конструкция и узлы, устройство, монтаж
На сегодняшний день висячие стропила считаются довольно надежной и прочной несущей конструкцией, обеспечивающей долговечность крыши.
Нужно учитывать, что стропильная система является важнейшим элементом всего дома, поэтому ее конструкция и узлы должны быть тщательно просчитаны перед строительством.
Для этого заранее составляется проект, рассчитывается примерная нагрузка на кровлю, расстояние между стропилами, их устройство, углы наклона ската и вальма (треугольный участок четырехскатной крыши).
Если у человека нет опыта и знаний в этой области, то для составления проекта лучше привлечь специалиста, поскольку в этом случае самодеятельность совсем неуместна.
Виды стропильных систем
По ходу составления проекта нужно определить нагрузку на кровлю, выбрать материал для покрытия, вид крыши (двухскатную, четырехскатную, шатровую и т.д.) и угол наклона скатов.
И также необходимо выбрать подходящую стропильную систему.
В настоящее время различают наслонные и висячие стропильные системы.
Наслонная система обычно применяется при наличии в доме капитальной несущей стены, на которую можно опереть кровлю путем установки вертикального бруса.
Еще хорошим упором служит массивная колонна под крышей, на которую будет приходиться нагрузка. При такой системе нагрузка идет только на изгиб.
Наслонная система более легкая, чем висячая, потому что на ее изготовление нужно меньшее количество деревянных брусьев.
Висячие стропила применяются в тех ситуациях, когда внутренней несущей стены нет.
Оптимальным вариантом возведения висячей системы будет здание с шириной от шести до десяти метров.
При такой системе стропила опираются только на внешние стены здания и мауэрлат (деревянный брус, уложенный поверх кладки), также они выступают за линию стены дома.
Для большей прочности снизу можно установить консоли, которые будут поддерживать стропила.
Поскольку при таком расположении брусья стремятся разъехаться, всегда должна быть применена затяжка.
Видео:
Это горизонтальный деревянный брус, стягивающий стропила между собой и не дающий им разъезжаться.
Если нагрузка на крышу ожидается довольно большая, то устанавливаются дополнительные стягивающие элементы.
Висячие стропила часто применяются, если чердачное помещение в дальнейшем будет использовано как жилое, то есть превратиться в мансарду.
Устройство висячей системы без дополнительных вертикальных упоров посреди помещения прекрасно подходит для создания внутри жилого помещения.
Зачастую специалистами рассчитывается стропильная система двухскатной крыши, и висячий вариант в таком случае смотрится прекрасно.
Однако иногда встречается и четырехскатная, или вальмовая крыша с висячими стропилами.
В этом случае расчет будет гораздо сложнее, и самостоятельно его выполнять не рекомендуется.
Иногда встречаются здания не прямоугольной формы, а с дополнительными постройками (например, есть двускатный козырек над крыльцом или комната для отопительного котла).
При этом внутри некоторых частей здания есть несущие стены, а в некоторых — нет. В этом случае можно комбинировать висячие и наслонные стропила.
Над той частью дома, где есть несущие стены, можно установить наслонную систему, а в прочих местах — висячие.
Однако состыковка стропильных систем — дело нелегкое и для расчета проекта рекомендуется пригласить специалиста.
Разновидности конструкций висячих стропил
Существует несколько разновидностей висячих стропил. Наиболее распространенным является устройство, при котором они соединяются внизу горизонтальным брусом — затяжкой.
При взгляде сбоку такая конструкция висячих стропил имеет вид треугольника. Еще такую конструкцию называют трехшарнирной треугольной аркой.
Затяжка не позволяет брусьям разъезжаться под весом кровли и снега. При расчете крыши с висячими стропилами такой конструкции нужно учитывать один немаловажный нюанс: расстояние от наивысшей точки крыши до затяжки должно быть не меньше шестой части длины самой затяжки.
Если планируется из чердака сделать полноценную мансарду, то хорошим вариантом будет использование висячих стропил с поднятой затяжкой.
При такой конструкции затяжка располагается не на уровне нижних концов стропил, а значительно выше, под крышей.
Такое расположение приводит к тому, что на затяжку оказывается большее напряжение (чем выше расположение, тем больше нагрузка), поэтому расчет висячих стропил в этом случае гораздо сложнее.
Низ стропил опирается на стену и мауэрлат по схеме для опоры с подвижным шарниром. Однако зачастую такую схему не используют, предпочитая неподвижную опору.
При этом часть стропил врубается в мауэрлат при помощи специального опорного бруска. Это обеспечивает жесткость и устойчивость конструкции, которая имеет возможность выдерживать большие нагрузки.
