А если установка не удалась, потолок может даже взлететь на воздух. Как в прямом, так и в переносном смысле. Так что если мастер способен построить простую беседку, это не значит, что возведение стропильной системы остается за ним, но боги не дают горшкам обжечься — надо стараться
Что такое стропила и их монтаж
Фото Что такое стропила? Это система скатной крыши, состоящая из наклонных балок, вертикальных балок и толкающих опор. Общая геометрическая форма конструкции, обеспечивающая максимальную устойчивость, — треугольник. Эти конструкции можно разделить на подвесные и опорные. Они имеют как преимущества, так и недостатки.
Структура балочной системы.
Наслонные и висячие
Элементы балок опираются на стены здания, а средняя часть балок опирается на заделку промежуточной величины, что, конечно, указывает на конструкцию дома со средней стеной или размещается брусьями на чердаке.
Такие балки можно размещать в собственных домах, где чердачное пространство не превышает ширины 6,5 метров. Дополнительные балки позволяют его расширить. Преимуществом этого типа является легкость конструкции.
Подвесные и складные балки.
Концы балок опираются на черную резину — опорный элемент, выстроенный по периметру. Эту роль играет верхняя часть дома, которая изготавливается из дерева или бревен. Он может располагаться по всему периметру дома или только под балками. Если дом построен из кирпича, то опорная балка должна быть скрыта кирпичной кладкой. Между двумя поверхностями укладывается слой пароизоляции, которых в наше время существует множество.
Подвесные балки следует проектировать для легких зданий, так как «ноги», действующие через давление, могут «раздвинуть» стены. В этом случае балки соединяются внизу с помощью зажимного устройства из металла или дерева. Если балки находятся над фундаментом, они должны быть еще более устойчивыми.
Если планируется пролет более 8 м, то в конструкцию балки необходимо встроить подконструкцию с опорами на сдвиг и растяжение. В этом заключается ее главное преимущество — возможность перекрывать большие проемы.
Для монтажа верхних частей балок строится коньковый короб. Он необходим для каждой крыши со скатной кровлей.
Определения расчета нагрузки для стропил
Для того чтобы правильно рассчитать расход материала и безопасность при монтаже и эксплуатации крыши, мастера должны определить множество различных факторов, которые предшествуют работе. Самым важным фактором является определение временной и постоянной нагрузки на стропильную систему.
Подтипы висячих и фальцевых балок.
К постоянным нагрузкам относится удельный вес дома и всей конструкции крыши. Мастер или проектировщик типового дома не забудет учесть климатические условия региона и на основании этого выбрать тип крыши и, соответственно, конструкцию балок. Существуют таблицы, с помощью которых можно найти оптимальное решение.
- ремонт крыши и выхода людей;
- обслуживание кровли, чистка снега, дымоходов и прочее;
- погодные условия: осадки, сейсмическая нестабильность, ветер.
В зависимости от сложности крыши существуют различные типы балок. Для сложных крыш — мансард, шатровых, двускатных — используются балки с малым наклоном или подвесные балки. Для крыш с простым уклоном в основном используются седловые балки. Основанием для этих балок служит подпорная стенка или верхняя балка, подвесные балки образуют балку, опираясь друг на друга.
Виды стропил
Кровельные балки позволяют перекрывать размеры помещения без подпорных стен. Балки, установленные на противоположной стороне, соединяются с балками перекрытия или решеткой баржи внизу и друг с другом вверху. Для придания балкам необходимой жесткости они соединяются брусьями или соединительными элементами. Если длина балок превышает 4,5 м, для их крепления используются толкающие зажимы или дополнительные балки.
Нижняя часть седловых балок крепится к балке или барже. Верхняя часть балок поддерживается дополнительной балкой, прогоном или верхней балкой. Дополнительные толкающие и тянущие балки и опоры усиливают балки с большими пролетами.
Кровельные балки являются несущими элементами крыши, поэтому материал, из которого они изготовлены, должен быть прочным и долговечным. В большинстве случаев используется древесина хвойных пород без трещин и сучков. Материалом могут служить пиломатериалы, доски или кругляк. Балки легче строить из пиломатериалов и досок. Эти элементы легче круглого леса, их проще перевозить, переносить и собирать.
Изготовление
Длина балок зависит от угла наклона и пролета крыши. Сечение балок варьируется в зависимости от того, используется ли древесина в виде балок или досок. На выбор сечения также влияют следующие факторы:
Способ соединения опорных углов балок определяет их форму. Для соединения балок могут использоваться пазы, уголки, металлические пластины, крепежные элементы, болты или гвозди. Выбор способа соединения зависит от предпочтений мастера, но в конечном итоге он должен быть качественным, прочным и надежным.
- ширина пролётов;
- шаг установки;
- высота подъёма или угол наклона крыши;
- предполагаемая нагрузка (воздействие ветра, масса снега зимой, вес самой кровли).
