Конструкция стропильной системы: Устройство стропильной системы двускатной крыши — ЖК Акваполис

Содержание

виды и монтаж для разных форм скатных крыш

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

Содержание материала:

[—ATOC—]

[—TAG:h3—]

Стропильные системы крыши

Содержание

Какими должны быть стропила для крыш
Главные конструкционные элементы стропил
Виды стропильных систем разных типов крыш
Висячие
Наслонные
Односкатные крыши
Двускатные
Вальмовые или четырехскатные
Ломанная крыша
Дополнительные элементы
Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

Какими должны быть стропила для крыш

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

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

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

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

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

Каким требованиям должно отвечать дерево:

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

Главные конструкционные элементы стропил

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

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

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

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

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

Виды стропильных систем разных типов крыш

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

Висячие

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

Конструкция крыши висячего типа

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

Важные дополнения:

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

Наслонные

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

Наслонная стропильная система

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

Особенности:

Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.

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

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

Односкатные крыши

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

Двускатные

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

Рекомендуемая схема монтажа стропильной системы висячего типа для двускатной крыши

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

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

Вальмовые или четырехскатные

Правила устройства стропильной системы вальмовой крыши

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

Ломанная крыша

Монтаж стропил ломанной крыши

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

Дополнительные элементы

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

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

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

Способы крепления стропил к мауэрлату и коньковому прогону

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

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

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

Перфорированные элементы крепления: углы, пластины, опора бруса

Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

Схема установки стропильной системы в случае двускатной крыши

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

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

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

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

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

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

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

Виды и схемы стропильных систем: устройство стропильной системы

Крыша выполняет ряд важных функций по созданию достойных условий проживания вкупе с обеспечением внешней привлекательности. Вполне резонно ее считают значимой конструктивной составляющей здания. За формирование кровельной конструкции отвечает стропильный каркас. Он обязан стойко держать нагрузки, определять конфигурацию и сочетаться с экстерьером дома.

С решением поставленных задач способна справиться только грамотно подобранная основа крыши. Сделать правильный выбор значительно легче, если хозяину загородного поместья известны все возможные виды и схемы стропильных систем, понятна специфика их возведения и сфера применения.

Список обязанностей крыши не ограничивается лишь защитой от атмосферных воздействий. Хотя противостояние погодным явлениям в конкретной местности, вне сомнений, возглавляет внушительный перечень задач.

Крыша в качестве завершающего архитектурного штриха дополняет облик здания, придает ему стилистическую направленность или начисто лишает ее. Стропильная система как основа кровельной конструкции обязана отвечать всему спектру технических и эстетических требований, предъявляемых непосредственно к крыше.

Факторы выбора «костяка» крыши

Стропильная система – неоспоримая принадлежность скатных крыш, которая:

задает конфигурацию и крутизну;
удерживает финишное покрытие и компоненты кровельного пирога;
создает условия для безупречной работы элементов кровельной системы.

Выбор крыши в итоге сводится к определению идеального варианта стропильной системы, на который кроме личных предпочтений владельца дома влияют еще такие веские факторы как:

Количество зимних и летних осадков, характерное для местности, в которой запланировано строительство.
Сила и направление со скоростью ветров, преобладающих в регионе.
Желание хозяина использовать пространство под крышей для организации хозяйственных или жилых помещений.
Тип финишного кровельного покрытия.
Финансовые возможности собственника.

Климатические данные в немалой степени воздействуют на выбор крыши и устройство стропильной системы. В регионах с изобильным выпадением снега нецелесообразно возводить конструкции с незначительной крутизной, способствующей образованию снежных залежей. В районах с порывистыми ветрами наоборот предпочтительны обтекаемые и низко-скатные формы, которые сложно будет сорвать и унести мощному погодному явлению.

Понятно, что пологая конструкция не приспособлена к устройству в ней полезных помещений. Для желающих оборудовать пространство под кровлей есть стропильные системы, предназначенные для строительства в регионах с различной степенью ветровых нагрузок.

Если необходимости в использовании чердака не возникает, крышу сложной либо простой конфигурации можно построить без него. Вариантов масса, включая разнообразные комбинации базовых версий, ознакомление с которыми даст представление о сути строительства стропильной системы любого типа.

Для того чтобы не мучиться в догадках о наиболее рациональной форме и угле наклона скатной крыши, достаточно присмотреться к окружающим малоэтажным домам.

Проверенную на деле конфигурацию можно смело брать в качестве базового варианта, чтобы скорректировать и доработать его в соответствии с требованиями будущего владельца и техническими характеристиками кровельного покрытия. Если нет желания копировать соседей, стоит ознакомиться с конструктивной и эксплуатационной спецификой различных стропильных систем.

Базовые варианты стропильных систем

Скатную крышу упрощенно можно представить как совокупность скатов – плоскостей, по которым «скатывается» атмосферная вода. Скаты формируются ребрами стропильных ног – главных элементов стропильной системы. Классификация скатных крыш и соответствующих им стропильных систем производится в зависимости от количества и конфигурации скатов. Согласно обозначенным признакам в их рядах числятся:

Односкатные. Крыши с одним скатом устраивают преимущественно над хозяйственными объектами, пристройками, верандами. Стропильные ноги односкатной системы опираются на две стенки или два ряда стоек. Одна из стенок или один ряд опор должен быть выше другого, чтобы по образованной стропилами плоскости могла без препятствий стекать вода.
Двускатные. Крыши с двумя прямоугольными скатами чаще всего встречаются на отечественных просторах. Стропильные ноги двускатных систем опираются на две стенки прямоугольной коробки дома. В классическом исполнении площадь обоих скатов равна, как и высота опорных стенок. Правда, нередкими стали проектные решения с различающимися по площади скатами и разными по высоте опорными стенками.
Вальмовые. Иначе называются четырехскатными, исходя из численности скатных плоскостей. Стропильные ноги вальмовой системы формируют пару трапециевидных и пару треугольных скатов. Стропила трапециевидных составляющих опираются на длинные стенки коробки, а треугольных собратьев – на короткие торцевые. В плане вальмовая крыша похожа на почтовый конверт. Эффектно смотрится, используется повсеместно. К четырехскатной категории относятся крыши с укороченными треугольными скатами, настойчиво рекомендованные для строительства в районах с высокой ветровой нагрузкой.
Шатровые. Крыша, которая состоит из сходящихся в одной вершине треугольных скатов. Минимальное количество скатов 4, верхний предел не ограничен. Стропила шатровой системы опираются на равные по высоте стенки или опоры. Шатровые конструкции предпочитают водружать над верандами и беседками. Вариации с крутизной шатровой крыши позволяют устраивать их в регионах с любой ветровой нагрузкой.
Ломаные. Именуются также мансардными, потому что именно ломаная технология позволяет создать максимально просторные помещения под кровлей. Стропильные ноги ломаных конструкций устанавливаются по аналогии с двускатными системами, но сооружаются в два яруса. Нижние стропилины опираются на стены обустраиваемой коробки, верхние на опоры нижнего яруса стропильного каркаса.

У перечисленных типажей крыш и стропильных конструкций есть многочисленные вариации на скатную тему. К примеру, двускатная крыша может иметь обычный фронтон-щипец с одного торца и вальму с противоположной стороны или дополняться односкатной конструкцией над крыльцом посредине основного ската.

При крестообразном объединении двух двускатных систем образуется сложно-составная крыша с четырьмя деревянными щипцами или каменными фронтонами. В обустройстве коробок Т-образной или Г-образной конфигурации зачастую участвует несколько видов стропильных систем одновременно. Верхний ярус ломаной крыши может быть построен по вальмовой технологии.

Стропильную конструкцию любой сложности можно представить как совокупность простых форм. Чтобы легче было разобраться в строительных хитросплетениях, объект лучше условно разбить на отдельные блоки. Они-то и подскажут, как возводить каждую из частей и соединять друг с другом перечисленные выше базовые типы стропильных каркасов.

Для того чтобы разобраться в изобильном разнообразии конструкций и в возможностях их компоновки, рассмотрим основные типы стропильных систем и соответствующие им схемы.

