Узлы крепления стропил - элементы конструкции
Содержание статьи:
Строительство крыши вне зависимости от ее типа начинают с проектирования стропильной системы. Ее надежность обеспечивает долгий срок эксплуатации кровли, а соответственно и здания, на котором ее надо создать.
Чтобы этого добиться, необходимо:
- правильно выбрать тип стропильной системы;
- в узлах стропильной конструкции обеспечить прочность соединений;
- грамотно выполнить все расчеты, касающиеся планируемых нагрузок на крышу;
- принять верное решение относительно выбора материала для покрытия поверхности кровли;
- доверить работу профессионалам.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что создание стропильной системы, такой как на фото, требует наличие проекта и соответствующих расчетов, а у сотрудников компании, выполняющей монтаж, должна быть высокая квалификация и наличие опыта. Выполнить эту работу собственными силами возможно, но вряд ли конструкция стропил получится настолько прочной, как требуется.
Узловые элементы стропильной конструкции
Основные элементы стропильной системы подбирают на основании следующих факторов:
- запроектированной формы кровли;
- площади пространства, которое необходимо перекрыть;
- наличия и местонахождения несущих стен и внутренних опорных точек.
В данной статье в качестве примера будут рассмотрены стропильные системы, используемые для обустройства двускатных кровель в доме, где несущие стены одна от другой находятся на разных расстояниях.
В тех случаях, когда длина пролета между стенами не превышает 6 метров, специалисты советуют создать конструкцию наслонных стропил таким образом, что проблема, как крепить стропила из древесины, решится путем установки их на расположенный по периметру строения опорный брус (называется мауэрлат).
Данный метод позволяет не только решить проблему как правильно крепить стропила, но существенно сокращает расход материалов, используемых при строительстве каркаса крыши. В том случае, когда между несущими стенами расстояние не превышает 8 метров, противоположные стропила связывают с использованием ригеля.
Имеется другой вариант, как закрепить стропила при применении конструкции наслонных элементов, он заключается в том, что используются промежуточные стойки, которые опираются на стены или расположенные внутри дома столбы. Подобные системы легко перекрывают 12-метровое промежуток между стенками при условии дополнительной установки одной опоры, или 16-метровое расстояние при монтаже еще двух опор.
Когда промежуток составляет до 12 метров между опорными точками, тогда проблему как крепить стропила к стене при отсутствии внутренних опор специалисты рекомендуют решить путем выбора системы висячих стропил: в этой ситуации их точка опоры располагается на сплошной затяжке, которая находится на мауэрлате.
При использовании такого метода, конструкция стропил из брусьев, досок и бревен имеет такие типовые узлы стропильной системы:
- узел конька;
- узлы «стойка-подкос-стропило» и «подкосы-стойка-балка»;
- узел опирания стропил.
Возможно использование и других узлов, если в стропильной системе среди ее элементов имеются ригель, затяжка и т.д. После завершения проектирования конструкции кровли и ее основных узлов, необходимо составить план и схему системы стропил.
Элементы опирания наслонных стропил
Наслонные стропильные конструкции, опирающиеся на прогон и мауэрлат, бывают распорными и безраспорными. От того, насколько правильно выбраны узлы крепления стропильной системы кровли, зависит, как долго прослужит она без ремонта. При составлении расчетных схем, чтобы обозначить в конструкционных узлах шарнирные соединения используют значок-кружок.
Шарниры, благодаря имеющимся лапкам, соединяют с условными опорами, позволяющими визуально представить степень свободного движения какого-либо узла:
- Вделанные в опору 2 лапки шарнира, предполагающие неподвижность узла, одновременно допускают вращение балки в шарнире. У такого узла имеется единственная степень свободы – поворот.
- Если лапки шарнира располагаются на скользящей опоре для стропил или ползуне, такой узел насчитывает две степени свободы – кроме поворота балки, есть возможность горизонтального смещения.
- При наличии трех степеней свободы – поворот, вертикальное и горизонтальное смещение, на схеме узел отмечают кружком. Его можно врезать в стержень, обозначающий балку.
При наличии врезки узла в балку, ее называют разрезной, а участки, расположенные по обе стороны от шарнира условно рассматривают в качестве отдельных элементов. Если обозначение шарнира (кружок) изображен ниже балки, то она считается неразрезной.
Когда в балку врезают шарнир с тремя степенями свободы, подобная конструкция является неустойчивой и представляет собой мгновенно изменяющуюся систему. Также существуют узлы, у которых степень свободы равна нулю: конец балки защепляют так, что становятся невозможными ее смещение относительно горизонтали и вертикали.
