интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Особенности самостоятельного возведения стропильной системы двухскатной крыши. Стропильная система с несссиметричной стойкой


Расчет несимметричной стропильной системы - Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

Итак, несколько лет назад, когда у меня еще работал форум (сейчас он закрыт по техническим причинам, а нет, теперь опять открыт), один из читателей обратился ко мне со следующим вопросом: как рассчитать стропильную систему, показанную на рисунке 471.1?

стропильная система при смещенной внутренней стене

Рисунок 471.1. Проектируемая стропильная система при смещенной внутренней стене.

Сразу скажу, подобное конструктивное решение предлагается практически во всех известных мне справочниках и руководствах по расчету строительных конструкций, а уж подобных картинок в интернете вообще не меряно. А потому переубеждать человека, перелопатившего половину интернета в поисках ответа на свой вопрос, не имеет смысла. Более того, дорогие мои читатели, вас я тоже не собираюсь переубеждать. Просто сейчас у меня появилось время для написания данной статьи, а как ей пользоваться - это уже ваше дело.

Стропильная система, показанная на рисунке 471.1 - это, во-первых, комбинация наслонных и висячих стропил. Кроме того, левую стропильную ногу можно рассматривать как трехпролетную неразрезную балку с разными пролетами, а правую стропильную ногу - как двухпролетную неразрезную балку также с разными пролетами. Впрочем, все это при условии, что стойки будут под каждой парой стропильных ног или будет произведен соответствующий расчет прогона, в том числе и на прогиб.

Даже и без долгих расчетов понятно, что максимальный изгибающий момент будет возникать или в большем пролете правой стропильной ноги или на промежуточной опоре этой стропильной ноги. В связи с этим использование бруса одинакового сечения и для левых и для правых стропильных ног будет неэффективным. 

Одним из возможных вариантов уменьшения расчетного изгибающего момента будет устройство подкоса с правой стороны под таким углом, чтобы подкос приходился на середину стропильной ноги.

И тут у человека, мало знакомого с основами теоретической механики, сразу возникает возражение. Дело в том, что рекомендуемый угол для подкосов 45-54° к горизонтали. В целом это довольно разумная рекомендация, если учесть, что чем меньше угол наклона подкоса, тем больше будет горизонтальная составляющая нагрузки, действующая на подкос. Т.е. при угле меньше 45° горизонтальная составляющая нагрузки будет больше, чем вертикальная и потому эффективность подкоса вроде бы уменьшается.

Все это так, однако уменьшение пролета стропильной ноги может дать большую экономию, чем снижение нагрузки на подкос. А кроме того у нас имеется затяжка - она в любом случае будет воспринимать дополнительные напряжения из-за наличия подкосов, а так как сечение затяжки часто принимается по конструктивным соображениям, то увеличение нормальных напряжений, действующих в затяжке, приведет к увеличению количества нагелей в узлах крепления, только и всего. А на подбор сечения затяжки практически не повлияет (в том случае, если затяжка, как и стропила будет деревянной).

Далее, если и левые и правые стропильные ноги планируются из бруса одинакового сечения, то для большей эффективности можно вообще убрать вертикальную стойку и прогон, а подкос левой стропильной ноги сделать под таким углом, что он тоже будет приходиться на середину стропильной ноги.

При этом затяжка у нас также может быть посредине стропильных ног (или рядом с серединой) и тогда стропильная система будет выглядеть примерно так:

возможный вариант стропильной системы при смещенной внутренней стене

Рисунок 471.2. Возможный вариант стропильной системы при смещенной внутренней стене.

В этом случае расчет можно вести как для комбинированных стропильных систем. Единственное отличие в том, что подкосы имеют разный угол наклона и вроде как возникает дополнительный распор на смещенную внутреннюю стену даже при симметричной нагрузке. Да и вообще, подкосы с разными углами наклона вроде бы будут создавать разные растягивающие усилия в затяжке, что противоречит здравому смыслу.

Так вот, чтобы убрать этот дополнительный распор, можно сделать затяжку чуть ниже середины стропил и дополнительно скрепить с подкосами. Само собой чем сильнее внутренняя стена будет смещена от середины дома, тем сильнее будет дополнительный распор.

Например при расстояниях между стенами, показанных на рисунке 471.1 и при расчетной схеме, показанной на рисунке 471.2 угол наклона правого подкоса будет составлять около 30° к горизонтали или около β = 60° к вертикали. Угол наклона левого подкоса около 40° к вертикали. Ну это так, на глаз, для более точного определения углов следует провести более точный геометрический расчет.

Согласно формуле (470.7.1)

Nздоп = (VD + Q)sinβ/cosβ (470.7.1)

Т.е. даже при симметричной нагрузке, когда опорные реакции и поперечные силы для промежуточных опор двухпролетных балок - стропил равны, из-за разного угла наклона подкосов

Nздоп.лев = (VD + Q)0.6428/0.766 = 0.839(VD +Q)

Nздоп.пр = (VD + Q)0.866/0.5 = 1.732(VD +Q)

Таким образом разница больше, чем в 2 раза.

Нессиметричная нагрузка может или увеличить или уменьшить эту разницу, но лучше не гадать, а вести расчет по наиболее неблагоприятному сочетанию нагрузок. Т.е. в итоге продольная сила, действующая в затяжке между левой стропильной ногой и левым подкосом, будет минимальной, а между правой стропильной ногой и правым подкосом - максимальной, а между двумя подкосами это будет некое среднее значение. Все это необходимо для того, чтобы рассчитать количество нагелей в узлах соединения.

А теперь вернемся к стропильной системе, показанной на рисунке 471.1. Прогон и стойка, показанные на этом рисунке, а также подкосы, на рисунке не показанные по техническим причинам, могут понадобиться для того, чтобы обеспечить геометрическую неизменяемость конструкции кровли в плоскости, перпендикулярной рассматриваемой. Это важно, если кровля двухскатная, не вальмовая. Кроме того наличие стоек и прогона значительно облегчает монтаж стропильной системы.

В итоге получается, что общая конструктивная схема стропильной системы показна на рисунке 471.1, а вот расчетная схема, которой можно пользоваться для расчета подобной стропильной системы, показана на рисунке 471.2.

Или как вариант часть стропильных пар можно рассчитывать как комбинацию трехпролетных и двухпролетных балок, а другую часть как двухпролетные балки.

Но все равно наличие стойки - дополнительной опоры для левой стропильной ноги, не уберет распор на внутреннюю стену, а лишь его уменьшит. Также немного уменьшит распор и правый подкос, расположенный под углом 45°. Но все равно горизонтальная нагрузка на внутреннюю стену останется. Определение значения этой горизонтальной нагрузки - отдельный вопрос, но сразу скажу, что для стен из современных материалов типа газосиликатных блоков такие нагрузки могут быть критическими. Впрочем, к теме данной статьи это никак не относится.

Такие дела.

doctorlom.com

Установка стропильной системы наслонных крыш

При возведении строений любого назначения особое внимание специалисты уделяют устройству кровли как одной из основных частей объекта, особенно данный пункт касается малоэтажного и дачного строительства. Стропильная система крыши – это жесткий каркас, на который, собственно, и монтируется кровельный материал. Выделяют несколько типов стропильных систем, их применяют в зависимости от этажности, площади и назначения здания. Сегодня мы подробно разберем монтаж и установку наслонных конструкций.

Виды стропильных систем крыш

Виды стропильных систем крыш.

Шаг №1: подготовительные работы

С чего же начать монтаж? Первый шаг любых строительных работ – подготовительный! Вначале нужно привести в порядок стены и перекрытия дома. Не секрет, что материал, из которого возводятся перекрытия, имеет, как правило, небольшие расхождения в размере, с каждым венцом или рядом «разница» только накапливается, визуально это можно и не заметить, а вот отвес или уровень мигом найдет дефект (с помощью этих инструментов можно выяснить, что высота стен разнится на пару сантиметров или что углы дома совсем непрямые – все эти огрехи нужно устранить).

Если ваша постройка из кирпича или пеноблоков, сделайте цементно-песчаную выравнивающую стяжку, если же дом деревянный, то неровности сгладьте прокладками из древесины. Все эти манипуляции позволят произвести монтаж стропильной системы по шаблону (любая готовая схема вам подойдет), что облегчит процесс. Кроме того, нагрузка на каждый узел считается из расчета, что поверхность горизонтальна, а углы прямые, если же это не так, гарантировать надежность всей конструкции вам не сможет никто.

Небольшой расход средств – большая польза: мауэрлат

Крепление стропильной ноги к мауэрлату

Крепление стропильной ноги к мауэрлату.

После того как все работы по выравниванию поверхностей будут завершены, приступайте к настилу гидроизоляции по чердачному перекрытию и лишь потом к укладке мауэрлата и лежня (это делается при необходимости). Зачем вообще нужен мауэрлат? С помощью него можно исправить непрямые углы помещения.

Чтобы правильно установить элемент, нужно помнить о следующем: толщину бревен, которые будут использоваться в качестве мауэрлата, необходимо подбирать такую, чтобы кобылки для карнизного свеса проходили через обрез стен; если этой рекомендацией пренебречь, после придется делать врубку или монтировать прокладки. Если при укладке мауэрлата под карнизный бортик вы вдруг заметили, что неправильно определили толщину продукта, то ни в коем случае не поднимайте его вровень с верхней кромкой. Чтобы исправить ситуацию, разберите часть внешней кладки, а после поднимите парапет для того, чтобы выпустить кобылки за стену.

Шаг №2: как установить мауэрлат

Рассмотрим самые распространенные варианты:

  1. Крепление на бетон шпильками. Данный способ годен лишь для крыши с большой площадью (250 и более кв.м.). Вариант подразумевает заливание бетонной стяжки, в армопояс которой вмуровываются вертикально шпильки.
  2. Монтаж при помощи шпилек, вмурованных в кладку стенки. Аналогичный способ, только элементы вмуровываются в стену еще в процессе кладки. Такое крепление, стоит отметить, подходит только для крыши, площадь которой меньше 250 кв.м.
  3. Крепление мауэрлата толстой проволокой – это самый простой вариант. Смысл такой: между рядами кирпичей необходимо укладывать толстую проволоку так, чтобы ее длины хватило обвязать сверху мауэрлат.
  4. Монтаж гвоздями. Если Ваша постройка деревянная (сруб, брус, каркас), то вполне возможно использование обыкновенных гвоздей, шурупов или саморезов вкупе с металлическими перфорированными соединителями для деревянных систем.

Шаг №3: установка лежня

Схема установки лежня

Схема установки лежня.

