T-w-f.ru

Ремонт от TWF
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

  1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
  2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
  3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

  • Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
  • Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
  • Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

  1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
  2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что металлическая обрешетка и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

  • Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
  • Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
  • Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
  • Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

  1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
  2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
  3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
  4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Металлические стропила: их преимущества и недостатки

Металлические стропила надежнее и прочнее деревянных, поскольку способны выдерживать более существенные нагрузки. В данной статье речь пойдет об их основных плюсах и минусах, а также о выборе материала для металлических стропил и их монтаже.

Стропильная система из металла чаще всего выбирается с целью повысить жесткость кровли, а также используется при создании систем стропил, требующих монтажа бруса, длина которого превышает 10 метров.

В таком случае следует заменять не только стропила, прогоны и опоры коньков из древесины, но и брус мауэрлата. Вместо него производят укладку мощного швеллера, крепление металлических стропильных ног к которому производится при помощи приваренных уголков.

На практике также применяются комбинированные стропильные системы — деревянные с металлом, обладающие рядом недостатков.

Наиболее важным является недопустимость контакта металла и дерева, поскольку при резком изменении температуры на поверхности металла образуется конденсат, вызывающий гниение прилегающей к нему древесины.

Во избежание этого следует обрабатывать элементы из дерева специальными антисептическими и влагостойкими средствами. Кроме того, следует изолировать древесину от металла при помощи рубероида.

Отдельного рассмотрения заслуживает также утепление помещения чердака.

В случае металлической системы стропил требуется укладка материала не между стропилами, как требуют деревянные стропильные системы, а под или над ними.

Кроме того, между металлом и утеплителем для кровли следует оставить зазор, предотвращающий намокание утепляющего материала от конденсата.

В случае укладки утеплителя под стропилами из металла, остальные слои пирога кровли, такие как внутренняя обшивка, материал пароизоляции, покрытие кровли и зазор вентиляции, располагаются выше слоя утеплителя.

Это предотвращает потери тепла чердачным помещением и возникновение мостиков холода.

Другим вариантом являются металлические стропильные системы без использования древесины. В данном случае отсутствие деревянных элементов позволяет не опасаться гниения.

Данный вариант крыши является довольно выгодным с учетом длительного срока службы и возможности применения цельных стропил довольно большой длины (от 7 до 30 метров).

Стропила из металла, которые также называют фермами, могут быть как изготовлены самостоятельно, так и приобретены в готовом виде. Для их изготовления используют периодические классические профили, спаренные уголки и т.д.

Фермы состоят из двух наклонных плеч, образующих в совокупности треугольник. Возможность перекрывать помещения большой площади и высоты делает их наиболее пригодными для строительства ангаров и промышленных зданий.

В строительстве жилых зданий с металлическим каркасом также применяются стропильные металлические фермы, которые изготавливаются в данном случае по индивидуальному заказу под конкретный каркас, доставляются на место строительства.

Их монтаж производится вместе с основой.

Помимо перечисленных выше преимуществ металлических стропил следует рассмотреть также и их недостатки, к которым в первую очередь относятся доставка и монтаж металлических конструкций:

  • Стропила металлические обладают довольно большим весом, поэтому для их подъема на нужную высоту и установки требуется использование специальной техники;
  • Стальные фермы обладают плохим сопротивлением высоким температурам, поэтому при пожаре уже через 15-30 минут происходит их провисание и обрушение кровли;
  • Наконец, строительство металлической системы стропил является довольно дорогостоящим мероприятием.
  1. Выбор материала для металлических ферм
  2. Стальные конструкции крыши
  3. Пример монтажа металлических стропил

Выбор материала для металлических ферм

Для изготовления элементов ферм обычно применяется парный профиль, а для выполнения сопряжений узлов используются косынки. Соединение элементов выполняется путем сваривания или клепки.

Перед изготовлением металлической конструкции следует рассчитать сечение используемых элементов, количество сварных швов, необходимое количество заклепок и т.д.

Изготовление фермы выполняют следующим образом:

  • Для изготовления верхних поясов ферм используют два неравнобоких уголка с тавровым сечением, стыковку которых выполняют по меньшим сторонам.
  • Нижние пояса изготавливают, используя два уголка равнобоких.
  • В случае нагрузок на ферму, возникающих в пределах ее панелей, применяют парные швеллеры.
  • Для изготовления раскосов и стоек используют равнобокие уголки, сечение которых тавровое или крестообразное.
  • Для изготовления полностью сварных ферм применяют тавры.

Наибольшую популярность в индивидуальном строительстве получила ферма стропильная, изготавливаемая из профильных труб.

