Как и где применяются висячие стропила

Во время строительства, когда начинаются работы по устройству кровли, очень важное значение имеет правильный выбор кровельной конструкции. Она будет выполнять функции опоры, которая должна выдерживать различные виды нагрузок, общая сумма которых оказывает на кровлю достаточно большое давление. Основными элементами несущей конструкции являются висячие и наслонные стропила, составляющие стропильную систему.

Проектирование стропильных систем

В процессе проектирования стропильной системы должны учитываться следующие факторы:

• общая нагрузка на конструкцию;
• сечение стропильных ног;
• величина шага стропил и расположение брусов;
• форма стропильной фермы.

Самые простые конструкции фермы, образуемой стропилами как висячего, так и наслонного типов, выполняются в форме треугольника, стороны которого составлены парой упирающихся в верхней части и один в другого и расположенных враспор стропильных ног. Чтобы повысить прочность и надежность упора, производится дополнительное соединение стропильных ног при помощи затяжки, основной функцией которой является нейтрализация распора.

Узнайте, как правильно выполнить монтаж мягкой кровли шинглас.

Благодаря советам специалистов вы сможете построить четырехскатную крышу своими руками.

Для грамотного составления проекта конструкции необходимо наличие определенных знаний.

Главными моментами, на которых необходимо акцентировать внимание, являются:

• выбор типа кровельной конструкции и величины угла уклона скатов;
• выбор материала для кровельного покрытия;
• расчет системы стропил — производится на основе решений по двум перечисленным пунктам; при этом должны учитываться особенности климатических условий, в которых ведется строительство (среднее количество осадков, наличие ветров и их сила и др.).

Следствием неправильной оценки определенной нагрузки и наличия ошибок в расчетах могут стать деформирование частей стропильной системы, повреждение или разрушение материала кровельного покрытия и даже обрушение всей кровельной конструкции.

Правильный расчет и грамотно проведенный монтаж стропильной системы являются гарантией создания прочной и устойчивой конструкции.

Где применяются висячие стропила?

Устройство висячей системы целесообразно в строениях, не имеющих внутренних несущих стен. Такие конструкции опираются на расположенные по краям опоры (ими главным образом служат стены здания без центральной опоры).

В подобных системах стропильные ноги работают на сжатие и изгиб без создания горизонтальных нагрузок. Для сокращения оказываемого на стены распирающего усилия используется затяжка, с помощью которой соединяются отдельные конструктивные элементы.

Затяжка выполняется на основе металла или деревянного бруса. Ее установка осуществляется практически на любом участке в направлении конька. Конкретное расположение определяется в зависимости от конструкции кровли.

К примеру, устройство висячих стропил с расположенной у основания затяжкой является рациональным решением при строительстве мансардной крыши. При этом затяжка служит также балкой перекрытия.

При высоком расположении затяжки она будет испытывать большие нагрузки. По этой причине выбор разновидности системы с верхней локализацией затяжки предусматривает использование более мощных конструкций и тщательное и надежное выполнение всех креплений.

Затяжки могут быть цельными или составными. Сращивание их брусьев осуществляется различными способами: креплением внахлест, косым или прямым зубом и т.д

При строительстве бревенчатого дома закрепление висячих стропил на верхний венец осуществляется посредством вырезания шипа или с использованием некоторых металлических элементов. В основном ими служат ползунки, благодаря которым стропила могут перемещаться вертикально по обвязке строения или его венцу.

В верхней части эти конструкции накладываются одна на другую, после чего соединяются болтом. Венцом являются брусья или бревна, которые образуют один горизонтально расположенный ряд сруба.

При монтаже висячих стропил ширина пролета строения должна составлять 6-10 метров. Материалом для них могут служить бревна, брус или доски. Элементы соединяются с помощью врубок, болтов, стальных профилей, гвоздей, нагелей.

При наличии внутренней капитальной стены при устройстве кровли применяются наслонные стропила из дерева. Основной отличительной чертой таких конструкций является внутренний опорный элемент, опирающийся на внутреннюю несущую стену или же колонну. Она передает нагрузки только на изгиб.

В тех зданиях, где предусмотрена установка общей кровли одновременно над несколькими пролетами, нередко применяются стропила как висячего, так и наслонного типа. На тех участках строения, где отсутствуют внутренние опоры, устраивается висячая система, а там, где они есть, монтируются наслонные стропила.

Виды конструкций висячих стропил

Выделяют пять типовых конструкций стропил висячего типа:

Треугольные трехшарнирные арки

Висячие конструкции с затяжкой создаются в виде замкнутого треугольника. В подобных системах стропила работают на изгиб, в то время как затяжка будет работать на растяжение. В этом случае наименьшая высота конькового прогона должна составлять не меньше 1/6 части общей длины арочного пролета. Устройство таких конструкций применяется для мансардных чердаков, при этом затяжка берет на себя функции чердачного перекрытия. Для сокращения изгибающего момента упор концов стропильных ног осуществляется с некоторым смещением (эксцентриситетом) по отношению к их продольным осям.

Трехшарнирные треугольные арки с подвеской или бабкой

Если длина пролета оказывается больше 6 метров, использование цельного бруса становится довольно проблематичным, при этом очень часто случается значительный прогиб из-за веса самой затяжки. В таких случаях затяжка подвешивается к коньку. Что касается подвески, если она изготавливается на основе дерева, то называется бабкой, а в тех случаях, когда материалом служит железо — тяжем. Требуемую длину затяжки обеспечивают посредством состыковки элементов намного меньшего размера. Их закрепляют на хомуте подвески с помощью прямого или косого срубов и болтов.

Самой частой ошибкой, допускаемой в процессе устройства подвески, является ее инсталлирование согласно схеме стоек при упоре на карнизный узел и затяжку. Основой принципа работы подвески является растяжение, а стойки – сжатие. По этой причине нижняя часть подвески (бабки) не должна доходить до затяжки. Подвеска (бабка) подвешивается на карнизный угол и прикрепляется к затяжке с помощью накладок из дерева, болтов, гвоздей.

Трехшарнирные треугольные стропильные арки с приподнятой затяжкой

Висячие стропила с затяжкой приподнятого типа устраиваются в тех случаях, когда планируется переделать чердачное помещение в мансарду. В схемах подобного типа крепление затяжки осуществляется не в нижней части стропильных ног, а передвигается вверх, причем по мере продвижения и увеличения высоты расположения затяжки возрастает сила оказываемого на нее растягивающего напряжения. В мансардных помещениях подобные затяжки выполняют функцию балки перекрытия потолка и не несут на себе никакой полезной нагрузки. Посредством установки подвески такие затяжки защищают от провисания.

Трехшарнирные треугольные арки с ригелем

В подобных схемах нижним опорным узлом является является неподвижная шарнирная опора (не ползун).

Стропильную ногу делают с врубкой в мауэрлат. Посредством такой меры повышается степень устойчивости всей арки. В подобных схемах приподнятые затяжки меняют направление своей работы (это уже не растяжение, а сжатие) и носят название “ригели”.

Трехшарнирные треугольные арки с подкосами и подвеской

Увеличение длины стропил приводит также к увеличению их прогиба. Чтобы предупредить возникновение прогиба, производится подпорка стропил подкосами. Поскольку в случае висячих стропил нижней части подкосов некуда упираться (в этом их отличие от наслонных), они упираются в бабку. В результате образуется достаточно прочная конструкция с системой круговой передачи нагрузок: стропильные брусы оказывают давление на подкосы, которые в свою очередь подвергают растягиванию подвеску, а подвеска притягивает верхнюю часть стропил и коньковый элемент вниз, подкосы же сжимаются стропилами.

Правила монтажа стропил висячего типа

• К монтажу стропильной системы переходят после завершения установки мауэрлата.
• Сначала необходимо возвести леса для облегчения подъема на кровлю. Могут устраиваться также передвижные системы. С их помощью осуществляется доставка материала на требуемую высоту.
• Оптимальным сечением бруса для висячих конструкций являются параметры 200 х 500 мм (минимум). При использовании материала с меньшим сечением возрастает вероятность провисания стропил во время эксплуатации.
• Все используемые деревянные детали до начала монтажа должны быть обработаны особым антисептическим раствором – это необходимо для предупреждения гниения древесины.

Порядок работ

• С помощью предварительно построенных лесов два бруса поднимаются наверх, после чего осуществляется их соединение.
• На стропильной ноге вырезается выемка – она необходима для обеспечения устойчивой опоры на поверхность мауэрлата.
• На другой стропильной ноге также вырезается аналогичная выемка.
• Для облегчения работы необходимо сделать пометку, обозначающую, которая из стропильных ног будет располагаться с правой стороны, а которая слева.
• После этого производится установка и последующее соединение стропил.
• На верхнем участке стропильных ног выемка делается таким образом, чтобы соединение бруса осуществлялось с упором, а не внахлест. Даже при условии дополнительного закрепления гвоздями соединение внахлест не может обеспечить достаточной надежности.

Для корректного выполнения верхней выемки необходимо соединить брусья друг с другом и с помощью маркера отметить линию выреза. После этого можно делать выемку и опять соединить стропила.

• После завершения подготовки двух стропильных ног их следует тщательно промерить и изготовить отдельные шаблоны для левой и правой стропильной ноги. Пользуясь подобными шаблонами, можно без проблем подготовить следующие брусья непосредственно на земле, без подъема на высоту.
• Стропила монтируются на свои места и крепятся к мауэрлату с помощью гвоздей.
• Вторая пара стропильных ног и все остальные также собираются на земле с использованием изготовленных шаблонов.
• Вторая пара в готовом виде устраивается на обратном конце крыши.
• Между парами (первой и второй) натягивается бечевка. Она будет выполнять функцию уровня, на который следует ориентироваться в процессе установки остальных стропильных пар.
• Монтаж стропил осуществляется на расстоянии соответственно рассчитанному и указанному в проекте. Например, в случае величины угла уклона 30 градусов данное расстояние будет составлять около 70 см.
• Чтобы обеспечить удобство работы, на мауэрлате рекомендуется предварительно сделать пометки, отмечая требуемое расстояние. Впоследствии можно с легкость устанавливать стропила, руководствуясь готовыми разметками.
• Высота стропильных ног регулируется по бечевке, натянутой между двумя первыми парами. При недостаточной высоте для исправления ситуации возможно применение деревянных прокладок.
• Величина расстояния между расположенными по соседству стропильными парами регулируется в соответствии с нанесенной на мауэрлат разметкой, а в верхней части – с помощью временно смонтированной доски с нанесенной на нее аналогичной разметкой.
• При достаточно большом расстоянии между опорными стенами смонтированная конструкция не будет отличаться устойчивостью. По этой причине особую актуальность обретает вопрос о возможных способах связывания стропил. С этой целью используется расположенный горизонтально брус – затяжка.
• При большой ширине сооружения затяжка изготавливается посредством стыковки нескольких досок между собой. Соединение досок осуществляется при помощи гвоздей. Для крепления к стропильным ногам используются шпильки или болты.
• В процессе установки затяжек необходимо проводить постоянный контроль величины расстояния между ними: оно непременно должно соответствовать отрезку между стропильными ногами. Контроль можно проводить при помощи нешироких дощечек с нанесенной на них разметкой (такой же, как и на поверхности мауэрлата).
• Для увеличения жесткости конструкции рекомендуется дополнительно провести соединение конька стропильной пары с ее затяжкой – в обратном случае возможна деформация самой затяжки от собственного веса. Аналогичная операция должна быть проделана со всеми стропильными парами.
• В процессе устройства стропильной системы сначала осуществляется крепление ног к мауэрлату с использованием гвоздей. Завершив сборку, рекомендуется этот участок укрепить более надежно посредством установки шинок – крепежных полосок на основе тонкой стали. Делается это следующим образом: стропильную ногу оборачивают шинкой, после чего с двух сторон в эту металлическую полоску вкручивают шурупы или же вбивают гвозди приблизительно на глубину 30 см. Благодаря такому креплению можно при сильных порывах ветра избежать разрушения кровельной конструкции.

Когда необходимо наращивать стропила?

В процессе возведения стропильной системы нередко выясняется, что длина бруса обеспечивает только устройство стропильных ног, а для создания свесов стропила приходится наращивать.

Карнизный свес является необходимым элементом кровли – в обратном случае дождевая и талая вода с кровельного покрытия сможет проникать во внутренние конструкции, что со временем приведет к их загниванию и разрушению.

Если интересует мягкая кровля катепал, её монтаж, видео и всё о материалах, ищите полезную информацию на нашем сайте.

Фото вальмовых крыш домов вы найдете здесь.

Хотите узнать, как закрепить профлист на крыше, загляните по адресу https://rooffs.ru/metallicheskaya/information/proflist-dlya-kryshi.html

Минимальная длина кровельного свеса должна составлять 40 см, а в отдельных случаях она может быть увеличена до 60 см. Именно на такую величину следует удлинять стропильные ноги. Для работы можно использовать доски требуемой длины.

Такое решение имеет ряд преимуществ перед использованием более длинного бруса:

• монтаж деталей меньшей длины осуществляется намного легче;
• брус большей длины обойдется намного дороже;
• при необходимости ремонта свеса можно с легкостью произвести замену дополнительной доски, не меняя основную систему.

ВЫВОДЫ:

• Правильный расчет и грамотно проведенный монтаж стропильной системы являются гарантией создания прочной и устойчивой конструкции.
• Устройство висячей системы целесообразно в строениях, не имеющих внутренних несущих стен.
• В висячих системах стропильные ноги работают на сжатие и изгиб без создания горизонтальных нагрузок.
• Для сокращения оказываемого на стены распирающего усилия используется затяжка, с помощью которой соединяются отдельные конструктивные элементы.
• При монтаже висячих стропил ширина пролета строения должна составлять 6-10 метров.
• Существует пять типовых конструкций стропил висячего типа.
• При монтаже висячих строил необходимо следовать определенным правилам и соблюдать очередность действий.

Пошаговое описание установки стропильной системы вы сможете посмотреть на видео.