Следующий шаг – установка лежня, его черед настает сразу после мауэрлата. Вначале определите расположение срединной оси, именно на ней лежень и будет находиться. Если вы возводите крышу с четырьмя скатами, то проследите, чтобы концы лежня находились от фронтонного и бокового мауэрлатов на равном расстоянии, это позволит углы вальмы и наклона основных скатов сделать одинаковыми. В случае если ваш проект не подразумевает равные углы, следуйте рекомендациям готовой схемы. Стоит отметить, что гидроизоляцию под лежнем нужно сделать двойной.

Крепить лежень необходимо к внутренним стенам скобами или проволочными скрутками. Если ваша постройка выполнена из легких материалов (например, из пенобетонных блоков), то предварительно сделайте армирующий пояс, выпустите анкеры, к которым впоследствии лежень и будет крепиться. Даже если под лежень вы планируете монтировать кирпичные столбики, крепления по-прежнему должны быть повернуты к внутренним стенам.

Как правильно установить стойки и прогоны

Следующий шаг в работе – установка прогонов и стойки. Ваша кровля может быть сконструирована с дополнительными боковыми прогонами (возможен вариант, в котором их не будет вовсе) или одним коньковым, однако без стоек, поддерживающих стропильные ноги, не обойтись. Стойки делаются одинаковой длины, это при условии, что вы провели предварительную работу по выравниванию поверхности. Установив части, проверьте вертикальность. Крепятся стойки к предварительно установленным лесам досками, после на них укладываются прогоны. Вальмовые крыши, кстати, делаются с прогонами, которые выходят за стойки.

После всех описанных действий вновь выполните проверку прогонов и стоек, первые должны иметь строго горизонтальное положение, а вторые – вертикальное. Внесите, если это требуется, поправки, закрепите все узлы так, как требует ваш проект. Разбирать временные конструкции, подпирающие стойки, пока не надо. Следующий шаг – изготовление стропильной системы

Стропила — основа крыши

Стропила представляют собой наклонные балки (в большинстве случаев это деревянные бруски с сечением 7×15 см). Располагаются они друг от друга на расстоянии 60 – 100 см (промежуток между стропильными ногами – 1 м). Элементы стропильной системы к стене дома можно крепить двумя методами на выбор (их больше, но эти самые популярные):

  1. Крепление стропил без мауэрлата. На стену установите балку так, чтобы она находилась со стропилом в одной плоскости. Нагрузка при этом распределяется по стене неравномерно (монтаж мауэрлата обеспечивает однородное распределение), поэтому данный способ подходит лишь для легких небольших крыш.
  2. Крепление стропил к мауэрлату. На этом этапе работ допускается больше всего ошибок, будьте внимательней! Установка стропила производится вырезом (зарезом) на мауэрлат (стропила как бы нанизываются на мауэрлат). Если пренебречь зарезом, элемент постепенно соскользнет вниз, даже если потом выполнить качественное крепление. Нельзя делать прорези в мауэрлате: прочности соединения вы не добьетесь точно, а вот сам элемент кровельной системы ослабите наверняка. Установив стропила на мауэрлат, забейте гвозди (по два – на каждую сторону) наискосок: благодаря этой манипуляции дерево не сместится. Окончательно скрепит части гвоздь, забитый перпендикулярно плоскости.

Теперь рассмотрим три основных способа крепежа стропил в коньковой части:

  1. Крепление встык. Обрежьте верхний край стропила под углом так, чтобы он был такой же, как угол ската крыши, обоприте готовый элемент в обрезанное под углом стропило, находящееся с противоположной стороны. Крепление стропила под коньком производится с помощью двух гвоздей (размер 150 и больше), вбиваются они под углом (гвоздь должен войти в срез другого стропила). Дополнительно укрепить систему можно, наложив деревянную накладку или металлическую пластину (они притягиваются гвоздями или болтами).
  2. Коньковый прогон. Этот вариант схож с первым. Отличие лишь одно: между стропилами помещается коньковая балка. Стоит отметить, что способ довольно-таки трудоемкий и при возведении крыши в наше время практически не используется.
  3. Монтаж внахлест. Также похож на первый способ, только соединение, как вы уже поняли, осуществляется внахлест. Здесь важно обратить внимание на следующие моменты: стропила должны соприкасаться своими боковыми плоскостями, а не торцами; стягивать их лучше болтом или шпилькой (хотя можно и гвоздями). Данный вариант считается самым простым, именно его выбирает большинство специалистов.
Варианты обрешетки кровли

Варианты обрешетки кровли.

Еще пара моментов! Хорошо было бы сделать шаблон и уже по нему выверять все стропила, лучше всего сделать свой чертеж для каждой стороны крыши. Устройство стропильной системы подразумевает следующие моменты:

  1. Оптимальная длина стропила (свободно висящего) – 4˜–5 м.
  2. Если для крыши используется продукт длиннее (до 6 метров), то и сечение для стропильной ноги должно быть больше.
  3. Если длина стропильной ноги составляет шесть метров, то установить прогоны нужно обязательно, без дополнительных опор не обойтись.
  4. Стропильная система производится, как правило, на заводах; самостоятельно правильно ее сделать очень сложно – лучше не рисковать.

В заключение хотелось бы перечислить рекомендательные сечения для частей стропильной системы:

  1. Для стропильных ног: 50×150, 100×150, 75×125;
  2. Для мауэрлата –100×100 и 150×150;
  3. Для прогонов –100×100 и 100×200;
  4. Для затяжек – 50×150;
  5. Для ригелей – 100×150;
  6. Для стоек – 100×100;
  7. Для кобылки – 50×150 мм.

Древесина – это один из основных строительных материалов, применяемых для возведения стропильных конструкций для домов малой этажности. Как правило, в этом деле применяют дерево хвойных пород с влажностью до 20 %. Деревянная стропильная система имеет массу достоинств: она относительно легкая, имеет приемлемую стоимость, монтаж можно осуществить своими руками.

kryshikrovli.ru

конструкция, система, узлы, правила монтажа

Наслонная стропильная система – конструкция, применяемая при сооружении крыш зданий с промежуточными несущими стенами, опорными столбами или колоннами. Опирается она не только на стены снаружи, но и на внутреннюю центральную опору ( в некоторых случаях – на две).

Если говорить про использование, то наслонные стропила – самые распространенные для жилых частных домов, которые, как правило, имеют внутренние стены-перегородки.

Составные элементы наслонной системы: две стропильные ноги, нижние края которых опираются и закрепляются на наружных стенах (мауэрлате), а верхние – на горизонтальном коньковом прогоне. Прогон, в свою очередь, удерживается вертикальными стойками, упертыми в промежуточную стену.

Это классическая схема устройства наслонной системы, подходящая для двухскатной крыши. С односкатной крышей прослеживаются те же правила, но с иной реализацией. Стропила, входящие в стропильную систему, укладывают с опорой на противоположные несущие стены (выходит, что только на две опоры). Внутренняя перегородка здесь не нужна. По сути, ее функцию выполняет более высокая стена.

Для повышения несущей способности стропильной конструкции, в систему внедряют подкосы. Их наличие позволяет увеличить длину перекрываемых пролетов.

Для односкатных крыш возможно применение наслонных стропил без внедрения подкосов при пролетах до 4,5 м. Наличие подкоса увеличивает эту возможную длину до 6 м. Похожая тенденция прослеживается с двухскатными крышами. Двухскатная конструкция с одной промежуточной опорой используется для пролетов до 9 м. Установка подкосов увеличивает максимальную длину пролета до 10 м. А комбинация подкосов со схваткой (горизонтальной балкой, соединяющей пару стропильных ног) – до 14 м.

Конструкции наслонных стропил

Существует несколько вариантов реализации наслонных систем, среди которых различают безраспорные и распорные конструкции с дополнительными поддерживающими подкосами, схватками, подстропильными балками.

Рассмотрим основные конструкции наслонных стропил.

Данный вид наслонных стропил не дает распор на внешние стены. Нивелирование распирающих нагрузок происходит, благодаря особому сочетанию креплений. Один край стропилины всегда закрепляют жестко, а второй – на скользящей опоре. Это дает отсутствие распора.

Жесткое крепление может означать, что узел закреплен, но допускается поворот балки в шарнире (одна степень свободы).  Также существует жесткое защемление стропильной балки, при котором любые смещения невозможны (нулевая степень свободы).

Больше свободы дает скользящее крепление, которое позволяет стропильной ноге не только поворачиваться, но и смещаться горизонтально (две степени свободы).

Безраспорная конструкция характеризуется тем, что в ней всегда присутствует и жесткое, и скользящее крепление. Благодаря этому, под влиянием нагрузки, стропила изгибаются, не передавая распор на стены.

Варианты закрепления стропильных ног

Низ стропилины закрепляют жестко, верх – свободно (скользящая опора)

Нижний край стропилины крепят жестко к мауэрлату (одна степень свободы), путем врубки зубом. В другом случае применяют запил с фиксацией опорным бруском.

На верхнем конце стропилины делают горизонтальный пропил со скосом. Если врубка невозможна, то край стропильной ноги подшивают снизу обрезком балки и скрепляют с двух сторон монтажными пластинами. Крепление верхнего края стропилины к прогону выполняют по типу скользящей опоры. При этом противоположные стропилины укладывают на конек поочередно, без скреплений между собой. Поэтому двускатную крышу, выполненную по этой схеме можно воспринимать, как две односкатные крыши, прилегающие друг к другу.

Закрепление низа наслонных стропил на шарнире, а верха - на ползуне

Сложность схемы в том, что любая погрешность в реализации конькового узла, превращает безраспорную конструкцию в распорную. Поэтому  данный вариант редко используют для двухскатных крыш, чаще – для односкатных.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко

Самая распространенная схема для частных домов.

Нижний край стропилины закрепляют к мауэрлату на ползуне (металлической скобе), благодаря чему она может сдвигаться и изгибаться под нагрузкой. Чтобы стропилина не могла “уйти” в боковом направлении, с двух сторон ее фиксируют металлическими уголками или брусками.

Верх стропильных ног закрепляют на шарнире с допуском поворота (одна степень свободы). При этом коньковые узлы наслонных стропил данного типа выполняют так: края стропилин схлестывают между собой и соединяют болтом или гвоздями. Или же стыкуют предварительно срезанные под углом концы, а затем связывают их металлическими или деревянными накладками.

