Договариваться напрямую - это всегда выгодно!
Внешняя отделка дома
Внешняя отделка дома
Внутренняя отделка дома
Внутренняя отделка дома
Ремонт и реконструкции
Ремонт и реконструкции

Статьи

« Назад

03.05.2014 03:23

 Крыша – завершающий элемент любого здания. Здание с красивой крышей всегда привлекает особое внимание. Оригинальная конструкция крыши придает всему зданию неповторимый вид. Глядя на причудливые или элегантные формы кровли, венчающей дом, редко кому приходит в голову, что эти формы стали возможны благодаря творческому подходу разработчика, проектировавшего стропильную конструкцию крыши. В наше время огромного разнообразия современных строительных и, в том числе, кровельных материалов фантазия архитекторов по созданию зданий с крышами различных форм практически ничем не ограничена. Стропильные конструкции крыши любой формы должны соответствовать определенным законам. Любая фантазия может воплотиться только при соблюдении этих законов. Знание их необходимо тем, кто занимается проектированием и осуществляет сборку стропильных систем. 

Стропильные системы: общие понятия, виды, материалы

Стропильная система – основная силовая часть конструкции крыши, воспринимающая нагрузку от кровли, ее основания, а также нагрузки от ветра и снега, дополнительно увеличивающего массу крыши. Главным элементом системы являются стропила. С помощью различных дополнительных деталей конструкции (ригелей стоек, подкосов, распорок) и крепежных элементов из стропил образуют фермы, которые и определяют форму крыши. 
Крыши жилых зданий отличаются от крыш зданий промышленного и другого назначения. И не только формой, но и применяемыми материалами. Индивидуальные и малоэтажные здания практически всегда имеют небольшие размеры и выполняются из легких материалов. В таких зданиях применяются деревянные стропильные системы. Все детали должны быть обработаны огнебиозащитными составами для предотвращения загнивания и повышения огнестойкости. Изготовление стропильных конструкций производится из древесины хвойных пород влажностью не более 20%. 
Промышленные, торговые, общественные здания имеют большие площади и, как правило, строятся из более прочных и тяжелых материалов, чем дерево. Масса кровли таких зданий, дополнительные снеговые и ветровые нагрузки на нее таковы, что стропильные конструкции из дерева не обеспечивают необходимую надежность. Требуется применение других материалов. В этих случаях используются чаще всего металлические и железобетонные конструкции. Монтаж систем из легких стальных тонкостенных конструкций производится, в частности, при сооружении быстровозводимых зданий типа складов, ангаров большой площади. Однако дерево и здесь постепенно отвоевывает позиции. Все шире применяются конструкции стропильных систем из клееного бруса. Они используются, например, для перекрытий спортивных сооружений. 
Стропильные системы должны иметь жесткость, неизменность формы при воздействии нагрузок, действующих в различных, меняющихся направлениях. В основе всех систем лежит треугольник как наиболее экономичная и простая геометрическая фигура, обеспечивающая неизменность и жесткость формы. Сочетание треугольников с нужными размерами и использование правильной связи между ними позволяет произвести монтаж ферм любой сложности. Взаимное расположение треугольных конструкций в пространстве позволяет при проектировании стропильной системы создать форму крыши разнообразной конфигурации. В дальнейшем при описании конкретных систем рассматриваются деревянные стропильные конструкции.
В строительстве крыш применяются два вида стропильных систем: с висячими стропилами и с наслонными стропилами.

