Как построить висячую стропильную систему двухскатной крыши
Висячие стропила: обзор конструкций + схема установки висячих стропильных систем
Еще на этапе проектирования постройки необходимо определиться с вариантом конструкции стропильной системы крыши. Впрочем, выбор несложен. При наличии внутренней капитальной стены-перегородки, для формирования крыши используют наслонные стропила. Если таких перегородок нет, то устанавливают висячие стропила, которые опираются исключительно на внешние стены.
Висячие стропила находят свое применение в строительстве однопролетных домов, производственных зданий, цехов, торговых павильонов, при устройстве мансард без внутренних стен.
Особенности конструкции висячих стропил
Почему стропила называют «висячими»? Потому что они в буквальном смысле зависают в межпролетном пространстве, опираясь только на внешние стены. Внутренней опоры нет никакой. Тем не менее, висячие системы, благодаря своей конструкции, не прогибаются и способны перекрыть пролеты до 14-17 м!
Конечно, висячие стропила – это только часть стропильной системы, сами по себе они не используются. Только в связке с другими элементами (затяжками, бабками, ригелями, подкосами и т.п.), вместе с которыми стропила образуют фермы или арки.
В случае с висячими стропилами, простейшую ферму составляют из двух стропильных балок, соединенных в верхней точке под углом (в виде треугольника). По горизонтали стропила скрепляют затяжкой, которая обычно представляет собой деревянную балку. Но она может быть и металлической, например, сделанной из профильного металла. Тогда такую затяжку называют тяжем.
Затяжка выполняет важную функцию. Стропила, скрепленные в коньке и упертые в стены, стремятся разъехаться в стороны. А затяжка удерживает их, позволяя сохранить треугольную форму арки. Возникающий распор на стены не передается, а горизонтальные усилия нейтрализуются. Таким образом на наружные стены при использовании висячих стропил воздействуют только вертикальные усилия.
Затяжка не обязательно располагается в нижней части фермы, иногда она сдвигается вверх, ближе к коньку. Это зависит от типа конструкции арки, от того, какую работу должна выполнять затяжка. Если затяжка находится у основания стропил, то одновременно она служит и балкой перекрытия нижележащего этажа. При устройстве мансарды удобно располагать затяжку (ригель) выше основания стропильных ног, чтобы появилась возможность устроить этаж с полноценной высотой потолка.
Если пролет между стенами составляет более 6 м, висячие стропила для прочности подпирают раскосами и подвесами (бабками). А затяжку делают не цельной, а состоящей из двух срощенных балок.
Существует несколько вариантов конструкций с использованием висячих стропил. Рассмотрим их все по отдельности.
Конструкция #1. Треугольная шарнирная арка
Простейшая ферма в виде треугольника. Состоит из двух стропильных балок, сходящихся в коньке. Нижние основания упираются в горизонтальный брус. В нижней части «треугольника» закрепляют затяжку. Чтобы система работала правильно, высота конька в конструкции не должна быть меньше 1/6 пролета фермы.
Эту схему можно назвать классической. В ней стропила работают на изгиб, стремяться разъехаться в стороны, а затяжка удерживает их и получает растягивающие нагрузки (работает на растяжение). Несущим элементом затяжка не является, поэтому ее можно заменить на тяж из металлопроката.
Для снижения степени изгиба стропильных балок, врубку конькового узла выполняют с эксцентриситетом. Благодаря этому при воздействии на стропила внешних нагрузок (атмосферные явления, вес кровли, собственный вес и т.п.), наряду с ожидаемым изгибом, появляется изгибающий момент противоположного направления. Это позволяет не только уменьшить изгибающие деформации, но и применить для стропил балки меньшего сечения. Соответственно, это помогает удешевить строительство.
Как правило, эта конструкция висячих стропил применяется при строительстве мансардного чердака. Затяжки в этом случае играют роль балок чердачного перекрытия.
Конструкция #2. Арка шарнирная с бабкой
Более сложная схема, которая нужна в случае перекрытия пролетов более 6 м.
