опорные узлы, крепеж, соединение с балками и мауэрлатом
Последнее обновление статьи 19.05.2022
Узлы крепления стропил должны обеспечивать необходимую прочность каркаса кровли. Важно правильно выбрать технологию монтажа элементов стропильной системы между собой и их крепления к несущему контуру, чтобы готовая крыша была способна выдержать расчетные нагрузки.
Содержание
Особенности кровельных конструкций
узлы крепления стропил к мауэрлатуЗадача наслонных и висячих стропильных систем кровли – максимально равномерная передача нагрузки подстропильной конструкции, которая, в свою очередь, распределяет нагрузку на несущие стены и фундамент постройки. Подстропильная конструкция обычно является мауэрлатом (балкой, уложенной вдоль на каждой несущей стене). Также это могут быть опоры перекрытия (укладываются на стене поперек) или верхний венец сруба из бруса или бревна.
Выбор способа крепления стропил к мауэрлату зависит от их типа. Наслонная конструкция заставляет мауэрлат работать на срез, в то время, как висячие фермы – на сжатие, направление которого совпадает с ориентацией несущих стен.
Установка затяжки
Монтаж двускатной кровли требует установки стропильной системы наслонного или висячего типа.
Чтобы смонтировать жесткую висячую стропильную ферму, не передающую распорные нагрузки на стены, требуется правильно выполнить узлы крепления горизонтальных перемычек – затяжек и ригелей.
В зависимости от того, какая была выбрана конструкция крыши, затяжка может монтироваться у основания стропил и выполнять функцию балки перекрытия. Стропильную ферму, которая крепится к мауэрлату, для придания жесткости оснащают ригелем – перемычкой, расположенной ближе к коньку. В мансардных крышах ригели служат основой для обшивки потолка.
висячие стропила с бабкой и подкосамиУзел соединения при установке затяжки рекомендуется выполнять методом «врубки в стропило полусковороднем» с использованием крепежного винта.
Данный способ монтажа требует точной подгонки элементов, так как при больших зазорах, в местах сопряжения, узел крепления под нагрузкой может разрушиться.
Более простой способ – монтаж внахлест. В этом случае перемычка выполняется из доски либо двух досок, установленных с обеих сторон стропильной ноги. В качестве крепления используются гвозди. Узел может представлять собой и болтовое соединение, но это снизит несущую способность стропил на 20%.
узел крепления затяжек к стропиламЕще один вариант – установка ригеля враспор. Монтаж узла такого типа стал возможен после изобретения гвоздевых пластин. Конструкция способна выдержать высокие нагрузки – надежность обеспечивается за счет плотного примыкания деталей и прочной фиксации с двух сторон благодаря большому количеству зубьев на пластине.
Сечение бруса или доски для изготовления распорного ригеля должно совпадать с сечением стропила.
Мауэрлат: узлы крепления стропильных ног
Опирание деревянных стропил на мауэрлат может выполняться по двум технологиям:
- жесткое крепление к мауэрлату;
- скользящее крепление к мауэрлату.
При жестком креплении полностью исключаются любые виды смещения стропильной ноги, которая упирается в мауэрлат (изгибы, сдвиги, кручение). С этой целью при монтаже стропильной системы кровли установка стропил может выполняться с применением подшивного бруска, который предотвращает соскальзывание стропильной ноги в месте опирания.
Боковые сдвиги при этом методе соединения исключаются благодаря установке металлических уголков.
Во втором варианте жесткого крепления стропильной ноги на мауэрлат необходимо выполнить запил (седло) в нижней части стропильного бруса или доски. Плоскость опирания должна быть горизонтальной, для этого запил в стропилах производится под углом, соответствующим наклону ската.
Для фиксации узла с обеих сторон стропила под углом вбивается по гвоздю (внутри мауэрлата они должны быть скрещенными), сверху вертикально через стропило в мауэрлат вбивается третий гвоздь.
узел жесткого крепления стропилСкользящее крепление обычно используется при возведении стропильной системы на доме из бруса или бревна.
Основанием для опирания стропильных ног в этом случае служит не мауэрлат, а верхний венец сруба. Чтобы избежать деформации крыши при усадке дома, необходимо выполнить узел с определенной степенью свободы для стропильной ноги.
Нередко с этой целью используется специальный крепежный элемент из металла – скользящая опора («салазки»). Его верхняя часть представляет собой петлю, которая смещается по направляющей, закрепленной на стропильной ноге, при изменении геометрии сруба.
скользящее крепление стропил на срубе Используются и другие методы монтажа скользящего узла.В стропильной ноге выполняется запил, балка устанавливается срезом на верхний венец, после чего закрепляется одним из способов:
- посредством одного вертикально забитого гвоздя;
- с помощью забитых с двух сторон гвоздей, скрещивающихся в мауэрлате;
- посредством скобы;
- выполнив единичную фиксацию стальными крепежными пластинами.
Такой метод крепления оставляет возможность элементам системы смещаться друг относительно друга при изменении геометрии строительных конструкций.
Коньковые соединения
Устройство стропильной системы кровли с двумя скатами подразумевает наличие в верхней части крыши горизонтального ребра, образованного в результате примыкания скатов – конька. Коньковый узел может выполняться несколькими способами, выбор зависит от типа стропильной системы и особенностей самого здания.
Наслонная конструкция подразумевает крепление стропильных ног на коньковый прогон – горизонтальную балку, расположенную на стойках параллельно длинным стенам дома. Верхние концы стропильных ног следует запилить под углом, соответствующим углу наклона скатов.
Примыкания срезанных торцов стропил к коньку должны быть максимально плотными. В качестве крепежных элементов используются гвозди. Наслонные стропила применяются, если есть возможность установить на внутренней стене или столбчатых опорах стойки для крепления конькового прогона. Кроме того, стены должны быть оснащены мауэрлатом для опирания стропил.
Сборка стропильной фермы висячего типа требует соединить верхние концы пары стропильных ног.
Для этого торец каждого из стропил подрезается под углом, равным углу наклона крыши, балки соединяются плоскостями срезов — требуется обеспечить плотность их примыкания.
Фиксируются при помощи двух гвоздей, забитых под углом в верхние плоскости стропил. Затем с каждой стороны прибивается по деревянной накладке или металлической пластине, которые закрывают место стыка.
крепление стропил на коньковом прогонеЧтобы обеспечить коньку необходимую прочность, может выполняться врубка в полдерева: в этом случае вместо плоскости сопряжения соединения встык, стропила соединяются уступом. Далее сверлится сквозное отверстие под шпильку или болт диаметром 12 или 14 мм, для крепления используются гайки с широкими шайбами.
Если на стене сруба предстоит установить скользящие опоры или создать примыкания (сопряжения стропила с мауэрлатом) с некоторой степенью свободы, коньку следует уделить особое внимание.
Рекомендуется выполнить подвижный узел соединения, чтобы крыша не деформировалась при неравномерной усадке сооружения.
С этой целью концы стропил соединяются металлическим пластинчатым шарниром.
Узлы стропильной системы вальмовой крыши
Особенностью вальмовой кровли является форма ее скатов: длинные скаты имеют трапециевидную форму, торцевые скаты (вальмы) – треугольную. Монтаж такой стропильной системы требует установки диагональных (накосных) стропильных ног, которые формируют треугольные скаты.
Принцип крепления диагональных стропил в верхней части зависит от особенности конструкций основной части крыши. Она может быть сформирована из стропильных ферм висячего типа, либо представлять собой каркас с коньковым прогоном и наслонными стропилами, прикрепленными к мауэрлату.
Если наслонные стропильные ноги трапециевидных скатов опираются на коньковый брус (прогон), то накосные стропила требуется опереть на консоли конькового прогона. Выпуски консоли за подстропильную раму должны составлять 100-150 мм. Нижней частью диагональные стропильные ноги крепятся к мауэрлату или балке, закрепленной на стене.
Если накосные стропила необходимо опереть на крайнюю висячую ферму, то принцип создания узла крепления зависит от сечения боковых стропильных ног. Шпренгель со стойкой монтируется в случае, если стропильные ноги выполнены из доски.
На шпренгель опираются диагональные стропила. В ситуации, когда для изготовления стропильных ног был использован брус, накосные стропила можно крепить к прибоине — доске толщиной от 5 мм, закрепленной на стропильной ферме.
На накосных стропилах выполняется запил под углом, соответствующим углу наклона вальмового ската, чтобы обеспечить плотное соединение со шпренгелем или прибоиной. Для прочности гвоздевого соединения дополнительно могут применяться хомуты и проволочные скрутки.
Укороченные стропильные ноги (нарожники) верхней частью опираются на накосное стропило, нижней крепятся к мауэрлату на стене.
Узел крепления к диагональной балке может выполняться:
- методом запила с гвоздевым креплением;
- посредством гнездового соединения;
- с помощью крепления брусков сечением 50х50 мм с обеих сторон и по всей длине диагональных стропил и нарожников.
Вспомогательные элементы
Для усиления жесткости и надежности стропильных конструкций нередко требуется установка подкоса, дополнительного прогона или опорных стоек. Прогоны для наслонных стропил позволяют обеспечить стропильной ноге дополнительную точку опоры.
Прогон представляет собой горизонтальную балку, закрепленную на вертикальных стойках, расположенную параллельно коньку. Узел крепления выполняется с помощью металлических угловых пластин либо внутреннего металлического стержня и внешней прямой скобы.