Вид #1 — односкатный стропильный каркас

Большинство односкатных крыш относится к разряду бесчердачных, потому что независимо от крутизны создаваемое ими пространство под крышей маловато по объему. Однако при желании соорудить строго горизонтальный потолок, перекрытие, отделяющее чердак от основных помещений, все же сооружают.

Схема односкатной стропильной системы зависит от величины пролета, который предстоит перекрыть единственным скатом:

Если расстояние между верхней и нижней опорой стропильной ноги меньше либо равно 4,5м, дополнительные подкосы и стойки не применяются.
Если величина пролета находится в интервале от 4,5м до 6м, возле высокой стенки укладывается лежень. В него упирают подкос — подстропильную ногу, обеспечивающую жесткость стропилины ближе к верхней части пролета.
Если предстоит перекрытие пролета от 6м до 9м, лежни укладываются с обеих сторон и в оба лежня упираются подстропильные ноги.

При необходимости перекрыть более значительный пролет, его делят на сектора с указанными выше расстояниями. На границе смежных секторов устанавливают стойки под прогоны, а в пределах сектора устанавливают лежни и подкосы согласно описанным правилам. Для строительства в регионах с высокой ветровой активностью односкатные стропильные конструкции изнутри дополняют диагональными ветровыми связями.

В плане схема односкатного стропильного каркаса напоминает ряд параллельно уложенных балок. Крыша с одним скатом не слишком красива, но весьма экономна. Оптимальный угол наклона от 4º до 12º, не запрещен и больший уклон.

Конструкции с низкими скатами желательно оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляцией, что необязательно для крутых крыш. В качестве финишного покрытия лучше использовать мягкие виды кровли для низких сооружений, профлист или кровельный металл для обустройства конструкций по-круче.

Вид #2 — стропильные системы двухскатных крыш

Двускатные стропильные каркасы строят по ж/б перекрытиям и деревянным балкам, преимущественно с чердаками. У самого распространенного типа крыш огромное количество низких и высоких, утепленных и холодных модификаций.

В зависимости от архитектурных и технических условий объекта стропильные ноги, применяемые в устройстве двухскатных крыш, делятся на:

Наслонные. Это стропилины, имеющие под верхней и нижней пяткой прочную опору. Изготавливаются и устанавливаются они наподобие стропильных ног односкатных крыш. Сооружают наслонные стропильные системы над коробками, обладающими внутренней несущей стеной. Она нужна как опорная конструкция под коньковый прогон. Роль стены может играть ряд опорных стоек или колон. В простейшей наслонной схеме с пролетом до 5м верха стропилин опираются на прогон, который через опорные стойки опирается на лежень. Жесткость обеспечивают подкосы. Схемы для более солидных пролетов оснащаются схватками, бабками и дополнительными прогонами.
Висячие. Стропила висячего типа имеют только нижнюю опору, верхами они упираются друг в дружку. Элементы висячего стропильного каркаса сразу изготавливают в форме треугольника, благодаря чему можно отказаться от мауэрлата. Функцию мауэрлата в таких случаях доверяют основанию треугольника – затяжке, используемой для компенсации распора на крышу от веса снега, кровли и самой системы. Висячую технологию применяют в обустройстве небольших коробок, не имеющих внутренней опоры для конькового прогона. При необходимости перекрытия большепролетных сооружений висячая схема оснащается бабками-подвесками, подкосами, стяжками и др.

Сооружениям с двумя скатами рекомендована крутизна от 10º до 60º. Для финишной отделки можно использовать все известные виды штучных, рулонных и крупнолистовых покрытий.

В зависимости от технических характеристик кровли обрешетка устраивается сплошной или разреженной. Низкие скаты до 12º полностью покрываются водозащитным ковром, высокие – только в местах возможных протечек: вдоль карнизов, конька, ендов, вокруг труб и прочих кровельных проходов.

Вид #3 — вальмовая и полувальмовая система

Вальмовые, они же крыши «конвертом» от двухскатных сооружений отличаются тем, что место вертикальных щипцов-фронтонов в их конструкциях занято наклонными треугольными скатами — вальмами. Центральную часть крыши занимает стандартная двухскатная стропильная система, к которой под углом примыкают те самые вальмы.

Разнообразие в семействе вальмовых сооружений достигается путем вариаций с пропорциями. Изменяя соотношение длины конька к длине основания и высоте ската, можно получить конструкцию, отвечающую любым вкусовым и архитектурным запросам.

В строительстве стропильных каркасов для вальмовых крыш используются:

Наслонные или висячие стропильные фермы с соответствующими конструктивными элементами: лежнями, коньковыми прогонами, затяжками и т.д.
Диагональные стропилины, соединяющие вершины крайних стропильных ферм с углами коробки.
Накосные укороченные стропилины, формирующие наклонные скаты вальм и примыкающие к вальмам части основных скатов.

Вальмовые конструкции бывают чердачными и бесчердачными. Надо признаться, они не слишком подходят для организации помещений под крышей. Четыре наклонных ската серьезно ограничивают пространство. Однако для любителей мансардных домов есть датская разновидность с укороченной вальмой. Приверженцам нестандартной архитектуры наверняка понравится голландский тип, относящийся к категории под названием «полувальмовые крыши» наравне с датским вариантом.

Стропильные системы для крыш вальмовой и полувальмовой разновидности возводят с углом наклона от 10-12º до 60º. В безусловном приоритете классические пропорции крутизной 25-30º.

Кроме проходок, коньков и карнизных свесов в усиленной гидроизоляции нуждаются все выпуклые и вогнутые углы вальмовой конструкции. Непростая конфигурация скатов диктует применение штучных материалов в финишной отделке. При раскрое металлочерепицы и профлиста слишком много будет отходов.

Вид #4 — шатровая крыша

Простая четырехскатная шатровая конструкция представляет собой вальмовую крышу, лишенную коньковой части. Ее схема в плане напоминает квадрат с проходящими из угла в угол диагоналями. Треугольные скаты соединяются в одной вершине, что и делает крышу схожей с шатром. Строят шатровые крыши над коробками четкой прямоугольной или многоугольной формы.

В сооружении шатровых стропильных систем используются стандартные наслонные и висячие принципы:

Над коробкой с центральной опорой или несущей стеной возводится стропильная конструкция наслонной разновидности.
Над объектом без внутренней стены или опоры возводят каркас по висячему принципу.

Крутизна и количество скатов зависят от личных предпочтений будущего владельца. Идеальным кровельным покрытием для отделки треугольных скатов будет штучный материал, исключительно потому что при раскрое крупных листов остается внушительное количество отходов. Независимо от крутизны шатровые сооружения предпочитают оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляционным ковром.

Вид #5 — ломаная стропильная система

Стропильные каркасы для ломаных, т.е. мансардных крыш специально ориентированы на увеличение чердачного пространства с целью создания в нем бытовых или жилых помещений.

Ломаная технология преимущественно используется в строительстве чердачных крыш, которые могут быть холодными в дачных постройках и утепленными в домах постоянного проживания.

Каждый скат классической ломаной крыши условно можно разделить на две прямоугольные части, создающие между собой внешний угол. Необходимую форму получают посредством изменения размеров частей скатов, углов между ними и угла в коньковой зоне.

Стропильная система мансардного типа – один из наиболее сложных видов стропильных систем: схемы и чертежи ломаного каркаса знакомят с непростой структурой конструкции. Состоит она из двух взгромоздившихся друг на дружку ярусов:

Нижний ярус стропильных ног опирается через мауэрлат на балки деревянного перекрытия, ж/б плиты или потолочный брус деревянного дома. Для опирания верха стропилин устанавливают прогоны, которые также служат опорой для низа стропилин верхнего яруса. Стропилам нижней части ломаной крыши разрешено быть только наслонными.
Верхний ярус стропилин нижними пятками опирается на прогоны расположенного под ним яруса. Прогоны же служат основанием для укладки потолочных балок мансарды. В сооружении верхней части может использовать и наслонная, и висячая методика. Задача верхушки заключается только в формировании коньковой части, потому что обязанности по распределению кровельного пирога возложены на нижнюю часть мансардной крыши.

Угол наклона нижних и верхних частей скатов хозяин выбирает согласно собственным предпочтениям. Идеальной формой считают, если пять углов мансардной крыши пересекает воображаемая окружность. Сплошную или разреженную обрешетку устраивают в зависимости от типа кровельного покрытия, а ограничений по его выбору вообще не существует.