Читать еще:  Пластиковые водостоки для крыши

Данная ферма обладает значительно более низким весом, чем конструкции, изготовленные из швеллера, тавра или уголка, а ее сборка может быть выполнена непосредственно на площадке при помощи сварки.

Полезно: для изготовления ферм применяют гнутые или горячекатаные трубы. Горячекатаные трубы производят, используя стальную ленту прямоугольного или квадратного сечения, толщина которой составляет 1,5-5 мм.

Стальные конструкции крыши

Стальные кровельные конструкции изготавливаются из стропильных ферм, предназначенных для довольно длинных пролетов – от 6 до 30 метров.

Фермы являются конструкциями из профилей с периодическим сечением, таких как спаренные уголки или гнутосварные трубы квадратного или прямоугольного сечения.

Стропильные фермы состоят из двух скатов, уклона которых равны и составляют не мене 20 градусов. Для их опирания на стены используются специальные колонны или железобетонные распределительные подушки с закладными.

Прогоны из деревянного бруса и уголков, на которые будет набиваться обрешетка, крепятся к фермам методом сварки. Для того, чтобы повысить жесткость данной системы, вдоль нижних поясов ферм изготавливают из уголка горизонтальные связи.

При строительстве частных домов металлические фермы используются довольно редко, более часто они применяются в гражданском и промышленном строительстве для таких зданий, как:

  • Фабрики;
  • Заводы;
  • Склады;
  • Ангары;
  • Многоэтажные общественные здания и т.д.

При строительстве жилых частных домов фермы применяются обычно с легким модульным стальным каркасом.

Производство стальных ферм является довольно простым процессом, который может быть выполнен на любом промышленном заводе.

Основными преимуществами данных конструкций являются:

  • Высокая прочность;
  • Возможность перекрытия длинных пролетов;
  • Хорошая жесткость.

К недостаткам стальных ферм относятся:

  • Большой вес (20-30 кг/м 2 ), требующий использования специальной техники при монтаже;
  • Низкая огнестойкость кровельной конструкции (15-30 минут);
  • Образование коррозии при отсутствии специальной обработки.

Пример монтажа металлических стропил

Рассмотрим в качестве примера монтаж металлической стропильной конструкции для крыши, угол наклона которой составляет 22-30º, материал покрытия кровли – железо, шифер или этернит:

  • Наиболее подходящим вариантом в данном случае будет треугольная стропильная ферма, высота которой составляет 20% от длины пролета (фиг. 1 на схеме). Ее небольшой вес позволяет возводить стены возле ее опор на сравнительно небольшую высоту в пределах чердачного помещения;
  • В случае, когда длина пролета составляет 14-20 метров, рекомендуется выбирать ферму с нисходящими раскосами в связи с наименьшим весом данной конструкции;
  • Длина панели, расположенной в верхнем поясе фермы, следует выбрать в диапазоне 1,5-2,5 м;
  • Количество панелей в обеих частях фермы должно быть четным, в соответствии с указанным размером пролета число панелей составляет 8.

В случае строительства промышленного сооружения стропильные фермы монтируют на подстропильных фермах, связывающих опорные колонны между собой и являющихся основанием для монтажа ферм.

Длина пролетов в подобных зданиях достигает 20-35 метров, в связи с чем следует применять фермы Полонсо (фиг. 2). Это конструкция, составленная из двух треугольников, соединенных между собой при помощи затяжки.

Это позволяет ликвидировать в средних панелях длинные раскосы, сечение которое необходимо увеличивать для сопротивления изгибу вдоль, что приведет к повышению веса конструкции фермы.

Верхний пояс разбивают на 12 или 16 панелей длиной 2-2,75 метров каждая. В случае подшивания к фермам потолка к узлам верхнего пояса производят крепление затяжки, длина которой составляет 4-6 длин панелей.

Несмотря на то, что металлические стропильные системы обладают большей жесткостью и надежностью, чем деревянные, их применение при строительстве загородных домов и коттеджей чаще всего не является оправданным в силу ряда причин.

Наиболее целесообразным является применение металлических стропил при строительстве промышленных зданий, где требуется перекрытие достаточно длинных пролетов.

Металлические стропила для крыши из профиля ЛСТК

В чем отличительные особенности металлических стропил?

Для каркаса стропильная система считается что-то вроде скелета. В ней тоже имеются главные детали, которые удерживают вес крыши, и новые, обеспечивающие надежность и присутствие внутренних пространств под каркасом. Не зная наименования всех данных деталей, очень трудно выяснить процесс возведения каркаса. А разбираться необходимо. Минимум для контролирования качество происходящей работы, когда вы наняли сотрудников, и вникать в расчет металлических стропил. А хорошие мастера и занимаются за крепление обрешетки к металлическим стропилам сами, будучи отлично с теоретической точки зрения подкованными.

