Узлы стропильной крыши: типовые узлы и схемы для разных видов крыш

Узлы соединения стропильных конструкций - Всё о кровле

Содержание

Разновидности наслонных стропил: конструкция и узлы

Помимо декоративных особенностей, кровля любых строений должна иметь качественный тип конструкции и быть высокопрочной. Эти факторы имеют первостепенное значение для надежности крыши, они достигаются при помощи монтажа стропил и каркаса, передающих необходимое давление на стены постройки.

В строительстве домов с опорными стенами необходимо применять узлы стропил наслонного типа.

В строениях с наличием опорных стен применяются узлы стропил наслонного типа. Они подразделяются на несколько видов, особенности которых рассмотрены ниже.

Узлы соединения стропильных конструкций

Основное преимущество таких стропил – это долгий срок службы, поскольку они размещаются в местах, где происходит постоянный воздухообмен. Это обстоятельство не позволяет сырости сохраняться в древесной структуре элементов конструкции, таким образом защищая их от гниения и разрушения. Наслонные стропила имеют простейшую конструкцию, поэтому их устройство не вызывает каких-либо проблем.

Схема узлов соединения стропильной системы.

Узлы соединения стропильной системы включают в себя следующие детали:

  • опорное основание;
  • части, размещающиеся под стропилами;
  • каркас.

Конструктивные особенности наслонных несущих для односкатного типа кровли оснащаются дополнительными опорами, боковая часть которых размещается на противоположных сторонах стен здания. Для двухскатного типа кровли дополнительно используются двойные стропильные ноги с уклоном. Их нижняя часть размещается в упор к стене, а верхняя часть опирается на прогон, поддерживаемый при помощи специальных стоек.

Если расстояние прохода увеличить, есть риск сгибания, поломки и дальнейшего прихода в неисправность стропильной ноги. Это можно предотвратить при помощи несущих частей, размещающихся под стропилами. Они состоят из специальных стоек и подпорок из досок, которые размещаются во время соединения опор. Такой подход позволяет укрепить наслонную конструкцию, придав ей больше надежности.

Опорные системы делятся на 2 основных типа: безраспорная и распорная.

Несущие узлы и метод крепления стропильного основания позволяют определить, создается ли распор на несущие стены.

Безраспорные наслонные стропила

Схема расположения наслонных стропил для двухскатных крыш.

В этой конструкции опорное основание монтируется на изгиб, оно не перераспределяет распирающее усиление на несущие стены. Обустройство безраспорной системы предполагает 3 различных вариации.

В первом случае внизу опорного основания закрепляется несущий брус или создается выемка и соединяется с мауэрлатом. В верхней части опоры создается выемка с большим размером и небольшим уклоном. Это нужно для предотвращения упора в прогон краевой частью, так как возникнет вероятность оказания давления на стропила, что приведет к прогибу.

Учитывая, что на концах опоры прогиб стремится к нулевой отметке, его все равно можно подрезать, но с небольшой оговоркой. Во всех случаях размер подреза должен быть меньше величины сечения опоры. Если по определенным обстоятельствам не удается осуществить подрезку, принято производить наращивание при помощи стропильных обрезков. Они закрепляются строительными пластинами со всех сторон.

В процессе установки потребуется создать наибольшую степень горизонтальности для покрытия верхней выемки. Изменив тип несущей опоры, существует вероятность образования распорной наслонной системы.

Во 2-ом случае нижняя часть опорной основы размещается на ползуне. Этот метод является самым популярным. Верхняя часть крепится на болтовом соединении или гвоздях. Крепление также делается путем упора стропил друг в друга, они соединяются при помощи монтажных пластин или древесных накладок.

Схема узла крепления стропил на ползуне.

Данный метод подразумевает закрепление опоры к мауэрлату с учетом задуманного интервала. Соединение можно создать посредством 2-х гвоздей, забивающихся под определенным наклоном в краевое покрытие, или при помощи 1-го, прибитого в верхнюю часть. Кроме того, можно воспользоваться любой пластиной смягченного типа.

В 3-м случае создается крепкое защемление конька. Если верхняя часть закрепляется таким образом, а нижняя размещается на ползуне, удается избежать возникновения распора на стены. Этот метод подразумевает образование повышенного давления на изгиб, но вместе с тем опорное основание больше защищено от прогиба. Крепкое защемление верхней части стропил позволяет обеспечить резервную надежность, увеличивающую несущую способность опоры.

Вышеперечисленные методы конструкции наслонных стропил имеют единый принцип построения: одна сторона опоры крепится на шарнире, а другая размещается на ползуне, что позволяет осуществлять поворот.

Схема вариантов крепления стропил к стене.

Закрепление на скользящих опорах осуществляется несколькими способами:

  • забиванием гвоздей;
  • строительными скобами;
  • укрепляющими пластинами.

Все методы наделяют конструкцию неподвижностью при оказании неровного давления и при различной степени уклона кровли. Для этого потребуется опереть коньковый прогон краями на стенные фронтоны. Если упор будет сделан на стойки, то неподвижность не гарантируется.

2 и 3 методы обеспечивают неподвижность посредством равномерного давления на 2 ската кровли, а также идентичности степени их уклона. Практика показывает, что абсолютно равномерного давления на кровельные скаты не бывает. Это обусловлено атмосферными и погодными явлениями, так как растаявший снег и ветер оказывают различную степень нагрузки на каждый из скатов.

Первый метод позволяет создавать различную степень уклона кровельных скатов, отлично справляясь с неравномерным давлением. Но для этого потребуется добиться абсолютной вертикальности стропил, которые поддерживают крышной конек.

Распорные наслонные стропила

Схема соединения распорных наслонных стропил.

Для получения распорной системы во всех 3-х методах необходимо поменять двойной уровень опоры на одинарный. 1-ый метод подразумевает крепкое закрепление верхних частей опорной основы на болты или гвозди, образуя несущую на основе шарнира.

Узлы соединения для распорной системы являются практически такими же, как и для безраспорной. Давление на изгиб и защемление остается неизменными, образуя распор, оказывающий нагрузку на стены здания. Эта система включает в свою конструкцию и наслонные, и висячие опоры, поэтому ее принято называть гибридной.

Распорная конструкция статична, устойчива ко всем возможным типам давления, но для этого необходимо хорошо закрепить мауэрлат на стене. Монтаж коньковых прогонов также уменьшает распор. Его надежность можно повысить посредством увеличения количества опор и поперечин. Эта система больше всего подходит для построек, возведенных на основе бревен, бруса и облегченного бетона. Здания на бетонной, кирпичной и панельной основе гораздо лучше справляются с распором.

Детали, размещающиеся под стропилами

Схема поперечной схватки стропил.

Для придания надежности конструкции необходимо оснастить ее поперечной схваткой. Этот метод слегка повышает устойчивость в узлах наслонных стропил. Закрепление схватки производится в пунктах пересечения опор, которые удерживают коньковый прогон. Она размещается на расстоянии 2 м от пола чердака, чтобы люди могли свободно перемещаться по нему. Если край стропила выносится за стену, надежность наслонной системы обеспечивается при любом типе давления.

Укрепляя поперечные схватки, необходимо высверливать идентичные с диаметром болтов отверстия или на 1 мм меньше. Если возникнет непредвиденная аварийная ситуация, схватка сработает моментально.

Повышение надежности наслонных стропил достигается при помощи дополнительного укрепления нижней части опор, удерживающих коньковый прогон. Однако это не всегда осуществимо, так как каждый чердак имеет свои особенности построения.

Если применяется подкос, стропила подпираются дополнительной стойкой, которая создает систему из 2-х пролетов. Он закрепляется под наклоном в 45° при помощи бруска или накладок.

Грамотный подбор системы наслонных стропил и ее конструктивных особенностей с учетом всех деталей обеспечит любую крышу высокой степенью прочности.

Стропильная система: узлы соединения

Древесные стропильные фермы строят или из наслонных, или из висячих стропилин, естественно, их вид зовется наслонным или висячим. Подбирая устройство того или другого вида конструкции крыши, руководствуются такими параметрами:

  1. климатические свойства региона,
  2. нагрузка на кровлю осадков атмосферы (талые и дождевые воды, ветер),
  3. практичность крыши,
  4. форма архитектуры подобранного хозяином проекта крыши.

Какой бы вид конструкции древесных ферм ни выбрали, высокопрофессиональные и крепкое устройство узлов конструкции гарантирует основательность и долговечность всей кровли. И поэтому устройство систем и узлов наслонных кровельных конструкций стоит поручить высококвалифицированным мастерам: их расчетная схема и высококачественная установка подвластна только профессионалам.

Коньковый вариант соединения наслонных стропильных ног между собой вверху при помощи ригеля выполняют вполдерева, когда у объединяемых меж собой бревен вырубают паз в полтолщины бревна и пазы бревен прекрасно входят один в иной.

Важные термины

  • Стропилины — несущая часть кровли из наслонных стропильных ног, подкосов и стоек установленнных вертикально, которые опираются на мауэрлат.
  • Стропильная нога — одна стропилина.
  • Мауэрлат — опора для стропилин, горизонтальный брусок, расположенный на поверхности стен, распределяющий на них одинаковую нагрузку кровли с погодными осадками.
  • Затяжка — горизонтальная балка, объединяющая стропилины; освобождая их от действий в горизонтальном направлении силы, придаёт кровле стойкость.
  • Бабка — отвесная опорная деталь для упрочнения стропилин, нижней частью опирается на затяжку, верхняя — является опорой для стропилин.
  • Распорка — брусок, вставленный между бревнами, чтоб мешать их соединению.
  • Подкос — наклонный брусок, поддержует перекрытия и кровли (горизонтальные элементы балки), опираясь на детали стоящие вертикально (стойки и колонны).
  • Конек — верхняя горизонтальная балка, образовываемая соединением скатов крыши.

Узлы соединения системы кровли разделяют на три относительные группы:

  1. узел соединения ног и мауэрлата,
  2. узел соединения ног и компонентов древесной фермы чтобы придать жесткости и надежности систем,
  3. узел стыкования частей стропилин для их удлинения.

Вариант соединения стропилин и мауэрлата бывает твёрдым и скользящим.

Узел соединения систем нельзя делать жёстким абсолютно всегда: от условий погоды древесина может разжиматься и сжиматься, и при твёрдом соединении систем наслонных конструкций есть риск деформирования стен несущих из-за появления на них больших распорных нагрузок.

Чтобы получить твёрдый узел соединения, используют:

  1. устройство врубки на стропильной ноге: врубка изготавливается глубиной не больше 1/3 высоты дощечки; стропило упирается в мауэрлат и крепится гвоздками: 2-мя, вбитыми под угол друг к другу с боков стропилины, и одним гвоздем, вбитым вертикально.
  2. нашивка подпорного бруска на стропильную ногу: к стропильной ноге подшивается метровый брусок, и им нога упирается в мауэрлат, с боковой стороны, чтоб не сдвинуться в сторону, стропильная нога закрепляется уголками из металла.

Узлы опирания наслонных стропилин

Конструкция скользящих узлов соединения используют в системах наслонных стропилин. Висячие стропилины используют для строительства крыши строений из бревна оцилиндрованного, в каких стропилины имеют упор на коньковый прогон, несущие стены распорных нагрузок не несут, и поэтому и не просят скользящего крепежи.

После постройки систем древесных наслонных ферм крыша на протяжении пару лет оседает, ферма при этом располагается в многократном движении, и поэтому твёрдые крепежи могут деформировать стены. Перед соединением стропилин в узлах крепежи узел получает некую свободу движения такими вариантами.

На стропильной ноге делается упирающийся в мауэрлат запил. Дальше нога крепится гвоздками: два гвоздя наискось в мауэрлат с двух сторон стропилины и одним — в мауэрлат сверху вертикально (или пластинами из металла с отверстеями для гвоздей) и скобками.

  1. Стропило спускается за границы стены и уголками из металла крепится на мауэрлат.
  2. Использование конструкций из металла крепежи с названием «салазки».
  3. Стропильная нога упирается в мауэрлат абсолютно всегда, но и стропило, и мауэрлат могут перемещаться относительно друг друга, если появляется такого рода потребность.
  4. Для сокращения риска сноса наслонных кровель штормовым ветром подкосы, бабки и распорки соединяют с скобами стропилами и висячими хомутами, а ноги — проволочным скрутками.

Схема соединения стропильных ног

Узел опирания скользящим вариантом

При существенных пролетах крыши нужно удлинение систем стропильных ног такими вариантами соединения:

  1. косым прирубом: торцы стропильных дощечек соединяются сверху болтом с диаметром 12-14 мм под угол 45%,
  2. встык: торцы стропильных дощечек обрезаются под угол 90%, накладками дощечек соединения как в шахматах с двух сторон прибиваются гвоздками (ввинчиваются саморезами),
  3. внахлест: торцы дощечек обрезаются под любым углом, и дощечки ложатся друг на друга внахлест.

