Устройство стропильной системы крыши из деревянных элементов: Типовая технологическая карта (ттк) устройство стропильной системы крыши из деревянных элементов

Содержание

Типовая технологическая карта (ттк) устройство стропильной системы крыши из деревянных элементов

1. Область применения

1.1. Технологическая карта разработана на устройство стропильной системы крыши из брусьев, бревен или досок с обрешеткой из брусков под кровлю из штучных или рулонных материалов.

1.2. Технологическая карта предусматривает устройство несущих элементов крыши из деревянных бревен, брусьев и дощатых стропильных ферм. По конструкции стропила могут быть наклонными, опирающимися своими концами и средней частью (в одной или нескольких точках) на стены здания, и висячими, опирающимися только своими концами на стены здания (без промежуточных опор) (рис. 1, 2).

Рисунок 1. Общий вид стропильной системы с наклонными дощатыми стропилами:

1 — дощатые стропила; 2 — подкос; 3 — стойка; 4 — обрешетка

Рисунок 2. Общий вид стропильной системы из бревен

1 — коньковый прогон; 2 — мауэрлат; 3 — стойка; 4 — средняя стена; 5 — подкос; 6 — окантованный брус; 7 — обрешетка

1. 3. В состав работ, предусмотренных данной технологической картой входит:

— установка мауэрлатов и лежней;

— установка стоек и коньковых прогонов;

— установка стропильных ног и подкосов;

— установка обрешетки.

1.4. Подача материалов для устройства стропильной системы производится с помощью электролебедки или строительного подъемника. Монтаж укрупненных элементов стропильной системы выполняют грузоподъемным краном.

1.5. Устройство стропильной системы крыши выполняют в соответствии с требованиями федеральных и ведомственных нормативных документов, в том числе:

— #M12293 0 1200036460 3704477087 610957464 2685059051 3363248087 4294967268 584910322 2851215321 2005302996СНиП 12-01-2004#S Организация строительства;

— #M12293 1 871001100 3704477087 79 23943 2465715559 2685059051 3363248087 4294967268 584910322СНиП 3.

03.01-87#S Несущие и ограждающие конструкции;

— #M12293 2 901794520 0 0 0 0 0 0 0 3483316215СНиП 12-03-2001#S Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования;

— #M12293 3 901829466 959904472 3325399512 4294967294 2202259373 2351242664 78 2583957209 2440337622СНиП 12-04-2002#S Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство;

— #M12293 4 1200006767 4292889854 4294967276 1798167796 2190011591 584910322 4294960680 1846460363 491708152ПОТ РМ-012-2000#S Межотраслевые правила по охране труда при работе на высоте;

— #M12293 5 901865872 0 0 0 0 0 0 0 1929261559СанПиН 2.2.3.1384-03#S Минздрав РФ. Гигиенические требования к организации строительного производства и строительных работ.

1.6. Работы выполняют в летних условиях в одну смену.

2. Организация и технология выполнения работ

2.1. До начала монтажа стропильной системы следует выполнить следующие организационно-подготовительные мероприятия и работы:

— выполнить и принять нижележащие конструкции, включая монтаж чердачного перекрытия, устройство карниза, монтаж вентиляционных стояков выше чердачного перекрытия и крыши;

— установить грузоподъемный кран или оборудование;

— подготовить инструмент, приспособления, инвентарь;

— доставить на рабочее место материалы и изделия,

— оформить наряд-допуск на работы повышенной опасности;

— ознакомить исполнителей с технологией и организацией работ.

2.2. Заготовленные заранее, обработанные защитными составами, замаркированные и спакетированные элементы стропильной системы подают на чердачное перекрытие. Одновременно подают инвентарные средства подмащивания для монтажа.

2.3. Установку элементов стропильной системы из наклонных стропил выполняют с разбивкой фронта работ на захватки в следующем порядке:

— устанавливают мауэрлаты и лежни;

— устанавливают стойки и коньковые прогоны;

— устанавливают стропильные ноги и подкосы;

— устанавливают обрешетку.

2.4. Установку мауэрлатов и лежней выполняют с предварительной прокладкой по верху стен 2 слоев рулонной гидроизоляции.

2.5. После укладки мауэрлатов и лежней в проектное положение на лежень устанавливают стойки, временно раскрепив их схватками и подкосами. Затем по стойкам укладывают коньковый прогон, выверяют его положение при помощи уровня и закрепляют элементы строительными скобами или болтами.

2.6. Соединения элементов стропильной системы из бревен и брусьев выполняют с помощью врубок. Для соединения стоек с прогонами используют врубки со сквозным и несквозным шипом (рис.3а,б). Крестообразное пересечение брусьев соединяют вполдерева (рис.3в).

#G0а

Рисунок 3. Врубки при сопряжении брусьев

а — сквозным шипом; б — несквозным шипом в потемок; в — в полдерева

Для сопряжения стропильных ног с горизонтальной затяжкой используют врубки: лобовую с одним зубом (рис.4,а), лобовую с двойным зубом (рис. 4,б).

#G0
а	б

Рисунок 4. Врубки в элементах стропил

а — лобовая с одним зубом; б — лобовая с двойным зубом

2.7. Стропильные ноги и подкосы из брусьев и бревен устанавливают в следующем порядке:

— производят разбивку на мауэрлатах проектного положения стропильных ног;

— выбирают в мауэрлатах гнезда;

— устанавливают инвентарные подмости;

— устанавливают стропильные ноги с опорой на коньковый брус и мауэрлат;

— после проверки правильности проектного положения всех установленных элементов стропильную систему скрепляют скобами и болтами.

— места сопряжения стропильных ног дополнительно антисептируют.

После установки первых 4 стропильных ног начинают устройство обрешетки.

Бруски прибивают по шаблону от карниза к коньку с проектным шагом, который зависит от вида кровельного покрытия. По свесу кровли над карнизом, под стыками листов, а также в разжелобках и на коньке укладывают сплошной настил из обрезной доски.

Схема организации работ по устройству стропильной системы из бревен с обрешеткой из брусков приведена на рис. 5.

Рисунок 5. Схема организации работ по устройству стропильной системы из бревен с обрешеткой из брусков

1 — подмости; 2 — элементы стропил; 3 — опалубка карнизного свеса; 4 — бруски обрешетки

2.8. Стропильные ноги и подкосы из досок устанавливают в следующем порядке:

— производят разбивку на мауэрлатах проектного положения стропильных ног;

— выбирают в мауэрлатах гнезда;

— устанавливают раздвижные инвентарные стойки и инвентарные подмости;

— укладывают элементы составных стропильных ног: нижний — на мауэрлат и в вилку раздвижной стойки, верхний — между верхними накладками и в вилку задвижной стойки;

— между ветвями первого составного элемента устанавливают болты, скрепляющие стропильную ногу с верхними накладками;

— заводят подкосы между нижними накладками и ветвями верхних элементов составных стропильных ног, устанавливают болты, скрепляющие подкосы с нижними накладками;

— совмещают верхние плоскости обоих элементов составных стропильных ног с помощью рейки и раздвижной стойки;

— просверливают отверстия в месте сопряжения элементов составной ноги и подкоса, устанавливают болты;

— места сопряжения стропильных ног с мауэрлатами и концы стропильных ног на опорах дополнительно антисептируют.

2.9. После установки первых 2 стропильных ферм начинают устройство обрешетки. Бруски прибивают по шаблону от карниза к коньку с проектным шагом, который зависит от вида кровельного покрытия. По свесу кровли над карнизом, под стыками листов, а также в разжелобках и на коньке укладывают сплошной настил из обрезной доски.

