Стропильные системы сложные: каркас, установка стропил и что такое мауэрлаты крепления, брус для опоры кровли в строительстве, устройство ломаной и многощипцовой конструкции кровли, укладка поперечин

каркас, установка стропил и что такое мауэрлаты крепления, брус для опоры кровли в строительстве, устройство ломаной и многощипцовой конструкции кровли, укладка поперечин

Каркасный формат выделяется среди ряда видов кровли. Он может быть выполненный довольно различным образом, но в любом случае потребуется рассчитать стропила и установить их по всем правилам. При должном знании проблемы можно решить ее собственными силами без обращения к специалистам.

Особенности и формы кровли

Каркасная крыша может быть установлена только с пролетами не длиннее 1220 см, при этом разрыв от одной фермы до другой составляет максимум 0,6 м. Размеры фрагментов каркаса определяются расстояниями пролетов и расчетной снеговой нагрузкой. Стропила могут быть как свободно устанавливаемые, так и принимающие нагрузку от чердачных элементов. В случае с кровлей ломаной формы удается обеспечить достаточную для жилой мансарды высоту потолка, а смотреться она будет лучше всего на квадратном строении.

Многощипцовая крыша считается наиболее сложной и едва ли доступной вариацией для самодеятельных строителей. Сбалансированная стропильная система эффективно выдерживает даже очень высокие нагрузки, имея при этом отличную «внешность». Поскольку скат крутой, риск задержки снега будет минимален. Но при этом придется очень тщательно рассчитывать все элементы конструкции, а в процессе работы появится немало отходов. Кроме того, ендова должна будет пережить воздействие значительного количества снега.

Назначение и виды систем

В самых разных системах стропил может использоваться мауэрлат. Масса кровли дома различается в зависимости от площади, занимаемой скатами, и от использованных материалов. Но в любом случае создаваемая нагрузка весьма солидна. Когда на конструкциях есть конек, обязательно предусматривают стропильный каркас, ногами упираемый в стены. Сила прилагается сразу по нескольким векторам, а в холодный сезон накопление снега только усугубляет проблему.

Мауэрлат призван устранить этот недостаток и предотвратить разрушение стен. Под этим словом подразумевается брус значительного сечения, который бывает и деревянным, и стальным. В большинстве случаев берут тот же материал, который использовали для формирования стропил, но обязательно добиваются непрерывности обвязки либо создают прочные и особо устойчивые стыки. От использования мауэрлата отказываются только в домах из сруба или в зданиях, построенных по каркасной технологии – да и там есть свои детали, выполняющие аналогичную задачу. Когда не удается сделать неразрывный блок, все фрагменты должны быть строго одинаковой длины.

Для Т-образной крыши характерна врезка двух крыльев под определенным углом. Из-за этого приходится формировать ендову. Наружные стропила будут упираться в опорные доски. Кроме них, будут еще и основные детали, непосредственно закрепляемые на стене. Чтобы в ендове все соответствовало решаемой задаче, используют деревянные элементы толщиной 3,8 см. Обрешетку полагается делать монолитной, покрытие присоединяют к ней кляммерами через каждые 50 см. Типичный мауэрлат по толщине является в три раза меньше, чем несущая стена, а если он сделан из стали, можно немного сократить этот показатель.

Под мауэрлатом часто оборудуется упрочняющий пояс. Это особенно важно, если планируется утеплять крышу и обеспечивать надежную гидроизоляцию. Такой пояс формируется из той же смеси, которая применяется для строительства фундаод ммента. Полностью вся опалубка заливается бетоном с одного приема, недопустимы малейшие отдельные слои. В газобетонной стене вырубают промежуточные перемычки у верхней линии блоков – и сразу появляется практичный желоб. Прикрепление мауэрлата производится либо с помощью вязальной проволоки, либо армирующими болтами (но они без упрочняющего пояса не помогут никак), либо строительными шпильками.

Разобравшись с опорой для стропил, нужно выяснить, какими они могут быть, и что правильнее использовать для подпора кровли. Висячие стропила применяются, если отсутствует капитальная стена внутри здания, их точки опор расположены исключительно на внешних контурах.

Такие подпорки оказались востребованы при сооружении:

• жилых домов с одним пролетом;
• производственных объектов;
• различных павильонов;
• мансард.

Не следует недооценивать такой вариант, благодаря инженерным разработкам, подвесные стропила способны не прогибаться, перекрывая пролеты в 15–17 м. Но важно понимать, что все свои возможности они обретают только в тесном взаимодействии с другими деталями. Придется использовать и затяжки, и бабки, и ригели. Самая простая ферма выполняется из двух балок, соединяемых в верхней позиции, по конфигурации такое устройство близко к треугольнику. Горизонтальная связь деталей каркаса обеспечивается затяжкой (балкой из дерева или металлического профиля).

Благодаря затяжке исключается передача распора на стены, одновременно подавляется сила, приложенная в горизонтальной плоскости.

Внешние стены переживают действие лишь тех сил, чей вектор ориентирован по вертикали. Не всегда строители помещают затяжку в самом низу, часто она выставляется у самого конька. Готовясь к строительству мансарды, этот элемент ставят чаще всего выше, чем основание стропильных ножек. Тогда удастся сделать этаж, о потолок которого не придется биться головой при любом неосторожном движении.

Висячие стропила для пролетов длиннее 6 м должны быть укреплены при помощи подвесов и раскосов. В этом случае монолитная затяжка сменяется на собранную из пары связанных балок. В классической схеме (треугольной шарнирной) низовые основания упирают в горизонтальные детали. Для нормального функционирования системы требуется, чтобы высота конька составляла как минимум 15% от пролета ферм.

Стропила действуют на изгиб, но затяжка не дает им отодвинуться в стороны. Чтобы балки изгибались меньше, коньковые узлы врубают с расчетом на эксцентриситет (возникновение противоположного по вектору изгибающего усилия).

Мансардные чердаки строят по большей части с помощью треугольных арок на трех шарнирах, а затяжкам отведена функция балок перекрытия. Составные части затяжки связывают болтами путем косого или непосредственного прируба. Приподнятая затяжка также может быть применена в сооружении стропил под мансарду. Чем выше она поднимается, тем больше может быть поднят и потолок. Но важно помнить, что одновременно с этим вырастают и нагрузки на все элементы. Передача усилий производится на мауэрлат при помощи подвижного крепления, гасящего изменения размеров от перепадов влажности и температуры.

Стропила могут подвергаться неравномерной нагрузке, поскольку с одной стороны она выше. Это приводит к сдвигу в ту же сторону всей системы. Исключить такой неприятный эффект можно, если вынести стропила за контур стен. Затяжка при подобном решении перестает быть опорой, она переносит либо растягивающие воздействия (если устраивается чердак), либо растянуто-изгибающие (когда сооружают мансарду). Шарнирные арки с включением ригеля отличаются от предыдущего варианта заменой скользящей опоры на идентичную по функциям – жесткую. Благодаря изменению типа опор иным становится и вид образующихся напряжений, стропильная система превращается в распорную.

Затяжка формируется в верхней доле арки. Ее цель состоит в том, чтобы переносить уже не растяжение, а сжимающее воздействие. Дополнительная затяжка, усиливающая ригель, нужна при значительной нагрузке. Арки с подвесами и подкосами дополняют системы арок с «бабками». Такая система нужна при значительных пролетах (от 6 до 14 м). Подкосы, исправляющие возникающий изгиб, нужно упирать в бабку. Независимо от конкретного вида стропильной системы нужно максимально четко выполнять все детали и их связки между собой.

Не всегда навесные стропила могут выполнить поставленную задачу. Тогда на помощь приходят накосные элементы. Такой тип стропил применяют под вальмовыми крышами и под кровлями, оборудованными ендовой. Их длина является больше, чем в обычном случае. Вдобавок они становятся опорами под укороченные стропила скатов. Оттого на накосные стропила приходится нагрузка примерно на 50% больше, чем в других конструкциях.

Благодаря увеличенной длине удается:

• сопротивляться значительным воздействиям;
• формировать балки без разрезов;
• привести детали к единому размеру путем спаривания досок.

Чтобы построить вальмовую кровлю со многими пролетами, диагональные ноги снабжаются опорами. Такие опоры делаются в виде стандартных подкосов либо стоек из бруса, либо пары соединенных досок. Опора через подкладку из дерева и гидроизоляционный слой производится непосредственно на железобетонное перекрытие. Подкосы ставят под углом не меньше 45 и не больше 53 градусов, внизу такая деталь упирается в лежни. Угол монтажа менее важен, чем возможность фиксации частей стропил в точке, переживающей сильнейшую нагрузку.

Накосные стропила, размещенные в проемах до 750 см, должны удерживаться подкосами только в верхней доле. При длине от 750 до 900 см внизу дополнительно монтируют шпренгельную ферму или стойку. А если общая длина пролета превышает 9 м, то для максимальной надежности в середине нужно поставить стойку, никакая другая опора не подойдет. Если избранное перекрытие неспособно выдержать нагрузку, придется усиливать его балкой. Вид опоры в коньке определяется тем, сколько используется промежуточных опор, каковы они, как выполнены ключевые наслонные стропила.

Кроме типа стропил, нужно четко разобраться с их материалом. Как деревянные, так и металлические конструкции могут быть хороши, но только каждая на своем месте. Даже высокая прочность металла не позволяет оттеснить привычную древесину. Дерево в течение тысячелетий уверенно доказало свои преимущества, а сейчас оно даже наращивает популярность ввиду отличных экологических характеристик. Доски и брус можно купить по доступной цене, и если что-то не было учтено, всегда легко прямо на стройплощадке отпилить нужный фрагмент или нарастить деталь.

Иногда возникают проблемы, связанные с эксплуатацией созданных конструкций. Деревянные стропила придется тщательно обрабатывать антисептиками, а также средствами, блокирующими развитие плесневых колоний, поедание насекомыми. Горючесть древесины подавляется за счет регулярной обработки, а кроме того, под скаты длиннее 7 м слишком сложно искать необходимые комплектующие. До монтажа стены прокладываются мауэрлатом, делающимся из бревенчатого каркаса либо на основе блока из бруса. Толщина конструкций составляет минимум 180 мм, это единственное условие однородного распределения нагрузок.

Металлические стропила являются неизбежно тяжелее, чем деревянные при идентичном сечении. Поэтому стены нужно усиливать, работы по их строительству становятся дороже и длиннее. Не получится смонтировать блоки из металла вручную, обязательно потребуются подъемные краны. Невозможно или очень затруднительно корректировать размеры, геометрию стропил, поэтому сразу максимально точно придется сооружать стены и исключать ошибки при их строительстве. Малейший промах может сделать дорогостоящий блок почти бесполезным на деле.

Металлические стропила связывают при помощи сварки, а сварные соединения неизбежно ослабляются, поскольку там ускоренно развивается коррозия. Стоимость работ является весьма высокой, а при выполнении их необходимо выполнять требования огневой и электрической безопасности. Но есть такое неоспоримое преимущество, как возможность подпереть скат кровли от 700 см и длиннее. Если использовать особую антикоррозийную краску, долговечность металлических конструкций обеспечена полностью. Все эти преимущества позволяют быстро и комфортно строить промышленные здания со значительной высотой и протяженностью пролетов.

Как выбрать: что учесть?

Стропильная система должна быть выбрана максимально правильно и четко.

При поиске подходящего решения нужно обращать внимание на следующие моменты:

• прочность;
• возможность подпереть скаты и кровлю в целом определенного размера и геометрии;
• создание позитивного эстетического образа здания в целом.