Стропильная система с висячими стропилами

Простейшая конструкция фермы с висячими стропилами состоит из двух стропильных ног и затяжки. Стропильные ноги соединяются между собой в верхней точке. Нижние концы их соединяются с помощью затяжки, образуя жесткий треугольник. В деревянных домах затяжка передает нагрузку от висячих стропильных ног на верхние венцы. В каменных и каркасных домах нагрузка передается на мауэрлат или на специальную верхнюю обвязку. Наличие затяжки исключает распорное воздействие висячих стропил на стены. Передается только вертикальная нагрузка. При этом висячие стропила работают на сжатие и изгиб, а затяжка – на растяжение. Такие системы применяются в домах, не имеющих промежуточных опор в виде стен или столбов. При больших пролетах конструкция фермы может усложняться:
В конструкцию добавляется ригель для уменьшения усилий, передаваемых от стропильных ног на затяжку, и увеличения общей жесткости конструкции. Он связывает стропильные ноги выше затяжки. Затяжка делается составной и поддерживается в месте сочленения ее частей бабкой – вертикальным брусом, работающим на растяжение. Вместо бруса может использоваться стальной пруток. Вводятся подкосы, упирающиеся верхними концами в стропильные ноги (как правило, перпендикулярно), а нижними – в бабку. Работая на сжатие, они облегчают работу стропил на изгиб. Висячие стропила, усиленные описанными способами, применимы при расстоянии между крайними опорами до 12 метров.
Висячие стропила и остальные деревянные детали конструкции обычно изготавливаются из бруса различного сечения. Сопряжения элементов фермы выполняются в виде врубок. Монтаж фермы в целом производится с применением деревянных или металлических накладок, гвоздей, шурупов и болтов. При промышленном производстве стропильных конструкций используются соединительные металлозубчатые пластины. 
Монтаж стропильных ферм на стенах производят, начиная с крайних ферм. По ним выполняют разметку и установку промежуточных ферм. Шаг установки зависит от нагрузки на крышу, вида кровли, обрешетки или прогонов, образующих связи между фермами. Обычно шаг деревянных ферм 0,6-1,2м. Максимально возможное расстояние рекомендуется не более 2 м. Если предполагается укладка между стропилами утеплителя, шаг ферм выбирается с учетом его размеров во избежание излишних отходов этого материала. После установки ферм строго вертикально по отвесу их временно для сохранения положения закрепляют досками – делают ветровые связи. 

Стропильная система с наслонными стропилами

Наслонные стропила в отличие от висячих опираются не на затяжку, а непосредственно на стены дома, если расстояние между ними не более 6 м. При большем расстоянии монтаж системы с наслонными стропилами выполняется с использованием дополнительных опор в виде внутренних стен дома, столбов или колонн. При использовании дополнительных элементов типа затяжек, ригелей, подкосов производится монтаж фермы, позволяющей увеличить расстояние, перекрываемое фермой. Конструкция фермы из двух стропильных ног, усиленных затяжкой, позволяет произвести монтаж системы при расстоянии между опорами до 8 м. Ферма с дополнительной средней стойкой и подкосами – монтаж с расстоянием между крайними опорами до 12 м. При наличии двух дополнительных опор расстояние между крайними опорами может быть увеличено до 16 м. Изготовление конструкций с наслонными стропилами осуществляется по той же технологии и с применением тех же материалов, что и с висячими стропилами. 
Возможно использование наслонных стропил по двум схемам:
с распорными стропилами; с безраспорными стропилами. Схема с распорными стропилами является классической для наслонных стропил. При этом на стены здания передается нагрузка, которая может быть разложена на вертикальную и горизонтальную составляющие. Стропильные ноги распирают стены. В схеме с безраспорными стропилами стропильная нога одним концом крепится жестко и может только поворачиваться вокруг оси крепления, а другой конец не имеет жесткой связи с опорой и может скользить по ней. Устройство скользящего соединения может делаться как в коньковой части соединения опор, так и непосредственно на стене. Отсутствие жесткой связи стропил с опорой уменьшает распорное усилие на стены здания. В этом случае такая схема устройства наслонных стропил работает подобно системе с висячими стропилами.

Комбинированные стропильные системы

Изготовление и сборка стропильных систем с висячими стропилами более трудоемки и стоят дороже, чем с наслонными. Особенно это сказывается при сооружении такой сложной конструкции, как стропильная система мансардного этажа. В таком случае прибегают к использованию комбинированной системы, состоящей из висячих и наслонных стропил. Верх кровли мансарды образует система с висячими стропилами. Нижний скат кровли образует система с наслонными стропилами. В ней стропила усилены стойками и по верху соединены прогонами, на которые опираются затяжки висячих стропил. Монтаж комбинированной системы производится с использованием, при необходимости, подкосов и схваток наслонных стропил, для придания жесткости всей конструкции. Затяжка висячих стропил используется в качестве потолочных балок мансарды. Для предотвращения прогибания затяжек их подвешивают на бабки, крепящиеся к коньковому прогону.
Заключение
Конструирование и расчет стропильной системы любой крыши – сложная инженерно-конструкторская задача. Даже простые стропильные системы требуют при этом учета многих факторов, пренебрежение которыми может привести к недостаточной работоспособности системы. Учитываются масса кровли и внешняя нагрузка на нее в зависимости от климатической зоны. Выбирается вид древесины и порода дерева. Рассчитываются сечения всех элементов конструкции и их взаимодействие друг с другом.
Несмотря на сложность, это интересная творческая работа. Владение методами расчета и конструирования стропильных систем в полном объеме позволяет создавать такие формы крыши, которые заставляют любоваться их красотой и на многие годы и десятилетия украшают не только само здание, но и его окрестности.



Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru