- Элементы висячих стропильных систем
-
Виды конструкций с висячими стропильными ногами
- Треугольная шарнирная ферма
- Шарнирная стропильная система с бабкой
- Шарнирная ферма с приподнятой затяжкой
- Шарнирная стропильная система с ригелем
- Стропильная система с подвеской и подкосами
Одними из главных элементов конструкции двускатной и вальмовой кровли являются стропила. Это несущие элементы, служащие каркасом крыши. Разновидностью кровельной основы являются висячие стропила. В такой сборке опорой для несущих балок, в отличие от наслонной конструкции, служат наружные стены объекта. Рассмотрим подробнее особенности висячей стропильной системы и монтажных работ.
Элементы висячих стропильных систем
Висячий (выносной, навесной, вантовый) тип кровельной конструкции из стропил используется при строительстве сооружений, не имеющих внутренних перегородок. Каждая несущая балка одним концом упирается во внешнюю стену, другой стороной – в противоположное стропило.
- создаются при ширине пролета до 10 м;
- могут применяться в составе жилых, промышленных, складских объектов;
- крепятся с помощью пластин, анкеров, прорезных шипов, гвоздей;
- не имеют центральной опоры для стропил, дополняются горизонтальными растяжками, исключающими распирающее воздействие на стены.
Висячая стропильная система состоит из нескольких элементов, каждый из которых выполняет свои функции. В таблице представлены их особенности:
| Стропила | Также называются стропильными ногами. Это основа кровли, представляющая собой расположенные под уклоном балки и формирующие скат крыши. Висячие стропила создаются из досок или бруса. Устанавливаются с интервалом от 60 до 120 см. |
| Конек | Так называют места соединения балок в верхней точке стропильной системы. Для повышения надежности конструкции устанавливается срединный коньковой брус. |
| Затяжки и ригель | Затяжки – это горизонтальные элементы, уложенные в основании стропильной системы. Включаются для компенсации нагрузки.Ригель можно назвать разновидностью затяжек. Это горизонтальный элемент, располагающийся под коньком между висячими стропилами. Фиксируется параллельно нижним затяжкам. Такая конструкция обеспечивает стягивание стропил, их усиление. Исключает распирающие нагрузки на стены. |
| Бабка | Это вертикальный элемент конструкции, который одним концом фиксируется на коньке (узле соединения двух стропильных ног), другой стороной опирается в ригель или затяжку. |
| Мауэрлат | Встраивается в стропильную систему для равномерного распределения нагрузки по периметру объекта. Это горизонтальный деревянный брус, расположенный перпендикулярно затяжкам. В прорези упираются наклонные висячие стропила. Мауэрлат располагается над стеной здания. |
| Подкосы и стойки | Это элементы, расположенные строго вертикально или под уклоном. Устанавливаются между несущими элементами стропильной системы и горизонтальными затяжками. Выполняют функцию дополнительной опоры, снижают нагрузку на изгиб. |
Виды конструкций с висячими стропильными ногами
Существует пять решений, в которых используются висячие стропила с затяжками. Они различаются особенностями конструкции, конфигурацией.
Треугольная шарнирная ферма
Такая стропильная система является наиболее простой вариацией. Устанавливается при соблюдении важного условия – высота конька не должна быть менее 1/6 от ширины пролета. В противном случае висячая конструкция из стропил не будет функционировать должным образом.
- Две стропильные ноги упираются в коньковый брус. Нижним торцом соединяются с мауэрлатом. В основании стропил устанавливается затяжка.
- Нагрузка распределяется равномерно. Для снижения воздействия изгибающей силы, воздействующей на стропильные ноги, при врубке в горизонтальные опоры применяется эксцентриситет. Способ позволяет создать изгибающее воздействие противоположной направленности.
Главным достоинством такой стропильной системы является простота монтажа. Шарнирные фермы треугольного типа с затяжками часто строятся на чердаках жилых домов. Подходят для пролетов не более 6 метров.
Шарнирная стропильная система с бабкой
Этот вариант стропильной системы чуть сложнее предыдущей. Отличается наличием бабки. Применяется на объектах с пролетом более 6 метров. При большом расстоянии между опорами стропил затяжки испытывают высокое давление на изгиб под собственным весом. Чтобы избежать деформации горизонтальных стяжек, предусматривается вертикальная поддержка – бабка. Элемент фиксируется на коньке висячих стропил. Упирается в центр затяжки.
- Длинные затяжки для больших проемов изготавливают из двух сращенных балок. Бабка необходима для нивелирования прогиба стяжки стропил. Может изготавливаться из дерева или металла.
- При строительстве стропильной системы нельзя путать бабку и стойку. Если первую установить в качестве последней, то элемент будет работать на сжатие, испытывать давление подвесной опоры. Бабка устанавливается исключительно в коньке стропил. В этом случае выполняет свою функцию, работает на растяжение. На затяжке фиксация бабки выполняется с помощью хомутов.
Такая сборка чаще используется при создании висячих ферм для промышленных и складских объектов.
Шарнирная ферма с приподнятой затяжкой
Устройство висячей стропильной системы в этом случае отличается наличием высоко поднятой затяжки. Другими словами, между двух опорных балок стяжка находится ближе к коньку. Такой тип ферм часто применяют при строительстве мансард.
- При создании мансарды приподнятые стяжки являются потолком помещения. Необходимо предусмотреть качественную фиксацию затяжки. Для этого используются бабки, стойки. В зависимости от уровня проектных нагрузок подбирается схема крепежа.
- Важно исключить деформацию затяжек и опорных балок под воздействием внешних факторов и неравномерное распределение нагрузки. Для этого стропильные ноги на мауэрлате фиксируются креплением подвижного типа. Даже при смещении стропил в одну сторону целостность кровли сохранится благодаря предусматриваемому с двух сторон выносу.
Такая схема сборки висячей стропильной системы применяется на чердачных помещениях, где важна высота потолков. Высокая затяжка позволяет создавать просторные помещения под кровлей.
Шарнирная стропильная система с ригелем
Тип этой вантовой конструкции с затяжками имеет сходство с предыдущим вариантом. Основным отличием является установка дополнительного неподвижного горизонтального элемента под коньком (параллельно затяжке). Стропильные ноги жестко фиксируются к мауэрлатам. При такой сборке увеличивается распорное воздействие кровельного каркаса, поэтому ригель работает на сжатие. При этом ниже устанавливается стандартная затяжка. Визуально конструкция представляет собой усиленный треугольный модуль.
Стропильная система с подвеской и подкосами
Такой тип конструкции применяется в том случае, если из-за большой длины стропил и затяжек есть высокий риск их прогиба. Для повышения жесткости устанавливаются подкосы. Это элементы, одним концом упирающиеся в навесной наклонный брус, а другим – в основание бабки.
Способы крепления стропильных ног
В коньковом узле балки стропильной системы соединяются внахлест, врубкой, встык. В первом случае стропила накладываются друг на друга. Фиксируются шпильками, болтами. При установке встык предварительно обрезаются под углом. В качестве крепежа используются деревянные или металлические накладки. Метод фиксации балок в стыках с горизонтальными опорами подбирается с учетом требуемого уровня подвижности, особенностей объекта.
- Хомуты и болты. Для стыковки торец стропила срезается таким образом, чтобы обеспечивалась плотная установка в выемку. Болты обеспечивают жесткую фиксацию. Хомуты используются для усиления крепежа или создания подвижного узла.
- Двойной зуб. В стропильной ноге подготавливается выемка (разрез). На горизонтальной балке в месте упора предусматривается шип соответствующего размера. Такой метод стыковки используется, когда скат кровли имеет наклон в 35 и менее градусов.
Типы креплений, особенности конструкции продумываются на этапе проектирования висячей стропильной системы. Строительство ведется в точном соответствии с разработанной технической документацией.
Проектирование стропильной системы
От корректности произведенных расчетов на этапе проектирования зависит прочность и надежность висячей стропильной системы. При отсутствии опыта можно воспользоваться онлайн калькулятором, вычисляющий необходимые параметры по введенным данным.
- площади, этажности, периметра объекта;
- прогнозируемой нагрузки на стропильную систему;
- характеристик кровельного материала;
- климатических условий.
При проектировании стропильной системы учитывается наличие мансарды, высота потолков и габариты перекрываемого помещения. Принимается во внимание тип шарнирной конструкции, длина затяжек и стропил, под каким углом расположены скаты крыши. С учетом особенностей фермы подбирается оптимальный шаг несущих балок. При расчетах важным параметром становится сечение стропильных ног. Все эти характеристики указываются в проектных чертежах.
Монтаж висячей стропильной системы
Надежная и устойчивая стропильная система с затяжками создается при условии соблюдения ряда правил. Одно из них – использование при строительстве обработанного антисептическими пропитками дерева. Защищенный специальным составом материал устойчив к гниению и разрушению при эксплуатации.
- Перед началом работ необходимо выполнить правильную разметку. Малейшая ошибка сделает стропильную систему непригодной для эксплуатации. Необходимо использовать измерительные инструменты и карандаш.
- Для формирования ровных и геометрически правильных выемок в затяжках, мауэрлата стропильной системы рекомендуется использовать шаблоны. Минимальную погрешность обеспечит ровная поверхность заготовок.
- Между первыми парами стропил с затяжками следует натягивать бечевку, которая будет выполнять функцию строительного уровня. Так обеспечится ровная установка всех балок.
- Промежутки между стропилами на коньковой балке и мауэрлате важно отметить до сборки.
Первым этапом сборки конструкции является нарезка пиломатериала для стропильной системы. Подготавливаются затяжки, устанавливаются горизонтальные опоры. Далее выполняется соединение основных балок. Третьим шагом становится установка затяжки. Поднимается и фиксируется первая арка. Далее устанавливаются другие пары стропил.
Заключение
Монтаж висячей стропильной системы – это процесс, требующий профессионального подхода. Для выполнения работ потребуется подготовить инструмент, включая топор, молоток, ножовку. В качестве отвеса используется подвешенный груз. Также потребуется электроинструмент.
Перед выполнением работ важно продумать тип конструкции. Разновидности висячей стропильной системы различаются уровнем жесткости, подбираются с учетом ширины проема, назначения объекта.
Важнейшим шагом является выполнение расчетов, подготовка материалов. Качественное продумывание каждого этапа станет залогом долговечности конструкции. Чтобы исключить ошибки при проектировании и монтаже, лучше обратиться к опытным профессионалам.