Соединительная система наслонных стропилин с другими конструкционными элементами

Коньковый вариант соединения сверху:

  1. Дощечки под угол обрезаются так, чтобы устройство их соединения между собой было крепким, и прибиваются гвоздками с 2-ух сторон.
  2. Ноги крепятся прямиком к коньку при помощи запила нужной формы на срезе стропилин.
  3. Ноги между собой соединяются внахлест в коньковый верх гвоздками или металлическими саморезами.
  4. Применяя любой вид крепежи, следует дополнительно подстраховаться — выполнить укрепление всех систем соединения пластинами из металла или дощечками.
  5. Висячие стропилины при больших нагрузках соединяют между собой одинарным или двойным зубом или «в шип» (см. сноску-примечание).

Примечания:

Важные узлы висячих стропилин

  1. Соединительная система в шип весьма крепкая, и поэтому часто используется в работе с деревом. Шип — выступающая часть на конце бревна, входящая в гнездо, шпунт или проушину другого бревна. Размер и форма шипа обязана совмещаться с формой и размером гнезда или проушины.
  2. соединение зубом: в конце одного бревна вырубается ступенька, в конце другого — углубление; ступенька и выемка должны отвечать друг другу по форме и размеру, тогда соединение бревен будет крепким.

Все узлы соединения ног с другими компонентами кровли для хорошей надежности настаивают добавочных систем крепежа: болтов, дюбелей, скобок или шурупов, при этом в дощечках отверстие изготавливается на 1 мм поменьше диаметра самореза, а скобки забиваются с 2-ух сторон объединяемых компонентов.

Коньковый вариант соединения наслонных стропильных ног между собой вверху при помощи ригеля выполняют вполдерева, когда у объединяемых меж собой бревен вырубают паз в полтолщины бревна и пазы бревен прекрасно входят один в иной. Потом узел крепят болтами и добавочными скобками.

Чтоб крыша была идеальной, стропильные ноги обязаны быть похожими. Для этого заблаговременно нужно сделать шаблон для врезок и запилов других стропилин. Так поступают специалисты.

Кажется, все не тяжело, если есть голова и руки. Но, как в каждом деле, требуется навык: кровля — солидная система, ни один любитель не изготовит конструкции узлов соединения древесной фермы лучше, чем специалист.

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Требования предъявляемые к стропильной системе

Прежде всего, каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А вот если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы кровли будут прочными и крепкими.

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть следующим:

  • Древесина берется 1 — 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
  • Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см 2 .
  • Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
  • Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.


Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.


Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.


Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.


Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.


Устройство ломанной крыши.

  • Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Типы стропильных систем — чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

  • Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
  • На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
  • Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу — мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что необходимо обращать особое внимание:

  • Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
  • Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
  • Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
  • Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
  • Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
  • Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
  • Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
  • Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.


Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.


Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Материал подготовлен авторами проекта SRBU.RU

Видео: Стропильная система крыши, что нужно знать для правильного конструирования

Источники: http://1poderevu.ru/vidy/naslonnye-stropila-konstrukciya-i-uzly.html, http://certainteed.by/articles/stropilnaja-sistema-uzly-soedinenija, http://srbu.ru/krysha/152-stropilnaya-sistema-kryshi-ustrojstvo.html

Стропильная система двухскатной крыши: устройство, узлы

Главная » Крыша » Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

Содержание статьи

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

  • Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
  • Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
  • Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
  • Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
  • Лежни  — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
  • Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
  • Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов  в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды наслонных систем для разных пролетов между несущими стенами

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и врубки стропильных ног

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

 

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Как устроена мансардная крыша (с чертежами и схемами) читайте тут. 

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Как сделать двухскатную крышу (фотоотчет) читайте тут. 

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу - безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу - возможные схемы крепления подпорки

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

Системы с подстропильными балками

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или  расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки в стропильной системе без подстропильного прогона

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Стропильная система крыши - устройство, конструкция и составные узлы

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Стропильная система крыши, ее устройство, разновидности и крепеж

Требования предъявляемые к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего, каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А вот если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы кровли будут прочными и крепкими.

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть следующим:

  • Древесина берется 1 - 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
  • Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см2.
  • Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
  • Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка - набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги. 

#7. Конек крыши - это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки - применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши - это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Составные части стропильной системы

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка. 

Стропильная ферма
Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Читайте также:

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.

Устройство односкатной крыши
Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.

Двускатная стропильная система
Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.

Четырехскатная крыша
Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.

Ломанная крыша
Устройство ломанной крыши.

Типы стропильных систем - чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Примеры висячих стропил

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

  • Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
  • На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
  • Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Читайте также:

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу - мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

Примеры наслонных стропильных систем

На что необходимо обращать особое внимание:

  • Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
  • Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
  • Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
  • Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
  • Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
  • Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
  • Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
  • Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Способы крепления стропил
Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.

Крепежные пластины для стропил
Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Видео. Стропильная система крыши, что нужно знать для правильного конструирования

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Узлы крепления стропильной системы кровли

Стропильная система — это скелет крыши. Именно она отвечает за прочность кровли, ее надежность и сопротивление нагрузкам. При самостоятельном строительстве дома необходимо знать, как правильно сделать узлы крепления стропильной системы, чтобы крыша была надежной и безопасной.

Устройство стропильной системы

Стропильная система состоит из многих элементов, каждый из которых выполняет свою задачу.

  • За распределение нагрузок на стены отвечают мауэрлаты. Эти балки принимают на себя вес всей кровли и лежат на стенах.
  • Стропильные ноги — это наклонные балки, который и создают необходимый угол наклона крыши.
  • Прогоны — это горизонтальные балки, которые скрепляют ноги между собой. Есть коньковый прогон, располагающийся вверху, и боковые, находящиеся с скатах.
  • Затяжки расположены горизонтально и не дают стропильным ногам разъехаться, образуя с ними жесткие треугольники.
  • Стойки и подкосы (подстропильные ноги) — дополнительные элементы, на которые опираются стропильные ноги. Они упираются в лежни.
  • Лежень — горизонтальная балка, находящаяся под коньком, на нее опираются стойки и подкосы. Задача лежня — перераспределить точечную нагрузку от стоек.
  • Конек — место соединения скатов кровли.
  • Обрешетка — бруски или доски, которые набивают перпендикулярно стропилам. На нее укладывают кровельный материал. Задача обрешетки — распределить его вес.
  • Свес — удлиненный край ската, защищающий стены от осадков. Если длины стропильных ног недостаточно для создания свеса, используются дополнительные элементы — кобылки.

Устройство стропильной системы показано на рисунке.

Также в устройстве крыши выделяют стропильные фермы. Это сплошной узел, состоящий из стропильных ног, растяжек, стоек и подкосов (раскосов, укосин). Ферма может быть не только треугольной, но и трапециевидной, сегментной или многоугольной. То, какой тип фермы выбрать, зависит от размеров дома. Если расстояние между стенами составляет 9-18 м, то подойдет треугольная ферма. Для домов шириной от 12 до 24 м используют трапециевидные или сегментные фермы. Если ширина здания больше (до 36 м), то используют многоугольные фермы.

Основными узлами крепления стропильной систему кровли являются это балочный, коньковый и мауэрлатный.

Виды стропильных систем

Стропила могут быть висячими и наслонными.

Висячие опираются на стены и создают распор. Чтобы уменьшить его, в основании стропил делают затяжки, которые соединяют стропила и образуют с ними треугольники. Висячие системы различных типов используются для домов шириной не более 17 м. В зависимости от ширины строения, устраивают их по-разному.

Если ширина дома не больше 9 м, то стропила поддерживаются вертикальным брусом — так называемой бабкой. Она находится под коньком.

Если ширина дома от 9 до 13 м, дополнительно устанавливают подкосы, которые одним концом упираются в стропильные ноги, а другим — в бабку.

При ширине дома 13-17 м используются две вертикальные стойки, соединяющиеся в верхней ригелем (подгоном), как на рисунке.

Наслонные стропила опираются на несущую стену или колонны внутри здания. При таком способе стропило имеет три или больше точек опоры. Наслонный тип стропильной системы создает меньшую нагрузку на стены здания и более прочен, его используют для зданий большей ширины. Такие крыши могут быть устроены по-разному, в зависимости от расположения внутренних стен, они могут быть симметричными или асимметричными.

Как соединяют части стропильной системы

Для соединения деревянных элементов между собой используются гвозди, болты, шпильки, а также металлические пластины и уголки для укрепления узлов. Дополнительно применяются деревянные бруски или пластины.

Методы крепления:

  • зубья в шип,
  • зубья в упор,
  • упор в конец перекладины.

Использование металлического крепежа не уменьшает несущую способность, так как не требуется их врезка, в отличие от крепления, например, методом зубья в шип.

Стропила могут быть не только деревянными, но и металлическими. Для крепления металлических стропил применяют различные уголки, кронштейны, монтажную перфорированную ленту, пластины, болты с гайками или саморезы.

Крепление к мауэрлату

Если стена бетонная, то в ее верхней части делают армированный пояс жесткости, в котором предусматривают шпильки. К ним и будет крепиться мауэрлат.

Стропила к мауэрлату можно крепить двумя способами: жестким и скользящим.

Первый способ более популярен. Для крепления используют специальные уголки с опорным бруском. Есть несколько способов крепления стропилины к мауэрлату.

  • Прибивают каждое стропило тремя гвоздями: два их них должны быть перекрещены, а третий расположен вертикально.
  • Крепление с помощью скобы: один ее конец забивается примерно в середину опорного бруса, а другой поворачивают на 90 градусов и забивают в стропило.
  • Крепление проволокой-катанкой: из сложенной в 4 ряда проволоки делают хомут, которым прикручивают стропило к брусу. Вместо проволоки используют также специальную перфорированную ленту. Иногда такой способ используют в дополнение к другим методам крепления.
  • С помощью уголков: уголок прикручивают шурупами к мауэрлату и стропильной ноге. Лучше применять уголки с двумя рядами отверстий и ребром жесткости.

Недостаток жесткого способа — при оседании здания возможно повреждение стен. Поэтому жесткое крепление применяют в кирпичных зданиях.

Скользящий способ подразумевает, что стропила соединены с мауэрлатом такими крепежными элементами, которые не препятствуют их движению в некоторых пределах. Этот способ используют в деревянных зданиях, которые могут оседать. С помощью особых способов крепления можно достичь того, что стропило будет иметь одну, две или три степени свободы. В последнем случае применяется специальный шарнир.

Одна степень свободы подразумевает, что стропило может поворачиваться по кругу. В этом случае они крепится одним гвоздем или шурупом. Две степени свободы — это поворот по кругу и смещение по горизонтали. Для этого стропила к мауэрлату крепятся металлическими скобами. Используются также специальные уголки-салазки.

При скользящем соединении в небольших зданиях с не очень тяжелой кровлей крепление делается без запилов. Если здание большое, рекомендуется этот узел делать с запилом на стропильной ноге.

Важно! Запил вырезают именно на стропиле, а не на мауэрлате, чтобы не повредить и не ослабить балку.

При этом фиксация может быть как жесткой (с упором в балку), так и подвижной (с зубом на внешней стороне). Иногда вместо выпиливания зуба применяют дополнительный брусок.

Коньковое соединение

После того, как стропильная нога укреплена на мауэрлате, переходят к коньковому узлу крепления. Это соединение можно сделать тремя способами: встык, к коньковому прогону и внахлест.

Для крепления встык стропила спиливают в верхней части под углом, равным наклону крыши, и соединяют гвоздями (150 мм), вбивая их в верхние плоскости стропил, так, чтобы гвозди вошли в торец противоположного стропила. Для прочности прикрепляют металлическую пластину или деревянную накладку, которую также прибивают гвоздями или прикрепляют с помощью болтов..

При креплении к коньковому прогону между стропилами дополнительно укладывается коньковая балка (прогон), этот способ более трудоемкий.

При креплении внахест стропила, находящиеся с противоположных сторон, заходят друг на друга и соприкасаются боковыми поверхностями. Их соединяют болтами, гвоздями или шпильками.

Балочный узел

К балкам стропила прикрепляются следующим образом. Главная задача крепления — не допустить скольжения стропила по балке, поэтому используются различные приемы.

  1. В пятке стропила необходимо вырезать зуб и шип, в балке вырезают соответствующего размера упор.
  2. От свисающего края балки место крепления должно отстоять на 25-40 см.
  3. Гнездо для крепления должно быть глубиной 1/4 — 1/3 толщины балки.
  4. Вместе с зубом вырезают шип, который не дает стропилу сдвинуться вбок. Такое соединение называют «зубом с шипом и упором».

Если крыша более пологая (угол ее наклона меньше 35 градусов), то стропила крепят таким образом, чтобы площадь их соприкосновения с балкой увеличилась. Тогда используют следующие способы:

  • два шипа с двумя зубами,
  • упором с шипом или без него,
  • два шипа в замок.

Общие рекомендации

При создании стропильной системы для крыши важно помнить следующее.

  • Все деревянные элементы перед установкой обрабатывают антисептиком и огнеупорным составом.
  • Толщина любой деревянной части не должна быть меньше 5 см.
  • Стропила без стоек и подкосов не делают длиннее 4,5 м.
  • Мауэрлат должен располагаться строго горизонтально.
  • Стойки и подкосы рекомендуется делать максимально симметрично.
  • Нельзя добавлять элементы в рассчитанную стропильную систему — это может привести к появлению нагрузок там, где они не нужны.
  • В местах стыка дерева с каменной (кирпичной) кладкой нужна гидроизоляция.