Схема организации работ по установке дощатых стропил с обрешеткой из брусков приведена на рис. 6.

Рисунок 6. Схема организации работ по установке дощатых стропил

с обрешеткой из брусков:

1 — передвижные подмости; 2 — элементы стропильной системы; 3 — башенный кран;

4 — опалубка карнизного свеса; 5 — бруски обрешетки; 6 — установленные стропильные фермы; 7 — деревянные кобылки

2.10. Сопряжения элементов дощатых стропил выполняют на гвоздях и скобах, усиленных накладками (рис. 7). Несущие элементы крыши изготавливают из досок сечением 50х150 мм. В местах стыков прибивают двойные накладки из досок толщиной 25+30 мм, длина гвоздей в 2.5+3.0 раза должна превышать толщину прибиваемых досок или брусков.

Рисунок 7. Безврубочные сопряжения дощатых стропил:

I — узел сопряжения с затяжкой; II — сопряжение подкоса со стропильной ногой;

III — стропильных ног в коньке; IV — подкоса с затяжкой

1 — затяжка; 2 — стропильная нога; 3 — подкос; 4 — накладки

Гвозди размещают параллельно или косыми рядами под углом 45градусов к оси накладки (рис. 8). Расстояние от торца накладки до оси крайнего ряда должно быть не менее 15d (d — диаметр гвоздя), а от кромки накладки до оси продольного ряда не менее 4d. Концы гвоздей, прошедшие через пакет досок, следует загнуть поперек волокон.

Рисунок 8. Разметка гвоздей:

1 — соединяемые элементы; 2 — накладки; 3 — торцевой стык затяжки

2. 11. Монтаж сборных стропильных ферм для двускатной крыши из висячих дощатых стропил выполняют с помощью самоходного стрелового крана с соответствующими грузовысотными рабочими характеристиками.

2.12. Для удобства перевозки стропила изготавливают в виде двух полуферм, из которых с помощью дощатых накладок на строительной площадке собирают целые треугольные фермы. Фермы собирают, укладывая сборочные элементы между планками фиксаторами. После проверки правильности монтажа полуфермы соединяют с помощью гвоздей накладками (рис. 9).

Рисунок 9. Сборка стропил из двух полуферм:

1 — нижние накладки; 2 — полуфермы; 3 — верхние накладки

2.13. Правильность забивки гвоздей обеспечивают с помощью шаблона — листа фанеры, по размерам равного накладке, в который в соответствии с чертежом забиваются гвозди.

Наложив шаблон на накладку, острыми концами гвоздей делают наколки, по которым затем забивают гвозди (рис. 10). Длина гвоздей должна быть в 2,5 раза больше толщины накладок. Допускаемое отклонение между центрами гвоздей 2 мм.

Рисунок 10. Узлы дощатых ферм:

А — верхняя накладка; Б — нижняя накладка;

1 — фигурная накладка; 2 — гвозди; 3 — прямоугольная накладка

2.14. Фермы устанавливают с помощью самоходного стрелового крана сначала в торцах здания (рис. 11), опирая их на верхнюю обвязку стен. Вертикальность ферм проверяют отвесом и закрепляют их временными расшивками из обрезков досок. Шнур, натянутый по коньку крайних ферм, служит маяком для установки промежуточных. Их устанавливают через 1200 мм, ориентируясь по рискам. И рихтуют так, чтобы конек устанавливаемой фермы находился под натянутым маячным шнуром (рис. 12).

Рисунок 11. Установка маячных стропил:

1 — верхняя обвязка стен; 2 — стропильная ферма; 3 — дощатая расшивка;

4 — маячный шнур

Рисунок 12. Рихтовка стропильной фермы

1 — верхняя обвязка; 2 — устанавливаемая ферма; 3 — маячная ферма; 4 — маячный шнур;

5 — расстояние рихтовки; 6 — установочные риски; 7 — направление рихтовки

2.15. Вертикальность промежуточных ферм контролируют рейкой-отвесом (рис.13). Опорные узлы ферм к верхней обвязке прибивают наискось двумя гвоздями длиной 150 мм с каждой стороны. Распорки, прибитые между фермами, обеспечивают их неподвижность.

Рисунок 13.

1 — верхняя обвязка; 2 — распорки; 3 — рейка-отвес; 4 — опорные узлы; 5 — фермы

2.16. После установки первых 4+5 стропильных ног начинают устройство обрешетки.

2.17. После пришивки обрешетки выполняют вырезы для слуховых окон и лазов. Затем монтируют слуховые окна.

2.18. Монтаж стропильной системы осуществляют с инвентарных подмостей звеном в составе четырех плотников и одного подсобного рабочего, в том числе: плотник 4 разр. — 1, плотник 3 разр. — 1, плотник 2 разр. — 2, подсобный рабочий 1 разр. — 1.

2.19. Подачу грузов башенным краном выполняет звено в составе машиниста крана и двух такелажников, в том числе: машинист крана 5 разр. — 1; — такелажники 2 разряда — 2.

конструкция, устройство, расчет стропил из дерева

Для изготовления стропил в индивидуальном строительстве обычно используют деревянные материалы: доски, брус, бревна. Несмотря на относительную дешевизну, деревянные стропила для крыши обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать все кровельные нагрузки и служить верой и правдой долгие годы.

Другие возможные материалы для стропильных систем – металл и железобетон – для частного строительства применять нецелесообразно, ввиду их тяжелого веса, сложного монтажа и высокой стоимости.

Стропильная система обязана быть прочной, но не тяжелой. Конечно, для несущей основы кровли крупных промышленных зданий и многоэтажек, приходиться использовать металл или железобетон. А для обычных частных домов – это ненужное излишество. Стропила в этом случае делают деревянными – из досок, бруса (обычного или клееного), бревен.

Бревна используются редко, исключительно для срубов. Этот материал слишком увесистый, требующий от плотника высокого профессионализма и способности выполнять сложные врубки в местах креплений.

Брус – самый лучший вариант, из которого можно смонтировать прочные и долговечные стропила. Единственный недостаток бруса – высокая цена.

В качестве замены брусу часто используют более дешевые доски, толщиной минимум 40-60 мм. В список их преимуществ также можно включить небольшой вес, удобство в монтаже и высокий запас прочности.

К выбранному пиломатериалу предъявляют следующие требования:

Минимально допустимые сорта древесины — 1-3. Наличие сучков допускается в небольшом количестве (лучше обойтись вообще без них!), не более трех сучков, высотой до 3 см, на 3 м.п. Трещины также допустимы, но они не должны пронизывать древесину насквозь, их длина не может превышать половину длины материала.
Допускается использовать высушенную древесину с влажностью до 18-22%. Если эти показатели будут выше, стропила, по мере высыхания, могут потрескаться или выгнуться и потерять свою форму.
Несущие части стропильной системы выполняют из материала, толщиной от 5 см, шириной от 10-15 см.
Длина элементов из хвойных пород — до 6,5 м, а из твердых лиственных – до 4,5 м.
Все деревянные части стропил, до начала эксплуатации, должны быть обработаны защитными составами, предотвращающими их гниение, возгорание и повреждение насекомыми-древоточцами.

Основной составляющей единицей деревянной стропильной системы является ферма – плоская треугольная конструкция. Стороны «треугольника» образуют стропильные ноги, соединенные сверху под углом. Для соединения стропил по горизонтали используются затяжки, ригели, схватки.

Стропильную систему составляют из нескольких ферм, выставленных на мауэрлат, и скрепленных между собой прогонами.

Чтобы лучше понять специфику фермы, определимся с ее элементами. Их состав и количество в одной конструкции зависит от типа крыши, ее габаритов и вида примененных стропил.

