Наслонные стропила конструкция и узлы

Устройство наслонных стропил: конструктивные элементы и виды

Крыша, кроме придания архитектурной выразительности сооружению, должна иметь достаточную прочность и надежность. Обеспечение прочностных характеристик крыши достигается путем установки на нее стропильных конструкций и обрешетки, которые передают постоянные и временные нагрузки на стены сооружения. Для зданий, имеющих внутренние несущие стены или буферные (промежуточные) опоры, используют наслонные стропила.

Элементы конструкции наслонных стропил

Характерной особенностью наслонных стропильных систем является их долговечность, ввиду эксплуатации под сквозным проветриванием, что предотвращает возможное загнивание деревянных наслонных стропил и их выход из строя. Относительная простота устройства и выполнения также играют немаловажную роль. Система наслонных стропил состоит из следующих конструктивных элементов:

• стропильная нога;
• подстропильные элементы;
• обрешетка (настил).

Наслонная стропильная система односкатной крыши включает в себя отдельные стропила, опирающиеся своими краями на противоположные стены сооружения. В случае с двухскатной крышей, стропильная система состоит из пары наклонных стропильных ног, которые упираются нижними краями на стены, а верхними краями на прогон, который поддерживается стойками.

В случаях увеличения длины пролета возникает вероятность прогиба или выворачивания стропильной ноги. Для предотвращения этого применяют упорные подстропильные элементы: стойки и подкосы (подстропильные ноги). Эти элементы используются и при стыковке стропил из нескольких досок для обеспечения дополнительной прочности.

Существует два вида наслонных стропильных систем: безраспорная и распорная. Узлы опирания и способ соединения стропильных ног определяют, будет ли создаваться распор на стены или нет.

Безраспорная наслонная система стропил

В безраспорной наслонной системе стропильная нога работает на изгиб и не передает распирающего горизонтального усилия на стены. Существует три варианта реализации безраспорных наслонных стропил:

1. К низу стропильной ноги крепится опорный брусок или делается запил (врубка) и упирается в мауэрлат. Вверху стропила делается увеличенный горизонтальный запил (врубка) со скосом под некоторым углом для того, чтобы не произошло упора в прогон боковой щекой и не создалось сопротивление изгибу стропила.Хотя на краях стропила изгибающий момент стремится к нулю, его подрезка в этих местах допустима, но имеет пределы по глубине: при высоте стропила h≥180 мм не более 0.3h, при высоте h=120-180 мм не более 0.4h и при высоте h≤120 мм не более 0.5h. Для всех вариантов длина подрезки (зона опирания) не должна превышать высоту сечения стропила. Когда по каким-то причинам подрезку верха стропила выполнить невозможно его наращивают искусственно обрезком стропила и крепят монтажными пластинами с двух сторон. При монтаже необходимо добиться максимально горизонтальной поверхности верхней врубки, иначе, при изменении вида опирания, система станет распорной!
2. Наиболее распространенный вариант, когда низ наслонной стропильной ноги делается на ползуне. Верх закрепляется при помощи гвоздевого боя или болтового соединения, либо стропила упирают друг в друга и объединяют металлическими зубчатыми пластинами или деревянными накладками.В этом варианте, при креплении стропила к мауэрлату, необходимо обратить внимание на рассчитанный проектный шаг. Крепление стропила может происходить при помощи двух гвоздей, вбитых под некоторым углом в боковые поверхности, либо с помощью одного гвоздя, забитого через верх, либо при помощи гибкой пластины.
3. При жестком защемлении конькового узла, когда верх жестко фиксируют, а низ делают на ползуне, также не возникает распора на стены. В таком случае, в жестко соединенном коньковом узле появляется максимальный изгибающий момент, стремящийся разрушить узел, и стропильные ноги получают гораздо меньший прогиб. Применив жесткое защемление верха стропил, мы получим некоторый запас прочности, который увеличит их несущую способность.

Все варианты включают в себя общий принцип: один край стропила делается на шарнире, позволяющем только поворот, другой край делается на скользящей опоре, допускающей поворот. Крепление на жестких опорах и ползунах выполняют различными вариантами: гвоздевым боем, скобами, крепежными пластинами. Все три варианта при воздействии неравномерной нагрузки и разных углах наклона скатов крыши имеют статическую устойчивость, если коньковой прогон опирается концами на фронтоны стен. В случае опирания конькового прогона на стойки — ситуация становится хуже.

