Стропильная система с несссиметричной стойкой – Установка подкосов в стропильной системе. Стропильная система с прогоном. Небольшой расход средств – большая польза: мауэрлат

Расчет несимметричной стропильной системы — Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

Итак, несколько лет назад, когда у меня еще работал форум (сейчас он закрыт по техническим причинам, а нет, теперь опять открыт), один из читателей обратился ко мне со следующим вопросом: как рассчитать стропильную систему, показанную на рисунке 471.1?

Рисунок 471.1. Проектируемая стропильная система при смещенной внутренней стене.

Сразу скажу, подобное конструктивное решение предлагается практически во всех известных мне справочниках и руководствах по расчету строительных конструкций, а уж подобных картинок в интернете вообще не меряно. А потому переубеждать человека, перелопатившего половину интернета в поисках ответа на свой вопрос, не имеет смысла. Более того, дорогие мои читатели, вас я тоже не собираюсь переубеждать. Просто сейчас у меня появилось время для написания данной статьи, а как ей пользоваться — это уже ваше дело.

Стропильная система, показанная на рисунке 471.1 — это, во-первых, комбинация наслонных и висячих стропил. Кроме того, левую стропильную ногу можно рассматривать как трехпролетную неразрезную балку с разными пролетами, а правую стропильную ногу — как двухпролетную неразрезную балку также с разными пролетами. Впрочем, все это при условии, что стойки будут под каждой парой стропильных ног или будет произведен соответствующий расчет прогона, в том числе и на прогиб.

Даже и без долгих расчетов понятно, что максимальный изгибающий момент будет возникать или в большем пролете правой стропильной ноги или на промежуточной опоре этой стропильной ноги. В связи с этим использование бруса одинакового сечения и для левых и для правых стропильных ног будет неэффективным. 

Одним из возможных вариантов уменьшения расчетного изгибающего момента будет устройство подкоса с правой стороны под таким углом, чтобы подкос приходился на середину стропильной ноги.

И тут у человека, мало знакомого с основами теоретической механики, сразу возникает возражение. Дело в том, что рекомендуемый угол для подкосов 45-54° к горизонтали. В целом это довольно разумная рекомендация, если учесть, что чем меньше угол наклона подкоса, тем больше будет горизонтальная составляющая нагрузки, действующая на подкос. Т.е. при угле меньше 45° горизонтальная составляющая нагрузки будет больше, чем вертикальная и потому эффективность подкоса вроде бы уменьшается.

Все это так, однако уменьшение пролета стропильной ноги может дать большую экономию, чем снижение нагрузки на подкос. А кроме того у нас имеется затяжка — она в любом случае будет воспринимать дополнительные напряжения из-за наличия подкосов, а так как сечение затяжки часто принимается по конструктивным соображениям, то увеличение нормальных напряжений, действующих в затяжке, приведет к увеличению количества нагелей в узлах крепления, только и всего. А на подбор сечения затяжки практически не повлияет (в том случае, если затяжка, как и стропила будет деревянной).

Далее, если и левые и правые стропильные ноги планируются из бруса одинакового сечения, то для большей эффективности можно вообще убрать вертикальную стойку и прогон, а подкос левой стропильной ноги сделать под таким углом, что он тоже будет приходиться на середину стропильной ноги.

При этом затяжка у нас также может быть посредине стропильных ног (или рядом с серединой) и тогда стропильная система будет выглядеть примерно так:

Рисунок 471.2. Возможный вариант стропильной системы при смещенной внутренней стене.

В этом случае расчет можно вести как для комбинированных стропильных систем. Единственное отличие в том, что подкосы имеют разный угол наклона и вроде как возникает дополнительный распор на смещенную внутреннюю стену даже при симметричной нагрузке. Да и вообще, подкосы с разными углами наклона вроде бы будут создавать разные растягивающие усилия в затяжке, что противоречит здравому смыслу.

Так вот, чтобы убрать этот дополнительный распор, можно сделать затяжку чуть ниже середины стропил и дополнительно скрепить с подкосами. Само собой чем сильнее внутренняя стена будет смещена от середины дома, тем сильнее будет дополнительный распор.