Проблема в такой системе – длинная затяжка, которая будет испытывать огромные нагрузки и, как следствие, прогибаться под своим весом. Чтобы прогиба не было, затяжку подвешивают к коньку. Как? С использованием дополнительного элемента – бабки. Она представляет собой деревянный брусок, играющий роль подвески. Если подвес выполняют из металла, то называют его тяжем. Нередко применяют для этих целей обычный металлический прут, который на практике хорошо работает на растяжение.
Таким образом, с помощью подвеса-бабки, удается поддержать длинную затяжку и нивелировать ее прогиб. Саму затяжку при этом составляют из двух частей-балок, стыкованных друг с другом (в центре конструкции).
Конструкция бабки проста, однако строители часто допускают ошибку в ее устройстве. Самое главное: бабка должна работать только на растяжение, а не на сжатие. Ее нельзя путать со стойкой, упирая в балку затяжки и карнизный узел. В таком случае элемент будет сжиматься, а не растягиваться.
Такая путаница может возникнуть потому, что стойка и бабка очень схожи по своему устройству. Но их предназначение, как и принцип работы, совершенно разные. Бабка, в отличие от стойки, жестко не закреплена с затяжкой. Она подвешена на карнизном узле, к ее нижней части с помощью хомутов крепится затяжка.
Необходимую длину затяжки набирают из составных частей, соединяя их косым или прямым прирубом и закрепляя болтами. С подвеской затяжку стыкуют через хомут.
Рассмотренная схема подходит для аграрных и промышленных зданий с большими пролетами. Однако в оригинальном виде она уже не используется, считается устаревшей. Но отдельные ее элементы весьма успешно применяются в практике строительства, при разработке арок других типов.
Конструкция #3. Арка шарнирная с приподнятой затяжкой
В этой схеме затяжка устанавливается не в нижней части арки, а продвигается кверху, ближе к коньку. Чем выше место установки затяжки, тем больше она растягивается.
Конструкцию с приподнятой затяжкой используют в строительстве мансардных помещений. Высота потолков при этом напрямую зависит от того, как высоко располагается затяжка.
Стропильные балки конструкции опираются на мауэрлат, а не на затяжку. Причем, крепление не жесткое, а подвижное, скользящее по типу ползуна. Оно позволяет компенсировать изменение размеров балок (их подвижки), которые происходят при колебаниях влажности и температуры.
Если на скаты действует равномерная нагрузка, то система будет устойчивой в любом случае. Если же нагрузка будет больше с одной стороны, то стропильная система сдвинется в сторону превалирующей нагрузки. Чтобы этого не случилась и кровля оставалась устойчивой, стропила устанавливают с выносом в обе стороны, за пределы стен.
Затяжка в такой арке не является опорой, на нее действуют растягивающие нагрузки – при устройстве чердака, и растянуто-изгибающие – при устройстве мансарды.
В мансардных помещениях затяжка зачастую является балкой для крепления подвесного потолка или изоляции. Чтобы защитить ее от провисания, устанавливают подвеску. При небольших предполагаемых нагрузках и короткой затяжке, подвес прибивают к ригелю и коньку, скрепляя соединения двумя досками с обеих сторон.
Если затяжка сравнительно длинная, то используют несколько подвесок, а каждую из них закрепляют гвоздями. Большие нагрузки требуют дополнительного использования хомутов.
Конструкция #4. Арка шарнирная с ригелем
Схема, похожая на предыдущую, но имеющая отличие: нижняя скользящая опора в карнизном узле заменяется на аналогичную жесткую. Стропильные балки врубают в мауэрлат или применяют для неподвижной фиксации опорные бруски.
Замена опоры меняет характер возникающих в арке напряжений. Конструкция становится распорной, воздействуя с распирающими усилиями на стены и мауэрлат.
Затяжку устанавливают в верхней части арки. При этом ее назначение меняется. Она уже не работает на растяжение, ее принцип действия основан на сжатии. Затяжку, работающую на сжатие, называют ригелем.