Роль стропил в постройке

Стропильный каркас является основой создания ската крыш. Для того чтобы данная система смогла выдерживать большие нагрузки, необходимо приводить нужные подсчеты.

Каркас крыши осуществляет такие функции, как:

  • создания каркасов необходимого наклона для качественного стока дождевых вод;
  • создания форм ската;
  • подготовки основания для монтажных работ с кровлей;
  • распределение нагрузок, зависящее от расстояния среди стропил и их сечений.

Несущая конструкция каркаса обычно способна выдержать всю массу:

  • снег;
  • гидро и теплоизоляционное сырье;
  • сама крыша;
  • рабочих, которые проводят монтажные работы.

К тому же необходимо принимать во внимание нагрузку, которая может появляться время от времени. К примеру, сильный порывистый ветер, сейсмическая непостоянность.

Какие различают стропилы

Есть пару разновидностей стропильных механизмов, которые включают каркас с обрешеткой. В основном для данных задач используется древесина, однако при огромной нагрузке и больших площадях наклонной поверхности данный материал не стоит использовать.

Тогда можно применять лишь древесину, вы можете благодаря большому количеству стропильных ножек и возрастанием площади сечений. К тому же выясняется иная нагрузка на несущие стены и фундамент. Снимать нагрузку с основы постройки и стены способны крепкие металлические постройки либо сочетания металла с древесиной.

Металлические

Как материал производства выбор останавливается на профиле из оцинкованной стали. Обрешетка со стропилами из этого материала отличаются влагоустойчивостью, прочностью и легкостью.

Допустимым шагом обычно является 200 см. Используется данный способ от 7 м. Использование гнутого типа профилей дает возможность сводить к минимуму затраты сырья.

Деревянные

Дерево незаменимо при обустройстве ската около 7-10 м.

Крепеж обычно гарантируется металлической деталью.

Допустимым шагом является около 0,8 м.

Комбинированные

Сочетание стропил из двух этих материалов дает возможность возводить систему, которая намного доступнее по цене, сравнивая сколько стоят металлические стропила.

Комбинированная система обустраивается с учетом некоторых правил: особой обработки применяемых деревянных деталей и использования гидроизоляции. Это нужно для того, чтобы увеличить эксплуатационные свойства дерева при ее рядом расположении к металлу.

Плюсы

Металлические стропила для крыши отличаются следующими плюсами:

  • Огромный эксплуатационный период. Если правильно подобрать материал все прослужит около века.
  • Пожаробезопасность. Производство осуществляется с использованием негорючего материала.
  • При локальных возгораниях она длительнее сохраняется.
  • Минимум отхода во время монтажа такой уникальной постройки, как стропила из металлического профиля.
  • Легкое обслуживание. Особое покрытие металлических креплений для стропил начали осуществлять защитную опцию, что предотвращает разрушение сырья, и становится причиной отсутствия потребности ежегодных обработок.
  • Отсутствует серьезной нагрузки на несущие стены и основу постройки.
  • Экологичность постройки, отсутствие потребности обработок с помощью химических реагентов.

Минусы использования металлоконструкций

Несмотря на огромное количество преимуществ, каркас металлической крыши применяется редко, сравнивая с деревянной. Металлические стропила для односкатной крыши обладают следующими недостатками:

  • Сложность монтажных работ, когда в основном нужно подключить особый вид техники, чтобы поднять массивные элементы.
  • Нужные слесарные способности, чтобы осуществлять работы.
  • На стропила металлические цена повышенная, сравнивая с древесиной.
  • Неудобство транспортировок.
  • Огромная теплопроводность.
  • При повышенных температурах металл подвергается деформациям. Это представляет опасность обрушения при возгорании.
  • Вероятно промерзание при низкой температуре.

Металлические стропила купить самых разных форм и конструкций, отличающиеся один от другого по качественным свойствам:

  • Применяемой схеме;
  • форме пролета и пояса;
  • размерам.

Стропила принято делить на такие виды, как:

  • арочные (различаются повышенными эстетическими качествами, с ними вы можете создавать сложные формы, что воздействует на возрастание расходностей материалов);
  • винтовые;
  • балочные (отличаются небольшим весом и нуждаются в минимальных расходах материалов);
  • рамные.

Есть некий список конструкционных деталей стропильных систем.

Конструкция кровли из металлических стропил общественно здания производится из следующих деталей:

  • тавры;
  • трубы прямоугольные и круглые;
  • уголки.

Все детали должны отлично примыкать один к другому. Решетка прикрепляется к поясу специальными элементами. Для опоры несущей постройки используются подстропильные детали. Их используют тогда, когда у балок неравномерный шаг.