Технические параметры имеют приоритетное значение. Даже самые красивые конструкции, соответствующие принципам дизайна, не проявят своих позитивных качеств, если они прослужат слишком мало. Опытные строители всегда анализируют среднегодовые и сезонные температуры, финансовые возможности застройщиков, предельно возможный темп ветра и тяжесть вышележащей кровли. Во внимание также принимают будущее использование подкровельного пространства, необходимый для него масштаб. Недооценивать ветер, снег и дождь нельзя, поскольку эти факторы могут оказать очень сильное воздействие на кровлю, а через нее и на стропила.

Если достоверно известно, что конкретная местность отличается мощными снегопадами, минимальный угол ската оказывается непрактичен. Еще актуальнее этот момент при использовании плоских кровель. Под давлением накапливающихся осадков каркас может стремительно деформироваться или же внутрь польется вода. Другое дело, когда определенный регион часто подвергается приходу циклонов и приносимых ими сильных ветров. Тут уже скат стоит сделать поменьше, тогда практически исключена будет ситуация со срывом единичных элементов конструкции.

Избежать ошибок можно, если посмотреть на уже построенные поблизости и длительное время эксплуатируемые дома. Точно воспроизведя конструкцию их кровли и взаимосвязанную с нею стропильную систему, можно наилучшим образом учесть местную специфику. Но не все идут по этому пути, иной раз ставится задача выработать исключительно оригинальный проект. Тогда придется тщательно собирать исходные данные, проводить скрупулезные расчеты. При отсутствии специальных знаний на помощь лучше привлечь квалифицированных исполнителей.

Проанализировав совокупную нагрузку, создаваемую ветром и снегом, можно обнаружить иногда, что те или иные части стропильного комплекса нуждаются в выборочном усилении. При оценке необходимого угла наклона кровли обращают внимание также и на вид используемого покрытия. Тяжелая металлочерепица или профнастил при очень большом уклоне может самопроизвольно сползать вниз, приходится дополнительно их крепить, усложняя себе работу и удорожая монтаж. Кроме того, отдельные материалы имеют склонность задерживать воду или пропитываться ей, бороться с этим можно только делая склон круче. Создание хорошей кровли и стропильной системы, удовлетворяющей столь противоречивым требованиям, не всегда доступно для неспециалистов.

Из чего состоит?

Устройство стропильной системы, как нетрудно заметить, довольно сложное и даже противоречивое. Каждая часть этой конструкции имеет строго определенную роль. Так, мауэрлат представляет собой длинные бруски из хвойной древесины, причем для работы используется строго смолистое дерево. Такие элементы раскладывают вдоль внешних несущих стенок, присоединяя к основанию анкерами либо стержнями особой конструкции (с резьбой). Эта деталь передает нагрузку от кровли на стену.

Следом идет такое приспособление, как стропильная нога. Под этим названием фигурирует деревянный брус, применяемый для возведения контура скатов. Форма конструкции всегда треугольная, потому что она наилучшим образом помогает кровле переносить разрушительное воздействие ветров, снега и других атмосферных процессов. Стропильные ноги ставят на равномерных расстояниях вдоль всей крыши, шаг не может превышать 120 см.

Определенное значение для опоры кровли имеет и лежень – это деревянный брусок, заменяющий мауэрлат в отдельных случаях. Лежни кладут на внутренние опорные стены. Они превращаются в основу кровельного треугольника. Благодаря им скаты не расползаются под собственной тяжестью. А также стоит сказать и про стойки – это поставленные по вертикали бруски с квадратным сечением. Они воспринимают давление, которое оказывает вниз коньковый узел, и транслируют его механически на внутреннюю несущую плоскость. Иногда стойки оказываются под стропильными ногами.

Подкосы призваны укрепить всю конструкцию крыши, они связывают в одно целое ноги и лежни. Эта деталь по форме напоминает ромб. Общность, образуемая затяжкой и подкосами, получила название фермы. Кроме них, нужна еще и обрешетка, которая представляет собой тонкие доски, набиваемые под прямым углом к ногам стропил. Она помогает удержать стропильные ноги как единую систему. К обрешетке прикрепляется абсолютно любое покрытие крыши.

Под мягкие материалы обрешетка должна делаться неразрывной, причем наилучшим средством считается фанера. На самом верху располагается конек, который логически и физически завершает кровельный треугольник. Соединение пары противопоставленных ног стропил обеспечивается квадратным деревянным брусом, который предотвращает разрушение крыши в целом. А в самом низу скатной кровли располагается свес, который выводится приблизительно на 0,5 м от периметра. Благодаря ему потоки дождя, уходящие с крыши, не заливают наружные несущие плоскости и не вредят им.

Кобылки используют лишь в той ситуации, когда стропильные ноги не удается выполнить по той длине, которая позволила бы организовать свес. Соединение с досками пониженного сечения эффективно решает эту проблему. Для крепления деревянных элементов стропил чаще всего рекомендуется использовать хомуты, скобы. Применять гвозди нежелательно, потому что проколотое ими дерево через несколько лет становится слабым и непрочным. Поэтому профессионалы если и используют соединения, делаемые непосредственно на стройплощадке, то пускают в ход болты.

Но даже болтовая связка ослабляет строительные конструкции, пусть и сравнительно немного. Крепче всего оказываются соединения при помощи хомутов либо скоб из металла. Максимально повысить качество изделий может только их промышленное получение, поскольку лишь в строго стандартизированных и полностью контролируемых условиях исключены отклонения от норм, ухудшение качества. Собрать стропильную конструкцию из полностью готовых ферм можно очень быстро, никакого риска в ее использовании нет. Другое дело, что требуется как можно точнее собрать информацию о необходимых характеристиках и без искажений передать ее производителю.

Кроме названных элементов, стропильная система граничит с ендовой. Так называют особое соединение геометрически сложной крыши в точках, где меняется ее траектория. Отличие от конька состоит в том, что в таких местах кровельные детали образуют отрицательный угол. Техническая суть изделия заключается в том, что желоб помогает отводить в сторону жидкость. Чем сложнее конфигурация, тем больше должно быть количество таких желобов.

Карнизный брус служит для упирания в него распорки, другой конец которой упирается в лобовую доску, при этом капельник не деформируется и его конфигурация не искажается. Ветровые связи – это те элементы стропильной системы, которые переводят нагрузку, создаваемую ветром, с кровли на фундамент. Они не только увеличивают суммарную устойчивость конструкции, но и помогают избежать ее опрокидывания при нестабильности единичных деталей. Крыша сохранит пространственную жесткость даже при весьма сильных ветрах.

Горизонтальными ветровыми связями оказываются такие элементы, как:

• раскосы;
• параболические затяжки;
• комплексы обычных затяжек;
• фермы, дополненные крестовидной решеткой.

По вертикали сохранение характеристик под сильным воздушным давлением обеспечивается за счет ветровых опор и балок. Иногда применяется монолитное упрочняющее ядро. Инженеры придумали немало и других вариантов оформления ветровой связи. Она обеспечивается рамами и полурамами, защемленными подпорками. В малых зданиях применяют жесткие (сопротивляющиеся сжатию) или растянутые диагонали, некоторые охватывают сразу два пролета. Расположение каждого из элементов точно отражается в проектной документации.

Расчёт

Нагрузка

Качественные характеристики стропильных систем и их состав понять не так и сложно, если проявить внимательность и усердие. Но не менее важно рассчитать количественные параметры этих систем. Если не сделать этого или провести расчеты неправильно, можно или израсходовать слишком много средств, или столкнуться с протечками даже с разрушением отдельных элементов.

Чтобы точно все рассчитать, придется анализировать следующие:

• изгибы кровли;
• среднегодовую массу снега;
• неравномерности в ее распределении по скатам в зависимости от крутизны склона и розы ветров;
• ветровой перенос уже упавшего снега;

• сход снежных и ледяных масс, сток жидкой воды вниз;
• аэродинамическую характеристику и парусность конструкции;
• различия в силе воздействия на отдельные точки.

Просчитать все необходимое, притом смоделировав реалистичные ситуации и заложив в проект обоснованный запас прочности – не так просто. Тем более что нужно обратить внимание и на сложение различных нагрузок, на их совокупное действие. Но все же любому заказчику вполне по силам оценить качество работы проектировщиков. Нагрузки, прилагающиеся к стропильным системам, делятся на три ключевые группы: главную, дополнительную и экстремальную.

В главный разряд попадают:

• стабильные факторы – тяжесть кровли и стропильных конструкций, дополнительных устанавливаемых поверх них элементов;
• долговременные воздействия – снег, температура;
• периодически меняющиеся факторы – полные расчеты снеговых и температурных воздействий с учетом всех тонкостей.

Дополнительная группа – это давление, оказываемое ветром, строителями и ремонтниками, гололедом и дождем. К экстремальной категории относятся все чрезвычайные происшествия природного и техногенного характера, которые могут возникнуть в конкретном месте. Их уровень прогнозируется с запасом, чтобы гарантировать исключение неприятных последствий. При расчете каркасной крыши и находящихся под ней конструкций во внимание принимают предельную нагрузку, в случае приложения которой все сооружение рассыпается. Дополнительно приводится показатель или группа показателей, при достижении которых неизбежно появляются различные деформации.

Коэффициент сноса снега отражает то, насколько больше он будет отлагаться на подветренной стороне и перед предметами (частями), которые задерживают поток воздуха. В проблемных местах придется максимально сблизить стропила и основательно просчитать необходимую толщину лицевого материала. Максимально точную оценку всем параметрам можно дать лишь при умножении любых полученных цифр на коэффициенты надежности. Что касается ветра, то развиваемое им усилие направлено на сбрасывание крутых крыш и на подъем с подветренного участка плоской кровли. Нельзя забывать, что воздушный поток воздействует одновременно на фасады и на скаты крыш.

При ударе о фасад воздух распадается на две волны: одна уходит вниз и более интереса не представляет, а другая по касательной нажимает на кровельный свес, стремясь приподнять его. Действие на скат происходит под прямым углом, этот участок вдавливается вглубь. Одновременно формируется завихрение, которое по касательной воздействует на наветренный сектор ската. Этот вихрь обходит конек и начинает создавать подъемную силу уже в приложении к подветренному сегменту. К сведению: при подсчете массы кровли нужно учитывать тяжесть стропил, утеплителей, гидроизоляции и парового барьера.

Стандартная нагрузка на 1 квадратный метр крыши составляет до 50 кг независимо от ее размеров и других значимых обстоятельств. Меняя расстояние от одних стропильных ног до других, можно задавать фактическое распределение нагрузок на них. По мнению большинства специалистов, приемлемыми значениями будут показатели от 60 до 120 см. Но на утепляемой кровле стоит выбирать такие дистанции, которые равны одному листу или рулону утеплительных материалов. Одновременно стоит учитывать, что среди нескольких подходящих вариантов расстановки стропил предпочтительнее тот, что дает оптимальный эффект при минимальном расходе используемых материалов.

При подсчетах нагрузок, переносимых стропилами, всегда смотрят и на то, чтобы они не превышали предельной выносливости кровельного материала. Ведь никакого смысла в таком превышении нет. Если при запланированном воздействии кровля все равно станет прогибаться, говорить о солидном результате нельзя. При расчетах полезная нагрузка от конструкций, соединенных с фермами стропил, подсчитывается соответственно той площади касания, которая нанесена на чертёж. К таким конструкциям относятся камеры вентиляции, потолки мансард и первых этажей, поставленные на крыши водяные резервуары. Кроме величины давления на стропильную систему, подсчитывают и резкость склона кровли.

Угол наклона: значение

На форумах при консультациях специалистов и в профессиональной литературе можно встретить упоминания сразу трех единиц измерения наклона. Кроме привычных и ожидаемых градусов, тут будут и проценты, и соотношения между сторонами. Нередко они уживаются вместе даже в рамках одной публикации или инструкции от производителя кровельных материалов. Но на самом деле ничего загадочного в этом нет, понять суть может любой потребитель. Под углом наклона крыши специалисты понимают тот угол, который возникает на пересечении горизонтали со скатом кровли.