Итак, составные части могут быть такими:

Стропильная нога – это непосредственно сами стропила, на которые набивают обрешетку и укладывают кровельный материал. Ферма состоит из двух стропилин (балок), соединенных сверху в коньке в виде треугольника. Угол их наклона равен углу наклона кровельных скатов.
Затяжка – перекладина, скрепляющая стропильные ноги по горизонтали и не позволяющая им при нагрузке разъехаться в разные стороны. Используется в системе висячих стропил.
Ригель – балка, похожая на затяжку, но работающая по иному принципу. В системе она сжимается, а не растягивается. Скрепляет стропильные балки в их верхней части.
Схватка – также горизонтальная перекладина, соединяющая стропильные балки и повышающая устойчивость фермы. Используется в системе наслонных стропил.
Стойка – горизонтальная балка, служащая дополнительным упором для фиксации стропильных ног.
Подкос – элемент, монтируемый под углом к горизонтали, дающий стропилам дополнительную устойчивость.
Кобылки – применяются для удлинения стропильных ног при необходимости создания свесов.

Также в стропильную систему можно отнести детали, не относящиеся непосредственно к фермам, но использующиеся для их монтажа и сборки. Они такие:

Прогон – балка, идущая вдоль скатов, соединяющая стропильные ноги ферм. Частный случай – коньковый прогон, который устанавливают вдоль скатов кровли в ее наивысшей точке (коньке).
Обрешетка – состоит из брусьев или досок, набиваемых на стропильные ноги сверху вдоль скатов крыши. На обрешетку монтируют кровельный материал.
Мауэрлат – брус или доски, укладываемые по периметру наружных (капитальных) стен здания. Наличие мауэрлата предусмотрено для закрепления на нем нижних концов стропилин.
Лежень – элемент, похожий на мауэрлат, но укладываемый вдоль внутренней стены здания. На лежне закрепляют вертикальные стойки.

Из дерева можно собрать множество вариантов ферм и, соответственно, стропильных систем. Но всех их можно разделить на два типа: висячие и наслонные.

Висячие стропильные системы

Применяются для помещений без внутренних стен. Фермы, составленные из стропил, опираются исключительно на наружные стены, необходимости в дополнительной опоре нет. То есть висячими стропилами перекрывают один пролет, шириной 6-14 м.

Обязательной частью висячих ферм, кроме стропильных ног, соединенных вверху под углом, является затяжка – горизонтальная, соединяющая стропила балка. Затяжка становится основой «треугольника» фермы. В большинстве случаев она располагается снизу конструкции, соединяя нижние концы парных стропил. Но также используются схемы с приподнятой затяжкой. А также с ее видоизмененным вариантом – ригелем, который выглядит как приподнятая затяжка, но работает на сжатие, а не на растяжение, как истинная затяжка.

От наличия затяжки и ее расположения в ферме зависит необходимость использования мауэрлата. Если затяжка располагается у основания стропильных ног, то мауэрлат не нужен. При монтаже ферму опирают на наружные стены через имеющуюся затяжку, которая одновременно становится балкой перекрытия. Если же затяжка приподнята кверху или же вместо нее используется ригель, то в схему обязательно включается мауэрлат, как основа для крепления стропилин на верхних краях стен.

В качестве дополнительных элементов в висячей системе применяют бабки и подкосы. Они служат для упрочнения фермы, при перекрытии широких пролетов.

Бабка по своему виду напоминает вертикальную стойку, идущую от центра затяжки до верхней точки фермы (коньковой части). На самом деле бабка – это подвес, функция которого заключается в поддержке слишком длинной затяжки (более 6 м) и исключении ее прогиба.

В тандеме с бабкой, при еще большем увеличении длины затяжки, используют подкосы – диагональные балки. Их упирают одним концом в стропильную ногу, другим – в бабку. В одной ферме применяют два подкоса, с обеих сторон от бабки.

В дачных и небольших частных домах висячие стропила из дерева хороши тем, что позволяют устраивать просторные мансардные помещения без перегородок внутри. Конечно, речь идет о схемах, где отсутствуют подкосы и бабки. Их наличие возлагает на застройщика необходимость делить мансарду минимум на две комнаты.

Наслонные стропильные системы

Наслонная конструкция деревянных стропил применяется для помещений с внутренними капитальными стенами, которые служат дополнительной опорой для системы. При этом расстояние между наружными стенами (общий перекрываемый пролет) может быть в пределах 6-15 м.

Наслонные фермы, в обязательном порядке, состоят из стропильных ног, опираемых на наружные стены, и вертикальной стоки, опираемой на внутреннюю стену. При наличии двух внутренних стен в схеме может быть использованы две стойки.

В отличие от висячей, в наслонной системе обязательно присутствует мауэрлат, к которому крепятся стропильные ноги. Стойки врезаются в некое подобие мауэрлата – лежень. Это брус, укладываемый по верху внутренней опорной стены.

При пролете 6 м и менее используется простейшая наслонная ферма, состоящая из двух парных стропильных ног и стойки. Устройство деревянных стропил при увеличении пролета требует внесения в схему дополнительных деталей, таких как схватки и подкосы (подстропильные ноги).

Схватки похожи на затяжки в висячих системах, но они всегда располагаются выше основания стропильных ног. Основное назначение схватки – повышение устойчивости системы.

Для устойчивости предназначены и подкосы, которые также называются подстропильными ногами. Подкос поддерживает стропильную ногу, то есть, по сути, становится для нее дополнительной (третьей по счету, после мауэрлата и конькового прогона) опорой.

Наслонные деревянные стропила являются наиболее распространенными для частных жилых домов, коттеджей. Как правило, такие постройки имеют одну или несколько внутренних капитальных стен-перегородок, которые могут стать опорой и дополнительной поддержкой для прочной стропильной системы.

Узел крепления стропил к мауэрлату – один из наиболее важных, от правильности его выполнения зависит функциональность стропильной системы, ее способность воспринимать нагрузки.

Всего существует два типа подобных креплений: жесткое и скользящее. Выбор одного из них зависит от схемы стропильной конструкции. Замена жесткого крепления на скользящее или наоборот, а также недостаточное обеспечение необходимой степени сдвига стропильной ноги приведет к тому, что схема «поломается» и не будет работать.

Жесткое крепление обеспечивает прочное, неподвижное сочленение стропилины с мауэрлатом. Сдвиг не допускается, однако возможен поворот стропилины в шарнире. Организовывают такое крепление двумя основными способами:

путем врубки стропильной балки в мауэрлат и дальнейшей фиксации узла уголками, скобами, гвоздями;
с помощью уголков из металла и опорного бруска.

Скользящее крепление (или как его называют кровельщики – «скользячка») несколько иного вида и функциональности. Оно позволяет стропильной ноге сдвигаться относительно опоры. Конечно, этот сдвиг не будет заметен глазу, но позволит стропильной системе не деформироваться при естественной усадке стен дома. Скользящее крепление особенно необходимо при строительстве деревянных срубов. Также оно реализуется при строительстве домов любого другого типа, если того требует схема и выполненный расчет деревянных стропил.

Чтобы обеспечить стропильной ноге небольшой запас хода относительно мауэрлата используются особые крепежные элементы – ползуны. Конструктивно они состоят из двух металлических элементов, первый из которых статичен, а второй – способен перемещаться относительно первого. Существует две разновидности скользящих креплений: открытого и закрытого типов.