Арка с одним приподнятым ригелем рассчитана на небольшую распорную нагрузку. При больших нагрузках в дополнение к ригелю устанавливается затяжка. Получаются висячие стропила, конструкция и узлы которой схожи с обычной трехшарнирной аркой. Мауэрлат для них уже не требуется.
Схема, дополняющая систему арки с бабкой. Используется, когда длина стропил настолько большая (до 14 м), что создает существенный прогиб их под собственным весом. Чтобы нивелировать изгибающие напряжения, систему дополняют подкосами, которыми подпирают стропильные балки.
Обычно подкосы упирают во внутренние стены. Но в висячих системах их нет, поэтому подкосы упирают в единственный существующий упор – бабку. Получается жесткая конструкция со следующим принципом действия: стропила под воздействием внешней нагрузки прогибаются, давят на подкосы, подвеска растягивается и притягивает к себе коньковый брус, одновременно притягиваются и верхние части стропил, стропила поджимают подкосы.
Так как в этой схеме используются длинные стропила, соответственно применяется и длинная затяжка. Как правило, она состоит из двух частей-балок (хотя бывает и одноэлементной), соединенных в середине пролета косым или прямым прирубом. Соединение затяжки с бабкой выполняется через хомут.
По сути, все существующие висячие арки являются вариациями обычной трехшарнирной арки. Все остальные дополнения – бабки, ригели, подкосы – только увеличивают жесткость стропил. И несущей способности не меняют.
Основные узлы: виды соединений элементов
Любая из рассмотренных выше конструкций будет правильно работать лишь при грамотном соединении всех основных узлов. Только тогда они будут выполнять свою функцию, не деформируясь под воздействием внешних факторов.
Сверху стропильные балки совмещают под углом и соединяют встык, внахлест или путем врубки. Этот узел называют коньковым. Крепление встык предполагает стыковку срезанных под углом концов балок и скрепление их накладками из металла или дерева. При соединении внахлест верхние части стропилин схлестывают между собой и закрепляют болтом с гайкой или шпилькой.
Соединение врубкой вполдерева похожа на соединение внахлест. Но в этом случае верхушки стропил накладывают друг на друга после выпиливания выемок в половину толщины бруса. Потом выпиленные части соединяют, в них просверливают сквозное отверстие и стягивают их балтом.
В конструкциях арок также встречается (например, в обычной трехшарнирной арке) соединение нижней части стропил с затяжкой – карнизный узел. Соединение выполняется лобовой врубкой одинарным или двойным зубом с креплением болтами. Также для крепления могут быть использованы короткие доски или металлические пластины, наложенные на стык стропилины с затяжкой и скрепленные гвоздями.
Приподнятая затяжка врубается в стропила внахлест полусководнем с последующим болтовым скреплением.
В схеме с приподнятой затяжкой или ригелем стропила соединяются с мауэрлатом. При этом применяется скользящее (по типу ползуна) или жесткое крепление опор. Скользящее крепление выполняется с применением металлических скользящих опор, допускающих небольшие подвижки стропил. При жестком креплении применяют врубку зубом, также может быть использован опорный брусок.
Общие принципы расчета висячих стропил
Как вы уже успели убедиться, висячая стропильная система относится к сложным конструкциям и требует правильного расчета, основанного на множестве факторов. Ошибочные итоговые параметры приведут к тому, что крыша не сможет противостоять потенциальным нагрузкам, что чревато деформациями и обрушениями.
Поэтому желательно доверить расчет висячих стропил профессионалам или использовать уже готовый проект дома. В крайнем случае расчеты можно выполнить с помощью одного из онлайн-калькуляторов, которых достаточно много в сети интернет.
Для расчета используются следующие данные:
размеры перекрываемого помещения;
наличие мансарды;
предполагаемая максимальная нагрузка;
угол наклона скатов;
тип стропильной системы;
материал изготовления стен;
материал кровельного покрытия.
В результате расчета определяют:
сечение стропил;
величину шага стропил;
форму ферм.
Монтаж висячих стропил
После выбора стропильной конструкции и ее расчета можно приступать к монтажным работам.
