Виды стропильной системы: Как правильно выбрать стропила?

Содержание

Как правильно выбрать стропила?

От стропильной системы во многом зависят прочность и надëжность крыши. Что же конкретно стоит за этими словами?

От чего отталкиваться, покупая стропила?

Во-первых, согласно строительным нормам и правилам, конструкция кровли независимо от веса кровельного материала смогла выдержать 200 кг нагрузки на 1 кв.м. Грубо говоря, это вес трëх взрослых мужчин. Добавьте сюда снеговую и ветровую нагрузку + запас прочности на случай нестандартной ситуации. Ну и, конечно же, стропила должны выдерживать вес самого кровельного материала.

Во-вторых, решите заранее, какое покрытие вы будете использовать. Если в ваших планах – керамическая или цементно-песчаная черепица, то однозначно нужно использовать материалы большого сечения (70 на 150 мм). Если ваш выбор – металлочерепица или кровельный профлист, расходы будут существенно меньше.

В-третьих, отталкиваться нужно и от уклона крыши. Если он больше 45 градусов, то снег на ней почти не будет задерживаться и нагрузка будет слабее. Следовательно, шаг стропил можно увеличить до 1,2 или 1,5 м. А вот если уклон небольшой, то снеговая нагрузка возрастает, и тут строители рекомендуют шаг стропил делать не больше 0,8-0,6 м.

В этой таблице можно найти ориентировочные размеры стропил исходя из конструкции кровли. Но окончательный выбор следует делать после консультации специалиста.

длина стропильного элемента (м)/шаг установки стропил (см)	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
60	40х150	40х175	50х150	50х150	50х175	50х200	50х200
90	50х150	50х175	50х200	75х175	75х175	75х200	75х200
110	75х125	75х150	75х175	75х175	75х200	75х200	100х200
140	75х150	75х175	75х200	75х200	75х200	100х200	100х200
175	75х150	75х200	75х200	100х200	100х200	100х250	100х250
215	100х150	100х175	100х200	100х200	100х250	100х250	—

*Сечения стропил указаны в мм.

Что лучше использовать для стропильной системы?

Для строительства небольших частных домов лучше всего использовать доски хорошо просушенной древесины хвойных пород толщиной 40-60 мм без трещин. Брëвна, как правило, специалисты не рекомендуют, потому что они довольно много весят и имеют большое количество соединений на врубках. Это может вести к уменьшению несущей способности стропил.

Кроме того, дощатые изделия удобнее монтировать + они надëжнее, поскольку соединения элементов делают на гвоздях с металлическими и деревянными накладками. Врубки здесь применяют лишь при соединении стоек с коньковым прогоном и лежнем.

Какие бывают виды стропил?

Существует 2 вида стропильных конструкций – наслонные и висячие.

Главный элемент наслонных стропил – стропильные ноги, которые опираются на наружные стены под углом. Сверхну они соединяются друг с другом и опираются на прогон – брус, который поддерживается стойками и подкосами.

Стропильные ноги чаще всего делают на расстоянии 0,6-1,4 м. На них как раз и находится обрешетка, на которую уже в свою очередь монтируется кровельный материал.

Висячие стропила – это 2 стропильные ноги, соединëнные снизу затяжкой, не давая «разъехаться» основаниям стропильных ног.

Для уменьшения прогиба стропильных ног при пролëтах до 8 м. параллельно затяжке, работающей на растяжение, врезают дополнительную затяжку (между затяжкой и вершиной стропил), работающую на сжатие, а при пролëтах более 8 м. устанавливают бабку (стойку) с подкосами.

Наслонная стропильная конструкция

Стропильные ноги опираются на опорный брус (мауэрлат), конструкция позволяет обеспечить конструктивную жëсткость при расстоянии между опорами до 6 метров:

Наслонная стропильная конструкция с ригелем

Стропильные ноги опираются на опорный брус (мауэрлат), между стропилами устанавливается затяжка, позволяющая повысить жëсткость стропил на изгиб. Данная конструкция может быть применена с расстоянием между опорами до 8 метров:

Наслонная стропильная конструкция с дополнительной средней опорой

Стропильные ноги этой конструкции также опираются на опорный брус (мауэрлат), под коньковый прогон устанавливается стойка с подкосами, позволяющая повысить жëсткость стропильной конструкции и увеличить расстояние между крайними опорами до 12 метров:

Висячая стропильная конструкция

Стропильные ноги этой конструкции опираются на затяжку, которая в свою очередь опирается на опорный брус (мауэрлат), или непосредственно на стены здания. Под коньковый прогон вывешивается бабка с подкосами. Затяжка подвешивается к бабке на хомуте из листовой стали, натяжение которого регулируется с помощью болта. Конструкция применима при расстояние между крайними опорами до 12 метров. Допускается выполнять затяжку составной, сращивая две балки через прямой или косой зуб, соединение туго стягивается болтами через металлические пластины:

Наслонная стропильная конструкция с двумя дополнительными опорами

Две дополнительные опоры позволяют увеличить расстояние между крайними опорами до 16 метров:

Определитесь заранее, какой кровельный материал вам будет нужен. И тогда вся кровля, включая стропильную систему, будет сделана надëжно.

Будем рады проконсультировать вас по всему кровельному пирогу и посоветовать специалистов по монтажу стропил.

Какие бывают стропильные системы для деревянного домостроения?

Не только фундамент является залогом стойкости и крепости построенного здания. Большое значение при строительстве дома имеет стропильная система кровли и, непосредственно, само покрытие крыши, ведь они принимают на себя все капризы природы. В этой статье постараемся детально раскрыть всю информацию о стропилах, какие бывают виды, схемы и как правильно построить стропильную систему для будущего дома.

Содержание:

Какие требования предъявляют к стропильной системе
Составляющие стропильной системы
Какие бывают формы крыш и стропильных систем
Перечень типов стропильных систем и их отличия
Элементы, соединяющие конструкцию

Какие требования предъявляют к стропильной системе

Жесткость конструкции

В 95% случаев стропильную систему ставят в виде геометрической фигуры – треугольник. Рамы закрепляются параллельно друг другу, образуя форму треугольника, что позволяет увеличить жесткость фиксации и необходимую устойчивость крыши, ведь она не должна деформироваться ни при усадке дома, ни при ссыхании или рассыхании древесины. Поэтому должное внимание стоить уделить проверки жесткости и выборе соединительных элементов стропильных ферм, т.

к. если они получатся подвижными, крыша не может считаться полноценной и может легко разрушиться, а в редких случаях и завалить стены дома.

Незначительная масса

Кровля дома должна иметь незначительную массу, поэтому стропила делают в большинстве случаев из дерева. Реже встречаются стропильные системы из металла или дорогих видов хвойных пород деревьев с относительной влажностью менее 18% — такие системы стропил выдержат более тяжелую крышу. Обязательным условием является обработка антисептиком и антипиреном для защиты от огня и вредителей. Это позволяет увеличить прочность и срок службы узлов крепления.

Качество материалов, используемых для возведения стропильных систем

возведения стропил по СНИП используют древесину со следующими характеристиками:

Древесина должна быть первого или третьего сорта, имеющая минимальное количество трещин (не по всей глубине и длиной до половины доски) и сучков (на каждый метр допускается не более трех сучков высотой до трех сантиметров).
Несущие конструкции делают из элементов, толщиной более 5 сантиметров и площадью более 40 см².
Доски из древесины хвойных пород могут быть длиной до 6,5 метров, а из лиственных пород – до 4,5 м.
Обработанные антисептиком прогоны и подушки делают из твердых пород дерева – в частности лиственницы.

Из чего состоит стропильная система

Наши архитекторы, продумывая конструкцию опоры для крыши дома из клееного бруса, знают все составляющие, их названия, устройства и функции. А знаете ли вы? Давайте проверим:

Основа – это «мауэрлат». Самая нижняя опора стропил из бруса или бревна, уложенная по периметру стены. Служит для распределения нагрузки конструкции на стеновой комплект.
Балки, которые обшиваются обрешеткой, называются «стропильная нога». Это еще один важный элемент конструкции стропил. Сечение «ноги» зависит от предполагаемого веса обрешетки и материала кровли.
Между собой «ноги» стропил крепят с помощью «прогонов». Они бывают коньковые и боковые.
Чтобы стропильные ноги не разъезжались, используют затяжки.
Для распределения нагрузки кровли по всем стропилам используют обрешетку. Это брусочки, набитые перпендикулярно стропильным ногам.
На двухскатных крышах присутствует «конек», вдоль которого набивается усиленная сплошная обрешетка.

Если длина стропильных ног недостаточна, используют «кобылки» — они позволяют удлинить свес кровли, который служит для защиты стен здания от осадков.

Стропильная ферма состоит не только из элементов, описанных выше. В ней присутствуют стойки и раскосы. Они нужны для уменьшения нагрузки на внутренние стены дома. Только несущие стены будут и сдерживать всю нагрузку от кровли.

Какие бывают формы крыш и стропил

Крыша с одним скатом называется «односкатной». Это самая простая стропильная система, расположенная под углом от четырнадцати (14) до двадцати шести (26) градусов. Устройство стропильных ферм зависит от пролета дома. Детально рассмотреть устройство и виды односкатных стропильных систем вы можете на рисунке ниже.

Двускатная крыша чаще подразумевает под собой наличие чердака или мансарды. Скаты располагаются под углом от четырнадцати (14) до шестидесяти (60) градусов. Также на рисунках ниже можно детально рассмотреть конструкцию.

Вальмовая или полувальмовая крыша – это крыша имеющая 4 ската. Уклон скатов может варьируется в диапазоне, как у двускатной, от 14 до 60 градусов. Возведение такой крыши трудозатратный процесс, в котором используются множество внутренних опор. Но есть и плюсы – отсутствие фронтонных стен позволяет сохранить деньги в кошельке.

Мансардная или ломаная крыша с уклоном до шестидесяти градусов. Используют в сооружениях, где присутствует мансарда.

Перечень типов стропильных систем и их отличие

Тот или иной тип стропильной системы используется не просто по желанию клиента. Все зависит от размера дома и его конструкции. Далее постараемся детально разобрать каждый тип стропил.

Система с висячими стропилами

Данный тип рекомендуем для двускатных крыш с пролетом до шести метров и не имеющим внутренних стен. Нижняя опора – мауэрлат, в верхней части опоры держатся за счет друг друга. Затяжка уменьшает распор на стены, размещена в нижней части стропильных ног. Затяжка, расположенная повыше называется ригелем. Опорные стойки и раскосы применяются в случае большого пролета между стенами (более шести метров). Они позволяют поддерживать стропильные ноги. Максимальная длина стропил после подпорки 4.5 метра.

Рекомендации по данному типу конструкции:

Чтобы стропильная нога полностью упиралась на мауэрлат, необходимо использовать «кобылку» с сечением меньшим, нежели сечение ног.
Для увеличения жесткости крыши необходимо использовать ветровую доску, прибитую от конька к мауэрлату.
Для древесины, влажность которой более 18 процентов стоит использовать болты, которые в случае усыхания дерева можно подтянуть.

Наслонные системы

Этот тип стропильной системы используется в домах, где расстояние между внешними стенами находится в диапазоне между 10 и 16 метрах, которые имеют внутренние стены или столбы для удержания. Верхняя опора – коньковый прогон, который поддерживают внутренние стены или колонны, нижняя – мауэрлат. Отсутствует потребность в затяжке, по причине отсутствия нагрузки, кроме вертикальной.

Элементы, соединяющие конструкцию

Надежность крыши достигается путем использования качественных соединительных элементов и правильное их применение. Наши архитекторы рассчитывают силу статических и динамических нагрузок и их направление, предусматривают всевозможные деформации дерева и дают рекомендации по типам соединения узлов стропильных систем.

Для соединения узлов используют нагеля и болты, что способствует безопасному соединению конструкций, нежели используя врубки.

Для быстрого закрепления также используют накладки и крепежные уголки, которые крепятся гвоздями или утопленными в древесину зубцами, при этом уменьшает расход дерева и увеличивается прочность соединения.

Компания «Строй Коттедж» придерживается всех правил проектирования и возведения стропильных систем для здания из любого материала, в частности на дома из бруса, при возведении под ключ.

Какие типы ферм используются в гражданском строительстве?

Фермы — это широко используемый и экономически выгодный вариант при строительстве различных конструкций. Они состоят из ряда элементов, объединенных в соединенные треугольники, что приводит к тому, что общая конструкция действует как единый объект.

Фермы чаще всего используются при строительстве крыш, мостов и башен. Для каждой конструкции необходимо использовать соответствующий тип фермы. Мы собираемся взглянуть на различные типы доступных ферм, начиная с понимания основ строительства ферм.

Ключевые моменты

Фермы — это широко используемый и экономичный вариант при строительстве различных конструкций.
Фермы чаще всего используются при строительстве крыш, мостов и башен.
Существует три основных варианта ферменной конструкции: простая, плоская и пространственная.
В рамках этих трех основных типов представлены различные разновидности ферм, которые разрабатывались годами.

Нужен расчет?

Онлайн Цитата Звоните сейчас

Конструкция ферм – основы

Каждая ферма состоит из паутины треугольников. То, как они собраны, позволяет равномерно распределить вес. Конструкции, изготовленные с использованием ферм, также способны выдерживать изменение напряжения и сжатия, не изгибаясь и не ломаясь.

Каждый треугольный элемент фермы состоит из прямых элементов. Концы каждого элемента прикреплены к соединениям, которые называются узлами.

Кроме того, каждая ферма состоит из трех основных элементов:

Верхний пояс фермы, который чаще всего подвергается сжатию.
Нижний пояс, наиболее часто находящийся в напряжении.
Распорка между двумя поясами.

Конструкция фермы позволяет конструкции выдерживать большие нагрузки. Это происходит, когда хорды оказывают сопротивление сжатию и растяжению. Другие причины, по которым используются фермы, включают:

Достижение больших пролетов.
Минимизация веса конструкции.
Уменьшение прогиба.

Типы ферм

Существует три основных варианта конструкции фермы.

Простая ферма имеет своеобразную треугольную структуру и чаще всего используется при строительстве крыш.

Плоская ферма двумерная. Этот тип фермы существует, когда все элементы и узлы находятся на плоской поверхности.

Пространственная каркасная ферма трехмерная. Примером этого является электрическая или телекоммуникационная вышка.

В рамках этих трех основных типов представлены различные разновидности ферм, которые разрабатывались годами.

Ферма Пратта

Ферма Пратта была разработана в 19 веке. Он состоит из вертикальных элементов, работающих на сжатие, и диагональных элементов, работающих на растяжение. Эта конструкция эффективна, поскольку позволяет использовать меньше стали в диагональных элементах. Это также упрощает конструкцию фермы.

Этот тип фермы чаще всего используется для горизонтальных пролетов с преимущественно вертикальной силой. Это наиболее выгодно для строительства простых конструкций, где экономическая эффективность имеет первостепенное значение. Ферма не работает, когда нагрузки не являются вертикальными.

Ферма Уоррена

Ферма Уоррена — одна из самых распространенных конструкций ферм, используемых сегодня. Его точная история неизвестна, но Джеймс Уоррен впервые запатентовал этот дизайн в 1848 году.

Конструкция этой фермы состоит из равносторонних треугольников. Это позволяет равномерно распределить нагрузку по конструкции.

Однако конструкция не так хорошо распределяет вес при точечной нагрузке, поэтому ее лучше всего использовать при наличии пролетной нагрузки.

K-ферма

K-ферма была изобретена Фелпсом Джонсоном, президентом компании Dominion Bridge в Монреале, Канада. Это более сложная версия фермы Пратта. Основное различие между этими двумя конструкциями заключается в том, что вертикальные элементы в K-ферме короче. Это означает, что повышается устойчивость к короблению.

Основная проблема этой конструкции фермы заключается в том, что элементы не всегда ведут себя так, как ожидалось. Они могут быть на сжатие при определенных нагрузках и на растяжение при других нагрузках. Это затрудняет проектирование на оптимальном уровне.

Ферма Хоу

Этот тип конструкции моста был разработан американским архитектором Уильямом Хоу. Основа конструкции аналогична конструкции Pratt Truss. Однако диагональные балки наклонены к центру моста, тогда как в конструкции фермы Пратта они наклонены наружу.

Это означает, что диагональные элементы фермы Хоу сжимаются, а диагональные элементы фермы Пратта растягиваются. Эти два типа ферм часто используются в аналогичных ситуациях, но фермы Пратта часто имеют больше ненагруженных элементов, чем фермы Хоу.

Ферма Финка

Ферма Финка была разработана Альбертом Финком. Базовая форма этого дизайна состоит из паутины, которая образует повторяющийся V-образный узор. Эти фермы больше полагаются на диагональные элементы, чем на фермы других типов. Это делает их эффективными при передаче нагрузок на опору.

Существуют и другие версии ферм Fink, а также базовая конструкция. Эти версии включают Double Fink и Fan Truss.

Вальмовая ферма

Вальмовая ферма используется при строительстве крыш. Он имеет два разных склона, склон которых круче от центра. Ферма имеет выступающую наружу форму, что означает, что она может легко иметь полый центр.

При строительстве таких зданий, как амбары, использование дерева означает, что эта конструкция больше похожа на каркас, чем на ферму.

Существует производная конструкция этой фермы, известная как мансардная крыша или «французская крыша», которая особенно популярна во Франции.

Каждая из этих конструкций ферм может быть полезна при возведении сооружений. Решения о том, какую ферму использовать, необходимо принимать в рамках общего процесса проектирования.

Поделиться этой публикацией:

Фермы и типы ферм

Фермы являются ключевым инженерным элементом в зарождающемся конкурсе гражданского строительства. Действительно, длиннопролетные конструкции с малым весом являются основной причиной увеличения спроса на фермы в строительной отрасли. Поскольку из-за использования стали в качестве строительного материала из-за ее более высокой прочности при меньшей массе фермы сыграли важную роль в гражданских конструкциях вместе с развитием сталелитейной промышленности. В прошлые годы и даже сейчас, учитывая эстетические особенности, эти фермы также изготавливаются из деревянных досок. Фермы крыши, мосты, электрические и телекоммуникационные башни и даже структурные каркасы используют эти фермы в качестве своих неотъемлемых структурных форм.

Определение фермы

Фермы просто определяются как триангуляция элементов для создания стабилизированной конструкции. Триангуляция является математически устойчивой конфигурацией. Как правило, ферма состоит из элементов, называемых верхним поясом, нижним поясом, вертикальным поясом и диагональным поясом. Основные функции ферм:

Несущие нагрузки от надстроек
Обеспечение адекватной боковой устойчивости всей конструкции

В процессе проектирования используются некоторые основные допущения. Следует уточнить, что конструкция ферм должна соответствовать проектным предположениям, чтобы избежать нежелательных отказов из-за рассеивания сил и нагрузок. Ниже приведены допущения при проектировании ферм.

Элементы фермы воспринимают только осевые усилия
Узлы, т. е. соединения элементов, выполнены в виде шарнирных соединений, чтобы моменты не передавались на элементы фермы
Все внешние нагрузки и реакции действуют только на узлы
Обычно ферма должна быть в плоскости.

Обычно элементы ферм изготавливаются в виде двутавровых, угловых, тавровых, трубчатых, квадратных и швеллерных секций. I-образные сечения более предпочтительны как оптимизированное сечение с точки зрения структурных сил.