Закрепление низа стропил на ползуне, а верха - на шарнире

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко защемляют

Эта схема отличается от предыдущей тем, что соединение стропил в коньковом узле выполняется с жестким защемлением. Стропила скошенными торцами опирают друг в друга, а затем связывают их между собой и коньковым прогоном двумя ригелями-затяжками. Получается узел с защемлением.

Низ стропильных ног соединяют с мауэрлатом свободно, на ползуне.

Данный вариант креплений отличается повышенной несущей способностью, позволяющей применять его в регионах с повышенным уровнем снеговых осадков.

Закрепление низа стропил на ползуне, верх - жестко защемлен

Способы повышения устойчивости безраспорных систем

Все три рассмотренные стропильные системы показывают себя, как устойчивые при неравномерных нагрузках только в случае жесткой фиксации конькового прогона. То есть, когда его концы выводят на фронтоны или подпирают дополнительными накосными стропилами.

Если же коньковый прогон опирается только на стойки, крыша может потерять устойчивость. В рассмотренных втором и третьем вариантах (низ стропильной ноги на ползуне, верх – жестко закреплен) при увеличении нагрузки на один из скатов крыша будет смещаться в сторону увеличившейся нагрузки. Первый вариант сохранит форму, но только при идеально вертикальных стойках (под прогоном).

Чтобы, несмотря на нежесткую фиксацию прогона и неравномерные нагрузки, система стропил наслонная осталась устойчивой, ее дополняют горизонтальной схваткой. Схватка – это  балка, обычно с тем же сечением, что и у стропил.

Она скрепляется со стропилами гвоздями или болтами. Пересечение схваток и стоек фиксируется гвоздевым боем. Работу схватки можно охарактеризовать, как аварийную. В случае неравномерной большой нагрузки на скаты, схватка включается в работу и предохраняет систему от перекоса.

Применение схватки в системе безраспорных наслонных стропил

Укрепить систему с жестко закрепленным верхом и свободным низом (второй и третий варианты) можно с помощью небольшой трансформации нижнего узла. Стропильные ноги выводят за край стен. При этом само крепление остается скользящим, по типу ползуна.

Еще один вариант повышения устойчивости – жесткое крепление низа стоек, на которых удерживается горизонтальный коньковый прогон. Для этого их врубают в лежень и фиксируют к перекрытиям, например, используя накладки из досок или брусков.

В этом случае стропила опираются на несущие стены и передают им распор. Поэтому такие системы нельзя применять для домов, стены которых выстроены из газобетона. Газобетонные блоки совершенно не противостоят изгибу и разрушаются при распорных нагрузках. А другие материалы, например, кирпич или бетонные панели, легко выдерживают такие нагрузки и не деформируются.

Распорная система стропил требует наличия жестко закрепленного мауэрлата. Причем, чтобы выдержать распор, прочность стен должна быть высокой. Или же по верху стен должен идти неразрывный железобетонный пояс.

Для распорных стропил используют те же, рассмотренные выше для безраспорных систем, варианты креплений. Но с одним нюансом: все имеющиеся скользящие крепления (ползуны) заменяют на шарнирные с возможностью поворота. Для этого к низу стропилины прибивают опорный брус или делают врубку зубом в мауэрлат. Шарнирное крепление в коньковом узле выполняют, наложив стропила друг на друга и скрепив их гвоздевым боем или болтом.

Схемы наслонных распорных стропил

Распорная конструкция – это нечто среднее между наслонными безраспорными и висячими системами. Коньковый прогон в них еще используется, но он уже не играет значительной роли. Ведь стропила уперты нижними краями в стены, а верхними краями – друг в друга. При просадке стен или прогибе конькового прогона под собственным весом, прогон перестает работать вообще. По своей сути такие стропила становятся висячими.

Для повышения устойчивости системы в нее включается схватка, которая работает на сжатие. Она частично, хоть и в небольшой степени, снимает распор на стены. Для того, чтобы схватка сняла распор полностью, она должна соединить нижние края стропильных ног. Но тогда она станет уже не схваткой, а затяжкой.

Также уменьшает распор установка жестко зафиксированного конькового прогона.

Такие системы могут устраиваться как по распорным, так и по безраспорным схемам. Их отличие от уже рассмотренных вариантов состоит в наличие третьей опорной части под стропильной ногой – подкоса (подстропильной ноги).

Подкос меняет систему. Стропилина из однопролетной балки превращается в двухпролетную неразрезную. Это позволяет увеличить перекрываемый пролет, вплоть до 14 м. А также – уменьшить сечение стропил.

Подкос соединяют со стропилиной таким образом, чтобы не допустить ее смещения. Делается это следующим образом: подкос заводят под стропило и фиксируют деревянными накладками по бокам и снизу.

Конструктивные и расчетные схемы наслонных стропил с подкосами

Эта конструкция наслонных стропил подходит для построек с двумя продольными несущими стенами или промежуточными поперечными стенами. Стойки в этом случае расположены не под коньком, а под стропилами. Коньковый прогон отсутствует.

Стропильные ноги в схеме опираются на две подстропильные балки (сквозные прогоны), которые, в свою очередь, уложены вдоль скатов крыши и опираются на вертикальные стойки. Стойки закреплены к несущим промежуточным стенам через лежни.

Сквозные прогоны можно и не включать в схему. Тогда стойки придется подводить непосредственно под каждую стропилину и закреплять с затяжкой гвоздевым боем.

Сверху стропильные ноги стыкуют между собой и связывают накладками из металла или дерева с двух сторон.

Отсутствие конькового прогона автоматически означает, что стропильная система образует распор.  Чтобы его нейтрализовать в безраспорном варианте системы, ниже сквозных прогонов закрепляют затяжку. При нагрузках она будет растягиваться и устранит нежелательный распор. Для сохранения устойчивости в системе используется схватка, закрепленная в нижней части сторопильных ног. Также от складывания конструкцию уберегут специальные расшивки, которые закрепляют крест-накрест между стойками.

В распорной системе схватку устанавливают выше сквозных прогонов. Тогда схватка под нагрузкой будет сжиматься и, по сути, превратится в ригель.

Установка стоек под стропильными ногами или сквозных прогонов (и отсутствие центральных стоек!) дает возможность использовать наслонные стропила данного типа для устройства просторных мансардных помещений. Другие схемы подходят только для чердачных помещений и мансард с перегородками.

Стропильные системы для зданий с двумя внутренними несущими стенами

Имея на руках рассчитанную схему устройства, можно приступать к монтажу стропильной системы. Установка выполняется в несколько этапов, основные из них такие:

1. По верху наружных стен укладывают мауэрлат – доску или брус. Чтобы предупредить загнивание мауэрлата, между ним и стеной прокладывают гидроизолирующий материал – рубероид, толь и т.п.

2. По верху промежуточной стены укладывают лежень, который необходим для крепления вертикальных стоек.

3. На лежне закрепляют стойки с шагом 3-6м.

4. Сверху, на стойки, устанавливают коньковый прогон.

5. Выставляют стропила с шагом 0,6-1,2 м. Снизу стропильная нога крепится к мауэрлату в соответствии с выбранной схемой креплений (на шарнире или на ползуне). Сверху стропильные ноги либо выкладывают отдельно на коньковый прогон, либо соединяют верхние края между собой, опирая на конек.

6. Если схема предусматривает, стропильные ноги соединяют горизонтальными схватками.

7. Опять же, по требованию схемы, выставляют подкосы, опорные элементы.

Монтаж наслонных стропил на кирпичных стенах

Выполняя работы по установке стропил нельзя допускать оплошностей. Следует помнить, что стропильная система – это каркас крыши, который должен выдерживать все возможные нагрузки. Неправильно рассчитанная или смонтированная система может запросто привести к перекосу и даже разрушению всей крыши.

krovgid.com

Стропильная система двухскатной крыши - монтаж, фото, видео

Владелец будущего частного дома при выборе крыши часто выбирает недорогой вариант с двумя скатами. Практичная и несложная конструкция такой кровли надежна, прочна и обеспечивает хорошую защиту от непогоды. Рассмотрим, как устроена стропильная система двухскатной крыши — важнейший элемент ее конструкции.

О двускатной крыше в двух словах

Большинство людей, которые решили построить новый дом, выбирая крышу, чаще всего устанавливают двухскатный вариант. Ведь это самый оптимальный выбор, он относительно просто в монтаже, недорогой и довольно надежный. В этой статье будет подробно рассмотрен именно этот тип крыши, особое внимание уделив конструкции стропил, ведь это основная часть всей крыши.

Конструктивные элементы двухскатных крыш

Вся конструкция крыши состоит из разнообразных досок, балок, брусков, которые имеют разную длину и толщину. Ниже разберем все элементы по отдельности.

Мауэрлат

Должен быть выполнен из хвойного бруса квадратного сечения, размер может быть либо 10 либо 15 сантиметров. Он монтируется поверх всех несущих стен, на которые будет опираться конструкция крыши. Крепится мауэрлат должен анкерами или резьбовыми стержнями. Этот элемент служит для распределения всей нагрузки на несущие стены.

Стропильная нога

Представляет собой брус, пятнадцать сантиметров в ширину и пять в толщину. Из них будет устанавливаться тот самый треугольник контура крыши, именно этот элемент будет брать нагрузку от погодных явлений. Оптимальным шагом между стропилами считается расстояние от 0,5 до 1,3 метра. Чем тяжелей планируется использовать покрытие крыши, тем меньше нужно делать шаги. Еще расстояние между стропилами может зависеть непосредственно от формы покрытия крыши.

Лежень

Применяется аналогичный брус как для мауэрлата. Но в этом случае он должен укладываться по плоскости вдоль внутренней несущей стены или поверх специальных колонн. Лежень выполняет похожую с мауэрата функцию, а именно, служит для распределения нагрузки от кровельных стоек.

Затяжка

Затяжки применяются для монтажа висячей стропильной системы. Они соединяют стропила во избежания расползания.

Стойки

Применяется квадратный брус, располагаются эти элементы строго по вертикали, подпирая конек, для передачи нагрузки несущей стене или колонны внутри строения.

Подкосы

Своего рода передаточное звено от стропил до несущих элементов. Скрепив воедино затяжку и подкосы, получится ферма – очень крепкая конструкция. Ферма используется при больших пролётах, где ожидается большая нагрузка на изгиб.

Обрешетка

Доски укладывается поперёк на стропила. Служат для равномерного распределения массы кровли на стропила, кроме этого, обрешетка прибавляет жесткости всей конструкции. Чаще для обрешётки используются обрезная доска, хотя допустимо и использование не обрезной доски, но с предварительно удаленной корой. Если планируется установка мягкой кровли, к примеру битумная черепица, то обрешетка делается сплошной. В этом случае применяются влагостойкие листы фанеры.

элементы стропильной системы

Конек крыши

Самый верхний элемент всей крыши, устанавливается горизонтально, на нём закрепляются стропильные ноги по обе стороны скатов.

Свес крыши

Этот элемент представляет собой обыкновенный свес, который свисает за пределы стен на 40-50 сантиметров, образовывая козырёк. Служит для защиты от дождя и снега.

Кобылки

Используются в том случае, когда для свеса крыши не хватает длины стропил. Кобылки закрепляются на концах стропильных ног, тем самым удлиняя их. Обычно для этого применяются доски более мелкого сечения нежили для стропил.

кобылки стропильной системы

Виды стропильных систем двухскатных крыш

Существует всего два вида: висячие системы и наслонные системы. Первый вариант используется при строениях, ширина которых не превышает десяти метров, и не имеют внутренней несущей стены или специальных колонн под центральные опоры конструкции крыши. Второй вариант применяется при наличии несущих стен или колонн внутри дома. Еще бывает использование сразу двух системы, основной является наслонная, а там, где нет несущей стены или колонны, применяется висячая система страпил.

Стропильная система висячего типа

Как сказано выше, такая система применяется в случае отсутствия возможности установить опоры по центру. Поэтому опорами служат только две стены. Минусом такой системы является то, что затрачивается большее количество материала чем при монтаже наслонной конструкции. Объясняется это тем, что при висячем типе конструкции создается избыточная распирающая нагрузка на стены. Чтобы как-то уменьшить её, применяются так называемые затяжки, чтобы получился небольшой треугольник, который скрепляет стропила и не дает им расходится. Альтернативой затяжкам являются балки перекрытия, их применяют когда планируют обустройство мансарды.

Плюсом этой конструкции считается необязательность установки массивного мауэрлата. Достаточно обыкновенной доски, которая прокладывается через изоляционный слой, она позволяет создать достаточно ровную и крепкую ферму, обеспечивая необходимую площадь опоры. Ниже будут подробно разобраны главные виды висячих трехшарнирных стропил.

Простая треугольная трехшарнирная арка.

Простая конструкция, представляет собой обыкновенный треугольник, верхние грани будут подвергаться нагрузке на изгиб. В этом случае затяжка не действует только на растяжение, и вся конструкция не будет несущей, следовательно, вместо неё можно применить стальной тяж.

трехшарнирная треугольная арка

Может быть несколько вариантов конструкции карнизной части. Это ортогональные лобовые врубки, а также применение дощатых или пластинчатых креплений.

карнизный узел

Треугольная трехшарнирная арка, усиленная бабкой или подвеской.

Такой метод использовался довольно давно, при строительстве крупных помещений для производства, где пролёты достигали шести метров. В небольших строения такая конструкция не применяется. Смысл её работы заключается в том, что вся масса затяжки, которая состоит из нескольких элементов, ложится на конек. Все элементы затяжки соединяются между собой хомутом подвески при помощи прируба. Для фиксации применяются болты. Подвеска из дерева называется бабка, а из железа – тяж. Этот элемент, висит на узле карниза, а затяжка устанавливается к нему снизу через деревянные накладки. Благодаря хомутам можно регулировать прогиб затяжки, в случае её провисания.

трехшарнирная треугольная арка с бабкой или подвеской

Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой.

Если планируется делать полноценный мансардный этаж, то этот вариант подойдет идеально. В этом случае растяжка устанавливается не снизу, стягивая страпила, а сверху. Чем выше установлена растяжка, тем больше возникает нагрузка на растяжение. Стропила устанавливаются на балках мауэрлата по принципу ползуна. В итоге получается равномерная нагрузка по всей конструкции. Концы страпильных ног обязательно должны вывешиваться за пределы самого дома.

Во избежание провисания затяжки, её нужно уравновесить подвеской. Это следует делать в обязательно порядке, если будет монтироваться подвесной потолок или будут прокладываться слои изоляции. В случае небольшой затяжки, подвеску устанавливают к ригелю и коньку, устанавливая две доски, если затяжка длинная – монтируют несколько подвесок. В случае больших нагрузок для крепления используются хомуты. Ими же можно соединить обе части составной затяжки.

трехшарнирная треугольная арка с приподнятой затяжкой

Трехшарнирная треугольная арка с ригелем.

Эта конструкция применяется при максимальных распорных нагрузках. Затяжка монтируется снизу, а сверху в дополнении устанавливается ригель. Сам по себе ригель это та же самая затяжка, только сделан он для сдерживания нагрузки не на растяжение, а на сжатие. При монтаже ригеля не допустимо использование шарнирных крепежей к ногам стропил, ведь в таком случаи конструкция будет шаткая. Благодаря такой комбинации стропила становятся неразрезными балками, которые имеют три опоры и два пролета. Плюсом такой системы является еще то, что мауэрлат устанавливать нет необходимости.

трехшарнирная треугольная арка с ригелем

Трехшарнирная треугольная арка с бабкой, дополненная подкосами.

Подробнее про конструкцию с использованием бабки сказано выше. В том случае, когда стропильные ноги имеют необходимую длину, то их нужно подпирать. Роль подпорок выполняют подкосы, они позволяют снизить прогибающую нагрузку на ноги. Как известно, висячая система используется в том случае, когда нет несущей стены внутри строения, поэтому подкосы опираются на бабку. Получается жесткая конструкция, нагрузка в которой концентрируется на верхней части, не доходя до низа стропильных ног. Затяжка в этой системе чаще используется составная, соединенная прирубом. Имея опор на хомут бабки, она подтягивает книзу коньковый узел. А он, в свою очередь, давит на подвес и стропила, сжимая их.

трехшарнирная треугольная арка с бабкой и подкосами

Стропильная система наслонного типа

При такой конструкции строго по центру устанавливается вертикальная балка. Основная нагрузка всей конструкции крыши проходит по этой балки и уходит в несущею стену. Стена должна обязательно быть ровно посередине строения. Такая стена нужна в обязательно порядке, если ширина строения превышает десять метров.

Безраспорные наслонные стропила.

Такая система способствует тому, что страпила будут испытывать только нагрузку только на прогиб, распирающего давления на стены не будет. Существует три варианта монтажа такой конструкции, все они позволяют решить вопрос с распирающим давлением.

безраспорные наслонные стропила

В этом варианте в качестве опоры для стропил используется мауэрлат. Скрепляется эта система методом врубки зубом, и дополнительно фиксируется хомутами или проволокой. В результате получается очень жесткая и надежная система. Верхнюю часть стропильных ног ложиться на конёк, фиксируется по принципу скользящих опор. В обязательном порядке необходимо установить пробоины в верхней части стропил.

безраспорные наслонные стропила 1

Второй вариант является более распространенным, в этом случае нижняя часть стропил устанавливается к мауэрлату по типу ползуна, допустимо использование и штучного бруска. Для жесткой фиксации стропил необходим вбить в них гвозди или зафиксировать стальными уголками при помощи саморезов. Верхняя часть стропил фиксируется между собой пробоинами попарно или к каждую страпильную ногу к прогону конька.

безраспорные наслонные стропила фото 2

Ключевым отличием этого варианта является то, что все страпила жестко крепятся к прогону конька, создавая цельную и жесткую конструкцию. Параллельно брусу конька с двух сторон устанавливаются дощечки или бруски. При такой системе балка будет брать всю нагрузку на себя, снимая её со стропил. Такая конструкция более сложная в техническом плане, если сравнивать со вторым вариантом, по этой причине применяется редко.

безраспорные наслонные стропила фото 3

Распорные наслонные стропила.

Этот способ практически аналогичен трём предыдущим, но имеет одно важное отличие: установка стропил здесь осуществляется не по типу позуна, а жестко и неподвижно фиксируется. В итоге стропила оказывают распирающее давление на несущие стены строения. Такая конструкция считается неким средним вариантом между наклонной системы и висячей, позволяет их скомпоновать. Висячие стропила отличаются еще тем, что прогон в их случае не такой важный элемент, можно спокойно всё сделать без него.

распорные наслонные стропила

При данной конструкции обязательным элементом является мауэрлат, его необходимо надежно фиксировать к стенам, и сами стены должны быть очень крепкими, желательно с железобетонным поясом по всему периметру.

Стропила, имеющие подкосы.

Подкос иногда называют подстропильной ногой, он считается третьей ногой стропил. Она выполняет функцию на сжатие, монтируется под углом 45 градусов. Подкосами можно перекрывать пролеты до 15 метров, причём делать подкосы можно из балок с не очень крупным сечением, потому что здесь балка с одним пролетом как бы превращается в неразрезную балку с двумя пролетами.

наслонные стропила на подкосах

Единственное требование при монтаже, это осуществить ровный срез угла подкоса, изготовленного из бруса необходимого сечения исходя из нагрузки. Никаких дополнительных расчётов не требуется, он просто подставляется под стропильной ногой и прибивается с обеих сторон. Таким образом подкос будет достаточно жестко зафиксирован и не сможет смешаться в стороны.

схема наслонных стропил на подкосах

Стропила на подстропильных балках.

Если в строении имеется две несущих стены, то в таком случае используется две подстропильные системы. Опорами будут служить как стены дома, так и специальные стойки, на которые будут ложиться балки вдоль дома. Если прогонов нет, то нужно устанавливать стойки под каждую стропильную ногу. Сверху страпила соединяются между собой и фиксируются накладками из стали или дерева. В таком случае, без конькового прогона, появится распор.

наслонные стропила на подстропильных балках

В данной конструкции затяжки располагаются ниже прогонов сквозного типа – таким образом аннулируется в безраспорной системе распор. Для повышения жесткости к стойкам снизу монтируют схватки, которые будут работать как ригеля, принимая на себя нагрузки сжатия. Кроме этого, схватки не дают стойкам завалится в бок. Расшивки устанавливаются крест-накрест.

Видео монтажа стропильной системы двускатной крыши

Похожие материалы

2797921.ru

виды конструкций, расчет нагрузки и установка своими руками

Крыши с двумя скатами являются наиболее подходящим вариантом для собственноручной реализации. Они состоят из двух плоскостей прямоугольной формы, которые сходятся под определенным углом. Для подобных конструкций характерна прочность и практичность: покрытый данным способом дом будет хорошо защищен от любых превратностей погоды. От правильности монтажа стропильной системы двускатной крыши будет зависеть надежность всего сооружения.

Содержание статьи

Из чего состоит двухскатная крыша

Перечень конструктивных элементов включает несколько позиций. Все элементы следует изучить и хорошо представлять себе их устройство и назначение.

Мауэрлат и стропильные ноги

Мауэрлат изготовляется из хвойного бруса толщиной 100-150 мм. Им прокладывают все несущие стены, для крепления к которым используются анкеры или стержни с резьбой. Благодаря мауэрлату достигается равномерность передачи нагрузки от стропильных ног на несущие стены.

Материалом для изготовления стропильных ног выступает брус 150х100 или 150х50 мм. Стропильные ноги служат деталями для сборки треугольного кровельного контура, который непосредственно противостоит ветру, дождю, граду, снегу и другим природным явлениям. Для того чтобы добиться хорошей прочности всей системы, шаг размещения стропильных ног выбирается в пределах 60-120 см. Частота расположения напрямую зависит от общего веса кровельной конструкции: чем она тяжелее, тем стропилины монтируются чаще. Кроме того, на размеры шага также влияют особенности кровельного покрытия.

Лежень, затяжка, стойки

Лежень изготовляется из такого же квадратного бруса, что и мауэрлат (100х100 или 150х150 мм). Он монтируется в горизонтальном положении поверх внутренних несущих стен, что позволяет добиться равномерности передачи нагрузок от стоек кровли.

Затяжкой комплектуются висячие стропильные системы. Благодаря затяжкам треугольный контур стропилин получает должную конструктивную прочность.

Стойки изготовляются из квадратного бруса (100х100 или 150х150 мм). Посредством вертикальных стоек стропильной системы нагрузка от конька передается на внутренние несущие стены.

Подкосы, обрешетка

Подкосы служат промежуточным звеном от стропилин к несущим элементам. Скрепленная между собой затяжка и подкос образуют ферму, которую отличает повышенная прочность. Фермы способны выдерживать нагрузки даже от больших пролетов.

Обрешетка служит каркасом для укладки кровельного покрытия, транслируя вес кровли на стропильную систему. Материалом для изготовления обрешетки обычно выступают бруски или доски, уложенные под углом 90 градусов к стропильным ногам. В некоторых случаях (когда используется мягкая кровля) применяются каркасы сплошного типа, сооружаемые из влагостойкой фанеры.

Конек, свесы, кобылки

Конек – это верхняя горизонтальная часть кровли, в которой сходятся оба ската. Его образуют соединенные стропилины.

Специальные выступы кровельных скатов по бокам (примерный размер выступа — 40 см), которые защищают стены от дождя и стекающей по крыше воды, называются свесами. Их учитывают практически в любой конструкции стропильной системы.

Кобылки используются лишь в случае недостатка длины стропилин, из-за чего отсутствуют свесы. Чтобы это исправить, применяется наращивание ног досками меньшей толщины: этот дополнительный элемент и называется кобылкой.

Какие бывают двухскатные крыши

Исходя из конструктивных особенностей, двухскатные крыши делятся на обычные симметричные, асимметричные и ломанные.

Симметричные

Наиболее удобным для самостоятельной реализации считается проверенная временем классическая крыша, состоящая из двух идентичных скатов. Ее несложно рассчитать и соорудить своими руками, так как в основе ее эргономичного дизайна лежит равнобедренный треугольник. Фронтон получается треугольный. Благодаря острому углу пересечения скатов обеспечивается качественное и надежное отведение атмосферных осадков, вне зависимости от используемого кровельного материала.

В зависимости от того, под каким углом пересекаются скаты, симметричные конструкции бывают:

  • классическими (угол 45 градусов). Чаще всего таким образом оформляются дома не шире 8 м;
  • пологими (угол меньше 45 градусов). Подходят для небольших построек в регионах с сильными ветрами;
  • остроконечными. Используются на больших домах, обеспечивая быстрый сход снега и дождя.

В целом расчет угла наклона симметрических двухскатных крыш (их еще называют щипцовыми) проводится в зависимости от климатических особенностей местности (крутые скаты подходят для регионов с обильными снегопадами, пологие – для ветровых регионов).

Ассиметричные

В случае ассиметричной крыши длина скатов разнится. Такой конструктивный ход имеет двоякую цель. С одной стороны, это придает крыше особенную оригинальность и красоту, с другой – появляется возможность дополнительно пристроить беседку, гараж или оранжерею без необходимости сооружения отдельного навеса. Так удается сэкономить немалые финансы.

Ломанные

Такая форма крыши предполагает наличие у скатов двух участков. Угол наклона верхнего из них составляет 30 градусов, а нижнего – 60. В результате удается сделать подкровельное пространство достаточно обширным, чтобы обустроить там жилую комнаты (мансарду). Высота потолков получается достаточно высокой, с возможностью установки вертикальных окон.

Типы стропильных систем

Стропильные системы двухскатных крыш бывают висячими, наслонными и комбинированными.

Висячие

Используются в зданиях, где нет внутренних капитальных перегородок и дополнительных опорных столбов внутри здания, дистанция между стенами которого не превышает 10 м. Такая специфика конструкции предполагает наличие значительной нагрузки на несущие стены, включая распирающий эффект. Для снижения напряжения практикуется применение дополнительных скрепляющих элементов для стягивания стропилин (речь идет о ригелях и затяжках).

Затяжка уменьшает растяжение: в итоге стена переживает исключительно горизонтальные нагрузки. Образовавшаяся в итоге жесткая треугольная конструкция (ферма) практически не подвержена деформациям. В том случае, когда планируется сооружение мансарды, затяжки заменяются балками перекрытия. Достоинством такого решения является то, что можно отказаться от использования мауэрлата. Что касается упоров под стропилины поверх стен, то установить их совсем несложно.

Наслонные

В домах с внутренними несущими стенами (обычно речь идет о постройках шириной более 10 м) удобнее использовать стропильные системы наслонного типа. Они намного более просты в обустройстве, чем висячие: это объясняется созданием за счет внутренних стен надежной опоры. Основанием для установки нижнего края стропилины является верхушка мауэрлата или потолочного венца сруба. Верх ноги упирается в параллельную стропилину или в специальный прогон (балка, проходящая под коньком в горизонтальном направлении). Первый вариант называется распорным, второй – безраспорным. Существует три подвида безраспорных наслонных систем.

Первый случай подразумевает крепление верхней части стропильной на коньковый упор, который называется скользящим. Нижняя сторона в этом случае погружается в мауэрлат. Для усиления фиксации нижней области стропилины применяются проволока или скобы.

Второй вариант реализации предусматривает подрезание верхушки стропилин под определенным углом. Для дальнейшего скрепления используются специальные металлические пластины. Фиксация нижней части стропил к мауэрлату осуществляется посредством подвижных креплений.

Третий способ – жестко скрепить верхние части с помощью брусков или обрезанных досок. Они должны быть с обеих сторон скреплены под углом стропил, что даст возможность защемить между ними коньковый прогон. Низ стропил, как и в вышеописанном варианте, оформляется скользящими фиксаторами.

Что касается частого применения для крепления наслонных стропил к мауэрлату скользящих крепежей, то это объясняется их способностью снимать с несущих стен лишнее напряжение. Такая фиксация позволяет стропильным ногам в случае усадки дома перемещаться, сохраняя стропильную конструкцию от деформации.

Комбинированные

Стропильная система двухскатной крыши смешанного типа включает в себя элементы как наслонных, так и висячих конструкций. В результате достигается дополнительное упрочнение крыши при снижении расходуемого материала.

Как проводится расчет стропильной системы

Чтобы правильно определить параметры элементов, входящих в состав стропильной конструкции двухскатной крыши, необходимо понять, каким нагрузкам придется противостоять. Обычно выделяют три вида факторов, требующих обязательного учета – это постоянное, переменное и особое воздействие на стропильную систему.

Определение постоянных нагрузок

Речь идет о нагрузках, оказывающих постоянное воздействие на кровельный каркас – это вес кровли, гидроизоляционного материала, обрешетки, утеплителя, пароизоляции и прочих элементов системы. Для всех этих факторов характерно постоянство и непрерывность воздействия благодаря их фиксированному весу. Точное определение длины стропилин подразумевает проведение расчета массы кровельного пирога. Для получения конечного результата необходимо по очереди вычислить, сколько весит 1 м2 каждого слоя.

Для примера можно взять определение массы кровли, где в качестве финишного покрытия используется ондулин. Каждое из значений можно взять приблизительно, так как требований по ювелирной точности в данном случае нет. В состав кровельного пирога входит ондулин, гидроизоляция (чаще всего речь идет о полимерно-битумных составах), утеплитель (в этом случае – базальтовая вата) и обрешетка, сделанная из досок толщиной 25 мм.

Вес отдельно 1 м2 каждого слоя:

  • кровельный материал – 3,5 кг;
  • гидроизоляция – 5 кг;
  • утеплитель – 10 кг;
  • обрешетка – 14 кг.

Суммировав все эти показатели, получают общее значение: 3.5 + 5 + 10 + 14 = 32,5. Для того чтобы гарантировать прочность конструкции, к полученной сумме рекомендуется добавить 10%. Согласно рекомендациям профессиональных мастеров, при выборе материалов для кровельного пирога желательно не превышать уровень общей нагрузки в 50 кг/м2.

Расчет переменных нагрузок

Под переменными понимается сезонный тип нагрузок на крышу. Яркий пример – выпадение снега зимой, когда скапливающиеся на кровельной поверхности массы создают на нее дополнительную нагрузку. Для ее расчета существуют специальные карты с указанием средней массы выпадения снега для каждого региона страны. Весной, после повышения температуры, наблюдается снижение давления. К числу переменных относят и ветровую нагрузку, так как для этого погодного явления также характерна нестабильность воздействия. Для ее определения используется специальная формула с поправочными коэффициентами каждого из регионов.

Угол наклона

Расчет подходящего угла наклона двухскатной крыши во многом зависит от того, какой кровельный материал используется: у каждого из них имеются свои эксплуатационные характеристики. При использовании мягкого покрытия наклон скатов должен находиться в пределах 5-20 градусов. Более жесткое покрытие из шифера, металлочерепицы или профнастила желательно укладывать под углом 20-45 градусов.

Еще один важный фактор при определении степени крутизны скатов – климатические особенности региона. К примеру, если в местности, где постоянно дует сильный ветер соорудить кровлю большой высоты, в случае урагана ее может попросту сорвать. А вот если речь идет об обильных дождях и снегопадах, то чем круче скаты, тем быстрее с них будет сходить влага. Наиболее удобным во всех отношениях считается классический угол 45 градусов.

Шаг и длина стропилин

Стропильные ноги на двускатных крышах обычно размещаются на расстоянии 60-100 см друг от друга. На это влияют характеристики кровельного материала и общая масса конструкции крыши. Далее для определения количества стропилин производят деление размера ската на промежуток между стропильными парами, добавляя к полученному результату единицу. Для расчета длины стропил для крыши существуют специальные онлайн-калькуляторы. Также это можно сделать вручную, применив теорему Пифагора: искомый элемент в таком случае выступает гипотенузой прямоугольного треугольника. Ее длина определяется соотношением между катетом и косинусом противоположного угла.

Сечение стропил

Для возможности адекватного расчета этого параметра и определялась совокупная нагрузка на стропильную конструкцию. По мере ее возрастания сечение стропилин приходится брать больше. Толщина бруса в какой-то мере зависит от шага и длины стропильной ноги. Специально для этого разработаны таблицы, дающие возможность провести быстрый расчет сечения, ориентируясь на длину и шаг монтажа. В учет необходимо взять материал изготовления (разные породы дерева имеют разную прочность) и тип используемых элементов (уровень сопротивления нагрузкам у бревна, бруса и клееного бруса различается).

Рекомендации по самостоятельной установке стропильной системы

Монтажные работы можно начинать только после тщательно проведенных расчетов и составления подробного чертежа. При отсутствии должного опыта для расчетов лучше прибегнуть к специальным онлайн-программам. Вообще же работа своими руками требует большой ответственности.

Крепление мауэрлата

Местом установки бруса выступает вся протяженность стен, служащих опорой для стропил. Функция мауэрлата в бревенчатых срубах выполняется верхним венцом. В домах, где в качестве материала для возведения использовался пористый материал (газобетон, пенобетон), мауэрлатом необходимо оформить все несущие стены (это же касается и кирпичных зданий). Другие случаи допускают его монтаж только в промежутках между стропилами.

Так как длины стандартных пиломатериалов не хватает на всю протяженность укладки, проводится их сращивание. Для этого необходимо запилить брус под прямым углом в 90°, используя для скрепления двух частей болты.

Местом укладки мауэрлата обычно выступает центр стены. Также допускается некоторое смещение бруса в сторону, главное, чтобы его срез не находился ближе чем 50 мм от края. Чтобы защитить брус от воздействий влаги, под него рекомендуется уложить гидроизоляционную прослойку из обычного рубероида. Мауэрлат должен быть закреплен максимально надежно, поскольку на кровельные скаты оказывается серьезная ветровая нагрузка.

На способ крепления влияет материал стен:

  • монолитные дома. Лучший вариант – фиксация анкерными болтами;
  • деревянные или бревенчатые срубы – крепление деревянными нагелями или скобами;
  • газобетон, пенобетон. Обычно используются шпильки или арматура;
  • если дом дает усадку, рекомендуется применить скользящие крепежи.

В качестве дополнительных мер место крепления можно усилить отожженной проволокой.

Сборка ферм

Есть два варианта реализации этой процедуры. В первом варианте брус монтируется непосредственно по месту установки. Подходит для небольших построек, когда работа на высоте по выполнению замеров и подрезок не вызывает затруднений из-за габаритов стропильных ног.

Второй вариант – сборка внизу. В этом случае раскладки и скрепление составляющих элементов стропильной системы происходят на земле, а потом готовые конструкции поднимаются наверх. Как следствие, высотные работы сводятся к минимуму и выполняются намного быстрее. Чтобы подать и выставить стропильные пары, обычно требуются специальные механизмы из-за значительного веса конструкций.

Для удобства сборки однотипных элементов практикуется использование шаблонов, изготовленных из досок. Это дает возможность получить на выходе абсолютно одинаковые фермы.

Крепление к мауэрлату

Готовые пары необходимо поднять на поверхность крыши и присоединить к мауэрлату. Чтобы облегчить процедуру, ноги еще на земле оснащаются специальными запилами в нижней части. Первыми монтируются торцевые конструкции: их располагают друг напротив друга со стороны фронтона. Чтобы правильно поставить две первые пары, используются временные стяжки. Между установленными фермами протягивают бечевку, которая служит ориентиром для промежуточных пар, обозначая по ходу дела уровень конька. В завершении этого этапа монтируют специальную коньковую опору. В случае необходимости длину стропильных ног можно по месту нарастить.

Установка конька

Для его создания необходимо правильно скрепить все стропильные ноги. Методик сращивания несколько – как с применением опорного бруса, так и без него. Более современное решение – использование специальных промежуточных фиксаторов из стали с возможностью регулировки.

Обустройство обрешетки

Назначением обрешетки является облегчение перемещения по крыше и обеспечение надежного основания для финишного покрытия. Именно характеристики кровельного материала оказывают решающее влияние на параметры каркаса. Сплошную обрешетку применяют в случае обустройства мягкой кровли. Шаг каркаса под металлочерепицу составляет примерно 35 см, а под профнастил или шифер – 44 см.

Для монтажа стропильной системы двухскатной крыши лучше всего выбирать погожий осенний или весенний день, предварительно заручившись поддержкой 2-3 помощников.

Окончательный успех работы во многом зависит от правильно составленного чертежа.

sdelatbanyu.ru

Пример расчета деревянной стойки, подкосов на сжатие

опорная стойка и подкосы стропильной системы двускатной крыши

Рисунок 251.1. Данные для определения высоты опорной стойки и подкосов.

При такой стропильной схеме высота стойки составляет приблизительно h = 1.75 м (определяется через тангенс угла α, h = b1tgα - 0.05 м, где 0.05 м - приблизительная высота коньковой балки с учетом врубки). Длина подкоса приблизительно lп = 1.7 м (определяется по теореме косинусов для треугольника, так как по принципу подобия треугольников найдена одна сторона треугольника l2 = 1.4 м, то lп2 = h3 + l22 - 2hl2cosγ). Сечения стропил и обрешетки уже определены. В статье: "Двухпролетные балки" показано, как можно определить опорные реакции для стропильной ноги в данном случае являющейся двухпролетной балкой. При указанных пролетах А =1. 0556q B = 2.6978q C = 0.2464q. Для подкосов расчетной нагрузкой будет опорная реакция В, умноженная на синус угла, образованного стропилом и подкосом. Как следует из рисунка 251.1 этот угол составляет 180 - 45 - 63 = 72о, соответственно синус этого угла составит 0.951. Тогда:

Nподкосов = 2.6978·326.1·0.951 = 836.7 кг.

Для стойки расчетной нагрузкой будет сумма опорных реакций от левой и правой стропильных ног. При определении сечения стропил мы использовали максимальное значение снеговой нагрузки:

qsлев = 180х1.25х1.2 = 270 кг/м.

Однако по принятой расчетной схеме снеговая нагрузка для противоположной стропильной ноги будет меньше:

qsправ = 180х0.75х1.2 = 162 кг/м.

тогда:

qправ = qcт + qo + qш +qsправ = 3.75 + (6.25 + 16.77 +162)1.1 = 207.27 кг/м

Таким образом суммарная нагрузка на опорную стойку составит:

Nстойки = 0.2464(326.1 + 207.27) = 131.42 кг

Требуется:

Подобрать сечение опорной стойки (показана ни рисунке 251.1 оранжевым цветом) и подкосов (показаны на рисунке 251.1 фиолетовым цветом). Основные принципы расчета сжимаемых элементов изложены отдельно.

Решение:

Даже у такой, казалось бы простой задачи есть два варианта решения.

1 Вариант

Можно подобрать сечение элементов по расчетной нагрузке, однако для этого нужно знать радиус инерции сечения. Понимаю, что многие люди даже приблизительно не знают, что такое радиус инерции, ну а те кто знают, скажут, что для определения радиуса инерции нужно знать высоту и ширину сечения, а ведь именно это нам и нужно определить. Это действительно так, а еще после того, как радиус инерции известен, нужно сначала определить гибкость элемента, после этого коэффициент продольного изгиба и только потом можно определить требуемое сечение. Окончательная формула для проверки сжимаемого элемента на устойчивость достаточно проста:

σ = N/φF ≤ Rc (250.1.2)

Конечно математический аппарат позволяет решать такие задачи, однако намного проще выполнить расчет по второму варианту.

2 Вариант

Из конструктивных и технологических соображений или просто интуитивно можно сначала принять предварительно сечение элементов, а затем проверить их на устойчивость. Все равно выбор пиломатериалов по сечению сильно ограничен по сравнению с металлопрокатом и подобрать сечение так, чтобы элементы были загружены на 95-100% вряд ли получится. В данном случае, так как стропила имеют сечение 5х15 см, то сечения опорной стойки 5х5 см (если верить моей интуиции) будет вполне достаточно, а для подкосов хватит сечения 5х10 см (опять же интуиция подсказывает, но и из конструктивных соображений - для надежного соединения стропильной ноги и подкоса). Из конструктивных соображений (чтобы уменьшить количество типоразмеров при закупке делового леса) примем предварительно сечения и опорной стойки и подкосов 5х10 см.

Примечание: В принципе при столь небольших нагрузках на опорные стойки можно вообще обойтись без коньковой балки, опорная стойка может сразу подпирать стропила, но это уже вопрос удобства выполнения крыши (ведь возможно потребуется обеспечить геометрическую неизменяемость стропильной системы в плоскости, перпендикулярной показанной на рисунке 251.1, проще говоря вдоль дома), поэтому в расчетных схемах ничего менять не будем, к тому же возможные варианты стропильных систем здесь не обсуждаются.

Так как нагрузка на подкосы почти в 7 раз больше, чем нагрузка на стойки, то при принятых одинаковых сечениях стоек и подкосов и при приблизительно одинаковой расчетной длине достаточно проверить на устойчивость только подкосы.

Расчетная длина подкосов равна реальной длине lп = lo = 170 см. При ширине подкоса 5 см радиус инерции составит:

iy = (Iy/F)1/2 = (b2/12)1/2 = (52/12)1/2 = 1.44 см

теперь можно определить гибкость стропильной ноги относительно оси z:

λ = lo/iy = 170/ 1.44 = 117.78 (250.1.5)

Проверим допустимость такого значения гибкости. СНиП II-25-80 (1988) рекомендует принимать для рассчитываемых деревянных элементов такие значения гибкости, которые не превышают значения, приведенные в таблице

Таблица 1. Предельные значения гибкости (согласно СНиП II-25-80 (1988))

предельные значения гибкости для элементов конструкций, изготовленных из древесины

В нашем случае конструкцию сложно назвать фермой, согласно таблицы 1 это скорее другая сквозная конструкция и тогда предельно допустимая гибкость для нашей стойки λ = 150. Тем не менее при выполнении непрофессиональных расчетов я все-таки рекомендую использовать более строгие ограничения и принимать предельно допустимую гибкость для деревянных стоек и подкосов конструкций кровли λ ≤ 120. Полученное нами значение меньше предельно допустимого (117.78 < 120), а потому можно продолжать расчет.

