Стропильные системы. Виды стропил. Фермы

Стропильная система - это совокупность подкосов и распорок, обрешетки и контробрешетки, опирающихся на основание. Стропила представляют собой несущие конструкции скатной кровли, состоящие из наклонных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов.

Для обеспечения длительного времени эксплуатации кровли необходимо с большой ответственностью подойти к проектированию. При монтаже нужно учитывать все нагрузки, которые приходятся на нее. Это, в первую очередь снеговые, если здание находится в зоне холодного климата, ветровые. Кроме того - должна выдержать вес человека и другие нагрузки. Все эти и другие данные определяются на стадии предварительного расчета и проектирования стропильной системы.

Любая крыша состоит из следующих конструктивных элементов - опоры, конькового бруса, прогонов, мауэрлата (при кирпичной или бетонной стене), обрешетки, контробрешетки и кровли.

Основная (несущая) часть определяет форму кровли, ее внутреннее пространство, передает нагрузку на стены. При использовании сборных элементов решетчатого вида достигается значительная экономия материалов.

Несущие элементы применяются в строительстве зависят от назначения кровли.
Чаще всего выбирают самый экономичный вариант - это опорные конструкции из древесины естественной влажности.

Основные базовые элементы скатной крыши - стропила.

Бывают наслонные и висячие фермы со шпалами. Основа таких конструкции - треугольник, как наиболее жесткий и економичний. Состоят из стропильных ног, подкосов, ригеля, затягивание, бабки, мауэрлата. При необходимости соединяются горизонтальными подстропильных балками.

Наслонные стропила на односкатных крышах опираются своими концами на две наружные или на наружную и внутреннюю опоры. Расстояние между опорами может достигать 4,5 м. При пролете от 5 до 6 м под фермы ставят подкосы, а при большем расстоянии между опорами устанавливают шпренгель.

Как правило конструкции, состоящие из стропильных ног и затяжки, могут дополняться решеткой из подкосов, стойки и ригеля. Это обеспечивает увеличение жесткости конструкции, снижения вероятности прогиба и уменьшение сечения всех элементов.

Расчет сечения ведется или по расчетным формулам или по справочным таблицам.
При этом необходимо учитывать всю совокупность прилагаемой нагрузки на кровлю, вес самой крыши а также ветровые нагрузки для данной местности и вес снега. Так, для тяжелой шиферной или черепичной кровли, при длине ноги в 2,8м и расстоянии между стропилам соответственно в 1, 1,4 и 1,8 м сечение будет составлять 4x16, 4x20 и 4x22 см, а при длине в 5 м оно увеличивается до 6x24, 8x24 и 9x24 см. Сечение стоек и раскосов должно быть не менее 2,5x15 см.





Висячие стропила устанавливают обычно в больших пролетах. Нижние концы их опираются на стены, а верхние сходятся в коньке друг с другом. Могут быть простой и сложной конструкции. Простая состоит из двух стропильных балок, упирающихся в горизонтальный брус, называемый затяжкой.

В коньке висячие балки соединяют простым прорезным шипом или вполдерева. Чтобы деревянные фермы не прогибались, в них врубают ригель сковороднем вполдерева. Для прочности детали скрепляют скобами.

При ширине пролета 7,5 — 9 м устанавливают стропила (фермы). Для прочности в ферму добавляют бабку, которую крепят в коньке и в затяжке.

В качестве примера можно привести устройство шалаша. Это ряд наклоненных под углом друг к другу шестов или жердей, соединенных в верхней части. Такая конструкция жердей или шестов, называется висячей. В ней отсутствует промежуточная опора. В случае с шалашом ноги опор упираются в землю. Если их слабо закрепить, то они могут разъехаться под нагрузкой.

В каркасных, кирпичных и бетонных домах – для монтажа балок используются горизонтальные брусья из древесины толщиной не менее 150х150. Они называются мауэрлатами и предназначены для распределения нагрузки, создаваемой крышей сооружения. Мауэрлат может быть сделан из отдельных брусьев, укладываемых под ногу, или цельным по всей длине дома.

При строительстве кровли в деревянных рубленных или брусовых домах для крепления используют верхние венцы.


 

Стропила с бабкой и подкосами применяют обычно для перекрытия пролета шириной от 9 до 10 м.

Длинную затяжку можно сделать и составной, сращивая ее прямым или косым зубом и стальными накладками. Такую затяжку подвешивают к бабке и крепят хомутами, предупреждая провисание затяжки. Бабку со стропилами, подкосами, ригелями соединяют врубкой, сходной с прямым зубом (шип при этом уменьшается).

Висячие фермы со шпалами позволяют сделать чердачное помещение более свободным. Концы шпал опираются на прогоны, уложенные по балкам.


Прогоны кладут ближе к стене-опоре, Стропильная система. Висячие и наслонные стропила. т.е. к концам балок, где они меньше прогибаются. Стропила связаны с потолочными балками, что не совсем хорошо, так как на балки ложится большая нагрузка. Эти фермы перекрывают пролеты шириной до 8,5 м.

Высокое чердачное помещение обычно используют под жилье (мансарду). Чем больше расстояние от стропильных ног до дымового канала, тем лучше (наименее допустимое — 400 мм).

Благодаря современному технологическому оборудованию стало возможным изготавливать стропильные фермы из клееного бруса заводской готовности.

Это позволяет использовать ферменные конструкции при строительстве:

•     спортивных сооружений,
•     зимних садов, беседок, навесов,
•     фахверковых и каркасных домов, стропильных систем, системы остекления фасадов,
•     мостов и пешеходных мостиков.

Фермы заводской готовности позволяют перекрывать большие пролеты в очень короткий отрезок времени. Как правило, они используются для создания помещений без дополнительных опор. Это позволяет более рационально использовать пространство и внутренняя планировка не зависти от наличия несущих стен и опор. А это позволяет устанавливать перегородки в любом удобном месте. Появляется свобода выбора.

* Производство стропильных ферм осуществляется с использованием клееного бруса. Сечение и соединение узлов рассчитывается с использованием специального программного обеспечения.
  
* Фермы могут быть как цельные так и составными. Конструкция зависит только от возможности дальнейшей транспортировки и монтажа. Они могут быть длиной до 48 метров.