Правильно сделанная стропильная система — это залог надежности кровли. Именно стропила принимают на себя весь вес материалов кровли и противостоят ветровым нагрузкам. Поэтому очень важно построить стропильную систему с соблюдением технологии.

Узлы деревянных крыш, инструкции на фото и видео

Термины, используемые при строительстве деревянных ферм

  • Стропила является несущей кровельной частью, в которой задействованы наслонные стропильные ноги, подкосы и вертикальные стойки, опорой которым служит мауэрлат.
  • Стропильная нога – часть стропилины.
  • Мауэрлат представлен в виде опоры для нескольких стропил или, по-другому, горизонтального бруса, укладываемого поверх стен для распределения по ним равномерной нагрузки крыши, важно понимать, зачем нужен мауэрдат.
  • Затяжка – балка, укладываемая горизонтально для соединения стропил и снижающая горизонтальное воздействие на них с целью придания устойчивости крыше, также используется как крепеж для балок.
  • Бабка – укрепляет стропила, кладется: нижняя часть - к затяжке; верхняя – как опора для стропил.
  • Распорка – брус, закрепляемый в качестве соединительного элемента между бревнами.
  • Подкос имеет вид наклонного бруса, используемого для того, чтобы поддержать балки перекрытия из дерева, опирающегося к горизонтальным деталям (стойкам и колоннам).
  • Конек – горизонтально расположенная балка на стыке кровельных скатов.
деревянная крыша узлы

В строительстве узлы деревянной кровли можно распределить на несколько групп:

  1. узел, соединяющий ноги с мауэрлатом;
  2. узел, соединяющий ноги и элементы деревянной фермы для крыши, что делает конструкцию жестче и прочнее;
  3. узел, где стыкуются части стропил, удлиняющиеся за счет него.

В зависимости от желаемого результата, стропила соединяются с мауэрлатом жестким, либо скользящим узлом. Следует помнить, что в некоторых случаях жесткий узел может даже разрушить конструкцию, как на фото, например, погодные условия способствуют сжиманию и разжиманию древесины, а из-за жесткого соединения наслонной системы могут деформироваться несущие стены, подвергаемые большим распорным нагрузкам.

Особенности жестких узлов

Образуется жесткий узел деревянной кровли следующим образом:

  1. На стропильной ноге выполняется врубка на глубину до 1/3 части доски. Затем стропило нужно закрепить к мауэрлату при помощи гвоздей так, чтобы два из них был вбит под небольшим углом друг к другу по бокам стропила, а один – в вертикальном направлении.
  2. К стропильной ноге нашивается подпорный брус длиной 1 м в качестве опоры к мауэрлату, по бокам стропильной ноги для фиксации ее в одном положении вкручиваются металлические уголки.

Особенности скользящих узлов

Соединение элементов наслонной системы выполняется при помощи скользящих узлов. Применение висячих стропил целесообразно при строительстве крыши домов из оцилиндрованных бревен, где в качестве опоры для стропил применяется коньковый прогон, а распорных нагрузок от несущих стен  не возникает.

Только что сооруженные деревянные наслонные фермы будут оседать на протяжении нескольких лет, поэтому использование жестких креплений для постоянно двигающейся фермы приведется к деформации стен. Чтобы избежать подобных проблем, деревянные кровли – узлы стропильной системы которых должны фиксироваться с учетом свободного движения, строятся следующим образом. узел деревянной кровли

Стропильная нога при помощи сделанного ранее запила упирается в мауэрлат и прибивается гвоздями (два по бокам, третий – вертикально).

  1. К опущенному за пределы стены стропилу крепятся металлические уголки, соединяющие его с мауэрлатом.
  2. Металлические конструкции крепятся методом «салазки» (прочтите: "Ферма металлическая, минусы и преимущества").
  3. Опора стропильной ноги в мауэрлат должна производиться с учетом обеспечения движения этих систем по отношению друг к другу.
  4. Чтобы в случае штормового ветра наслонные крыши не были повреждены, выполняется крепление подкосов, бабок и распорок к висячим стропилам при помощи хомутов и скоб; вокруг ног также закручивают проволочные скрутки.

Как соединяются стропильные ноги

Если кровельные пролеты достаточно большие, то особого внимания требуют не только узлы деревянной кровли, но и стропильные ноги, которые придется удлинять до нужных размеров одним из предложенных методов.

  1. Косой прируб. Выполняется сращивание торцов стропильных досок под углом 45 градусов при помощи болта диаметром 14 мм.
    узлы деревянных крыш устройство
  2. Стык встык. Стропильные доски с торцов подпиливаются под 90 градусов, куда на гвозди или саморезы крепятся накладки досок.
  3. Внахлест. Доски с торцов подпиливаются (угол спила – любой) и крепятся между собой внахлест.

Как правильно соединить наслонные стропила в конструкции

Особое внимание застройщики уделяют коньковому способу соединения сверху.

  1. Соединяющиеся между собой доски нужно обрезать так, чтобы получилась плотная, надежная конструкция, и прибить с обеих сторон (детальнее: "Как соединить стропила между собой").
  2. Крепление ног производится непосредственно к коньку при помощи торцевого запила.
  3. Соединяются ноги внахлест к коньку на гвозди или металлические саморезы.
    деревянная крыша узлы
  4. Возводится деревянная кровля - узлы которой могут быть подвижными или жесткими, с любым видом крепления, но нужно укрепить всю конструкцию на металлические пластины или доски.
  5. В случае больших нагрузок висячие стропила рекомендуется зафиксировать при помощи одинарного или двойного зуба, либо «в шип».

Основные узлы соединений стропильной системы, детально на видео:

Отличие соединения зубом и «в шип»

  1. Благодаря высокой прочности соединение «в шип» отлично подходит для строительства из дерева. Шип представляет собой выступающую на бревне часть, которая соединяется с гнездом, шпунтом или проушиной другого бревна. По размеру и форме эти два элемента должны совпадать друг с другом.
  2. Соединение зубом выполняется при помощи ступеньки, вырубленной в одном бревне, и выемки – в другом. Так же, как и в случае с предыдущим способом, для плотного прилегания деревянных конструкций крыши нужно соблюдать пропорции их размеров и формы.
Если застройщиком собирается деревянная кровля - узлы ног при соединении с кровельными элементами должны крепиться болтами, шурупами, скобами и саморезами. Диаметр отверстия должен быть меньше на 1-2 мм самого крепежа, крепление скоб выполняется по обе стороны элементов.

При коньковом способе соединения стропильных ног используется ригель, располагаемый вверху конструкции, а вырубка паза выполняется на половину толщины бревна. Только при соблюдении данных требований будет обеспечено плотное прилегание бревен между собой. На следующем этапе узел крепится на болты и специальные скобы.

узел деревянной кровли Ровной получится деревянная крыша - узлы могут быть любой конструкции, только при одинаковых стропильных ногах. Опытные строители рекомендуют создать шаблон, чтобы все врезки и запилы были одной величины (почитайте: "Устройство деревянной крыши - особенности покрытия").

Монтаж стропильной системы своими руками

Автор Елена Ковтун На чтение 12 мин. Опубликовано

Для хорошей кровли очень важно, чтобы каждый шаг при её создании прошёл идеально. Основа всей конструкции крыши — это стропильная система, от конфигурации которой зависит тип верхней части здания. Существуют разные виды таких систем, среди которых необходимо подобрать наиболее подходящую для себя, ведь от правильности вашего выбора зависит функциональность и качество всей кровли.

Стропильная система: типовые узлы и схемы для разных видов крыш

Типы стропильной системы

Устройство кровли при возведении здания имеет существенное значение. А чтобы крыша была достаточно прочной, особое внимание уделяется несущим системам, которые делятся на:

  • комбинированные;
  • висячие;
  • наслонные.

Кровля — это довольно сложная конструкция, состоящая из разнообразных деталей. Основное требование, предъявляемое к крыше, это способность защищать строение от всевозможных погодных условий и выдерживать разные нагрузки.

Главные нагрузки кровли приходятся именно на стропильную систему, поэтому очень важно подобрать нужные материалы, всё правильно рассчитать и сделать монтаж в соответствии с технологией.

Установка висячих стропил

Висячие стропила предназначены для зданий, внутри которых нет капитальных перегородок, а между общими несущими и боковыми стенами расстояние составляет не более 10 метров. Конструкция кровли в данном варианте ложится на основные стены здания, но из-за этого она подвергается действию высоких нагрузок. Чтобы напряжение было немного слабее, применяют дополнительные детали (затяжки или ригели), которые скрепляют ферму в горизонтальном положении.

Виды висячих стропилВ зависимости от длины пролёта в конструкции висячих стропил применяются различные упрочняющие элементы

Нижние затяжки соединяются в основании стропил и могут быть применены как балки для чердачного перекрытия, при этом их необходимо уложить на мауэрлат. Для изготовления висячих стропил обычно берётся доска с сечением 50х200 мм, однако каждое индивидуальное здание нуждается в своих конкретных расчётах.

Последовательность действий по монтажу висячих стропил:

  1. Вначале на несущие боковые стены устанавливается мауэрлат.

    Крепление мауэрлата к стенеКрепление мауэрлата на боковые несущие стены удобно выполнять при помощи винтовых шпилек, заранее вмурованных в каркас здания

  2. В нижней части кровли висячие стропила врезаются в мауэрлат. Изначально первая стропильная пара делается на земле и используется в качестве шаблона. Остальные пары висячих стропил делаются по нему. Далее все стропильные фермы поднимают на самый верх строения и устанавливают по одной. Чтобы они стояли устойчиво, их нужно закрепить временными подкосами.

    Крепление стропил к мауэрлатуКрепление стропильных ног к мауэрлату выполняется стальными пластинами с обеих сторон

  3. Далее устанавливается коньковый прогон с соблюдением правильного расстояния между всеми стропилами.

    Коньковый прогон кровлиКоньковый прогон связывает стропильные фермы в верхней части и фиксирует их в вертикальном положении

  4. Каждая стропильная пара укрепляется стягивающими досками. После этого производится окончательная затяжка мест крепления стропил к мауэрлату. При этом могут применяться болтовые соединения.
  5. Если пролёт между стенами превышает 10 метров, система дополнительно укрепляется откосами и стойками.

Монтаж наслонных стропил

Наслонные стропила в основном устанавливаются в тех зданиях, где присутствуют несущие перегородки. Их монтировать намного легче, чем висячую систему, поскольку надёжной опорой для стропил служат прочные несущие стены, расположенные внутри дома. Кроме того, для этой системы необходимо минимальное количество стройматериалов.

Коньковая доска в этом случае служит опорной точкой. Такая кровельная система устанавливается в одном из трёх вариантов:

  1. Верхняя сторона кровельной наслонной системы крепится на опоре конька, а нижняя — врубается в мауэрлат. К стене крепится скобами или проволокой.
  2. Верхняя часть стропил подрезается под нужным углом, а затем соединяется железными пластинами. Нижняя часть стропил монтируется к мауэрлату специальными подвижными креплениями.
  3. Стропила крепятся досками или брусками сверху. Бруски располагаются горизонтально и параллельно друг другу. С двух сторон стропила монтируются под определённым углом, а между ними устанавливается коньковый прогон.

    Различные виды наслонных стропилКонфигурация дополнительных рёбер жёсткости в наслонных стропилах также зависит от длины пролёта здания

Чтобы закрепить стропила в нижней части кровли, необходимо использовать скользящие крепления, которые избавляют несущие перегородки от дополнительного напряжения. В этом случае стропила не фиксируются очень плотно, благодаря чему при усадке здания они могут сдвигаться, не перегружая тем самым конструкцию крыши.

Но в некоторых случаях можно использовать распорную систему, которая плотно крепится к мауэрлату внизу. Подкосы и затяжки монтируют в конструкцию для уменьшения нагрузки на стены. Этот способ носит название комплексный, поскольку объединяет элементы двух систем.

Такая кровельная система применяется в основном для возведения частных строений, поэтому стоит упомянуть о монтажных работах, которые производятся в следующей последовательности:

  1. На построенные основные стены здания кладётся гидроизоляционный материал, например, рубероид.
  2. Мауэрлат крепится к каркасу через гидроизоляцию с помощью металлических анкеров.
  3. Стропила устанавливаются на мауэрлат и закрепляются жёсткими или подвижными скользящими креплениями. Можно стропила зафиксировать проволочной скруткой внутри стены. Для этого надо вбить костыль на расстоянии 30 сантиметров от мауэрлата и прикрутить на него проволоку. Потом зафиксировать костыль на стропилах. Подобный крепёж сохраняет кровлю даже во время порывистых ветров.

    Устройство наслонной стропильной системыНаслонные стропила крепятся к мауэрлату металлическими уголками или специальными подвижными элементами

  4. Свес шириной до 60 см формируется следующим образом — стропильные ноги выводятся за границы несущих стен. Эта конструкция надёжно защитит стены от осадков. Если стропильные ноги по длине доходят только до мауэрлата, их удлиняют при помощи деталей, называемых кобылками.

