Расчет длины стропил и их сращивание
Крыша служит не только для защиты дома от внешних воздействий окружающей среды, но и придает зданию законченный вид. А для этого застройщики устраивают разнообразные виды кровель, где стропильная система может иметь весьма сложную конструкцию, в которой длина стропил превосходит обычные размеры стандартной доски или бруса.
Стропильная система играет главную роль при устройстве кровли любого типа. Она принимает на себя все нагрузки, как от кровельного покрытия, слоев паро- и гидроизоляции, утеплителя, так и временные в виде снежной массы, дождевых потоков, веса людей и прочем оборудовании , необходимом для успешного функционирования кровли. Поэтому стропильная система, сделанная качественно по всем правилам строительного искусства дает гарантию того, крыша будет служить долгие годы, а внешний вид дома будет соответствовать задуманному дизайну. Важно при постройке крыши сделать верный расчет длины стропил и прочих элементов всей системы. При расчете нагрузок принимается во внимание особенности местного климата:
- максимальная толщина снежного покрова;
- ветровые нагрузки в зависимости от розы ветров;
- количество выпадающих летних осадков.
Составляющие стропильной системы
Любая стропильная система – это целый комплекс различных деталей связанный между собой в соответствии с расчетом всей конструкции кровли. Стропильная система состоит из следующих элементов:
- стропильные ноги, иногда их называют диагональными или накосными;
- подстропильные ноги или нарожники;
- вертикальные стойки; ригели, затяжки или балки потолка;
- упоры, подкосы, шпренгели и прочие элементы, необходимые для придания жесткости и прочности стропильной системе.
стропильная система мансардной крыши
Следует внимательно относиться к расчету длины стропил, поскольку ошибки в расчетах могут повлечь за собой нарушение геометрии кровли, и как следствие, её обрушение. При некомпетентности в этом вопросе лучше всего доверить проектирование кровли квалифицированным специалистам. При самостоятельном проектировании можно воспользоваться калькулятором расчета или различными таблицами, внимательное использование которых поможет избежать ошибок при расчетах стропильной системы.
Виды стропильных систем
Как правило, при возведении индивидуальных домов для устройства стропил используют древесину хвойных пород. Дерево легко поддается обработке, легче в монтаже, чем металл. Деревянные части стропильной системы можно, в случае ошибки в расчетах, быстро и легко заменить. Как деревянная, так и металлическая стропильная система должна прочно крепиться к стенам дома. Существуют стропильные системы из железобетона, но обычно, их как и металлические, используют на производственных зданиях большой площади.
Перед тем как рассчитать длину стропил необходимо знать ширину дома. При небольших размерах стропильные ноги не требуют наращивания, но в зависимости от конфигурации крыши, даже при небольших размерах дома может понадобиться усиление стропильных ног. Стропила бывают:
- наслонные;
- висячие.
Вид наслонных стропил более широко используется в строительстве частных домов, но бывает, что в одной конструкции крыши могут применяться, как наслонные, так и висячие стропила. В зависимости от используемого кровельного покрытия может возникнуть необходимость в усилении стропильной системы. Такие материалы, как керамическая черепица, асбоцементные листы усиленного профиля требуют повышенной прочности стропильной системы.
Обычно для стропил используется доска сечением 50х150 или 60х200мм, но в случае усиления стропильной системы можно воспользоваться брусом большего сечения, или сделать усиление стропильных ног определенным способом сращивания досок.
Пример расчета
Если стоит вопрос, как узнать длину стропил, то нужно вспомнить школьный курс геометрии и знаменитого Пифагора. Стропильная система состоит из треугольных конструкций, а посчитать длину диагонали в прямоугольном треугольнике может любой школьник. При расчете стропильной системы необходимо принимать во внимание:
- расчет прочности — сможет ли выдерживать балка заданную нагрузку
- расчет вероятности деформации - какую нагрузку способны выдерживать балки прогибаясь, но не ломаясь.
Согласно значениям ГОСТ, показатель прогиба стропила не должен быть большим 1/250 части длины самого стропила. Допустим, длина стропила — 5000 мм. Умножаем эту цифру на 0,004 и получаем максимальное значение прогиба равное 20 мм.
Расчет сечения стропильной ноги с помощью таблицы. Допустим, длина стропильной ноги равна 4 000 мм. Из таблицы мы видим, что для нашего случая доступны 3 варианта с разным шагом между стропилами (при расстоянии между стропилами 100см — рекомендуется использовать брус сечением 8 на 16 см и т.д. )
таблица расчета сечения стропил
Способы соединения (сращивания) стропил
Существует несколько методов сращивания стропил:
- соединение досок встык;
- сращивание стропил методом «косой прируб»;
- увеличение длины стропил внахлест.
Соединение стропильной ноги встык достигается путем соединения торцевых частей двух досок, обрезанных строго под углом в девяносто градусов. Место стыковки досок закрывается накладками с обеих сторон, причем, длина накладок должна быть не менее 50см.
соединение стропила встык
Дополнительные коротыши, закрывающие соединение стропил по длине, прибиваются гвоздями или длинными саморезами в шахматном порядке. Иногда соединение досок может быть выполнено с применением металлических пластин скрепляемых с древесиной при помощи болтов и гаек.
Метод косого прируба подразумевает соединение стропильных ног под углом в сорок пять градусов. Концы каждого соединяемого элемента должны быть обрезаны под углом. Приложенные друг к другу концы досок скрепляются сквозным соединением при помощи болтов, имеющих диаметр 12-14 мм.
метод косого прируба
Третий способ соединения стропил, называемый внахлест, заключается в том, что концы досок укладываются один на другой с заходом не менее метра. При этом вид среза торцов досок не играет важной роли, и может быть любым. Соединяют доски между собой или гвоздями, саморезами или болтами с шайбами и гайками все в том же шахматном порядке.
соединение внахлест
- Стропильные ноги могут быть спаренными или составными.
При возведении вальмовых крыш максимальная длина стропил наблюдается у тех, которые с торца здания образуют треугольные фронтоны. Иначе они называются накосными или диагональными. Для этого вида стропил наиболее подходящий вариант будет спаривание стропильных досок. Способ заключается в наложении двух досок друг на друга и скрепления их между собой в шахматном порядке гвоздями или саморезами по дереву. Если спаренные стропила требуется удлинить, то делается это одновременно встык и внахлест со второй частью спаренного стропила.
стропила составные
Сращивание стропил по длине можно получить, используя конструкцию составного стропила. Для этого берутся две одинаковые по размерам доски, между ними вставляются короткие обрезки доски одинаковой толщины. Длина вкладышей должна быть равной высоте двух досок или больше, но никак не меньше.
Скрепление досок между собой происходит при помощи гвоздей или саморезов, расположенных в два ряда. Использование составных стропил позволяет экономить пиломатериал, поскольку в нижней части стропила, где происходит основная нагрузка, его можно сделать усиленным ,составным из двух досок, а в верхней коньковой части оставить одну доску. Т. е. внизу стропило будет иметь толщину равную трем доскам (с учетом вкладыша), вверху толщину одной доски.
Важно помнить, что составные стропила нельзя применять в качестве накосных или диагональных стропил, при устройстве вальмовых или полувальмовых кровель.
Сращивание стропил с мауэрлатом или балками перекрытия производится путем устройства врубок и врезок. Такие соединения подразумевают под собой вход одного элемента в другой, благодаря специальной конфигурации соединения. Существуют различные виды врезок, но все они относятся к категории узлов соединения стропильной системы. Также соединяются между собой стропильные ноги в верхней части – на коньке кровли.
Возведение стропильной системы из досок обходится дешевле, чем из бруса, а прочность всей конструкции от этого не становится меньше.