Однако в таком случае мауэрлат должен крепиться к стенам очень прочно. Затяжка при этой схеме называется ригелем, поскольку выполняет задачу разжимания пытающихся сомкнуться стропил.
Есть несколько конструкций висячей стропильной системы, которые на сегодняшний день признаны морально устаревшими и практически не используются.
Одной из таких схем является использование деревянной (бабки) или металлической (тяжа) подвески, которая располагается под верхней точкой крыши и соединяет ее с затяжкой.
Обычно такой вариант применяется при ширине здания более десяти метров, поскольку под своим весом затяжка будет прогибаться.
Нужно учитывать, что низ подвески не должен доходить до затяжки. Крепление внизу в этом случае осуществляется при помощи хомутов или деревянных накладок.
Эту конструкцию можно улучшить и добавить подкосы — деревянные бруски, один конец которых упирается в верхнюю часть стропил, а другой — в подвеску.
Благодаря этому достигается очень большая прочность конструкции, поскольку стропила защищены от прогибания под нагрузкой, и каждый узел этой системы компенсирует напряжение другого компонента.
Такая схема обычно используется при очень длинных стропилах, которые будут значительно прогибаться как под собственным весом, так и под нагрузкой снега в зимний период.
Монтаж висячей стропильной системы
Прежде чем устанавливать висячие стропила, необходимо осуществить монтаж мауэрлата. Для более прочного крепления деревянного бруса к стене рекомендуется использовать анкеры.
После того как по периметру здания установлен мауэрлат, можно установить первую пару стропил и соединить их между собой в верхней точке крыши.
Видео:
Существует несколько методов крепления стропил, но обычно брусья соединяют между собой встык или внахлест.
Еще иногда используют коньковый прогон — горизонтальный брус, который проходит под всеми местами соединения стропил.
Нужно заблаговременно выпилить в нижней части стропил запилы для крепления к мауэрлату. Крепление обычно происходит при помощи длинных гвоздей.
Рекомендуется предварительно отметить на земле линию, которая будет соответствовать линии верхней части крыши.
После установки первой пары стропил место крепежа сверяется с этой линией, после чего устанавливается затяжка или прочие элементы жесткости.
Их нужно ставить на каждую пару непосредственно после крепежа стропил, а не тогда, когда уже готова половина крыши.
Специалисты советуют после установки первой пары стропил измерить их и сделать два шаблона.
В дальнейшем это позволит быстрее изготавливать другие стропила, к тому же работать можно будет на земле.
Затем устанавливается пара стропил на противоположной стороне здания. Между уже установленными брусьями натягивается нитка, таким образом можно проверять ровность остальных пар.
Далее рекомендуется сделать на мауэрлате пометки, обозначающие место крепежа остальных деревянных брусьев.
Кроме того желательно иметь деревянный брусочек с такой же разметкой для проверки ровности установки стропил в верхних точках.
Это нужно делать регулярно, поскольку отклонения приводят к снижению прочности конструкции.
Порой случается, что стропила оказываются немного короче, чем нужно.
В этом случае рекомендуется использовать деревянные прокладки.
После того как вся висячая стропильная система установлена, все размеры и ровность нужно обязательно перепроверить.
Ошибка в монтаже может в дальнейшем дорого обойтись владельцам дома.
Для крепления всех деревянных компонентов стропильной системы рекомендуется использовать длинные гвозди, однако в некоторых местах можно обойтись саморезами, болтами или шпильками.
Специалисты рекомендуют после окончания установки всех брусьев дополнительно укрепить места соединения.
Сделать это можно с помощью тонких стальных полосок, которые называются шинками. Этими полосками нужно обернуть место крепежа, затем через них в дерево вкручиваются саморезы или вбиваются гвозди, длиной 35-45 миллиметров.
Видео:
Такое дополнительное крепление понижает риск деформации крыши при сильном ветре. После того как монтаж стропильной системы закончен, устанавливается кровля.
Стропильная система — основа всей крыши, и ее обязательно нужно рассчитать и установить правильно. Малейшая ошибка может дорого обойтись в дальнейшем.
Если опыта и знаний в этой области нет или совсем немного, то рисковать не стоит, лучше обратиться за помощью к квалифицированному профессионалу, который произведет точный расчет стропильной системы.
Кроме этого, он посоветует, какая именно конструкция висячей системы подойдет для конкретного здания.