    КобылкиДля удлинения стропил на них набивают доски определённой длины — кобылки

  5. Стропильная система закрепляется прогонами, стойками, а также подкосами.

    Наслонная стропильная системаНа последнем этапе стропильные фермы связываются коньковыми прогонами и дополнительными подкосами, а также устраиваются фронтонные свесы

Монтажные работы по установке наслонной системы должны начинаться с настила досок на балки перекрытия. Такое приспособление поможет провести работы комфортно и безопасно.

Комбинированная кровельная система

Комбинированные стропила имеют в своей конструкции элементы из наслонных и висячих систем. Используются они при изготовлении мансардной кровли. Стены комнат на втором этаже получаются благодаря вертикальным стойкам, которые для стропильных балок являются точкой опоры.

Горизонтальные брусья, которые были установлены поверх стоек, выполняют две функции: для верхних скатов они являются мауэрлатом, а для боковых — коньковым брусом. Некоторая часть стропильной системы, которая соединяется вверху концов стоек, одновременно становится затяжкой для верхних элементов и ригелем для скатов, расположенных по бокам.

Комбинированная стропильная системаВ комбинированной кровле используются фрагменты наслонных и висячих стропильных систем

Чтобы увеличить прочность конструкции, надо произвести монтаж подкосов, которые закрепляют стропила и вертикальные стойки крыши. Изготавливать комбинированные стропила немного тяжелее, чем другие системы, зато трудоёмкость работ возмещается увеличением несущих характеристик крыши и наличием полноценного помещения под кровлей.

Фотогалерея: варианты стропильных систем

Монтаж стропильной системы кровли

Стропильная система изготавливается из хвойных пород дерева. Можно использовать доски или брус, которые до монтажа обрабатываются антисептическими веществами. Крепёж может быть следующим:

  • платки из дерева;
  • пластины из металла;
  • разнообразные врубки;
  • гвозди.

Приступая к установке стропил, выводят уровень перекрытий и несущих стен, после чего настилают гидроизоляцию. Подстропильная конструкция необходима для того, чтобы предотвратить деформацию стропил. В качестве опорных элементов, которые дают стропильной системе устойчивость, могут служить:

  • лежаки;
  • подкосы;
  • прогоны;
  • стойки.

Утепление кровли необходимо, но для этого следует выбрать материал для гидро-, тепло- и пароизоляции. Монтаж производится послойно и только в той последовательности, в которой необходимо: изначально паро-, потом тепло- и в завершение влагоизоляционный материал.

Кровельный пирогПеред укладкой кровельного покрытия монтируются необходимые защитные материалы с соблюдением установленных вентиляционных зазоров

Для обеспечения длительной эксплуатации стропильной системы устраивается необходимая циркуляция воздуха с помощью установки отверстий для вентиляции. Чтобы не было протеканий, возле отверстий делают «воротники», не позволяющие проникать воде под крышу.

Видео: монтаж стропильной системы своими руками

Каким образом крепится мауэрлат

Мауэрлат — это фундамент кровли, поэтому стоит относиться к его закреплению ответственно. В противном случае ремонт крыши в будущем будет неизбежным. Последовательность работ:

  1. По всему периметру строения производится монтаж гидроизоляционного материала.
  2. Брус раскладывается на верхний торец стен. При необходимости части бруса сращивают между собой.

    Монтаж мауэрлатаБрус необходимого сечения раскладывается по всему периметру здания на слой гидроизоляции

  3. Проверяется правильность геометрической формы равенство длин диагоналей. Для проверки можно использовать леску или верёвку. Равенство диагоналей означает, что углы, образованные соседними частями мауэрлата, являются прямыми. При необходимости положение бруса корректируется.
  4. Углы мауэрлата скрепляются между собой.

    Крепление углов мауэрлатаКрепление мауэрлата в углах производится вполдерева

  5. Мауэрлат плотно закрепляется при помощи шпилек или проволоки. Если вы используете шпильки, то в мауэрлате сверлятся отверстия. Затяжка производится в несколько приёмов.

    Крепление мауэрлатаК каменным, блочным или бетонным стенам мауэрлат крепится при помощи шпилек, укреплённых в них при устройстве верхнего ростверка

Способы крепления кровельного мауэрлата и сращивание стропил

Мауэрлат крепится к стенам здания по всему периметру, при этом крепления должны находиться в непосредственной близости от внутренней части стены. Снаружи дома деревянная деталь защищается незначительным выступом стены. Также изначально определяется место для крепления.

Как закрепить мауэрлат к стене

Мауэрлат к стене можно прикрепить следующими способами:

  1. С помощью проволоки, которая закладывается между двумя кирпичами. Её длина подбирается так, чтобы в итоге проволокой можно было обвязать полностью брус. Количество проволоки должно соответствовать числу стропильных ног.

    Крепление мауэрлата проволокойПроволока оборачивается вокруг мауэрлата и затягивается в прочный узел

  2. Винтовые шпильки. В кладку внедряют арматуру по высоте минимум за 3 ряда до начала кровли. Размер арматуры — 10 мм. Шпильки, загнутые в Г-образную форму, связывают с арматурным каркасом. Длина шпильки подбирается так, чтобы оставшаяся над поверхностью стенового каркаса часть была на несколько сантиметров больше, чем толщина мауэрлата. Затем конструкцию заливают бетоном. В брусе мауэрлата сверлят ответные отверстия и надевают его на шпильки. Далее мауэрлат фиксируется гайками.

    Закладка шпилек для мауэрлатаШпилька свзывается с арматурным каркасом и после заливки бетоном становится его частью

  3. Деревянные пробки. Их закладывают в здание по габаритам в один кирпич и обрабатывают антисептиками. Можно заложить пробки под мауэрлат и закрепить железными скобами.
Как закрепить стропила к мауэрлату

Все варианты крепления кровельной стропильной системы к мауэрлату можно поделить на такие виды:

  1. Скользящее крепление. Производится за счёт запила и монтажа ноги стропильной системы на мауэрлат. Установка осуществляется при помощи специальной комбинации металлических пластин, которые при зацеплении друг за друга получают возможность перемещения в заданных пределах. За счёт этого обеспечивается возможность небольшого смещения стропил при усадке и сезонных деформациях здания.

    Скользящее крепление стропил к мауэрлатуСкользящее крепление оставляет стропильной ноге небольшую свободу перемещения при деформациях здания

  2. Жёсткое крепление. Этот вариант используется для устройства наслонных стропил. В стропильной системе осуществляется врубка по специальному шаблону, а затем каждая нога упирается в мауэрлат и фиксируется гвоздями.

    Жёсткое крепление стропил к мауэрлатуЖёсткое крепление стропильных ног используется в системе наслонных стропил

Как крепятся стропила на уровне конька

Наиболее распространённым вариантом крепления стропил к коньку является стыковое соединение:

  • каждое стропило нужно обрезать под определённым углом, расположенным в верхнем крае. Этот угол должен быть точно равен углу наклона скатов;
  • стропильные ноги в местах среза нужно скрепить несколькими гвоздями длиной в 150 мм;
  • вбивать гвозди надо под углом таким образом, чтобы они проникли в другое стропило на достаточную глубину;

    Крепление стропил под конькомМожно использовать разные варианты крепления стропильных ног под коньком

  • накладки из дерева и металла помогают укрепить стропильную систему. Они закрепляются болтами или гвоздями.

    Крепление стропил в области конькаМеталлические накладки используются для упрочнения конструкции стропил в области конька

Варианты сращивания стропил

В строительной сфере повсюду используются разнообразные варианты стропильного сращивания, при этом, подбирая определённую технологию, надо обратить внимание на характеристики конструкции стропильной системы, на которые влияют:

  • приобретённые материалы;
  • технические данные стройплощадки;
  • шаг монтажа стропил.

Стропила могут сращиваться следующим образом:

  1. Встык — наиболее быстрый и надёжный вариант, чтобы удлинить стропила. Для этого сращиваемые детали обрезаются под углом в 90 градусов. Чтобы в месте соединения отсутствовал прогиб, потребуется высокая точность. Стропила закрепляются накладками из металла или дерева, скрепляемых гвоздями в шахматном порядке.

    Сращивание стропил встыкКрепление встык упрочняется металлическими или деревянными накладками

  2. Косой прируб — это места стыков деталей стропил, которые подрезаются под углом в 45°. Крепёжным элементом служит 12 или 14-миллиметровый болт, монтирующийся в середине места стыка.
  3. Внахлёст — это простой вариант, поскольку в нем не нужна особая точность. Нахлест может составлять от 80 до 100 см. Далее стропила фиксируются с помощью гвоздей по всей длине сращиваемых досок. Гвозди вбиваются только в шахматном порядке, чтобы брусья не разомкнулись под большим весом кровельного материала. Можно также использовать шпильки или болты, однако изначально надо проделать для них отверстия. Подобный способ отличается высокой надёжностью сращённых стропил, но он более трудоёмкий.

    Варианты сращивания стропилСтропильные доски можно сращивать любым из трёх описанных способов

Каждая разновидность стропильной системы имеет свои характерные особенности и подходит только для определённого вида конструкции кровли. Именно от правильной установки стропил зависит не только надёжность, но и прочность кровли, поэтому к данному этапу работ необходимо подходить с максимальной ответственностью.

конструкция и узлы крепления наслонных и висячих стропил, типы подкосов, как усилить стропила

Содержание:

Хозяева, решившие построить частный дом, как правило, отдают предпочтение более дешевой крыше с двумя скатами. Устройство такого типа кровли – довольно простое и практичное. Благодаря своей прочности, она отлично защищает дом от практически любой непогоды. В этой статье мы подробно расскажем об устройстве стропильной системы двухскатной крыши – как самой важной составляющей ее конструкции.

наслонные стропила конструкция и узлы

Коротко о понятии двускатной крыши

Двускатной именуют такую крышу, которая имеет два плоских ската в виде прямоугольника, закрепляемых вверху под углом, и треугольных проемов, расположенных в торцах, в которые монтируются фронтоны. Для обеспечения надежности и долговечности конструкции используются разного рода подпорные и поддерживающие узлы. Самой главной считается система стропил, о которой мы и поговорим ниже.

Узлы конструкции крыш с двумя скатами

По большому счету, все составные части крыш с двумя скатами – это пиломатериалы с различной формой, сечением и длиной, то есть брусья и балки, доска и рейки.

Мауэрлат

Делают мауэрлат из квадратного, размерами сечения, как правило, от 10 до 15 см. Он укладывается по всей длине несущих стен, с последующим закреплением при помощи резьбовых стержней или анкеров. Служит данный элемент кровли для распределения нагрузки от стропил к несущим стенам.

стропильная конструкция двухскатной крыши

Стропильная нога

Различные типы стропил также изготавливаются из бруса, сечением 15 на 5 (иногда 10) см. Из них собирают контур кровли в виде треугольника, на который будет приходиться вся сила ветра, града, снега и иных проявлений непогоды. Для обеспечения нормальной прочности стропила размещают с промежутками от 0,6 до 1,2 м. С уменьшением этих показателей крыша, соответственно, будет становиться более тяжелой. Промежутки между стропилами также будут зависеть и от конструкционных особенностей применяемого кровельного материала.

Лежень

Представляет собой аналогичный мауэрлату квадратный брус - 10×10 или 15×15 см. Укладывается он на внутреннюю часть несущей стены, для обеспечения равного распределения нагрузки, идущей от кровельных стоек.

Затяжка

Этот узел используют для каркасной конструкции с висячими стропилами. Он является завершающей частью треугольника стропил, не дающий ему расходиться.

Стойки

Также используется квадратный брус. Располагают стойки вертикально, они будут поглощать нагрузку от конька и перенаправлять ее на несущую стену дома.

Подкосы

Данные компоненты играют роль передаточных звеньев от стропил к несущим конструкциям. После соединения стяжек с подкосами образуется крепкая ферма. Даже если представить, что имеется большой пролет, ферма все равно сможет противостоять всем нагрузкам.

Обрешетка

Обрешетку получают путем укладки брусков под прямым углом к стропилам. Перенося всю массу кровли на стропильные ноги, этот элемент конструкции скрепляет их еще лучше. Лучше всего для создания обрешетки применять обрезные доски или бруски. Если таковых нет, подойдет и необрезная доска, но с нее должна быть снята кора. Если вы будете использовать любой тип мягкой кровли, то понадобится сплошная обрешетка. В этих целях можно воспользоваться водоотталкивающими фанерными листами.

узлы крепления стропильной системы

Конек крыши

Коньком называется место кровли в верхней ее части, где происходит соединение двух скатов крыши. Формируется он после соединения стропильных ног – укладывается горизонтально.

Свес кровли

Является элементом, выходящим из-за стены приблизительно на 40 см, он не дает дождевым осадкам промочить стены.

Кобылки

Давайте разберемся,что такое кобылка и для чего она нужна. Этот узел крепления стропильной системы необходим для организации свеса крыши. Кобылки используют лишь в тех случаях, если стропильные ноги получаются очень короткими, и их недостаточно для свеса. В таких ситуациях ноги приходится удлинять при помощи кобылок, которые представляют собой не что иное, как доски чуть меньшего сечения.