Во втором и третьем варианте, где коньковой прогон опирается на стойки, статическая устойчивость обеспечивается при равномерной нагрузке на оба ската крыши и одинаковом угле наклона. На практике добиться совершенно симметричных скатов крыши проблематично. Нагрузка неравномерно распределяется по скатам крыши ввиду поступательного таяния снега или давления ветра с определенной стороны. Первый вариант допускает разные углы наклона скатов и хорошо справляется с неравномерными нагрузками только при условии безусловной вертикальности стоек, удерживающих коньковой прогон.

Распорная система наслонных стропил

Если взять три варианта безраспорных стропильных систем и заменить в них опоры с двумя степенями свободы на опоры с одной степенью свободы, то получим распорную систему. Для первого варианта, чтобы получить распорную систему, необходимо верхние края стропильных ног жестко зафиксировать при помощи гвоздей или болтов и получить, таким образом, шарнирную опору.

Расчетные схемы почти такие же, как для безраспорных наслонных стропил, конструкция и узлы также неизменны. Напряжение сжатия и изгиба остается прежним, появляется распор, который оказывает раздвигающее усилие на стены сооружения. Такую систему, которая включает в себя наслонные и висячие стропила, можно называть смешанной (гибридной).

Распорная система статически устойчива к любым видам нагрузок и требует жесткой фиксации мауэрлата на стене. Установка жестких коньковых прогонов также позволяет снизить распор на стены. Жесткость прогона увеличивается путем добавления стоек, подкосов и консольных балок и, особенно актуальна, для домов, рубленных из бревна, брусовых и легкого бетона. Панельные, бетонные и кирпичные дома переносят распор гораздо лучше.

Подстропильные элементы конструкции

Чтобы придать устойчивость системе, конструкция наслонных стропил оборудуется горизонтальной схваткой. Она немного повышает устойчивость системы, но не в значительной мере. Крепление схватки происходит в местах пересечения со стойками, поддерживающими коньковой прогон. Схватка работает как на сжатие, в случаях появления на крыше равномерной нагрузки, так и на растяжение, в случае прогиба или просадки конькового прогона, но это уже предаварийный вариант работы. Располагают схватки на высоте не менее 1.8 метра для нормального прохождения человека по чердачному помещению. При выносе конца стропилины за стену, устойчивость конструкции достигается в любых сочетаниях нагрузок.

При креплении горизонтальных схваток, отверстия делают равными или меньше на 1 мм диаметра болтов (или шпилек). Это позволит, при наступлении аварийной ситуации, сразу же работать схватке, не выбирая зазор между болтом (шпилькой) и стенкой отверстия!

Повысить устойчивость наслонных стропил и системы в целом можно путем жесткой фиксации низа стоек, поддерживающих коньковой прогон. Но это не всегда возможно из-за конструктивных особенностей чердачного перекрытия.

При использовании подкоса, у стропила появляется третья опора, которая превращает ее в двухпролетную неразрезную балку. Подкосы крепятся под углом не менее 45° к горизонту при помощи накладок или опорного бруска.

В сооружениях, имеющих две внутренние несущие стены, применяют подстропильные конструкции, которые состоят из сквозных прогонов и опираются на лежень через брусья стоек, а лежень на внутренние стены.

Правильный выбор конструкции стропил, а также всех составных элементов сделают крышу прочной, устойчивой и надежной.

Похожие новости

Наслонная стропильная система: параметры и правила применения

Крыша – это важная часть любого дома, от которой зависит защита строения от различных негативных воздействий атмосферы. Она должна быть не только прочной и надежной, но и привлекательной, а также безопасной для использования. Все эти параметры обеспечиваются за счет монтажа на крыше строений специальных стропильных систем совместно с обрешеткой. Именно они принимают на себя различные нагрузки, распределяющиеся далее равномерно по стенам дома. Для строений, обладающих несущими стенами, располагающимися внутри дома, оптимальным выбором считаются наслонные стропила.

Устройство наслонных стропил

К их отличительной особенности относится наличие специального проветривания.

Важно! Наличие сквозных отверстий для проветривания обеспечивает долгий срок службы всей системы, так как для ее формирования используется древесина, поэтому не создаются условия для ее загнивания и разрушения.

Наслонная стропильная система считается достаточно простой в создании, поэтому нередко вовсе собственники жилых сооружений предпочитают самостоятельно заниматься процессом ее формирования. В нее входят конкретные узлы:

• стропильные ноги;
• специальные элементы, располагающиеся под стропилами;
• обрешетка, предназначенная для оптимальной укладки любого выбранного кровельного материала.

