Home » Misc » Стропильная система крыши устройство конструкция и составные узлы

Стропильная система крыши устройство конструкция и составные узлы


виды и монтаж для разных форм скатных крыш

Хороший фундамент – еще не означает, что дом простоит «верой и правдой» на протяжении долгих лет. Еще одна крайне важная составляющая – надежная и качественная стропильная система для крыши. Давайте разберемся, как она устроена в случае скатной крыши, каких видов бывает и из каких элементов состоит.

Содержание материала:

[—ATOC—]

[—TAG:h3—]

Стропильные системы крыши

Содержание

  1. Какими должны быть стропила для крыш
  2. Главные конструкционные элементы стропил
  3. Виды стропильных систем разных типов крыш
  4. Висячие
  5. Наслонные
  6. Односкатные крыши
  7. Двускатные
  8. Вальмовые или четырехскатные
  9. Ломанная крыша
  10. Дополнительные элементы
  11. Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

Какими должны быть стропила для крыш

Вот несколько видов стропил, которые чаще всего используются в современном строительстве:

  • металлические сложно изменить, но этот материал долговечен;
  • деревянные просты в использовании и изменении, но требуют дополнительной обработки;
  • деревянные двутавровые балки (сделаны из бруса и ОСП) отличаются ровностью при максимальной длине до 12 метров, но стоимость выше обычной системы из дерева;
  • железобетонные не поддаются изменениям вообще, но их выделяет длительный срок службы;
  • смешанные или комбинированные системы.

Каждый из них обладает своими плюсами и минусами, которые включают в себя прочность, цену, легкость монтажа, возможность небольших изменений, связанных, к примеру, с несоответствующими размерами, взаимодействие с окружающей средой. В данном материале пойдет речь о самом популярном материале для изготовления стропил — дерево. выделим основные задачи, которые ставятся перед конструкциями данного вида.

Первое, и самое главное – прочность каждого элемента. Крыша не должна деформироваться или сдвигаться. Основа конструкции стропил – треугольник. Именно в виде треугольника делают фермы (рамы), крепящиеся параллельно. Неподвижные и жесткие, они «возглавляют» всю конструкцию.

Малая масса. Тяжелая крыша – это крайне плохо. Поэтому большинство элементов производят из дерева. Если же вес кровельной системы большой, то его усиливают металлическим каркасом. Основа – хвойные породы дерева небольшой влажности.

Каким требованиям должно отвечать дерево:

  • 1-3 сорта. Без сколов, сучков и трещин.
  • Элементы из дерева не должны быть менее 5 см. по толщине, и с площадью до 45 кв. см.
  • Максимальная длина бруса из дерева хвойной породы не должна превышать 5-6 м.
  • Мауэрлат и прогоны изготавливаются исключительно из твердых пород дерева.

Главные конструкционные элементы стропил

Любой хозяин, планирующий возведение стропильной системы, обязан быть в курсе, из чего она состоит.

  1. Мауэрлат. Основа всей конструкции. С помощью этого элемента устанавливается правильная нагрузка на все несущие элементы дома.
  2. Стропильная нога. Задет наклон скату, придает крыше привлекательный вид, надежно закрепляет конструктивные части системы.
  3. Затяжка. Не позволяет «расходиться» ногам. Крепко удерживает их в нижней части.
  4. Прогон. Крепит стропильные ноги в верхней части системы (коньковый прогон) и по бокам (боковой прогон).
  5. Обрешетка. Монтируется строго перпендикулярно относительно балок. Изготавливается из обрезанного бруса или досок.
  6. Стойки/подкосы. «Добавляют» ногам еще больше стойкости.
  7. Свес. Защищает основные конструкции здания от различных природных осадков.
  8. Конек. Место, в котором закрепляются скаты.
  9. Кобылки. Создают свес. Необходимы в случае, когда стропила не имеют необходимой длины.
Детали стропильных систем на примере двускатной крыши, которые можно использовать для различных конструкций крыши

Давайте разберемся с таким составным элементов стропильной системы, как ферма. Ее делают плоской, и, помимо растяжки, в нее включаются раскосы и сами балки. Закрепляются все эти детали таким образом, чтобы нагрузка на главные конструкции шла вертикально.

В случае, когда пролет довольно большой, то ферма делается из нескольких составляющих. Нижняя часть фермы – потолок чердака. Точное число ферм определяется после серьезных расчетов на каждом конкретном объекте.

Виды стропильных систем разных типов крыш

Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.

Висячие

Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами – до 5 м., без внутренних перегородок. Нижняя опора – мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания.

Конструкция крыши висячего типа

Балки висячих стропил расположены внизу – они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.

Важные дополнения:

  • Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант – кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.
  • Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение – использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть. Но, еще более «продвинутый» вариант – «мощные» крепежные винты.
  • На верху крыши обязательно нужно закрепить ветровую доску (должна идти от самого мауэрлата до верха конька). Угол организовывается от мансарды. Нужно это для создания максимально прочной крыши, стойкой к ветровым нагрузкам.

Наслонные

Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу – на мауэрлат.

Наслонная стропильная система

Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки.  В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.

Особенности:

  • Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
  • Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
  • Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
  • Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
  • Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
  • Качественная вентиляция – залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
  • В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна хорошая гидроизоляция.

В зависимости от выбранной застройщиком формы крыши, ее каркас также будет различным. Предлагаем изучить различные варианты для наиболее популярных верхних конструкций дома.

Односкатные крыши

Изготавливаются под углом 13-25 градусов, такие крыши имеют наиболее простые (в плане изготовления и монтажа) стропила. В случае небольшого здания с пролетами до 5 м. применяется наслонная система. В случае, когда пролеты больше 5 м – дополнительно применяют фермы.

Двускатные

Тоже довольно простой вариант. Особенно, когда под такой крышей оборудуется чердак или мансардный этаж. Углы наклона – 15-63 градуса. Если капитальные перегородки расположены на расстоянии до 6 м. (относительно друг друга) – монтируют висячие стропила. Для ходовых размеров дома 6х6 или 9х9 метров рекомендуем использовать следующие схемы устройства крыши.

Рекомендуемая схема монтажа стропильной системы висячего типа для двускатной крыши

Увеличивая размеры дома, необходимо видоизменять (усиливать) конструкцию. В таких случаях необходимо использовать наслонную технологию.

Варианты двускатной крыши для пролетов более 10 метров: применение наслонной стропильной системы

Вальмовые или четырехскатные

Правила устройства стропильной системы вальмовой крыши

С углами наклона 20-60 градусов, и пролетами не более 13 м. Обязательное условие – внутренние усиливающие элементы. Для крыш такого типа используются фермы, или же монтируются стропила для крыш наслонного вида.

Ломанная крыша

Монтаж стропил ломанной крыши

В нижней своей части может обладать наклоном до 60 градусов, в верхней – пологая. Ввиду этой особенности мансардная площадь становится несколько больше. Используются такие же типы стропил, как и в варианте с четырехскатными крышами. Но, рекомендуется применять фермы.