Ползун открытого типа представляет собой сборную конструкцию, состоящую из двух отдельных частей: статичной планки-направляющей и уголка с загибом сверху. Направляющая продевается в загиб уголка и фиксируется на стропильной ноге, уголок крепится на мауэрлате. При изменении геометрических размеров постройки, направляющая может сдвигаться относительно жестко зафиксированного уголка на 60-160 мм.

Скользящее крепление закрытого типа по своему свойству точно такая же. Немного меняется конструкция, она уже не разборная, а цельная. Уголок, который крепится к мауэрлату, имеет в центральной части петлю. В нее вставлена направляющая, которая, в свою очередь, крепится к стропильной ноге.

Что собой представляют оба варианта креплений (скользящее и жесткое) показано в видео-ролике:

Другой важнейший узел стропильной фермы – узел крепления стропил в коньковой части. В частном домостроительстве для этих целей чаще всего применяют следующие варианты креплений:

внахлест;
встык;
с помощью врубки вполдерева.

Крепление внахлест считается самым простым вариантом. Верхние края парных стропилин просто-напросто накладывают друг на друга. Затем в обоих торцах выполняют отверстие и фиксируют соединение шпилькой или болтом с гайкой.

Для соединения встык верхние торцы стропильных ног спиливают под углом для того, чтобы появилась возможность совместить спиленные поверхности. Крепление выполняется с помощью гвоздей, которые забивают в торец коньковой части через обе стропильные ноги. Чтобы дополнительно зафиксировать гвоздевое соединение, используют деревянные горизонтальные накладки или металлические пластины, которые накладывают поверх соединения с двух сторон фермы.

Соединение вполдерева предусматривает предварительное выпиливание на верхних концах стропилин выемок на половину толщины бруса. Это позволяет совместить стропилины в коньке, как детали конструктора, не увеличивая при этом толщину конькового узла (как происходит при соединении внахлест). После совмещения деталей, их фиксируют гвоздями, болтами или нагелями.

Кроме описанных способов существуют и другие, менее распространенные. Например, соединение «шип-паз». Оно не является популярным, так как требует большого профессионализма от плотника. Суть крепления в том, что в одной стропилине выполняется углубление-паз, а на другой вырезается шип. Шип и паз совмещают и скрепляют гвоздевым боем или нагелем.

Одно из возможных соединений стропилин в коньке (встык, через коньковый прогон) рассматривается в видео:

Впрочем, никаких особенных сложностей работа с деревом и монтаж деревянных стропил не представляет. Кроме этого есть и другие преимущества использования дерева, как материала для стропил:

невысокая стоимость древесины;
повсеместная доступность;
сравнительно небольшой вес, упрощающий монтаж;
нет необходимости в привлечении тяжелой строительной техники;
универсальность, возможность применения на зданиях из любого материала, причем, независимо от несущей способности фундамента.

Недостатки выбора деревянных стропил незначительны, но их тоже необходимо знать «в лицо» перед началом строительства:

необходимость в обработке защитными средствами, предотвращающими возгорание и гниение дерева, а также снижающих его «привлекательность» для различных насекомых-вредителей;
применение деревянных стропил возможно только на пролетах до 14-17 м, для более широких пролетов рекомендовано использовать металл или железобетон;
несколько сниженный срок эксплуатации, по сравнению с металлическими или железобетонными фермами.

Таким образом, все недостатки являются, скорее, особенностями, чем реальными негативными сторонами. Этим и объясняется столь широкое распространение деревянных стропил в частном домостроительстве.

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Конструкция крыши с деревянными фермами: руководство по строительству

Последнее обновление: 9 января 2023 г.

Проектирование деревянных ферм крыши для нового строительного проекта может быть сложной задачей.

Необходимо не только учитывать все нагрузки, действующие на крышу (снег, ветер, постоянные и временные нагрузки), но и выбирать тип фермы.

Но вы также должны знать, как проектировать деревянные элементы и обеспечивать прочность конструкции.

В этом посте мы шаг за шагом рассмотрим, как рассчитать внутренние силы, такие как момент и осевые силы.

Мы также определим статическую систему и размеры элементов стропильной крыши в соответствии с Еврокодом по древесине EN 1995-1-1:2004.

Не будем долго говорить, давайте углубимся в это.

🙋‍♀️ Что такое деревянная стропильная крыша?

Ферменная крыша представляет собой конструкционную систему крыши, расположенную между двумя опорами и несущую такие нагрузки, как ветер, снег и динамические нагрузки. По сравнению с другими фермами стропильная крыша обычно наклонена от опор к средней точке. Он состоит из верхнего пояса, нижнего пояса, диагоналей и соединений. Статически говоря, верхний и нижний пояса балок действуют в нормальных силах, поперечных силах и изгибающих моментах, в то время как диагонали, как правило, действуют как стержни и воспринимают только нормальные силы.

Проведя небольшое исследование, я обнаружил, что диагонали также могут называться:

паутины
стяжка (при натяжении)
стойка (при сжатии)

верхний пояс иногда называют

верхний пояс

и нижний пояс

нижний пояс
стяжка

Слышали ли вы другие названия компонентов фермы? Дайте нам всем знать в комментариях ниже, если у вас есть📝

Как уже упоминалось, существуют различные типы стропильной крыши, а это означает, что различные элементы могут быть построены с использованием различных материалов и систем.

Пример стропильной крыши можно увидеть на следующем рисунке, где в качестве верхнего и нижнего поясов выбраны цельные деревянные балки.

Верхние пояса имеют небольшой выступ.

Стенки/диагонали соединяют верхний и нижний пояса, что приводит к «дополнительной поддержке» этих элементов, поскольку уменьшается пролет.

Для ветровой системы крепления можно использовать либо стальные ветровые крепления, деревянные доски или другое решение. Однако эта система не смоделирована и не показана на рисунке.

Один из примеров ферменной кровельной системы

.. а вот и 3D-модель, потому что они представляют собой даже лучшую визуализацию, чем 2D-изображения, не так ли?

Мы еще не рассмотрели ветрозащитные системы, как они работают, зачем они нам нужны, но хотели бы вы узнать больше? Позвольте мне знать в комментариях ниже.

Статическая система стропильной крыши состоит из 2 наклонных деревянных балок , соединенных друг с другом вверху шарниром.

Эти балки опираются на штифт и роликовую опору в самой нижней точке или – в случае консольного выступа кровли – вблизи самой нижней точки.

4 диагонали соединяют верхний и нижний пояса друг с другом. Эти диагонали или перемычки воспринимают только нормальные силы и поэтому моделируются как барные элементы .

Статическая система стропильной крыши представлена на следующем рисунке.

Статическая система | Крыша с деревянными фермами

Чтобы не потерять контекст, статическая 2D-система представляет следующие стропила. Но он также может представлять любое другое сечение балок и стержней. Расстояние между стропилами составляет 4 м.

Ферменная крыша | Двухмерная статическая система, представляющая балки и стержни.

Ферменная крыша, конечно же, также может иметь различную компоновку с меньшими/более широкими пролетами или более крутым наклоном.

⬇️ Характеристические нагрузки на ферменную крышу

Нагрузки в этой статье не приводятся. Расчет постоянных, временных, ветровых и снеговых нагрузок для скатных крыш мы подробно объясняли в предыдущих статьях.

Определенные значения нагрузки являются оценками из предыдущих расчетов.

$ g_ {k} $

1,08 кН/м2

Характеристическая стоимость мертвой нагрузки

$ Q_ {K} $

1.0.2$ за обе стропила.

Мы разделили ветровую нагрузку из приведенной выше таблицы из-за сложности ветра с его районами и направлениями.

В этом расчете мы будем ориентироваться только на внешнее ветровое давление для площадей площадью 10 м2.