основные элементы стропильной системыПодкосы деревянных стропил позволяют уменьшить пролет стропильных ног (включая накосные стропила). Угол наклона подкоса к горизонтальной плоскости должен составлять не менее 45°. Если стропило изготовлено из бревна или бруса, выполняется врубка подкоса с установкой стального нагеля под углом 90° к площадке примыкания, либо стык снаружи закрывается пластиной.
При необходимости усилить каркас крыши требуется установка подкоса под каждую стойку, на которую опирается наслонное стропило.
При этом все подкосы одного ската упираются в общий лежень. Для крепления используются скобы.
Особого внимания требуют подкосы крайних пролетов, на которые воздействует максимальная снеговая и ветровая нагрузка. Узлы крепления при монтаже подкоса к стойке или прогону выполняются с использованием накладок и болтов.
Как правильно крепить стропила вальмовой крыши?
Вальмовая крыша – одна из самых красивых и сложных в строительстве, но при этом одна из самых надежных. До сравнительно недавнего времени она массово встречалась только в западной и европейской архитектуре, а теперь все чаще появляется среди российских загородных домов.
В чем сложность ее архитектуры? Прежде всего, в технологии правильного крепления стропил вальмовой крыши, чтобы те в итоге образовали собой идеальную геометрическую фигуру. Если этого не произойдет — все усилия пойдут прахом. Для сравнения, работать с двухскатной и односкатной крышей куда проще.
И даже если вы не собираетесь собственноручно устанавливать для вальмовой кровли стропила и вообще мало что понимаете в кровельных работах, все равно рекомендуем внимательно изучить эту технологию.
Тогда вы сможете спокойно контролировать строительные работы на вашем участке, будете понимать, не халтурят ли рабочие и действительно ли готовая крыша не будет нуждаться в ремонте в первый же год эксплуатации.
Четырехскатная или вальмовая крыша даже на сегодняшний день в Европе встречается чаще, чем другие виды. Это легко объяснить тем, что такая конструкция надежна, долговечна и просто красиво выглядит. Её главное преимущество состоит в том, что сглаженность форм со всех четырех сторон позволяет крыше быть устойчивой ко всем видам атмосферного воздействия. А удачное распределение нагрузок, благодаря наличию диагональных стропил, создает высокую устойчивость всего каркаса к деформациям.
Среди недостатков стоит упомянуть сложность расчета, монтажа и то, что пространство под крышей будет ограничено четырьмя скатами, а при желании обустроить там комнату необходимо будет установить мансардные окна и вертикальные стены из гипсокартона.
Сам стропильный вальмовый каркас – это конструкция из двух пар стропил, которые установлены по диагонали от конька до нарожников и шпренгелей, для которых они служат опорой:
Конструкция, в которой скаты занимают всё пространство крыши, называется вальмовая чётырехскатная.
А при установке стропил на вальмовую крышу с укороченными скатами торцов, получаем конструкцию, которая имеет ряд преимуществ и уже называется полувальмовой или голландской кровлей. Она дает возможность установить на торцах дома не мансардные, а стандартные фасадные окна, на которых не скапливается снег, на них не давят потоки дождя, да и по ощущениям вертикальные окна для многих более комфортны, чем “падающие”. Такая кровля обладает высокой ветроустойчивостью за счёт отсутствия острого выступа и более оригинальным внешним видом.
Те же треугольные скаты, но с небольшим фронтоном у конька — это уже датская полувальмовая крыша. Её преимущество – естественное освещение в достаточном количестве без установки мансардных окон. Датская крыша еще более непривычна для российских широт, чем вальмовая, но на практике оказывается едва ли не самой практичной из всех похожих вариантов.
У такой кровли конструкция стропил еще более сложная. Стропильные ноги у шатровой конструкции длиннее рядовых балок, а между ними крепятся короткие стропила (нарожники).Кроме четырехскатной вальмовой крыши, существуют и другие разновидности. Например, ломаная или мансардная вальмовая кровля. Монтаж её довольно сложен, но в результате получаем дополнительное пространство и видовую мансарду. Четырехскатную ломаную крышу можно увидеть в китайских пагодах, в традиционных японских и корейских сооружениях.
Кроме этих разновидностей стоит упомянуть многоскатную вальмовую крышу. Из названия понятно, что такая конструкция имеет больше четырех скатов. Строится она скорее из эстетических, а не практических соображений, поскольку расчет и монтаж такой конструкции довольно сложен, а количество отходов при возведении — велико.