Балки могут крепиться к стропилам различными способами: двойными гвоздями, одинарными гвоздями или без гвоздей. Для крепления элементов к обрешетке используется метод «шпунт-паз». Балки соединяются между собой с помощью различных дополнительных элементов (кронштейнов, балок, обрешетки), металлических уголков и оцинкованных стальных листов. Металлические элементы крепятся к деревянной конструкции с помощью шурупов или гвоздей.
Когда балки готовы, можно приступать к их сборке. Тип сборки зависит от типа элементов и типа крыши. Однако существуют некоторые общие правила, которые необходимы в любом случае.
Установка стропил
В этом случае можно обойтись без дополнительных прижимных опор и скоб. Для облегчения монтажа рекомендуется уложить на балки перекрытия доски. Балки перекрытия могут быть изготовлены из существующих или готовых отдельных элементов.
- Установка стропил должна быть выполнена под прямым углом (перпендикулярно) к мауэрлату или несущим боковым стенам.
- Для того чтобы обеспечить строгую вертикальность, можно воспользоваться длинным строительным уровнем или отвесом.
- Поддерживающие коньковый прогон стойки устанавливаются в одной плоскости строго вертикально.
- Мауэрлаты устанавливаются строго горизонтально.
- Для фиксации стропил в процессе установки используют временные или постоянные укосины.
Установка висячих стропил
Первым шагом является сборка наружной балки. Она должна быть вертикальной и идеально квадратной. Она крепится к черной сетке скобами или гвоздями. Постоянные скобы обеспечивают надежную фиксацию поперечин.
Перед укладкой внутренних балок рекомендуется натянуть струну, чтобы она служила ориентиром. Затем балки укладываются в соответствии с длиной крыши и выбранным углом наклона крыши. Промежуточные балки крепятся с помощью временных опор, которые убираются после установки обрешетки. Обрешетка устанавливается после монтажа всех стропильных ферм.
Балки делятся на подвесные и седловые. Основной формой балочной системы является треугольник, так как эта форма обеспечивает наибольшую жесткость.
Виды стропильных сооружений скатной крыши
Особенности конфигурации балочной системы:
Каковы особенности подвесных балок?
- Своими концами наслонные стропила опираются на стены дома, при этом середину элементов поддерживают промежуточные опоры.
- Их монтируют в зданиях, обладающих несущей средней стеной или промежуточными опорами.
- Расстояние между опорами при применении наслонных стропил не должно быть более 6,5м. Наличие же дополнительных опор позволит увеличить данную ширину до 12-15м.
- В домах из цилиндрического бревна стропила опирают на верхние венцы, тогда как в каркасных домах в качестве опоры используют верхнюю обвязку. В кирпичных каменных и блочных домах в роли опоры стропильных балок выступает мауэрлат.
- При идентичных габаритах дома крыша с применением наслонного типа стропил будет легче.
Преимущество подвесных балок заключается в том, что они могут перекрывать большие проемы.
- Их концы опирают лишь на мауэрлат или на стены здания, без использования промежуточных опор.
- Данный тип стропил применим в строениях, обладающих легкими стенами.
- В системе данного типа стропильные ноги функционируют на сжатие и изгиб, а конструкция в целом создает распирающую горизонтальную нагрузку на стены здания.
- Для снижения такой нагрузки используют металлическую или деревянную затяжку, соединяющую стропильные ноги. Ее располагают у основания стропильных ног и выше. Чем выше располагают затяжку, тем соединение ее со стропилами должно выполняться более надежно.
- При длине пролета свыше 8м устанавливают стойку с подкосами («бабку»).
Совет. При сооружении непрерывной балочной системы с несколькими пролетами подвесные и подвешенные балки можно менять местами — подвесные балки размещать в местах без промежуточных опор, подвешенные — в местах с опорами.
Элементы опираются не непосредственно на стены, а на опорный брус, так называемую стеновую решетку, которая крепится с верхнего края дома в деревянных домах (столярных, брусовых).
Подготовка к монтажу стропил
Читайте также: Как рассчитать длину балок и другие особенности балочной системы?
В домах с кирпичной кладкой это брус, который устанавливается заподлицо с внутренней поверхностью стен (снаружи отделан подоконником). Между кирпичом и кладкой должен быть уложен гидроизоляционный слой (обычно из битумного рулонного материала).
Слой кладки укладывается по всей длине конструкции или только под балками.
Обрешетка устанавливается в верхней части конструкции скатной крыши, соединяя балки. Коньковая обрешетка в дальнейшем используется для крепления конька крыши.
Выбор сечения древесины для строительства балок зависит от их длины, уклона установки, расчетных снеговых и ветровых нагрузок для данного участка.
Выбор сечения элементов стропильной системы
Например, если балки подвешиваются на длину 5 м, а уклон составляет 1,4 м, то размер элементов должен быть примерно 75*200 мм. Существуют таблицы, по которым можно рассчитать точное сечение балок.
Для остальных элементов балок действуют следующие рекомендации по сечению:
Крыша
- Для мауэрлата – брусья 100*100, 100*150 или 150*150 мм.
- Для ендов и диагональных балок – брус 100*200 мм.
- Для прогонов – брусья 100*100, 100*150, 100*200 мм.
- Для затяжек – брус 50*150 мм.
- Для ригелей, служащих опорой для стоек – брусья 100*150, 100*200 мм.
- Для стоек – брусья 100*100, 150*150 мм.
- Для «кобылок», карнизных досок и подкосов – брус 50*150 мм.
- Для лобовых и подшивочных досок 22-25*100-150 мм.
Что такое стропила и зачем они нужны
Кровельные балки служат опорами для кровельного покрытия (профнастил, шифер). Стропильная система состоит из следующих элементов: седловые балки, компрессионные опоры, вертикальные балки. Материал, используемый для системы, должен быть непроницаемым для влаги, легким и высокопрочным. Балки придают крыше прочность и устойчивость при воздействии погодных условий. Они особенно прочны при воздействии суровых погодных условий (снег, бури).
Несущие системы крыши должны быть изготовлены из прочного материала (дуб, ясень) и закреплены с помощью лучших клеев, железных шайб и стропильных ферм. Все строительные материалы, используемые при строительстве дома, часто подвергаются негативному температурному воздействию — при понижении температуры материал сжимается, а при повышении — расширяется. Дерево или нестабильные сплавы железа могут растрескаться при резком повышении или понижении температуры в доме. Металлические балочные системы намного дороже деревянных. Антикоррозийные химикаты могут помочь предотвратить коррозию металлических систем.
Варианты систем
Металл не может дышать, что является риском для грибковых паразитов. Если большинство вещей в доме сделаны из дерева, то через четыре года все деревянные изделия будут заражены грибками. Отсутствие вытяжного колпака на кухне может привести к тому, что температура воздуха станет слишком высокой. Это приводит к тому, что горячий пар поднимается вверх. Это негативно сказывается как на деревянных, так и на металлических балках. Чтобы избежать этого неприятного явления, на кухне следует установить вытяжной колпак или оборудовать внутреннюю часть потолка пароизоляцией.
Для защиты от болезнетворных грибков, жуков и паразитов балки обрабатываются специальными антисептическими растворами. К ним относятся: Дезинфицирующее средство, сульфат меди, не удаляемый неомид. Некоторые из вышеперечисленных консервантов содержат антипирены. После пропитки дайте древесине высохнуть в течение 1-2 дней в сухом и хорошо проветриваемом помещении. Маленьких детей в помещение не пускать, так как отравление химикатами неизбежно.
Защита системы
Влажность древесины при установке балочной системы не должна быть более или менее 15% — очень сухая древесина может растрескаться, а древесина с более высоким содержанием влаги может со временем сгнить. Исключение составляют балки, которые устанавливаются на открытом воздухе (балконы, навесы, террасы). Их влажность не должна превышать 20 процентов. Доски с содержанием влаги более 30 % менее долговечны. Если вы строите крышу, всегда следует брать дополнительный строительный материал для мелких работ, которые не запланированы заранее.
Как распознать неправильно высушенную древесину или неровные балки без дополнительных инструментов? Это очень просто. Возьмите материал в руки и посмотрите на неровности невооруженным глазом. Если доска прямая, то балка высушена правильно и может быть использована для строительства. Если края доски направлены вверх или вниз, вам следует отправить ее обратно в магазин стройматериалов или использовать для изготовления небольших секций.
На заводах готовые доски после распиловки бревен отправляют в специальные сушильные установки. Это необходимо для удаления лишней жидкости. Преимущество сушки горячим воздухом заключается в том, что личинки насекомых и споры плесени погибают при температуре выше определенной. Если вы покупаете доски с высоким содержанием влаги, древесину следует хранить в прохладном, но сухом месте не менее одного года. Каждая стропильная система используется для определенного типа крыши.
Основой хорошей крыши является высококачественная несущая система. Чтобы продлить срок службы вашей новой крыши, вам следует получить от продавца документ, дающий гарантию на 2-3 года. Таким образом, вам не придется беспокоиться о каких-либо неисправностях, и вы очень быстро вернете свои деньги.
Вышеизложенная информация поможет вам избежать проблем. Каждый неопытный строитель должен знать, как правильно выбрать материал для качественной работы. Гораздо легче сделать правильный выбор, если домовладелец знает все типы и стили стропильных систем.
При изменении угла наклона крыши с крутого на крутой (как при вальмовой крыше) или с крутого на небольшой (как при мансардной крыше) оба конца стропил должны иметь опоры. Если изменение угла наклона находится над стеной, сама стена будет служить опорой. Если изменение угла наклона происходит не над стеной, опорой должна служить обрешетка или балка (конек).
Узел примыкания скатов кровли с разными углами наклона
Конфигурация элементов, выступающих через крышу здания — мансардных окон, дымоходов и дормеров — начинается с прямоугольного отверстия в системе балок. Для проемов в плоскости крыши, которые полностью обрамлены обычными балками, обрамление относительно простое. Проем шириной в три стропила или меньше можно сделать, остановив стропила и удвоив боковые стропила, как показано ниже. Это, конечно, наиболее эффективно, если ширина и положение проема соответствуют расстоянию между балками. При больших пролетах необходимо произвести расчеты для проверки несущей способности балок. Пролеты, пересекающие хребты, гребни и долины или кривые с перепадами высот, должны иметь дополнительные точки опоры и отдельно рассчитываться на нагрузки.
Узлы устройства мансардных окон, дымоходов, люков
Расположение проемов в большинстве случаев либо вертикально, либо перпендикулярно балкам, как показано на рисунке ниже. Материал рамы соответствующих проемов должен иметь большее поперечное сечение, чем балки.
Рамы часто имеют более трех балок, поэтому их конструкция должна быть рассчитана проектировщиком на деформации во втором предельном состоянии. Проем светового люка должен быть рассчитан на все нагрузки, возникающие от собственного веса светового люка и снеговых нагрузок. Стены и крыша навеса должны иметь ту же конструктивную схему, что и стены и крыша основного здания.
Устройство слухового окна в крыше
Если стены крыши не опускаются ниже уровня крыши, то опорная система на n-ом конце проема должна поддерживать крышу. Если крыша имеет боковые стены, которые доходят до пола, пол можно использовать для поддержки крыши, а балки со стороны проема могут быть просто
Внутренний угол двух пересекающихся плоскостей крыши называется ендовой. В большинстве случаев ендовы состоят из двойных балок, опирающихся на стены и верхние стропила. Эти ендовы несут большие нагрузки и должны быть спроектированы отдельно. Соединительные балки поддерживают пространство между балками ендовы и верхней балкой.
Ендовы в стропильной системе крыши
Как показано на рисунках, балки ендовы могут поддерживаться над коньковой балкой или над балкой конька. Система поддержки коньковой балки наиболее практична, когда коньки пересекающихся крыш расположены близко друг к другу; однако система поддержки коньковой балки лучше всего подходит, когда нижняя коньковая балка пересекает основную крышу вблизи или ниже центра отверстия балки. Если расстояние между пересекающимися крышами не требуется, можно построить простую «имитацию кукушки». Эта «кукушка» строится без ендовных балок. Сначала крыша строится полностью из обычных балок без специального профилирования. Затем поверх балок или досок первой крыши укладываются две балки и к ним крепятся балки заполнения.
Прочность, точность конструкции и большая длина, которые делают двутавровые балки пригодными для перекрытий, также подтверждают их пригодность в качестве кровельных балок. Двутавровые балки, используемые в качестве балок, составляют основную часть древесины, используемой для балочной системы; они жестче, прочнее и легче своих аналогов из твердых пород дерева. Несмотря на многочисленные преимущества, использование деревянных конструкций в качестве стропильных ферм не пережило такого же бурного роста, как строительство стропильных ферм. Отчасти это объясняется тем, что стропильная крыша требует больших трудозатрат и дополнительных навыков. Большинство сучковых решений, используемых для обычных досок, не подходят для двутавровых балок; кроме того, из-за формы двутавровой балки они требуют использования дополнительных вставок и наполнителей, что означает дополнительные затраты времени и труда.
Альтернативные варианты: стропила из деревянных двутавровых балок
Еще одно различие между сплошными деревянными крышами и двутавровыми балками заключается в том, что двутавровые балки почти всегда требуют наличия несущей коньковой балки. Это означает, что нагрузка должна передаваться на фундамент через вертикальные несущие элементы — столбы или стены. Соотношение затрат и выгод крыш с механическим каркасом и механическими балками говорит в пользу их использования только для простых скатных крыш, четырехскатных крыш, мансард и наклонных крыш.
Однако многие производители нашли способ объединить преимущества цельной древесины (доски и балки) и деревянных двутавровых балок в одном здании. В таких гибридных крышах двутавровые балки используются для основных форм, а цельная древесина — для более тонких деталей и более сложных форм.
Общие принципы строительства, применяемые к стропильным фермам из цельной древесины, применимы и к двутавровым балкам, хотя следует отметить, что для выполнения строительных работ элементы крыши с двутавровыми балками должны быть полностью собраны в соответствии с инструкциями производителя.