Фронт направления ветра

$ W_ {K.F} $	-0,25 (/0,35) KN/M2	. -0,25(/0,35) кН/м2	Нормативное значение ветровой нагрузки Площадь G
$w_{k.H}$	-0,1(/0,2) кН/м2	Характеристическое значение ветровой нагрузки Площадь H
$w_	-0,2(/0,0) кН/м2	Нормативное значение ветровой нагрузки Площадь I
$w_{k. J}$	-0,25(/0,0) кН/м2	Характеристическое значение ветровой нагрузки Площадь4 Дж 9009

Сторона направления ветра

$w_{k.F}$	-0,55 кН/м2	Норма ветровой нагрузки Площадь F
$w_{k.G}$	-0,7 кН/м2 Площадь	4 9 G
$w_{k.H}$	-0,4 кН/м2	Характеристическое значение ветровой нагрузки Площадь H
$w_{k.I}$

/м -0,29 кН0,25 кН0 Зона нагрузки I

На следующем рисунке представлена статическая система стропильной крыши с линейными нагрузками. 92$ применяется к обоим стропилам.

9м/0093 1,04 кН/м0 = 4,0 кН/м0

$g_{k}$	1,08 кН/м2 * 4,0м = 4,32 кН/м
$q_{k}$
$s_{k}$	0,53 кН/м2 * 4,0 м = 2,12 кН/м
$w_{k}$	-0,25 кН/м2 * 4,0 м4 = -1,0 кН/м2 * 4,0 м4 = -1,0

Характеристические линейные нагрузки на верхние пояса.

➕ Сочетания нагрузок ферменной крыши

К счастью, мы уже написали обширную статью о том, что такое сочетания нагрузок и как мы их используем. Если вам нужно освежить это, вы можете прочитать сообщение в блоге здесь.

Мы решили включить $w_{k.I.}$ = -0,25 кН/м2 в качестве ветровой нагрузки в комбинации нагрузок, так как это ветровая нагрузка, приложенная к сечению, которое мы рассматриваем, и чтобы расчет был чистым.

В принципе, следует учитывать все загружения.

Однако, имея немного больше опыта, вы сможете исключить некоторые значения.

В современных программах КЭ можно применять несколько значений ветровой нагрузки и автоматически генерировать комбинации нагрузок. Так что компьютер нам очень помогает.

Только имейте в виду, что вы должны учитывать все ветровые нагрузки, но для простоты мы рассматриваем только 1 значение в этой статье😁.

Сочетания нагрузок ULS

Я знаю, что вы можете не понять, что это значит, когда вы выполняете сочетания нагрузок в первый раз, но мы написали целую статью о том, что существуют нагрузки и как их применять на скатной крыше 😎.

LC1	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} $
LC2	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 1,5 * 4,0 \frac{кН}{м}$
LC3	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 1,5 * 4,0 \frac {кН}{м} + 0,7 * 1,5 * 2,12 \frac{кН}{м}$
LC4	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 0 * 1,5 * 4,0 \frac{кН} {м} + 1,5 * 2,12 \frac{кН}{м}$
LC5	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 1,5 * 4,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 1,5 * 2,12 \frac{кН}{м} + 0,6 * 1,5 * (-1,0 \frac{кН}{м}) $
LC6	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 0 * 1,5 * 4,0 \frac{кН}{м} + 1,5 * 2,12 \frac{кН}{м} + 0,6 * 1,5 * (-1,0 \ frac{кН}{м}) $
LC7	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 0 * 1,5 * 4,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 1,5 * 2,12 \frac{ кН}{м} + 1,5 * (-1,0 \frac{кН}{м}) $
LC8	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 1,5 * 2,12 \frac{кН}{м } $
LC9	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 1,5 * (-1,0 \frac{кН}{м}) $
LC10	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 1,5 * 4,0 \frac{кН}{м} + 0,6 * 1,5 * (-1,0 \frac{кН}{м}) $
LC11	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 1,5 * (-1,0 \frac{кН}{м}) + 0,7 * 1,5 * 2,12 \frac{кН}{м} $
LC12	$1,35 * 4,32 \frac{кН}{м} + 1,5 * 2,12 \frac{кН}{м} + 0,6 * 1,5 * (-1,0 \frac{кН}{м})$

Характеристика SLS Комбинации нагрузок 4 9090 93093 \frac{кН}{м} + 4,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 2,12 \frac{кН}{м}$ $ 9,00293 \frac{кН}{м} + 0 * 4,0 \frac{кН}{м} + 2,12 \frac{кН}{м}$

LC1	$4,32 \frac{кН}{м} $
LC2	$4,32 \frac{кН}{м} + 4,0 \frac{кН}{м}$
LC4	$4,32 \frac{кН}{м} + 4,0 \ frac{кН}{м} + 0,6 * (-1,0 \frac{кН}{м})$
LC5	$4,32 \frac{кН}{м} + 4,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 2,12 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-1,0 \frac{кН}{м}) $
LC6	$4,32 \frac{кН}{м} + 0 * 4,0 \frac{кН}{м} + 2,12 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-1,0 \frac{кН}{м} ) $
LC7	$4,32 \frac{кН}{м} + 0 * 4,0 \frac{кН}{м} + 0,7 * 2,12 \frac{кН}{м} + (-1,0 \frac{кН} {м}) $
LC8	$4,32 \frac{кН}{м} + 2,12 \frac{кН}{м} $
LC9	$4,32 \frac{кН}{м} + (-1,0 \frac{кН}{м}) $
LC10	$4,32 \frac{кН}{м} + 4,0 \frac{кН}{м} + 0,6 * (-1,0 \frac{кН} {м}) $
LC11	$4,32 \frac{кН}{м} + (-1,0 \frac{кН}{м}) + 0,7 * 2,12 \frac{кН}{м} $
LC12
LC13	$4,32 \frac{кН}{м} + 0 * 4. 0 \frac{кН}{м} + (-1.0 \frac{кН}{м})$

👉 Определить свойства материала древесины

🪵 Материал древесины фермы

Для этого поста/учебника мы выбираем Строительная древесина C24. Дополнительные комментарии о том, какой древесный материал выбрать и где получить свойства, были сделаны здесь. 92}$

⌚ Коэффициент модификации $k_{mod}$

Если вы не знаете, что такое коэффициент модификации $k_{mod}$, мы написали объяснение к нему в предыдущей статье, которое вы можете проверить.

Так как мы хотим, чтобы все было как можно короче, мы не будем повторяться в этой статье — мы только определяем значения $k_{mod}$.

Для жилого дома, который классифицируется как класс эксплуатации 1 в соответствии с EN 1995-1-1 2.3.1.3, мы получаем следующие значения продолжительности нагрузки для различных нагрузок.

Self-weight/dead load	Permanent
Live load, Snow load	Medium-term
Wind load	Instantaneous

From EN 1995-1-1 Table 3. 1 мы получаем значения $k_{mod}$ для длительности нагрузки и конструкционной древесины C24 (твердая древесина).

			$k_{mod}$
Собственный вес/собственный вес	Permanent action	Service class 1	0.6
Live load, Snow load	Medium term action	Service class 1	0.8
Wind load	Instantaneous action	Service class 1	1.1

🦺 Частный коэффициент для свойств материала $\gamma_{M}$

Согласно EN 1995-1-1 Таблица 2.3 частный коэффициент $\gamma_{M}$ определяется как

$\gamma_{M} = 1,3$

📏 Предположение ширины и высоты ферменных балок и диагоналей

Определяем ширину w и высоту h конструкционного дерева С24 Верхний пояс балки Сечение как

Ширина w = 120 мм
Высота h = 220 мм

. . значения для диагонали сжатия определены как

Ширина w = 60 мм
Высота h = 120 мм

.. поперечное сечение размеры натяжной диагонали определяются как

Ширина w = 60 мм
Высота h = 100 мм

.. и, наконец, размеры нижнего натяжного пояса равны

Ширина w = 100 мм
Высота h = 160 мм

3 💡 настоятельно рекомендую делать любой расчет в программе, где всегда можно обновить значения, а не от руки на бумажке! Я сделал эту ошибку, будучи бакалавром.