Дополнительные элементы

Для создания максимально прочной крыши, каждая составная часть конструкции должна очень прочно соединяться с каркасом и остальными элементами. При этом крайне важно учитывать силу ветра и направление возможных механических нагрузок.

Более того, стоит обращать внимание еще и на древесину. Она может растрескаться из-за пересыхания. Поэтому важно создать такую конструкцию, в которой каждый элемент будет «работать» максимально слаженно.

Раньше все конструкционные элементы стропил закреплялись врубками. Но, это было не слишком «дешевое и экономичное удовольствие», так как необходимо брать деревянные элементы большого сечения.

Способы крепления стропил к мауэрлату и коньковому прогону

Так, сегодня для крепежа используются не врубки, а специальные болты и нагели:

Накладки из металла с атникоррозийным покрытием – еще один вариант крепежей. Они монтируются на элементы системы с помощью зубчатых пластин или гвоздей. Преимущества таких креплений следующие:

  1. Небольшой расход на одну единицу древесины.
  2. Простота монтажа.
  3. Высокая скорость закрепления.
Перфорированные элементы крепления: углы, пластины, опора бруса

Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

Схема установки стропильной системы в случае двускатной крыши

I – мауэрлат, II – стропильная нога, III – перекрытие.

Использовать узкие стропильные ноги – «прямой путь» к провисанию системы в будущем. Чтобы не допустить этого, нужно применить специальную решетку – укрепление, в которую входят подкосы, стойки и ригеля. Чтобы создать ее, нужно взять древесину толщиной 2,2 и шириной 15 см., или использовать пластины из дерева диаметром минимум 13 см.

Стропила крыши – несущая конструкция скатов. Она состоит из элементов, которые можно соединять между собой ригелями, распорками, стойками и т.п. Материал для опорных балок, помимо наиболее распространенного – древесины, может быть любым – металлом, железобетоном или же смешанным.

Таблица для расчета стропильной системы в зависимости от расстояния между собой и длины

Древесина (брус) должна иметь сечение от 40 на 150 до 100 на 250 мм. Зависит эта цифра от удаленности ног одна от другой, и числа осадочных нагрузок для конкретной области (расчет проводится отдельно).

Доска не должна иметь более 5 см в поперечном сечении. Ширина прямо пропорциональна длине. К примеру, если ваша доска 5 м в длину, то ее ширина не должна быть менее 13 см. Немаловажен и основной материал обрешетки крыши. При его выборе стоит уделить внимание наличию сучков, сколов и трещин. Если найти максимально ровные бруски дерева не получается, то максимальная длина сучков не должна быть более 1/3 толщины древесины.

Последний шаг монтажа стропил для крыши – надежное закрепление каждого элемента. Скобы и металлические углы – самые оптимальные элементы для этих целей. Но, в современном строительстве все чаще стали использовать болты.

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

Содержание:

Коротко о понятии двускатной крыши
Узлы конструкции крыш с двумя скатами
- Мауэрлат
- Стропильная нога
- Лежень
- Затяжка
- Стойки
- Подкосы
- Обрешетка
- Конек крыши
- Свес кровли
- Кобылки
Разновидности устройства стропильных систем
Висячая стропильная система
Особенности крепления узлов висячих стропил
Наслонная стропильная система двухскатной крыши
Правила установки стропил наслонного типа

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


Коротко о понятии двускатной крыши

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

Узлы конструкции крыш с двумя скатами

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

Мауэрлат

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


Стропильная нога

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

Лежень

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

Затяжка

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

Стойки

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

Подкосы

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

Обрешетка

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


Конек крыши

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

Свес кровли

Является элементом, выходящим за стены приблизительно на 40 см, он предотвращает намокание стен от дождя.

Кобылки

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

Разновидности устройства стропильных систем

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


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

Висячая стропильная система

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


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

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

Особенности крепления узлов висячих стропил

Далее следует трехшарнирная треугольная арка с усиленной бабкой или подвеской. Такую разновидность использовали давным-давно, при строительстве огромных помещений промышленного или сельскохозяйственного назначения, имеющих пролеты свыше шести метров. Она не подходит для сооружения частных домов. В основе ее лежит то, что масса затяжки приходится на конек.

Данные узлы скрепляются между собой и хомутом подвески методом косого или прямого прируба. В качестве крепежных элементов применяются болты. Подвеску из дерева называют бабкой, а из стали – тяжом. Данный элемент свисает с узла конька. Затяжку закрепляют к ее низу через накладки из дерева. В качестве переходников используются хомуты, дающие возможность изменять прогиб затяжки в случае ее провисания.

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


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

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

Наслонная стропильная система двухскатной крыши

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

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


Их установку можно осуществлять одним из трех вариантов:

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

Правила установки стропил наслонного типа

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

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


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

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

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

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

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



Стропильная система - устройство, конструкция и комплектующие

Чтобы перестроенный дом служил долгие годы, был прочным и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, принимающая на себя все превратности погоды. И она должна выдерживать нагрузки в виде порывов ветра, сильных снегопадов и проливных дождей. Давайте поговорим о том, как это работает и как построить эту систему.

Содержимое:

  1. Требования к стропильной системе
  2. Основные части конструкции стропильной системы
  3. Формы крыш и кровельных систем
  4. Виды стропильных систем - чем они отличаются между собой
  5. Соединительные элементы
  6. Видео: Стропильная система крыши, что нужно знать для правильного проектирования

Требования к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего каждая деталь системы, а также узлы должны быть жесткими, не деформироваться ни под действием перерезывающей силы, ни под давлением. В основе всей конструкции лежит треугольник. Именно такую ​​форму рамы (фермы) закрепляют параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает кровле необходимую устойчивость. А вот если ферма оказалась мобильной, не далеко до беды. Такая неполноценная крыша может сама рухнуть, а стены рухнуть.

Легкий вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому стропильная система обычно выполняется из дерева. Если вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или взять хвойное, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы крыши будут прочными и крепкими.

Материал высокого качества

Дерево для стропил должно быть следующим:

  • Древесина берется 1 - 3 сорта. Трещины и сучки должны быть сведены к минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины не допускаются на всю глубину, до половины длины доски.
  • Несущие элементы выполнены из деревянных деталей толщиной 5 см, площадью 40 см 2 .
  • Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные - до 4,5 м.
  • Прогоны, подушки и мауэрлат изготавливаются из твердых пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Основные части конструкции стропильной системы

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

№1. Мауэрлат – это основа всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

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

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

#4. Затяжка – не дает разойтись стропильным ногам, соединяя их снизу.

#5. Стойки и подкосы - придают стропильным ногам дополнительную устойчивость. Они упираются в лежащую (лежащую ниже параллельно хребту).

#6. Обрешетка - Набивается перпендикулярно стропилам и представляет собой распил брусков или досок. Он предназначен для передачи всей нагрузки от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши - Это место соединения двух скатов крыши. По коньку набивается сплошная обрешетка для усиления этой части крыши.

#8. Кобылы – используются для создания свеса в случае, если длины стропильных ног недостаточно.

#9. Карниз – это элемент, предназначенный для защиты от чрезмерных осадков на стенах.

Теперь рассмотрим сложный объект, такой как стропильная ферма. Он имеет плоскую форму, и в него входят, кроме стропил, раскосы, стойки и раскосы. Их располагают так, чтобы нагрузка на стены внутри дома не возникала. Опорами являются только внешние его стены, а нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетным путем. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких частей. На чердаке перекрытием служит нижний пояс фермы.


Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме того, в некоторых случаях используются фермы из бетона и металла.

Формы крыш и стропильные системы

Односкатная крыша.

Простейшее устройство стропильной системы имеет крышу с одним скатом, которая наклонена под углом от 14 до 26°. Если дом небольшой, а его пролет не превышает 5 м, то требуется система стропильного типа. Он опирается на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). При пролете более 5 м нужно использовать стропильные фермы.


Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами тоже несложная, под ней чердак или мансарда. Его уклон составляет от 14 до 60°. Если наружные стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Стропила крыши необходимо использовать при большом пролете и наличии внутренних опор.


Устройство висячих и наслонных стропил двухскатной крыши.

  • Подробнее об этом в материале: Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Его уклон составляет от 20 до 60°, а пролет может быть до 12 м. При этом должны быть внутренние опоры. Передних стен в этом случае нет, что позволяет экономить материалы. Однако монтаж такой крыши сложнее, чем двускатной. Для такой конструкции крыши стропильные системы делают либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.


Особенности устройства четырехскатной крыши.

Ломаная крыша

Крыша ломаная, или чердачная, внизу может иметь уклон до 60°. Но выше он обычно более пологий. За счет этого увеличивается площадь мансарды. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно использовать наслонную стропильную систему. Тем не менее, фермы предпочтительнее.


Сломанное устройство крыши.

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

Виды стропильных систем - чем они отличаются между собой

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

Система с висячими стропилами

Хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а внутри нет стен. Внизу стропила опираются на мауэрлат, а вверху – друг на друга. Также существует затяжка, уменьшающая подкос стропил на стенах дома. Затяжки из бруса размещают в самом низу стропильных ног – они одновременно служат балками перекрытия. Кстати, роль затяжки может выполнять и перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона. Если затяжка делается выше, она уже называется перекладиной. При пролете между наружными стенами более 6 м необходимо использовать опорные подкосы и раскосы для поддержания стропильных ног. При этом длина нижней части стропил, т.е. части после опоры, длинной, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

  • Не стоит опирать свес крыши на низ выдернутых из стены стропил. Подпирать такие стропильные системы кровли кобылкой намного лучше (при этом ширина свеса до метра). И тогда нога будет всей плоскостью упираться в мауэрлат. Сечение кобылки обычно меньше сечения стропильных ног.
  • На склоне нужно прибить ветровую доску, от конька до мауэрлата. Уклон делается со стороны чердака. Это необходимо для того, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
  • Если влажность деревянного стропильного материала более 18%, приготовьтесь к тому, что стропильная система после высыхания древесины может стать неустойчивой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами - при необходимости их можно подтянуть что-то происходит. А еще лучше использовать шурупы или грубые гвозди.

Стропильные системы

Подходят для крыш с пролетом от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон, внизу – мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежачей), либо стойками. Так как нагрузки только вертикальные, затягивать не нужно.

При большом пролете (до 16 м) можно заменить прогон конька на два боковых, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не прогибались, нужны раскосы и ригели. Если делается мансарда, в качестве опоры для возводимого пилона может использоваться стена высотой от 1 до 1,5 м. Ну или использовать ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что нужно обратить особое внимание:

  • Каждый из элементов этой системы не должен иметь толщину менее 5 см.
  • Гладкая, рваная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не будут гнить и не будут так подвержены грибку.
  • Добавление дополнительных узлов «от лампы» в расчетную систему стропил запрещено. В противном случае нагрузка может оказаться не там, где она нужна.
  • Мауэрлат (его подошва) должен лежать строго горизонтально относительно стен. Необходима горизонтальная и поверхностная стыковка мауэрлата со стропильной ногой. В противном случае опора может опрокинуться.
  • Стойки и распорки у них максимально симметричны.
  • Чтобы стропила не промокли и не гнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в кровле мансарды предусмотрены зазоры, а в кровле мансарды воздух.
  • В местах соединения стропил с кладкой необходима гидроизоляция. В противном случае конденсат погубит дерево.
  • Не имея опоры или подкоса, стропильная нога делается длиной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша была надежной, необходимо правильно соединить узлы стропильной системы. Необходимо учитывать направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). Также важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усыхания, следя за тем, чтобы узлы стропильной системы не переставали работать исправно.

Раньше все детали стропильной системы скреплялись между собой врубками. Он надежен, но не слишком экономичен. Ведь для этого необходимо, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, что позволяло бы безопасно делать врубки, ослабляющие деревянные элементы.

Поэтому в настоящее время узлы стропил скрепляют не врубками, а шпильками и болтами.


Способы крепления стропильных ног.

Распространено использование перфорированных стальных пластин с антикоррозионным покрытием. Закрепите вагонку гвоздями или пластинами с утопленными в дерево зубьями. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Подкладки снижают расход древесины на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при распиловке;
  • их может смонтировать мастер с не очень большим опытом;
  • исправляются очень быстро.


Перфорированные пластины для крепления стропил.

Напоследок можно посмотреть полезное видео, в котором рассказывается обо всех самых важных моментах проектирования стропильной системы крыши.

Материал подготовлен авторами проекта techno.expertexpro.com/ru/

Видео: Система стропильных ферм, что нужно знать для правильного проектирования

Стропильные фермы - Ассоциация строительных компонентов

Преимущества стропильных ферм

  • Конструкции можно оградить быстрее, если, экономия времени на рабочем месте и, возможно, предотвращение задержек, связанных с погодными условиями.
  • Наружные стены и множество крыш можно возводить без размещения внутренних несущих перегородок, создавая одно большое открытое жилое пространство.
  • Эта открытость позволяет отделывать целые потолки и стены гипсокартонными листами длиной до 1 фута, установленными в неразрезанном виде. Черновой и чистовой пол можно укладывать по всей площади. Исключается обрезка и подгонка вокруг перегородок.
  • Способность ферм иметь большие чистые пролеты обеспечивает полную гибкость использования внутреннего пространства в соответствии с более прогрессивным подходом к проектированию зданий. Перегородки под сплошными пролетными фермами можно перемещать без нарушения конструктивной целостности здания.
  • Предварительно спроектированная конструкция стропильных ферм устраняет догадки, обеспечивает более однородный внешний вид крыши и ускоряет процесс строительства.
  • Уменьшается количество отходов из-за ошибок при резке в традиционной конструкции каркасной крыши.
  • Воровство на строительной площадке уменьшается, потому что спроектированные фермы, как правило, нелегко использовать в других проектах.
  • Для установки ферм можно использовать менее дорогие столярные работы, что снижает трудозатраты.
  • Фермы снижают вероятность задержек из-за нехватки материалов, поскольку каркас крыши поставляется в одном пакете материалов.
  • Фермы, изготовленные из сухих пиломатериалов, не деформируются и не скручиваются, создавая каркасную систему, которую легко правильно разместить и обшить.
  • За счет исключения внутренних несущих стен фермы также экономят стоимость внутренних фундаментных стен, верхних плит внутренних перегородок и перемычек.

Элементы, из которых состоит ферма крыши

Несущая конструкция

Несущая конструкция, обычно балка или стена, спроектированная проектировщиком здания для переноса реактивных нагрузок фермы на фундамент.

Для каждой фермы требуется как минимум две опоры или точки, на которые передаются нагрузки. Как правило, это стена или панель из деревянного каркаса 2x4 или 2x6 в жилом строительстве, но также может быть легкая стальная стена или блочная стена в коммерческих или промышленных целях. Точно так же опорами могут быть балки, ригели, перемычки или стойки, изготовленные из любого из вышеупомянутых материалов. В любом случае подшипник должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки, передаваемые от ферм выше. Если несущий материал недостаточно прочен, может произойти разрушение фермы при расчетных нагрузках. Это приводит к проблемам с эксплуатацией, таким как растрескивание гипсокартона и провалы в потолках выше и ниже этажей. В крайних случаях может произойти сбой, хотя и редко.

Другие фермы также могут использоваться для поддержки соседних ферм, соединенных под определенным углом, обычно 90 градусов, с помощью металлической соединительной балки или подвески фермы. В некоторых случаях при очень легких нагрузках фермы могут быть скреплены гвоздями, чтобы служить опорой. Несущая ферма, которая поддерживает другие фермы, известна как балочная ферма. Подшипник, поддерживающий балочную ферму, скорее всего, пострадает от упомянутых выше эффектов дробления. На стороне фермы, где она соединяется со стеной, могут быть сделаны улучшения, известные как усилители подшипника или сжимающие блоки, чтобы лучше передавать нагрузки балки на большую площадь поверхности подшипника.

Дополнительные подшипники могут быть спроектированы во внутренней области, чтобы помочь поддерживать средний пролет фермы, уменьшая реакцию нагрузки на внешний подшипник и потенциально уменьшая количество пиломатериалов и размер металлических соединительных пластин, необходимых для создания фермы. Эти опоры должны поддерживаться соответствующей опорной конструкцией вниз через стену к любым системам пола ниже и в систему фундамента конструкции.

Знание ширины опоры имеет решающее значение для проектирования фермы, чтобы обеспечить соответствие ферм ожиданиям в процессе строительства. Примером этого является разрез сиденья фермы ножницами. Если размер опоры отличается от конструкции фермы, область потолка может быть затронута в том месте, где она соприкасается со стеной, и потребуются модификации при установке гипсокартона или других отделочных материалов.

Обычно фермы временно прикрепляются к опоре с помощью гвоздей и постоянно с помощью металлического соединителя, предназначенного для учета подъемной и боковой нагрузки.

Нижний пояс

Наклонный или горизонтальный элемент, образующий основание фермы, обычно воспринимающий комбинированные напряжения растяжения и изгиба.

Нижний пояс является одним из трех ключевых компонентов любой фермы. В дополнение к верхнему поясу и стенкам нижний пояс используется для передачи усилий на подшипники фермы. Нижний пояс обычно несет комбинированные напряжения растяжения и изгиба. Для традиционно расположенных ферм нижний пояс вырезается из пиломатериалов размером 2x4 или 2x6, но также может быть вырезан из материала 2x8, 2x10, 2x12 и даже LVL для ферм крыши. Факторы, определяющие размер нижнего пояса, включают межосевое расстояние, постоянные нагрузки, приложенные к ферме, пролет и наличие какого-либо шага, приложенного к нижнему поясу. Примером этого является сводчатый потолок, обрамленный ножничными фермами. В некоторых случаях временная нагрузка может быть приложена к нижнему поясу либо в целях хранения, либо в случае движения внутри фермы, как в случае чердачной фермы.

В фермах перекрытий обычно используется материал 2x4 или 2x3, при котором более широкая часть доски опирается на подшипник, или так называемая конфигурация 4x2. Ориентация материала пояса в виде 4x2 создает очень устойчивую ферму, которая позволяет монтажникам легко проходить через элементы, не наклоняя ферму при установке дополнительных элементов или обшивки настила пола.

При использовании стандартных пяток стропильных ферм нижний пояс обрезается на каждом конце под углом, соответствующим уклону крыши стропильной фермы. Это создает дополнительную площадь поверхности для передачи сил между двумя элементами и позволяет соединять их вместе, создавая прочное и упругое соединение. На самой внешней части нижнего пояса делается небольшой вертикальный разрез, известный как стыковой разрез, чтобы дать ферме начальную и конечную точки, которые можно совместить с опорами внизу. Стыковой разрез обычно составляет ¼ дюйма на стандартных фермах с пяткой, но может быть увеличен для более высокой пятки. В сочетании с ползунком или сложенным поясом можно создать приподнятую пятку, иногда известную как энергетическая пятка, для поднятия профиля крыши и увеличения количества изоляции и вентиляции над опорой конструкции.

Нижний пояс пересекается с верхним поясом и стержнями в различных точках по всей ферме, создавая соединение, защищенное металлическими соединительными пластинами. Нижний пояс может состоять из нескольких кусков пиломатериала, закрепленных металлической пластиной, известной как соединение, либо в стыке, либо в средней панели. В то время как подавляющее большинство ферм будет иметь нижние пояса одной и той же породы и сорта, в точках стыковки возможны изменения как породы, так и сорта пиломатериалов. Это чаще всего наблюдается в чердачных фермах, где нижний пояс увеличивается в жилом пространстве и прикладываются дополнительные нагрузки, а затем уменьшаются рядом с опорами для снижения затрат.

Консоль

Часть фермы, выходящая за пределы ее опоры, за исключением выступа.

Консоль представляет собой часть фермы, выступающую над ее опорой, позволяющую как нижнему, так и верхнему поясам работать за пределами опор. Обычно в консольных фермах предусмотрены специальные условия лямки, чтобы обеспечить правильную передачу нагрузок по всей ферме на подшипники. Консоли могут составлять до одной трети общего пролета фермы.

Консоль обычно применяется на крыльце, где в противном случае можно использовать опору стойки и балки. Специалисты по фермам, которые включают консоль в свои конструкции ферм, могут значительно сэкономить проектные затраты с минимальными изменениями в конструкции фермы. Консоль также можно использовать вместо выступа, создающего высоту внутри фермы над подшипником, подобно энергетической пятке. Когда этот метод используется для свесов, следует учитывать особенности нижней фасции, а производственные допуски значительно уменьшаются в зависимости от отклонений фермы и свеса.

Непрерывная боковая распорка

Линия непрерывных конструктивных элементов к поясу или переборке фермы для уменьшения неподдерживаемой в поперечном направлении длины элемента фермы. CLR должен быть надлежащим образом закреплен, чтобы предотвратить одновременную боковую деформацию и/или коробление ряда элементов фермы, к которым он прикреплен, из-за боковых нагрузок и/или накопления изгибающих усилий внутри элементов фермы.

Непрерывный поперечный раскос, часто называемый непрерывным поперечным ограничителем (CLR), выступает в качестве элемента жесткости стенки или пояса при сжатии и крепится в полевых условиях бригадой по установке фермы. Чертеж конструкции фермы будет обозначать, для каких полотен требуется применение CLR в поле, с прямоугольником, перечеркнутым знаком «X», или прямоугольником, который полностью зачернен. Нотация добавляется либо на полпути в сети, если требуется только одна, либо в трети на веб-члене, если требуются две среды CLR.

CLR используются в качестве экономичной альтернативы увеличению размера стенок или поясов и/или увеличению видов или сортов пиломатериалов по сравнению с более дорогими альтернативами. В некоторых случаях программное обеспечение для проектирования ферм не допускает конкретной конфигурации сети без использования одной или двух CLR.

Целью CLR является предотвращение деформации и/или коробления элемента стенки и ряда элементов фермы, к которым он прикреплен. Подумайте о том, чтобы надавить на критерий сверху. Кланяется то в одну, то в другую сторону. Когда он удерживается или удерживается в средней точке, требуется гораздо больше усилий, чтобы добиться какого-либо изгиба критерия. Это функция, которую CLR играет на аккорде или элементе сети. Испытания показали, что когда на ферму воздействуют экстремальные нагрузки, она начинает выгибаться из вертикальной (отвесной) плоскости, в которой она ориентирована, почти в форме буквы «S». CLR помогают передавать эти экстремальные нагрузки на соседние фермы, чтобы предотвратить разрушение фермы.

Существуют альтернативы CLR для случаев, когда CLR просто не работает. Например, если ряд ферм в последовательной компоновке имеет разные конфигурации перемычек, применение CLR может быть затруднено. В этом случае можно использовать Т-образную скобу, которая представляет собой элемент аналогичного размера, прикрепленный перпендикулярно к перемычке (например, буква «Т») по длине перемычки, используя тот же вид и сорт, что и элемент перемычки. Точно так же L-образная скоба может применяться так же, как T-образная скоба, в случаях, когда T-образная скоба может проникать в потолок или плоскость стены. Примерами этого являются торцевые фермы или фермы, примыкающие к ряду ножничных ферм. Обратитесь к BCSI за дополнительными альтернативами CLR и правильной установкой всех методов усиления.

Установщики ферм иногда спрашивают, какие раскосы требуются при установке ферм, ссылаясь на CLR из проектных чертежей ферм (TDD). Хотя CLR специально указаны на TDD, они не являются единственной распоркой, необходимой для правильной установки фермы. Временные и постоянные крепления необходимы как во время, так и после установки. На самом деле средам CLR требуется дополнительная защита, чтобы эффективно выполнять свою работу. См. BCSI в качестве справочного материала по всем необходимым креплениям во время и после установки фермы, включая крепления CLR. Если у вас есть какие-либо вопросы о необходимых CLR для конкретного приложения фермы, обратитесь к техническому специалисту по ферме проекта или к продавцу.

Пятка

Точка на ферме, где пересекаются верхний и нижний пояса.

Пятка фермы обычно находится на конце фермы, как правило, над внешней опорой. Он состоит из стыкового разреза минимум на ¼ дюйма и высоты верхнего пояса, измеренной по вертикали или отвесу. Это известно как применение «стандартного каблука», размеры которого варьируются в зависимости от материала верхнего пояса и шага фермы. Чем больше шаг и шире используемый материал, тем выше стандартный каблук.

Приподнятая пятка увеличивает плоскость крыши над внешними несущими стенами, чтобы увеличить способность к вентиляции и изоляции. Это состояние часто называют «энергетической пяткой», и, хотя для энергетической пятки не существует стандартных измерений, обычно считается применимым все, что превышает 9 дюймов. Часто фермы с приподнятой пяткой требуют блокировки друг друга для обеспечения сдвига. Хотя можно использовать блокировку из цельного дерева, это возможность для блокировки фермы с плоским верхом, что способствует использованию компонентов.

Существует несколько способов увеличения высоты каблука. Вырез встык можно увеличить от ¼” до полной ширины нижнего поясного элемента. Кроме того, «ползунок», примыкающий к верхнему поясу или нижнему поясу, может еще больше увеличить высоту пятки, и, в конечном счете, «вертикальная стенка» любой длины, усиленная элементом стенки, может соответствовать любой высоте, необходимой в соответствии с проектными спецификациями. В качестве альтернативы ползуну вдоль верхнего или нижнего пояса, проходящего по всей длине первой панели, можно использовать армирующую сетку.

С архитектурной точки зрения пята имеет большое значение для общего дизайна здания, но часто не определяется конкретно в строительных документах и ​​может вызвать путаницу у различных специалистов по проектированию, включая специалистов по фермам. Если пятка не указана в строительной документации, специалист по фермам должен масштабировать высоту пяты на разрезе, что может быть меньше, чем желательно для точности. Пятка определяет плоскость, на которой устанавливается крыша, и, если она спроектирована неправильно, может иметь серьезные последствия для крыши и ее взаимодействия с остальной конструкцией. Примером этого является пятка фермы на первом этаже, которая соединяется с крышей второго этажа.

Общая высота

Расстояние по вертикали между опорой и самой верхней точкой козырька.

Общая высота фермы зависит от четырех переменных: пролета, шага, крена и типа фермы. Чем больше пролет, шаг и крен, тем выше будет ферма. Тип фермы определяет, где происходят какие-либо разрывы шага, изменяя направление верхнего пояса. Высота фермы измеряется по вертикали между самой верхней точкой пика и опорой. Высота фермы влияет на общую высоту здания, которая представляет собой сумму высоты фермы с обшивкой, высотой стен и напольными контейнерами под ними. В обычной ферме пик будет располагаться в центре фермы. В моноферме пик будет на одном конце фермы. Чтобы лучше понять широкий спектр типов ферм, обратитесь к веб-странице конфигураций ферм.

Возможности производства отдельных компонентов определяют максимальную общую высоту, которую можно изготовить в этом месте. В тех случаях, когда проектные требования требуют, чтобы общая высота фермы превышала возможности производства или доставки, можно использовать составную или сдвоенную ферму, где ферма разделена на две разные фермы, уложенные друг на друга во время установки с особыми соображениями по креплению.

Габаритную высоту не следует путать с транспортной высотой. Транспортировочная высота учитывает любой выступ, который может выступать за опору фермы. Транспортировочная высота важна при определении того, как фермы будут помещаться на прицепе в процессе доставки, а также если и когда следует принимать во внимание избыточную ширину. Как правило, как общая высота, так и транспортировочная высота должны быть указаны на чертежах конструкции отдельных ферм (TDD). Для получения дополнительной информации о том, как читать TDD, посетите соответствующий исследовательский отчет SBCA.

Свес

Выступ верхнего пояса фермы за пределы несущей опоры.

Свес — это часть фермы, выступающая за внешнюю опору конструкции и образующая карниз здания. Длина свеса может варьироваться от 6 дюймов до 36 дюймов в некоторых случаях. Конечно, возможны и более длинные свесы, но для этого может потребоваться какая-то поддержка в виде структурной бордюрной доски или балки для поддержки свеса. Для скатной крыши свес зависит от наклона верхнего пояса и в сценариях с более длинным свесом может создавать конфликты с высотой перемычек для окон и дверей.

Материал выступа обычно такой же, как и материал верхнего пояса, поскольку обычно это тот же элемент, только удлиненный. Некоторые специалисты по фермам создают стыковое соединение рядом с опорой, чтобы отделить материал свеса от верхнего пояса методом экономии средств или для удовлетворения конкретных архитектурных требований в строительной документации. Особое внимание следует уделить тем случаям, когда свес фермы будет открыт после возведения конструкции. Элементы свеса должны быть отбракованы по внешнему виду, и рекомендуется принять меры предосторожности для защиты свесов ферм, перевозимых в ненастную погоду, для защиты от грязи, дорожной грязи и других опасностей.

Большинство производителей компонентов изготавливают и отгружают свесы в соответствии с требованиями полной ширины, ожидая, что установщики ферм подрежут их под лицевую панель, чтобы создать ровный, равномерный свес с эффектным внешним видом. Обрезка свеса устраняет небольшие, но очевидные визуальные несоответствия, вызванные множеством факторов: тем, как ферма была установлена ​​на подшипники, как она была изготовлена, как расположен подшипник или любой их комбинацией. Примером этого является ферма с вылетом 24 дюйма, которая будет обрезана до 22 ½ дюйма в полевых условиях с 2-кратной нижней панелью, чтобы закончить до полных 24 дюймов в соответствии со строительной документацией. В качестве альтернативы, некоторые производители компонентов уменьшат выступы на 1-1/2 дюйма, ожидая, что в полевых условиях будет применен 2-кратный подфасциальный элемент. Это довольно распространено, когда свес на самом деле представляет собой консоль, и любая модификация фермы может поставить под угрозу целостность пяточного соединения.

Большинство свесов обрезаются и изготавливаются по отвесу Обрезка, при которой конец свеса обрезается с вертикальной ориентацией. В дополнение к отвесному срезу свесы могут иметь квадратный срез, горизонтальный срез или двойной срез. Свес квадратного сечения обрезается под прямым углом к ​​элементу 2x, типичному для того, как выглядел бы неизмененный элемент стропила, если бы он использовался, опираясь на опору с определенным шагом. Горизонтальный выступ среза срезается на уровне или параллельно опоре. Двойной разрез использует как отвесный разрез, так и горизонтальный разрез, чтобы свести к минимуму линию фасции. Это отличный способ уменьшить внешний вид фасции на негабаритном верхнем элементе хорды. Например, балочная ферма с верхним поясом 2x8 и свесом может быть разрезана вдвое, чтобы соответствовать соседним фермам верхнего пояса 2x4.

Выступы также могут включать возврат софита, обеспечивающий поддержку определенных типов софита. Это горизонтальный элемент, который покрыт металлом до конца выступа, который возвращается обратно к опоре, но обрезается так, чтобы не мешать обшивке стены или другим частям опоры во время установки.

Свесы представляют собой важный архитектурный элемент конструкции, а конструкция ферм относительно свесов имеет большое значение для внешней отделки.

Длина панели и точка панели

Длина панели: горизонтальное расстояние между центральными линиями двух последовательных точек панели вдоль верхнего или нижнего пояса.

Точка панели: место на ферме, где элементы стенки и верхний или нижний пояс пересекаются и соединяются металлическими соединительными пластинами.

Фермы состоят из ряда панелей или расстояния по горизонтали между центральными линиями двух последовательных точек панели вдоль верхнего или нижнего пояса. Панели необходимы для триангуляции фермы, что позволяет передавать силы через элементы фермы и, в конечном итоге, на подшипники.

Длина панели определяется специалистом по фермам и обычно определяет размер материала, используемого для верхнего или нижнего пояса. Чем больше длина панели, тем более вероятно, что специалист по фермам будет использовать материал большей ширины. Основная задача специалиста по фермам состоит в том, чтобы спроектировать наиболее эффективную ферму при соблюдении условий нагрузки и проектирования, а также при соблюдении различных норм, требований безопасности и стандартов.

Точки панелей располагаются там, где элементы переборки пересекаются с верхним или нижним поясом, которые соединяются металлическими соединительными пластинами. Точки панели определяют длину панели и форму лямки фермы. Смещение точек панелей даже на небольшие расстояния может повлиять на эффективность фермы и превратить ферму, которая не соответствует проектным требованиям, в ферму, которая им соответствует. Это особенно заметно, когда к ферме приложены точечные нагрузки.

Пик

Точка на ферме, где сходятся наклонные пояса.

Пик фермы — это самая верхняя точка пересечения наклонных поясов. В типичной обычной ферме крыши, которая наклонена вверх с одинаковым шагом от каждого подшипника, вершина находится в центре пролета фермы. Если высота или шаг каблука различаются с каждой стороны, вершина будет смещена. Многие фермы, такие как фермы с вальмовыми или плоскими верхними поясами, не имеют вершины.

Пик важен для определения длины стропила или измерения от свеса до вершины (пика) фермы. Это измерение чаще всего используется для определения длины металла крыши в сельскохозяйственных сооружениях и других приложениях, где используется металлическая кровля, нарезанная по длине.

Другим ключевым измерением в производстве ферм крыши является измерение от пяты до пика, так как многие производственные бригады будут использовать его для измерения фермы на «квадратность» или для проверки правильности ее изготовления.

Уклон/скат

Наклон крыши, описываемый как высота подъема в дюймах относительно длины пробега в дюймах. Например, 5/12 — это 5 дюймов подъема поверх 12 дюймов пробега.

Шаг является одной из наиболее распространенных характеристик стропильных ферм и требуется для определения геометрии крыши. Он может описывать уклон крыши или угол верхнего пояса, а также шаг свода или угол нижнего пояса в потолках собора. Отраслевой нормой является стандартизация всех значений шага к общему знаменателю, 12 дюймов или тому, насколько крыша поднимается на один фут. Например, шаг 5/12 - это 5 дюймов подъема на 12 дюймов пробега, и его просто описывают как произнесение двух чисел «пять двенадцать». Другие региональные варианты обозначения шага включают «пять больше двенадцати» и «пять и двенадцать». Значения могут варьироваться от шага 0/12 для плоской фермы до 24/12 для крыши с очень крутым уклоном. Общие значения включают крыши с уклоном от 4/12 до 12/12, а также могут включать доли (6,5/12) шага для достижения определенной высоты фермы для заданного пролета.

Чем больше шаг, тем большую площадь должен обработать специалист по фермам, чтобы применить триангуляцию, и тем эффективнее может быть стропа. Однако увеличение высоты тона напрямую влияет на длину верхнего аккорда. Шаг в сочетании с пролетом и высотой пятки определяют общую высоту фермы. Высота фермы имеет ограничения в производстве и доставке и должна учитываться на этапе проектирования проекта. Можно предпринять шаги для обхода этих ограничений, но лучше знать о них заранее, чтобы принять соответствующие меры.

В ножничных или соборных фермах, где требуется свод, уклон потолка обычно составляет половину уклона крыши. Например, скат крыши 8/12 может легко вместить свод 4/12 для большинства проектных соображений. Случаи, когда желателен уклон потолка, превышающий половину уклона крыши, могут быть учтены, но зависят от других проектных характеристик, таких как пролет, нагрузка, строительные нормы и правила и другие инженерные факторы. Увеличение высоты пятки может помочь в проектировании таких типов ферм, предоставляя ферме дополнительное пространство для включения перемычек и, в конечном итоге, для передачи нагрузок. Фермы с параллельными поясами имеют такой же уклон крыши, как и уклон потолка, и могут приспособиться к этому за счет приподнятой пятки.

Пролет

Горизонтальное расстояние между внешними краями внешних подшипников.

Пролет является необходимым элементом любой фермы. Это горизонтальное расстояние между двумя внешними подшипниками и обычно ширина конструкции. Особое внимание следует уделить тому, чтобы не перепутать какую-либо консольную часть фермы с ее пролетом. Например, если стены конструкции расположены на расстоянии 24 фута друг от друга, а ферма имеет консоль 4 фута с одной стороны, общая длина фермы будет 28 футов с пролетом 24 фута и консолью 4 фута. Пролет фермы может варьироваться в широких пределах от 1 фута (или меньше, если необходимо) до более 100 футов в длину. Длина фермы обычно ограничивается производственными и транспортными возможностями конкретного производителя. Фермы длиной более 60 футов считаются «длиннопролетными фермами» и требуют особого внимания при установке и креплении.

Любой, кто хочет заказать или запросить расчет стоимости ферм, должен знать пролет. В простых конструкциях это, как правило, ширина здания. В более сложных зданиях он будет снят со строительной документации и, вероятно, будет определен с помощью программного обеспечения для проектирования и/или компоновки фермы, характерного для отрасли производства компонентов.

Стык

Место, в котором два элемента пояса соединяются вместе, образуя один элемент. Это может произойти в точке панели или между точками панели.

Стык — это точка, в которой два элемента пояса соединяются вместе с помощью металлической соединительной пластины (ферменной пластины). Это может произойти в точке панели или между точками панели в зависимости от конкретной конструкции этой фермы и предпочтений специалиста по ферме и/или производителя фермы. Соединения позволяют соединять несколько более коротких деталей вместе, чтобы сформировать более длинный элемент хорды, и это более эффективное использование пиломатериалов.

Размер хорды можно изменить (от 2x4 до 2x6 или больше) в точке соединения, если это необходимо, либо для удовлетворения технических требований, либо для архитектурных эффектов. Примером этого может быть чердачная ферма, в которой нижний пояс увеличивается в жилом помещении, где действуют дополнительные нагрузки, а затем уменьшается рядом с опорами для снижения затрат. Другим примером является негабаритный хвост в открытом свесе, который затем уменьшается до более эффективной хорды ближе к пику.

Длина стыка определяется специалистом по фермам на основе инвентаря пиломатериалов, пролета и предпочтений по резке. Некоторые производители определяют сращивание на основе возможностей своего оборудования и будут сращивать либо от центра наружу, либо снаружи внутрь, в зависимости от того, что наиболее эффективно. Не существует правильного или неправильного способа сращивания, есть только рекомендации и предпочтения производителя.

Верхний пояс

Наклонный или горизонтальный элемент, образующий верхний элемент фермы.

Верхний пояс является одним из трех ключевых компонентов любой фермы. В дополнение к нижнему поясу и стенкам верхний пояс используется для создания верхнего периметра конструкции или крыши. Верхний пояс спроектирован так, чтобы выдерживать динамические нагрузки, например, те, которые применяются во время строительства, а также ветровые нагрузки, снеговые нагрузки и другие. Он также выдерживает более постоянные статические нагрузки, такие как обшивка и кровельные материалы. Для традиционно расположенных ферм верхний пояс вырезается из пиломатериала размером 2x4 или 2x6, но также может быть вырезан из материала 2x8, 2x10 или 2x12 для ферм крыши. Факторы, определяющие размер верхнего пояса, включают межцентровое расстояние, постоянные и временные нагрузки, приложенные к ферме, пролет и шаг, прикладываемые к верхнему поясу.

Верхний пояс пересекается с нижним поясом и стержнями в различных точках фермы, образуя соединение, которое фиксируется металлическими соединительными пластинами. Верхний пояс может состоять из нескольких кусков древесины, закрепленных металлической пластиной, известной как соединение, либо в стыке, либо в средней панели. В то время как подавляющее большинство ферм будет иметь верхние пояса одной и той же породы и сорта, в точках стыковки возможны изменения как пород, так и сорта пиломатериалов.

В типичных фермах с навесом верхний пояс проходит за опору над нижним поясом, чтобы создать карниз для конструкции. Большинство верхних поясов разрезаются отвесно на пике и свесе и под прямым углом в местах сращивания.

Для ферм перекрытий материал верхнего пояса обычно вырезают из материала 2x3 или 2x4, но также можно найти экземпляры, в которых используется материал верхнего пояса 2x6 для ферм перекрытия. Как правило, в фермах перекрытий материал ориентирован в плоском положении или положении 4x2. Ориентация материала пояса в виде 4x2 создает очень устойчивую ферму, которая позволяет монтажникам легко проходить через элементы, не опрокидывая ферму во время установки дополнительных элементов или обшивки настила пола.

Триангуляция

Процесс формирования жестких треугольников с объектами, надлежащим образом скрепленными вместе.

Триангуляция — это инженерная практика формирования жестких треугольников вместе с соответствующими крепежными элементами в местах соединения. Обычно это связано с использованием треугольных форм для придания устойчивости конструкциям. В фермах крыши и перекрытия деревянные треугольники используются для передачи сил сжатия и растяжения по всей конструкции на ее подшипники. Треугольники являются простейшей геометрической фигурой, которая не меняет форму при фиксированных длинах сторон и обеспечивает значительную структурную стабильность конструкции.

Плита фермы

Плиты фермы изготавливаются из стали с покрытием из цинка или сплава цинка с алюминием или их эквивалентом из нержавеющей стали. Они предназначены для поперечной передачи нагрузок в древесине и изготавливаются различных размеров, толщины и толщины.

Плиты фермы позволяют скреплять пиломатериалы в плоскости в любом количестве конфигураций для создания фермы, используя свойства триангуляции. Ферменные пластины бывают разных размеров и обычно имеют квадратную или прямоугольную форму с несколькими зубьями, «перфорированными» в процессе производства, чтобы придать им прочность сцепления при вдавливании в древесину. Они изготавливаются из стали с покрытием из цинка или сплава цинка с алюминием или их эквивалентом из нержавеющей стали. Они предназначены для поперечной передачи нагрузок в древесине.

У каждого производителя компонентов свои методы изготовления, но большинство производителей используют один из двух методов вдавливания пластин фермы в древесину. Первый метод представляет собой серию валковых прессов, первый портальный тип с 18-24-дюймовыми роликами, которые перемещаются вдоль стола, чтобы первоначально прижать пластину на место. Затем он направляется на конвейерную систему и проходит через отделочный валик аналогичного размера, который полностью закрывает пластину. Второй метод представляет собой любую разновидность гидравлических прессов, которые можно запрессовывать на месте с помощью С-образного зажима, включая более крупный гидравлический пресс, который перемещается на портале и прижимает пластины на место с помощью большой металлической головки. Независимо от производственного процесса, каждая пластина должна соответствовать допускам контроля качества по заделке пластины, вращению, дефектным или скрученным зубьям и другим критериям.

На каждом стыке и стыке фермы требуются пластины фермы. Они размещаются по обеим сторонам фермы, по сути, прокладывая стык и стык. Пластины можно вращать и сдвигать, чтобы увеличить площадь поверхности и максимизировать удерживающую способность. В некоторых случаях, например, в условиях крена, можно использовать несколько меньших пластин фермы для передачи усилий, противодействующих большей пластине, что повышает экономичность фермы.

Различные производители производят анкерные плиты, внешне очень похожие. На самом деле они представляют собой высокотехнологичный продукт, каждый из которых обладает уникальными характеристиками. У каждого производителя пластин есть механический штамп, который формирует зубья при пробивке металла, создавая изгиб, который увеличивает прочность и делает каждую марку пластины фермы уникальной. В дополнение к традиционным пластинам ферм эти производители также производят уникальные продукты, такие как навесная пластина, которая обеспечивает уникальные возможности изготовления и транспортировки ферм.

Решетка

Элементы, которые соединяют верхний и нижний пояса, образуя треугольные узоры, типичные для ферм. Эти элементы обычно воспринимают осевые силы.

Решетка является одним из трех ключевых компонентов любой фермы. В дополнение к верхнему и нижнему поясам стенки обычно передают осевые силы на пояса, которые в конечном итоге передаются на подшипники фермы. В подавляющем большинстве ферм используются пиломатериалы размером 2x4, но стенки могут варьироваться от 2x3 до 2x12 пиломатериалов в зависимости от конструкции. Марка и порода пиломатериалов, используемых для перемычек, обычно отличаются от хорд фермы, чтобы повысить экономическую эффективность. Факторы, влияющие на размер элементов перемычки, включают, среди прочего, расстояние между центрами, постоянные и временные нагрузки, приложенные к ферме, пролету и шагу.

В решетчатых фермах материал 2x3 или 2x4 используется для резки стенок. При ориентировании на плоской поверхности доски ребра будут обрезаны со скосами на каждом конце, чтобы создать большую площадь поверхности на стыке для лучшей подгонки. В некоторых случаях можно использовать перемычки пола квадратной формы, но в результате получаются пластины большего размера на стыке. Фермы перекрытий, ориентированные по схеме 4x2 или 3x2, гораздо более устойчивы, чем фермы перекрытий, ориентированные на ребро, что позволяет монтажникам легко проходить по элементам, не опрокидывая и не перекатывая фермы во время установки, когда применяется настил пола и распорки.

Ремни обычно обрезаются под множеством углов на каждом конце, чтобы обеспечить плотное прилегание к стыку. Сложные автоматические пилы с компьютерным управлением используются для резки стенок и других частей ферм с очень определенными углами и длинами, что позволяет выполнять сложные соединения и увеличивать площадь поверхности для передачи усилий. Линейные пилы способны быстро вырезать различные полотна из одного куска пиломатериала, тем самым сводя к минимуму количество отходов. Компонентные пилы используются для резки больших объемов полотен одинаковой конфигурации из доски фиксированной длины с использованием 5 или 6 пильных головок. Тяговые пилы, как ручные, так и полуавтоматические, используются для резки различных деталей, включая полотна, в небольших количествах. Обычные фермы обычно проектируются с симметричными стенками, чтобы уменьшить количество установок пилы и сделать общий процесс изготовления фермы менее сложным.

Часто при сжатии стеновых элементов требуются непрерывные боковые ограничения (CLR) для предотвращения коробления под действием приложенных расчетных нагрузок. Ребра, требующие CLR, будут обозначены на чертеже конструкции фермы прямоугольником, перечеркнутым знаком «X», или прямоугольником, полностью зачерненным на ребре. CLR, прикрепленные к аналогичным соседним фермам, должны иметь диагональную распорку для передачи усилий от CLR на систему сопротивления боковым силам, такую ​​​​как обшивка крыши или потолка. В качестве альтернативы CLR, отдельные ограничители стенки, такие как паршина, Т-образная или L-образная арматура, могут быть установлены на ферме в полевых условиях в тех случаях, когда CLR невозможен из-за различий в рисунках стенок соседних ферм. Другой альтернативой ограничителям, применяемым в полевых условиях, являются установленные на заводе многослойные сетки и запатентованные металлические усиления, которые были специально разработаны для этой цели.

Для получения дополнительной информации об ограничителях перемычек, а также о временных и постоянных связях фермы в целом см. BCSI.

Клин

Треугольный кусок пиломатериала, одна сторона которого равна стандартной ширине пиломатериала размером 2 дюйма, и который вставляется между верхним и нижним поясами, обычно для того, чтобы ферма могла быть консольной.

Learn more