Более подробно об этих видах — на видео:
youtube.com/embed/woLNqdwU2-U?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> Перейдем к расчету. Если вы переживаете, что не справитесь, посмотрите на стропильную конструкцию вальмовой крыши на чертеже — вся эта структура подчиняется законам физики и геометрии, и при грамотном предварительном расчете никаких проблем не возникнет. Хорошо, если у вас уже есть определенный опыт в плотницкой работе или хотя бы помощник.Первым делом для обустройства четырёхскатной крыши важно правильно подобрать и установить все несущие элементы. Ведь в сравнении с другими типами крыш, например с двускатной, количество стропил и других деталей системы четырёхскатной крыши ощутимо больше. И многое зависит от того, какая именно будет стропильная система под вальмовую кровлю – наслонная или висячая.
Наслонная стропильная система подходит для домов с капитальными внутренними стенами, а висячая – для зданий без встроенных промежуточных опор.
При монтаже висячей крыши стропила делают упор на фасадные стены дома и, чтобы снять нагрузку с них, необходима затяжка, которая соединит стропила между собой.
Но для обоих вариантов важно правильно сделать расчеты. Для этого нужно знать ряд правил:
- Во-первых, замеры необходимо проводить по низу конструкции. Это дает возможность точно определить точки подрезки стропильных ног.
- Во-вторых, для упрощения расчетов лучше взять пиломатериалы единого сечения.
- В-третьих, для определения местоположения стропил нужно использовать специальный шаблон, а для расчета длины стропильной ноги необходимо знать длину её горизонтальной проекции и коэффициент.
Все это правильно рассчитать поможет такая схема:
Теперь внимательнее рассмотрим узлы крепления стропильной системы вальмовой крыши и их типы, попутно вникая в саму технологию строительства.
А также в то, какую роль играет каждый из элементов в общей конструкции.
Шаг 1. Установка бруса мауэрлата
Монтаж стоит начать с установки бруса мауэрлата, оптимальное сечение для которого 10х10 см. Важный момент – крепление, поскольку здесь нужно учитывать материал стен. Если они из кирпича или камня, следует использовать монолитную железобетонную обвязку и при заливке закрепить в ней шпильки резьбой от М12. Для других материалов те же шпильки крепятся при помощи распорных дюбелей. Если же брус не цельный, его элементы рекомендуется тщательно соединить накладными креплениями. Углы обязательно укрепляются металлическими уголками и пластинами.
К мауэрлату стропила крепят традиционно при помощи металлических пластин:
А у конька чаще используют гвозди:
После установки мауэрлата переходим к установке опорных балок и стоек. Для стоек используют брусья сечением 10*15 см, а для балок подойдет сечение повыше. Для стойкости и долговечности конструкции нужно придерживаться соотношения 1:2 при расчете ширины и высоты соответственно.
Хотя для каркасно-щитовых домов допустимо не использовать опорные балки — монтируются только стропила с шагом, идентичным для стропил. Если же вальмовая крыша монтируется на каркасно-щитовом сооружении, то опорные балки можно не задействовать – достаточно будет стоек, расположенных с таким же шагом, с которым будут устанавливаться сами стропила. А вот как выглядит конструкция вальмовой крыши без стоек на практике:
Самый простой вариант обустройства — конструкция с центральной опорой. Т.к. использование затяжек из-за равной длины стропильных ног затруднительно и «ворует» полезное пространство, в качестве основной опоры можно использовать балку. Монтировать ее стоит в области конька, и именно на неё будут опираться стропильные ноги. Сама балка будет хорошо удерживаться при помощи вертикальных стоек. Важно при этом, чтобы вертикальные опоры балки находились на несущей стене, либо же на очень прочном перекрытии.
А вот для малых площадей, когда пролет крыши менее четырех метров, использование стоек не обязательно, но тогда лучше взять несколько затяжек, хотя это и не рекомендуется.
Для четырехскатных крыш вальмового типа система монтажа схожа, только вместо бруса нужно взять центральную опору или же создать замкнутый каркас из балок и стоек.
Шаг 3. Установка накосных и рядовых стропил
Следующий этап – монтаж стропил. На них будет ложиться большая нагрузка, поэтому необходимо использовать брусья с сечением выше, чем у рядовых стропил. При этом нет четкого порядка по установке стропил: можно начать с рядовых, а потом перейти к накосным.
Помните, что самый важный элемент, который влияет на всю конструкцию – стропильные ноги, которые должны быть цельными. В случае, когда это невозможно, два бруса нужно срастить металлической накладкой размером не менее полутора метра. К слову, про то, как и из чего сделать стропила для вальмовой крыши самостоятельно у нас на сайте есть отдельная подробная статья https://krovgid.com/proekt/raschet-valmovoj-kryshi.html.
Рассчитать размеры стропильных ног можно по специальным таблицам.
Все стропила сверху нужно крепить к коньковому прогону.