На любом курсе и даже в бакалаврской работе я все рассчитывал кроме сил (программа FE) на листе бумаги. 94 $

В проекте ULS (предельное предельное состояние) мы проверяем напряжения в деревянных элементах из-за изгиба, сдвига и нормальных усилий.

Чтобы рассчитать напряжения стропил, нам необходимо рассчитать изгибающие моменты, нормальные и поперечные усилия, вызванные различными нагрузками. Для выполнения этой задачи используется программа КЭ или балки.

🧮 Расчет изгибающего момента, нормальных и поперечных сил

Мы используем программу КЭ для расчета изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил. Комбинация нагрузки 3 с динамической нагрузкой в качестве ведущей и снеговой нагрузкой в качестве уменьшенной нагрузки приводит к самым высоким результатам, которые мы визуализируем.

Комбинация нагрузок 3

Комбинация нагрузок 3 | Статическая нагрузка, Временная нагрузка, Снеговая нагрузка | Ферменная крыша

Комбинация нагрузок 3 – Изгибающие моменты

Изгибающие моменты | Комбинация нагрузок 3 | Стропильная крыша

Распределение моментов верхних поясов вам что-то напоминает…?🤔

Может из сплошного бруса?😀

Комбинация нагрузок 3 – поперечные силы

поперечные силы | Комбинация нагрузок 3 | Ферменная крыша

Комбинация нагрузок 3 – Нормальные силы

Нормальные силы | Комбинация нагрузок 3 | Ферменная крыша

🔎 Проверка на изгиб и сжатие

Верхние пояса

От макс. изгибающий момент в пролете ( 7,25 кНм ) и усилие сжатия ( 117,2 кН  ) в одной и той же точке можно рассчитать напряжение в наиболее критическом сечении. 9{-4}} \cdot \frac{0,22м}{2} = 7,49 МПа$

Напряжение сжатия:

$\sigma_{c} = \frac{N_{d}}{w \cdot h} = \ frac{117,2 кН}{0,12м \cdot 0,22м} = 4,44 МПа$

Напряжения сопротивления деревянного материала:

$ f_{d} = k_{mod} \cdot \frac{f_{k}}{\ gamma_{m}} $

LC3 (M-действие)

$k_{mod.M} \cdot \frac{f_{m.k}}{\gamma_{m}} $

$0,8 \cdot \ frac{24 МПа}{1,3} $

$ 14,77 МПа $

LC3 (М-действие) 92 + \frac{\sigma_{m}}{f_{m.d}} = 0,625 < 1,0$

Диагональ – только сжатие

Теперь давайте проделаем то же самое для диагонали сжатия/перемычки, и давайте вспомним, что мы моделировали элементы как бара .

Таким образом, у нас есть только Нормальные силы. От макс. усилие сжатия ( 37,04 кН ) по диагонали, мы можем рассчитать наиболее критическое напряжение.

Напряжение сжатия:

$\sigma_{c} = \frac{N_{d}}{w \cdot h} = \frac{37,04 кН}{0,06 м \cdot 0,12 м} = 5,14 МПа$

Применение в соответствии с EN 1995-1-1 (6.19)

$\eta = \frac{\sigma_{c}}{f_{c.d}} = 0,4 < 1,0$

👍 Проверка на сдвиг – Верхние пояса

От макс. поперечная сила (средняя опора: 18,55 кН ) мы можем рассчитать касательное напряжение в наиболее критическом поперечном сечении.

Напряжение сдвига:

$\tau_{d} = \frac{3V}{2 \cdot w \cdot h} = \frac{3 \cdot 18,55 кН}{2 \cdot 0,12 м \cdot 0,22 м} = 1,05 МПа$

Прочность материала древесины:

$ f_{v} = k_{mod.M} \cdot \frac{f_{v}}{\gamma_{m}} $

$ f_{v} = 0,8 \cdot \frac{4 МПа}{ 1,3} = 2,46 МПа$

Утилизация согласно EN 1995-1-1 (6.13)

$\eta = \frac{\tau_{v}}{f_{v}} = 0,43 < 1,0$

👨‍ 🏫Проверка изгиба

Верхние пояса

Мы предполагаем, что выпучиванием из плоскости (направление Z) можно пренебречь, поскольку стропила удерживаются по бокам. Следовательно, мы можем определить длину потери устойчивости $l_{y}$ как

Длина потери устойчивости $l_{y}$ = 2,57 м

$l_{y} = 2,57 м$

Радиус инерции

$i_{y} = \sqrt{\frac{I_{y}}{w \cdot h}} = 0,064m$

Коэффициент гибкости

$\lambda_{y} = \frac{l_{y}}{i_{y}} = 40,47$

Коэффициент относительной гибкости (EN 1995-1-1 ( 6.21))

$ \lambda_{отн.y} = \frac{\lambda_{y}}{\pi} \cdot \sqrt{\frac{f_{c.0.k}}{E_{0.g .05}}} = 0,61$

Коэффициент $\beta_{c}$ для массивной древесины (EN 1995-1-1 (6.29))

$\beta_{c} = 0,2$ 92}} = 0,915$

Использование (EN 1995-1-1 (6.23))

$\frac{\sigma_{c}}{k_{c.y} \cdot f_{c.d}} + \frac{\sigma_ {m}}{f_{m.d}} = 0,88 < 1$

Диагональ – только сжатие

Предполагается, что потеря устойчивости вне плоскости имеет ту же длину потери устойчивости, что и в плоскости. Следовательно, мы можем определить длины потери устойчивости $l_{y}$ и $l_{z}$ как

$l_{z} = 1. 5m$

Радиус инерции

$i_{y} = \sqrt{\frac{I_{y}}{w \cdot h}} = 0,035m$

$i_{z} = \sqrt{\frac{I_{z}}{ w \cdot h}} = 0,017m$

Коэффициент гибкости

$\lambda_{y} = \frac{l_{y}}{i_{y}} = 43,3$

$\lambda_{z} = \ frac{l_{z}}{i_{z}} = 86,6$

Коэффициент относительной гибкости (EN 1995-1-1 (6.21))

$ \lambda_{rel.y} = \frac{\lambda_{y }}{\pi} \cdot \sqrt{\frac{f_{c.0.k}}{E_{0.g.05}}} = 0,651$

$ \lambda_{rel.z} = \frac {\lambda_{z}}{\pi} \cdot \sqrt{\frac{f_{c.0.k}}{E_{0.g.05}}} = 1,303$ 92}} = 0,48$

Использование (EN 1995-1-1 (6.23))

$\frac{\sigma_{c}}{k_{c.y} \cdot f_{c.d}}= 0,443$

$ \frac{\sigma_{c}}{k_{c.z} \cdot f_{c.d}}= 0,828$

📋Проверка на изгиб и растяжение

Нижний пояс

От макс. изгибающий момент в нижнем поясе балки ( 0,53 кНм ) и усилие растяжения ( 101,47 кН ) в одной и той же точке можно рассчитать напряжение в наиболее критическом сечении. 9{-5}} \cdot \frac{0,16m}{2} = 1,24 МПа$