Тупых углов в этом случае быть не может в принципе. Более того, встретить скат круче 50 градусов можно лишь в декоративных элементах, всевозможных башенках. Исключением из общего правила становятся лишь скаты на нижних рядах стропил мансардной кровли. Во всех остальных случаях углы колеблются от 0 до 45 градусов. Относительные пропорции сторон высчитываются как соотношение между высотой ската и его проекцией на горизонталь. Этот показатель равняется для равномерно сконструированной крыши с парой скатов половине пролета.

На односкатной крыше пропорция равна единице, а в более сложных конфигурациях все же придется проводить все расчеты и прикидки самостоятельно, не отталкиваясь от готовых значений. Угол уклона обычно выражают в виде дроби, числитель и знаменатель разделяются двоеточием. Но когда получаемые цифры невозможно округлить до целых чисел, рекомендуется использовать проценты: просто делят одно на другое и увеличивают в сто раз. Плоскими кровлями считаются те, что имеют уклон не более 5 градусов; малым признается уклон 6–30 градусов, а все остальные крыши принято считать крутыми. Плоская конструкция радикально увеличивает полезную площадь и довольно устойчива к ветру, но потребуется чистить ее от снега вручную и усиливать гидроизоляцию до предела. Уклон обязательно сообразуется с конкретным материалом, причем необходимые значения можно найти в инструкциях от производителя. Чтобы рассчитать даже самые сложные и причудливые конфигурации крыш, их разбивают мысленно на треугольники и в каждом подсчитывают угол особо.

Шаг, длина и сечение стропил

Когда стало понятно, какая длина скатов, какие углы, образуемые этими скатами с горизонтальной плоскостью, настало время заняться собственно просчетом стропил. Если каркас крыши сделан из бруса 5х15 см под металлочерепицу, монтажный шаг колыхается от 0,6 до 0,8 м. По мере роста крутизны уклона, промежуток тоже увеличивается. Если крыша наклонена под 45 градусами, требуется ставить стропила через каждые 800 мм, а для скатов по 75 градусов можно добавить еще 200 мм.

Следующий важный параметр – это длина стропил. Она тесно связана с шагом: если блоки делаются длинными, их максимально сближают, а при укорочении единичной детали — раздвигают. При подсчете шага обрешетки исходят из вида положенной сверху черепицы и из того, что на каждом скате следует раскладывать целое число рядов. Если получается дробь, лучше округлить, уменьшить или увеличить немного показатель. Стропильные ножки под металлочерепицей, сечение которой составляет 15х5 см, колеблются от 65 до 95 см. Нельзя увеличивать шаг при сечении обрешетки 3х5 см.

Чтобы утеплитель лучше проветривался, в районе верхней кромки стропил готовятся ряды отверстий диаметром 1–1,2 см. Рядовые стропила под профнастилом идут через каждые 0,6–0,9 м. Когда расстояние превышает поневоле этот показатель, придется ставить поперек хода монтажа обрешетку со значительным сечением. Обрешетка под профнастилом собирается из досок габаритами 3х10 см, которые ставятся с интервалом от 0,5 м. Подсчитывать интервал нужно сообразно высоте и толщине материалов.

При всех выявившихся недостатках шифера, он остается широко востребованным. Под шиферной кровлей монтируются стропила сечением 5х10–15 см, отдаленные друг от друга на 60–80 см. Чаще всего рекомендуется среднее расстояние, которое составляет 0,7 м. Паузы между частями обрешетки вычисляют сообразно крутизне материала. На сравнительно пологих участках опора на 4 куска дерева оправдывает себя. Если кровля делается круче, ставят 3 бруска, отделяемые 63–65 см.

Нельзя забывать, что из-за ответственности стропильной системы лучше оставить резерв прочности, нежели сделать неоправданно слабый тип стропил. Для их изготовления применяют брус, высушенный максимум до 15%. Заменой брусу может послужить не обрезная доска той же сухости. Под керамическую черепицу используют обрешетку из бруса 5х5 см. В намеченных согласно рассчитанному расстоянию местах применяют гвозди для шифера или простые саморезы.

Монтаж: технология

Строительство крыши подразумевает использование стандартного круга плотницких инструментов и электрической дрели. Если используются металлические конструкции, потребуется болгарка для точной нарезки. Помните, что обрабатывать ею металлочерепицу или профнастил нельзя, это может привести к повреждению материала. Шатровая крыша без стоек делается при помощи затяжек, которые усиливают сооружение.

В вальмовом варианте приходится укреплять прогоны, идущие по диагонали. На них отводят спаренные доски и особо крепкий брус. Точки соединений всегда имеют подпорку (стойку), а главная опора ставится примерно в четверти длины, отделяющей крупные стропила от конька. Под фронтонами на двускатной кровле всегда делают стропила меньшей длины. А вот под основной частью четырехскатной конструкции могут ставиться крайне длинные детали, даже больше 7 м. Чтобы они держались надежно, применяют либо стойку, переводящую напряжение на перекрытие, либо шпренгель.

Первым шагом при создании стропил под ломаной кровлей оказывается формирование опорного комплекса в виде буквы П. Он опирается на балки перекрытий и удерживается стропильными ножками. Далее, ставят три или более прогона, два из них выводят на углы каркаса, а остальные располагают в середине перекрытия. Завершающим шагом при стропиловке оказывается закрепление ножек. Стропильные системы желательно делать по шаблону – соединить две доски, которые по длине совпадают со стропилами, и приколотить друг к другу гвоздем. Шаблон ставят краями в точки присоединения стропильных ножек и фиксируют его при помощи поперечины.

Дополнительный шаблон (на этот раз фанерный) поможет сделать монтажная пила. Фермы присоединяют к мауэрлату, начиная с крайних. Чтобы не напутать с точкой крепления конька, верхушки этих ферм связывают прямой веревкой. Массивность затяжек по мере приближения к коньку возрастает. Если стропильные элементы крепятся болтами, стоит применять шайбы или пластины. Это не даст гайкам углубляться в дерево.

Как установить стропилы своими руками, смотрите в видео ниже.

Фермы или стропильная система? Что выгоднее

---

Для того чтобы выполнить защиту внутреннего пространства дома от наружных факторов, устроив на кровле последний слой покрытия, важно предусмотреть кровельный каркас – стропила, передающие нагрузку от кровельной системы на стены здания и фундамент, а также являющийся опорой для кровли. 

В современном строительстве наиболее популярны такие виды стропильных каркасов, как стропильные фермы и традиционные стропильные системы. В этой статье мы рассмотрим эти конструкции подробнее и проведем их сравнение. 

Проектирование кровли частного дома с учетом классической стропильной системы

Стропильная система состоит из следующих элементов:

• конькового прогона;
• мауэрлата;
• конструкций, придающих системе прочность и жесткость: ригелей, распорок, подкосов и стоек;
• самих стропил, висячих и/или наслонных.  

Кровельная система стропил: детали

1. Мауэрлат

Мауерлат — это деревянный брус, укладываемый на арматурный пояс или прямо на каменную стену здания и является первым элементом стропильной системы. Может крепиться к закладным деталям – шпилькам, вмонтированным в армирующий пояс, или с помощью проволочных стяжек, укладываемых в толщу стен. Коттеджи из дерева не нуждаются в устройстве мауэрлата, которым служат непосредственно стены. 

На рисунке справа: 1 — кладка; 2 — обвязочный пояс; 3 — мауэрлат; 4 — элементы стропил.

2. Стропила

• Висячими называют конструкцию стропил треугольной формы, имеющую опирание на стены дома в нижних точках. Нагрузки на изгиб и сжатие, испытываемые стропильными ногами, и приводящие к распиранию стен, компенсируются с помощи крепления к стропилам нижних и верхних затяжек.
• Наслонными являются такие стропила, которые опираются не только на конечную, но и на среднюю точки опоры. Такими опорами служат межкомнатные стены дома или столбчатые опоры. С помощью наслонных стропил можно выполнить каркас кровли пролетом более 6 м.

Проекты домов с многощипцовой крышей, имеющие сложные планировки, могут комбинировать эти виды кровельных каркасов.

3. Коньковые прогоны стропильной системы 

Это элементы, призванные соединить ноги стропил между собой. 

4. Конструкции, обеспечивающие устойчивость кровельного каркаса

Это диагональные раскосы и стяжки, подкосы и т. д, выполняющиеся при возведении многоскатных кровель преимущественно во фронтонах. 

Расположение стропил имеет шаг от 0,6 до 2 м, который зависит от вида утеплителя, кровельного покрытия, площади сечения стропильных балок, характера дождевых, ветровых и снеговых нагрузок.

Проекты крыш загородных домов: технология монтажаПервым этапом является подготовка основания – создание армированного пояса по стенам здания для выравнивания поверхности. Это основание подвергается двойной гидроизоляции, поверх которой монтируется мауэрлат. С помощью детально прорисованных чертежей стропильной системы, основанных на расчетах, производится подсчет материалоемкости системы стропил и покрытия кровли. Монтаж системы начинается с краев, на которых устанавливают две конструкции, связывая их коньковым прогоном между собой. Затем монтируют рядовые стропила. Соединение элементов системы между собой происходит посредством железных скоб, вырубок, гвоздей и металлических уголков. Прочность соединений обеспечивается использованием дополнительных скоб, болтов и нагелей. Элементы затяжки соединяются между собой способом в «зуб». 

Проектирование крыши частного дома, предусматривающее усиленную систему

Проекты сложных крыш частных домов должны включать в себя меры по усилению каркасных конструкций. Это могут быть системы упоров и подкосов, включающие в себя шпренгельные фермы и шпренгели.

Шпренгель – это конструкция в виде бруса, являющаяся опорой для стойки, служащей основанием для диагонального стропила. Укладку шпренгеля производят на мауэрлат или угол двух наружных стен. Шпренгельные фермы применяются в целях усиления диагональных стропил в местах, значительно удаленных от углов. 

Усилить стропильную систему можно конструкцией из ряда стоек, объединенных сверху поперечным брусом. Такие стойки монтируются на железобетонное перекрытие. Иной материал перекрытий определяет обязательное применение затяжек для установки стоек, равномерно распределяющих нагрузку. 

То есть проекты коттеджей, крыши которых имеют сложную форму, предусматривают и сложную систему стропил, дополненную обилием деревянных элементов, в общем приводящих к удорожанию сметы на строительство. 

В классическом понимании стропильная система должна выдерживать распределяемые на неё нагрузки от кровельного пирога вне зависимости от потребности в материалах. Современный подход к созданию стропильных систем поставил целью снижение материалоемкости таких конструкций и удешевления её стоимости за счет рационального перераспределения нагрузок на элементы каркаса и поиск их оптимального положения и размеров.  

Проекты домов с простой крышей и сложной кровлей: тонкости современного подхода

Итак, в противовес традиционному пониманию, современные системы минимизируют потребность материалов, не снижая надежности создаваемых конструкций.  

Годы изысканий в этой области увенчались изобретением новых принципов проектирования стропильных ферм и технологий их производства. 

Понимание устройства ферм из стропил позволит разобраться в этих принципах. 

Конструкция системы стропильных ферм выполняется с помощью ребер (ферм), расположенных друг от друга на расстоянии от 60 см — 90 см, на которых набивается обрешетка, покрываемая сверху кровельным покрытием. Постановка ребер происходит на мауэрлат с последующим их креплением между собой прогонами. Устройство ветровых связей обеспечит конструкции дополнительную жесткость. Любая ферма или ребро выполнены из диагоналей и поясов единой толщины, связанных воедино посредством металлозубчатых пластин.  

Выглядит система в виде решетки, имеющей основу, превосходящую по размерам высоту. Она может быть выполнена в виде полусферы или многоугольника (чаще треугольника). Предпочтение треугольной формы определяется равномерностью распределения нагрузки и устойчивостью конструкции. Перекрыть пролеты внушительного размера помогут стропильные фермы, выполненные путем соединения нескольких треугольников решетчатой связкой. 

На рисунке сверху: 1 — нижний пояс фермы, 2 — мауэрлат, 3 — прогон и связь. Проектирование конструкции ферм индивидуально для строительства каждого дома. 

Новые принципы создания ферм, отличные от традиционного подхода 

1. Классическая система стропил имеет подкосы, затяжки, схватки и стойки, не дающие ногам стропил давить на стены и распирать их.

   Современные фермы отличаются тем, что их основания, которыми выступают нижние пояса, не испытывают таких нагрузок. Основание фермы может служить одновременно и балками перекрытий и принять на себя действие растягивающих сил. Кроме этого силы сжатия и растяжения равномерно распределены по всему треугольнику фермы при помощи диагоналей. Ферма является цельным ребром жесткости. Такой подход минимизирует количество усиливающих элементов, снижает количество используемой древесины.

2. Традиционные принципы проектирования диктуют отдельный расчет кровли и перекрытий. Последнее должно выдерживать нагрузку и каркаса, и самой кровли помимо нагрузки от ветра и осадков. Преимуществом ферм является их создание в качестве единой системы с перекрытиями, которыми служат основания ферм. Таким образом можно избежать затрат на создание деревянных перекрытий классического вида. Зачастую благодаря именно этой особенности фермы оказываются дешевле стропильной системы.
3. Применение металлозубчастыхх пластин обеспечивает отличные показатели жесткости стропильных ферм. С их помощью производится связка деревянных элементов. Использование специального оборудования обеспечивает конструкции идеальные геометрические показатели.  Именно за счет этого уменьшается объем необходимой для строительства ферм древесины, путем уменьшения толщины составляющих её элементов. 

Эти примеры наглядно показывают преимущества ферм перед системами стропил в классическом исполнении, а также определяют их экономичность. Экономия может составить 20% и более в зависимости от ситуации.

4.  Благодаря тому, что ферма является цельным ребром жесткости, их можно использовать для большепролетных конструкции (вплоть до 12 м) без дополнительных опор! В каркасном доме плоскую крышу можно реализовать только с помощью ферм.

Но стропильные фермы нельзя назвать универсальным решением, к сожалению. 

Их использование имеет ряд ограничений:

• Создание каркаса из ферм выполняется с помощью профессионального программного обеспечения специалистами, прошедшими обучение работе с такими программами.
• Производят фермы в условиях завода на высокотехнологичном оборудовании.
• Только те металлозубчатые пластины, которые были закуплены у официальных поставщиков, смогут обеспечить соответствие изделий требованиям проекта.
• Совокупность этих условий приемлема не для каждой области нашей страны. Таким образом территориальное расположение производителей определяет географию использования ферм. 

Дома с ломаной крышей, проекты которых предполагают сложную архитектуру кровли, иногда нецелесообразно возводить с применением ферм для кровли. Ввиду сложности формы кровли могут серьезно возрасти потребности в материалах так, что затраты на создание обычной стропильной системы и ферм будут равнозначными. Иногда же ситуация вовсе не позволяет запроектировать фермы. Именно такие ситуации идеальны для использования стропильных систем.

Как бы то ни было, если ситуация позволяет мы рекомендуем вам использовать выгодные современные решения для крыши домов! Чертежи, проекты для таких решений мы сможем разработать для вас с помощью нашей услуги «ВНЕСЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ В ПРОЕКТ».

Стропильная система.

Стропильная система — невозможное возможно

Как и любая область производства, строительство находится в процессе непрерывного совершенствования, цель которого: увеличение производительности труда, сокращение трудозатрат, повышение качества и надёжности всех элементов здания или сооружения, при экономии стоимости. Давайте рассмотрим этот процесс применительно к кровельным системам или просто Крышам.

Крыша – элемент здания, представляющий собой несущую конструкцию, которая принимает все внешние нагрузки, передает нагрузки от обрешетки с лежащим на ней кровельным материалом на стены дома и внутренние опоры. Ни для кого не секрет, что кровельная система состоит из множества взаимосвязанных частей. Основой надёжности всей кровли является её несущая часть.

Несущая часть крыши — это система стропил (стропильные ноги). Стропила служат основой несущей части конструкции крыши. Они призваны выдерживать не только вес кровли, но и давление снега и ветра. Для обеспечения несущей способности системы, она построена по принципу «треугольника» — самой жёсткой геометрической фигуры.

Как правило стропильная система изготавливается из дерева, а точнее бруса сечением 50х150 или 50х200, устанавливаемого с определённым шагом (около 1000 мм). Принимая во внимание относительно малую толщину отдельных ферм, неотъемлемой составляющей конструкции является пространственное усиление жесткости, которое обеспечивает пространственную стабильность отдельных ферм и целой конструкции.

Выбор дерева как материала для изготовления стропил, не случаен. Во-первых, оно обладает достаточной прочностью для выполнения несущих функций стропильной системы, во-вторых, обладает низким коэффициентом теплопроводности, что позволяет проводить утепление мансарды укладывая утеплитель в межстропильное пространство, сохраняя при этом пространство внутри помещения; в-третьих, естественная экологичность применяемого материала.

Казалось бы выбор сделан, но современные архитектурные решения зачастую диктуют другие стандарты. Например, конструктивное решение Вашего дома не позволяет сделать дополнительные опоры для стропильных ног и требуется большее безопорное пространство , а так хочется сохранить все преимущества настоящего живого дерева… Как быть?

До последнего времени единственным вариантом решения (не учитывая перепланировку Вашего дома) являлось использование металлических ферм. Решение хорошее, но… это сразу значительно удорожает стоимость конструкции. Необходимо изначально закладывать более прочный фундамент, так как вес стропильных конструкций значителен. Совершенно по другому организовывать контур утепления, уменьшая Ваше жизненное пространство, иначе возникнут тепловые мосты, связанные с высокой теплопроводностью металла. Стоимость металлических конструкций на порядок выше деревянных. И, если задуматься, метал одно, дерево совсем другое..

Закономерно, что ведущие технологи и строительные компании давно искали способ возведения таких конструкций из дерева. И знаете, они нашли выход.

Как известно из опыта и практики: прочность цепи – это прочность самого слабого звена. В деревянных конструкциях это звено – способ их соединения. Другими словами именно недостаточная прочность соединения элементов стропильной фермы из дерева не позволяла их применять в безопорных конструкциях. Сейчас не только в США, Европе, нои в России, всё больше строительных компаний используют для производства стропильных ферм технологию коннекторной сборки. Данная технология позволяет получить деревянные несущие конструкции с пролётами до 30 (!) метров.

Технология соединения деревянных конструкций металлическими зубчатыми пластинами была разработана в конце 19 столетия в США. Интенсивное развитие этой технологии началось позже, во второй половине 20 столетия, в связи с появлением новых возможностей расчета конструкций.
Стальные зубчатые пластины являются современными деталями для проведения соединений элементов деревянных конструкций одинаковой толщины. Каждое соединение обеспечивается двумя пластинами, размещаемыми с обеих сторон соединения одна напротив другой. Эти соединения обладают самой высокой сопротивляемостью нагрузкам из всех механических соединительных деталей. Фермы доставляются на место монтажа целиком или, в случае, если конструкция слишком велика для перевозки, разделенными на несколько частей.

Учитывая простой монтаж при использовании данной технологии, сокращается время, проводимое на строительной площадке.

Давайте рассмотрим преимущество данных конструкций.

Часть из них мы уже называли: высокая несущая способность такой системы, малый (в сравнении с металлическими аналогами) вес, возможность классического утепления с сохранением жизненного пространства, невысокая стоимость, естественная экология. Но и это не всё!

Универсальность
Благодаря использованию коннекторной сборки появляется возможность проектирования деревянных стропильных систем на кровли любой сложности.

Экономия материала
Использование для соединения металлических зубчатых пластин (коннекторов), позволяют до 30% сократить объём древесины необходимой для стропильной конструкции Вашего дома, за счёт отсутствия влияния пластин на размеры деревянных заготовок.

Быстрый и простой монтаж конструкции
Полный комплект несущих конструкций крыши, состоящий из готовых стропильных ферм и их элементов, может быть изготовлен непосредственно на строительной площадке или доставляется на объект, где производится его монтаж. Бригада из 4-5 человек с помощью автокрана может осуществить монтаж несущих стропильных конструкций крыши или мансардного этажа в течение нескольких часов. Это особенно важно при реконструкции кровель.

Преимущество использования соединительных пластин с точки зрения статики
Металлические зубчатые пластины имеют наименьшую степень скольжения из всех существующих соединительных деталей, в результате чего конструкция подвергается меньшим деформациям

Компания Элмат уже более двух лет работает со стропильными системами собранными по технологи конекторной сборки. В активе компании собственное проектное бюро и гидравлическое оборудование для производства стропильных ферм. Благодаря этому в кратчайшие сроки на Ваш дом будут доставлены готовые стропильные фермы и стропильная система будет собрана в течении нескольких дней. Представьте как важно это при реконструкции кровли, ведь Ваш дом не будет открыт атмосферным осадкам!

А ещё, помните провалы и неровные скаты, кривые коньки, хребты и ендовы? Это исключено, при применении данной технологии Вы не зависите от мастерства конкретного кровельщика.

Стропильные фермы из клееного бруса

Стропильная система – основа скатных крыш, именно она отвечает за конфигурацию крыши, удерживает покрытие, кровельный пирог, обеспечивает необходимые условия для нормального функционирования утепленных или неутепленных кровельных конструкций. Также стропильные системы – основа миниатюрных мостиков, навесов до большепролетных конструкций, куполов. ООО «Стройтрест» осуществляет изготовление стропильной системы по вашим индивидуальным потребностям и пожеланиям.

Виды стропильных систем

1. Односкатные. Обычно устанавливаются на хозяйственных объектах, пристройках, верандах. Стропильные ноги такой системы опираются на два ряда стоек или две стенки, при этом один ряд опор или одна из стенок должны быть выше противоположной стороны, чтобы с плоскости свободно стекала вода. Стоимость стропильной системы крыши данного типа одна из самых доступных за счет простоты производства и монтажа.
2. Двускатные. Крыша, образованная двумя прямоугольными скатами – самый популярный вариант для частных домов. Площадь обоих скатов может быть одинаковой (классический вариант) или отличаться, в зависимости от архитектурного проекта, инженерных расчетов. Цена стропильной системы крыши из клееного ЛВЛ бруса будет зависеть от сложности проекта, размера конструкции.
3. Вальмовые или четырехскатные. Включают в себя два трапециевидных и два треугольных ската: они выглядят эффектно и широко применяются в местности с высокой ветровой нагрузкой.
4. Шатровые. Представляют собой сходящиеся в одной вершине треугольные скаты. Их количество – от четырех до бесконечности. Шатровые стропильные системы используются при строительстве беседок, веранд.
5. Ломаные или мансардные. Позволяют создать максимально просторные чердачные помещения.

Цена клееной ЛВЛ стропилы заводского изготовления на крышу зависит от ряда факторов. К ним относятся размеры, сложность проекта, сроки выполнения работ.

Наши предложения и преимущества

Изготовление стропильной системы в нашей компании осуществляется из ЛВЛ бруса. Купить деревянные стропильные фермы из клееного бруса стоит из-за того, что они имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с аналогичными изделиями из металла. Все больше владельцев частных домов предпочитают использовать природные «дышащие» материалы.

Деревянные конструкции, изготовленные по технологии LVL, отличаются небольшим весом, простотой в монтаже, долговечностью. Такой материал не деформируется со временем, экологичен, безопасен для человека и природы. К тому же дерево эстетически всегда выглядит лучше металлических конструкций, особенно в загородном строительстве.

Заказать стропильную систему в СПб по выгодной цене можно на сайте нашей компании. Мы возьмем на себя проектировку, производство и монтаж нужной вам системы. Наши мастера работают круглый год, всегда готовы воплотить любые ваши проекты в сжатые сроки. На все выполненные работы дается гарантия. Мы уверены в качестве и долговечности наших конструкций.

Монтаж стропильной системы — Кровельные работы

Качественная кровля — залог успешного строительства. Одну из самых важных функций выполняет стропильная конструкция, которая и обеспечивает прочность и надежность крыши. Монтаж стропильной системы нельзя доверять непрофессионалам. Существует множество важных нюансов, которые необходимо учитывать при постройке крыши. Наша компания давно занимается подобными работами, поэтому имеет большой практический опыт в создании надежного обустройства крыши, поэтому и выбирают нас.

Какие стропильные системы существуют:

• Односкатные крыши чаще применяются для хозяйственных и промышленных строений. Простой монтаж и минимальные затраты делают этот вариант очень привлекательным и для бюджетного жилого строительства.
• Двускатные конструкции — наиболее распространены и удобны. Оригинальный дизайн можно создать, используя разные по площади скаты.
• Шатровые системы помогут преобразить любое жилище. Несмотря на то, что чаще всего так обустраивают беседки и веранды, множество проектов строительства частных домов также предлагают подобные сооружения. Большим преимуществом такого варианта является повышенная ветровая сопротивляемость.
• Вальмовые или четырехскатные — более сложные по выполнению стропильные системы. Очень привлекательно смотрятся, дают дополнительную возможность обустройства верхнего этажа.
• Ломаные крыши чаще всего используются при строительстве, подразумевающем мансардный этаж. В последнее время — самый популярный вариант при возведении жилых домов.
• Многощипцовые крыши совмещают в себе несколько архитектурных элементов (пирамидальные, конические, купольные конструкции). Это наиболее сложное, но оригинальное сооружение, позволяющее реализовать эксклюзивный проект для больших зданий.

Монтаж стропильной системы, цена на которой определяется типом конструкции, используемыми материалами и габаритами, проводится в удобное для вас время, обязательно при благоприятной погоде, чтобы исключить возможный брак. Обращение в нашу компанию позволит выполнить все работы с учетом основных требования и современных технологий строительства.

Что мы предлагаем?

Наша компания осуществляет монтаж стропильной системы крыши любой конфигурации. На этапе проектирования выбирается максимально удобный и рациональный вариант, подходящий для климата проживания, габаритов здания, а также возможного предназначения (дальнейшее обустройство мансарды, например). Расчет нагрузки проводится с учетом используемых кровельных материалов, а также экстерьера сооружения.

Наши преимущества:

• Создание надежного и прочного каркаса.
• Помощь в дальнейшем обустройстве и накрытию крыши.
• Замена и реставрация старых стропил.

Помощь в выборе и приобретении материалов.
Профессиональная рабочая бригада со всеми необходимыми инструментами и оборудованием.
Гарантийные обязательства на свою работу.

При разработке типового проекта учитываются ваши пожелания и возможности. Рабочая бригада выполнит монтаж быстро и в срок, без проволочек. Мы дорожим своей репутацией, поэтому отзыв каждого клиента для нас важен. Именно поэтому «Кровсистем» — безусловный лидер проведения кровельных работ в Москве и Твери.

Стропильная система

Стропила – это основной несущий элемент любой скатной крыши. Защищенность дома от ветра, снега и дождя напрямую зависит от качества материалов, конструкции и монтажа стропил. Как правило, стропильные конструкции организуются по форме треугольника, так как эта геометрическая фигура характеризуется наибольшей жесткостью. Деревянные стропила изготавливаются из хвойных пород с не более чем 20-ти процентным содержанием влаги. Для улучшения характеристик прочности и долговечности пиломатериалы обрабатываются защитными биологическими и огневыми составами.

Для строительства надежных крыш современные производители предлагают купить стропила двух видов:

• висячие – устанавливаются над постройками без внутренних капитальных стен. Конструкция стропильной фермы базируется на наружных стенах или опорных мауэрлатах, обтесанных на два канта.
• наклонные – упираются концами в несущие стены дома, в центральной части крыши имеют дополнительные опоры. Устанавливаются в зданиях с массивными промежуточными опорами или центральной несущей стеной.

При равной ширине здания крыша, организованная наклонными стропилами, характеризуется большей легкостью.

Проектирование стропил задача не из легких. Для ее решения требуется рассчитать, как снеговую, так и ветровую нагрузку, и оптимальный вес самих частей стропильной конструкции. В том случае, если вы хотите, чтобы ваши стропила прослужили вам беспроблемно не один десяток лет, а ваша крыша являлась бы для вас надежной защитницей дома, то наш вам совет, обращаться за проектированием стропильных систем к профессионалам.

Качественное проектирование и изготовление стропильной системы как гарантия безопасности вашего жилища. И здесь нельзя идти ни на какие компромиссы с непонятными строителями, не стоит играть со своей жизнью и жизнью членов своей семьи, подвергая их опасности обвала. Крыша, как неотъемлемая составляющая дома должна изготавливаться с высокой степенью надежности, что называется на века. А для этого требуется, чтобы все ее составляющие были бы исполнены настоящими профессионалами своего дела. Не следует доверять абы кому такую тонкую, технически сложную работу, как проектирование стропильных систем. Такие стропильные системы, которые и спроектированы и изготовлены и смонтированы правильно, на высоком качественном уровне, не только прослужат долго и надежно, но и помогут вам избежать скорого ремонта вашей крыши, а также станут гарантией высокой безопасности все вашей кровельной системы.

Сама конструкция и устройство стропильной системы напрямую зависит от типа крыши, расположения и наличия внутренних опор, пролетов и механических нагрузок. Стропильная система крыши является основой несущей конструкции скатной кровли, которая берет на себя нагрузку от общего веса крыши, настила снега, давления ветра на крышу.
Стропильная система крыши. Из чего она состоит и как правильно ее собрать?

Самой главной фигурой в стропильной конструкции – треугольник, который считается самой надежной и сильной формой для стропильной системы крыши. Основой строительной фермы – являются стропильные ноги (стропила), которые укладываются вдоль ската и поддерживают обрешетку.

Стропила, которые имеют висячую форму, опираются на две промежуточные опоры, в этой конструкции стропила работают на изгиб и сжатие. Кроме этого, такая форма конструкции формирует распирающее усилие на горизонтальную поверхность, которое после переходит на стены. Чтобы снизить такое усилие, используют затяжку, для соединения стропильных ног. Зачастую ее располагают у основания стропильных ног, в виде балки перекрытия. Очень часто такая конструкция встречается в строительстве мансард.

Наслонные стропильные ноги устраивают в помещениях со средней стеной (сложное устройство стропильной системы), которая несет несущую функцию, или в помещениях, где присутствуют промежуточные опоры. Концы стропил базируются на наружные стены здания, а их середина – на внутренние опоры дома. При такой конструкции стропила работают, как и балки, только на изгиб. Наслонные и висячие стропила могут чередоваться или дополнять друг друга, например, при установке кровельной конструкции с несколькими пролетами.

Стропильные ноги чаще всего устанавливаются не на сами стены, а на опорный брус или мауэрлат. При строительстве деревянного дома мауэрлатом можно считать верхний сруб бревна или бруса. При строительстве дома из кирпича или из бетонных блоков устанавливают специальный брус, на внутреннюю поверхность несущей стены. С наружи, брус, обычно ограждают кирпичным или блочным выступом. Утеплить мауэрлат можно специальными плитами ОСП, между материалами обязательно укладывают гидроизоляционный материал.
 

Стропильная система

При разработке проекта коттеджа форме крыши следует уделить немалое внимание, в том числе ее внешней привлекательности, форма крыши напрямую зависит от конструкции стропильной системы — скелет кровли. А ваше спокойствие от грамотно выполненного монтажа стропильной системы, т.к. малейшее нарушение технологии в монтаже стропил может привести к обрушению кровли!
Стропила являются основной несущей частью конструкции крыши, иными словами стропильная система — это скелет крыши, который берет на себя все несущие функции. Стропильная система призвана выдерживать не только вес кровли, но и давление снега и ветра. Стропила можно разделить на наслонные и висячие. Приступая к монтажу стропильной системы, необходимо понимать, что от профессионализма кровельщиков зависит не только вопрос когда вам придется столкнуться с ремонтом стропильной конструкции, но и надежность стропильной системы в целом, ведь если при монтаже стропил будут допущены конструктивные ошибки, это может закончиться как ремонтом стропильной системы так и обрушением крыши.
Вместе с тем не следует допускать и излишне сложных очертаний крыш, которые, не прибавляя красоты дому, усложняют конструктивное решение, делают дороже строительство, эксплуатацию и ремонт кровли. К тому же это может привести к образованию на крышах больших снеговых мешков и как следствие — протечек крыши.
Уклон крыш указывают в градусах по отношению к горизонтальной поверхности, например 14° или 45°. Минимальный пороговый угол скатных крыш 12°, уменьшать уклон скатной кровли не рекомендуется, т. к. это приведет к протечкам, талая вода, лед будут проникать между стыков кровельных листов. Так же следует учитывать при монтаже стропильной системы, что чем меньше угол наклона кровли тем выше снеговые нагрузки на кровлю.
При выборе формы крыши следует обратить особое внимание на возможность быстрого и полного стекания дождевой и талой воды. Для уменьшения снеговых нагрузок в районах с обильными снегопадами следует проектировать крыши с крутыми скатами, имеющими уклон более 30°. Как показала практика, наибольшее количество снега скапливается на заветренных скатах крыш, имеющих уклон 30° и ниже, так как с наветренного ската снег сдувается ветром, переносится через конек и отлагается на заветренном скате. Хотя все это условно, т.к. существуют внешние преграды, допустим естественные — близко к коттеджу растут высокие деревья, защищающие его от ветра, так и искусственные — другие дома и сооружения.
Наслонные стропила концами опираются на стены здания, а средней частью — на промежуточные опоры. Висячие же стропила опираются только концами на стены здания. Висячие стропила устраивают в том случае, если расстояние между опорами не превышает 6,5 м. Наличие дополнительной опоры позволяет увеличить ширину, перекрываемую наслонными стропилами до 12 м, а двух опор — до 15 м. В деревянных брусчатых или же рубленых зданиях стропильные ноги опираются на верхние венцы, в каркасных — на верхнюю обвязку. 
В том случае, если стропильные ноги в сечении имеют небольшую ширину и их планируют нагружать тяжелым кровельным материалом, в таком случае, стропила могут со временем провиснуть. Чтобы избежать этого, необходимо применять специальную решетку, состоящую из стойки, подкосов и ригеля. Для изготовления стоек и подкосов используют доски шириной 150 мм и толщиной 25 мм или деревянные пластины, получаемые из бревна, диаметр которого должен быть не менее 130 мм. 
Концы стропильных ног присоединяются к стенам здания с помощью скруток или шпилек. Это необходимо для того, чтобы предохранить крышу от разрушения при сильном ветре. Скрутка — это кусок толстой проволоки, лучше оцинкованной. Один конец скрутки присоединяют к стропильной ноге, а второй — к костылю (при каменной кладке). В деревянных рубленых домах вместо скрутки целесообразно применять скобу из железа. Она призвана соединить стропила со вторым венцом сруба есть и другие способы крепления стропил к стенам..
Висячие стропила обычно устраивают в зданиях с легкими стенами, а также в зданиях, где отсутствуют внутренние несущие стены. Висячие стропила не передают на стены горизонтальных нагрузок. Выбирая материал для изготовления стропил, необходимо учитывать архитектурно-конструктивные особенности конкретного проекта (длину стропильной ноги, вес кровли, вес осадков (снег, лед), ветровые нагрузки т. д.).

При строительстве загородных домов стропила под кровлю традиционно обустраиваются из дерева. Сегодня для этой цели все чаще используют брус, что является оптимальным решением. Сооружение деревянных кровельных несущих конструкции не требуют больших затрат времени на изготовление и характеризуется оптимальным соотношением затрат и качества.

 

К тому же деревянные стропильные системы представляют собой легкие конструкции, которые хорошо поддаются, при необходимости, дополнительной обработке.  Их можно подтесать, укоротить или, напротив, нарастить. На аккуратно обработанные деревянные стропила хорошо ложится обрешетка.

Правильно подобранный материал для сооружения стропил и качественно проведенный монтаж всей конструкции значительно облегчают и ускоряют последующий настил кровли.

 

Сегодня многие владельцы стремятся наиболее эффективно использовать чердачное пространство своего дома. Лучшим решением является обустройство помещения мансардного типа, для чего используется специальная конструкция стропила из бруса. Благодаря качественно спроектированной и смонтированной стропильной системе гарантируется долговечность, устойчивость и надежность кровли.

 

Крыша представляет собой несущую конструкцию, которая принимает все внешние нагрузки (вес кровли и собственных элементов), передает нагрузку от обрешетки с лежащим на ней кровельным материалом их на стены дома и внутренние опоры. Помимо несущих и эстетических функций крыша является и своеобразной ограждающей конструкцией, отделяя чердачное помещение от внешней среды. Основными несущими элементами крыши являются: мауэрлат, стропила и обрешетка. Кроме того, в конструкции крыши присутствуют дополнительные крепёжные элементы (ригели, стойки, подкосы, распорки и т.д.) 

 

Жесткие Стропильные Системы | Деревяшки

Всем привет! В предыдущих статьях мы обсуждали Типы стропильных систем и Скользящую стропильную систему. Ссылки на статьи внизу

Сегодня рассмотрим Жесткую стропильную систему.

Жесткая или статичная, неподвижная стропильная система это система где конструкция такова, что не позволяет стропилам менять положение, угол, и относительно стены, и относительно друг друга.

Достигается это добавлением в конструкцию дополнительных элементов. , то чтобы сделать её жесткой, добавляется элемент: Ригель, который превращает Л в А.

Таким образом, каждая стропильная пара образует простейшую Ферму

Пример простейшей жесткой Стропильной Системы

Пример простейшей жесткой Стропильной Системы

Жесткая СС опирается на мауэрлат, или на мауэрлат и внутренние стены, но уже через стойки, так как они не имеют усадки.

!!! Грубая ошибка — опирать жесткие стропильные пары на конек: в процессе усадки конек сядет больше чем мауэрлат (см Статью об усадке, ссылка внизу) и между стропилами и коньком образуется пустота, а стропила перенесут всю нагрузку на мауэрлат, и крепление в этом месте вряд ли будет расчитано и готово к этому.

В любим соединять стропила с мауэрлатом через «зуб»

Соединение «в зуб»

Соединение «в зуб»

!!! Вообще, в сочленении с мауэрлатом часто встречаются ошибки: крепление стропил просто на металлические уголки. Встречал даже скользящие опоры, как на Скользящих СС!! Это указывает на полное непонимание процессов в стропильных системах!

В коньке делаем соединение «встык», добавляем накладку, лучше из дерева. Мы используем ту же доску 50*200

Соединение стропил в коньке

Соединение стропил в коньке

Крепить можно гвоздями с загибом или шпильками с шайбами и гайками. Это же касается и ригеля.

Также очень хорошо себя показывают Металлические Зубчатые Пластины, в дополнение к гвоздям или шпилькам. Проставляется между скрепляемыми деталями.

МЗП двусторонняя

МЗП двусторонняя

Где применяются Жесткие СС:

На сложных крышах, где нет возможности делать скользящую СС

На домах с фронтонами не из основного материала (например, каркасные)

На больших крышах, где длина стропила недостаточна для применения Скользящей СС

Плюсы жестких СС:

Возможность монтажа бесконечно больших участков крыши

Возможность монтажа сложных многоскатных стропильных систем

Возможность экономии Стенового Материала, за счет фронтонов

Минусы жестких СС:

Отсутствие нагрузки на фронтоны, как внешние, так и наружные, вследствие чего верхние ненагруженые детали требуют дополнительного скрепления с нижними, либо со временем между ними образуются щели.

Большая нагрузка на мауэрлат и опорные стены.

Повышенный расход материала и крепежа.

На этом все о Жестких СС

Статья о Скользящих Стропильных Системах

Статья об Усадке деревянного дома

Гид по всем статьям канала

Строю деревянные дома, профессионально и недорого

Ваши Лайки и Подписка как бальзам на наши страдающие души!)))

Преимущества строительства с фермами крыши

Для строителей и подрядчиков не секрет, что каркасы крыш быстро развивались за последние несколько десятилетий. Традиционно они в значительной степени полагались на обычные стропила и потолочные балки для строительства крыши, но фермы постепенно стали более заметными: более 80 процентов всего нового строительства теперь используют фермы в качестве основного средства каркаса и поддержки крыши. Итак, каковы преимущества использования именно этой кровельной системы? Ниже приведены некоторые из ключевых преимуществ строительства с фермами крыши.

1. Снижение расходов

Обычные стропила должны быть обрезаны, изготовлены по индивидуальному заказу и установлены на месте, что может значительно сократить расходы и трудозатраты. С другой стороны, фермы изготавливаются за пределами строительной площадки и готовы к установке по прибытии на строительную площадку, что может значительно сократить расходы.

Благодаря своей паутинообразной конструкции в фермах используются более мелкие куски дерева (которые дешевле), которые соединяются вместе с помощью соединителей с зубчатыми пластинами.Благодаря этой уникальной и очень универсальной конструкции фермы обладают исключительной прочностью и могут охватывать большие расстояния, что позволяет строителям меньше полагаться на внутренние несущие стены. Это позволяет создать более открытую планировку, одновременно снижая затраты.

Кроме того, поскольку стропильные фермы изготавливаются из инженерной древесины в закрытом помещении, они не подвергаются воздействию влаги и других погодных условий, что в целом означает более высокое качество продукта по цене.

2. Быстрая установка

Как уже упоминалось, фермы обеспечивают более быструю установку, чем обычные стропила, которые должны быть изготовлены на месте. Фермы крыши предварительно изготавливаются на заводе за пределами площадки с использованием автоматизированных инструментов, таких как компьютерные пилы. Затем стропильная система доставляется на строительную площадку и устанавливается с помощью крана, часто всего за один день.

Это ускоряет общий процесс строительства и быстрее закрывает конструкцию, а это означает, что внутренняя часть дома будет меньше подвергаться воздействию различных погодных элементов в процессе строительства.Хотя стропильные системы имеют преимущество перед стропилами с точки зрения сокращения времени монтажа, следует отметить, что время подготовки стропил короче.

3. Гибкость дизайна

По мере того, как технологии строительства домов продолжают развиваться, строители и подрядчики работают с гораздо более сложными конструкциями крыш. Эта сложность поддается системам стропильных ферм, поскольку они могут быть сконфигурированы практически для любой формы и дизайна крыши, которые вы можете себе представить.

Добавление различных функций, таких как уникальные углы, поперечные фронтоны, соборные потолки и т. д., может увеличить затраты, которые во много раз были бы непозволительно дорогими, если бы использовалась традиционная система стропил, но стропильные фермы позволяют сделать строительство более экономичным. сложных кровельных систем. Строители также могут извлечь выгоду из того факта, что системы ферменных крыш спроектированы профессионально, а это означает, что более мелкие детали конструкции крыши часто создаются с более высоким уровнем точности.

Большинство строителей и подрядчиков сегодня скажут вам, что инженерные системы стропил крыши — лучший вариант по многим причинам, упомянутым выше. Если вы ищете оптимальную скорость и эффективность строительства, а также более высокий уровень экономической эффективности, выбор строительства с фермами крыши является лучшим вариантом на столе.

1.5: Внутренние силы в плоских фермах

Глава 5

Внутренние усилия в плоских фермах

5.1 Введение

Ферма представляет собой конструкцию, состоящую из прямых тонких элементов, соединенных на концах штифтами или шарнирами без трения.Ферму можно разделить на простую, составную или сложную. Простая ферма состоит из трех тонких элементов, образующих базовую треугольную ячейку. Дополнительные соединения могут быть сформированы в ферме путем последовательного добавления двух элементов к базовой ячейке, как показано на рисунке 5.1a. Составная ферма состоит из двух или более простых ферм, соединенных вместе, как показано на рис. 5.1b. Сложная ферма не является ни простой, ни составной, как показано на рис. 5.1c; его анализ является более строгим, чем у ранее заявленных ферм.

Рис. 5.1. Классификация ферм.

5.2 Типы ферм

Ниже приведены примеры различных типов ферм для мостов и крыш.

Рис. 5.2. Обычно используемые мостовые фермы.

Рис. 5.3. Часто используемые стропильные фермы.

5.3 Определенность и устойчивость ферм

Условия определенности, неопределенности и неустойчивости ферм можно сформулировать следующим образом:

где

м = количество элементов.

r = количество реакций поддержки.

j = количество соединений.

5.4 Допущения в анализе ферм

1. Стержни соединены на концах штифтами без трения.

2. Стержни прямые, поэтому на них действуют только осевые силы.

3. Деформации элементов под нагрузками пренебрежимо малы и имеют незначительную величину, вызывающую заметные изменения геометрии конструкции.

4. Нагрузки действуют только на соединения из-за расположения элементов.

5.5 Совместная идентификация и обозначения членов

Соединения ферм можно идентифицировать с помощью букв или цифр, в зависимости от предпочтений аналитика. Тем не менее, необходимо поддерживать согласованность выбранного способа идентификации, чтобы избежать путаницы во время анализа. Сила стержня может быть представлена ​​любой буквой ( F или N или S ) с двумя нижними индексами, обозначающими элемент. Например, сила элемента F _AB в ферме, показанной на рисунке 5.4 — сила в элементах, соединяющих соединения A и B .

Рис. 5.4. Совместная идентификация ( a ) и усилие на стержне ( b ).

Пример 5.1

Классифицируйте фермы, показанные на рис. 5.5–рис. 5.9, как устойчивые, детерминированные или недетерминированные, и при необходимости укажите степень неопределенности.

Рис. 5.5. Ферма.

r = 3, м = 9, j = 6. Из уравнения 3.5 9 + 3 = 2(6). Статически определим.

Рис. 5.6. Ферма.

r = 3, м = 10, j = 6. Из уравнения 3.5 10 + 3 > 2(6). Статически неопределимы с точностью до 1°.

Рис. 5.7. Ферма.

r = 3, м = 9, j = 6. Из уравнения 3.5 9 + 3 = 2(6). Статически определим.

Рис. 5.8. Ферма.

r = 3, м = 24, j = 14.Из уравнения 3.5 24 + 3 < 2(14). Статически неустойчив.

Рис. 5.9. Ферма.

r = 5, м = 11, j = 7. Из уравнения 3.5 11 + 5 > 2(7).

Сатически неопределенно до 2°.

5.6 Методы анализа ферм

Существует несколько методов анализа ферм, но наиболее распространенными являются метод соединения и метод сечения (или момента).

5.6.1 Соглашение о знаках

При расчете ферм отрицательная осевая сила на элементе подразумевает, что элемент или соединения на обоих концах элемента находятся в сжатом состоянии, тогда как положительная осевая сила на элементе указывает на то, что элемент или соединения на обоих концах элемента находятся в состоянии растяжения.

5.6.2 Анализ ферм методом соединения

Этот метод основан на том принципе, что если структурная система представляет собой тело, находящееся в равновесии, то любое соединение в этой системе также находится в равновесии и, таким образом, может быть выделено из всей системы и проанализировано с использованием условий равновесия. Метод соединения включает в себя последовательную изоляцию каждого соединения в системе ферм и определение осевых усилий в элементах, встречающихся в соединении, с помощью уравнений равновесия.Подробная процедура анализа этим методом изложена ниже.

Процедура анализа

• Проверить устойчивость и определенность конструкции. Если ферма устойчива и детерминирована, переходите к следующему шагу.

•Определить опорные реакции в ферме.

• Определить элементы с нулевой силой в системе. Это неизмеримо сократит вычислительные усилия, связанные с анализом.

•Выберите соединение для анализа. Ни в коем случае в анализируемом соединении не должно быть более двух неизвестных сил стержня.

• Начертите изолированную диаграмму свободного тела выбранного соединения и обозначьте осевые силы во всех элементах, встречающихся в соединении, как растягивающие (т. е. отрывающие от соединения). Если это первоначальное допущение неверно, определенная осевая сила стержня при анализе будет отрицательной, что означает, что стержень находится в состоянии сжатия, а не растяжения.

• Примените два уравнения Σ F _x = 0 и Σ F _y = 0, чтобы определить осевые силы стержня.

•Продолжить анализ, перейдя к следующему соединению с двумя или меньшим числом неизвестных сил-членов.

Пример 5.2

Используя метод соединения, определите осевую силу в каждом элементе фермы, показанной на рис. 5.10а.

Рис. 5.10. Ферма.

Решение

Реакции поддержки. Применяя уравнения статического равновесия к диаграмме свободного тела, показанной на рис. 5.10b, опорные реакции можно определить следующим образом:

Анализ суставов. Анализ начинается с выбора соединения, которое имеет две или меньше неизвестных сил стержня. Диаграмма свободного тела фермы покажет, что соединения A и B удовлетворяют этому требованию. Чтобы определить осевые усилия в элементах, встречающихся в стыке A , сначала изолируйте соединение от фермы и укажите осевые усилия элементов как F _AB и F _AD, , как показано на рисунке 5.10c. Две неизвестные силы изначально предполагаются растягивающими (т.е. отрыв от сустава). Если это исходное предположение неверно, расчетные значения осевых сил будут отрицательными, что означает сжатие.

Анализ соединения A .

После завершения анализа соединения A, соединения B или D можно проанализировать, так как есть только две неизвестные силы.

Анализ соединения D .

Анализ соединения B .

5.6.3 Члены Zero Force

Анализ сложной фермы можно значительно упростить, если сначала определить «элементы с нулевой силой». Элемент с нулевой силой — это элемент, который не подвергается какой-либо осевой нагрузке. Иногда такие элементы вводят в систему ферм, чтобы предотвратить коробление и вибрацию других элементов. Конструкции ферменных элементов, обеспечивающие нулевое усилие, перечислены ниже:

1. Если существует неколлинеарность между двумя элементами, встречающимися в стыке, на который не действует никакая внешняя сила, то эти два элемента являются элементами с нулевой силой (см. рисунок 5.11а).

2. Если три элемента встречаются в стыке без внешней силы, а два из них коллинеарны, третий элемент является элементом с нулевой силой (см. рис. 5.11b).

3. Если два элемента встречаются в стыке, и сила, приложенная к стыку, параллельна одному элементу и перпендикулярна другому, то элемент, перпендикулярный приложенной силе, является элементом с нулевой силой (см. рис. 5.11c).

Рис. 5.11. Члены нулевой силы.

5.6.4 Анализ ферм методом раздела

Иногда определение осевой силы в конкретных элементах ферменной системы методом соединения может быть очень трудоемким и громоздким, особенно когда система состоит из нескольких элементов. В таких случаях использование метода сечения может сэкономить время и поэтому предпочтительнее. Этот метод включает в себя прохождение воображаемого сечения через ферму так, чтобы оно делило систему на две части и прорезало элементы, осевые усилия которых желательны. Осевые силы стержня затем определяются с использованием условий равновесия. Подробная процедура анализа этим методом представлена ​​ниже.

Процедура анализа ферм методом раздела

•Проверьте устойчивость и определенность конструкции.Если ферма устойчива и детерминирована, переходите к следующему шагу.

•Определить опорные реакции в ферме.

• Сделайте воображаемый разрез в конструкции так, чтобы он включал в себя элементы, осевые усилия которых нужны. Воображаемый разрез делит ферму на две части.

• Приложите усилия к каждой части фермы, чтобы удерживать ее в равновесии.

• Выберите любую часть фермы для определения сил стержня.

• Применение условий равновесия для определения осевых усилий стержня.

Пример 5.3

Используя метод сечения, определите осевые усилия в элементах CD , CG и HG фермы, показанной на рисунке 5.12a.

Рис. 5.12. Ферма.

Решение

Реакции поддержки. Применяя уравнения статического равновесия к диаграмме свободного тела на рис. 5.12b, опорные реакции можно определить следующим образом:

Анализ методом сечения.Во-первых, воображаемое сечение проходит через ферму так, что оно проходит через элементы CD , CG и HG и делит ферму на две части, как показано на рис. 5.12c и рис. 5.12d. Все силы, воздействующие на стержень, обозначаются как силы растяжения (т. е. отрыв от соединения). Если это первоначальное предположение неверно, расчетные силы на стержнях будут отрицательными, что указывает на то, что они сжимаются. Любая из двух частей может быть использована для анализа. Левая часть будет использоваться для определения сил стержня в этом примере. Применяя уравнение равновесия к левому сегменту фермы, осевые усилия в элементах можно определить следующим образом:

Осевая сила в элементе CD . Чтобы определить осевую силу в элементе CD, , найдите момент вокруг соединения в ферме, где только CD будет иметь момент относительно этого соединения, а все остальные разрезанные элементы не будут иметь момента. Тщательный осмотр покажет, что соединение, отвечающее этому требованию, — это соединение G . Таким образом, взятие момента около G позволяет предположить следующее:

Осевая сила в элементе HG .

Осевая сила в элементе CG . Осевая сила в элементе CG определяется с учетом вертикального равновесия левой части. Таким образом,

Краткое изложение главы

Внутренние силы в плоских фермах: Фермы представляют собой конструктивные системы, состоящие из прямых и гибких элементов, соединенных на концах. Допущения при расчете плоских ферм включают следующее:

1.Элементы ферм соединены на концах безфрикционными штифтами.

2. Стержни прямые и подвергаются осевым нагрузкам.

3. Деформации элементов малы и пренебрежимо малы.

4. Нагрузки в фермах действуют только на их соединения.

Элементы фермы могут подвергаться осевому сжатию или осевому растяжению. Осевое сжатие элементов всегда считается отрицательным, а осевое растяжение всегда считается положительным.

Фермы могут быть внешне или внутренне определенными или неопределенными. Внешне детерминированные фермы — это фермы, неизвестные внешние реакции которых можно определить, используя только уравнение статического равновесия.Внешне неопределенными называют фермы, внешняя неизвестная реакция которых не может быть полностью определена с помощью уравнений равновесия. Для определения числа неизвестных реакций, превышающих уравнение равновесия неопределенных ферм, необходимо составить дополнительные уравнения, исходя из совместимости частей системы. Внутренне определенные фермы — это фермы, элементы которых расположены таким образом, что образуется ровно столько треугольных ячеек, чтобы предотвратить геометрическую нестабильность системы.

Формулировка устойчивости и определенности в фермах следующая:

м + r < 2 j Конструкция неустойчивая

м + r = 2 j Структура детерминированная

m + r > 2 j Структура не определена

Методы анализа ферм: Двумя распространенными методами расчета ферм являются метод соединения и метод сечения (или момента).

Метод соединения : Этот метод включает изоляцию каждого соединения фермы и учет равновесия соединения при определении осевой силы элемента. Два уравнения, используемые для определения осевых усилий на стержне: ∑ F _x = 0 и ∑ F _y = 0. Соединения последовательно изолируются для анализа на основе принципа, согласно которому число неизвестных осевых усилий на стержне должно никогда не должно быть более двух человек в рассматриваемом совместном самолете.

Метод сечения: Этот метод предполагает прохождение воображаемого сечения через ферму, чтобы разделить ее на две части. Силы стержня определяются с учетом равновесия части фермы по обе стороны от сечения. Этот метод удобен, когда требуются осевые усилия в определенных элементах в ферме с несколькими элементами.

Практические задачи

5.1 Классифицируйте фермы, показанные на рисунке P5.1а по рисунку P5.1r.

П5.1. Классификация ферм.

5.2 Определите усилие в каждом элементе ферм, показанных на рис. P5.2–рис. P5.12, используя метод соединения.

Рис. P5.2. Ферма.

Рис. P5.3. Ферма.

Рис. P5.4. Ферма.

Рис. P5.5. Ферма.

Рис. P5.6. Ферма.

Рис.P5.7. Ферма.

Рис. P5.8. Ферма.

Рис. P5.9. Ферма.

Рис. P5.10. Ферма.

Рис. P5.11. Ферма.

Рис. 5.12. Ферма.

5.3 Используя метод сечения, определите усилия в элементах, обозначенных X, ферм, показанных на рисунках с P5.13 по P5.19.

Рис. P5.13. Ферма.

Рис. P5.14. Ферма.

Рис.P5.15. Ферма.

Рис. P5.16. Ферма.

Рис. P5.17. Ферма.

Рис. P5.18. Ферма.

Рис. P5.19. Ферма.

Такелаж и фермы — Frank Gatto and Associates

Всем известно, как важно иметь хорошее сценическое освещение на любом развлекательном мероприятии, на теле- или киносъемочной площадке. Но за гламуром прожекторов скрываются мили за милями инфраструктуры, благодаря которой происходит волшебство.Сложная система алюминиевых опор и столбов тщательно сконструирована, чтобы сформировать прочную конструкцию, на которой можно повесить все световые эффекты, которые могут понадобиться любому живому шоу или постановке.

Эта система такелажа и ферм является незамеченным героем мира освещения, потому что без них производственные команды были бы ограничены простыми напольными и потолочными светильниками, которые не выглядели бы даже наполовину так эффектно.

Что такое система буровой установки и фермы?

Прежде всего, давайте рассмотрим основы:

Такелаж создан с использованием ряда канатных линий, шкивов, противовесов и других устройств, которые позволяют сценической бригаде быстро и безопасно перемещать освещение и другие компоненты сзади и сбоку сцены.

Фермы представляют собой ряд стержней и шестов, которые можно соединить для создания конструкции, позволяющей легко подвешивать осветительные приборы и другое сценическое оборудование.

Такелаж и фермы — это закулисные спасители мира освещения, и без них зрителям было бы очень скучно смотреть прямые трансляции. Такелаж и фермы можно найти в театрах, концертных площадках, аренах и стадионах по всему миру.

Кто работает с буровыми установками и фермами?

Работа с такелажем включает в себя подъем высоко над площадкой сцены, и членам бригады такелажа точно не нужно бояться высоты! Разные члены бригады выполняют разные задачи, чтобы обеспечить безопасность каждой части буровой установки и обеспечить эффективную поддержку освещения.

Землеройный монтажник следит за периметром вокруг подъемной рабочей платформы, в то время как ковшовый монтажник должен уметь управлять подъемной рабочей платформой, а также выполнять земляные работы. High Up Riggers и Rope Riggers будут нести ответственность за установку оборудования на большой высоте, и они часто подвешиваются к самой оснастке с помощью обвязки, и им также может потребоваться продемонстрировать исключительные навыки работы с веревкой.

Почему установки и фермы так важны для отличного освещения?

Самый лучший способ осветить сцену — использовать технику трехточечного освещения.Проще говоря, это первая точка на 45 градусов влево и 45 градусов вверх, вторая точка на 45 градусов вправо и 45 градусов вверх, а третья точка света на 45 градусов вверх и прямо позади объекта.