так как λ > 70, то φ = А/λ2

где А = 3000 для древесины (А = 2500 для фанеры), то

φ = 3000/117.782 = 0.2163

Расчетное сопротивление древесины (2 сорт) сжатию вдоль волокон - Rс = 130 кгс/см2 (согласно СНиП II-25-80 (1988)). Площадь выбранного нами сечения F = 5х10 = 50 см2.

Теперь по формуле (250.1.2) мы можем определить достаточно ли выбранного нами сечения:

836.7/(0.2163·50) = 77.36 < 130 кг/см2.

Как видим, такого сечения подкосов вполне достаточно и даже с запасом на возможные случайные эксцентриситеты приложения нагрузки. Можно даже использовать брус сечением 5х7 см для подкосов (но в этом случае расчет желательно выполнить с учетом случайного эксцентриситета), а уж для опорных стоек так тем более. Но из соображений удобства монтажа лучше оставить выбранное сечение.

Примечание: при значении гибкости λ < 70 коэффициент изгиба определяется по формуле:

φ = 1 - а(λ/100)2

где а = 0.8 - для древесины, а = 1 - для фанеры

Все необходимые формальности нами соблюдены, но желательно также проверить стропильную ногу на смятие в месте контакта с подкосом.

Расчетное сопротивление древесины смятию в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов (смятие поперек волокон) - Rсм90 = 30 кгс/см2  (согласно СНиП II-25-80 (1988)).

σ = N/F ≤ Rcм90 = 836.7/50 = 16.7 < 30 кгс/см2 (1.1)

Вот, в общем-то и весь расчет. 

doctorlom.com

Стропильная система при смещенной центральной несущей стене (Часть 2 - расчет стоек и подкосов)

Sergey65: 03 янв 2014, 20:40

Я имел ввиду сбор нагрузок для расчета кровли (для расчета сечения и шага стропильных ног).

Sergey65

Doctor Lom: 03 янв 2014, 20:46

В этом случае только снеговая нагрузка, кровельный материал, обрешетка и собственный вес стропил.

Sergey65: 03 янв 2014, 20:54

В общем, для расчета сечения и шага стропильных ног принимается нагрузка от веса стропильных ног (и все, что выше их), а весовая нагрузка от (что ниже них) подкосов строп. ног, прогона, подкосов прогона, затяжек, лежня не учитывается. Правильно? Эта весовая нагрузка в дальнейшем учитывается для расчетов фундамента и стен. Так?

С уважением. (пока писал, пришло от Вас сообщение. Сомнений теперь нет, спасибо.)

Sergey65

Doctor Lom: 03 янв 2014, 21:00

Да, правильно.

Sergey65: 04 янв 2014, 14:50

Попалась на глаза в Интернете книга Савельева А.А. «Стропильные системы». Конечно, расчеты очень упрощены, все вроде бы быстро и просто, но многое не учтено, что просчитывается Вами. Но более всего, что насторожило – у него понятие «пролет» - это горизонтальная проекция пролета. Ссылаясь при этом на слова профессора: «из курса лекций профессора Залесского В. Г: «Стропильные ноги в наслонной системе рассчитывают, как наклонные балки, нагруженные равномерно, причем, принимая за пролет горизонтальное расстояние между опорами, наибольший изгибающий момент выражается той же самой формулой, как и для балки, лежащей горизонтально». Перефразируя слова профессора можно сказать так: наслонное стропило, установленное под углом к горизонту, рассчитывается как обычная горизонтальная балка длиной равной горизонтальной проекции стропилине. Доказательство опускаем, кому интересно скачайте весь документ. В общем, на начальном этапе сбора вертикальных нагрузок и определения схемы узлов опирания стропил не нужно зацикливаться на угол наклона скатов крыши и делать из этого разного рода умозаключения. Следует принимать нагрузки действующими на горизонтальную поверхность, а сами стропилины считать горизонтальными балками".

Попробовал пересчитать по его методике – очень уж разнятся результаты с предыдущими - в основном из-за получаемых разниц длины пролетов. Ведь если по его методике – я рассчитываю пролет не 4,03м., а 3,5м. – соответственно, при сечении 50х200мм. мне можно оставлять шаг стропил 1 метр, а не сдвигать, как по предыдущим расчетам, на шаг 0,85м. Конечно, образования у меня не хватает, чтобы подвергнуть это глубокому анализу, но, честно говоря, я склоняюсь все-таки более к Вашим расчетам, т.к. у Вас более логически все вытекает. А можно ли узнать Ваше мнение по поводу выдержки из этого труда?

С уважением.

Sergey65

Doctor Lom: 04 янв 2014, 20:16

Дело в том, что результаты расчетов зависят от выбранной расчетной схемы. Так наличие затяжек исключает скачок на эпюре продольных сил, но при этом затяжку нужно отдельно рассчитывать на возникающие продольные силы. Просто в статье, которой вы пользовались для расчета, рассматривалась стропильная система без затяжек.

Но вообще небольшая разница возникает из-за того, что в приводимом мной методе я не учитываю возможное уменьшение снеговой нагрузки и даже наоборот, ввожу дополнительные поправочные коэффициенты, эту нагрузку увеличивающие. Так как в СНиПе дается значение снеговой нагрузки на 1 кв. м горизонтальной поверхности, то для более точного определения снеговой нагрузки, действующей на наклонную стропильную ногу, этот результат нужно умножить на косинус угла наклона стропильной ноги, а при определении вертикальной составляющей нагрузки - еще раз умножить на косинус угла наклона стропильной ноги. Если вы это сделаете, то как раз и получите результат по Савельеву А.А. или Залесскому В.Г.

Однако собственный вес стропильной конструкции не может рассматриваться как вертикальная нагрузка на горизонтальную проекцию наклонной балки. Из-за этого в расчетах по общепринятой упрощенной схеме могут возникнуть погрешности (например, занижаются значения опорных реакций). Чтобы этого не случилось я и рекомендую выполнять расчет с подобным запасом.

Sergey65: 04 янв 2014, 21:05

Понял, спасибо.

Sergey65: 04 янв 2014, 22:33

Начал рассчитывать подкосы на устойчивость. Застопорился сразу же на определении гибкости подкоса. Опять же проблема в правой части стропилки. Для правого стропила длина подкоса 320 см. И при задании (конструктивно) ширины подкоса 5 см.: радиус инерции = 1,44 см., гибкость стропильной ноги относительно оси z = 222,22. Это значение по СНиП II-25-80 по таблице предельных значений гибкости не влазит ни в какие ворота. Для того, что-бы подогнать хотя-бы под значение СНиП λ=150, (не говоря уже о λ=120), необходимо: увеличить ширину подкоса до 8 см. или уменьшить длину подкоса до 216 см., что в обоих случаях неприемлемо.

Вопрос:

1) Получается, в расчетах участвует только ширина подкоса, а высота нет? Т.е. сечение подкоса не влияет на расчет, а только ширина подкоса (т.е. радиус инерции)? Первично задаю подкос 50х150 мм. - и то не проходит, т.к. расчет основан на ширине и длине прогона.

2) Как мне быть в такой ситуации, посоветуйте, пожалуйста.

3) Может быть, как вариант: увеличить жесткость подкоса приданием ему крестообразного сечения – нашиванием бруска 50х50, например, только как рассчитать теперь эту конструкцию, не знаю.

С уважением.

Sergey65

Doctor Lom: 05 янв 2014, 02:24

Длина подкоса действительно не малая и в этом случае вам следует или принять большие размеры сечения, например 100х100 мм или уменьшить расчетную длину подкосов в одной из плоскостей (например, для стропильных ног расчетная длина относительно оси у равна расстоянию между балками обрешетки, потому в расчете устойчивости стропил относительно этой оси обычно нет необходимости). Проще говоря, если вы соедините подкосы сечением 50х100 мм горизонтальными связями (буквально такими же досками обрешетки или брусками 50х50 мм) приблизительно посредине, то тем самым уменьшите приблизительно вдвое расчетную длину подкосов относительно наиболее неблагоприятной оси и таким хитрым образом расчетная длина относительно обеих осей будет приблизительно одинаковой.

Крестообразное сечение также увеличит жесткость конструкции (хотя на мой взгляд является менее экономичным). Определить площадь такого сечения не сложно, да и с определением момента инерции для такого сечения тоже больших проблем быть не должно (это еще достаточно простое сечение).

А высота сечения подкоса в расчетах участвует, просто вы до этого еще не добрались.

Sergey65: 05 янв 2014, 22:04

Благодарю за разъяснение.

Все разобрался, как-то веселей даже стало жить, но в конечном итоге принял решение идти все-таки по варианту выбора крестообразного сечения. За первый вариант (горизонтальные связи), предложенный Вами я даже не догадывался. Конечно, в экономическом плане он на первом месте, но это перекроет мне все жизненное пространство чердака (т.к. оказывается, и левый подкос в чистом виде не проходит по гибкости – т.е и там связь ставить), а когда – никогда может, придется этим пространством воспользоваться.

Посему нашел формулы осевого момента инерции и радиуса инерции для крестообразного сечения, пересчитал, вот что получилось:

а) для правого подкоса основное сечение 50х100 мм. В таком виде не проходит по расчету на гибкость (из-за длины) согласно СНиП (у меня получилось λ=222).

б) распускаю надвое доску для обрешетки сечением 25х100 мм. Полученные 2 бруска сечением 25х50 мм. каждый нашиваю на подкос. Получается крестообразное сечение.

в) расчет показывает гибкость сей конструкции λ=128. Согласно таблицы СНиП по предельным значениям гибкости если задаваться наиболее жесткими значениями λ (λ=120 - я бы тоже отнес эту конструкцию к опорным раскосам), то не проходит.

г) отставляю в сторону предыдущий вариант. Теперь нашиваю на основное сечение с двух сторон обрешеточную доску. Получается в сечении квадрат 100х100 мм. Ра диус инерции для такого сечения = 2,89см. Теперь λ=110. Наконец-то победа! (правда, какой ценой…).

Вопрос:

1) Надо ли теперь этот подкос рассчитывать на прогиб – пролет-то немалый?

д) для левого подкоса в чистом виде (при сечении 50х100) у меня получилось λ=144. После выполнения мероприятий по п.б - расчет показывает гибкость λ=83 – порядочный запас.

е) хорошо, распускаю обрешеточную доску на 3 части, т.е. сечение одного бруска 25х30 мм., делаю на левом подкосе крестообразное сечение из этого бруска, пересчитываю. Теперь λ=93,7. На том и оставляем – хоть какая-то экономия (1,5 доски 6 метровой).

Вроде все правильно, как Вы думаете?

Вывод по этому: Не бывает такого в жизни, чтобы все состояло из одних только плюсов. Минуса однозначно присутствуют (иногда явные, иногда их стараемся сами не замечать – авось пронесет, иногда всплывают впоследствии никем не замеченные подводные камни). В общем, при принятии любого решения надо сложить минуса с плюсами и где больше остается положительных моментов – вот это то самое! Опять сплошная математика, когда же просто жить будем! Но, прошу прощения, что отнял время - на лирику потянуло. 

С уважением.

Sergey65

Doctor Lom: 05 янв 2014, 23:50

Если вариант с усилением подкосов досками для вас более приемлем, то добавлю, что нашивать доски по всей длине подкосов нет необходимости, достаточно усилить подкосы на 2/3 длины.

Дополнительного расчета на прогиб для подкосов не требуется, так как расчет на устойчивость - это расчет на прочность с учетом возможного прогиба.

Sergey65: 05 янв 2014, 23:59

Прошу прощения, опять я с этим вопросом. Посидел, подумал – скорей всего, в предыдущем посте мои рассуждения верны только частично. Прикрепляю чертеж – я, как понял в таком виде Вы имели горизонтальную связь? Ниже опустить ее не желательно – все из-за того же полезного пространства чердака. Но и в таком виде горизонтальная связь уменьшает большую длину подкоса до 204 см. (против 320 см. предыдущего). Т.е навскидку, без расчетов (если все верно, пересчитаю):

- горизонтальная связь берется сечением 25х100 мм.

- при этом уменьшается расчетная длина подкоса.

- верхняя (меньшая) часть правого подкоса остается без изменений (сечение 50х100 мм.).

- нижняя (большая) часть правого подкоса и левый подкос делаю крестообразным сечением (т.к. в чистом виде не пройдет по гибкости).

1) Рассуждения верны? Если да, то в таком виде экономическая составляющая солидная.

2) Не могу понять, при сделанной связи (подкос разделен надвое) что мешает подкосу при приложении нагрузки на стропило изогнуться по оси Z, т.е., если смотреть по чертежу, переместиться на меня (или от меня)? Связь разделила подкос, но жесткости подкосу при этом не придала, почему мы при этом уменьшаем расчетную длину подкоса? Точки опоры у подкоса все равно остались две – стропило и лежень.

увеличение жесткости подкосов

С уважением.

Sergey65

Doctor Lom: 06 янв 2014, 00:25

Вы не правильно меня поняли, я имел в виду горизонтальные связи в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа (т.е. эти связи будут параллельны обрешетке). Связь в таком виде, как вы ее представили, увеличит жесткость и без того достаточную в данной плоскости.

Sergey65: 06 янв 2014, 00:50

Спасибо за быстрый ответ, но переваривать информацию буду уже завтра, верней сегодня.

С уважением.

Sergey65

Sergey65: 06 янв 2014, 18:35

Добрый день.

Оказывается я не частично, а в корне был не прав в понимании данной ситуации. Спасибо за разъяснение, направили на путь истинный. Теперь действия такие:

А) предыдущий чертеж аннулируется, как ошибочный и не имеющий смысла. Прикрепляю новый чертеж с узлом подкосов. Торцы горизонтальных связей и бруски усиления (ребра жесткости) выделил серым цветом.

Б) На подкосы сверху прикрепляю горизонтальные связи сечением 2,5х10 см., т.е. в этих местах ограничиваю перемещение подкосов по оси Z. Допустимый предел гибкости левого подкоса находится на L=170см. от лежня, на том расстоянии и прикрепляю связь. Сечение этого подкоса остается в чистом виде. Для правого подкоса задаю ограничение по высоте прохода 185 см. (голову тоже надо беречь), на этой высоте прикрепляю связь. Тогда длина пролета подкоса увеличивается до 197 см. (по гибкости не пройдет). Для этого пролета усиливаю с обеих сторон подкоса брусками 2,5х5 см. (распущенная обрешеточная доска) длиной 2/3 от пролета (делаю крестообразное сечение). Проходит по расчетам и брусок 2,5х3 см. но, мне кажется, конструктивно прикрепить его к подкосу будет проблематичней (да и при такой экономии в материале это теперь не критично).

Вопросы:

1) Теперь рассуждения верны?

2) Для исключения горизонтальных перемещений связей (по оси Z), эти связи должны жестко упереться во фронтоны? Или это не обязательно?

вариант увеличения жесткости подкоса

С уважением.

Sergey65

Doctor Lom: 06 янв 2014, 19:56

1. Да, теперь все верно.

2. Можно крайние подкосы связать диагональными связями с предпоследними стропилами, чтобы получились треугольники, впрочем возможны и другие варианты, например поставить подкосы в плоскости лежня и стоек.

Sergey65: 07 янв 2014, 00:15

Чтобы все в голове устаканилось (упс…) с затяжкой, такие мысли:

А) т.к. конькового прогона нет, это уже автоматически подразумевает распор в системе. Для этого в безраспорной системе ставится затяжка, которая этот распор перехватывает и работает при этом на растяжение. Способ установки описан по одной информации ниже прогона, по другой – ниже подкосов, у меня же вообще между подкосами. Хочется прояснить - по моей схеме получается, что для левого стропила затяжка перехватывает распор после прогона, а для правого стропила – после подкоса, т.е все равно получается симметричная система, а левый прогон здесь в схеме с затяжкой не участвует, а нужен как дополнительная опора?

Б) из-за малых внутренних напряжений сечение схватки подбирается конструктивно и расчет ее можно опустить. Т.е сечение, например, 25х100 мм. пройдет? Или тут проблема в конструктивном подсоединении схватки к стропилине? (гвоздями измочалить концы схватки, в случае аварийных прогибов нужно более толковое присоединение - тогда надо делать расчет на срез?).

С уважением.

Sergey65

Doctor Lom: 07 янв 2014, 12:45

Мыслите вы правильно. В вашем случае затяжка не только убирает распор, возникающий из-за отсутствия опоры на коньке, но также обеспечивает дополнительную геометрическую неизменяемость, создавая треугольник между стропилами (что важно при действии горизонтальной ветровой нагрузки). Впрочем, при прогибе прогона (если стойки не под каждой стропильной парой), то затяжка в этих парах будет работать на полную мощность. Но все равно в вашем случае нагрузки на затяжку ожидаются не большие.

Основным требованием при подборе сечения затяжки скорее будет конструктивное. Согласно СНиП предельно допустимая гибкость для подобного растянутого элемента - 200.

Sergey65: 07 янв 2014, 21:48

Спасибо за подсказанную мысль. Пролет схватки тоже порядочный – 3,15 м. – вот и первое ограничение по сечению (прогиб). Попробовал сам посчитать (для себя) по своей схеме сечение схватки - действительно, получаются очень малые значения по сечению. А вот по нагрузкам на опорах А, С - солидно - H=887 кг. Нагрузку на оба ската брал равномерную, т.к коэффициент перехода мю=1,25 заложил при сборе нагрузок на оба ската (т.к. «непонятно, откуда ветер дует»).

Поясните, если возможно:

1) Т.к нагрузку применял по 1 предельному состоянию (расчет на прочность), то получившееся значение горизонтальной опорной реакции H – это и есть распор в аварийных ситуациях (Max. нагрузки), и его применять к расчету гвоздевого/болтового соединения?

2) Расчет затяжки производил по методике на Вашем сайте «Расчет треугольной арки с затяжкой на опорах». Можно ли в таком виде рассчитывать затяжку по моей схеме? Или необходимы дополнительные условия для расчетов? Все-таки над схваткой – еще опоры (подкос, прогон) не повлияют их присутствие на результаты расчетов?

С уважением.

Sergey65

Doctor Lom: 08 янв 2014, 01:35

Как бы вам это попроще объяснить...

Выбор расчетной схемы зависит от конструктивных решений узлов соединений и опираний. Если опирание стропила на мауэрлат не предусматривает свободное горизонтальное перемещение стропила (а именно для такого случая и приводился расчет стропил в статье "Расчет стропил и обрешетки"), то горизонтальные нагрузки будут передаваться стенам. А затяжка будет обеспечивать геометрическую неизменяемость системы при несимметричных снеговых и при ветровых нагрузках.

Если опирание стропил на мауэрлаты будет скользящим, то растягивающее усилие в затяжке будет значительно больше. В этом случае приблизительное значение растягивающего усилия в затяжке будет равно значению продольной силы на опоре В (при расчете правой стропильной ноги), умноженной на косинус угла наклона стропил.

Для более точного расчета следует составить достаточно сложную расчетную схему для вашей несимметричной, несколько раз статически неопределимой конструкции. Но в любом случае, чем ниже будет затяжка (желательно ниже и правого и левого подкосов), тем больше вероятность, что затяжка примет на себя весь возникающий распор, однако для этого затяжку желательно дополнительно скрепить и с подкосами.

И еще, вы можете сделать затяжку сквозного сечения, набив доски 25х100 мм с двух сторон. Но при этом придется сделать через каждые 70-90 см вставки между досками, чтобы затяжка работала как единое целое.

Doropu: 19 фев 2014, 18:37

Не знаю что и сказать! Но обо всём по порядку:

1)Очень хороший сайт! Большое СПАСИБО! 

2) моя ситуация ну прям очень схожа с темой топикстара - пытаюсь собственными силами запроектировать и построить крышу. Перерыл интернет в поисках ответа и только здесь начал обретать почву под ногами!

3) скажите а можно у вас заказать проект крыши?

4) не вижу как вставить рисунок - план.

Doropu

Doctor Lom: 20 фев 2014, 00:50

Чтобы добавить рисунок, нажмите кнопку "добавить вложения"

Проектированием на заказ по ряду причин я не занимаюсь, могу подсказать по возникающим при расчете вопросам.

Примечание: как я уже говорил, весь этот диалог велся на форуме, ныне закрытом. Как теперь добавить картинку или просто задать вопрос, вы можете из статьи "Записаться на прием к доктору". Ну а общение с Doropu вылилось в отдельную большую тему "Расчет двухскатной крыши каркасного дома".

doctorlom.com


Каталог товаров