По форме поясов фермы различают:

  • Треугольные. Это оптимальный выбор для больших углов. Нуждается в большой затрета материала.
  • Полигональные. Предназначены для мощных построек. Для небольшой постройки такое решение окажется очень усложненным.
  • Односкатные. Отличаются высокими показателями надежности с узлами рам повышенной жесткости.
  • Параллельно установленные. Данный вид незаменим для мягких кровель как универсальных вариантов, включающие одинаковые узлы.

Решетки

Системы решеток принято делить на следующие типы:

  • Раскосные, которые требуют больших затрат на материал.
  • Треугольные, которые применяются главным образом во время монтажа параллельной либо пояса-трапеций.
  • Иные специальные, к примеру, крестовые.

Обоснованность подбора металла

Стропила металлические для двухскатной крыши считаются основательной конструкцией, обладающая высокой надежностью к нагрузке. Металл применяется тогда, когда каркас нуждается в высокой жесткости, применяется брус примерно 8 м, уклон ската от 1o.

Металлические стропила нуждаются в наличии навыков и нужных инструментов для монтажных работ. Крепеж стропил необходимо осуществлять тщательно.

Конструкция металлических кровель окажется оправданной с экономической точки зрения лишь тогда, когда осуществлены подсчеты нагрузок, и она достигает не меньше 450 кг. И скат длиной больше 10 м.

В качестве материала производства оказывается оцинкованный металл. В основном это парный профиль. Чтобы крепить используются:

  • сварка с использованием балок;
  • болты;
  • саморезы.

При подсчете металлоконструкции принимаются во внимание детали, рассчитывается число сварочных швов и число дополнительных затратных материалов.

Профильные трубы являются самым частым выбором, чтобы организовать стропилы для частных домов. Сравнивая с иными системами, эта лучше благодаря простому монтажных работ. Размер сечения выбирается в зависимости от конкретных систем стропил, размера каркаса, угла наклона скатов, расчетных нагрузок и иных характеристик.

Почему стоит выбирать металл?

Исходя из того, какие виды нагрузок хотят и каковы пожарные нормы, каркас производится из разнообразных материалов. А теперь как можно надолго остановимся на отличительных особенностях применяемых материалов для стропильства каркаса. Рассмотрим главные достоинства стропил из дерева. Строительство каркаса для большинства представляется как работа с деревянной доской, которые в необходимом месте стоит подпиливать. Как древесину применяют в основном сушенную древесину. Однако осуществлять работу с деревом в действительности не легче, чем с металлом, хотя большинство так считают. Так, при производстве деревянных стропил незаменима лишь древесина высоких сортов. К тому же внимательно смотрят за тем, чтобы в подобных сортах досок и брусьев не было огромных сучков, обзолов, трещинок либо необходимого наклона волокна. В чем суть? Каждый важный недостаток может приводить к тому, что стропильная нога всего лишь треснет под нагрузкой. Если же возможности приобрести добротный сухой пиломатериал не имеется, тогда его высушивают сразу на объективы в особенном вентилируемом штабеле. По этой причине стоит для производства стропильных систем покупать готовые доски, к тому же с запасом по ширине. И это еще не все.

В основном пиломатериал смотрится очень ровным лишь на глаз, а для стропильных систем геометрия является довольно важнейшей характеристикой. И как раз обладая запасом по ширине, мастера получают возможность самому выправлять стропила строгальной техникой. Лишь таким образом скаты выходят на самом деле ровные, и на них комфортно устанавливаются совершенно различные кровельные покрытия.

Читать еще:  Как утеплить мансарду для зимнего проживания: своими руками, изнутри, если кровля без гидроизоляции

А теперь рассмотрим, особенности выбора стальных балок. На сегодняшний день стропильную систему довольно часто подбирают из стальных оцинкованных балок. Вы вероятнее всего видели их наименования: двутавры, швеллера либо тавры. Подобные детали выходят очень дорогие, чем деревянные либо обыкновенные металлические, однако этого стоит. Да, в монтажных работах они очень труднее, однако предпочитают их за одно важнейшее достоинство— это повышенная надежность к изгибающей нагрузке. С помощью этого в строительстве каркаса возможно обходиться без каких-то там вертикальных подпорок и иных деталей. Однако в жилых домостроениях балки на сегодняшний день не часто применяются, хотя подобная практика имеется, и сегодня разъясним, почему. К примеру, трудность стропильных систем и присутствие внутренних деталей сразу воздействует на планировочных решениях мансарды. Потому что чем более разнообразных перемычки среди строителей, тем менее выйдет потолок чердака. К тому же все это имеет важное значение не только для монтажа еще одной жилой комнаты под каркас. Дело в том, что на сегодняшний день востребованы так именуемые бесчердачные каркасы, под которыми находятся обыкновенные помещения дома. И различные дополнительные детали там вообще не поместятся. Однако имеется собственная ложка дегтя: металлические балки в основном продолжат мостиками холода, а из-за этого для них непременно устанавливают кровельный пирог. Главным образом начинка тут ориентированно-стружечная плита. Это прекрасная альтернатива обыкновенным разным стропилам.