Чтобы облегчить такие углы, вы должны быть в состоянии поднять любое осветительное оборудование с пола, но при этом иметь возможность подвесить его ниже, чем позволяет обычное потолочное освещение. Большие площадки и профессиональные студийные декорации требуют тщательно сконструированных установок, которые могут содержать множество отдельных источников света и эффектов для улучшения представления перед ними, но идеология остается той же — лучшее освещение достигается за счет возможности поднять ваш источник света.

Компания Frank Gatto Lighting обладает многолетним опытом предоставления самых лучших такелажных и ферменных систем для крупнейших выставок в мире, поэтому мы достаточно хороши, когда дело доходит до поиска идеальных решений для любого мероприятия. Если вы хотите узнать больше, позвоните нам сегодня по телефону (561) 368-0101.

Компания Frank Gatto & Associates, Inc. специализируется на освещении телевизионных мероприятий всех видов. Если у вас есть мероприятие, требующее профессионального освещения, позвоните нам сегодня, чтобы узнать, как мы можем помочь.

Телефон: 561-368-0101

Электронная почта: [email protected]

Нас можно найти в социальных сетях по следующим ссылкам.

            

Экспериментальные и аналитические исследования поведения холодногнутых стальных элементов фермы крыши

Аннотация

Системы ферм из холодногнутой стали, в которых используются элементы жесткости сложной формы в существующих элементах шляповидной формы как для элементов верхнего, так и для нижнего пояса, являются растущей тенденцией в индустрии стальных каркасов в Северной Америке.При проектировании холодногнутых стальных профилей инженер-строитель обычно пытается улучшить локальную устойчивость холодногнутых стальных элементов. Доказано, что сложная шляпообразная форма ограничивает негативное влияние местной потери устойчивости, однако потеря устойчивости при деформации может быть определяющим фактором отказа при проектировании элементов пояса с промежуточными длинами в нераскрепленном состоянии. Элемент пояса может подвергаться как изгибу, так и сжатию из-за непрерывности верхнего и нижнего поясов.Эти элементы обычно не закрепляются между точками панели в ферме. Текущие североамериканские спецификации 2001 года (NAS 2001) не предусматривают явную проверку коробления при деформации. В данной диссертации основное внимание уделяется поведению элементов сложной шляповидной формы, обычно используемых как для верхнего, так и для нижнего пояса стальной фермы, изготовленной методом холодной штамповки. Описаны результаты испытаний на изгиб элементов сложной шляповидной формы. Кроме того, сообщается об испытаниях вложенных C-образных профилей, используемых в качестве стеновых элементов, и полномасштабных испытаниях стальных ферм холодной штамповки.Численный анализ с использованием методов конечных полос и конечных элементов был разработан для хордового элемента сложной формы шляпы при изгибе для сравнения с экспериментальными результатами. Были выполнены анализы конечных элементов как упругого, так и неупругого после потери устойчивости. Также было проведено параметрическое исследование для изучения факторов, влияющих на поведение предела прочности шляпки конкретной сложной формы. Экспериментальные результаты и численный анализ подтвердили, что модификации Североамериканской спецификации 2001 г. необходимы для более точного прогнозирования прочности на изгиб элементов сложной шляповидной формы, особенно тех элементов, которые подвергаются деформации из-за деформации.Для лучшего прогнозирования прочности на изгиб элементов сложной шляповидной формы можно использовать анализ конечной полосы или конечного элемента. Лучшее понимание изгибного поведения этих сложных форм шляпок необходимо для получения эффективной и безопасной конструкции ферменной системы. Результаты этих анализов будут представлены в диссертации.

Фермы для крыш и перекрытий — Ферма Apex

Apex Truss проектирует и производит фермы крыши и перекрытий с 2000 года и оснащена новейшими технологиями проектирования и программным обеспечением от Mitek.Мы проектируем и производим фермы крыши и перекрытий, начиная от очень простых конструкций для доступного жилья и заканчивая очень креативными и сложными конструкциями для престижных и роскошных застроек. Мы предлагаем широкий выбор конструкций ферм – нажмите здесь , чтобы просмотреть некоторые варианты.

Наша команда тесно сотрудничает с архитекторами, проектировщиками зданий и подрядчиками, чтобы предоставить частичные или полные системы ферм крыши от стеновых панелей и выше. На сегодняшний день Apex Truss имеет богатый опыт в разработке систем стропильных ферм для жилых комплексов с различными региональными строителями домов, церквями и правительственными зданиями, и это лишь некоторые из них.

С самого начала Apex Truss проведет технико-экономическое обоснование для всех проектов ферм крыши и порекомендует наиболее подходящие методы для выполнения спецификации проекта в отношении технических требований, структурной целостности и эстетических требований. Это гарантирует, что клиенты получат выгоду от получения экономически эффективных решений, соответствующих цели, независимо от сложности проекта.

Используя новейшие технологии САПР, мы можем предложить клиентам виртуальный обзор проектов. Это чрезвычайно полезно, когда необходимо уделить внимание потенциальным проблемным областям или когда в сложных проектах необходимо применять определенные методы. Apex Truss также предоставляет рекомендации по установке кровельных ферм на месте, а также техническую поддержку на протяжении всего срока реализации всех проектов.

Проект начинается с консультации с вашим строителем или архитектором, определения спецификаций, отправки заказа в Apex Truss, который рассмотрит проект вместе с вами, внесения любых изменений с вашего согласия до тех пор, пока не будет утвержден окончательный проект.В этот момент задание передается в производство, заказ на резку выпускается, заказываются уплотнения, заказ обрабатывается в цеху, проверяется, упаковывается и отправляется грузовиком. Для подробного описания процесса заказа нажмите здесь

Чтобы начать работу над заказом, позвоните нам по телефону 804-313-2295 или воспользуйтесь нашей формой оценки и укажите все, что вам известно о работе — наш продавец, наиболее подходящий для этого проекта, свяжется с вами в ближайшее время. Щелкните здесь , чтобы отправить Apex Truss информацию о предварительном заказе или запросе.

Крыша — Как строятся дома

В этом доме используются фермы для каркаса крыши. Фермы представляют собой сборные треугольные деревянные конструкции, используемые для поддержки крыши. Альтернативой является создание каркаса крыши из 2×8 и 2×10. В наши дни фермы довольно распространены, потому что с точки зрения строителя они имеют пять больших преимуществ:

• Фермы невероятно прочны.
• Поскольку они строятся строго из более коротких бревен 2×4, они, как правило, намного дешевле, чем альтернатива.
• Вы можете изготовить по индивидуальному заказу практически любую форму, и это позволяет реализовать интересные функции, такие как соборные потолки, по низкой цене.
• С помощью фермы можно пролететь большое расстояние, и ферма передает весь вес на наружные стены. Таким образом, ни одна из внутренних стен не является «несущей», поэтому они могут перемещаться куда угодно и впоследствии легко перемещаться.
• Быстро поднимаются фермы!

С точки зрения домовладельца одним большим недостатком является отсутствие чердака. C’est la vie …

Фермы бывают нескольких стандартных конфигураций:

Фронтонные фермы используются на концах крыши (крайние фермы с обоих концов). Вертикальные части имеют 16 дюймов по центру, чтобы можно было прибить сайдинг. В нашем образце дома используется нестандартная ферма в основной части дома, которая выглядит следующим образом:

Левая сторона обеспечит соборный потолок над гостиной. Для парадного помещения используются ножничные фермы, а над гаражом — М-фермы.Фронтонные фермы используются на концах трех линий крыши.

Фермы сначала укладываются поверх стен либо вручную, либо с помощью крана.

Эти фермы поднялись примерно за четыре часа. Они на 24-дюймовых центрах.

Фермы крепятся к стенам небольшими металлическими пластинами.

После установки ферм крыша покрывается фанерой или ОСП, что придает крыше невероятную жесткость.

В этом доме есть две небольшие нестандартные крыши: крыша над крыльцом (см. следующий раздел) и крыша над проходом.

Каркас крыши без ферм довольно сложен. Углы, встречающиеся во всем, кроме самой простой крыши, становятся запутанными.

Типы сборных кровельных ферм

Почти четыре из пяти новых домов, построенных в Америке, используют изготовленные кровельные фермы для каркаса крыши. Сборные фермы заменяют стропила и потолочные балки, используемые в обычном каркасе. Использование ферм позволяет генеральному подрядчику строить дома с более сложной конструкцией крыши и потолка с большей скоростью и точностью.

Меньше квалифицированные плотники могут быть использованы для возведения ферм, в результате чего меньшие трудозатраты. Такая экономия средств должна снизить цену почти любой строящийся дом. Просить почти любой современный строитель, и они, вероятно, скажут вам, что сборные фермы намного лучше с точки зрения итоговой прибыли, чем обычные конструкции крыши.

Преимущества сборных ферм

Фермы охватывают большие расстояния и устраняют необходимость во внутренних несущих стенах.

Менее дорогостоящий, чем каркас стержневой крыши, потому что он сделан из более коротких отрезков 2 на 4, в отличие от более крупных элементов каркаса, требуемых для обычных стропил и потолочного каркаса.

Фермы

могут быть разработаны практически для любой комбинации потолка или крыши, необходимой в современных индивидуальных домах.

Фермы

спроектированы инженерами с учетом нагрузки на крышу и требований строительных норм.

Фермы обычно можно установить за один день, что сокращает время, в течение которого внутренняя часть нового дома подвергается воздействию внешних погодных условий.

Для возведения ферм можно привлечь менее опытных плотников, что еще больше снизит трудозатраты.

Обычная ферма для крыши

Обычная ферма узнаваема по треугольной форме и составляет основную часть любого нового комплекта ферм для дома. Обычные фермы состоят из семи основных частей;

Верхний пояс , к которому крепится обшивка крыши.

Нижний пояс , к которому крепится гипсокартон или другой готовый потолок.

Точка опоры , где общая ферма предназначена для опирания на наружные несущие стены.

Опоры перемычки используются для удержания верхнего пояса в надлежащем положении в промежуточных точках от пика до точки опоры.

Королевская стойка используется для поддержки козырька или верхней части общей фермы.

Металлические косынки используются везде, где опоры стенки и шкворня пересекают верхний и нижний пояс, а также в точке опоры.

Хвост фермы используется для создания карниза или выступа и обеспечивает способ крепления софита и фасции.

Другие типы кровельных ферм

Приподнятая пята Фермы выше в точке опоры и обеспечивают дополнительную изоляцию по внешнему краю здания.

Ножничные фермы обычно используются для формирования потолка собора.

Вальмовые фермы используются для каркаса вальмовая крыша и доступна в трех основных типах, конечная вальмовая ферма система, система вальмовой фермы, понижающая система вальмовой фермы и голландская тазобедренная стропильная система.

Балочные фермы используются для устранения необходимости в несущей стене и размещаются там, где пересекаются две линии крыши.

Фермы Mono представляют собой половину обычной фермы и обычно располагаются под углом девяносто градусов к балочной ферме.

Помещение на чердаке Фермы поставляются с нижним поясом, используемым в качестве балки перекрытия, и опорными перемычками, предназначенными для обрамления стен помещения.

Вальмовые фермы используются для формирования вальмовой или верблюжьей задней крыши в стиле амбара.

Полинезийские фермы используются для создания крыши в полинезийском стиле.

Тетива Фермы используются для формирования закругленной или бочкообразной крыши.

Tri Bearing , как следует из названия, имеет три точки опоры вместо обычных двух и используется на фермах большего размера.

Составные фермы — это фермы, которые устанавливаются друг на друга, когда одна ферма слишком велика для транспортировки по дорогам Америки.

Типы потолков в обычных кровельных фермах

В дополнение к большому количеству доступных кровельных ферм также возможно множество различных конфигураций потолка с современными фермами, включая, но не ограничиваясь ими.

1. Собор

2. Сводчатый

3. Свод-студия

4.