Напряжение растяжения:

$\sigma_{t} = \frac{N_{d}}{w \cdot h} = \ frac{101,47 кН}{0,1м \cdot 0,16м} = 6,34 МПа$

Напряжения сопротивления деревянного материала:

$ f_{d} = k_{mod} \cdot \frac{f_{k}}{\ gamma_{m}} $

LC3 (M-действие)

$k_{mod.M} \cdot \frac{f_{t.k}}{\gamma_{m}} $

$0,8 \cdot \ frac{14 МПа}{1,3} $

$ 8,62 МПа $

Использование в соответствии с EN 1995-1-1 (6.17)

$\eta = \frac{\sigma_{t}}{f_{t.d}} + \frac{\sigma_{m}}{f_{m.d}} = 0,82 < 1,0$

Диагональ – Только растяжение

Максимальное усилие растяжения по диагоналям 36,5 кН

Напряжение растяжения:

$\sigma_{t} = \frac{N_{d}}{w \cdot h} = \frac{36,5 кН}{0,06 м \cdot 0,1 м} = 6,05 МПа$

Применение согласно EN 1995-1-1 (6.17)

$\eta = \frac{\sigma_{t}}{f_ {c. d}} = 0,7 < 1,0$

Мы также более подробно обсуждали дизайн SLS в предыдущей статье. В этом посте мы не слишком много объясняем, а показываем расчеты😊

🖋️Мгновенная деформация $u_{inst}$

$u_{inst}$ (мгновенная деформация) нашей балки может быть рассчитана с нагрузкой характеристического сочетания нагрузок.

Что касается изгибающих моментов, поперечных и осевых усилий, мы используем программу КЭ для расчета прогибов из-за наших комбинаций нагрузок.

LC 3 характеристических сочетаний нагрузок SLS приводит к наибольшему прогибу u.

$u_{inst}$ = 9,2 мм

К сожалению EN 1995-1-1 Таблица 7.2 рекомендует значения для $w_{inst}$ только для «Балки на двух опорах» и «Консольные балки», а не для системы ферм, как в этом случае.

Тем не менее, пределы прогиба могут быть согласованы с клиентом, и конструкция не разрушается из-за слишком больших прогибов, если стропила проверены для всех расчетов ULS.

Распределение момента и сдвига верхнего пояса аналогично неразрезной балке, но поскольку «средняя опора» представляет собой элемент сжатия, который смещается вниз, поскольку он соединен с нижним поясом, который отклоняется вниз, пределы для свободно опертой В этом руководстве предполагается, что балка по всей длине верхнего пояса (EN 1995-1-1 Таблица 7. 2).

❓Но мой вопрос к вам: Какой лимит вы бы использовали в этом случае? Позвольте мне знать в комментариях ниже.

$w_{inst}$ = l/300 = 5,15 м/300 = 17,17 мм {17,17 мм} = 0,536 < 1$

🏇Конечная деформация $u_{fin}$

$u_{fin}$ (конечная деформация) нашей балки/стропила может быть рассчитана путем добавления деформации ползучести $u_ {creep}$ до мгновенного прогиба $u_{inst}$ .

Таким образом, мы рассчитаем отклонение ползучести с помощью программы КЭ.

Это может быть немного быстро, но мы уже рассмотрели основы в статье о размерах деревянной балки.

Так что проверьте это, если хотите точно знать, как вычислить $u_{creep}$ вручную. Дайте мне знать в комментариях ниже, если у вас возникли проблемы с расчетом деформации ползучести.

Деформация ползучести LC3 рассчитывается как

$u_{ползучесть}$ = 2,64 мм

Добавление ползучести к мгновенному отклонению приводит к окончательному отклонению.

$u_{fin} = u_{inst} + u_{creep} = 9,2 мм + 2,64 мм= 11,84 мм$

Предельное значение $u_{fin}$ согласно EN 1995-1-1 Таблица 7.2

$w_{плавник}$ = l/150 = 5,15 м/150 = 34,3 мм 34,3 мм} = 0,35$

Теперь, когда ферма проверена на сжатие, изгиб, изгиб, растяжение и прогиб, мы наконец можем сказать, что высота и ширина поперечного сечения проверены – проверьте✔️.

После проектирования стропил, прогонов, ригелей крыши очень интересно увидеть разницу в площади поперечного сечения для каждой из крыш, верно?

Мне любопытно услышать от вас: Какая ваша любимая кровельная система? Какой макет фермы вы уже использовали в проекте? Дайте знать в комментариях✍️.

❓ Крыша из деревянных ферм Часто задаваемые вопросы

Каковы 3 преимущества крыши из деревянных ферм?

– легкий
– простой в сборке; местный плотник умеет строить деревянные фермы
– конструктивно очень эффективный; большинство элементов действует в основном на растяжение или сжатие

Какие существуют 3 типа деревянных ферм крыши?

– Ферма King post
– Ферма Fink
– Ферма Fan

Конструкция крыши и типы ферм крыши

Крыша частного дома является не только ключевым элементом всей его конструкции, но и важным компонентом, влияющим на внешний вид и долговечность всего здания. В настоящее время в Польше в большинстве случаев по-прежнему используются традиционные стропильные фермы. Для создания прочной и устойчивой опоры кровельного покрытия учитываются его форма и вес, тепловые требования, а также тип и расположение отдельных элементов, пересекающих его поверхность, т. необходимо учитывать данный регион страны. Проще говоря, конструкция крыши является фундаментальным вопросом для всего здания, независимо от его характера и назначения.

Что можно узнать из этой статьи?

Что такое ферма крыши?
Типы стропильных ферм
Материал стропильной фермы
Форма фермы крыши и конструкция крыши
Чердак и его теплоизоляция

Конец шатровой кровли обычно закладывается в конце предзамочной стадии дома, который затем становится замкнутой, монолитной конструкцией. Однако перед установкой самой крыши кровельщики сооружают деревянную конструкцию, которая становится основой для кровельного покрытия подходящим материалом.

Выбор стропильных ферм влияет как на стоимость всего проекта, так и на тип технологии, используемой для его строительства, тип материалов или даже размер и высоту чердака. Правильный выбор стропильной конструкции крыши зависит, среди прочего, от назначения здания, размера и пролета крыши и даже от климатических условий, таких как сила ветра, количество осадков и продолжительность снегопада.

У каждого дома может быть своя крыша, но у каждого дома есть стропильная ферма.

Что такое ферма крыши?

Ферма крыши представляет собой деревянный каркас крыши, воспринимающий нагрузки от кровельного покрытия. Именно угол наклона стропильной фермы определяет степень отвода воды (например, на высоких крышах не будет скапливаться снег). Следует тщательно продумать конструкцию стропильной фермы, так как от ее типа будет зависеть возможность размещения в дальнейшем любого дополнительного чердачного помещения.

Компоненты ферм крыши

стяжка
настенная пластина
стропила
прогон
связи
ферма
сообщение
угловая скоба
диагональная скоба
вешалка
поперечная скоба
подтягивание
ветровая балка
перекрытие

Анкерная балка предназначена для предотвращения обрушения или падения стен здания; стеновая плита передает нагрузку от стропильной фермы на стены, а стропило представляет собой наклонную балку, к которой крепятся обрешетки или прогоны (элементы, к которым крепится кровля).

Прогон – конструктивный элемент крыши, уложенный по линии, параллельной коньку крыши. Стяжки, в свою очередь, состоят из двух параллельных частей из бруса или соединяют два соседних стоечных каркаса в составе стропильных ферм стяжки-прогона. Назначение стропильной фермы, как основного несущего элемента конструкции крыши, заключается в передаче нагрузок на основные опоры.