Заключение

Если от каркаса нужна высокая надежность, то металл –тот материал, который может осуществлять это требование. Однако необходимо запомнить, что монтаж нуждается в определенных способностях.

Какие стропила для крыши следует применять? Виды и расчет стропил крыши

Возведение кровли – процесс непростой, требующий определенных знаний и навыков. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, которые, несомненно, интересуют начинающих застройщиков. А начнем, пожалуй, с самого главного – с типов существующих крыш и стропильных систем, что используются при их возведении.

Стропила (стропильные ноги) это основные несущие элементы любой скатной крыши. Именно они принимают на себя основные нагрузки и воздействия окружающей среды, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также несут на себе весь кровельный пирог. Стропила это составляющие стропильной системы, куда входят еще многие элементы, такие как стойки, подкосы, прогоны, мауэлат и т.д..

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

  • верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
  • верхняя обвязка в каркасных домах;
  • мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Стропила для разных видов крыш

В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.

Стропила для односкатной крыши

Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.

Стропильная система односкатной крыши состоит из отдельных элементов, точками опоры которым служат противоположные стены здания. Чаще всего в этом случае используются стропила для крыши длиной около 4,5 метров. Если производится перекрытие относительно большой площади необходимо использовать подстропильные ноги и стойки.

Стропила для двухскатных крыш

Стропила, предназначенные для двухскатной крыши, представляют собой конструкцию, сложенную в виде домика. Процесс ее обустройства более сложен, нежели в односкатной кровли. Чаще всего этого вида стропила применяются при возведении небольших построек. Они подразделяются на два основных типа – наслонные и висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Вальмовая крыша отличается наличием дополнительных скатов, что создаются при помощи стропильной системы вальмовой кровли. Конструкция этой кровли состоит из двухскатной крыши, которая по длине не полностью закрывает боковую часть строения, а также вальма, покрывающего боковую, не закрытую часть кровли.

Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.

Особенности стропил четырехскатной крыши

К четырехскатным крышам можно отнести и вальмовые и шатровые кровли. Их очевидным преимуществом является отсутствие фронтонов, что подразумевает изрядную экономию стройматериалов, а значит и денежных средств. К тому же эти дома отличает замечательный внешний вид, выглядят они на редкость эффектно.

Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.

Стропила для ломаной кровли

Применение ломаной крыши способствует значительному увеличению площади чердака, которая, в ряде случаев используется в качестве мансарды. При возведении такой стропильной системы применяются два коротких стропила, в месте перегиба которых применяется стойка. Вследствие этого уклон нижней части крыши составит 80 градусов, а уклон верхней части лишь 25-30 градусов.

Разновидности стропил для крыши

При строительстве любой кровли находят свое применение стропила всего лишь двух видов – наслонные и висячие. Висячие стропила имеют две точки опоры, которые находятся у основания, к примеру, опора на несущие стены здания, наслонные помимо этого могут опираться на столбчатые опоры, либо внутренние стены.

Материал для изготовления стропил

Дерево и металл – вот основной материал, из которого чаще всего изготавливаются стропила.

При возведении кровельных перекрытий жилых домов, хозяйственных построек применяются деревянные стропила, реже металлические. Металлические (железобетонные) стропила в основном используются при строительстве кровель с большими пролетами и нагрузками на кровлю, в основном для перекрытия производственных зданий. Цена данных стропильных конструкций довольно высока, так все ее элементы выполняются из металла, в основном используется швеллер.

Стропила из дерева

В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:

  1. Самым популярным и широко использованным видом стропил являются конструкции выполнены из обрезной доски, обычно это доска сечением 150х50 мм или 200х50 мм. Популярности данный вид стропил приобрел благодаря своей дешевизны и простоты изготовления.
  2. Стропила для крыши, изготовленные из бревен. В качестве исходного материала используют стволы деревьев диаметром 10-20 см, зачищенные и обработанные.
  3. Стропила, сделанные из клееного бруса. Клееные стропила производятся из брусков древесины и досок, склеенных при помощи специальным составом. Такие стропила более удобны в работе, брус имеет в сечение квадрат или прямоугольник. Вследствие чего, он легко укладывается на обрешетку, к тому же упрощается их крепление к мауэрлату, а также процесс наращивания. Данный вид стропил намного прочнее обычных деревянных.