Понятие поворота или горизонтального смещения не подразумевает произвольного передвижения ползуна (узел, имеющий 2 степени свободы) по горизонтали. Этот узел, несмотря на то, что закреплен надежно, предоставляет возможность концу балки перемещаться в случае воздействия влажности и температурных изменений. При этом в самом элементе повышенные внутренние напряжения не возникают. Данный узел допускает изгиб балки, но поворот осуществляется в пределах нормативов, он может поползти только в случае, когда нагрузки на него превысят допустимые пределы.
В ряде случаев не следует термин «шарнир» понимать буквально. Решая вопрос, как скрепить стропила, для соединения концов балок используют не только болты, но и специально сконструированный шарнир. Следует отметить, что в большинстве случаев шарниром называют соединение, выполненное с использованием гвоздей. В качестве примера можно привести следующую ситуацию: доску, прибитую одним концом несколькими гвоздями к стене, можно повернуть на небольшой угол, нажав на другой ее конец.
В данном случае роль шарнира играют гвозди. Но, если увеличить количество гвоздей до такой степени, что поворот будет невозможен, тогда эта доска является балкой, у которой защемлен конец. Поэтому заранее рассчитывают, с какой степенью нагрузки будут эксплуатировать систему и каким именно образом выполнить крепление стропил к балкам.
В данном случае роль шарнира играют гвозди. Но, если увеличить количество гвоздей до такой степени, что поворот будет невозможен, тогда эта доска является балкой, у которой защемлен конец. Поэтому заранее рассчитывают, с какой степенью нагрузки будут эксплуатировать систему и каким именно образом выполнить крепление стропил к балкам.
Если действительная нагрузка превышает запланированные параметры на рассчитанные в проекте узлы стропильной системы dwg, тогда изменения в режиме их работы с большой вероятностью приведут к частичному или полному разрушению всей конструкции кровли.
Узлы соединения стропил в зависимости от конкретного проекта дома и крыши могут отличаться. В соединениях с двумя степенями свободы важно спроектировать поворот, который возникает при изгибе стропил и сдвиг, направленный по горизонтали. В узлах, допускающих одну степень свободы, проектируют поворот стропила (читайте: "Узлы деревянных крыш: особенности крепления").
Для обеспечения у стропила возможности сдвига нижней или верхней части создают горизонтальные врубки. Чтобы решить задачу, как укрепить стропильную систему и тем самым ограничить сдвиг - стропила либо упирают друг в друга, либо в деталь, с которой их стыкуют (мауэрлат или прогон). Читайте: "Чем и как крепить стропила к мауэрлату".
Как крепить стропила к мауэрлату, детали на видео:
Чтобы пояснить принцип, согласно которому крепят стропила, следует рассмотреть такую ситуацию. Если стандартную лестницу, состоящую из 2-х жердей и поперечных планок приставить к стене, а затем пол и стену залить маслом, чтобы минимизировать трение, тогда при попытке встать на нее, лестница будет падать.
Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.
Объясняется это наличием двух степеней свободы в каждой точке опоры, а конкретнее:
- в нижней точке имеется смещение по горизонтали и поворот;
- в верхней точке присутствует смещение по вертикали и поворот.
Чтобы придать лестнице устойчивость, и она могла выдержать вес человека, необходимо лишить ее одной степени свободы из имеющихся у нее четырех. Например, можно устранить вертикальное смещение в верхней точке или горизонтальное смещение в нижней. Другими словами, достаточно укрепить верх или низ данной лестницы, и система станет устойчивой и стабильной.
Приведенный пример поможет лучше понять принцип функционирования наслонной стропильной конструкции и разные способы опирания. Если задача, как крепить стропила к срубу, выполнена неправильно, это не может не повлиять на способность крыши выдерживать оказываемые на нее нагрузки.
Поэтому, чтобы избежать таких неприятностей как повреждение или даже разрушение кровли, надо правильно произвести расчеты и спроектировать создание системы стропил. Не важно, решается проблема, как крепить стропила к коньку или мауэрлату, такую работу желательно доверить квалифицированным специалистам, имеющим большой опыт выполнения подобных проектов.
Поэтому, чтобы избежать таких неприятностей как повреждение или даже разрушение кровли, надо правильно произвести расчеты и спроектировать создание системы стропил. Не важно, решается проблема, как крепить стропила к коньку или мауэрлату, такую работу желательно доверить квалифицированным специалистам, имеющим большой опыт выполнения подобных проектов.