Разновидности стропильных систем

Таких систем насчитывается две: наслонного и висячего типа. Ко второму типу прибегают тогда, когда внешние стены дома находятся на удалении друг от друга на 10 м или еще меньше. К нему еще прибегают в случае, когда между стенами не планируется устанавливать несущую стену, разделяющую дом на две части.

типы стропил

В иных случаях нужно устанавливать систему стропил наслонного типа. Если возводящийся дом разделяют не несущей стеной, а колонами, то устанавливают одновременно две стропильных системы. Стропила, которые укладывают под укосом, будут опираться на колонны, а висячие должным образом будут расположены между ними.

Висячая стропильная система

Такая конструкция характеризуется тем, что в качестве опор под стропила выступают боковые стены. Негативным нюансом является то, что возникают распирающие нагрузки, которые спустя некоторое время могут повреждать стены. Для недопущения этого, соединение стропильных ног осуществляют при помощи затяжек. Таким образом создается жесткий треугольник, который не деформируется из-за нагрузок, а висячая стропильная система двухскатной крыши остается надежной и устойчивой. Нередко затяжки заменяют балками перекрытия, в особенности это требуется, если вы планируете возводить мансарду под крышей.

подкос в стропильной системе

У такой стропильной конструкции двухскатной крыши есть и положительные стороны, а именно – можно не производить крепление мауэрлата. К тому же, довольно просто устанавливаются узлы конструкции, в которых стропильные ноги опираются на стены. Для придания ферме ровных очертаний и устойчивости, через слой изоляции прокладывают доску, тем самым увеличивая площадь опоры. Ниже опишем главные типы трехшарнирных висячих стропил.

К первому виду можно отнести обычную треугольную трехшарнирную арку. Такая конструкция является несложной – это закрытый треугольник с двумя верхними сторонами, предназначенными для противодействия нагрузкам на изгиб. Вместо затяжки в этой конструкции можно использовать стальной тяж. Карнизный узел можно выполнить одним из существующих конструкционных решений: при помощи ортогональной лобовой врубки или с использованием дощатых или пластинчатых креплений.

Особенности крепления узлов висячих стропил

Далее следует трехшарнирная треугольная арка с усиленной бабкой или подвеской. Такую разновидность использовали давным-давно, при строительстве огромных помещений промышленного или сельскохозяйственного назначения, имеющих пролеты свыше шести метров. Она не подходит для сооружения частных домов. В основе ее лежит то, что масса затяжки приходится на конек. Данные узлы скрепляются между собой и хомутом подвески методом косого или прямого прируба. В качестве крепежных элементов применяются болты. Подвеску из дерева именуют бабкой, а из стали – тяжом. Данный элемент свисает с узла карниза. Затяжку закрепляют к ее низу через накладки из дерева. В качестве переходников используются хомуты, дающие возможность изменять прогиб затяжки в случае ее провисания.

Третьей следует трехшарнирная треугольная арка с приподнятой затяжкой. Если вы собираетесь обустроить под крышей мансарду, то такая схема в данном случае подойдет, как нельзя лучше. Растяжка устанавливается не снизу, а сверху. Стропила закрепляются на балке мауэрлата методом ползуна. Таким образом, нагрузка распределяется равномерно, а вся система становится устойчивой. При этом торцы стропил должны выходить за пределы наружных стен дома с крышей с открытыми стропилами. Если вы собираетесь устанавливать подвесной потолок или прокладывать слой изоляции, то затяжку лучше уравновесить подвеской.

как усилить стропила двухскатной крыши

Существует и трехшарнирная треугольная арка с ригелем. Ее устанавливают, когда присутствуют довольно высокие распорные нагрузки. В нижней части закрепляется затяжка, а сверху – ригель. Установка мауэрлата в данном случае не нужна. Учтите, что ригель не должен быть оснащен шарнирным креплением к стропилам, иначе конструкция получится шаткой.

Далее стоит рассказать об арках с дополнительными подкосами в стропильной системе. Если вы решили устанавливать длинные стропила, то их нужно будет подпирать. Для этой цели потребуются подкосы, которые будут уменьшать нагрузку на прогиб на стропила. В виду отсутствия несущих стен, подкосы придется убирать в бабку. Как правило, затяжка в такой системе – комбинированная, скрепленная прирубом. Таким образом, происходит подтягивание вниз конькового узла, который, в свою очередь, сжимает подвес и стропила.

Наслонная стропильная система двухскатной крыши

Имеют свои узлы конструкции и наслонные стропила. Прямо в центре такой системы устанавливается вертикальная балка, через которую масса всей крыши направляется от конька к несущей стене, расположенной посредине здания.

В безраспорном типе наслонных стропил стропильные ноги испытывают лишь усилие на изгиб.

крыша с открытыми стропилами

Их установку можно осуществлять одним из трех вариантов:

  • В роли опоры под стропила выступает мауэрлат. Крепление осуществляется при помощи метода врубки зубом. Для надежности используют хомуты или проволоку. Верхушки стропил укладывают на прогон конька, скрепляют конструкцию методом скользящих опор. Пробоины сверху стропил нужно не забыть закрепить.
  • Второй вариант является наиболее популярным. В данном случае нижняя часть стропил закрепляется к мауэрлату подвижным методом соединения – ползуном, или штучным бруском. Для лучшей фиксации ноги, сверху можно вбить гвоздь или закрепить гибкую стальную пластину. Уложенные на прогоне конька стропила закрепляют или пробоинами попарно, или по одному к прогону.
  • Наконец, последний из методов монтажа выделяется тем, что стропила и прогон конька закрепляются наглухо. Достигается это за счет набивания дощечки с двух сторон в одном направлении с брусом конька. Данный метод сложнее реализовать, из-за чего применяется он не так часто.

Правила установки стропил наслонного типа

Наслонные стропила распорного типа по своей конструкции практически не отличаются от описанных выше трех вариантов, за исключением одного нюанса: вместо жесткого крепления стропил нужно использовать подвижное крепление. Распорные стропила такого типа отличаются тем, что для них не обязательно устанавливать прогон. Для распорной системы нужно очень тщательно закреплять мауэрлат к стенам дома. При этом они должны быть толстыми и крепкими.

Немного о наслонных стропилах с подкосами. Они представляют собой третью подстропильную ногу, которая работает на сжатие, и устанавливается с наклоном в 45 градусов. В итоге можно перекрывать даже 14-метровые пролеты, при этом балки могут быть использованы не самых больших сечений.

наслонные стропила узлы

В расчете крепления подкосов нет необходимости, можно просто зафиксировать их с двух сторон, расположив под стропилами. Это предотвратит подкос от смещения. Нужно всего лишь ровно срезать угол подкоса, беря во внимание наклон стропил. Чтобы определиться с тем, какого сечения нужны узлы наслонных стропил, вычисляют усилие на нажатие.

К последнему типу наслонных стропильных систем стоит отнести конструкции на подстропильных балках.

Если в вашем доме будет две несущие стены, ты понадобится устанавливать две подстропильные системы. В них входят балки, смонтированные на стороне крыши, которая длиннее. Под балками смонтированы стойки, а в качестве опор служит лежень и расположенные внутри стены дома. В случае отсутствия прогонов, стойки устанавливаются под всеми стропилами. Верхушки стропильных ног соединяются друг с другом, после чего их перевязывают накладками из дерева или стали. В виду отсутствия конькового прогона создается распор.

Затяжку устанавливают ниже сквозного прогона – таким способом избавляются от распора в безраспорной системе. Снизу стоек для улучшения устойчивости закрепляют схватки. Они выполняют функции ригеля, принимая на себя нагрузки сжатия, а также не дают стойкам упасть. Фиксируются расшивки крест-накрест.

В этой статье мы подробно рассказали о том, как усилить стропила двухскатной крыши, какими бывают такие системы, и как их устанавливать. 



Ферма

- типы, компоненты, преимущества

Ферма крыши - это конструкционная единица, предназначенная для каркаса крыши и поддержки материала крыши, внутреннего потолка, изоляции и сил, вызванных снегом, дождем и ветром. Ферма крыши поддерживается внешними стенами и охватывает ширину здания.

Компоненты фермы крыши

Распространенная ферма узнаваема по треугольной форме и чаще всего используется при строительстве крыш. Ниже приведены различные компоненты кровельной фермы.

  • Главный стропила или Top Chord
  • Нижний пояс или основной галстук
  • Галстуки
  • Распорки
  • Галстук
  • Purlins
  • Стропила
  • Хребетная линия
  • Карнизы
  • Панель очков
  • Кровельное покрытие
  • Угол обуви
  • Опорная плита, анкерная плита и анкерные болты.

Basic Components of a Roof Truss

Basic Components of a Roof Truss parts

Components of Roof Truss

Типы Фермы Кровли

Существует много типов ферм, доступных для строительства жилых, коммерческих и промышленных зданий.Каждый тип имеет свои конструктивные особенности, а также достоинства и недостатки. Здесь самые популярные фермы крыши широко используются.

  • King Post Truss
  • Pratt Truss
  • Ферма Почты Королевы
  • Howe Truss
  • Fan Truss
  • North Light Roof Ферма
  • Четырехугольные Фермы
  • Параллельный Аккорд Фермы Кровли
  • Ферма ножниц для крыши
  • Ферма с приподнятой крышей

Roof Truss Types

Преимущества фермы крыши

  • фермы на крыше могут сэкономить на месте.
  • Лучшее управление стоимостью проекта с заранее известными затратами на компоненты
  • Лучший денежный поток с более ранним заполнением за счет сокращения рабочей силы на месте
  • Более быстрое время завершения оболочки
  • Использование ферм из пиломатериалов меньшего размера вместо балок и колонн
  • Большая гибкость в определении местоположения сантехники, работы воздуховодов и электропроводки
  • Свобода в плане расположения внутренних перегородок часто без дополнительной поддержки требуется
  • Предварительно определенная, предварительно спроектированная ферменная система
  • Меньше деталей для обработки и сокращенное время установки
  • Широкая 3-1 / 2 ”гвоздевая поверхность для легкого нанесения настила пола
  • Устранить надрезы и расточные балки для электропроводки и сантехники
  • Напольные фермы предлагают лучшую доступность и меньшую стоимость на месте, чем 2 × 8 или 2 × 10 балок
  • Изготовленные на заводе компоненты в соответствии с требованиями точного пролета
  • Сокращение времени HVAC, сантехники и электрического подрядчика на работе
  • Никаких опор колонн для заливки, никаких стальных балок и столбов для размещения
  • Сокращены рабочие места на материалах для кражи и резки

Недостатки фермы

    Стропильные фермы
  • имеют ряд опорных элементов, ограничивающих использование чердачного пространства.
  • Большие фермы требуют крана

Дополнительные изображения - Основы элементов фермы крыши

Roof Truss Basics Roof Truss Basics Roof Truss Basics Roof Truss Basics Roof Truss Basics

,

ВЕРХНЯЯ КРЫША БЕЗОПАСНОСТИ

Вальмовая крыша - это своего рода крыша, которая имеет пологий наклон и склоняется вниз к стенам. Шатровые крыши требуют чрезвычайно сложной системы стропил и стропил. Эта крыша не имеет вертикальных горок или фронтонов. Хотя в наши дни этот вид кровли чаще всего встречается в коттеджах и бунгало, стиль шатровых кровель широко используется в широком спектре архитектурных сооружений.

Чтобы полностью понять систему ферменной конструкции скатной крыши, мы должны более внимательно взглянуть на различные виды ферм, используемых на скатной крыше.

Стандартная усеченная ферма : имеет форму стандартной фермы, но ее верхняя часть обрезана, так что наклон совпадает с вершиной тазобедренного конца.

Ферменная ферма с усеченными фермами : Основная ферма, расположенная на бедре, известна как ферменная ферма с усеченными фермами. Он несет вес внешних ферм бедра наряду с весом ферм ползучих, домкрата и бедра. Следовательно, это самый сильный из усеченных ферм, так как он должен принимать все нагрузки.

Ферма для бедра : Ферма для бедра отвечает за формирование линии бедра на крыше. Несмотря на то, что она не сильно отличается от полутрусы, она имеет удлиненный верхний пояс, который заканчивается как верхняя часть бедра.

Ферма домкрата : Ферма домкрата проходит прямо в ферму бедра. Точно так же, как тазобедренная ферма, у этого есть расширенный главный пояс, который встречает тазобедренную ферму

Ферма Creeper : Это ферма, которая встречает ферму бедра без какого-либо удлинения верхнего пояса.

Ножничная ферма : Это модифицированная ферма, созданная для потолка с уклоном. Они поставляются с одинаковым потолком с обеих сторон вершины.

Колокольная ферма : Эта ферма чаще всего встречается на зданиях Федерации. Верхний аккорд имеет 2 разных поля, а нижний - во внутреннем дворике или на балконе.

Фермы тетивы : Они в основном используются для коммерческого строительства, где верхние пояса спроектированы так, чтобы уступить место изогнутой крыше.

Консольная ферма : Это может быть любая другая ферма при условии, что точка опоры находится внутри пролета, а не на пятке.