На более пологую верхнюю часть лучше монтировать сплошную обрешетку и гидроизоляцию. На крутой нижней части скатов осадки не задерживаются, зато ей угрожают шквальные ветры.

Чтобы исключить срыв ломаной крыши в местностях с частыми сильными ветрами каждую стропилину прикрепляют проволочной связкой к стене, а не через одну, как принято при фиксации обычных скатных крыш.

Советы эксперта:

Фото-подборка (слайдшоу):

Представленные схемы разных видов стропильных систем подходят для обустройства деревянного дома, кирпичной и пенобетонной коробки. Разница лишь в креплении мауэрлата по деревянным и каменным стенам. Сведения о базовых разновидностях стропильных поможет грамотно определиться с типом и конфигурацией крыши для загородной собственности.

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Проектирование конструкции фермы

Опубликовано 10 ноября 2017 г. компанией Structural Innovations in Residential Structural Inspections

Фермы — это обычная система, используемая для поддержки конструкций на большом пространстве. Он состоит из рамы из элементов, нагруженных в осевом направлении, находящихся на растяжение или на сжатие и соединенных между собой в узлах. Фермы конструктивно спроектированы так, чтобы быть эффективными конструкционными системами, в которых каждый компонент имеет решающее значение для долговечности и прочности фермы. Исторически фермы изготавливались из дерева или стали. В жилищном строительстве деревянные стропильные фермы десятилетиями использовались для поддержки полов и кровельных систем. В этой статье речь пойдет о конструкции деревянных стропильных ферм в жилом строительстве.

Фермы состоят из нескольких ключевых компонентов; члены аккорда, веб-члены и связи. Пояса располагаются вверху и внизу фермы. Нижний пояс обычно всегда находится под натяжением, подобно тетиве лука; в то время как верхний пояс обычно находится под сжатием. Элементы перемычки передают силы растяжения/сжатия на оба элемента пояса. Элементы полотна также определяют глубину стропильной фермы. Более глубокие фермы могут охватывать большие расстояния из-за увеличения плеча рычага между верхним и нижним поясами. Все элементы должны быть надлежащим образом соединены для передачи осевых усилий между поясами и стержнями. Соединения в деревянных фермах обычно выполняются из стальных косынок.

Распространенные ошибки проектирования ферм крыши

Общие проблемы проектирования ферм, возникающие в жилищном строительстве, включают сломанные элементы перемычки/пояса, а также сломанные соединения. Из-за избыточности каркаса в жилом строительстве отказы ферм из-за перегрузок случаются редко. Вместо этого, сломанные элементы и/или соединения обычно возникают во время транспортировки фермы крыши на площадку или во время монтажа фермы. На рисунках с 1 по 3 ниже приведены примеры сломанных стержневых элементов, разделенных хордовых элементов и смещенных соединительных пластин.

Рис. 1. Неработающий веб-элемент

Рис. 2: Раздельный хордовый элемент

Рис. 3. Смещенная косынка

Мы также столкнулись с проблемами, связанными с конструкцией стропильной фермы, которая была изменена для обеспечения доступа на чердак, установки ОВКВ и другого вспомогательного оборудования. Модификации, как правило, проводились без должного внимания и понимания того, как это повлияет на общую структурную целостность фермы крыши.

Фермы со сломанными или модифицированными элементами должны быть отремонтированы для восстановления целостности фермы. Существует несколько способов ремонта ферм, и методы ремонта будут различаться в зависимости от сломанного компонента фермы. Например, сломанные элементы стенки и пояса могут просто потребовать добавления дополнительного каркаса с обеих сторон по длине элемента, в то время как смещенные косынки могут потребовать установки новых пластин или установки дополнительных деревянных косынок вокруг соединительного стыка. Важно отметить, что фермы являются инженерными элементами, и что ремонт или изменение фермы не может быть произведено без письменного разрешения лицензированного профессионального инженера.

Строительные нормы и правила проектирования ферм

Международный кодекс жилищного строительства является базовым кодексом жилищного строительства практически во всех штатах. В разделе R802.10.2 «Дизайн» IRBC указано:

«ДЕРЕВЯННЫЕ ФЕРМЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ПРОЕКТИРОВАНЫ В СООТВЕТСТВИИ С ПРИНЯТЫМИ ИНЖЕНЕРНЫМИ ПРАКТИКАМИ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ ФЕРМ, СОЕДИНЕННЫХ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ПЛАСТИНАМИ, ДОЛЖНЫ СООТВЕТСТВОВАТЬ СТАНДАРТАМ ANSI/TPI 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЧЕРТЕЖИ ФЕРМ ДОЛЖНЫ ПОДГОТОВИТЬСЯ ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫМ СПЕЦИАЛИСТОМ, ТОГДА ТРЕБУЕТСЯ ЗАКОНОМ ЮРИСДИКЦИИ, В КОТОРОЙ РЕАЛИЗУЕТСЯ ПРОЕКТ…»

IRBC далее указывает в разделе R802.10.4 «Изменения ферм»:

«ФЕРМНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ НЕ ДОЛЖНЫ ОБРЕЗАТЬСЯ, ПРОДЕЛЫВАТЬСЯ, СВЕРЛИВАТЬСЯ, СОЕДИНЯТЬСЯ ИЛИ ИНЫМ ОБРАЗОМ ИЗМЕНЯТЬСЯ БЕЗ УТВЕРЖДЕНИЯ ЗАРЕГИСТРИРОВАННОГО СПЕЦИАЛИСТА-ПРОЕКТИРОВЩИКА. ИЗМЕНЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ (НАПРИМЕР, ОБОРУДОВАНИЕМ ВЧ, ВОДЯНЫМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ), ПРЕВЫШАЮЩЕЙ РАСЧЕТНУЮ НАГРУЗКУ НА ФЕРМУ, НЕ ДОПУСКАЮТСЯ БЕЗ ПРОВЕРКИ СПОСОБНОСТИ ФЕРМЫ ВЫДЕРЖАТЬ ТАКУЮ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ НАГРУЗКУ».

В строительных нормах и правилах четко указано, что любые изменения, модификации или ремонт конструкции фермы должны осуществляться в соответствии с проектом лицензированного профессионального инженера. Если у вас повреждена или модифицирована ферма крыши, мы рекомендуем вам обратиться к местному лицензированному профессиональному инженеру, который поможет вам проверить ферму и спроектировать соответствующий ремонт.

Кроме того, если вы планируете модифицировать фермы для обеспечения дополнительного доступа к чердаку, установки вспомогательного оборудования и т. д., мы настоятельно рекомендуем в процессе планирования проконсультироваться с лицензированным профессиональным инженером, например, инженером по структурным инновациям. Инженер может предоставить письменный план ремонта в поддержку изменений. Все инженерные ремонты ферм должны выполняться лицензированным генеральным подрядчиком и проверяться местными строительными властями.

Распространяйте любовь

Ферма — Проектирование зданий

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимальное удобство на нашем веб-сайте. Вы можете узнать о наших файлах cookie и о том, как отключить файлы cookie, в нашей Политике конфиденциальности. Если вы продолжите использовать этот веб-сайт без отключения файлов cookie, мы будем считать, что вы довольны их получением. Закрывать.

Редактировать эту статью

Последняя редакция 20 окт 2022

См. вся история

Содержимое

1 Введение
2 типа ферм
- 2.1 Простая ферма
- 2.2 Плоская ферма
- 2.3 Ферма пространственной рамы
- 2.4 Опалубка фермы
- 2,5 ферма Пратта
- 2.6 Ферма Уоррена
- 2.7 Ферма северного фонаря
- 2,8 Ферма центральной стойки
- 2. 9 Ферма длинной стойки
- 2.10 Плоская ферма
- 2.11 Белфастская ферма
- 2.12 Другие типы ферм:
3 Статьи по теме Проектирование зданий

Ферма — это конструкция, состоящая из элементов, организованных в соединенные треугольники, так что вся сборка ведет себя как единый объект. Фермы чаще всего используются в мостах, крышах и башнях.