Он всегда располагается по продольной оси дома. Центральные основные стропила крепят на мауэрлат и края конька, обычно по две штуки на каждый из боковых скатов:
Есть у вальмовой крыши диагональные стропила — особые элементы, которых не встретить в односкатном или двускатном варианте. Другое их название — накосные. От обычных стропил они отличаются большей длиной и тем, что служат опорой также для укороченных стропил, так называемых полуног или нарожников. Ввиду этого накосные стропила всегда несут нагрузку минимум в полтора раз больше, чем обычные. И их нередко делают спаренными, ведь удвоенное сечение способно нести нагрузку больше, балка получается длинной, но не разрезанной, а в ход можно пустить те же доски, что и для обычных стропил.
Накосные, или диагональные стропила, опираются на окончание конькового прогона и угол мауэрлата в количестве четырёх штук. В итоге на каждом из коньков должны сходиться по пять стропил сразу: центральное вальмовое, по два накосных и диагональных.
После чего фиксируем уже промежуточные стропила. Их крепят по боковым скатам, и тоже опирают на мауэрлат и конек. Но здесь уже не ограничено количество — все зависит от шага установки, и порой в крышах с коротким коньком они и вовсе отсутствуют.
Следующий вид — укороченные стропила. Нижним концом они опираются на мауэрлат и накосные ноги. Причем длина таких стропил меняется в зависимости от места монтажа, а количество не ограничено.
И, наконец, нарожники, количество, размеры и расположение которых такое же, как у боковых укороченных стропил.
К самому коньку такие стропила обычно присоединяют при помощи большого количества гвоздей:
При этом гвозди хорошо сочетать с металлическими пластинами:
К слову, за рубежом чаще используют пластины, нежели стропила:
Мы рассмотрели основные стропильные элементы вальмовой крыши, но когда речь идет о большом жилом доме, то в ход идут дополнительные. Они усиливают весь каркас, что лишним не бывает. К ним относятся стойки, о которых мы говорили ранее, и другие элементы.
Используются также ригели — затяжки, которые способны служить одновременно балками перекрытия. Для усиления конструкции также используются настоящие балки, которые встроены в стены дома либо врезаны в брус мауэрлата. В отличие от них, затяжки располагают намного выше, и те становятся хорошим основанием для подшивки потолка. Кроме того, и балки, и затяжки — основа для стоек и других стропильных элементов.
Еще одна деталь вальмовой кровли — шпренгели. Это деревянные распорки, которые монтируют под стропила:
Чтобы стропильная конструкция была достаточно крепкой, для нее применяется еще прибоина:
При этом у датской вальмовой крыши немного другая конструкция:
Специально усиливать также нужно стропила, длина которых больше 4,5 метров. Для этого устанавливают диагональные подкосы под углом 45-60°, которые упираются в прогон либо затяжки.
А для усиления накосных стропил, нарожников, применяется шпренгель. Саму угловую шпренгельную балку одним концом врубают в балку мауэрлата, а от нее уже идет вертикальная стойка.
И, наконец, задействуют ветровую балку, которую специально прибивают изнутри прямо к стропильным ногам. Без нее не обойтись, когда регион ветреный, и направление ветра при этом неустойчиво.
Шаг 5. Обрешетка и кровельный пирог
По окончании установки стропильной системы вальмовой крыши можно переходить к заключительному этапу, а именно — к монтажу обрешетки и кровельного пирога. Последний элемент должен состоять из определенных слоев гидро-, паро-, теплоизоляции и кровельного покрытия, количество и качество которых зависят от самого кровельного пирога и его задач.
Четырехскатная крыша – конструкция сложная, но вполне возможно с ней разобраться и воплотить в жизнь своими силами. При этом важно не забывать о том, что все материалы должны быть качественными, все соединения – надежными, а расчеты — грамотными.
Готовы смонтировать на своем доме стильную, надежную и долговечную крышу?
Будьте в курсе!
Подпишитесь на новостную рассылку
Конфигурации ферм — Ассоциация компонентов строительных конструкций
Два основных типа ферм:
Скатная или обычная ферма характеризуется своей треугольной формой.
Чаще всего используется для строительства крыш. Некоторые распространенные фермы называются в соответствии с их конфигурацией сети, например ферма King Post, Fan, Fink или Howe. Размер пояса и конфигурация полотна определяются пролетом, нагрузкой и расстоянием. Все конструкции ферм оптимизированы для обеспечения наиболее экономичной конфигурации для конкретного применения.
Параллельный пояс или плоская ферма получили свое название из-за наличия параллельных верхнего и нижнего поясов. Этот тип часто используется для строительства пола, но также может использоваться в приложениях кровли.
Стандартные конфигурации фермы на крыше
Параллельная хорда
4×2 Форма напольного уровня с Chase
2×4 или крыша некоторые из возможных вариаций основных типов ферм. Единственным ограничением для дизайна является ваше воображение!
Бочкообразный свод
Бочкообразный свод создает уникальный округлый эффект благодаря фермам.