Стойка — деревянная колонна, расположенная в стропильной конструкции анкерного прогона, а раскос — деревянная балка в каркасных конструкциях стен и фермах кровли. Диагональная связь, в свою очередь, представляет собой диагональную деревянную балку, вешалка — растянутый элемент висячей стропильной конструкции, а поперечная связь — диагональный элемент стропильной конструкции.

Стропильная конструкция также состоит из натяжной (балка, обычно являющаяся опорой для перекрытия, других несущих балок, стен и колонн) и ветровой балки, представляющей собой деревянную доску, крепящуюся к стропилам из ниже.

Типы стропильных ферм

Односемейные дома обычно имеют стропильную ферму, стропильную балочную ферму или стропильную ферму. То, как будет выглядеть стропильная ферма, зависит от типа монтируемой крыши и от того, будет ли чердак использоваться в хозяйственных целях.

Стропильная ферма

Стропильная крыша — простейшая конструкция. Применяется при пролете наружных стен не более 7 м и уклоне ската кровли 40-60°. В случае стропильной фермы допустимая длина одного стропила составляет 6 м.

Основным несущим элементом является пара стропил, соединенных между собой коньком крыши. Стропила располагают с интервалом 70-100 см, а их нижние концы крепят к горизонтальной анкерной балке, которая также является несущей конструкцией перекрытия. Нижние концы стропил также можно крепить к стеновым плитам, расположенным на потолке или поверх угловых стен.

При выборе такого решения необходимо помнить, что как крепление стропил к стеновым плитам, так и крепление стеновой плиты к строительной конструкции должны быть выполнены надлежащим образом. Эти крепления будут определять последующую устойчивость и общую безопасность всей конструкции крыши.

Преимуществом данного типа конструкции является ее простой и быстрый монтаж, а также относительно невысокая стоимость всего проекта. Недостатками такого решения являются ограниченность использования, частое возникновение кривизны поверхности (длинные участки без опоры) стропил, а также действие сил, выталкивающих (наружу) стены.

Стропильная ферма крыши

Пара стропил (отстоящих друг от друга на 80-120 см) и горизонтальная балка деревянного перекрытия образуют основу для этого типа конструкции крыши, в результате чего получается трехэлементная ферма, опирающаяся на наружные стены здания.

Балки, образующие горизонтальный деревянный пол, могут опираться непосредственно на стену или на стеновую плиту. Стропильная ферма используется в зданиях, где пролет наружных стен не превышает 6-7 м. Допустимая длина одинарного стропила – 7 м.

Ферма крыши с ригелем

Ферма крыши с ригелем представляет собой конструкцию, отличающуюся простотой реализации, экономичностью и меньшими конструктивными ограничениями по сравнению, например, с стропильный раствор. Все это способствует широкому спросу на стропильный каркас в индивидуальном домостроении в настоящее время.

Этот тип раствора применяется при пролетах стен от 5 до 12 м и углах ската кровли 25-67 ^o (рекомендуемый минимум 35 ^o ).

Ригельная ферма представляет собой слегка усовершенствованный вариант стропильной фермы, к которому добавлен горизонтальный элемент — ригельная балка. Обычно он располагается посередине длины стропила (или немного выше), и его функция заключается в том, чтобы прочно соединить стропила и придать им необходимую жесткость. По общему правилу нижняя часть стропила (от подоконника до подёнки) не должна превышать по длине 4,5 м, а верхняя часть (между ригелем и коньком крыши) не должна превышать 2,7 м.

В зависимости от пролета кровли используются различные типы ригельных ферм. В составе стандартной стропильной фермы с ригелем длина ригеля может достигать 3,5 м. В случае дома с хозяйственной мансардой ее нижний край должен быть на 2-2,4 м выше уровня пола. В случае крыш с небольшим углом наклона необходимо предусмотреть усиленные коленчатые стены. Это помогает обеспечить правильную высоту чердака. Рекомендуемое расстояние между стропилами для этого решения составляет 70-100 см.

При пролетах кровли 9-12 м также применяется прогонно-ригельная стропильная ферма. Он построен из пар стропил, натянутых на ригели, которые опираются на одну или две дополнительные стены из стоечных балок. При пролете крыши 7,5-10 м применяют только один прогон, при 9-12 м — два прогона. Диагональные элементы (диагональные раскосы) придают жесткость всей конструкции стоечной стены и обеспечивают дополнительную поддержку прогонов.

Стропильная ферма с прогонами

Раствор с прогонами применяется, когда пролет стены превышает 11 м. В качестве опор для стропил используются как стеновые плиты, так и прогоны. Они обеспечивают достаточное усиление стропил примерно на середине пролета. Прогоны поддерживаются стойками, размещенными на потолочных прогонах или непосредственно на потолке.

Стропильная ферма прогона подкреплена горизонтальными связями (каждая третья или четвертая пара стропил). Это двойные балки, которые привязывают концы стоек к стропилам, которые на них опираются. Такая конструкция крыши обеспечивает равномерное распределение нагрузок на все здание и обеспечивает максимально ровный уклон крыши. Недостаток этого решения в том, что оно частично ограничивает использование чердачного помещения. Однако прогонная ферма на сегодняшний день является наиболее универсальным решением, подходящим как для плоских, так и для крутых крыш (6-70 градусов).

Материал стропильных ферм

Стропильные фермы в основном изготавливаются из сосны или ели; иногда также используется пихта или лиственница. Древесина, используемая для строительства крыши, поставляется кровельщикам в виде досок, реек, бревен, брусьев или брусьев.

Древесина не является однородным материалом и часто имеет дефекты, существенно влияющие на ее прочность, поэтому сорт древесины должен соответствовать определенному в рамках проекта (не ниже С 24). Марка древесины указывает на ее прочность на изгиб и, конечно, чем выше класс, тем она лучше.

Форма стропильной фермы и конструкция крыши

При выборе конструкции для вашего дома важно учитывать форму крыши, ее пролет и ее тип. Дизайн в некоторой степени определяет окончательный дизайн крыши здания. В принципе, тип конструкции крыши будет определяться тем, какая форма крыши была запланирована и спроектирована архитектором. Внешние размеры здания также будут определять его. Проектирование стропильной фермы является обязанностью архитектора, а его профессиональная реализация должна быть предоставлена строительной бригаде. Помните, что правильный монтаж стропильных ферм оказывает огромное влияние на безопасность всего здания.

Чердак и его теплоизоляция

После возведения стропильной фермы и укладки на нее кровельной обшивки конструкция всего дома завершена, включая оконные и дверные рамы. Затем можно подумать о правильном утеплении мансарды.

При планировании теплоизоляционных работ стоит обратить внимание на долговечность используемого материала и его энергоэффективность. Пена PUR паропроницаема и идеально подходит для утепления чердаков, потолков и стен в жилых домах, так как препятствует образованию конденсата. Заполняя все пространство методом напыления, пенополиуретан в течение нескольких секунд становится однородным и сплошным утеплителем, а в утепленных этим материалом помещениях не образуются мосты холода.

Нанесение пены относительно простое и быстрое, при условии, что оно осуществляется профессионалами. При распылении материал расширяется в сто раз и очень быстро становится пригодным для использования. Пенопласт с открытыми порами чаще используется на чердаках, так как он дешевле. Минимальный слой, наносимый на отдельные элементы мансарды, должен составлять около 25 сантиметров (согласно требованиям WT 2021 — значение U для кровли не должно превышать 0,15 Вт/м2К).

РубрикаРазное