Ферма состоит из перемычки треугольников, соединенных вместе для обеспечения равномерного распределения веса и управления изменением напряжения и сжатия без изгиба или сдвига. Треугольник геометрически стабилен по сравнению с четырехсторонней (или более) формой, которая требует фиксации угловых соединений для предотвращения сдвига.

Фермы состоят из треугольных элементов, состоящих из прямых элементов. Концы этих элементов соединены в соединениях, известных как узлы. Они способны нести значительные нагрузки, передавая их на несущие конструкции, такие как несущие балки, стены или грунт.

Обычно фермы используются для:

Увеличение пролета.
Минимизируйте вес конструкции.
Уменьшенный прогиб.
Поддержка тяжелых грузов.

Фермы обычно состоят из трех основных элементов:

Верхний пояс, который обычно подвергается сжатию.
Нижний пояс, который обычно находится в напряжении.
Распорка между верхним и нижним поясами.

Верхний и нижний поясы фермы обеспечивают устойчивость к сжатию и растяжению и, таким образом, устойчивость к общему изгибу, в то время как раскосы противостоят силам сдвига.

Эффективность ферм означает, что они требуют меньше материала для поддержки нагрузок по сравнению со сплошными балками. Как правило, общая эффективность 9Ферма 0016 оптимизирована за счет использования меньшего количества материала в поясах и большего количества в элементах жесткости.

[править] Простая ферма

Это единый треугольник, который можно найти в каркасной крыше, состоящей из стропил и потолочной балки.

[править] Плоская ферма

Плоская ферма представляет собой ферму , в которой все элементы лежат в двухмерной плоскости. Этот тип фермы обычно используется последовательно, с фермы , расположенные параллельно для образования крыш, мостов и т. д.

В отличие от плоской фермы , лежащей в двумерной плоскости, пространственная рама ферма представляет собой трехмерный каркас из соединенных треугольников.

Существует множество форм ферм , которые могут быть созданы из различных материалов, общей геометрии и пролета. Некоторые из наиболее распространенных форм описаны ниже.

[править] Ферма Pratt

Эта форма, также известная как ферма N , часто используется в зданиях с большими пролетами, с пролетами от 20 до 100 м, где могут преобладать подъемные нагрузки, например, в ангарах самолетов. Ферма Pratt использует вертикальные элементы для сжатия и горизонтальные элементы для растяжения. Конфигурация элементов означает, что более длинные диагональные элементы испытывают растяжение только из-за действия гравитационной нагрузки, что позволяет использовать их более эффективно.

[править] Ферма Warren

Ферма Warren имеет меньше элементов, чем ферма Pratt , и имеет диагональные элементы, которые попеременно находятся в состоянии растяжения и сжатия. Элементы фермы образуют ряд равносторонних треугольников, чередующихся вверх и вниз.

Эта форма фермы обычно используется для коротких пролетов в промышленных зданиях и называется так потому, что позволяет получить максимальную выгоду от естественного освещения за счет остекления на более крутом северном склоне (иногда называемом зубчатая крыша). Это обычное явление на более крутом склоне ферма , чтобы иметь вторую ферму , проходящую перпендикулярно плоскости северного фонаря фермы , обеспечивая большое пространство без колонн.

Фермы шкворня, обычно изготавливаемые из дерева и имеющие пролет до 8 м, обычно используются при строительстве крыш жилых домов. Они имеют форму простого треугольника с вертикальным элементом между вершиной и нижним поясом.

Подобно ферме шкворня , но с диагональными элементами между центром нижнего пояса и каждым наклонным верхним поясом, фермы шкворня могут иметь пролет 10 м.

Верхний и нижний пояса параллельны, что позволяет строить полы или плоские крыши.

Ферма Белфаста представляет собой ферму , состоящую из нижнего горизонтального элемента или анкерной балки и изогнутого верхнего элемента или дуги, которая имеет меньшие пересекающиеся элементы в различных точках, образуя веерную сетку или решетчатую структуру. Радиус верхнего криволинейного элемента равен половине радиуса точки разбивки линий веера.

[править] Другие типы ферм:

Другие варианты включают:

Ферма Howe .
Конструкция стропильной системы: Устройство стропильной системы двускатной крыши