Например при расстояниях между стенами, показанных на рисунке 471.1 и при расчетной схеме, показанной на рисунке 471.2 угол наклона правого подкоса будет составлять около 30° к горизонтали или около β = 60° к вертикали. Угол наклона левого подкоса около 40° к вертикали. Ну это так, на глаз, для более точного определения углов следует провести более точный геометрический расчет.

Согласно формуле (470.7.1)

N_з^доп = (V_D + Q)sinβ/cosβ (470.7.1)

Т.е. даже при симметричной нагрузке, когда опорные реакции и поперечные силы для промежуточных опор двухпролетных балок — стропил равны, из-за разного угла наклона подкосов

N_з^{доп.лев} = (V_D + Q)0.6428/0.766 = 0.839(V_D +Q)

N_з^доп.пр = (V_D + Q)0.866/0.5 = 1.732(V_D +Q)

Таким образом разница больше, чем в 2 раза.

Нессиметричная нагрузка может или увеличить или уменьшить эту разницу, но лучше не гадать, а вести расчет по наиболее неблагоприятному сочетанию нагрузок. Т.е. в итоге продольная сила, действующая в затяжке между левой стропильной ногой и левым подкосом, будет минимальной, а между правой стропильной ногой и правым подкосом — максимальной, а между двумя подкосами это будет некое среднее значение. Все это необходимо для того, чтобы рассчитать количество нагелей в узлах соединения.

А теперь вернемся к стропильной системе, показанной на рисунке 471.1. Прогон и стойка, показанные на этом рисунке, а также подкосы, на рисунке не показанные по техническим причинам, могут понадобиться для того, чтобы обеспечить геометрическую неизменяемость конструкции кровли в плоскости, перпендикулярной рассматриваемой. Это важно, если кровля двухскатная, не вальмовая. Кроме того наличие стоек и прогона значительно облегчает монтаж стропильной системы.

В итоге получается, что общая конструктивная схема стропильной системы показна на рисунке 471.1, а вот расчетная схема, которой можно пользоваться для расчета подобной стропильной системы, показана на рисунке 471.2.

Или как вариант часть стропильных пар можно рассчитывать как комбинацию трехпролетных и двухпролетных балок, а другую часть как двухпролетные балки.

Но все равно наличие стойки — дополнительной опоры для левой стропильной ноги, не уберет распор на внутреннюю стену, а лишь его уменьшит. Также немного уменьшит распор и правый подкос, расположенный под углом 45°. Но все равно горизонтальная нагрузка на внутреннюю стену останется. Определение значения этой горизонтальной нагрузки — отдельный вопрос, но сразу скажу, что для стен из современных материалов типа газосиликатных блоков такие нагрузки могут быть критическими. Впрочем, к теме данной статьи это никак не относится.

Такие дела.

Силовые элементы стропильной системы: конфигурация и назначение

Силовые элементы стропильной системы: конфигурация и назначение

Огромная значимость качественной сборки кровельной конструкции ни у кого не вызывает сомнений. Но иногда будущие домовладельцы (и даже практикующие строители) самое пристальное внимание уделяют монтажу финишного покрытия, упуская из виду важные нюансы обустройства несущего скелета крыши.

А стропильная система, работающая ненадлежащим образом, не прощает ошибок. Тут даже незначительные деформации обычно приводят к разгерметизации ковра и появлению протечек. В лучшем случае, страдает внешний вид дома. Для ремонта стропильной конструкции крышу придётся перебирать практически полностью.

Требования, предъявляемые к стропильной системе

Крыши большинства частных домов выполняются в виде сложного пространственного каркаса. Сборка кровли из штучных элементов позволяет добиться:

• Снижения веса всей конструкции и соответственно – снижения нагрузок на несущие стены дома и на фундамент.
• Каркасная технология позволяет утеплять крышу, закладывая изоляционный материал в имеющиеся между стропилами полости.
• Благодаря явному преобладанию сухих работ, скатная кровельная конструкция монтируются в любое время года.
• Используя «стандартные» общедоступные доски и брусья можно на месте собирать самые разные крыши по форме и по рабочим качествам.