Отрезанная ферма : Это могут быть любые виды ферм, но они не поставляются с каблуком.

Половина фермы : Это полная ферма, отрезанная от вершины.

Обрамление тазобедренной крыши:

Теперь, когда мы знаем названия всех различных видов ферм скатной крыши, давайте перейдем к более важному аспекту нашей статьи, а именно.Планы ферменной конструкции.

Шатровая крыша стропильной обрамление не очень легкая работа, но если у вас есть правильные инструменты и правильное руководство обрамление шатровой крыши может быть простой задачей.

Подобно остроконечной крыше, тазобедренная крыша также изготавливается из обычных стропил, наряду с домкратами и стропилами. Обрамление тазобедренной крыши может быть более дорогостоящим, чем создание остроконечной крыши, так как нужно платить за трудозатраты на обрамление бедер.

Это не только создает привлекательный внешний вид, но и делает здание более устойчивым к ветру.

РАСПРОДАЖА КРОВЕЛЬНОЙ КРЫШИ

Первоначальный этап создания этой крыши мало чем отличается от остроконечной крыши. Этот шаг включает в себя поиск пробега обыкновенного стропила. Это позволило бы застройщику разместить балки потолка рядом с модным домкратом и обычными стропилами.

Например, давайте предположим, что мы должны построить каркасную крышу для здания размером 12х28 дюймов. На этом этапе мы будем интересоваться не уклоном крыши, а скорее пробегом обычных стропил.

Итак, мы должны начать с измерения точной ширины здания, чтобы найти пробег общего стропила.

Поэтому в этом случае мы будем использовать 12 стропил. Используйте калькулятор мастера строительства и введите 12 футов. Теперь вычтите толщину ребристой доски, разделенную на 2.

Это будет примерно 5 футов и 11 дюймов хода обычного стропила. Теперь, когда вы знаете ход общих стропил, вам нужно измерить внешние углы дома, где должны быть расположены бедра.

После того, как вы разложили обычные стропила, вам необходимо разместить потолочные балки вдоль области, где будут размещены стропила. Можно выбрать, чтобы потолочные балки заканчивались до тех пор, пока не будут обнаружены стропила.

Конструкция тазобедренной крыши:

Первое, что вам нужно сделать, это установить ребристую доску. После того, как вы установили доску для гребня, вы узнаете расположение бедер.

Вам понадобится минимум 3 плотника, чтобы установить эту доску на крыше.Кроме того, вам нужно 6 обычных стропил, правильно вырезанных и расположенных рядом с конечным пунктом назначения.

В то время как 2 из плотников должны быть расположены в середине здания рядом с областью, где заканчивается доска, третий плотник должен передать общее достояние плотникам в середине.

Теперь вы можете начать с крепления одного стропила в верхней части стены рядом с балкой потолка. Плотник посередине должен помочь вам удерживать верх в нужном месте.

Теперь идите в противоположную сторону дома и сделайте то же самое. Плотник, работающий посередине, должен позволять отрезать отвес и удерживать груз.

Этот процесс также необходимо повторить с 3-м плотником на противоположной стороне ребристой доски.

Плотник, работающий вне стены, должен передать ребристую доску остальным, работающим посередине. Он также может помочь им проскользнуть по горному хребту и заколоть их.

Королевские общие стропила теперь могут быть размещены на концах доски гребня, чтобы зафиксировать гребень в его окончательном положении. Теперь вы можете начать с установки тазобедренного сустава.

Эту работу обычно могут выполнять 2 плотника, но опять же, это зависит от размера здания. Всегда начинайте с того, что сначала придавите дно. В это время вы можете настроить оставшиеся общие ресурсы, чтобы дать преимущество на модных домкратах.

Стропила хип-джека:

Выпрямите хип-джек струнной линией и временной скобой перед установкой стропила домкрата.

Стропила должны быть зафиксированы на противоположной стороне стропила, чтобы держать его в вертикальном положении. Последний шаг состоит из установки лицевой панели перед применением оболочки.

Сборные стропильные конструкции для фальшпола

Однако, если вы хотите избежать всех этих сложностей, вам стоит просто выбрать готовые стропильные конструкции для фальшпола.

Большинство новых домов в США используют изготовленные стропильные фермы для каркаса. Они предназначены для замены потолочных балок и стропил, которые необходимы для традиционного каркаса.

Это не только повышает скорость и точность, но и помогает сэкономить на расходах. Любой современный строитель посоветует вам выбрать сборные стропильные конструкции, так как их гораздо проще возводить и значительно снизить затраты.

Преимущества сборных стропильных ферм кровли:

Во-первых, готовые стропильные фермы простираются на большее расстояние и могут обходиться без наличия внутренних несущих стен.

Во-вторых, сборные стропильные фермы намного дешевле, чем каркасная крыша, так как они поставляются в коротких отрезках по 2/4.Это отличается от огромных элементов каркаса, используемых для обычного каркаса потолков и стропил.

Сборные фермы могут быть легко спроектированы для всех типов потолков или крыш, используемых в большинстве современных домов.

Сборные фермы для шатровых каркасов созданы и спроектированы инженерами, чтобы они могли соответствовать нагрузке на крышу в соответствии с требованиями строительных норм и правил.

Готовые стропильные фермы можно легко установить за один день. Это приводит к снижению расходов и, конечно, гораздо меньше хлопот.

Наконец, даже новички могут быть использованы для возведения этих ферм, что еще больше снижает ваши трудозатраты.

Преимущества модной крыши:

  • Последовательная лицевая панель со всех сторон обеспечивает возможность установки желобов по всему зданию.
  • Они подходят для жаркой тропической погоды, поскольку они обеспечивают тень со всех сторон.
  • Поскольку все 4 стороны крыши расположены под углом, это улучшает дренаж и исключает возможность попадания воды на крышу.
  • Аэродинамический дизайн крыши такого типа делает ее идеальной для мест, подверженных ветрам и штормам.

.

архитектурных стропильных конструкций | WoodSolutions

На общий дизайн архитектурной фермы больше всего влияет особый дизайн элементов сжатия и растяжения. Компрессионные элементы в первую очередь связаны с достижением наибольшего сопротивления деформации и растягивающим элементам для достижения расстояния до конца соединителя.

Рисунки, содержащиеся в этом разделе, дают некоторые подробности о внутренних нагрузках. Элементы фермы имеют цветовую кодировку, чтобы указать тип сил, которые приводят к элементам из-за веса кровли и потолка.

  • Черный указывает на напряжение
  • Красный указывает на сжатие
  • Зеленый указывает на очень небольшую нагрузку на полотно, используемое для ограничения нижнего пояса

Современная практика деревянного строительства диктует, что архитектурное проектирование фермы не должно нести нагрузку крыши на узел, а, скорее, балки и потолочные балки непосредственно загружают верхний пояс. Следовательно, верхние пояса несут изгибающую нагрузку, а также осевую нагрузку.

На следующем рисунке показаны возможности скатной крыши с горизонтальным нижним поясом.

Pitched truss with horizontal bottom chords

А следующий рисунок демонстрирует развитие простой скатной кровли. По мере добавления перемычек изгибающее напряжение в верхней хорде уменьшается, что приводит к уменьшению размера верхней хорды, увеличению расстояния между фермами или увеличению способности перекрытия.

Further development of truss shapes

Традиционные стропильные крыши имеют крутые скаты. Стиль дизайна берет свое начало в северном полушарии, где главной целью было избавиться от снега.Укрепление уклона крыши увеличивает глубину фермы, а это, в свою очередь, снижает нагрузку на элементы фермы и соединения.

Ограничения по руководству по максимальным пролетам сложны, так как существует множество вариантов конструкции фермы. В некоторых приложениях толстопрофильная ферма имеет лучший внешний вид для данной структуры, в то время как в других более подходящим может быть более тонкий каркас.

Фермы с приподнятыми нижними поясами увеличивают пространство, создавая ощущение простора.Незначительным недостатком является то, что такие фермы потребуют более сильных членов и связей по сравнению с некоторыми другими. На следующем рисунке показана эволюция фермы Polonceau от более простой фермы Collar Beam. Когда эти фермы типа ножничного типа загружены, опорные точки имеют тенденцию раздвигаться горизонтально, и это следует учитывать при проектировании.

Pitched trusses with raised lower chords

Линии скатной кровли также могут быть достигнуты с помощью параллельных стропильных ферм. Обратите внимание, что сращивание поля на вершине обычно будет необходимо для транспортировки.Параллельные хордовые фермы чрезвычайно универсальны и могут использоваться для поддержки полов в мезонинной конструкции или в качестве балочных ферм, несущих скатные фермы или стропила.

Parallel sised trusses

На следующем рисунке показана пригодность параллельных стропильных ферм для строительства плоских крыш. Небольшой шаг может быть введен на верхнем поясе или на обоих. Альтернативно градуированные прогоны могут быть использованы для достижения падения на кровлю.

Parallel sided trusses for flat roof construction

Все обсуждаемые формы фермы могут быть объединены, наклонены или перевернуты в соответствии с требованиями применения.Следует отметить, что, когда всасывающая ветер действует на крыше нижнего аккорд опорной фермы изменяется от напряжения сжатия и в этих случаях потери устойчивости может стать проблемой. Другими ситуациями, которые поддаются этой проблеме, являются низкие скатные кровли и легкие кровельные потолочные системы. Помните, что конструктор имеет некоторое влияние на мертвую нагрузку и уклон крыши. Кроме того, крепление может стабилизировать элементы, подверженные высокой скорости ветра.

,Соединительный узел
Конструкция и оптимизация производительности балочной фермы

1. Введение

В течение многих лет строительную отрасль в Китае называли «крупными энергопотребляющими домохозяйствами» в сфере промышленности и транспорта. На строительное энергопотребление приходится треть общего энергопотребления всего общества, что в 2–3 раза выше, чем в других странах при тех же климатических условиях (см. [1]). Это в основном связано с традиционными китайскими строительными материалами, такими как сталь, цемент, глиняный кирпич и т. Д.Эти материалы не только тратят много природных ресурсов, но и вызывают загрязнение окружающей среды. Поэтому использование экологически чистых строительных материалов стало ключом к энергосбережению и сокращению выбросов в строительной отрасли. 5 марта 2016 года премьер-министр Ли Кэцян четко заявил в «Отчете о работе правительства» четвертой сессии 12-го Всекитайского собрания народных представителей, что цель работы в области жилищного строительства заключается в дальнейшем продвижении новой урбанизации и активном развитии зеленого здания и строительные материалы (см. исх.[2]). Очень важным направлением развития зеленых зданий является архитектура деревянных конструкций (см. [3]). Большое количество исследований также показали, что структура древесины лучше способна экономить энергию и сокращать выбросы, чем другие структурные формы (см. [4, 5, 6]). Являясь одной из основных тенденций в современной архитектуре, энергоэффективность зданий может быть полезной для роста национальной экономики, а также способствовать защите экологической среды (см. [6, 7]). Кроме того, у здания с деревянным каркасом есть сильная сборная конструкция, потому что большинство его компонентов обрабатываются на заводе.Исследование компонентов очень важно, потому что компоненты тесно связаны с безопасностью и энергоэффективностью структуры древесины.

Поскольку важные части деревянного строительного здания, система пола и крыша обычно делятся на два вида систем: традиционная система решетка-стропила и система ферменных конструкций из светлого дерева, и последняя используется более широко. С развитием структуры светлого дерева в Китае перспективы применения фермы из светлого дерева в современной структуре дерева в Китае будут становиться все более и более широкими.Балочная ферма состоит из нескольких частей одиночной фермы из светлого дерева с помощью соединителей и обычно используется в ключевых частях системы крыши или пола в современных зданиях с деревянным каркасом и проектах по повторной кровле. Для системы пола и крыши современной конструкции из дерева ключевые соединения испытывали как верхнюю равномерную нагрузку, так и концентрированную нагрузку от других связанных с ними ферм. Таким образом, силовое обстоятельство настолько сложное, что обычная одиночная деревянная ферма вряд ли может выдержать (см. [8, 9, 10]).Общим решением в практическом проектировании является увеличение площади поперечного сечения элемента путем объединения множества обычных ферм из светлого дерева в качестве конструктивного элемента для получения большей несущей способности (как показано на фиг.1). Форма балочной фермы может быть легко получена и соответствует тенденции развития индустриализации и модульности зданий. Кроме того, возникла какая-то длиннопролетная и консольная конструкция с развитием современного деревянного строения, которому требуется деревянная ферма с более высокой несущей способностью.По мере необходимости, ферменная ферма имеет более высокую грузоподъемность, больший пролет и более широкий диапазон использования по сравнению с одиночной деревянной фермой. В настоящее время исследования по одной ферме очень зрелые (см. [11, 12, 13]), но по ферме фермы было проведено мало исследований. В большинстве практических инженерных проектов многие строители работают в основном в зависимости от своего опыта без какого-либо надежного стандарта, что приведет к некоторым потенциальным проблемам безопасности. Ферменная конструкция балки обычно соединяется с гвоздем и болтом, что вызывает легкую коррозию, а механические свойства снижаются в условиях огнестойкости.Поэтому в этой главе был разработан новый тип метода соединения, который используется для фермы фермы (как показано на рисунке 2). Разъем деревянного дюбеля нелегко заржаветь, и его механические свойства не будут быстро снижаться в условиях огнестойкости. Кроме того, деревянные разъемы могут повысить пластичность подключенных компонентов. Таким образом, производительность фермы фермы улучшается. Узел соединения деревянной конструкции также связан с несущей способностью и нормальным использованием всего здания в будущем.Поэтому очень важно изучить узлы соединения структуры древесины (см. [14]).