Система может применяться для разных видов крыш, в соответствии с чем, имеет определенные особенности:

• если выбирается односкатная крыша, то в состав системы входит оптимальное количество отдельных стропил, причем они краями упираются на стены строения, располагающиеся противоположно друг другу;
• наслонные стропила двускатной крыши состоят из пары ног стропил, располагающихся под конкретным углом друг к другу и упирающихся снизу в стены, а сверху в специальный прогон, поддерживаемый стойками.

Важно! Если вырастает длина пролета, то существует возможность возникновения прогиба или выворачивания ног стропил, а чтобы этого не случилось, необходимо пользоваться специальными подстропильными элементами, к которым относятся подкосы или стойки.

Наслонные стропила формируют специальные системы, причем они могут быть безраспорными или распорными. Отличия у них заключаются в методе, используемом для соединения стропил, а также в узлах опирания.

Какими отличиями обладают наслонные стропила и висячие?

Наслонные стропила не являются единственно возможными для создания конструкции на крыше, так как нередко для этого используются висячие элементы. Существуют многочисленные отличия между этими видами стропил, в которых рекомендуется предварительно разобраться, чтобы убедиться, что выбранные элементы подходят для конкретного дома. Для этого учитываются особенности:

• наслонная система считается оптимальной для строения, в котором имеется несколько дополнительных стен, используемых в качестве опоры для нее;
• для этой системы между опорами оставляется не больше 8 м, а также шаг стропил варьируется от 80 до 120 см;
• внизу наслонной системы имеется специальная опора, представленная подстропильными брусьями и мауэрлатом ;
• разделяются стойки и прогоны с использованием подкосов, обеспечивающих создание действительно прочной конструкции, обладающей хорошей жесткостью;
• ноги стропил обычно обладают значительной длиной;
• у висячих стропил для создания опоры применяются только опорные стены, причем стропильные ноги имеют нагрузку в двух направлениях системы;
• висячие конструкции обладают существенной степенью нагрузки, поэтому имеется распирание стен, а нивелируются нагрузки особыми затяжками, объединяющими ноги.

Наслонные стропила обычно используются, когда создается двускатная крыша. Висячая может применяться для разных вид крыш и обладает особой спецификой, поэтому важно перед строительством оценить все имеющиеся отличия.

Особенности безраспорной системы

Безраспорная стропильная система оснащается ногами, работающими на изгиб, поэтому на стены не передается распирающее усилие по горизонтали. Она может создаваться тремя разными методами:

1. Внизу стропильной ноги формируется врубка, которая далее располагается на мауэрлате. Она может заменяться фиксацией специального опорного бруска. Сверху так же делается врубка, но она должна быть больше по размеру, а также располагается по горизонтали. В ней непременно создается небольшой скос, предотвращающий возникновение упора в прогон и создание сопротивления изгибу. Существуют ситуации, когда невозможно подрезать верх стропильной ноги. В этой ситуации наращиваются наслонные стропила искусственно, для чего используется обрезок стропила. Он прикрепляется с обеих сторон специальными монтажными пластинами.

2. Низ ноги формируется на специальном высокопрочном ползуне. Этот метод создания безраспорной системы используется наиболее часто. Верх элемента фиксируется болтами или гвоздями, а также допускается, чтобы стропила упирались друг в друга, после чего они соединяются пластинами из металла или накладками из древесины. При таком методе стропила крепятся к мауэрлату при предварительном расчете оптимального шага. Фиксируются стропила двумя гвоздями, вбиваемыми в боковые стороны элемента. Также допускается пользоваться всего одним гвоздем, но он забивается через верх. Можно для фиксации пользоваться металлическими пластинами.

3. Третий способ предполагает жесткое защемление конька. В этом случае верх прочно и надежно фиксируется, а вот низ формируется на ползуне. Такое крепление не создает распор на стены строения. Изгибающий момент образуется в коньке, причем он стремится разрушить его, а вот у стропил образуется небольшой прогиб. Такая установка обеспечивает получение определенного запаса прочности, повышающего дополнительно несущую способность крыши.

Важно! При использовании любого варианта создания безраспорной системы используется единый принцип, предполагающий, что один край стропил формируется на шарнире, дающим возможность сделать 1 поворот, а вот другой на специальной скользящей опоре.

Фиксация на различных жестких ползунах реализуется с применением различных крепежных элементов, таких как скобы или пластины из металла, а также нередко используется гвоздевой бой.

Видео по теме:

Специфика распорной системы

Распорная система предполагает крепление опоры с 1-ой степенью свободы. Весь процесс создания заключается в том, что верхние части стропил надежно и крепко фиксируются, для чего используются болты или гвозди. Это приводит к формированию специальной шарнирной опоры. К ее особенностям относится:

• имеются одинаковые схемы с безраспорной системой;
• как и безраспорная система, у распорной имеется одинаковое напряжение сжатия и изгиба;
• формируется специальный распор, за счет которого создается раздвигающее усилие, воздействующее на стены дома.

Важно! Данная система предполагает использование наслонных стропил совместно с висячими, поэтому нередко она называется смешанной.

К основным плюсам распорной системы относится:

• конструкция стойка перед разными видами нагрузок;
• непременно при ее создании к стенам строения фиксируется жестко и надежно мауэрлат;
• непременно устанавливаются деревянные коньковые прогоны, обладающие высокой жесткостью, что дает возможность уменьшить распор на стены дома;
• для увеличения жесткости прогона используются специальные стойки или подкосы, а также допускается применять консольные балки.

Важно! Допускается пользоваться такой системой для домов, возведенных из любого материала и для строений, в которых делается мансардный этаж.

Что включается в подстропильные элементы системы?

Крепление наслонных стропил может выполняться разными способами в зависимости от выбранной системы. При этом важно изучить, какими подстропильными элементами оснащается конструкция.

Важно! Подстропильные элементы могут быть разными, а при их выборе учитывается, создается ли двускатная крыша или какая-либо другая конструкция.

Наиболее часто выбираются изделия:

1. Горизонтальная схватка. Данный элемент применяется для увеличения устойчивости всей системы. Увеличивается надежность конструкции, хоть и не слишком сильно. Данная схватка фиксируется в месте, где имеется перекрещивание со стойками, обеспечивающими поддержание прогона конька. Если на крыше возникают равномерные нагрузки, то грамотно прикрепленная схватка действует на сжатие. Если же образуется просадка или прогиб прогона, то работает схватка на растяжение. Расстояние, на которое крепятся схватки, равно обычно не меньше 1,8 м, а это обусловлено созданием оптимальных условий для комфортного хождения людей по чердачному помещению. Во время фиксации схваток непременно формируются отверстия, которые будут меньше или равны 1 мм в диаметре. В них вставляются болты или специальные шпильки. Именно такая фиксация обеспечивает возможность сработать схватке в случае возникновения какого-либо аварийного случая.2. Жесткая фиксация нижних элементов стоек. Это приводит к повышению прочности наслонных стопил и всей стропильной системы в целом. Закрепляется низ стоек, обеспечивающий поддержку конькового прогона. Этот элемент применяется достаточно редко, так как для некоторых конструкций просто невозможно зафиксировать стойки, поэтому предварительно оценивается возможность их использования.

3. Использование подкоса. Если применяется этот элемент, то все наклонные части системы формируют специальную неразрезную балку. Фиксировать его надо под углом, который не будет меньше 45 градусов. Для этого используются разные накладки или допускается применять опорный брусок.

4. Подстропильные конструкции, состоящие из сквозных прогонов, укалывающихся на лежень, используются для строений, в которых имеется 2 несущие стены. Лежень непременно в такой системе упирается на внутренние стены.

Видео по теме:

Таким образом, правильный выбор системы, которая может быть безраспорной или распорной, а также грамотный подбор всех остальных элементов обеспечивает создание действительно прочной, надежной и долговечной крыши. Выбор различных элементов, имеющихся в стропильной системе, полностью зависит от ее конструкции и нагрузок, которые воздействуют на нее. Если планируется самостоятельно делать систему, состоящую из наслонных стропил, то предварительно уделяется много внимания и времени грамотным расчетам, позволяющим правильно зафиксировать разные части конструкции. Для повышения ее прочности и надежности применяются разнообразные подстропильные элементы, но они выбираются в соответствии с особенностями каждой системы.

Посмотрите еще статьи:

Крыша с наслонными стропилами конструкция и узлы

Наслонными называют стропила, которые одним своим концом опираются на стену здания, а другим – на коньковый брус или прогон, расположенный вдоль линии пересечения скатов. Конек поддерживается стойками, которые, в свою очередь, также должны иметь опору, поэтому наслонные стропильные системы устанавливают только в зданиях, имеющих внутренние несущие стены. Конструкцию крыши дополняют обрешетка, на которую укладывается кровельное покрытие, и вспомогательные элементы: подстропильные стойки, подкосы, и схватки.

Крепление стропил в точках опирания может осуществляться различными способами. В зависимости от этого опора может быть жесткой, шарнирно-неподвижной или шарнирно-подвижной. Тип опоры определяет величину и направление усилий, передаваемых стропилом на опорные конструкции под действием всей совокупности нагрузок (ветер, снег, собственный вес стропил, обрешетки и кровельного пирога). По этому признаку наслонные стропильные системы делятся на:

В стропильных системах данного типа каждое стропило работает на изгиб, передавая на стены и конек только вертикальные усилия. Такую схему распределения нагрузок можно реализовать одним из трех способов:

А) Нижнюю часть стропила упирают в мауэрлат посредством специального выреза – врубки, или прикрепляемого к нему опорного бруска. В верхней части стропила также выполняется врубка, но срез делают косым, то есть под таким углом, чтобы торец стропила не упирался в коньковый брус и оно могло свободно сгибаться. Несмотря на то, что максимальный изгибающий момент формируется в середине пролета стропила, а в верхней части балки его значение практически равно нулю, существуют ограничения на глубину подреза стропила в коньковом узле:

— не более 30% высоты сечения, если она составляет 180 мм;

— не более 40% высоты сечения, если она лежит в пределах от 120 до 180 мм;

— не более 50% высоты сечения, если она составляет 120 мм.

Б) В точке опирания стропила на мауэрлат выполняют опору типа «ползун», допускающую поворот и продольное смещение стропила. Для предотвращения отрыва стропила от мауэрлата во время сильного ветра его прикручивают проволочными скрутками к забитым в стену костылям. Верхний конец стропильной ноги крепят к коньковому прогону посредством гвоздей, болтов или саморезов.

В) В этом варианте нижняя опора стропил делается шарнирно-подвижной (ползун), а верхняя – жесткой (в науке о сопротивлении материалов такой вариант опоры называют «заделкой»). Наибольшее значение изгибающего момента приходится в этом случае на верхнюю опорную часть стропила, при этом уменьшается его прогиб и увеличивается несущая способность.

От описанных выше вариантов распорная стропильная система отличается тем, что опорный узел каждого стропила вместо двух степеней свободы имеет всего одну. Например, в варианте «а» верхняя часть стропила не просто опирается на коньковый брус, а жестко прикрепляется к нему с помощью гвоздей, болтов или пластин с саморезами. При таком способе крепления на стену передается горизонтальное усилие (распор), направленное наружу. Это усилие тем меньше, чем более жестким является конек, поэтому в деревянных домах, стены которых распорные усилия выдерживают хуже кирпичных, жесткость конька усиливают установкой дополнительных стоек, подкосов и балок.

Дополнительные элементы стропильных систем

Для повышения устойчивости стропильной системы применяют горизонтальный элемент (схватку). В нормальных условиях схватка работает на сжатие, разгружая стропильные ноги. В аварийных ситуациях, когда коньковый прогон, не выдерживая нагрузки, дает чрезмерный прогиб, схватка начинает работать на растяжение, удерживая стропильную систему от окончательного разрушения. Высота схватки над уровнем перекрытия составляет 1800 мм. Таким образом, она не препятствует перемещению людей в чердачном помещении. Отверстия в схватке делают так, чтобы крепеж устанавливался без зазора, поэтому схватка начинает выполнять свою предохранительную функцию при малейших нарушениях геометрии конька.

Кроме схваток применяют стойки и подкосы, которые устанавливаются под срединной частью стропила, превращая последнее в неразрезную балку с двумя пролетами. Минимальный угол между осью подкоса и горизонтом составляет 45 градусов. Крепятся эти элементы к стропилам и балкам перекрытия с помощью опорных брусков или металлических накладок.

При наличии двух или более внутренних несущих стен на них можно уложить опорный брус или доску – лежень. В этом случае стропильную систему можно усилить сквозными прогонами, использующими лежень в качестве опоры.

Похожие записи

• Способы соединения стропил по длине и в коньке

Основой любой крыши с несколькими скатами является стропильная система. Стропильная система представляет собой конструкцию,

Устройство и расчет вальмовой крыши

Привлекательный внешний вид дома во многом зависит от устройства кровли. Кроме этого именно она

Источники: http://vseokrovle.com/stropilnaja/7-naslonnye-stropila.html, http://kryshagid.ru/stropilnaya-sistema/naslonnye-stropila.html, http://podkryshej.ru/kryisha-s-naslonnyimi-stropilami-konstruktsiya-i-uzlyi/

No related posts.