Конструкция и узлы висячих стропил крыши
Классическая стропильная система предусматривает наличие под коньковым брусом опорных стоек, которые воспринимают существенную часть нагрузок. Но если в постройке отсутствуют внутренние опорные стены или чердачное пространство планируется использовать как мансардный этаж, установить подконьковые стойки не получится. В таких случаях применяют стропильную систему, называемую висячими стропилами. Она состоит из отдельных ферм, которые Опираются только на наружные стены здания.
1. Треугольная шарнирная арка.
Это самый простой вариант фермы висячих стропил. Арка состоит из трех элементов: две наклонные стропильные ноги, соединенные в верхней точке, и затяжка – горизонтальная балка, соединяющая стропильные ноги у основания или в середине пролета.
Изготовленная из деревянного бруса или металлических стержней затяжка воспринимает распорное усилие от стропил, поэтому на наружные стены здания передаются только вертикальные нагрузки. Благодаря этому упрощается узел опирания стропильной фермы на стену: вместо мауэрлата на нее укладывают просто доску, служащую для распределения нагрузки от стропильных ног.
При устройстве мансардного этажа затяжку устанавливают на уровне основания стропил. При этом она служит опорой для междуэтажного перекрытия. В прочих случаях затяжку устанавливают выше. Тогда приходящиеся на нее растягивающие усилия увеличиваются, зато уменьшаются изгибающие моменты в пролете стропильных ног.
2. Шарнирная арка с ригелем.
Внешне эта ферма полностью идентична вышеописанной конструкции, она также представляет собой треугольник. Основное отличие заключается в способе опирания на стену. Основания стропил ригельной арки крепятся в пазах, вырезанных в мауэрлате. При этом стены помимо вертикальных воспринимают еще и распорные усилия, а затяжка (в этой конструкции она называется ригелем) устанавливается в середине пролета стропил и работает на сжатие.
Узел крепления ригеля к стропильным ногам, соответственно, упрощается.
3. Шарнирная арка с подвеской.
Если ширина здания превышает 6 м, обойтись простой трехэлементной фермой довольно сложно. Во-первых, трудно найти цельный брус для изготовления затяжки такой длины. Во-вторых, слишком длинная затяжка будет провисать под собственным весом. Поэтому арку дополняют подвеской – элементом, соединяющим вершину арки и середину затяжки. Сама затяжка составляется при этом из двух элементов, соединяемых между собой болтами. Металлическую подвеску часто называют тяжем, деревянную – бабкой.
4. Шарнирная арка с подкосами.
Для того, чтобы уменьшить прогибы в стропилах, арку с подвеской усложняют добавлением подкосов – наклонных элементов, подпирающих стропильные ноги в середине пролета. Сами подкосы упирают в подвеску (бабку).
Узлы в конструкции ферм
Стропила соединяют встык или внахлест. В первом случае узел усиливают накладкой – доской или металлической пластиной, которая крепится на гвоздях.
Во втором – стропила крепят одно к другому болтовым соединением.
Узел крепления затяжки к стропилам называют карнизным. Он может выполняться ортогональной лобовой врубкой с двойным или одинарным зубом, а также креплением с помощью досок или пластин.
Порядок монтажа
Из-за громоздкости конструкции монтаж висячих стропил делают на земле. Затем фермы подают на крышу в собранном виде краном, либо разбирают и поэлементно доставляют наверх, где снова собирают вручную. При монтаже висячих стропил операции производят в таком порядке:
1. Два бруса, из которых будут изготовлены стропильные ноги, укладывают на ровной площадке так, чтобы их оси пересекались под заданным углом. При этом в вершине будущей фермы один брус лежит на другом.
2. Подрезают нижнюю часть каждого бруса, формируя подошву стропильной ноги.
3. Подрезают брусья в области пересечения, образуя оголовок стропильной ноги, форма которого определяется принятым способом стыковки (с нахлестом или встык).
4. Устанавливают затяжку и бабку, если это предусмотрено конструкцией фермы.
5. Собранную ферму устанавливают по заранее нанесенным на мауэрлат отметкам в торцевой части крыши.
6. Проверяют правильность сборки и монтажа фермы, после чего изготавливают шаблоны для сборки остальных ферм.
7. По шаблону изготавливают вторую ферму и устанавливают ее на противоположном торце.
8. Между установленными фронтонными фермами натягивают контрольный шнур.
9. При помощи шаблона собирают оставшиеся фермы и устанавливают их по отметкам на мауэрлате. Ориентируясь на контрольный шнур, подкладками регулируют высоту ферм, а их вертикальность контролируют проверкой расстояний между основанием и вершинами соседних ферм.
Как укрепить потолочные балки, чтобы выдерживать большие нагрузки
Это делимма Лео, как он объясняет в этом сообщении на форуме Fine Homebuilding . Недавно построенное здание размером 16 на 24 фута имеет стены 2×4 и крышу с коньком 2×10 и стропилами 2×6 .
Только после того, как здание было построено, Лео понял, что не учел дополнительный вес бревен на потолочных балках.
«16-фут. 2×6 предназначены для того, чтобы стропила 2×6 не расползались», — пишет он. «Это довольно простой проект, разработанный инженером и одобренный городом. Я только хотел бы упомянуть об этом ранее, что чердак может быть использован для хранения. Если бы я упомянул об этом раньше, что бы я сделал по-другому? Я не хочу, чтобы балка или столбы шли по середине по очевидным причинам».
Если он удвоит каждую вторую балку, будет ли этого достаточно, чтобы выдержать вес «много дерева твердых пород». Его инженера это устраивает, но что думают все остальные?
Небольшой прогиб, но не рухнет
Балки 2×6, без сомнения, провиснут, говорит DanH. «Вероятно, они не рухнут, и нагрузка, вероятно, не повлияет на конструкцию. Многие гаражи десятилетиями загружены так, как вы предлагаете, и полные сбои случаются редко, несмотря на довольно плохие методы строительства гаражей, использовавшиеся 60-80 лет назад».
Но, добавляет DanH, это предполагает, что Леом руководствуется здравым смыслом и не перегружает верхний склад дровами.
Провисание может быть уменьшено или устранено путем установки центральных стоек , или Леом может объединить 2×8 с балками 2×6, чтобы «примерно утроить» несущую способность потолка.
«Поскольку это не пол, таблицы допустимых прогибов на самом деле не применимы», — добавляет Jigs-n-fixtures. «В основном они предназначены для того, чтобы людям было удобно ходить по полу, или чтобы предотвратить повреждение жесткого пола, такого как керамическая плитка. Структура была бы прочной со значительно большим прогибом».
Даже стопка дров глубиной в фут будет означать нагрузку 50 фунтов на кв. фут (psf).
Инженер 10 настроен скептически.
«Скажите своему инженеру, что другой инженер говорит, что удвоение 2×6 не работает для тяжелых нагрузок», — пишет он. «Если он/она по-прежнему настаивает на том, что удвоение допустимо, попросите на этот счет подписанное и запечатанное письмо».
Инженер 10 добавляет, что № 2 2×6 длиной более 16 футов. пролет может выдерживать 10 фунтов на квадратный фут, а 2 × 8 — 20 фунтов на квадратный фут. Объединение этих двух элементов вместе означает грузоподъемность 30 фунтов на квадратный фут.
«Это основано на прочности на изгиб, а не на прогиб, поэтому более высокая нагрузка вызовет разрушение», — пишет он. «Нагрузку можно считать постоянной статической нагрузкой, поскольку она будет существовать в течение нескольких месяцев, что усугубляет ситуацию из-за усталости материала.
«Кроме того, прогиб будет настолько заметен снизу, что для стороннего наблюдателя покажется устрашающим».
Двутавровые балки были бы хорошей ставкой
Кальвин предполагает, что Двутавровые балки можно было бы рассмотреть в качестве альтернативы в начале проекта. В своем собственном гараже он использовал двутавровые балки с полками 2×4 для 30-футового. четкий промежуток.
«Никаких сестричных или модификаций двутавровых балок в существующей ситуации», — говорит он.
Проблема с двутавровыми балками, указывает Sandcastles. Леом уже обеспокоен тем, что между его двойной верхней пластиной и крышей недостаточно места, чтобы втиснуть дополнительные 2×8, а минимальная двутавровая балка, о которой известно Sandcastles, составляет 9.1/4 дюйма
«Возможно, вам придется еще более значительно обрезать балку 9 1/4 I, обрезав ее больше, чем позволяют производители», — говорит Сэндкаслз.
Кроме того, говорит Леом, номинальная грузоподъемность двутавровой балки составляет 100 фунтов на квадратный фут при динамической нагрузке и 20 фунтов на квадратный фут для постоянной нагрузки, и это не очень помогает его ситуации, потому что пиломатериалы, хранящиеся наверху в течение длительного периода времени, являются статической нагрузкой.
У Piffin была такая вариация двутавровой балки:
«Что бы я сделал, так это добавил 2×4 сверху и снизу каждой балки, используя клей и структурные винты, чтобы превратить каждую балку в двутавровую балку.
на месте», — пишет Пиффин.
«Возможно, вы могли бы даже сделать хороший венец для каждого, удерживая нижний пояс на месте с помощью немного длинной стойки 2 × 4 под центром, когда вы его устанавливаете. Сначала делайте нижние аккорды, затем верхние. Оставьте столбы на месте, пока все постящиеся не будут на месте и клей хорошо не ляжет».
Или используйте LVL на ограниченной территории
JAlden задается вопросом, действительно ли Леому нужно хранилище на целых 24 фута. длина магазина. Будет ли, скажем, 8 футов хранилища достаточным для того количества дров, которое у него есть?
«Если да, купите 4 куска 9 1/4 дюйма [ клееный брус ]», — пишет Джалден. «В прошлый раз, когда я покупал их, они стоили около 3 долларов за фут, так что здесь мы говорим о 200 долларах.
«Отрежьте концы под углом вашей крыши и посмотрите, насколько длинными вы сможете их сделать и при этом удерживать опору на верхних пластинах. Вы можете получить полную опору, если у вас есть свес крыши, в который можно задвинуть одну сторону.
Получите столько опоры, сколько сможете. Даже половины тарелки достаточно.
«Сложите их со всеми остальными 2×6, и вы получите 8 футов увеличенной площади».
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ
6 способов сделать надувной пол более жестким – Надувные полы – одна из самых неприятных проблем, с которыми сталкиваются как новые, так и старые дома. Сотрудничающий редактор Майк Гертин объединяется с инженером-строителем Дэвидом Гранпре, чтобы подробно описать шесть распространенных и не очень распространенных способов укрепить балки и удержать фарфоровый шкаф от раскачивания.
How to Ремонт a Балка перекрытия – Критика часто бывает незаслуженной, но сантехники, тем не менее, имеют репутацию тех, кто берет сабельную пилу на стойки, балки и стропила, когда они мешают снабжению и дренажные линии. Узнайте, как отремонтировать балку пола, если вы когда-нибудь столкнетесь с этой проблемой.
Заменить a Гнилой Lally – Надлежащая опора и дополнительная опора для пола, которая никогда больше не выйдет из строя.
Усиление жесткости a Пол – В этом вопросе и ответе бывший помощник редактора Роу А. Осборн дает советы по полам из твердой древесины и советы о том, как сделать полы из твердой древесины более жесткими.
Реставрация и строительство, часть V
Перейти к содержимому
Блог/Реставрация
Знаковые ступенчатые парапеты комбикормового завода на крыше здания, где хранилось зерно.
by Ginger Graham
Вид петли, свисающей со стропил, для большинства людей является поразительным зрелищем, но если вы когда-либо работали на мельнице или выросли на ферме, как я, вы, вероятно, не стали бы этого делать. не удивлюсь.
Петли имеют множество применений. Их легко установить — достаточно веревки, перекинутой через балку.
Их можно использовать для привязывания лошади для подковывания, для перемещения тяжелого предмета с помощью самодельного шкива, для подвешивания шланга или бура в любом месте, которое вам нужно. Мои папа и дяди были мастерами в узлах и мастерски делали петли для быстрого использования.
Мы нашли два висящих на самых верхних стропилах мельницы — на том, что можно условно назвать 3-м этажом. На самом деле это не пол, а мостик, построенный над большими зерновыми бункерами. Рабочие пересекали узкий проход, перемещая оборудование и направляя добавление нового зерна во множество больших встроенных зерновых бункеров под мостом.
При ходьбе по подиуму было важно не провалиться через множество отверстий, ведущих к расположенным ниже зерновым бункерам, или не сойти с края и не упасть в один из бункеров. На старых мельницах случалось много несчастных случаев, так как зерно было очень сухим и грязным, и его падение могло легко привести к удушью.
Когда зерно поступает на мельницу, оно перемещается наверх здания через систему шкивов, а затем направляется в бункеры.
Петли были созданы, чтобы помочь направить металлический «шланг», по которому направлялось зерно.
Система шкивов перемещала зерно вверх, а зеленая пластиковая труба, прикрепленная к металлическим конусам, образовывала «шланг» переменной длины для заполнения зерновых бункеров внизу. Металлические трубки, используемые для удлинения зернового шланга.
Этот «шланг» — великое изобретение фермера. Если зерно направлялось в первый зерновой бункер, шланг мог быть довольно коротким. Затем, когда один бункер заполнялся, и нужно было направить дополнительное зерно в следующий бункер, этот «шланг» должен был становиться длиннее.
Они добились этого, используя ряд металлических труб, уложенных друг на друга, чтобы создать «шланг» любой длины, необходимой для доступа к следующему зерновому бункеру. По мере того, как «шланг» становился все длиннее и длиннее, петля помогала поддерживать его длину, чтобы он не сжимался посередине и не разрывался, чтобы выпустить зерно не в тот бункер.