Рисунок 1.

Применение фермы в конструкции здания.

Рисунок 2.

Новый тип фермы фермы.

2. Новая конструкция узла соединения ферменной фермы

В настоящее время способы соединения ферменной фермы относительно просты. Метод внутреннего соединения рекомендуется в технической спецификации для ферм из светлого дерева (JGJ / T 265-2012), но при соединении с гвоздями остаются следующие проблемы.

  1. Обработка сложная. Ферма фермы должна постоянно переворачивать ферму во время обработки. Гвозди в разных частях не способствуют промышленно обработанной линии обработки.

  2. Плохая огнестойкость. Под воздействием огня сталь размягчается и ее механические свойства быстро уменьшаются. Отказ узла ферменной фермы влияет на его общую несущую способность, что приводит к кратковременному отказу конструкции.

  3. Легко ржавеет.Стальные или железные гвозди подвержены коррозии при воздействии воздуха, которые более выражены в условиях высокой влажности и высокой соли, что снижает долговечность всей деревянной конструкции.

  4. Плохое рассеяние энергии. Гвозди - это соединения крепежного типа, которые ограничивают относительное вращение фермы и фермы и не могут потреблять энергию, генерируемую поперечной силой, что приводит к ослаблению поперечного сопротивления всего здания.

В связи с проблемами, связанными с режимами соединения ферменной фермы, в этой главе предлагается новый тип режимов соединения ферменной фермы, который заменяет традиционные железные соединители на деревянные соединители.Конкретная схема выглядит следующим образом: все отдельные фермы, составляющие ферму балок, предварительно собираются и временно фиксируются, затем предварительно сверлят в определенных местах всех ферм и, наконец, вставляют в деревянный или бамбуковый круглый дюбель, который представляет собой деревянный дюбельный соединитель ( см. [15]) (как показано на рисунке 2).

Использование деревянных или бамбуковых соединителей в основном связано с тем, что деревянные или бамбуковые соединения менее подвержены коррозии, чем железные соединения (см. [16, 17]). Также нет проблем с резким падением механических свойств в огнеупорных условиях.Кроме того, деревянные или бамбуковые соединения могут значительно улучшить пластичность соединяемых элементов (см. [18]), тем самым улучшая характеристики фермы фермы при сопротивлении боковым усилиям.

Выбор положения соединения деревянного штифта определяется характеристиками силы параллельной фермы хорды. Параллельная хордовая ферма может рассматриваться как просто поддерживаемая балка при воздействии верхней равномерной нагрузки. Сила в основном ложится на верхний и нижний пояс фермы.Верхняя хорда находится под давлением, а нижняя хорда подвергается растяжению, но полотно играет только вспомогательную роль. На рисунке 3 показана диаграмма внутренних сил фермы из светлого дерева, поддерживаемой верхним равномерным узлом. Из диаграммы внутренних сил видно, что если ферма с параллельными хордами рассматривается как статическая комбинационная структура, это означает, что хорда сломана, и оба конца шарнирны. При равномерной нагрузке среднее значение изгибающего момента каждой хорды является наибольшим, а усилие сдвига, по меньшей мере, равно нулю.Использование деревянных дюбельных соединителей требует предварительного сверления верхнего и нижнего поясов фермы, что уменьшает размеры поперечного сечения сетки в поперечном сечении. Формула расчета усилия сдвига конструктивного элемента:

τ = QAE1

Рисунок 3.

Диаграмма внутренней силы параллельной фермы хорды. (а) Диаграмма осевой силы параллельной хордовой фермы; (б) диаграмма изгибающего момента параллельной хордовой фермы; (c) Диаграмма силы сдвига параллельной хорды.

A представляет поперечное сечение срезанной части срезанного элемента.Уменьшение A означает увеличение напряжения сдвига в элементе. Поэтому положение разъема должно быть расположено там, где усилие сдвига хорды является наименьшим, то есть серединой каждых двух узлов хорды.

3. Обзор эксперимента

3.1. Экспериментальный дизайн

Материал, использованный в испытании, - материал лиственницы ( Larix gmelinii) , импортированный из России. Марка материала II степени, плотность 0,657 г / см 3 .Содержание влаги составляет 17,4%, в соответствии с общими требованиями к физическим и механическим испытаниям древесины (GB / T 1928–2009).

В соответствии с методом непрерывной загрузки ферм в стандарте для методов испытаний деревянных конструкций (GB20329-2012) было проведено испытание на статическую нагрузку для шести типов ферм с малыми пролетами, и номер испытательного образца выражается в виде S.

Чтобы исследовать влияние деревянных дюбелей различного диаметра на производительность ферменной фермы, эксперимент в этой главе содержит ферменную ферму из трех деревянных дюбелей различного диаметра.Деревянные дюбеля имеют диаметр 12, 16 и 20 мм. Оценка эффективности трехбалочной фермы все еще рассматривается с двух сторон: предельная несущая способность и сопротивление деформации. Среди них анти-деформационная способность включает сопротивление ползучести и упругое восстановление.

Кроме того, в эксперименте также была создана ферма из балок, состоящая из трех отдельных ферм, для изучения эффекта усиления фермы фермы с увеличением количества одиночных ферм.Диаметр деревянных дюбелей, соединяющих фермы фермы, зависел от результатов эксперимента фермы фермы с двумя отдельными фермами. Чтобы отличить другие фермы фермы с двумя одиночными фермами, фермы фермы с тремя одиночными фермами обозначены G3, в то время как другие фермы фермы обозначены G2.

На рисунке 4 показана структурная форма и конкретные размеры образца, используемого в этом испытании. Фермы фермы, используемые в эксперименте, все составлены из этой единственной фермы.

Рисунок 4.

Размер фермы фермы (единица измерения: мм).

Конкретный состав образца для испытаний показан в таблице 1.

Номер фермы Описание Количество
SPT-S Обычная одинарная ферма 1
SPT-G2-N Балочная ферма из двух гвоздей SPT-S 1
SPT-G2-12 Ферменная ферма из двух SPT-S, соединенных дюбелем из бука диаметром 12 мм 2
SPT-G2-16 Ферменная ферма из двух SPT-S, соединенных между собой дюбелем из бука диаметром 16 мм 2
SPT-G2-20 Ферменная ферма из двух SPT -S соединен штифтом из бука 20 мм 2
SPT-G3 Ферма фермы изготовлена ​​из трех шпонок SPT-S, соединенных штифтом из бука диаметром 16 мм 1

Таблица 1.

Номер образца и описание.

3.2. Теоретический расчет

Расчет стандартной нагрузки ПК

Предположим, что расстояние между фермами составляет 406 мм, а срок службы здания - 50 лет.

В соответствии с редакцией кода нагрузки 2012 года для проектирования строительных конструкций (GB5009-2012):

Стандартное значение постоянной нагрузки: 0,885 × 0,406 = 0,359 кН / м

Вес фермы: 0,106 × 0,406 = 0,043 кН / м

Снеговая нагрузка нормативное значение: 0.5 × 0,406 = 0,203 кН / м

Стандартное значение рабочей нагрузки: 2,0 × 0,406 = 0,812 кН / м

Расчетное значение нагрузки: (0,359 + 0,043) × 1,2 + (0,203 + 0,812) × 1,4 = 1,9 кН / м

Нагрузка на узел: 1,9 × 1,734 ≈ 3,3 кН.

3.3. Программа и устройство нагрузки

В соответствии с нагрузкой на ферму в стандарте для методов испытаний деревянных конструкций (GB50329-2012), испытание на статическую нагрузку на ферму добавляло нагрузку первого порядка каждые 10 минут на этапе разрушения с нагрузкой 0.2 Pk за сцену. Этот тест использовал механическую испытательную машину для загрузки. Таким образом, процедура загрузки может выполняться в режиме непрерывной загрузки, который составляет 0,2 Пк каждые 10 минут. Загрузка в минуту была 0,02 Pk . После приведенного выше теоретического расчета Pk составлял 3,3 кН, а нагрузка в минуту составляла 0,066 кН. Однако в предварительном эксперименте мы обнаружили, что ферменная конструкция балки более чем в два раза превосходила несущую способность одиночной фермы.Таким образом, во время процесса загрузки нагрузка каждой ступени также удваивалась до 0,132 кН. Если балочная ферма состоит из трех отдельных ферм, нагрузка на ступень также была утроена до 0,198 кН. Схема конкретной системы загрузки показана на рисунке 5.

Рисунок 5.

Система загрузки.

3.4. Индекс оценки и расположение точек измерения

Целью этого эксперимента является изучение влияния различных диаметров штифтов на механические свойства новой ферменной фермы, соединенной штифтами.Оценка характеристик фермы фермы для различных диаметров штифтов должна также начинаться с аспектов предельной несущей способности, сопротивления деформации, формы и механизма разрушения. Следовательно, аналогично испытанию на статическую нагрузку стропильных ферм с большими пролетами, необходимо непрерывно отслеживать изменения смещения различных узлов различных стропильных ферм. В этом эксперименте между хордой и зубчатой ​​пластиной был также установлен датчик перемещения малого радиуса действия для измерения относительного скольжения зубчатой ​​пластины относительно хорды.Кроме того, тензометрические датчики были расположены на важных аккордах для измерения напряжения на различных этапах аккордов. Конкретное расположение точек измерения показано на рисунке 6.

Рисунок 6.

Расположение тензодатчиков и датчиков смещения. а) компоновка тензометрического датчика; (б) датчик перемещения; (в) универсальная механическая испытательная машина.

4. Описание явления

4.1. Общее разрушение

В этой главе проводится тест на статическую нагрузку для одной одиночной фермы и девяти фермы фермы, включая ферму фермы, состоящую из трех фермы фермы.Существует большая разница в предельной несущей способности и деформации различных типов ферм. Однако общая форма и процесс разрушения фермы примерно одинаковы. Форма повреждения разъема, снятого после испытания фермы, также сильно отличается. Это также полностью иллюстрирует различную связь между фермами фермы, которая будет иметь большее влияние на его производительность.

Во-первых, во время предварительной загрузки ступени T1 ферма не произвела существенных изменений.После 30 минут загрузки все типы ферм вызвали очень небольшие остаточные деформации. В частности, ферменная конструкция балки могла достичь полного упругого восстановления. Из кривой нагрузки-смещения ступени T1 на рисунке 7 определенное значение ползучести появилось в одиночной ферме во время фазы предварительной нагрузки. Переменные ползучести других фермы балок были незначительными. Использование дюбелей разных диаметров мало повлияло на характеристики фермы фермы.

Рисунок 7.

Смещение нагрузки на стадии Т1. (а) SPT-S; (б) SPT-N; (С) SPT-G2-12; (d) SPT-G2-16; (e) SPT-G2-20.

По ходу испытания не было значительного явления испытания для каждой фермы от 24-часовой удерживающей нагрузки до начальной ступени T3 . Однако при загрузке до 5 Pk явление испытания начало проявляться в пролете фермы, и в других узлах явного явления не было. Например, небольшая выпуклость пластины фермы произошла в верхнем узле B SPT-S, а нижняя хорда образовала трещины возле узла (как показано на рисунке 8).На других этапах другие балочные фермы были похожи на испытательный феномен одиночных ферм, и феномены разрушения также были сосредоточены в этих двух местах. В частности, выпуклая пластина центрального узла B верхнего пояса выпуклая (как показано на рисунке 9). В основном это связано с силовым механизмом параллельной хордовой фермы. Когда ферма с параллельными хордами подвергается верхней концентрированной нагрузке, верхняя хорда подвергается сжатию, а нижняя хорда находится под напряжением. В сочетании с анализом структурной механики диагональное полотно фермы будет создавать поперечную силу в узле B, чтобы противостоять верхней сосредоточенной нагрузке.Следовательно, узел В подвергался воздействию напряжения сдвига, и напряженная среда была очень сложной. В сочетании с окончательной формой разрушения ферменной плиты, ферменная плита в узле B в конечном итоге выглядела как форма разрушения при сдвиге

Рисунок 8.

Трещины в нижней хорде сопровождаются процессом испытания на удаление зубьев SPT-S1.

Рисунок 9.

Ошибка сжатия сдвига сопряженной пластины в узле B. (а) SPT-G2-N; (б) SPT-G2-12-1; (c) SPT-G2-16-2; (d) SPT-G2-20-2.

Кроме того, многие эксперименты обнаружили, что общее повреждение фермы разрушается разрушением нижнего пояса. Узел нижнего пояса также напрямую влияет на силовые характеристики. На рисунке 10 показана фактическая фотография разрушения в нижних поясах ферм. При обработке фермы экспериментаторы должны обращать внимание на выбор нижнего пояса и стараться избегать слишком большого количества спецификаций с узлами. Тем не менее, верхний пояс и сетка фермы имели очевидные повреждения при сдвиге, а хорда не имела явных повреждений.Следовательно, когда деревянная ферма обрабатывается, сорт обрабатываемого материала может быть соответствующим образом уменьшен.