Расчет стропил крыши

До того как начать расчет стропил крыши, необходимо четко осознавать какие типы нагрузок и с какой силой они будут действовать в течение всего года на кровлю нашего дома.

Факторы, которые влияют на кровлю, принято классифицировать в зависимости от интенсивности:

  1. Постоянные нагрузки. Данная категория объединяет нагрузки, постоянно воздействующие на конструкцию строения. К ним относятся как вес самой кровли, так и гидроизоляция, тепло и пароизоляция, обрешетка, а также другие конструкционные элементы двускатных или мансардных крыш, создающих постоянное значение веса.
  2. Нагрузки переменного типа. Данный тип объединяет все типы климатического воздействия, в том числе осадки, потоки ветра и пр.
  3. Нагрузки особого типа. В данной группе учитываются климатические воздействия, обладающие высокой силой. Данную характеристику требуется принимать во внимание в сейсмически активных зонах и в зонах, в которых возможны проявления штормовых ветров или ураганов.

Постоянные нагрузки

Размер стропил для крыши нужно начинать рассчитывать с общего веса «пирога» кровли. Чтобы получить конечное значение требуется вычислять вес квадратного метра каждого из используемых материалов. В большинстве случаев кровля будет состоять из следующих компонентов:

  • внутренняя отделка (в случаи устройства мансардной кровли, учитывается материал отделки и элементы креплений);
  • стропила (вес стандартного стропила размером 150х50 мм, в дальнейшем этот параметр может корректироваться);
  • утеплитель;
  • гидро-ветроизоляция (учитывается вес пленок и мембран);
  • обрешетка, смонтированная из досок малой толщины (чаще всего 25 мм).
  • контобрешетка (зачастую брусок 30х50, 40х50 или 50х50 мм);
  • покрытие кровли (вес квадратного метра кровли можно найти на сайте производителя).

При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.

Снеговые нагрузки

Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.

Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:

где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.

Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.

Ветровые нагрузки

Данный тип нагрузок имеет очень высокий уровень критичности, потому что она может влиять на кровлю интенсивными ветрами, вне зависимости от угла крыши. Даже маленький угол наклона делает возможной ситуацию со срывом крыши под воздействием аэродинамических нагрузок. Слишком большой уклон способен привести к тому, что вся крыша будет испытывать на поверхности сильное ветровое давление.

Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:

где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.

После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.

Расстояние между стропил

Шаг стропил — это расстояние между стропильных ног. Среднее значение данного параметра при частном строительство, обычно составляет один метр, однако точная цифра выбирается исходя из полного расчета несущих способностей выбранной системы кровли.

Чтобы самостоятельно вычислить расстояния между стропил, необходимо следовать следующему алгоритму:

  • Нужно определиться будет ли утеплено междустропильное пространство. Если да, то шаг стропил будет равен ширине утеплителя за вычетом 2 см. Если нет, то шаг принимается произвольный в пределах 1 метра.
  • Исходя из конструктивной схемы стропильной системы, определяем длину стропилы.
  • Далее воспользуемся программой «Расчет деревянных балок» и подставим в нее данные: суммарную нагрузку, шаг и размер поперечного сечения (исходное значение 150х50 мм). Смотрим на результаты, если в программе указано, что данного сечения недостаточно, то изменяем высоту балки (ширина незначительно влияет на результат), например до 200х50 мм. Также можно изменять расстояние между стропил, если нет утеплителя или используется рулонный материал.
Читать еще:  Как сделать мансардную крышу: все этапы от планирования до утепления

На первый взгляд расчет стропил крыши кажется сложным и не понятным, но потратив всего несколько часов можно во всем разобраться, тем самым точно подобрать нужный размер стропильных ног.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

Стропильная система – в чем надежность конструкции крыши?

Чтобы построить надежную крышу, существует достаточно много различных материалов, но наиболее важным моментом при строительстве этого элемента здания все же является его стропильная система.

Почти для каждого вида крыши существуют свои особенности в возведении стропил и иных перекрытий, но в основе строительства на данном этапе уже есть общие положения и принципы, которые не меняются уже много лет, они-то и создают тот запас надежности, которым и должна обладать каждая крыша.

Давайте рассмотрим более пристально основные виды стропильных систем, а также материалы, из которых они изготавливаются. Расскажем подробно, чем же одна система отличается от другой при самостоятельном строительстве кровли.

Что такое стропила для крыши?

Если сказать об этом максимально кратко, то стропильная система крыши – это необходимый и важный элемент здания, который состоит из каркаса с опорами на несущие стены строения. Этот каркас должен служить в процессе строительства надежной основой для всех видов материалов, таких как различные виды утеплителя, слои гидроизоляции, а также кровельные материалы.

