Узлы стропильной системы
В строительстве крыш используется два вида стропильной системы, где стропила бывают наслонными и висячими. Выбор определенной системы стропил зависит от:
- функциональности крыши;
- от климатических особенностей данного региона;
- от количества нагрузок принимаемых крышей;
- от предпочтений владельца дома к архитектурному облику крыши.
Но, несмотря на выбранный тип стропил, в каждом из них узлы стропильной системы, которые обеспечивают прочность, надежность и долговечность всей конструкции крыши.
Конструкция и основные узлы висячих стропил
Висячие стропила представляют собой треугольную конструкцию, состоящую из двух стропильных ног, соединенных в верхней точке и нижней затяжке, которая соединяет между собой нижние концы стропильных ног. Благодаря нижней затяжке, стропила не передают распорные усилия на несущие стены, оказывая только вертикальное давление на стены.
При использовании висячих систем узел опирания стропил на маэурлат делать не обязательно, так как сам мауэрлат не устраивается, что упрощает сам процесс возведения крыши и удешевляет строительство.
Простейшая трехшарнирная конструкция стропильной фермы предполагает две стропильные ноги и затяжку. В этом случае высота конька должна быть не меньше 1/6 ширины пролета, перекрываемого такой треугольной фермой.
варианты врубки стропил в балку
Специалистами рекомендуется использовать ортогональный способ врубки стропильных ног в балку или в затяжку, когда продольная ось стропильной ноги располагается перпендикулярно к площадке врубки. В карнизном узле при такой лобовой врубке нижний торец стропила выполняется под прямым углом и в таком виде присоединяется в врубке затяжки или потолочной балки.
Узлы стропильной системы крыши в этом случае могут выполняться по методу одинарного или двойного зуба.
Для больших пролетов устройство висячих стропил предусматривает наличие составной затяжки, которая должна поддерживаться бабкой.
Бабка — это вертикальный брусок, который работает на растяжение. Если бабку делают из металла, то в этом случае её называют тяжем. Составную затяжку делают из двух или более брусьев, соединенных между собой косым или прямым прирубом.
Кроме этого стыки закрепляются болтовыми соединениями. Бабку могут выполнять даже из металлического прута, так как она работает на растяжение, прочность на сжатие ей не нужна. Бабка и вертикальная стойка по внешнему виду очень похожи, но существенная разница в том, что стойка принимает нагрузки на сжатие, поэтому она упирается нижним концом в балку, затяжку или лежень. Бабка или подвеска выполняет функцию подвески затяжки к коньковому узлу и имеет не жесткое соединение, которое может регулироваться. Такая система в настоящее время применяется редко.
Узлы опирания на мауэрлат
Если в чердачном пространстве планируется мансардное помещение, то висячие стропила усиливают затяжкой, которая располагается наверху. В этом случае, узлы стропильных конструкций делают при попрании на мауэрлат скользящим способом.
Затяжка же принимает на себя растягивающие нагрузки и чем выше она расположена, тем большие нагрузки она испытывает.
Если нагрузки на крышу будут распределяться не равномерно, то возникает риск съезжания кровли в сторону наибольших нагрузок. Для того, чтобы избежать этого делают соединения ползунами только, когда стропила выносятся на определенную длину за стены дома.
Верхняя затяжка врубается в стропильные ноги способом «полусковородень» внахлест и скрепляется болтами. Иногда верхнюю затяжку подвешивают еще и при помощи бабки к коньковому узлу, страхуя её от провисания.
Если нагрузки на крышу предполагаются неравномерные, то есть смысл сделать нижний узел крепления стропила и мауэрлата неподвижным с помощью опорного бруска или способом врубки зубом. В этом случае стропильная конструкция становится распорной и действует на несущие стены с распирающими нагрузками.
Поэтому мауэрлат крепится к стенам жестко и прочно. Если такой возможности нет, то делается стропильная конструкция с верхним ригелем и нижней затяжкой. Теперь уже стропильная ферма не оказывает на стены распирающего действия. Ригель должен крепиться к стропильным ногам жестким соединением, в противном случае вся конструкция будет неустойчивой.
При расчетах сечения ригеля и стропильных ног нужно учитывать, что на ригель будет оказываться нагрузка от подвесного потолка мансардного помещения.
Наслонные стропила: узлы и конструкция
Наслонные стропила должны опираться нижними концам стропильных ног на стены или какие другие опоры, если расстояние между ними не превышает 6 метров. Это могут быть внутренние стены или колонны, столбы. Выполняются они по трем схемам:
- стропила распорные и безраспорные;
- стропила с установкой подкосов;
- стропила устанавливаемые на подстропильных балках.
Безраспорные стропила
Узлы соединения стропил с мауэрлатом и коньковым прогоном выполняются тремя способами.
Стропильная нога упирается в брус мауэрлата выпиленным зубом или подшитым бруском, дополнительное крепление осуществляется с помощью металлических уголков, исключающих подвижку стропильной ноги в горизонтальном положении и хомутов, закрепленных в стене. В коньковой части стропильные ноги соединяются врубками. При этом в месте горизонтальной опорной площадки рекомендуется делать скос, для того чтобы стропило своей щекой не упиралось в коньковый прогон. Т. е. делается скользящее соединение.
Другой способ возведения безраспорных стропил заключается в создании скользящего соединения в месте примыкания стропильной ноги к мауэрлату. Для этого в нижнем узле вбивается всего один гвоздь или ставятся гибкие металлические пластины.
Третий вариант создания узла стропил состоит в создании очень жесткого узла соединения стропил с коньковым прогоном и на практике применяется не часто ввиду сложности его изготовления.
Какой бы способ крепления не выбирался, принцип у них один — один конец стропильной ноги должен иметь скользящую опору, другой конец крепиться жестким способом, который может работать только в поворотном режиме.
Для создания устойчивых стропильных конструкций используют дополнительный элемент — схватку. Этот элемент вместе с вертикальными стойками призван удерживать конек от сдвигов в разные стороны под действием неравномерных нагрузок.
- Схватка устанавливается на высоте, примерно, 2 м от перекрытия.
- Для безраспорных стропильных конструкций схватка бесполезна, если на крышу не действуют никакие нагрузки. Она делается востребованной тогда, когда возникают нагрузки, а при аварийных ситуациях- просадке фундамента или прогибе конькового прогона схватка начинает работать на сжатие, тем самым спасая ситуацию.
- При установке схватки и вертикальных стоек их соединение закрепляется гвоздями.
- Размеры схватки выбираются такими же, как и брус для стропил, но иногда её допускается делать меньшего сечения.
- Схватки могут устанавливаться, как с одной стороны стропильных ног, так и с двух.
- При креплении ее гвоздями в стропильных ногах ослабления не наблюдается, но когда делают крепление на болтах, то несущая способность стропильных ног уменьшается. Поэтому требуется увеличивать сечение стропил.
- Для создания более устойчивой стропильной конструкции, практикуют установку подкосов, ригелей, прогонов.
Распорные стропильные системы
Распорные стропила передают нагрузки на несущие стены здания. По своей сути они являются промежуточной формой висячих и наслонных стропил. В таких конструкциях схватка устраивается как можно ниже, если требуется снять высокие распорные нагрузки, но в этом случае она превращается в затяжку, для чего применяется иная конструктивная схема. При устройстве такой конструкции делается армированный пояс из железобетона и укладывается мауэрлат, связанный в жесткую раму по всему периметру стен дома.
Когда в доме имеется внутренняя стена, стропильную систему устраивают с использованием стоек, на которые опираются стропильные ноги. Вверху стропильные арки связываются ригелем, затяжкой или схваткой. При устройстве затяжки в верхней части стропильных ног давление от всей конструкции происходит вертикально на стены.
Когда стропильные ноги связываются верхним ригелем и нижней схваткой, образуется конструкция, которая производит распирающие усилия. Вертикальные стойки устанавливаются на лежни, и на внутренние стены. В коньковом узле стропила соединяются встык, и дополнительно укрепляются металлическими или деревянными накладками.