Рисунок 10.

Разрушение в нижних поясах ферм. (а) SPT-G2-N; (б) SPT-G2-12-2; (c) SPT-G2-16-1.

Разрушение нижней хорды фермы SPT-G2-20 было вызвано разными причинами. SPT-G2-20 имел отверстие диаметром 19,5 мм в верхних и нижних поясах. Отверстие нижней хорды было слишком большим, разрушая волокна в направлении дерева, а также уменьшая чистую площадь поперечного сечения хорды фермы.В условиях постоянной силы уменьшение чистой площади поперечного сечения стержня увеличит нагрузку на хорду. Прочность на растяжение древесины большого размера меньше прочности на сжатие, поэтому нижний пояс легко повреждается. На рисунке 11 показана реальная фотография провала балки фермы SPT-G2-20. Трещина нижнего пояса начиналась от деревянного штифта и проходила через весь пояс. В конечном итоге это привело к полному разрушению фермы, но при этом штифт был незначительным.

Рисунок 11.

Феномен отказа SPT-G2-20-1.

4.2. Разрушение узла соединения

В предыдущем разделе описан режим отказа узла фермы фермы, соединенной дюбелем диаметром 20 мм между одиночными фермами фермы фермы. Окончательный ущерб был вызван разрушением нижнего пояса, но шпонки практически не деформировались. Размер дюбелей и соединителей гвоздя был поврежден в разной степени. На рисунке 12 показан разъем, снятый с фермы после окончательного разрушения каждого ферменного фермы.

Рисунок 12.

Неисправность разъемов.

Из рисунка 12, деформация, вызванная соединением гвоздя, была большой. Как и в случае соединительной балочной фермы с длинными пролетами, в середине ногтя появился пластиковый шарнир. Когда ферма была загружена на более позднюю стадию, более очевидная дислокация произошла между отдельными фермами, которые составляют ферму фермы. Разные диаметры дюбелей порождают разные формы деформации или повреждения. Во-первых, подобно гвоздю, деревянный дюбель диаметром 12 мм также изготовил пластиковую петлю.Однако величина деформации была меньше, чем у гвоздевого соединения. Диаметр деревянных дюбелей сказался на его жесткости. Деформация дюбеля большого диаметра была небольшой. Дюбели диаметром 20 мм практически не деформировались. Деревянные дюбели почти не пострадали от повреждения фермы. Деформация деревянных дюбелей с 16 мм также не была очевидной. Потеря поперечного сечения хорды была уменьшена при обеспечении достаточной прочности сустава. Соотношение между диаметром отверстия и штифтом ферменного элемента также влияло на характеристики соединения.Черный цвет на конце дюбеля диаметром 20 мм на рисунке 13 является результатом карбонизации, когда дюбель был ввинчен в паз. Когда диаметр отверстия хорды составлял менее 0,5 мм от диаметра деревянного штифта, деревянный штифт, ввинченный в стержень, обугливался за счет высокоточного вращения, и на поверхности штифта образовался обугленный слой, который защищена поверхность деревянного дюбеля. Поверхностная прочность была улучшена. Поэтому необходимо тщательно выбирать соединители и подбирать подходящий размер предварительного сверления с точки зрения долговечности фермы фермы.

Рисунок 13.

Максимальная несущая способность ферм.

5. Предельная несущая способность

Рисунок 13 представляет собой сравнение предельной несущей способности фермы категории пять. Среди них новая ферменная ферменная конструкция из деревянных шпонок проходит в среднем два испытания. Из рисунка видно, что предельная несущая способность всех видов деревянных ферм намного выше, чем ее теоретическое расчетное значение, поэтому уменьшение пролета фермы будет эффективно улучшать ее несущую способность.Кроме того, предельная несущая способность различных ферменных ферм намного больше, чем у одинарной фермы, но предельная несущая способность различных ферменных ферм мало отличается друг от друга. Фермы из 12-мм и 16-мм деревянных шпонок имеют относительно высокую предельную несущую способность. Ферма фермы, соединяющая гвоздь, влияла на синергию фермы фермы из-за взаимного смещения между отдельными фермами, снижая таким образом характеристики подшипников. Ферма фермы с деревянным штифтом диаметром 20 мм имела большую площадь отверстия в нижней хорде фермы, что уменьшало чистую площадь поперечного сечения натяжного элемента, тем самым снижая несущую способность фермы.

6. Анализ результатов испытаний на прогиб узла

На рисунке 14 показана диаграмма прогиба нижних поясов трех ферменных ферм с использованием двух дюбельных соединений различного диаметра. Из рисунка видно, что три типа ферм демонстрируют хорошую согласованность на первых двух этапах загрузки. Ферма входит в нелинейную стадию, когда она входит в стадию разрушения, и результаты двух испытаний будут различаться из-за изменчивости древесины. На рисунке 17 показано изменение общей деформации фермы в процессе загрузки.Изображение показывает, что трудно различить влияние различных методов соединения на сопротивление ползучести, характеристики упругого восстановления и сопротивление деформации фермы на образцах фермы с небольшим пролетом. Только на этапе разрушения фермы можно определить кривую прогиба и проанализировать различные типы и механизмы разрушения.

Рисунок 14.

Отклонение во времени новых ферменных ферм от начала до конца. (а) SPT-G2-12; (б) SPT-G2-16; (c) SPT-G2-20.

Как показано на рисунке 15, кривые нагрузки-отклонения одиночной фермы, фермы балки гвоздевого соединения и фермы фермы деревянного дюбеля выбираются на этапе разрушения. Из рисунка видно, что разные типы ферм имеют разные способы и механизмы отказов. Одиночная ферма показала явные характеристики хрупкого разрушения. В непосредственной близости от провала не было никаких явных признаков. Трещина произошла возле узла нижнего пояса (как показано на рисунке 8).Затем трещина продолжала увеличиваться. В конце концов, полный отказ фермы был вызван внезапным переломом нижней хорды.

Рисунок 15.

Кривая нагрузки на прогиб ферм.

Пластичность двух ферменных ферм значительно лучше, чем у одиночных. На средней и более поздних стадиях отказа фермы кривая нагрузки-смещения часто показывает поворот на одном конце. Причиной поворотов является то, что одна ферма в ферме балок была разрушена первой.Поскольку другая ферма все еще имела грузоподъемность, она быстро выдержала бы верхнюю нагрузку. Тем не менее, он также будет быстро разрушен, потому что была подчеркнута только одна ферма. Из-за различных связей между выбранными одиночными фермами фермы фермы вышеописанная ситуация будет другой. Несмотря на то, что коэффициент пролета при сдвиге был снижен, ферменная конструкция балки гвоздевого соединения все еще демонстрировала нестабильность в плоскости на более поздней стадии нагрузки. Фермы с большими пролетами были не очень очевидны.Был взаимный вывих между верхними фермами. Ферма фермы будет очевидна, что сначала была уничтожена одна ферма, а затем быстро будет разрушена другая ферма. Таким образом, ферменная конструкция балки гвоздя не дала ожидаемого эффекта «один плюс один больше двух». Ферма фермы, соединенная деревянным штифтом, могла сохранять хорошую синергию между загруженными фермами. Поэтому у SPT-G2-16 также была первая волна, в которой у SPT-G2-N были свои повороты. Однако можно видеть, что падение смещения было очень ограниченным, что указывает на то, что ферма не была полностью разрушена.По мере того, как нагрузка продолжала увеличиваться, на кривой появились три или четыре небольших поворота. В конце концов, трещины, которые образовались в нижней части двух нижних поясов фермы, были чрезмерными и полностью проникли (как показано на рисунке 16), что привело к разрушению фермы.

Рисунок 16.

Феномен отказа SPT-G2-16.

На рисунке 17 показаны кривые отклонения нагрузки трех новых ферменных ферм с различными диаметрами деревянного дюбеля в качестве соединения между отдельными фермами.Из рисунка видно, что кривые отклонения нагрузки трех ферменных ферм имеют разные формы. Ферма фермы с деревянным штифтом диаметром 20 мм имела такой же режим разрушения, как и ферма, что было хрупким разрушением (как показано на рисунке 10). Нижний пояс был разорван под действием напряжения и сдвига. Балочная ферма, соединенная дюбелем диаметром 12 мм, была аналогична ферменной ферме, соединенной гвоздем. Хотя кривая нагрузки-смещения претерпела скручивание, ферма не показала хорошего синергизма.Наконец, появился пластиковый шарнир, похожий на деревянный штифт и гвоздь. Следовательно, балочная ферма, соединенная с помощью дюбеля, показала лучшие механические характеристики при использовании деревянного дюбеля диаметром 16 мм.

Рисунок 17.

Кривая нагрузки-прогиб новых фермы.

7. Дальнейшие эксперименты фермы фермы, состоящей из трех одинарных ферм

В последнем разделе фермы фермы, соединенные тремя дюбелями разных диаметров, были испытаны на статическую нагрузку, а ферма фермы с деревянными дюбелями диаметром 16 мм была Лучший.Все предыдущие эксперименты были выполнены на ферме фермы, состоящей из двух одинарных ферм, но ферма фермы, состоящей из трех или более ферм, не были протестированы. Для фермы фермы, которая будет широко использоваться в более крупных пролетных конструкциях и более сложных опорных средах, они не могут состоять только из двух отдельных ферм. Это должно рассмотреть больше форм единственных комбинаций фермы. В сочетании с результатами испытаний, приведенными в предыдущем разделе, в этом разделе проводится испытание на статическую нагрузку на ферму балок, состоящую из трех одинарных ферм, соединенных деревянными дюбелями диаметром 16 мм.Эффект усиления фермы фермы был изучен в сравнении с фермой фермы, состоящей из двух отдельных ферм, соединенных деревянными дюбелями одинакового диаметра.

Что касается несущей способности, ферменная конструкция фермы, состоящая из двух одинарных ферм, была 53 кН, а ферменная конструкция фермы, состоящая из трех отдельных ферм, имела несущую способность 77 кН, увеличившись на 45%. Таким образом, чем больше количество отдельных ферм, составляющих ферму фермы, тем более очевидные эффекты улучшения имеют с точки зрения режима отказа, две фермы фермы были похожи, и хорда была разрушена в условиях растягивающего сдвига, в результате чего уничтожение фермы.Как показано на рисунке 18, средняя ферма впервые появилась в виде трещин на нижнем поясе. Увеличение силы привело к полному отказу промежуточной фермы, когда только две фермы были нагружены, но ферма фермы потеряла синергию в это время. Затем деревянные дюбели нижнего пояса были также разрушены (как показано на рисунке 19). Нижний пояс одиночной фермы на внешней стороне ферменной фермы полностью растрескался в направлении зерна. Ферма провалилась в целом. Как показано на рисунке 20, кривые нагрузки-смещения двух ферменных ферм на заключительном этапе разрушения, также можно обнаружить, что две ферменные фермы имеют очень похожие режимы разрушения и обе демонстрируют хорошую пластичность.

Рисунок 18.

Отказ SPT-G3-16.

Рисунок 19.

Отказ разъемов в SPT-G3-16.

Рисунок 20.

Кривая нагрузки-смещения в стадии разрушения.

8. Заключение

В этой главе было проведено испытание на статическую нагрузку деревянных ферм, чтобы исследовать влияние различных соединений на механические свойства фермы фермы между отдельными фермами фермы фермы, особенно влияние различных диаметров дюбелей на ферменная конструкцияРезультаты показали, что:

  1. Ферма фермы с деревянным штифтом должна быть присоединена к ферме фермы целиком, но диаметр деревянного дюбеля следует выбирать разумно.

  2. С точки зрения несущей способности, механизма разрушения и режима фермы ферменная конструкция фермы имеет наилучшие характеристики при диаметре деревянного штифта 16 мм.

  3. В предельных состояниях эксплуатационной пригодности использование соединительных штифтов различных диаметров мало влияет на сопротивление деформации фермы фермы.

  4. На верхнем поясе, соединенном с пластиной фермы, пластина фермы подвержена сдвиговому повреждению из-за совместного воздействия давления и сдвига. В реальном проекте следует попытаться сделать частичное усиление.

  5. По мере увеличения числа отдельных ферм, из которых состоит ферма фермы, также будут происходить значительные улучшения ее механических свойств.

  6. Деревянные сучки, особенно мертвые сучки, оказывают сильное ослабляющее влияние на несущую способность аккордов деревянных ферм.Полный отказ фермы часто происходит из-за наличия узла, поэтому выбор фермы должен быть сделан. Аккорд фермы следует избегать использования материалов с сучками. При необходимости может быть выбрано, что вместо стали используют древесину, разрабатывая композитную структуру сталь-дерево.

Благодарность

Работа выполнена при поддержке Национального фонда естественных наук Китая (грант № 31670566) и Национального двенадцатого пятилетнего плана поддержки науки и технологий (2015BAD14B0503).