Размеры и конструктивные особенности крыши и всей стропильной системы зависят от нескольких факторов :

  • общего размера всего здания;
  • правильного подбора материалов;
  • правильный и точный расчет всех будущих предполагаемых нагрузок;
  • предпочтений личного свойства относительно формы крыши у самого заказчика.
  • личных предпочтений относительно формы кровли.

Все вышеописанные факторы очень важны для того, чтобы была правильно подобрана стропильная система дома.

Каждый из этих факторов, безусловно, важен для понимания того, какие виды стропильной системы будут оптимальными для той или иной конкретной ситуации.

Какие нужны материалы для стропильной системы

Деревянные стропильные системы, пожалуй, одни из самых распространенных, а дерево — один из самых надежных материалов. Этот материал очень привлекателен, так как установка его довольно легка, а по цене он намного дешевле, чем многие другие.

В качестве наиболее распространенного материала для обустройства стропильных систем сегодня выступает дерево. Часто при строительстве деревянных перекрытий используется брус из деревьев сосновых пород -150 миллиметров. Но можно наравне с этим материалом встретить и доски, но при этом их обычно сшивают.

Обратите внимание — прежде всего эта информация касается строительства в частном жилом секторе.

Когда возводят многоэтажные дома или в случае строительства зданий промышленных предприятий, тогда используются металлические стропильные системы, а также и другие материалы.

Чтобы стропильная система крыши из дерева, прослужила как можно дольше, перед монтажом необходимо специальным образом их обработать. Для этого используют различные составы, вот основные из них :

  • Антибактериальные составы — такие составы направлены на защиту древесины от негативных процессов гниения в том случае, если дерево будет подвергаться воздействию воды (это может произойти, если дерево находится в кровельном конденсате);
  • Противопожарные составы — здесь все понятно из названия, они защищают дерево от возгораний.

Проблемы с обработкой и теми, и другими составами сегодня нет, ведь рынок буквально переполнен различными препаратами, которые успешно защитят стропила деревянные.

При обработке данными составами лучше всего пользоваться обыкновенной малярной кистью, так как при применении метода распыления пропитка древесины может быть недостаточной.

Металлические стропила — в чем их преимущество?

Металлическая стропильная система

При возведении крыш промышленных зданий, а также многоквартирных домов не используют стропила деревянные, наиболее распространенным вариантом будет стропильная система из металла с технологией, которая называется — легкий стальной каркас.

Такая конструкция из тонкостенного оцинкованного металлопрофиля для крыш достаточно надежна и долговечна. По словам некоторых производителей, она может прослужить более 100 лет.

Можно отметить и некоторые ее преимущества по сравнению с деревянными. Приведем лишь некоторые из них:

  • Пожаробезопастность данного материала — такая стропильная система кровли, состоит из материалов, которые не подвержены горению, поэтому, возгорание исключается, Если все же пожар начнется, то данный вид стропильной системы сможет какое-то время сдерживать огонь и предотвратить обрушение кровли;
  • Не нужно проводить профилактические работы противопожарными составами или антигрибковыми;
  • Долгий срок эксплуатации — не менее 100 лет. Грибку данные конструкции неподвержены, а антикоррозийной защитой служит цинковое покрытие;
  • Возможность устанавливать такие стропила в любое время года;
  • Монтаж таких металлических стропил достаточно легок, можно использовать лишь дрель и шуруповерт;
  • Очень малые нагрузки на несущие стены здания, благодаря малому весу конструкций;
  • Неплохие показатели для сохранения тепла;

А нужна ли она, металлическая стропильная система?

При возведении многоквартирных многоэтажек металлические стропила — это хороший выход. Металлические стропила для крыши могут выдержать большие нагрузки, и в этом случае можно использовать для покрытия кровли, практически, любые материалы.

Но при строительстве частных домов такие решения на основе металлических конструкций можно встретить довольно редко. Все-таки металл — это не такой материал, который хорошо сохраняет тепло, скорее даже наоборот.

Поэтому при монтаже таких конструкций нужно помнить, что теплозащита в загородных и частных домах при использовании конструкций из металла будет не очень хорошей. А вот деревянные стропильные конструкции, наоборот, очень хорошо сохраняют тепло, поэтому стропила из дерева считаются более экономически выгодными. Они значительно сокращают, энергозатраты, а это в последнее время становится довольно актуальным вопросом.

Крепления для соединения стропил

Конечно, если необходимо усилить деревянные конструкции элементами из металла, то это можно делать. Но нужно обязательно между металлическими и деревянными конструкциями прокладывать слой изоляционного материала, чтобы в древесине от возможного скопления конденсата не начались негативные процессы гниения.

Цельная металлическая стропильная система может также возводиться при помощи сварки. В этом случае никаких разрушающих процессов не будет, так как вся конструкция будет состоять из металла, она не будет иметь контакта с деревянными частями.

При установке металлоконструкций в кровле нужно обязательно ее утеплять. Так как конструкции из металла являются «проводниками холода».

Довольно часто металлические конструкции используют для дополнительных опор, которые вставляются под коньковый прогон. Ведь именно эта часть дома подвергается максимальным нагрузкам.

Но главное, из какого бы материала не была изготовлена стропильная конструкция, главный критерий, которому она должна отвечать, это надежность конструкции. Другими словами, все элементы в конструкции стропил должны быть закреплены максимально жестко.

Поэтому неудивительно, что большинство стропильных конструкций исполняются в виде треугольника, ведь именно данный вид креплений, испокон веков, считается самым надежным.

Форма крыши и стропила

В зависимости от формы крыши применяют различные типы стропильных систем, например :

  • так называемые висячие стропила;
  • наслонные стропила;
  • вальмовые крыши и их стропильная система.

Давайте рассмотрим каждую из них более внимательно.

Висячий тип стропильной системы

Наиболее простым видом стропильных конструкций являются висячие стропила. Вот их основные особенности:

Стропила такого типа имеют всего две точки, на которые они опираются. Этими точками опоры являются стены самого дома.

Опираться на стены, сами по себе, стропильные ноги не должны, они должны быть закреплены на специальном брусе — так называемом мауэрлате. Мауэрлат — это толстый брус, который при помощи шпилек, либо других видов креплений, закрепляется на несущей стене.

Данный вид конструкции способен выдерживать большое распирающее усилие, а затем передавать его на несущую стену.

Затяжка висячих стропил

Для того, чтобы компенсировать распирающее усилие, делают затяжку. Она призвана соединять каждую стропильную пару, которая находится внизу. Чаще всего можно встретить конструкцию, когда устанавливают ее в самой нижней части. В этом случае она еще может играть роль перекрытия всей кровли. Конечно, никто не запрещает делать ее и выше, но в этом случае необходимо помнить, что усилие на данный элемент многократно возрастает.

Затяжка — это важный элемент в висячей стропильной системе, ведь она не только сдерживает распирающее усилие, но и эффективно препятствует разъезжанию ног стропил.

Наслонные стропила

Система наслонных стропил отличается от висячих тем, что эта система требует дополнительной средней стены.

Если рассматривать структуру более подробно, то можно выделить следующие признаки.

Наслонные стропила, точнее их концы, опираются на стены дома. В то время, как средняя часть дополнительно опирается на несущую стену, которая находится внутри дома, или идет упор на дополнительные опоры в виде столбов.

Опора наслонных стропил

Еще одним отличием является и то, что данный вид стропильных систем работает исключительно на изгиб. А вот та нагрузка, что идет на сжатие, их совершенно не затрагивает, так как уходит в серединную дополнительную опору.

Таким образом, для стропильной системы наслонного типа все элементы можно делать значительно тоньше, а вся система может быть более легкой. Конечно же, это может послужить значительной экономией строительных материалов. Что существенно может сократить денежные затраты.

Если возводится кровля для здания сложной конструкции, тогда типы стропил можно чередовать. При наличии средней несущей стены (опоры) устанавливаются стропила наслонного типа, а при отсутствии таковой – висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Особая стропильная система требуется для вальмовых четырехскатных крыш. Это объясняется тем, что геометрия данной кровли гораздо сложнее, и ее стропила предназначены для выполнения разных функций.

Рассмотрим несколько основных типов таких стропил:

  • Накосные диагональные стропила служат для соединения углов дома с торцами бруса (конькового). Они формируют ребра строящейся кровли. Это самые длинные и наиболее прочные из всех стропил, потому что на них приходится почти вся основная нагрузка.
  • Рядовые центральные стропила предназначены для соединения по бокам скатов конькового бруса с мауэрлатом. Они должны устанавливаться строго параллельно друг к другу.
  • Угловые стропила (нарожники) гораздо короче рядовых стропил. Служат для соединения мауэрлата с накосными стропилами, а не с коньком. Данные стропила определяют плоскости скатов строящейся крыши.

Конструкция стропил для вальмовой кровли при своей некоторой сложности все-таки, главное, должна обеспечивать необходимую прочность четырехскатной крыши.

Таким образом, изучив разные виды стропильных систем, вы должны правильно выбрать конструкцию, подходящую именно для вашего дома. Удачная форма крыши и прочная надежная стропильная система сделаю ваш новый дом не только красивым и индивидуальным, но и безопасным для жизни.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector