Стропильные системы с затяжкой балкой перекрытия. Обзор видов и типов установки стропильных систем для двухскатной крыши

Стропильные системы с затяжкой балкой перекрытия. 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:

1. – 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.
2. — 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.
3. (коньковый прогон или брус) является связующим звеном для стропил. Бывает несущим ригелем при опоре на стойки.
4. – поперечный брус, стягивающий противоположные стропила. Балку называют ещё затяжкой и ригелем в зависимости от вида сопротивления (растяжение или сжатие), возникающего в элементе.
5. выполняет ту же функцию, что и мауэрлат. Балка служит основанием для стоек на несущей внутренней стене.
6. – брус, передающий нагрузку от прогона на лежень.
7. – параллельные коньку балки, поддерживающие стропильные ноги.

Крепление стропил к балкам перекрытия

Балки перекрытия иногда выступают как своеобразная альтернатива затяжке. Чаще всего это происходит при строительстве легких мансард – так удобнее. Но крепить стропила прямо с балками перекрытия можно только в том случае, если вы уверены в надежности стен дома. Т.к. в этом случае нет мауэрлата, и, как следствие, нагрузка на стены не распределяется равномерно – теперь она точечная. А это хуже, конечно.

К слову, балки для перекрытий вовсе не обязательно брать толстые, достаточно сечения 5х15 см. Главная ваша задача — сделать такое крепление, чтобы стропило ни в коем случае не начало скользить по балке.

К слову, существует большая разница, как крепить одни и те же стропила к балкам перекрытия у односкатных и двускатных крыш. Так, чем большую нагрузку испытывает кровля, тем это крепление следует делать с двойным зубом, а у односкатных вполне достаточно и одного. К слову, у двойного зуба обычно делают два шипа.

Наиболее прочное закрепление получается, если делать врубку, причем с дополнительным шипом, который также будет препятствовать боковым сдвигам стропил из-за нагрузок. С другой стороны, важно не ослабить в это же время саму балку. Поэтому вырез для стропила делать следует не ближе, чем на 25 см от края (это поможет избежать также соколов), и глубиной всего 1/3-1/4 от толщины самой балки:

Для того, чтобы стропильная нога не соскальзывала с мауэрлата, в ней делается специальная выемка. И в самом мауэрлате иногда делают еще одну, ответную – так только надежнее, и упорный замок получается крепким.

Правда, сам мауэрлат от этого значительно ослабнет – учитывайте это. Делать подобное с ним можно только тогда, когда мауэрлат – из твердых лиственных пород и обладает хорошей прочностью.

Одни только пазы стропильные ноги не удержат, а потому дополнительно обязательно используйте металлический крепеж. Если ваше соединение неподвижно, достаточно будет вбить под углом гвозди, а для более ненадежных конструкций используйте хомутовые соединения и металлические накладки. Поможет также кованная проволока, которую для этих целей монтируют в стену.

Еще один вид крепления стропильных ног к балкам — болтовое:

• Шаг 1. На конце балки, который выступает, делаем треугольный вырез. Гипотенуза выреза должно получиться под тем же углом, что и угол наклона стропил.
• Шаг 2. Под этим же углом запиливаем также нижнюю часть стропильной ноги.
• Шаг 3. Ставим стропило на балку срезом и фиксируем гвоздями.
• Шаг 4. Перпендикулярно стропильной ноге высверливаем отверстие для болта — сквозное, чтобы через болт можно было впустить снизу через вырез в балке.
• Шаг 5. На болт надеваем шайбу и плотно фиксируем весь узел гайкой.

По окончанию крепления обязательно проверяем прочность всех соединений.

Источник: https://balki-v-interere.postroivsesam.info/stati/kreplenie-stropil-k-stene-trebovaniya-k-stropilam

Расчет коньковой балки. Расчет конькового прогона

Если для мауэрлата чаще всего просто берут брус сечением 150×150 мм или 200×200 мм, то коньковый прогон, как и стропила, нужно обязательно рассчитывать. И дело не в том, что брус 200×200 мм слишком тяжелый, чтобы его можно было установить без подъемного крана. И не в экономии при покупке бруса. Все значительно сложнее — нагрузка на кровлю может быть настолько велика, что даже высоты конькового прогона в 200 мм не хватит, чтобы обеспечить ему приемлемый изгиб.

Если это выясняется во время расчетов, то вместо бруса просто берут две доски, одна из которых установлена на пласть другой. Поскольку высота намного сильнее ширины влияет на способность балки противостоять нагрузке на изгиб, такое решение позволяет обеспечить коньковому прогону достаточный запас прочности. Если же в такой ситуации просто сделать коньковый прогон из стандартного бруса 200×200 мм, то это обернется и высокими расходами, и недостаточной прочностью стропильной системы со всеми вытекающими из этого последствиями.

С необходимостью расчетов, надеемся, все понятно. Теперь — основы того, как их делать.

Коньковый прогон, как и любая балка, рассчитывается для двух состояний: на прогиб и на разрушение. Подход к расчетам, формулы и табличные значения отдельных переменных приведены в нормативах СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции» и СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Есть и другие документы, но это основные.

В первую очередь, вычисляют суммарную нагрузку на кровлю. Она состоит из постоянных (вес самой кровли) и переменных (снег, ветер, рабочие) нагрузок. Это основа для расчета конькового прогона и всей стропильной системы.

Дальше делают расчет изгиба. Для него должно выполняться неравенство:

Где:

• M — расчетный изгибающий момент (в случае с коньковым прогоном — максимальный изгибающий момент), кг·см;
• W _расч — расчетный момент сопротивления пиломатериала изгибу в поперечном сечении, см³;
• R _и — расчетное сопротивление изгибу, табличное значение из тех же нормативов, МПа.

В свою очередь, W _расчсвязано с сечением балки следующим соотношением:

Где b — это ширина прогона, а h — его высота. Оба значения измеряются в сантиметрах.

А вот с изгибающим моментом все сложнее. Его расчет — это задача из сопромата, который нельзя назвать простым предметом. Формулу изгибающего момента выводят под конкретную схему опирания балок и тип опор.

Например, для простой двускатной крыши, у которой коньковый прогон опирается только на фронтоны без промежуточных стоек, формула изгибающего момента M примет вид:

M=qL ² /8.

Где:

• L — это расстояние между опорами, м. То есть не длина всего конькового прогона, а именно расстояние между точками опоры.
• q — нагрузка на прогон, Н/м.

Нагрузка на прогон q в этом случае собирается с половины горизонтальной проекции крыши:

q= ½ ·Q·B.

Где:

• Q — это сумма постоянных и временных нагрузок на кровлю (не на 1 м², а на всю площадь кровли), Н/м²;
• B — ширина всей кровли от ската до ската, м.

В этом случае порядок расчета конькового прогона будет таким:

• вычисляем нагрузку q на коньковый прогон;
• рассчитываем изгибающий момент M ;
• считаем расчетный момент сопротивления изгибу W _расч на основании уже известного нам и (табличное значение для сосны может быть равно от 13 до 24 МПа в зависимости от сорта древесины и сечения пиломатериала);
• выбираем ширину конькового прогона b и вычисляем необходимую в этом случае высоту по формуле ;

Проще говоря, сечение конькового прогона просто подбирается так, чтобы балка выдержала нагрузку. И подбор бруса или доски оптимального сечения — это довольно кропотливое занятие. Расчет обычно начинают с ширины в 50 мм с прицелом на доску 150×50 мм, 180×50 мм или 200×50 мм. Если необходимая высота получилась слишком большой, то ширину увеличивают и пересчитывают заново. При этом ориентируются на стандартные сечения, в идеале — на самые распространенные из них, чтобы не было проблем с покупкой материала.

Если в ходе расчетов выяснится, что даже брус 200×200 мм недостаточно прочен, чтобы выдержать нагрузку, вновь возвращаются к небольшой ширине, но уже рассматривают вариант установки двух досок друг на друга.

После того как сечение конькового прогона выбрано, его нужно проверить на допустимый по нормативам прогиб f . Он не должен превышать 1/200 от длины балки . То есть если расстояние между опорами 6 м, то коньковый прогон не должен прогибаться более чем 3 см.

Расчет стропильной системы с затяжкой. Устройство и монтаж стропильной системы двухскатной крыши

Смешение понятий, путаница в названиях — проблема, с которой сталкиваются при самостоятельном строительстве крыши. Внешне простая конструкция двускатной стропильной системы требует внимания к строению узлов. Можно найти стандартные размеры основных элементов, но без понимания принципов их соединения, правильный выбор сечения балок не гарантирует отсутствия проблем при эксплуатации кровли.

Стропильная система или стропило — это скелет крыши, конструкция, состоящая из стропильных ног, горизонтальных, наклонных и вертикальных элементов.

Стропило:

• является основанием для кровельного покрытия;
• принимает и перераспределяет нагрузки, включая снеговую и ветровую нагрузки, вес ковельного пирога, вес самого стропила;
• организует возможность для вентиляции и проветривания подкровельного пространства.

Двухскатная крыша

Такая крыша состоит из двух пересекающихся плоскостей, скатов. Плоскости могут отличаться линейными размерами, площадью, градусом наклона (уклоном). Пересекаясь, скаты образуют ребра. Часть фасада здания, заключенная между скатами кровли — щипец, отсюда второе название — двущипцовая кровля.

Треугольную форму крыше придают при помощи:

• стропильных ног;
• продольных балок, слег, в брусовом или бревенчатом доме.

За исключением некоторых рубленых зданий, главный несущий элемент двухскатной конструкции — стропильные ноги (стропилины), которые устанавливают под углом к горизонтали. Такой угол называют уклоном.

Плюсы конструкции

Устройство стропильной системы простой двухскатной крыши предполагает минимальное количество соединений (ребер). Здесь нет ендовы — пониженного пересечения скатов, по которому стекает вода в многощипцовых кровлях. Значит, меньше возможностей для протекания. При правильно подобранном угле и организованном вентилировании кровли классическая двущипцовая крыша сама избавляется от снежного покрова.

В конструкции только один вид стропильных ног. Устанавливают их попарно в одинаковом положении, поэтому простота монтажа дополняет список преимуществ.

Хуже двускатная кровля переносит ветровые нагрузки. Особое внимание при проектировании уделяют прочному креплению стропила к стенам дома, установке ветровых связей. Ветровые связи — это диагональные элементы, которые крепят под стропильные ноги, соединяя их. Связи воспринимают ветровые нагрузки, располагают их часто буквой V.

Примеры стропила двущипцовых крыш

Комбинирование дополнительных элементов, подкосов, стоек, изменяет устойчивость и прочность конструкции, позволяет перекрывать сооружения разной ширины.

Расчет висячей стропильной системы. Устройство висячих стропил

Висячие стропила называются именно так неспроста – по сути, они постоянно находятся в подвешенном состоянии и не имеют под собой иной опоры, кроме внешних стен здания. Несмотря на кажущуюся ненадежность, висячие стропильные системы достаточно эффективные и способны в полной мере выполняться свои функции в пролетах длиной до 17 м.

Разумеется, сами по себе навесные стропила стоили бы немногого, но ведь они используются в связке с цельной системой, включающей в себя массу дополнительных элементов, позволяющих формировать крупные узлы вроде ферм или арок.

Примером простой фермы может выступить конструкция, состоящая из двух стропильных балок, которые соединены в верхней точке, за счет чего обеспечивается треугольная форма такой фермы. В горизонтальной плоскости устанавливается стропильная затяжка, представленная обычной деревянной балкой. Конечно, она может быть выполнена из металла, но тогда ее нужно называть тяжем.

Роль затяжной балки нельзя недооценивать – стропила, находящиеся под нагрузкой, постоянно пытаются нарушить треугольную форму фермы, а затяжка стропил предотвращает данный эффект. Кроме того, появляющаяся распирающая сила не передается стенам постройки, а приходится на саму затяжку, благодаря чему здание испытывает только усилия вертикальной направленности.

Затяжку можно устанавливать на любом вертикальном уровне, но для этого нужно точно знать, какие функции на нее возлагаются. Например, при расположении затяжки в нижней части стропил ее можно использовать еще и как балку перекрытия этажа, находящегося ниже. Если же под крышей будет располагаться жилое помещение, то затяжку стоит устанавливать выше, чтобы она мешала при обустройстве мансарды.

При обустройстве больших пролетов узлы висячих стропил придется дополнительно усиливать. В том случае, если пролет между стенами превышает 6 м, то стропила укрепляются раскосами и подвесами, а затяжку стоит сделать из двух балок, соединенных между собой.

Устройство висячих стропил может выполняться по нескольким схемам, и их стоит рассмотреть подробнее.

Калькулятор конькового прогона. Расчет стропил на трех опорах

Калькулятор рассчитывает размеры стропил расположенных на трех опорах: на мауэрлате, коньковом брусе и промежуточном прогоне. Для крыш с разными уклонами скатов или с разным расположением промежуточных прогонов делайте два расчета. Уклон скатов крыши можно задать одним из параметров: высотой конька, градусом наклона или безразмерной величиной отношения высоты к пролету. Пролет — расстояние от конька до мауэрлата.

Калькулятор расчета размеров стропил поможет вам рассчитать все необходимые габариты крыши и размеры стропильных ног. В большинстве случаев не требуется расчет сечения стропильных ног. Люди обычно строятся там, где уже есть построенные дома. Снеговые и ветровые нагрузки для данного региона известны и сечения стропил под различные кровельные покрытия много раз были рассчитаны, а крыши построены. Неважно каким образом у вас появились начальные размеры досок: получили ли вы их расчетом или просто узнали какие сечения используются в вашем регионе строительства. Достаточно ввести эти данные в калькулятор, и он покажет точные размеры будущего стропила. Калькулятор наглядно покажет, какие данные нуждаются в корректировке: длина и ширина доски для изготовления стропил, угол наклона стропил или размеры мауэрлата и конькового бруса. Вы можете еще до строительных работ, в процессе проектирования, изменить высоту крыши ее пролет и оптимально разместить мауэрлаты, коньковые и промежуточные прогоны так, чтобы в полном объеме и без потерь использовать выбранные пиломатериалы.

Балки для стропил. Монтаж двухскатной крыши

Устройство кровли – один из самых ответственных моментов в строительстве зданий. Ведь их долговечность и комфорт пребывания в них больше всего зависит от качества верхней части и ее устойчивости к природным факторам. Двускатная крыша – наиболее простая в возведении конструкция, а значит, и самая популярная. Но, невзирая на внешнюю простоту, монтаж двускатной крыши требует точных расчетов и соблюдения определенных правил , о чем и пойдет речь в данной статье.

Основные понятия и термины

Планируя монтаж двускатной крыши, не стоит торопиться с закупкой материалов и засучив рукава погружаться в работу. Прежде всего нужно разобраться в проектной терминологии и определить, какой именно вариант двускатной крыши подойдет в данном случае.

• Мауэрлат – монтируемый по периметру наружной несущей стены брус, который играет роль опоры для стропильных ног. При минимальном сечении 100 * 100 мм такой брус может быть цельным или наборным из двух элементов с меньшим сечением.

• Стропильная нога – балка, которая снизу опирается на мауэрлат и, наклоняясь, вверху соединяется с еще одной, образуя конек. Наличие двух соединенных между собой балок и характеризует двускатную систему крыши. Толщина стропильной ноги должна составлять минимально 50 мм, а ширина – не меньше 150 мм.

• Ферма – треугольник, установленный в месте соединения двух стропильных ног. Размер шага при монтаже двускатной крыши будет зависеть от массы кровельного пирога и рассчитывается с учетом снеговой и ветровой нагрузки на конкретной территории.

• Конек (или коньковый прогон) представляет собой верхнюю линию, соединяющую стропильные ноги и две плоскости кровли.

• Кобылки – свисающие над наружной несущей стеной края стропильных ног. На наружную сторону свесов прибиваются лобовые доски, которые впоследствии станут опорой при монтаже сливных кровельных желобов.

• Стойки – вертикальные брусья, подпирающие стропильную конструкцию. Если дом небольшой, достаточно установить стойку только по центру, где она будет подпирать конек. Если же постройка имеет значительную площадь или жилой чердак, понадобятся также и промежуточные стойки.

• Подкосы необходимы для придания дополнительной устойчивости стропильным фермам. Это маленькие балки, которые устанавливаются под небольшим скосом.

• Затяжка – также называется «схватка» или «ригель» и нужна для стягивания двух смежных стропильных ног.

• Лежень чем-то напоминает мауэрлат, с тем лишь отличием, что его монтаж осуществляется над внутренней несущей стеной или несколькими внутренними стенами.

• Обрешетка – бывает сплошная или с зазорами (зависимо от массы и конструкции кровельного пирога) и представляет собой перпендикулярно набитые доски над стропилами.

• Прогон – практически то же, что и коньковой брус, но монтируется по всей плоскости кровли, укрепляя фермы и дополнительно подпирая стропила.

Преимущества и недостатки двускатных крыш

Конструкция представлена двумя равными скатами, расположенными друг напротив друга. Снизу они опираются о несущие стены здания, а сверху соединены в коньке. Плоскость, получившаяся между скатами (стена), называется фронтон. Он может иметь окно для освещения чердака или быть сплошным.

Если выбрать красивые чердачные окна, это придаст всему облику дома дополнительной воздушности.

Монтаж двускатной крыши более всего распространен в частном строительстве на домах с самой простой архитектурной формой.

Для двускатных крыш подойдет любой тип кровельных материалов. Кровля будет иметь привлекательный, аккуратный вид и надежно защищать дом от факторов внешней среды. Чтобы придать архитектурному облику декоративности и индивидуальности, можно выполнить отделку фронтонов.

Калькулятор стропильной системы. Расчет стропил двухскатной крыши – Онлайн-калькулятор

Ошибка расчёта Пожалуйста, проверьте правильность введённых данных

Калькулятор будет доступен после внесения изменений в соответствующие параметры.

Нажмите кнопку "Расчёт", для того чтобы открыть окно параметров.

Скрытые чертежи и размеры доступны после оплаты доступа Если вы оплатили подписку, авторизовались на сайте, но видите это сообщение, значит ваш браузер не совместим с функционалом калькулятора. Пожалуйста, используйте последнюю версию Google Chrome для продолжения работы с сайтом.

Выберите проекцию:

• Чертеж расположения для установки стропила
• Чертеж горизонтального расположения стропила крыши

Расстояние: 0

Результаты расчета

Крыша

Угол: 43.44 °

Стропило

Угол спила: 46.56 °

Размер спила: 14.2 см

Длина: 496.22 см

Ширина: 15 см

Толщина: 5 см

Длина по скату крыши: 482.02 см

Длина от конька до запила: 413.16 см

Длина снизу от конька до запила: 406.27 см

Длина от запила до конца свеса: 68.86 см

Глубина запила по опоре (горизонтально): 5 см

Глубина запила вдоль стены (вертикально): 4.73 см

Материалы конструкции

Стропило

Ширина: 15 см

Длина: 496.22 см

Толщина: 5 см

Объём: 0.037 м³

Указанные «Размеры»

Отображение

Единицы измерения: см

Цвет чертежа: цветной

Крыша

Высота: 300 см

Ширина: 600 см

Свес: 50 см

Стропило

Запил: 5 см

Ширина: 15 см

Толщина: 5 см

Выберите способ сохранения

Добавить в закладки

Сохранить ссылку на результат расчёта в раздел "Мои закладки" в личном кабинете.

Поделиться ссылкой на расчёт в Facebook, ВКонтакте, Google+ и т.д.