Устройство висячих стропил на строительной площадке выполняется по следующей схеме:
Для точности монтажа и удобства, отмечают центр крыши и высоту конька. Для этого по фронтонам в центре временно закрепляют две доски, на них делают отметку по высоте конька.
Изготавливают шаблон для стропильных ног. Берут доску, прислоняют ее к мауэрлату нижним концом, а к отметке высоты конька – верхним концом. Отмечают места расположения верхнего и нижнего запилов.
Используя шаблон, изготавливают необходимое количество стропильных балок. В зависимости от будущего расположения в ферме помечают их на правые и левые стропилины. Выкладывают их по парам (так как каждая ферма состоит из двух стропилин – правой и левой).
Начинают сборку первой фермы (арки). Две стропильные балки соединяют вверху внахлест, встык или путем врубки.
Устанавливают затяжку и, если это предусмотрено схемой конструкции, бабку и подкосы.
Поднимают ферму на крышу и монтируют ее с торца постройки (на фронтоне). Крепление выполняется к мауэрлату с использованием уголков и гвоздей или саморезов.
Со стороны второго фронтона устанавливают такую же арку.
Между фронтонной парой арок натягивают бечевку, чтобы остальные арки были установлены четко по линии и обозначенному уровню.
Оставшиеся арки выставляют между фронтонами с шагом, предусмотренным проектом. Уровень арок по высоте контролируют натянутой бечевкой. Для исправления небольших погрешностей в размерах, высоту регулируют путем подкладки под стропилины деревянных дощечек.
На этом установка стропил окончена. Теперь можно приступать к очередным кровельным работам: укладывать утеплитель и гидроизоляцию, набивать обрешетку, монтировать кровельный материал.
Источник (автор): https://krovgid.com/montazh/visyachie-stropila.html
Как построить висячую стропильную систему двухскатной крыши?
Стропильные балки двускатных крыш бывают с наслонными и висячими стропилами. Последние получили своё название благодаря отсутствию внутренних дополнительных опор.
Висячие стропила, как бы нависают над домом. Какие бывают висячие системы, как правильно рассчитать и смонтировать их – про всё это есть в данной статье.
Критерии выбора такой стропильной системы
Сами по себе висячие стропильные ноги не могут существовать. Они работают в стропильной системе совместно с другими элементами такими, как затяжки, бабки, стойки, ригели, подкосы и пр. Вместе с ними стропила образуют замкнутые конструкции: фермы или арки.
Висячий опорный какркас может сохранять внутреннее пространство свободным от промежуточных опор. Несмотря на это, двускатные крыши способны выдерживать нагрузки на пролётах до 17 м. Застройщики выбирают их, если планируется обустройство мансарды. Ещё их выбирают при отсутствии в доме внутренних несущих стен.
Правильное устройство
Создание опорного каркаса для кровли с висячими стропилами начинается с составления проекта. Главной особенностью стропильной системы является отсутствие опорных вертикальных конструкций посередине перекрытия внутри крыши. Простота устройства висячей системы двускатной крыши привлекает застройщиков. Между тем, существуют различные решения опорных узлов кровли.
На этапе проектирования важно учесть весь комплекс нагрузок, которые будет испытывать кровля. От этого будет зависеть величина сечения опорных деревянных элементов, в том числе висячих стропил.
Внимание. Шаг стропил является стабильным параметром – 600 мм по осям балок. Это связано с общепринятой такой шириной утеплительных материалов. Промежуток между стропилами составляет около 580 мм, что даёт возможность вкладывать маты из минваты или другого вида теплоизоляции с небольшим усилием. За счёт этого пласты утеплителя прочно удерживаются между стропилами без дополнительных креплений.
Разновидности конструкции
Когда расстояние между внешними стенами составляет больше 6 м, то стропильный каркас усиливают подкосами, вертикальными тяжами (бабками) и затяжками из двух срощенных элементов. На нижнем рисунке представлены примеры усиления стропильного каркаса при разной величине пролёта.
По способу формирования основных узлов висячие системы подразделяют на пять разновидностей:
Ферма представляет арку в виде треугольника. Две наклонные балки, которые опираются на горизонтальный брус (мауэрлат) и сходятся вверху в коньке. Противоположные узлы опирания стягиваются затяжкой, которая является балкой перекрытия. Обязательное условие формирования фермы — это расстояние между коньковым ригелем и перекрытием должно быть не меньше 1/6 длины пролёта.
Стропила, изгибаясь под нагрузкой атмосферных осадков, ветра, веса кровельного покрытия и собственного веса, стремятся раздвинуть стены. Затяжка растягиваясь, сдерживает распор. В то же время схватка не является несущей. Её не обязательно делать деревянной, а заменить тяжем из металлопрофиля.
Работа трёхшарнирной арки
С подвеской
Схему с подвеской применяют при пролёте больше 6 м. Чем больше расстояние между наружными ограждениями, тем длиннее схватка, которая будет сильнее прогибаться от собственного веса. Чтобы минимизировать прогиб, затяжку подвешивают через бабку к коньковому прогону. Подвеску делают из бруса или металлопроката.
Справка. В качестве подвески лучше использовать арматурный стержень периодического профиля диаметром 10 – 12 мм. Металлический стержень лучше древесины работает на растяжение. Затяжка, собранная из двух частей, образует с бабкой шарнир. В результате подвеска работает только на растяжение.
Усиление затяжки подвеской (бабкой)
С верхней затяжкой
Затяжка является отдельным от балки перекрытия, самостоятельным элементом. Балку поднимают вверх таким образом, чтобы она, кроме своей основной функции, служила для обшивки потолка мансарды. Стропильные ноги опираются на мауэрлат через узлы скольжения. Чтобы система была уравновешенной, стропила выносят за пределы стен до 500 мм.
Арка с верхней затяжкой
Мансарда потребует высоту потолка не менее 2,2 метра, что и будет являться высотой затяжки. Соответственно высота крыши будет около 3 метров и выше. Несущую способность затяжки нужно рассчитывать, учитывая устройство подвесного потолка в мансарде.
С ригелем
Трёхшарнирная арка с ригелем с виду похожа на конструкцию с верхней затяжкой. Существенные отличия состоят в том, что вместо скользящего узла стропильную ногу жёстко крепят к мауэрлату врубом. Неподвижность узла подкрепляется опорным бруском. Из-за этого меняется характер конструкции.
Система работает на распор. Стропила выпирают стены наружу. Схватка перестаёт работать на растяжение, наоборот начинает подвергаться сжатию. Поэтому балку называют ригелем.
С подкосами и подвеской
Такую схему применяют, когда большая длина стропильных ног вызывает существенные прогибы под собственным весом. Чтобы компенсировать излишние напряжения, систему усиливают подкосами.
Эти балки подпирают стропильные ноги, снизу упираясь в бабку. Образуется жёсткая конструкция, в которой стропильные ноги под внешней нагрузкой прогибаются, давя на подкосы. Подвеска растягивается, притягивая к себе коньковый брус. Одновременно с этим стропила поджимают подкосы.
Арка с подкосами и бабкой
Все пять висячих арок являются вариантами классической трёхшарнирной системы. Отличия составляют элементы усиления такие, как бабки, ригели, подкосы, увеличивающие жесткость стропил.
Внимание. При длинных стропилах соответственно и затяжка большей длины. Чтобы не искать длинномер, затяжку составляют из двух частей, соединённых посередине пролёта косым срезом, к которому подсоединяют хомутом бабку.
Особености при расчёте двускатной кровли
При подготовке проекта крыши с висячими стропилами необходимо произвести точный расчёт всего опорного каркаса кровли. Поэтому собирают следующие данные:
размеры дома в плане и по вертикали;
материал стен;
наличие несущих внутренних стен;
тип мансарды;
предельные нагрузки на стены;
вид конструкции висячей системы;
снеговая и ветровая нагрузка;
угол наклона скатов крыши;
материал кровельного покрытия.
Правила монтажа
Монтаж висячих стропил на строительстве дома выполняется по следующим правилам.
Со стороны фронтонов по центру устанавливают два вертикальных бруса или доски. На них отмечают высоту конькового прогона.
Готовят шаблон стропильной ноги, прислоняя доску к мауэрлату и отметке высоты конька. На шаблоне отмечают границы верхних и нижних запилов.
По шаблону готовят стропила в нужном количестве. Половина ног будет зеркальным отражением других стропил. На них делают отметки левых и правых балок. Раскладывают попарно.
Вверху стропила скрепляют внахлёст, встык или врубкой. Их нижние концы соединяют затяжкой. Устанавливают бабки и подкосы, если это предусмотрено схемой сборки.
Устанавливаю первые две фермы со стороны фронтонов. Их крепят к мауэрлату.
Между верхними узлами крепления стропил натягиваю шнур. По нему монтируют остальные фермы с рассчитанным шагом.
Вершины ферм подпирают коньковым прогоном. В некоторых случаях конёк опирают с обеих сторон на стойки.
После установки стропил и монтажа вторичных частей стропильной системы переходят к монтажу обрешётки, контробрешётки, гидроизоляции, пароизоляции и утеплителя. После этого приступают к укладке кровельного материала с системой водослива и ветрового карниза. Подробнее о строительстве двускатной крыши читайте здесь.
Заключение
Выбирая висячие стропильные ноги, застройщик должен опираться на точные расчёты нагрузки на кровлю, размер пролёта между несущими стенами и прочим параметрами. Если не хватает собственных знаний и опыта, то обращаются к профессиональным кровельщикам. Они сделают правильный расчёт стропильного каркаса, выполнят монтаж крыши с гарантийным сроком.
Источник (автор): https://stroim-domik.org/stroitelstvo/krysha/skatnaya/dvuskatnaya/kak-sdelat-svoimi-rukami/stropilnaya-sistema/visyachaya
Обзор видов и типов установки стропильных систем для двухскатной крыши
Двускатные крыши одни из самых популярных кровельных конструкций. Их основой является стропильный каркас, где в роли главных несущих элементов выступают стропильные ноги.
Они могут быть висячими и наслонными стропилами. В чём их различия, какие бывают виды стропильных систем для двухскатной крыши, где их чаще всего применяют – обо всём этом узнаете, прочитав данную статью.
Варианты
В поперечном разрезе двускатная крыша выглядит в виде треугольника. Это профиль двух стропил под прямоугольными скатами кровли, которые вверху объединены с коньковым прогоном в единый узел. Их нижние концы опираются на мауэрлат и связаны балкой перекрытия.
На схеме изображены основные несущие элементы двускатной кровли. Более подробно о них ниже:
Мауэрлат – горизонтальная деревянная балка, уложенная поверх наружных несущих стен дома. В этом качестве используют брус или доски. Крепят к кладке с гидроизоляцией анкерными болтами или шпильками. В каркасных домах мауэрлат крепят скобами. В срубах роль мауэрлата исполняет верхнее бревно венца.
Стропильные ноги — основные несущие элементы крыши. Они являются опорой для обрешётки с кровельным покрытием, образуя два вида каркаса. Это наслонные и висячие стропильные системы. О них подробно ниже.
Конёк (коньковый прогон или брус) является связующим звеном для стропил. Бывает несущим ригелем при опоре на стойки.
Схватка – поперечный брус, стягивающий противоположные стропила. Балку называют ещё затяжкой и ригелем в зависимости от вида сопротивления (растяжение или сжатие), возникающего в элементе.
Лежень выполняет ту же функцию, что и мауэрлат. Балка служит основанием для стоек на несущей внутренней стене.
Стойка – брус, передающий нагрузку от прогона на лежень.
Стропильные системы двускатной крыши можно разделить на две категории. Это деревянные кровельные каркасы с висячими и наслонными стропилами. Они работают в системе совместно с другими вспомогательными и несущими элементами.
У обеих систем одинаковая задача – это противостояние внешним нагрузкам (атмосферные осадки, ветровые нагрузки) и равномерное распределение их по стенам дома. А вот устройство конструкций, узлов и пути передачи нагрузок у стропильных систем разные.
С висячими стропилами
Каркасы с висячими стропилами не имеют промежуточных опор. Поэтому такие крыши возводят в домах без внутренних несущих стен. Даже эта особенность не мешает перекрывать висячими стропилами пролёты зданий до 17 м.
Отсутствие опорных элементов на большей площади подкровельного пространства позволяет обустраивать просторные мансарды.
Для домов с небольшим пролётом
Когда расстояние между наружными стенами не больше 6 метров, применяют простую висячую треугольную стропильную систему. Такое решение конструкции двускатной крыши наиболее приемлемо для небольших домов.
Угол наклона скатов в этом случае не рассчитывают, а придерживаются условия, при котором высота конькового прогона над чердачным перекрытием не должна быть меньше 1/6 длины пролёта.
При таком построении несущих элементов стропила подвергаются значительным усилиям на изгиб. Для их нейтрализации идут двумя путями: увеличивают поперечное сечение стропильных ног или усиливают врубку стропил в коньковом узле накладками.
Под висячие стропила можно не устанавливать мауэрлат. Вместо этого сверху на стены стелют гидроизоляцию и укладывают доску, закрепляя её шпильками. Доска нужна для выравнивания горизонта стен и увеличения опорной базы стропил.
Так, как висячие стропильные ноги оказывают распирающие усилия на стены дома, компенсируют давление установкой затяжек. Соединённые вместе, они образуют единую опорную конструкцию – ферму. Их собирают на земле, и только потом поднимают и устанавливают на мауэрлат.
Для мансард
Для обустройства мансарды под кровлей двускатной крыши нужно свободное пространство без стоек, подкосов и прочих элементов стропильного каркаса. Эту возможность предоставляет система висячих стропил.
Для этого затяжку перемещают вверх на высоту потолка будущего жилого помещения. В этом случае нижние концы стропил опираются врубкой на мауэрлат, образуя жёсткий узел. Для устойчивости системы стропила наращивают кобылками, которые становятся основой свесов кровли.
При такой схеме положения затяжки (ригеля) нагрузка почти полностью переходит на стропильные ноги. Приходится увеличивать поперечное сечение наклонных балок, выбирая более мощный профиль стропил. В некоторых случаях приподнятую затяжку разгружают подвеской (бабкой).
В качестве подвески используют металлический профиль (арматуру периодического или гладкого профиля диаметром 10 – 12 мм). Металл лучше древесины работает на растяжение. Используют разрезной ригель из двух частей. Узел соединения подвески с затяжкой представляет собой шарнир.
Мансарды удобней устраивать в двускатных крышах с ломаной кровлей. В разрезе конструкция крыши представляет собой две геометрические фигуры – это треугольник на трапеции.
За счёт острых углов наклона скатов верхнего сектора кровли, добиваются более тупых углов наклона сторон трапеции. В результате получают просторный объём жилого помещения. Верхние стропила опираются на прогоны в местах перелома кровли.
Для большепролётных зданий
Большими домами считают здания с пролётом между несущими ограждениями более 6 метров и наличия внутренних несущих стен. В таких случаях в качестве затяжек используют балки чердачного перекрытия. Они со стропилами образуют фермы.
При пролётах 9 м и более затяжку подвешивают к коньковому прогону подвеской (бабкой) и укрепляют узел соединения подкосами с двух сторон.
При больших пролётах (14 м и более) подобрать затяжку из цельного деревянного профиля невозможно – балку делают разрезной. Соединяют две части из бруса прямым или косым прирубом.
Для большей надёжности место стыковки усиливают накладными перфорированными стальными пластинами на болтах. Ниже на рисунке показаны три варианта висячей стропильной системы в домах с большим пролётом.
В висячих системах точек передачи нагрузок меньше чем в системах с наслонными стропилами. Поэтому висячие конструкции в сечении крупнее.
С наслонными
В двускатных крышах деревянный каркас с наслонными стропилами одной частью опирается на наружные стены, а другой на внутренние стены или колонны. Применяются распорные и безраспорные схемы стропильных систем с узлами врубок.
Распорные системы
Стропилины жёстко фиксируют врубами на мауэрлате. В результате стропильные ноги упираются в стены, как бы выталкивая их наружу. Внешние ограждения, возведённые из кладочных материалов (кирпич, шлакоблок и пр.), «спокойно» выдерживают эти нагрузки.
В деревянных домах распорная схема может разрушить стены. Для ограждений из брёвен и бруса диагональные нагрузки сверху от стропил критичны. Поэтому для зданий такого типа применяют безраспорные схемы наслонной стропильной системы.
Безраспорные и узлы врубок
Суть безраспорной схемы заключена в способе опирания стропил на мауэрлат. Для этого применяют скользящий узел – салазки.
Изгибающее напряжение в наслонной стропильной ноге переходит в вертикальную нагрузку на мауэрлат через узел скольжения. Вынос наклонных балок за пределы стен уравновешивает всю систему, а свобода смещения стропил вдоль своей оси делает её безраспорной.
В безраспорных системах применяют особые узлы врубок в коньковом узле. Верхний конец стропила укладывают на коньковый прогон врубкой отдельно от противоположной стропильной ноги. Это выглядит, как если бы две односкатные кровли сходились в одном месте, не соединяясь друг с другом.
Со схватками
Схватка – это горизонтальная балка, задача которой заключается в стягивании противоположных стропильных ног. Этим добиваются равномерного перераспределения нагрузки по всей длине стропильных ног.
В треугольной классической ферме роль схватки зачастую исполняет балка перекрытия. В зависимости от места положения и вида нагрузки (сжатие или растяжение) схватку называют ригелем или стяжкой.
В висячих системах для организации просторного пространства с целью обустройства мансарды схватки переносят вверх. Они становятся балками перекрытия мансардного помещения и основой для обшивки потолка. Концы стяжек крепят к стропилам гвоздями.
В некоторых случаях середину схватки соединяют с подвеской – вертикальным стержнем из бруса или металлопрофиля, шарнирно соединённым с коньковым ригелем.
В большепролётных домах в системах с наслонными стропильными ногами схватки соединяют со стойками, опирающимися на внутренние стены. Нижние концы стропил с мауэрлатом образуют шарнирно-подвижные узлы (ползуны или салазки).
С подкосами
Особенностью наслонных стропильных систем является установка подстропильных ног – подкосов. Это балки из деревянного профиля такого же сечения, что и стропила. Их крепят вверху к стропильным ногам под углом 45 градусов. Внизу подкосы опирают на лежень (мауэрлат внутренней несущей стены).
Важно выполнить точный спил, чтобы срезанный торец подкоса плотно прилегал к балкам. Подстропильные ноги позволяют существенно разгрузить стропила, что даёт возможность перекрывать стропильным каркасом пролёт между несущими стенами до 14 метров и более.
На верхнем рисунке приведён пример с центральной стеной. Но бывает так, что внутренняя стена смещена относительно середины пролёта. В этом случае подкосы монтируют только тогда, когда стены подвергаются разной осадке. Подстропильные ноги перераспределяют нагрузки и уравновешивают стропильную систему.
В строении с двумя внутренними несущими стенами
В домах с двумя внутренними несущими стенами устанавливают на лежнях подстропильные стойки. В таких системах обходятся без коньковых балок.
В безраспорной схеме распорное усилие гасит затяжка. Её монтируют под прогонами (верхний рисунок). Устойчивость стропильной системы достигается за счёт установки расшивок – косых балок и стоек. Без расшивок лежни соединяют дополнительными схватками (нижний рисунок).
Заключение
Правильно подобранная стропильная система будет гарантией долгой и надёжной службы двускатной крыши. Большое значение имеет правильность выполнения важных узлов кровельной системы. Возводить крышу своими руками следует только при обладании навыков в этом деле или под руководством опытного кровельщика.
Источник (автор): https://stroim-domik.org/stroitelstvo/krysha/skatnaya/dvuskatnaya/kak-sdelat-svoimi-rukami/stropilnaya-sistema/vidy-ss