Бочкообразные своды используют несколько коротких точек панели с разным шагом или углом, чтобы имитировать кривую. В сочетании с особыми методами отделки бочкообразный свод может выглядеть как гладкий круглый потолок. Бочкообразные своды обычно можно увидеть в фойе или на входах в коммерческие здания и дома.
Тетива
Фермы тетивы имеют вид закругленного верхнего пояса, состоящего из множества панелей верхнего пояса разного шага. Они были очень популярны в начале 1900-х годов до того, как фермы были построены с металлическими соединительными пластинами. Сегодня фермы с тетивой могут быть изготовлены в соответствии с существующими конструкциями или в соответствии с внешним видом старого здания в индустриальном стиле.
Консольная мансарда с парапетами
Эта ферма или ее производная очень популярна в легком каркасном коммерческом строительстве. Это создает впечатление крутой скатной крыши, сохраняя при этом плоскую внутреннюю часть для механических устройств или других устройств, установленных на крыше, требуемых проектировщиком здания.
В то время как внутренний верхний пояс кажется плоским, небольшой уклон (обычно 0,25/12) используется для обеспечения стока воды во внутреннюю систему ливневой канализации.
Фонарь
Фермы фонаря можно использовать, когда требуется расширение плоскости верхнего пояса над пиком обычной фермы для создания большей площади поверхности на одной стороне крыши, чем на другой. Эту ферму можно использовать, когда требуется большая площадь для солнечных батарей на одной стороне крыши, или если владелец здания хочет разместить окна в вертикальной части верхнего пояса, чтобы пропускать свет в здание.
Двойная консоль
Двойная консоль, как следует из названия, включает консоли на обоих концах фермы. Консоль — это когда пролет фермы выходит за пределы подшипника, и это популярный способ создания крыльца без добавления опор стоек и балок возле карниза.
Двойная перевернутая ферма
Двойная перевернутая ферма используется с четырьмя опорами и создает крутой угол наклона потолка в средней части здания.
Двойной шаг
Фермы с двойным шагом, как следует из названия, имеют два разных шага с каждой стороны фермы. Эту ферму можно использовать, когда проектировщику-строителю требуется крутой уклон с одной стороны здания и более узкий с противоположной стороны. Эти фермы можно использовать, когда дождевой или снежный сток является проблемой с одной стороны здания, или для системы солнечных батарей требуется больше места на одной стороне крыши.
Плоский свод
Плоский свод похож на свод, но встречается внутри нижнего пояса с плоскими участками с обеих сторон. Плоский свод используется, когда требуется скатный потолок только на части пролета, покрытой фермой.
Вальмовая ферма
Вальмовая ферма создает структуру, аналогичную конструкции сарая с каркасом из стержней, с крутым уклоном от стен, переходящим в низкий уклон ближе к вершине. Крутой уклон создает высокую ферму, в которой есть много места для перемычек или, во многих случаях, возможность для чердачного помещения внутри фермы.
Половальмовые фермы
Половальмовые фермы используются в вальмовой системе, в которой уклон применяется только с одной стороны. Это может произойти, когда вальмовая ферма поддерживается балочной фермой на одном конце.
Вальмовые
Вальмовые стропильные системы очень популярны по всей стране. В этой конструкции каждая сторона здания имеет уклон крыши и карниз. Чтобы обрамить крышу в этом стиле, вальмовые фермы используются от главной вершины здания, спускаясь вниз с помощью плоского верхнего пояса. Плоская часть тем больше, чем ближе ферма к торцевой стене. Затем используется «бедренный набор» для обрамления 6 или 8 футов, ближайших к торцевой стене. Вальмовые фермы также можно использовать в качестве базовой фермы в системе ферм «свинцовой конструкции», где фермы меньшего размера с пиком размещаются поверх плоской верхней части вальмовой фермы в случаях, когда одна ферма слишком высока для сборки. находится на производственном предприятии и/или слишком высок для перевозки по дорогам общего пользования.
Односкатная
Односкатная ферма представляет собой односкатную ферму с вертикальным элементом над опорой, противоположной наклонной опоре. Они популярны во многих сельскохозяйственных и коммерческих зданиях и могут использоваться как две половины ферменной системы с центральной опорой в качестве альтернативы одной длинной общей ферме.
Многосекционная (сдвоенная)
Сдвоенная ферма используется, когда требования к каркасу крыши превышают возможности, которые производитель компонентов может поставить или произвести с помощью своего производственного оборудования. Он состоит из основания, похожего на вальмовую ферму, с «шапочной» фермой поверх нее. Накидная ферма очень похожа на фронтонную ферму со стенками, передающими нагрузки вертикально на базовую ферму под ней. Нижний пояс верхней фермы обычно перемещается вверх на 1-1/2 дюйма для 2×4 непрерывных боковых ограничений поверх плоского верхнего пояса базовой фермы или на толщину любого материала, который может использоваться (3/4 дюйма для фанеры/ОСП, и т.
д.). В результате верхние пояса комбинированной фермы удлиняются с горизонтальным разрезом, что позволяет верхнему поясу комбинированной фермы выравниваться с наклонными верхними поясами базовой фермы. Для облегчения изготовления и установки к концу накидной фермы в конце горизонтального разреза наклонного верхнего пояса обычно добавляется стыковой вырез ¼ дюйма.
Полинезийские
Полинезийские фермы, как следует из названия, чаще всего встречаются в сооружениях, построенных в азиатско-тихоокеанском полинезийском стиле. Они объединяют конструкцию с двойным шагом: небольшой шаг начинается у подшипника, а затем переключается на гораздо более крутой шаг ближе к вершине. Эти фермы часто можно найти во время путешествий по Гавайям. Популярная сеть пиццерий также использует полинезийские фермы с плоской вершиной в подавляющем большинстве своих ресторанов.
Комната на чердаке
Фермы для помещений на чердаке или, чаще, чердачные фермы обеспечивают жилое пространство внутри фермы.
Нижний пояс увеличен и нагружен на временные нагрузки, аналогичные системам перекрытий в жилых помещениях. Чердачные фермы популярны в гаражах или в любом другом месте, где люди хотят увеличить жилую или складскую площадь, не добавляя еще один этаж к своей конструкции. В некоторых районах страны чердачные фермы используются для размещения и сокрытия оборудования HVAC.
Ножницы
Ножничные фермы используются в тех случаях, когда требуется сводчатый или соборный потолок. Шаг нижнего пояса варьируется в зависимости от шага верхнего пояса, размаха и высоты пятки. Как правило, для большинства ножничных ферм используется шаг нижнего пояса, равный половине шага верхнего пояса. Более крутой шаг нижнего пояса может быть достигнут за счет увеличения высоты пятки, что дает ферме вертикальное «пространство» для работы, или применить принцип триангуляции между поясами и стенками.
Ножничная моно- или полуножничная
Ножничная моно-ферма точно такая же, как и моно-ферма, но также содержит скатный нижний пояс для создания сводчатого потолка или подъема потолка до большей высоты стены внутри помещения.
здание.
Наклонный плоский
Наклонные плоские фермы используются почти как балки в условиях, когда желательно, чтобы внутренний уклон потолка был таким же, как уклон крыши. Наклонные плоские фермы обычно поддерживаются коньковой балкой или балочной фермой на пике крыши и имеют наклонные плоские фермы с обеих сторон для создания широких открытых пространств в общественных местах, таких как арены для верховой езды и церкви.
Студийный свод
Студийный свод возникает, когда нижний пояс наклонен в одном направлении без вершины и заканчивается вертикальным элементом перемычки. Это полезно, когда требуется наклонный потолок без козырька или требуется более высокая площадь стены для подвешивания произведений искусства или других эстетических предметов. Аналогичный эффект возникает, когда «наполнители» применяются к типичной ферме с ножницами для создания плоского потолка в пространстве, которое в противном случае было бы закрыто фермами с ножницами.
Лоток или кессон
Лоток или кессон перекрытия встраиваются в ферму путем наложения шага на небольшое расстояние с двух сторон и последующего выравнивания нижнего пояса. Это популярные дизайнерские эффекты в спальне или столовой, которые могут создать дополнительную глубину по вертикали и/или обрамить определенные элементы комнаты. Подносные потолки получили свое название, потому что потолок напоминает перевернутый сервировочный поднос.
Три подшипника
Фермы Tri-Bearing включают дополнительную внутреннюю опору к традиционным двум внешним опорам. Использование дополнительных подшипников позволяет уменьшить реакции на внешние подшипники и может снизить общую стоимость фермы, часто уменьшая количество поясных материалов и стенок, необходимых в конструкции. Однако, если используются внутренние опоры, путь нагрузки должен поддерживаться через внутренние стены, систему перекрытий, фундамент и фундаменты здания.
Хранилище
Свод возникает только в части нижнего пояса фермы. Шаг применяется от одного подшипника на расстоянии до вершины нижнего пояса, а затем возвращается к плоскому нижнему поясу. Это типично, когда ферма охватывает несколько комнат, но наклонный потолок желателен только для одной из этих комнат, например спальни или столовой.
Сводчатый параллельный пояс
Сводчатые фермы с параллельным поясом имеют одинаковый шаг верхнего и нижнего поясов. Это достигается за счет приподнятой пятки, которая позволяет перемычкам передавать нагрузки через ферму на подшипники. Сводчатые фермы с параллельными поясами используются везде, где требуется крутой внутренний сводчатый потолок.
Элементы конструкции крыши для небольших домов | Как построить крышу
Конструкционная система крыши
Крыша определяется как несущий структурный каркас, предназначенный для перекрытия внутреннего пространства, несущей кровлю и поддерживающей ее путем преобразования веса крыши, систем обрешетки и конструкций, связанных с изоляцией, в вертикальные несущие элементы конструкции – несущие стены.
Наиболее распространенные типы крыш
двускатная крыша четырехскатная крыша вальмовая крыша пирамидальная крыша односкатная крышаСистема крыши состоит из нескольких очень важных частей: стеновые балки (или пластины, иногда называемые разновидностью прогонов), которые проходят горизонтально под фермой крыши и соединяют ее со стенами; прогоны , горизонтальные элементы, соединяющие стропила; стропила , наклонные части фермы, идущие от стеновых балок с обеих сторон к коньковой доске , являющейся горизонтальным элементом поверху крыши; анкерные балки , соединяющие каждую пару противоположных стропил; хомуты и различные типы распорок .
В более общем смысле верхние элементы крыши определяются как верхние пояса, нижние элементы — как нижние пояса, а внутренние элементы — как стенки. Пространство между двумя парами стропил называется пролетом.
Для конструкции крыши очень важно обеспечить поддержку как в продольном, так и в поперечном направлении, а также противостоять боковым нагрузкам, исходящим в основном от ветра. Этому способствует фронтонные стены – стены с треугольными частями передней или торцевой части каркаса крыши – и различные виды диагоналей ветровой связи . Еще одной важной частью кровли является утепление и облицовка. Наружная обшивка или черепица крепятся к горизонтальным кровельным рейкам , которые лежат поверх контррейки . Под ним укладывается теплоизоляция, пароизоляция и паропроницаемая воздушная изоляция, а также еще один слой контрбарьеров. К ним с другой стороны крепится внутренняя обшивка, обычно гипсокартон или деревянные доски.
Компоненты крыши
- Коньковая ферма – статическое соединение стропил
- Стропила – основной несущий элемент крыши
- Хомут – предотвращает смещение стропил
- Кровельные обрешетки – крепят пароизоляцию к внутренней стороне стропил, на них крепится внутренняя обшивка
- Внутренняя обшивка – обшивочные доски, крепящиеся к обрешетке
- Пароизоляция – препятствует проникновению влаги в салон через теплоизоляцию
, влага передается в обратном направлении - Паропроницаемый воздухоизоляционный материал – предотвращает попадание внешней влаги в конструкцию, влага передается из конструкции наружу
- Контробрешетка – эти обрешетки создают вентилируемый зазор между обрешеткой кровли и паропроницаемым барьером, а также крепят воздушный барьер к стропилам
- Кровельные рейки – крепятся к контррейкам и используются для крепления черепицы
- Коньковая плитка
- Коньковая доска для крепления коньковой черепицы
- Черепица
Типы кровельных конструкций
Существует множество критериев, по которым мы можем разделить типы кровельных конструкций. Один из них материальный. Наряду с традиционным и все еще очень распространенным деревом сегодня могут использоваться и другие материалы, в основном сталь. Его преимуществами являются способность преодолевать большие расстояния, лучшая устойчивость к суровым погодным условиям или ветрам и отсутствие необходимости в химической обработке. С другой стороны, древесина дешевле, имеет лучшую огнестойкость, чем незащищенная сталь, и для изготовления этикетки требуется меньше навыков. Мы различаем легкие и тяжелые деревянные фермы, различающиеся размерами деревянных частей, промежутками между отдельными элементами и длиной, которую они способны перекрыть.
Строительство каркаса крыши, криволинейный игровой домик своими руками Другой способ классификации стропильных ферм основан на типе стропильной системы: открытые и закрытые. В закрытой ферме нижний пояс – анкерная балка – соединяет нижние части стропил и расположен горизонтально, а в открытой ферме он приподнят и может иметь наклон по бокам. В обеих категориях также определены определенные типы ферм, например, для первой: ферма с центральной стойкой с вертикальным элементом, проходящим посередине между скатной и поперечной балкой или ферма ферзевой стойки с двумя вертикальными стойками, соединенными натяжной балкой; – для последних: арочная ферма , в которой анкерная балка заменена ригельной балкой и арочными связями, или ножничная ферма с нижними поясными элементами, пересекающими друг друга, часто используемая в случаях наклонной поверхности потолка.
Мы также различаем стропильные фермы, состоящие из всех вышеперечисленных элементов, и фермы, состоящие только из стропил, которые разнесены с меньшими размерами пролета. Исторически они были разработаны позже, они подходят для симметричных крыш с меньшим пролетом и имеют то преимущество, что потребляют меньше материала и оставляют пространство на чердаке пустым, поэтому его можно использовать в качестве дополнительной комнаты или места для хранения.