Задачи, которые ставятся перед хорошей стропильной системой – всегда будут одни и те же:

• Сформировать проектную конфигурацию крыши (общая геометрия по периметру, углы наклона…).
• Обеспечить всестороннюю стойкость кровли к любым оказываемым нагрузкам (снег, ветер, вес кровельного покрытия и прочих рабочих прослоек).
• Хорошо перераспределять нагрузки на стены и вообще снижать вес, который давит на несущие стены.
• Обеспечить минимум необходимого ухода во время эксплуатации, способствовать экономии средств, сил и времени во время строительства.

Стропильная система кровли

Как выбирается форма кровли

В подавляющем большинстве случаев крыши частных домов «в разрезе» имеют вид треугольника (в том числе с ломаным профилем – мансарда вместо нежилого чердака). Данная форма с двумя, тремя или четырьмя скатами — показывает себя как наиболее выгодный вариант с точки зрения организации пространства. Треугольник, без преувеличения, можно назвать самой стабильной фигурой, конструкции в виде треугольника лучше всего выдерживают «складывающие» поперечные нагрузки (ветер) и любой вид вертикального давления (например, вес снега). 

Плоские скатные кровли, конечно же, имеют право на существование. Крыша, где стропила лежат параллельно друг другу в одной единственной плоскости, довольно часто собирается, когда нужно перекрыть небольшое строение типа гаража, хозяйственной постройки и тому подобное. Такая конструкция получается наиболее дешёвой, она очень просто, быстро монтируется.

Если сделать под односкатную стропильную систему правильную подготовку, то можно таким образом обстроить крышу и полноценного крупного коттеджа. Причём на выходе удастся добиться при этом весьма необычного современного внешнего вида.

Форма и конфигурация стропильной системы

Обратной стороной медали для плоских крыш является некоторое ограничение по габаритам перекрываемого дома. Ведь в данном случае расстояние между несущими стенами будет являться размером висячего пролёта для стропил. А учитывая относительно небольшие углы наклона односкатных крыш, пролёт в 5-6 метров уже может быть на грани допустимого. Поэтому для обеспечения дополнительной линии опоры, в таких домах заранее проектируется внутренняя несущая стена, расположенная посреди коробки или близко к центральной оси здания. От неё вверх выставляют подпирающие колоны-стойки, прогоны, подстропильные ноги…

При реализации крыши с несколькими скатами, стропила которых сходятся в коньке – проблем с габаритами практически не стоит. В данном варианте пространство разделяется на несколько отдельных плоскостей, причём углы наклона многоскатных крыш обычно достаточно велики, чтобы снег не оказывал слишком большого давления.    

Проект стропильной системы

Делать крышу вальмовой или создавать конструкцию двухскатную с фронтонами, зависит скорее от эстетических предпочтений хозяев, чем от технических условий. Единственное, где двухскатные (как и ломаные крыши) конструкции выигрывают явно – это когда нужно сделать мансарду. Тогда во фронтоне можно без проблем расположить окно или сформировать выход на балкон. Но, в свою очередь, трёх- и четырёхскатные варианты лучше работают в местности, где наблюдаются довольно интенсивные ветра.

Работа элементов стропильной системы

Стропила

Главным элементом любой скатной крыши является «стропильная нога». По сути, стропило представляет собой наклоненную балку, которая в основном работает в крыше на изгиб, а вот стропильная пара – ещё и на растяжение двух её элементов относительно друг друга.

Стропила смежных скатов редко собираются в пары без использования дополнительных усиливающих и стабилизирующих элементов. Поэтому мы имеем такое понятие как «стропильная система», а сама стропильная пара обычно имеет вид сложной рамы — «фермы». 

Стропила в основном собираются в ферму по месту, но иногда фермы по одному, разработанному заранее шаблону, делаются где-то на земле (в цеху) и уже в готовом виде поднимаются, выставляются, закрепляются в проектном положении. Соединение всех деталей стропильной системы производится при помощи различного типа врубок или с использованием метизов (пластины гвоздевые, стальные скобы из прута, резьбовые шпильки, перфорированные крепежи, деревянные накладки…). Чаще всего данные способы комбинируются.

Шаг расстановки стропил и сечение стропил выбирается по прогнозируемым нагрузкам (снег, вес кровельного покрытия…) с обязательным учётом размера неподкреплённых пролётов, которые стропилами должны перекрываться. Шаг монтажа и сечение стропильных ног являются параметрами взаимосвязанными, то есть при желании можно увеличить сечение стропил, одновременно увеличивая дистанцию между ними, и наоборот – можно использовать менее массивные пиломатериалы для создания каркаса крыши, если шаг расстановки стропил уменьшить.

