на котором устанавливаются стропила, составляет 70 см. Конечно же, по факту может быть и в пределах 68-73 см друг от друга. Это считается оптимальным расстоянием для крыши, так как это надежно, и такое расстояние между стропилами будет удобным в дальнейшем, когда будете натягивать пленку.
11. В этих целях необходимо изначально сделать разметку мауэрлата, а потом по ней производить установку стропил.
12. Стоит отметить, что регулировку необходимо проводить всегда при помощи нити, которая натягивается между стропилами, когда необходимо, можно будет уже на месте регулировать высоту стропильных ног. В некоторых случаях нужно подкладывать под ноги небольшие дощечки.
13. Регулировка в нижней части по ширине, что находится между двумя стропилами, производится по указанной разметке на мауэрлате. Что касается верхней части, то тут регулировка проводится с помощью временной доски с той же разметкой. Это означает, что после того, как устанавливается каждая пара стропил, вверху к левой и правой стропилине на время прибивается доска по уже заранее сделанной разметке, которая соответствует разметке, нанесенной на мауэрлат.
14. В описываемом случае висячие стропила нужно будет соединять горизонтальным брусом, то есть затяжкой, по причине большого расстояния между опорными стенами. Стоит обратить внимание на то, что изначально стропильные пары были соединены горизонтальной доской в районе конька, образовав при этом коньковый узел.

Монтаж двускатной крыши.

В рассматриваемом случае за счет большого расстояния между несущими стенами, где ширина самого дома составляет порядка 11 м, затяжка будет состоять не из одного бруса, а из нескольких соединенных между собой досок. Такая затяжка, выполненная из нескольких досок, поможет решить сразу несколько задач:

• в результате получается затяжка нужной длины:
• стоит заметить, что прочность и надежность затяжки выполненной из 3 досок с совокупной толщиной 60 мм, намного выше, чем, если это будет один брус толщиной 60 мм.

Качественная крыша: подведение итогов

Для необходимой длины были обрезаны 4-х и 6-ти м доски, после чего они скреплялись гвоздями, скручивались гайками и шпильками со стропильными ногами.

Под постоянным контролем нужно держать расстояние, которое находится между затяжками. Оно должно быть одинаковым с тем, что между стропильными ногами.

Для этого нужно применить узкие дощечки, как и в случае регулирования расстояния стропильных пар у конька, которые размечены и соответствуют нанесенной разметке на мауэрлате. Нужно всегда держать под контролем расстояние!

Помимо всего этого, затяжка и конек были соединены еще 1-ой доской. Учитывая тот факт, что подпорная стена отсутствует, затяжка попросту прогнется, не выдержав собственного веса. Во избежание таких неприятностей, затяжка вместе с коньком стропильной пары соединены «бабкой». Все вышеописанные действия должны быть проделаны с каждой стропильной парой.

dekormyhome.ru

Стропила без подкосов

Схема 1

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. 1). Стропильная система может быть использована с передачей распора на мауэрлат (стены) и без передачи распора.

рис. 1. Наслонные стропила без подкосов

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 расчетная 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. 2. 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. 3): связывают гвоздевым боем или болтом, либо упирают в прогон или друг в друга и связывают деревянными прибоинами или металлическими зубчатыми пластинами (МЗП).

рис. 3. 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. 4). 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. Формула указанная на рисунке для определения максимального изгибающего момента указана верно, а формулы для определения изгибающих моментов и прогибов внутри пролетов стропил указаны, как для обычных балок на двух опорах. Это обусловлено тем, что 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. Однако следует знать, что используя такой коньковый узел, получаем большую несущую способность стропил. Иными словами, применив на стройплощадке узловое соединение с жестким защемлением верха стропил, пусть даже без расчета конькового узла, мы получаем некоторый запас прочности на стропилах.

рис. 4. 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. 5). 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. 5. Потеря устойчивости стропильной системой

Для придания стропильной системе устойчивости в нее вводят горизонтальную схватку (рис. 6). 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. 6, в) — с выносом конца стропилины за стену, то это еще более укрепит всю систему, делая ее статически устойчивой конструкцией при любом сочетании нагрузок.

рис. 6. 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. 7).

рис. 7. 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. 8). При расчете сечения стропил, схватки не учитывают, т.е. стропильную систему рассчитывают так, словно схваток в ней вообще нет. За единственным исключением, 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. Однако 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. 8. 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 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. 9. Стропила упертые обоими концами в мауэрлат и прогон показывают распор

Расчетные схемы стропильных систем меняются незначительно (рис. 9), все внутренние напряжения сжатия и изгиба остаются прежними, но в нижних опорах стропил появляется распор равный H = (qL/2)×ctg µ, (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 вектора 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 уже 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 больше 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. 10.1). Для того чтобы аварийных ситуаций не произошло мы и собираем нагрузки действующие на крышу по максимуму.

Рис. 10.1. 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.

Доказательство.

« назад           далее »

Источник:  «Конструкции крыш. Стропильные системы» Савельев А.А.

mainstro.ru

Стропила с подкосами

Для подбора сечения однопролетной деревянной балки (стропильной ноги на двух опорах) определяющим часто является прогиб при неполностью используемых напряжениях изгиба. Поэтому однопролетная балка с постоянным сечением обычно бывает не самой экономичной. Неразрезные двухпролетные балки позволяют использовать более экономичные поперечные сечения, чем однопролетные балки той же длины.

И эти системы наслонных стропил можно делать по распорному и безраспорному варианту. Вся разница заключается только в устройстве концевых опор, не будем больше на этом останавливаться.

рис. 1. Наслонные стропила с подкосами

Третья опора стропильной ноги — подкос, другое название подстропильная нога (рис. 1), устанавливается под углом к горизонту не менее 45° и превращает стропило из однопролетной балки в двухпролетную неразрезную. Что позволяет уменьшить сечение стропильной ноги при той же нагрузке, а пролет, перекрываемый двускатной крышей, увеличить до 14 м.

В двухпролетной неразрезной балке максимальный изгибающий момент находится над средней опорой, его и принимают для расчета сечения стропильной ноги (рис 2). Простой пример, попробуйте перегнуть палку через колено, она сломается на колене. Здесь будет максимальный изгибающий момент, по которому и нужно определять сечение всего деревянного элемента. Прогиб неразрезной двухпролетной балки будет меньше, чем обычной балки на двух опорах той же длины. Мешает средняя опора, это очевидно. Однако если вспомнить, что наша реальная расчетная схема это все-таки не горизонтальная балка, а наклонная и подперта она наклонным подкосом, то очевидным становится и то, что прогнувшееся стропило сместит и узел соединения с подкосом. Поэтому прогиб стропильной ноги для упрощения считают по обычной формуле прогиба (2) однопролетной балки для наибольшего пролета. В данном случае, для крыш с уклонами скатов до 45°, прогиб считается для нижнего пролета — от узла соединения с мауэрлатом до узла соединения с подкосом.

Рис. 2. Конструктивные и расчетные схемы наслонных стропил с подкосами. Узел крепления подкоса

Узел крепления подкоса к стропильной ноге очень простой и не требует никакого расчета. Подкос просто заводят под стропильную ногу и фиксируют от смещения прибоинами: нижней и двумя боковыми. Расчет гвоздевого соединения не производится, оно здесь носит чисто конструктивный характер. Важно, чтобы торец подкоса был точно подпилен под угол наклона стропильной ноги так, чтобы у стропилины не было люфта на выбор зазора при приложении к ней нагрузки. Иными словами, точно подогнанный под низ стропила подкос не даст ему прогнуться в месте опирания. При полном расчете стропильной системы стропило в месте опирания подкоса проверяют на местное смятие древесины, но как правило, в таком расчете нет необходимости. Сечение подкоса определяют расчетом на сжатие и если получают слишком маленькое сечение, задают конструктивно, равным сечению стропильной ноги.

В верхней части рисунка 2 изображена распорная стропильная схема без схватки. Сжимающие усилия в ней принимают подкосы. Система, рассчитанная на распор воспринимаемый материалом стен, в схватке не нуждается. Здесь уже есть элементы, работающие на сжатие — подкосы. Схватка не снимает распор, значит в ней нет острой необходимости.

В нижней части рисунка 2 безраспорная схема стропил с затяжкой. Здесь все наоборот, затяжка необходимый элемент и она участвует в работе всей системы. Схватку нужно устанавливать ниже крепления подкосов. Иначе безраспорный узел опирания на мауэрлат — ползун при изменении нагрузок может действительно начать ползать по мауэрлату. Обычно рассчитывается только гвоздевое соединение схватки со стропильной ногой, из-за малых внутренних напряжений сечение схватки-затяжки подбирается конструктивно.

« назад           далее »

Источник:  «Конструкции крыш. Стропильные системы» Савельев А.А.

mainstro.ru

Подкосы стропил

Качество и прочность кровли заключается в её «скелете». Он служит основой и определяет долговечность. В этом существенную роль играют дополнительные части – подкосы стропил, которым так мало уделяется внимания.

 

Подкосы стропил или стропила с подкосами

 

Подкос – подпорка или подстропильная нога, которая устанавливается под соответствующим углом наклона и превращает однопролетную балку в двухпролетную неразрезную. Это позволяет снизить основную нагрузку на стропило, убавить площадь среза в поперечнике и увеличить прогон крыши на определённый размер. На подбор сечения однопролетной стропильной ноги зачастую может влиять на её изгиб. В итоге она теряет свою практичность в отличие от двухпролетной с поперечным сечением. В данном случае следует установить добавочные элементы, которые будут крепить всю конструкцию – опоры жёсткости.

 

Подкосы стропил изготавливаются из бревна, бруса или толстой доски. Являются дополнительными частями основной конструкции кровли и устанавливаются в зависимости от формы. Но если брать стандартную схему, то, с одной стороны, они крепятся к стропилу, с другой – упираются в соединительный узел стойки с затяжкой. В качестве креплений используются гвозди, саморезы или болты. Самое главное, чтобы конечные торцы подпорок были подпилены под соответствующим углом, это не позволит прогнуться стропильной ноге в месте соединения. Площадь сечения в поперечнике стоек, как правило, формируется из расчёта на сдавливание либо должна быть однотипной стропильной ноге. Отличительная черта опор от стропил заключается в том, что они работают на сдавливание, тогда как вторые должны выдерживать нагрузку. Так как древесина по структуре может быть различной прочности, применяясь в виде несущего элемента, должны браться все её дефекты (сучки, трещины и т. д.), оказывающие действие на размер сечения. Чем меньше недостатков, тем выше сопротивление.

 

 

Применяются опоры в разнообразных конструкциях стропильных ферм, например

 

Висячие фермы, используются в зданиях, не имеющих капитальных внутренних перегородок. В них, как правило, балки ставятся с упором на несущие стены, где отсутствуют промежуточные стойки, способствующие поддержанию всей конструкции. И чтобы обезопасить стропила с учётом общей нагрузки получаемой от кровли, придать жёсткости и одновременно предотвратить смещение балок, устанавливаются вспомогательные элементы – подкосы стропил и так далее. К такому виду устройства можно отнести двухскатную кровлю, которая чаще практикуется в домах с жилой мансардой.

 

Шпренгельные, где балка или брус укладывается на мауэрлат. Во избежание прогиба используется определённое количество опор. Одновременно они придают устойчивость всему строению. Поэтому зачастую такой приём не требует специальных подсчётов. Данные устройства применяются при возведении сложных крыш, например вальмовых, шатровых и иных четырёхскатных. Подстропильные, где элементы системы могут быть изготовлены не только из дерева, но бетона либо металла. Здесь балки верхнего и нижнего пояса соединяются посредством вертикальных опор расположенных под разными углами. При расчёте берутся все функции и нагрузки, которые должны определяться при проектировании здания и чаще используются в промышленном строительстве.

Существуют и другие фермы, где подпорки используются в разнообразных областях строительства. Но не стоит вдаваться в подробности. Думается, что каждый сделал из статьи свой вывод о роли добавочных частей основной конструкции, но достаточно важных.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ПОЧИТАТЬ

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

stroim-domik.net

---

• 
  Чертеж поворотной лестницы
• 
  Какие окна лучше пластик или дерево
• 
  Какой нужен брус для строительства дома
• 
  Приспособление для соединения проводов
• 
  Лестницы винтовые размеры
• 
  Погреб внутри отделка фото
• 
  Как нарезать резьбу на трубе диаметром 50 мм
• 
  Лестница забежная расчет
• 
  Опоры для монолитного перекрытия
• 
  Минимальная толщина отмостки из бетона
• 
  Биде виды фото