Интересно, что стропила не обязательно должны быть одного размера, например, при создании вальмовой конструкции помимо основного поля из однообразных стропил на преобладающих скатах ещё монтируются более длинные «коньковые» («диагональные» стропильные ноги), а также используются так называемые «нарожники» (укороченные стропила). Кстати, в некоторых более нагруженных местах (допустим, возле дымоходов или кровельных окон) стропила используют с увеличением по толщине – например, в виде сдвоенной доски. 

Затяжка (схватка)

Именно такой элемент как затяжка формирует из пары стропил – замкнутый треугольник. Она представляет собой горизонтальную балку, которая чаще всего соединяет нижние края стропильных ног. Затяжка не даёт стропилам «разъезжаться» под нагрузкой и, соответственно, устраняет возможность поперечного приложения сил, действующих на наружные стены. Стропила, соединённые затяжкой, давят на стены только сверху вниз.

Именно через затяжку вес стропильной системы (если реализована конструкция наслоненная) переносится на промежуточную несущую стену.

Заметим, что затяжки не обязательно монтируются только в самом низу стропильной системы (кстати, роль затяжек могут играть как узкоспециализированные дополнительные детали, так и балки чердачного перекрытия), но она может стоять также ближе к средине стропильной ноги или ближе к коньку крыши. Такой элемент часто называют ригелем, он помимо стягивающей функции, которая, к слову, тут будет слегка купированная – ещё работает на распор, то есть увеличивает несущие способности стропил, не даёт им прогибаться.

Прогоны

Прогонами называют элементы каркасной кровельной системы, которые располагаются перпендикулярно направлению стропильных ног. Прогоны работают как соединяющие и распределяющие нагрузки детали деревянной крыши, они служат принимающей основой, на которую опирают стропила. Прогоны ставят либо в самом верху фермы (коньковый прогон), либо в районе их середины (например, когда под крышей делается мансарда).

Разновидностью прогона можно считать «коньковую балку». Этот элемент часто используется при строительстве коттеджей-каркасников по канадской технологии. Коньковая балка – это длинный прогон, выполненный из мощной доски, на котором стыкуются стропила смежных скатов.

Стойки

Стойки – это вертикальные элементы, что являются опорой для всех видов прогонов. Посредством стоек, расставленных по центральной оси дома, исключается прогиб конькового прогона или коньковой балки, через них более точно передаётся вес на затяжку висячей кровельной системы или на промежуточную несущую стену, когда кровля реализована наслонной.

Если под крышей делается мансарда, то боковые стойки, подпирающие промежуточные прогоны, одновременно могут выступать ключевыми элементами каркаса для обустройства стен. 

Подкосы

Основная функция подкосов – устранить возможность прогиба стропил. В большинстве случаев, подкосы закрепляются к низу центральных стоек и под углом (в идеале близком к 45-ти градусам) расходятся к стропильным ногам.

Мауэрлат

Лишь с некоторой натяжкой мауэрлат можно отнести к элементам стропильной системы. Между тем, без него крайне сложно выполнять выставление и фиксацию стропильных ног на своих местах и практически невозможно равномерно перераспределить нагрузки от крыши на несущие стены.

В домах, сложенных из бревна или массивного бруса функции мауэрлата выполняет верхние венцы. А в случае с каркасным домостроением эту же роль играют доски верхней обвязки. Мауэрлат применяют, если дом у нас каменный, даже если стены увенчаны монолитным поясом. Он, как правило, представляет собой обрезной брус со сторонами от 75 до 150 мм, который (с использованием гидроизолирующей прокладки) анкерами закрепляется на стене по периметру дома. Затем врубкой, скобами или кронштейнами стропильные ноги закрепляют к мауэрлату. В некоторых случаях, когда строится сруб, и нужно компенсировать существенную усадку стен по высоте – для крепления стропил к мауэрлату используют скользящие опоры.   

Отдельным подвидом мауэрлата можно считать так называемый «лежень». Этот элемент делают из аналогичного пиломатериала, но закрепляют его на внутренней несущей стене. Лежень тоже принимает/распределяет нагрузку, но он служит опорным элементом для стоек, затяжек и подкосов.

Обрешётка

Через обрешётку на стропила передаётся вес кровельного материала и прочие нагрузки, действующие извне. Разряжённая обрешётка в виде обрезной доски или обрезного бруска крепится к стропилам перпендикулярно. Шаг расстановки разряжённой обрешётки в основном выбирается в соответствие с требованиями производителей финишного кровельного покрытия. Нередко обрешётка выполняется из крупнолистовых материалов (OSB-3 или фанера марки ФСФ), что необходимо, например, под битумную черепицу. В обоих случаях обрешётка стабилизирует крышу, связывая стропила каждого ската в единое целое. 

Стропильная система — вид изнутри

Стропильная система — вид снаружи

Прогоны

Мауэрлат

Обрешетка

Схема

Установка подкосов в стропильной системе. Стропильная система с прогоном. Небольшой расход средств – большая польза: мауэрлат

При возведении строений любого назначения особое внимание специалисты уделяют устройству кровли как одной из основных частей объекта, особенно данный пункт касается малоэтажного и дачного строительства. крыши – это жесткий каркас, на который, собственно, и монтируется кровельный материал. Выделяют несколько типов стропильных систем, их применяют в зависимости от этажности, площади и назначения здания. Сегодня мы подробно разберем монтаж и установку наслонных конструкций.

Одним из самых старых и, вероятно, наиболее эффективных веществ, используемых в прежние времена, является кровь быка, которая была пропитана фермами церквей, замков и зданий богатых людей того времени. Другим превосходным пропитывающим веществом, дешевым и наиболее эффективным, является масло. Рафинированное масло действительно бесполезно и надежно удаляет даже самые прочные грибы, такие как древесный червь. Однако сегодня мы не можем представить себе использование одного вещества. При сегодняшнем потреблении пропитки на каждую пилу будет по крайней мере три ома и один автомобиль.

Шаг №1: подготовительные работы

С чего же начать монтаж? Первый шаг любых строительных работ – подготовительный! Вначале нужно привести в порядок стены и перекрытия дома. Не секрет, что материал, из которого возводятся перекрытия, имеет, как правило, небольшие расхождения в размере, с каждым венцом или рядом «разница» только накапливается, визуально это можно и не заметить, а вот отвес или уровень мигом найдет дефект (с помощью этих инструментов можно выяснить, что высота стен разнится на пару сантиметров или что углы дома совсем непрямые – все эти огрехи нужно устранить).

Другим недостатком этой пропитки являются экологи, лежащие перед кошками, и привязанные к быкам, которые будут побеждать. Для этих, но и других причин разработаны современные пропитывающие агенты на основе алкилбензилдиметиламмонийхлорида, борной кислоты и тому подобного.

Структурные и технологические дефекты в деревянных конструкциях

Ручное распыление — можно писать только «В основном это зеленый!» кисть краски — лучше получить больше материала для пропитки в древесину, но все же «Нет славы», погрузившись в ванну — время выдержки должно быть таким, чтобы импринт. вещество проникало достаточно через трахею в лес. По этой причине это делается только для выбранных заказов и объектов. вакуумная пропитка — пропитка, ткань «пропитана» во весь объем древесины, но «никто не будет платить». Он эффективен, но он увеличивает цену. . По оценкам, функциональный срок службы деревянных конструкций в интерьере составляет от 100 до 120 лет.

Если ваша постройка из кирпича или пеноблоков, сделайте цементно-песчаную выравнивающую стяжку, если же дом деревянный, то неровности сгладьте прокладками из древесины. Все эти манипуляции позволят произвести по шаблону (любая готовая схема вам подойдет), что облегчит процесс. Кроме того, нагрузка на каждый узел считается из расчета, что поверхность горизонтальна, а углы прямые, если же это не так, гарантировать надежность всей конструкции вам не сможет никто.

Во время реконструкции, модификации, чердачные перестройки всегда необходимо проверить их состояние. Старение ухудшает качество древесины, особенно из-за появления капельных трещин и разрушительной активности биотических вредителей. Риск увеличения ущерба для деревянных конструкций возникает в зданиях с пренебрегаемым обслуживанием кровли, стоков дождевой воды, в случае неправильных модификаций зданий и, наконец, не в последнюю очередь в местах с плотно закрытой деревянной конструкцией. Сила также снижается при длительной перегрузке, что отражается на чрезмерном прогибе деревянных конструкций.

Небольшой расход средств – большая польза: мауэрлат

После того как все работы по выравниванию поверхностей будут завершены, приступайте к настилу гидроизоляции по и лишь потом к укладке мауэрлата и лежня (это делается при необходимости). Зачем вообще нужен мауэрлат? С помощью него можно исправить непрямые углы помещения.

Равновесная влажность деревянных конструкций зависит от относительной влажности воздуха и, следовательно, от температуры воздуха. В основном, влажность не учитывается в зимний период, что неблагоприятно для биологических вредителей. Долгосрочная равновесная влажность деревянных конструкций сильно зависит от потока воздуха и, следовательно, от скорости сушки деревянных конструкций. Угрозы для древесины древесно-разрушающими насекомыми начинаются с содержания влаги более 10%, с грибами для обработки древесины до содержания влаги выше 18-20%.

Чтобы правильно установить элемент, нужно помнить о следующем: толщину бревен, которые будут использоваться в качестве мауэрлата, необходимо подбирать такую, чтобы кобылки для карнизного свеса проходили через обрез стен; если этой рекомендацией пренебречь, после придется делать врубку или монтировать прокладки. Если при укладке мауэрлата под карнизный бортик вы вдруг заметили, что неправильно определили толщину продукта, то ни в коем случае не поднимайте его вровень с верхней кромкой. Что

Расчет несимметричной стропильной системы

Расчет симметричных стропильных систем как правило большой сложности не представляет. Однако внутренние стены далеко не всегда находятся посредине между наружными, являясь таким образом смещенными относительно середины дома.

В таких случаях опытные конструкторы жилых зданий советуют делать конструкцию, показанную на рисунке 471.1.

Почему предлагается именно такая конструкция, что из себя представляют элементы этой конструкции, как их рассчитывать и почему данная конструкция не всегда может рассматриваться, как расчетная схема, мы сейчас и узнаем.

Итак, несколько лет назад, когда у меня еще работал форум (сейчас он закрыт по техническим причинам, а нет, теперь опять открыт), один из читателей обратился ко мне со следующим вопросом: как рассчитать стропильную систему, показанную на рисунке 471.1?

Рисунок 471.1. Проектируемая стропильная система при смещенной внутренней стене.

Сразу скажу, подобное конструктивное решение предлагается практически во всех известных мне справочниках и руководствах по расчету строительных конструкций, а уж подобных картинок в интернете вообще не меряно. А потому переубеждать человека, перелопатившего половину интернета в поисках ответа на свой вопрос, не имеет смысла. Более того, дорогие мои читатели, вас я тоже не собираюсь переубеждать. Просто сейчас у меня появилось время для написания данной статьи, а как ей пользоваться — это уже ваше дело.

Стропильная система, показанная на рисунке 471.1 — это, во-первых, комбинация наслонных и висячих стропил. Кроме того, левую стропильную ногу можно рассматривать как трехпролетную неразрезную балку с разными пролетами, а правую стропильную ногу — как двухпролетную неразрезную балку также с разными пролетами. Впрочем, все это при условии, что стойки будут под каждой парой стропильных ног или будет произведен соответствующий расчет прогона, в том числе и на прогиб.

Даже и без долгих расчетов понятно, что максимальный изгибающий момент будет возникать или в большем пролете правой стропильной ноги или на промежуточной опоре этой стропильной ноги. В связи с этим использование бруса одинакового сечения и для левых и для правых стропильных ног будет неэффективным.

Одним из возможных вариантов уменьшения расчетного изгибающего момента будет устройство подкоса с правой стороны под таким углом, чтобы подкос приходился на середину стропильной ноги.

И тут у человека, мало знакомого с основами теоретической механики, сразу возникает возражение. Дело в том, что рекомендуемый угол для подкосов 45-54° к горизонтали. В целом это довольно разумная рекомендация, если учесть, что чем меньше угол наклона подкоса, тем больше будет горизонтальная составляющая нагрузки, действующая на подкос. Т.е. при угле меньше 45° горизонтальная составляющая нагрузки будет больше, чем вертикальная и потому эффективность подкоса вроде бы уменьшается.

Все это так, однако уменьшение пролета стропильной ноги может дать большую экономию, чем снижение нагрузки на подкос. А кроме того у нас имеется затяжка — она в любом случае будет воспринимать дополнительные напряжения из-за наличия подкосов, а так как сечение затяжки часто принимается по конструктивным соображениям, то увеличение нормальных напряжений, действующих в затяжке, приведет к увеличению количества нагелей в узлах крепления, только и всего. А на подбор сечения затяжки практически не повлияет (в том случае, если затяжка, как и стропила будет деревянной).

Далее, если и левые и правые стропильные ноги планируются из бруса одинакового сечения, то для большей эффективности можно вообще убрать вертикальную стойку и прогон, а подкос левой стропильной ноги сделать под таким углом, что он тоже будет приходиться на середину стропильной ноги.

При этом затяжка у нас также может быть посредине стропильных ног (или рядом с серединой) и тогда стропильная система будет выглядеть примерно так:

Рисунок 471.2. Возможный вариант стропильной системы при смещенной внутренней стене.

В этом случае расчет можно вести как для комбинированных стропильных систем. Единственное отличие в том, что подкосы имеют разный угол наклона и вроде как возникает дополнительный распор на смещенную внутреннюю стену даже при симметричной нагрузке. Да и вообще, подкосы с разными углами наклона вроде бы будут создавать разные растягивающие усилия в затяжке, что противоречит здравому смыслу.

Так вот, чтобы убрать этот дополнительный распор, можно сделать затяжку чуть ниже середины стропил и дополнительно скрепить с подкосами. Само собой чем сильнее внутренняя стена будет смещена от середины дома, тем сильнее будет дополнительный распор.

Например при расстояниях между стенами, показанных на рисунке 471.1 и при расчетной схеме, показанной на рисунке 471.2 угол наклона правого подкоса будет составлять около 30° к горизонтали или около β = 60° к вертикали. Угол наклона левого подкоса около 40° к вертикали. Ну это так, на глаз, для более точного определения углов следует провести более точный геометрический расчет.

Согласно формуле (470.7.1)

Nздоп = (VD + Q)sinβ/cosβ (470.7.1)

Т.е. даже при симметричной нагрузке, когда опорные реакции и поперечные силы для промежуточных опор двухпролетных балок — стропил равны, из-за разного угла наклона подкосов

Nздоп.лев = (VD + Q)0.6428/0.766 = 0.839(VD +Q)

Nздоп.пр = (VD + Q)0.866/0.5 = 1.732(VD +Q)

Таким образом разница больше, чем в 2 раза.

Нессиметричная нагрузка может или увеличить или уменьшить эту разницу, но лучше не гадать, а вести расчет по наиболее неблагоприятному сочетанию нагрузок. Т.е. в итоге продольная сила, действующая в затяжке между левой стропильной ногой и левым подкосом, будет минимальной, а между правой стропильной ногой и правым подкосом — максимальной, а между двумя подкосами это будет некое среднее значение. Все это необходимо для того, чтобы рассчитать количество нагелей в узлах соединения.

А теперь вернемся к стропильной системе, показанной на рисунке 471.1. Прогон и стойка, показанные на этом рисунке, а также подкосы, на рисунке не показанные по техническим причинам, могут понадобиться для того, чтобы обеспечить геометрическую неизменяемость конструкции кровли в плоскости, перпендикулярной рассматриваемой. Это важно, если кровля двухскатная, не вальмовая. Кроме того наличие стоек и прогона значительно облегчает монтаж стропильной системы.

В итоге получается, что общая конструктивная схема стропильной системы показна на рисунке 471.1, а вот расчетная схема, которой можно пользоваться для расчета подобной стропильной системы, показана на рисунке 471.2.

Или как вариант часть стропильных пар можно рассчитывать как комбинацию трехпролетных и двухпролетных балок, а другую часть как двухпролетные балки.

Но все равно наличие стойки — дополнительной опоры для левой стропильной ноги, не уберет распор на внутреннюю стену, а лишь его уменьшит. Также немного уменьшит распор и правый подкос, расположенный под углом 45°. Но все равно горизонтальная нагрузка на внутреннюю стену останется. Определение значения этой горизонтальной нагрузки — отдельный вопрос, но сразу скажу, что для стен из современных материалов типа газосиликатных блоков такие нагрузки могут быть критическими. Впрочем, к теме данной статьи это никак не относится.

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

9.6. Висячая система стропил

Схемы висячих стропильных конструкций крыш

Узлы сопряжения элементов висячих стропил

Полносборные деревянные стропильные фермы с узловым соединением

набивными пластинами (шаг ферм-0,8-1,0м).

С опиранием на стену С опиранием на стену и чердачное перекрытие

Использование набивной пластины в узловом соединении

Детали сопряжения висячих стропил

9.7. Комбинированная система стропил

Висячая система стропил более дорогая и сложная в изготовлении. Поэтому висячие стропила пролетом 9-16 м часто устанавливают с шагом 3-4 м, по которым в узлах укладывают прогоны, поддерживающие обычные наслонные стропила.

9.8. Конструктивные системы мансардных крыш

Схемы комбинированных систем стропильных конструкций крыш

Схемы конструктивного решения мансардных крыш

Варианты скатов мансардных крыш

9.9. Теплоизоляция крыш

В крышах с холодным чердаком утеплитель располагается на чердачном перекрытии. При устройстве мансарды утеплитель размещается в трех возможных участках:

— вертикальном – в уровне низких стенок мансарды (если таковые предусмотрены) и в уровне стенок люкарн;

— наклонном – в уровне скатов крыши;

— горизонтальном – над потолком мансарды и в зоне карнизов.

Схемы утепления мансардных крыш

Для теплоизоляции применяются высокоэффективные теплоизоляционные материалы плотностью не более 100 кг/м³ марок isover, rockwoll, danova, parok, ursa и т.п. Толщина утеплителя для климатических условий Украины может достигать 200 мм. Применять утеплители из жестких полимерных пенопластов (пенополистирол, полиэтилен, полиуретан) в мансардных крышах не рекомендуется ввиду необеспеченности пожарной безопасности и затруднений плотной укладки плит между стропилами.

Теплоизоляционные материалы для скатных крыш

виды. Трехшарнирная треугольная арка с использованием приподнятой затяжки.

Двускатная крыша или щипцовая — это крыша на два ската, т.е. имеющая 2 наклонные поверхности (скаты) прямоугольной формы.

Каркас двухскатной крыши в силу конструктивных особенностей идеально сочетает в себе простоту устройства и обслуживания с надежностью и долговечностью. Эти и многие другие параметры делают строительство двухскатной крыши практичным и рациональным решением для частного и коммерческого домостроения.

В рамках этой статьи рассмотрим, как сделать стропильную систему двухскатной крыши своими руками. Для эффективного восприятия материала он представлен в виде пошаговой инструкции от А до Я, от выбора и расчетов, до монтажа мауэрлата и обрешетки под кровлю. Каждый этап сопровождается таблицами, схемами, чертежами, рисунками и фото.

Популярность крыши домиком обусловлена рядом преимуществ:

• вариативность конструкции;
• простота в расчетах;
• естественность стока воды;
• цельность конструкции снижает вероятность протечек;
• экономичность;
• сохранение полезной площади чердака или возможность обустройства мансарды;
• высокая ремонтопригодность;
• прочность и износоустойчивость.

Виды двухскатной крыши

Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.

Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):

Наиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.

Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.

Явный недостаток — невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.

Устройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.

Такая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.

Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Места расположения элементов показаны на фото.

• Мауэрлат . Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида — цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.

  Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

• Стропильная нога . Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.

• Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

• Коньковый прогон , монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

• Боковые прогоны , они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

• Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета — по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше — место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке — стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две — стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

• Подкос . Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

• Лежень . Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

• Обрешетка . Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет. Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.

Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Расчет параметров материала важный этап, поэтому приводим алгоритм расчета пошагово.

Важно знать: вся стропильная система состоит из множества треугольников, как наиболее жесткого элемента. В свою очередь, если скаты имеют различную форму, т.е. являются неправильным прямоугольником, то нужно разделить его на отдельные составляющие и посчитать нагрузку и количество материалов для каждого. После расчетов данные суммировать.

1. Расчет нагрузки на стропильную систему

Нагрузка на стропила может быть трех видов: