Прогоны деревянные – 1. Деревянные прогоны. Их типы. Конструирование и расчет.

domsdelat.ru

металлические, деревянные, гнутоклееные и другие конструкции, что это такое, видео и фото

Прогон в строительстве — это способ усиления конструкции с минимальными затратами времени и средств. Я расскажу о видах изделий, используемых при укреплении кровельных систем. На основании моих рекомендаций вы сможете подобрать лучшее решение для своего дома.

Виды конструкций

Разберемся, что такое прогон. В строительстве эти элементы играют роль ребер жесткости, не давая стропилам прогнуться и повышая прочность конструкции. Продольные опоры обязательны в крышах большой длины и с большой массой.

Если посмотреть толковый словарь, то там прогон определен как опорная балка в сооружениях. То есть он может использоваться как на кровлях, так и при сооружении перегородок.

Он может быть трех типов:

1. Бетонный;
2. Металлический;
3. Деревянный.

Разберем каждый из вариантов отдельно.

Тип 1: бетонные изделия

Изготавливаются из бетона и усиливаются железобетонным каркасом. Можно выделить такие виды изделий:

Иллюстрация	Описание
	Прямоугольный прогон. Имеет квадратное или прямоугольное сечение. По краям могут присутствовать выемки для упрощения процесса монтажа. Основные параметры таковы: Высота до 50 см; Ширина до 40 см; Длина от 278 см. В зависимости от размеров варьируется и вес, он может составлять от 150 кг до полутора тонн.
	Прогон с полкой. Этот вариант имеет специальный выступ, на который могут опираться другие элементы конструкции. Монтаж подобных опор удобнее, но они подходят только там, где нужен упор только с одной стороны.
	Прогон таврового сечения. Самый популярный вариант ввиду высокой прочности и удобства монтажа. Этот вариант хорошо подходит несущим конструкциям перегородок и железобетонных кровель в ангарах.

Такие элементы нечасто используются в частном строительстве из-за того, что для монтажа требуется наличие грузоподъемной техники. Зато цена этого варианта невысока.

Тип 2: металлические изделия

Этот тип изделий имеет такие преимущества:

• Высокая прочность. Сталь намного надежнее бетона и дерева, поэтому с ее помощью можно усилить сооружение очень эффективно. Важно, чтобы поверхность была покрыта антикоррозионным составом, иначе со временем прочность может снизиться;

• Небольшая масса. Если сравнивать соотношение веса и надежности, то этот вариант выигрывает у любого аналога. Поэтому такие конструкции очень хорошо подходят там, где важно ограничить нагрузку на строение и при этом обеспечить прочность;
• Простота монтажа. В металлических элементах делаются проушины или сверлятся отверстия, через которые их очень легко зафиксировать на любых поверхностях. Главное — подобрать надежный крепеж.

Прогоны можно изготовить и самостоятельно, если у вас есть необходимые материалы и сварочный аппарат для соединения элементов.

Прогон из металла может быть следующих видов:

Иллюстрация	Описание
	Сплошной прогон. Самый прочный и надежный вариант, для которого используется швеллер или двутавр. Вам нужно просто разрезать элементы на куски требуемого размера и покрыть их антикоррозионным покрытием. Затем в нужных местах сверлятся отверстия и можно проводить монтаж. Металлические балки — это самый прочный вариант.
	Гнутые элементы. Этот тип изделий изготавливается из оцинкованного профиля путем выгибания на специальных станках. Полученный профиль универсален, он может применяться и как прогон, и как ригель. Его основное преимущество — небольшой вес, благодаря этому элементы можно крепить и своими руками. Изготавливаются и элементы крепления, и соединители (показаны на фото), они еще больше упрощают рабочий процесс.
	Решетчатый прогон. Этот вариант сваривается из профильной трубы или уголка. Между верхней и нижней перекладиной размещаются перемычки и раскосы, придающие надежность конструкции. При небольшом весе получается очень прочный узел, который может иметь длину 10 и более метров.

Металлические изделия можно использовать и в деревянных конструкциях. Они удобны тем, что с помощью уголков на них можно быстро зафиксировать деревянные стропила.

Тип 3: деревянные изделия

Самый распространенный вариант ввиду следующих преимуществ:

• Доступность. Для использования в качестве опор подходит брус или доска, которую можно купить во всех строительных магазинах. Главное — подобрать элементы нужного сечения, чтобы обеспечить необходимую надежность;
• Простота монтажа. Элементы закрепляются саморезами, специальными шурупами, резьбовыми шпильками или специальными скобами. Особых требований к типу крепежа нет, главное — обеспечить надежное соединение, способное выдержать высокие ветровые нагрузки и вес конструкции;

• Выбор вариантов. Если бетонный прогон имеет четкие параметры, то деревянный подбирается по ситуации. Вы можете использовать как одинарный элемент, так и скрепить несколько досок или брусков.

Инструкция по проведению монтажа проста:

• Боковой прогон проще всего крепить уголками. В качестве опоры могут использоваться деревянные балки, а можно закрепить между стропилами ригель, который будет фиксировать элемент;

• Коньковая опора крепится между стропилами. Для этих целей можно использовать доску толщиной 50 мм или брус. Чтобы усилить конек между стропильными элементами, с обеих сторон дополнительно прибиваются доски так, как показано на фото ниже;

• Если используются гнутоклееные конструкции, то продольные опоры служат как несущая часть крыши. Они крепятся с верхней стороны, и на них укладывается кровельное покрытие.

Вывод

Вы узнали, каких типов бывает прогон, и сможете без труда выбрать лучший вариант для своей кровли. Видео в этой статье поможет разобраться в теме еще лучше, при возникновении вопросов задавайте их в комментариях.

krovlyakryshi.ru

Устройство каркаса. Универсальный справочник прораба. Современная стройка в России от А до Я

Устройство каркаса

Каркас перекрытия состоит из прогонов (главные балки), балок перекрытия (второстепенные балки), обвязочных балок (балки, встраиваемые в несущие стены и располагаемые между обвязками каркаса стен или на фундаментной стене).

Прогоны при двухпролетной схеме опираются одним концом на стеновой каркас или фундаментную стену, другим – на колонну (в подвале), на деревянную стойку или на несущую внутреннюю стену. Возможно применение неразрезных прогонов (на два или более пролета между опорами).

Балки перекрытия опираются на прогоны (сверху или сбоку – на черепные бруски или полки) или на внутренние стены. Крайние балки прикрепляются к обвязочным балкам, через которые нагрузка передается на каркас стен. При опирании балок перекрытия на внутренние стены прогоны не предусматриваются.

Жесткость балочного перекрытия обеспечивается путем подшивки потолка и устройства черного по ла из жестких листовых или плитных материалов, а также путем раскрепления балок жесткими связями.

Балки и прогоны разделяют внутреннее пространство перекрытия на замкнутые ячейки и выполняют функции противопожарных диафрагм.

Предусматривается применение балок из цельных пиломатериалов и прогонов составного сечения из сбитых гвоздями досок. В перекрытии, опирающемся на фундаментные стены, в домах высотой не более двух этажей могут применяться также прогоны, изготовленные из стального проката двутаврового сечения.

Требования, приводимые в данной г лаве, относятся к каркасу перекрытий, в котором шаг балок перекрытий не превышает 500 мм. При большем шаге балок, а также в случаях, когда необходим учет временных равномерно распределенных нагрузок, значения которых превышают допустимые, или дополнительных сосредоточенных нагрузок, сечения элементов каркаса, а также прочность соединений этих элементов должны приниматься по расчету. Расчет требуется также в случаях, когда размеры сечения элементов каркаса приняты меньшими, чем указано в настоящем разделе. Расчетная величина максимального прогиба прогонов и балок перекрытий должна определяться по результатам расчета с учетом возможных колебаний исходя из физиологических требований. Принятая расчетная величина максимального прогиба должна быть не более 1/360 пролета в свету.

Размеры сечения деревянных балок перекрытия, шаги и пролеты должны приниматься с учетом предусмотренных способов раскрепления балок и не превышать нормы, указанные в табл. 4.4–4.6.

Размеры сечения деревянных прогонов составного сечения в зависимости от принятой ширины грузовой площади и от количества этажей, нагрузка от которых передается на прогон, должны приниматься не менее, а пролеты прогонов – не более указанных в табл. 4.7–4.9.

Таблица 4.4. Максимальные пролеты балок перекрытий. Общие случаи

Примечание. Пролеты, указанные в настоящей таблице, применимы лишь в случаях, когда временная равномерно распределенная нагрузка на перекрытия не превышает 2,4 кПа.

Таблица 4.5. Максимальные пролеты балок перекрытий. Особые случаи

Примечания

1. Пролеты, указанные в настоящей таблице, применимы лишь в случаях, когда временная равномерно распределенная нагрузка на перекрытия не превышает 2,4 кПа.

2. При наличии цементных стяжек по перекрытиям перекрестные вертикальные связи в пролетах балок перекрытия не предусматриваются.

Таблица 4.6. Максимальные пролеты балок чердачного перекрытия. Не эксплуатируемый чердак

Таблица 4.7. Максимальные пролеты прогонов перекрытий составного сечения, служащих опорой для не более чем одного этажа

Примечания

1. Пролеты, указанные в настоящей таблице, применимы лишь в случаях, когда временная равномерно распределенная нагрузка на перекрытия не превышает 2,4 кПа.

2. За размер пролета принимается пролет прогона в свету. Полная длина прогона включает также две длины площадок опирания.

3. Длина площадок опирания должна составлять не менее 90 мм.

4. Ширина грузовой площади определяется как половина суммы пролетов балок перекрытия по обеим сторонам прогона.

5. Для определения пролетов при промежуточных значениях ширины гр/зовой площади можно использовать прямую интерполяцию.

Таблица 4.8. Максимальные пролеты прогонов перекрытий составного сечения, служащих опорой для не более чем двух этажей

Примечание. См. примечание к табл. 4.7.

Таблица 4.9. Максимальные пролеты прогонов перекрытий составного сечения, служащих опорой для не более чем трех этажей

Примечание. См. примечание к табл. 4.7.

Минимальные размеры сечения и максимальные пролеты прогонов из двутавровой стали должны определяться на основе расчета. Также на основе расчетов должны устанавливаться минимальные размеры сечения и максимальные пролеты балок, конструкция которых отличается от установленной в СП 31-105-2002 (например, балок комбинированного двутаврового сечения с полками из пиломатериалов и стенкой из древесноволокнистой плиты).

Деревянные прогоны составного сечения должны изготовляться из отдельных деревянных элементов (досок) толщиной не менее 38 мм, установленных на ребро и сбитых гвоздями, как показано на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Деревянные прогоны составного сечения

Соединения элементов прогонов (от дельных досок) не должны совпадать с соединениями в смежных элементах (устраиваться «вразбежку»). При этом в одном сечении прогона допускаются соединения не более половины элементов.

Соединение прогонов составного сечения встык должно располагаться над опорой. Допускается использовать неразрезные прогоны (на два и более пролета). Элементы таких прогонов (отдельные доски) должны соединяться встык на расстоянии четверти про лета от опоры ±150 мм в соответствии с рис. 4.2. Элементы прогона, соединяемые на расстоянии четверти про лета от одной опоры, должны быть непрерывными над соседней опорой.

В пределах любого пролета в любом элементе прогона составного сечения не должно быть более одного стыкового соединения.

Для прогонов рекомендуется применять стальные двутавры. Стальные прогоны должны быть предварительно загрунтованы антикоррозионными составами.

Рис. 4.2. Стыки досок в неразрезных прогонах составного сечения

При опирании прогонов и балок перекрытия на каменную кладку опорные площадки под прогонами и балками должны быть достаточного размера для восприятия передаваемой нагрузки. Длина площадки опирания прогонов на каменную кладку или бетон должна быть не менее 100 мм, балок перекрытия – не менее 50 мм. Длина площадки опирания прогонов и балок, прибиваемых по торцам к обвязочным балкам, на деревянные элементы каркаса стен должна быть не менее 50 мм.

Концы прогонов и балок нижнего перекрытия (перекрытия над подвалом) должны либо заделываться в бетонную или каменную фундаментную стену в соответствии с рис. 4.3, либо прикрепляться к нижним обвязочным балкам, установленным на опорную доску, уложенную на фундаментную стену (рис. 4.3). Второй вариант предусматривается в случаях, если расчет ветровой нагрузки приводит к выводу о необходимости анкерного закрепления каркаса дома на фундаменте.

Возможны и другие варианты закрепления элементов каркаса нижнего перекрытия на фундаментных стенах (рис. 4.5 и 4.6).

Элементы деревянного каркаса перекрытий, опирающиеся на бетон или кладку, рекомендуется изготовлять из обработанных антисептиками пиломатериалов. Допускается применять не обработанные антисептиками пиломатериалы при соблюдении указанных на рис. 4.4 требований к заделке концов всех прогонов и балок, низ которых расположен выше уровня земли. В тех случаях, когда низ прогонов и балок из не обработанных антисептиками пиломатериалов находится на уровне или ниже уровня грунта, у их торцов, заделываемых в каменную кладку или бетон, должны оставляться незаполненные воздушные зазоры. Ширина зазоров – не менее 10 мм, а опорная поверхность балок и прогонов должна быть отделена от бетона или кладки гидроизоляционным материалом (см. рис. 4.3, б). Во всех случаях использования не обработанных антисептиками пиломатериалов наружные поверхности стен из бетона или кладки должны быть изолированы от проникновения влаги.

Рис. 4.3. Опирание прогонов (балок) перекрытия с заделкой в фундаментную стену: а – низ прогона (балки) расположен над уровнем грунта; б– низ прогона (балки) на уровне грунта или выше

Рис. 4.4. Опирание прогонов (балок) перекрытия на опорную доску, уложенную на фундаментную стену

Рис. 4.5. Опирание балок перекрытия на опорную доску, уложенную на уступ фундаментной стены (1-й вариант)

Рис. 4.6. Опирание балок перекрытия на опорную доску, уложенную на уступ фундаментной стены (2-й вариант)

Нижняя опорная доска сечением не менее 38?88 мм должна укладываться на фундаментную стену по уровню на слой строительного раствора или на уплотняющую прокладку из герметизирующего материала. Опорная доска должна крепиться к фундаментной стене анкерными стальными болтами диаметром не менее 12 мм. Анкерные болты должны размещаться с шагом, определяемым по расчету, но не более 2,4 м, закрепляться на нижней обвязке каркаса с помощью гаек и шайб и заделываться в фундамент на глубину не менее 100 мм (см. рис. 4.4).

Балки и прогоны междуэтажных перекрытий опираются на верхние обвязки каркаса несущих стен. К их торцам прибивают обвязочные балки таким образом, чтобы наружная грань обвязочной балки находилась в одной плоскости с наружной стороной каркаса стены (рис. 4.7).

Опирание балок перекрытий на прогоны может осуществляться либо по верху прогонов (рис. 4.8), либо путем их прикрепления к боковым граням прогонов. Первый из этих вариантов применяется в основном в перекрытии над подвалом, когда концы прогонов заделываются в каменную или бетонную фундаментную стену. При этом стыки балок перекрытия устраиваются внахлест. Для междуэтажных и чердачных перекрытий предпочтителен второй вариант опирания балок.

Рис. 4.7. Опирание балок перекрытия на каркас наружной стены

Рис. 4.8. Опирание балок перекрытия на деревянный прогон

При креплении балок к боковой поверхности деревянных прогонов опирание осуществляется либо на металлические угловые накладки, либо на деревянные опорные бруски, прибитые гвоздями к боковой поверхности прогонов. Варианты крепления балок к боковой поверхности прогонов указаны на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Варианты крепления балок перекрытия к боковой поверхности деревянных прогонов

При креплении деревянных балок к стальным прогонам они должны опираться на нижнюю полку прогона или на подкладной брусок сечением не менее 40?40 мм, прикрепляемый к стенке прогона болтами диаметром 6 мм с шагом 600 мм (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Опирание балок перекрытия на стальные прогоны: а – балки опираются на деревянные бруски, уложенные на нижние полки прогона; б– балки опираются непосредственно на нижние полки прогона

Балки должны соединяться над прогоном с помощью соединительного бруска сечением не менее 38?38 мм и длиной не менее 600 мм для описания черного пола над прогоном. Между этим бруском и верхней поверхностью прогона должен оставляться зазор не менее 10 мм (на случай усадки деревянных балок).

Балки перекрытия, опирающиеся на стальные прогоны, должны удерживаться от скручивания и коробления забивкой у каждого конца балки гвоздей под углом, загибаемых за полку прогона, либо устройством непрерывной обвязки из досок по низу балок у опор, либо созданием системы вертикальных перекрестных связей между балками.

В случаях, когда подшивка потолка выполняется из гипсокартонных или гипсоволокнистых листов, цементно-стружечных плит или фанеры толщиной не менее 12 мм, закрепляемых непосредственно на балках перекрытия, раскрепление балок в горизонтальном направлении не требуется.

В остальных случаях между балками перекрытия должны устраиваться либо горизонтальные, либо вертикальные связи, либо одновременно горизонтальные связи у опор и вертикальные связи в про лете балок. Способы раскрепления балок показаны на рис. 4.11.

Рис. 4.11. Способы раскрепления балок

Требования к пролетам и размерам сечения балок для случая, когда подшивка потолка не предусматривается, указаны в табл. 4.4, а для случая, когда подшивка потолка предусматривается по деревянной обрешетке из досок, – в табл. 4.5. Таблица 4.5 составлена с учетом того, что обрешетка устроена из досок сечением не менее 19?89 мм с шагом не более 600 мм (по осям) или сечением не менее 19?64 мм с шагом не более 400 мм (по осям).

Горизонтальные связи должны:

? иметь сечение не менее 19?64 мм и прибиваться гвоздями к низу балок;

? располагаться на расстоянии не более 2100 мм от каждой опоры балок и от других рядов связей;

? прибиваться концами к крайним балкам в ряду или к опорным доскам по верху фундаментных стен.

Вертикальные перекрестные (диагональные) связи должны состоять из брусков сечением 19?64 или 38?38 мм. В качестве вертикальных связей могут использоваться также распорки толщиной не менее 38 мм. Вертикальные связи должны располагаться на расстоянии не более 2100 мм от каждой опоры и от других вертикальных связей.

Одновременное применение для раскрепления балок горизонтальных и вертикальных связей – наиболее надежный вариант.

В случаях, когда консольная часть балок перекрытия, несущих нагрузку от крыши, не превышает 400 мм, при вылете консоли до 600 мм включительно сечение балок должно быть не менее 38?235 мм; при вылете консоли более 600 мм сечение балок должно определяться расчетом. Сечение балок, консольные части которых несут нагрузку не только от крыши, но и от других этажей, также определяется расчетом.

Консольные балки, перпендикулярные балкам перекрытия, должны заводиться внутрь перекрытия на расстояние не менее шести длин консоли и прибиваться гвоздями к внутренней сдвоенной балке перекрытия (рис. 4.12).

При наличии в перекрытии проема длиной (перпендикулярно балкам перекрытия) более 1,2 м балки, ограничивающие проем в этом направлении, должны быть двойными. При длине проема более 3,2 м требуемое сечение этих балок должно определяться расчетом (рис. 4.13).

При ширине проема (параллельно балкам перекрытия) более 0,8 м балки, ограничивающие проем в этом направлении, должны быть двойными. При ширине проема более 2 м требуемое сечение этих балок должно определяться расчетом.

Укороченные у проема балки перекрытия и балки, ограничивающие проем, при креплении к каркасу перекрытия должны опираться на угловые металлические накладки или прибиваться гвоздями в соответствии с табл. 4.10.

Рис. 4.12. Устройство консолей: а – консольные балки расположены перпендикулярно балкам перекрытия; б – консоли являются продолжением балок перекрытия

Рис. 4.13. Устройство проемов в перекрытии

Таблица 4.10. Прикрепление балок к перекрытию при помощи гвоздей

Гвоздевые соединения элементов каркаса перекрытий, если не производится перерасчет прочности соединений, также должны осуществляться в соответствии с табл. 4.10.

info.wikireading.ru

конструкция, устройство, расчет стропил из дерева

Для изготовления стропил в индивидуальном строительстве обычно используют деревянные материалы: доски, брус, бревна.  Несмотря на относительную дешевизну, деревянные стропила для крыши обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать все кровельные нагрузки и служить верой и правдой долгие годы.

Другие возможные материалы для стропильных систем – металл и железобетон – для частного строительства применять нецелесообразно, ввиду их тяжелого веса, сложного монтажа и высокой стоимости.

Стропильная система обязана быть прочной, но не тяжелой. Конечно, для несущей основы кровли крупных промышленных зданий и многоэтажек, приходиться использовать металл или железобетон. А для обычных частных домов – это ненужное излишество. Стропила в этом случае делают деревянными – из досок, бруса (обычного или клееного), бревен.

Бревна используются редко, исключительно для срубов. Этот материал слишком увесистый, требующий от плотника высокого профессионализма и способности выполнять сложные врубки в местах креплений.

Брус – самый лучший вариант, из которого можно смонтировать прочные и долговечные стропила. Единственный недостаток бруса – высокая цена.

В качестве замены брусу часто используют более дешевые доски, толщиной минимум 40-60 мм. В список их преимуществ также можно включить небольшой вес, удобство в монтаже и высокий запас прочности.

К выбранному пиломатериалу предъявляют следующие требования:

• Минимально допустимые сорта древесины – 1-3. Наличие сучков допускается в небольшом количестве (лучше обойтись вообще без них!), не более трех сучков, высотой до 3 см, на 3 м.п. Трещины также допустимы, но они не должны пронизывать древесину насквозь, их длина не может превышать половину длины материала.
• Допускается использовать высушенную древесину с влажностью до 18-22%. Если эти показатели будут выше, стропила, по мере высыхания, могут потрескаться или выгнуться и потерять свою форму.
• Несущие части стропильной системы выполняют из материала, толщиной от 5 см, шириной от 10-15 см.
• Длина элементов из хвойных пород – до 6,5 м, а из твердых лиственных – до 4,5 м.
• Все деревянные части стропил, до начала эксплуатации, должны быть обработаны защитными составами, предотвращающими их гниение, возгорание и повреждение насекомыми-древоточцами.

Основной составляющей единицей деревянной стропильной системы является ферма – плоская треугольная конструкция. Стороны «треугольника» образуют стропильные ноги, соединенные сверху под углом. Для соединения стропил по горизонтали используются затяжки, ригели, схватки.

Стропильную систему составляют из нескольких ферм, выставленных на мауэрлат, и скрепленных между собой прогонами.

Чтобы лучше понять специфику фермы, определимся с ее элементами. Их состав и количество в одной конструкции зависит от типа крыши, ее габаритов и вида примененных стропил.

Итак, составные части могут быть такими:

• Стропильная нога – это непосредственно сами стропила, на которые набивают обрешетку и укладывают кровельный материал. Ферма состоит из двух стропилин (балок), соединенных сверху в коньке в виде треугольника. Угол их наклона равен углу наклона кровельных скатов.
• Затяжка – перекладина, скрепляющая стропильные ноги по горизонтали и не позволяющая им при нагрузке разъехаться в разные стороны. Используется в системе висячих стропил.
• Ригель – балка, похожая на затяжку, но работающая по иному принципу. В системе она сжимается, а не растягивается. Скрепляет стропильные балки в их верхней части.
• Схватка – также горизонтальная перекладина, соединяющая стропильные балки и повышающая устойчивость фермы. Используется в системе наслонных стропил.
• Стойка – горизонтальная балка, служащая дополнительным упором для фиксации стропильных ног.
• Подкос – элемент, монтируемый под углом к горизонтали, дающий стропилам дополнительную устойчивость.
• Кобылки – применяются для удлинения стропильных ног при необходимости создания свесов.

Также в стропильную систему можно отнести детали, не относящиеся непосредственно к фермам, но использующиеся для их монтажа и сборки. Они такие:

• Прогон – балка, идущая вдоль скатов, соединяющая стропильные ноги ферм. Частный случай – коньковый прогон, который устанавливают вдоль скатов кровли в ее наивысшей точке (коньке).
• Обрешетка – состоит из брусьев или досок, набиваемых на стропильные ноги сверху вдоль скатов крыши. На обрешетку монтируют кровельный материал.
• Мауэрлат – брус или доски, укладываемые по периметру наружных (капитальных) стен здания. Наличие мауэрлата предусмотрено для закрепления на нем нижних концов стропилин.
• Лежень – элемент, похожий на мауэрлат, но укладываемый вдоль внутренней стены здания. На лежне закрепляют вертикальные стойки.

Из дерева можно собрать множество вариантов ферм и, соответственно, стропильных систем. Но всех их можно разделить на два типа: висячие и наслонные.

Висячие стропильные системы

Применяются для помещений без внутренних стен. Фермы, составленные из стропил, опираются исключительно на наружные стены, необходимости в дополнительной опоре нет. То есть висячими стропилами перекрывают один пролет, шириной 6-14 м.

Обязательной частью висячих ферм, кроме стропильных ног, соединенных вверху под углом, является затяжка – горизонтальная, соединяющая стропила балка. Затяжка становится основой «треугольника» фермы. В большинстве случаев она располагается снизу конструкции, соединяя нижние концы парных стропил. Но также используются схемы с приподнятой затяжкой. А также с ее видоизмененным вариантом – ригелем, который выглядит как приподнятая затяжка, но работает на сжатие, а не на растяжение, как истинная затяжка.

От наличия затяжки и ее расположения в ферме зависит необходимость использования мауэрлата. Если затяжка располагается у основания стропильных ног, то мауэрлат не нужен. При монтаже ферму опирают на наружные стены через имеющуюся затяжку, которая одновременно становится балкой перекрытия. Если же затяжка приподнята кверху или же вместо нее используется ригель, то в схему обязательно включается мауэрлат, как основа для крепления стропилин на верхних краях стен.

В качестве дополнительных элементов в висячей системе применяют бабки и подкосы. Они служат для упрочнения фермы, при перекрытии широких пролетов.

Бабка по своему виду напоминает вертикальную стойку, идущую от центра затяжки до верхней точки фермы (коньковой части). На самом деле бабка – это подвес, функция которого заключается в поддержке слишком длинной затяжки (более 6 м) и исключении ее прогиба.

В тандеме с бабкой, при еще большем увеличении длины затяжки, используют подкосы – диагональные балки. Их упирают одним концом в стропильную ногу, другим – в бабку. В одной ферме применяют два подкоса, с обеих сторон от бабки.

В дачных и небольших частных домах висячие стропила из дерева хороши тем, что позволяют устраивать просторные мансардные помещения без перегородок внутри. Конечно, речь идет о схемах, где отсутствуют подкосы и бабки.  Их наличие возлагает на застройщика необходимость делить мансарду минимум на две комнаты.

Наслонные стропильные системы

Наслонная конструкция деревянных стропил применяется для помещений с внутренними капитальными стенами, которые служат дополнительной опорой для системы. При этом расстояние между наружными стенами (общий перекрываемый пролет) может быть в пределах 6-15 м.

Наслонные фермы, в обязательном порядке, состоят из стропильных ног, опираемых на наружные стены, и вертикальной стоки, опираемой на внутреннюю стену. При наличии двух внутренних стен в схеме может быть использованы две стойки.

В отличие от висячей, в наслонной системе обязательно присутствует мауэрлат, к которому крепятся стропильные ноги. Стойки врезаются в некое подобие мауэрлата – лежень. Это брус, укладываемый по верху внутренней опорной стены.

При пролете 6 м и менее используется простейшая наслонная ферма, состоящая из двух парных стропильных ног и стойки. Устройство деревянных стропил при увеличении пролета требует внесения в схему дополнительных деталей, таких как схватки и подкосы (подстропильные ноги).

Схватки похожи на затяжки в висячих системах, но они всегда располагаются выше основания стропильных ног. Основное назначение схватки – повышение устойчивости системы.

Для устойчивости предназначены и подкосы, которые также называются подстропильными ногами. Подкос поддерживает стропильную ногу, то есть, по сути, становится для нее дополнительной (третьей по счету, после мауэрлата и конькового прогона) опорой.

Наслонные деревянные стропила являются наиболее распространенными для частных жилых домов, коттеджей. Как правило, такие постройки имеют одну или несколько внутренних капитальных стен-перегородок, которые могут стать опорой и дополнительной поддержкой для прочной стропильной системы.

Узел крепления стропил к мауэрлату – один из наиболее важных, от правильности его выполнения зависит функциональность стропильной системы, ее  способность воспринимать нагрузки.

Всего существует два типа подобных креплений: жесткое и скользящее. Выбор одного из них зависит от схемы стропильной конструкции. Замена жесткого крепления на скользящее или наоборот, а также недостаточное обеспечение необходимой степени сдвига стропильной ноги приведет к тому, что схема «поломается» и не будет работать.

Жесткое крепление обеспечивает прочное, неподвижное сочленение стропилины с мауэрлатом. Сдвиг не допускается, однако возможен поворот стропилины в шарнире. Организовывают такое крепление двумя основными способами:

• путем врубки стропильной балки в мауэрлат и дальнейшей фиксации узла уголками, скобами, гвоздями;
• с помощью уголков из металла и опорного бруска.

Скользящее крепление (или как его называют кровельщики – «скользячка») несколько иного вида и функциональности. Оно позволяет стропильной ноге сдвигаться относительно опоры. Конечно, этот сдвиг не будет заметен глазу, но позволит стропильной системе не деформироваться при естественной усадке стен дома. Скользящее крепление особенно необходимо при строительстве деревянных срубов. Также оно реализуется при строительстве домов любого другого типа, если того требует схема и выполненный расчет деревянных стропил.

Чтобы обеспечить стропильной ноге небольшой запас хода относительно мауэрлата используются особые крепежные элементы – ползуны. Конструктивно они состоят из двух металлических элементов, первый из которых статичен, а второй – способен перемещаться относительно первого. Существует две разновидности скользящих креплений: открытого и закрытого типов.

Ползун открытого типа представляет собой сборную конструкцию, состоящую из двух отдельных частей: статичной планки-направляющей и уголка с загибом сверху. Направляющая продевается в загиб уголка и фиксируется на стропильной ноге, уголок крепится на мауэрлате. При изменении геометрических размеров постройки, направляющая может сдвигаться относительно жестко зафиксированного уголка на 60-160 мм.

Скользящее крепление закрытого типа по своему свойству точно такая же. Немного меняется конструкция, она уже не разборная, а цельная. Уголок, который крепится к мауэрлату, имеет в центральной части петлю. В нее вставлена направляющая, которая, в свою очередь, крепится к стропильной ноге.

Что собой представляют оба варианта креплений (скользящее и жесткое) показано в видео-ролике:

Другой важнейший узел стропильной фермы – узел крепления стропил в коньковой части. В частном домостроительстве для этих целей чаще всего применяют следующие варианты креплений:

• внахлест;
• встык;
• с помощью врубки вполдерева.

Крепление внахлест считается самым простым вариантом. Верхние края парных стропилин просто-напросто накладывают друг на друга. Затем в обоих торцах выполняют отверстие и фиксируют соединение шпилькой или болтом с гайкой.

Для соединения встык верхние торцы стропильных ног спиливают под углом для того, чтобы появилась возможность совместить спиленные поверхности. Крепление выполняется с помощью гвоздей, которые забивают в торец коньковой части через обе стропильные ноги. Чтобы дополнительно зафиксировать гвоздевое соединение, используют деревянные горизонтальные накладки или металлические пластины, которые накладывают поверх соединения с двух сторон фермы.

Соединение вполдерева предусматривает предварительное выпиливание на верхних концах стропилин выемок на половину толщины бруса. Это позволяет совместить стропилины в коньке, как детали конструктора, не увеличивая при этом толщину конькового узла (как происходит при соединении внахлест). После совмещения деталей, их фиксируют гвоздями, болтами или нагелями.

Кроме описанных способов существуют и другие, менее распространенные. Например, соединение «шип-паз». Оно не является популярным, так как требует большого профессионализма от плотника. Суть крепления в том, что в одной стропилине выполняется углубление-паз, а на другой вырезается шип. Шип и паз совмещают и скрепляют гвоздевым боем или нагелем.

Одно из возможных соединений стропилин в коньке (встык, через коньковый прогон) рассматривается в видео:

Впрочем, никаких особенных сложностей работа с деревом и монтаж деревянных стропил не представляет. Кроме этого есть и другие преимущества использования дерева, как материала для стропил:

• невысокая стоимость древесины;
• повсеместная доступность;
• сравнительно небольшой вес, упрощающий монтаж;
• нет необходимости в привлечении тяжелой строительной техники;
• универсальность, возможность применения на зданиях из любого материала, причем, независимо от несущей способности фундамента.

Недостатки выбора деревянных стропил незначительны, но их тоже необходимо знать «в лицо» перед началом строительства:

• необходимость в обработке защитными средствами, предотвращающими возгорание и гниение дерева, а также снижающих его «привлекательность» для различных насекомых-вредителей;
• применение деревянных стропил возможно только на пролетах до 14-17 м, для более широких пролетов рекомендовано использовать металл или железобетон;
• несколько сниженный срок эксплуатации, по сравнению с металлическими или железобетонными фермами.

Таким образом, все недостатки являются, скорее, особенностями, чем реальными негативными сторонами. Этим и объясняется столь широкое распространение деревянных стропил в частном домостроительстве.

krovgid.com

Тема5 Балки и прогоны цельного сечения.

Составные балки на податливых связях

Различают следующие основные виды сплошных балочных конструкций:

— балки и прогоны цельного сечения;

— составные балки на податливых связях;

— клееные балки.

Балки и прогоны цельного сечения

Основное функциональное назначение балок и прогонов в том, что они служат несущими конструкциями покрытий. Балки и прогоны цельного сечения выполняются из досок на ребро, брусьев и бревен, чаще окантованных с двух сторон. Ввиду ограниченности размеров сечений и длины лесоматериалов такие балки применяют при пролетах до 6 м и относительно небольших нагрузках.

Балки и прогоны покрытий

Эти конструкции являются опорами настилов и укладываются на стены, стойки и основные несущие конструкции с шагом от 1 до 3 м. Они бывают:

а) однопролетными свободно опертыми;

б) многопролетными консольно-балочными;

в) многопролетными неразрезными.

Балки и прогоны рассчитывают на изгиб от равномерно распределенной нагрузки q, которая состоит из собственного веса покрытия g и снеговой нагрузки p.

Однопролетные балки

Ставятся, как правило, в покрытиях относительно небольших размеров наклонно вдоль скатов крыши и опираются на продольные стены и коньковые прогоны. Такие конструкции рассчитываются на изгиб как однопролетные свободно опертые балки. Кроме изгибающих моментов в балках возникают продольные силы (растягивающие и сжимающие) от действия скатной составляющей, однако, ввиду того, что уклоны балок, как правило, не превышают 1:2, они мало влияют на несущую способность балок и поэтому расчетом не учитываются.

Однопролетные прогоны

Представляют собой продольные ряды свободно опертых балок, установленных на основные несущие конструкции и поперечные стены.

Рисунок 5.1 – Схема опирания прогонов:

1 – основные несущие конструкции; 2 — прогоны

Нейтральные оси сечений прогонов имеют такой же уклон к горизонту, как и покрытие (угол α).

От сползания по скату прогоны удерживаются отрезками толстых досок – бобышками, прибиваемыми к опорам гвоздями, или металлическими уголками. Дощатые прибоины (бобышки), устанавливаемые снизу у концов прогонов предохраняют основные несущие конструкции от выхода из их плоскости, заставляя прогоны исполнять роль распорок.

Рассчитывают прогоны на изгиб от действия только нормальной составляющей нагрузки (q_x=q·cosα), если скатная составляющая (q_y=q·sinα) воспринимается настилом (как, например, в двойном перекрестном настиле). Если такой настил отсутствует, прогон работает и рассчитывается на косой изгиб от нормальной (q_x) и скатной (q_y) составляющей нагрузки по формулам для косого изгиба:

, .

Гвозди – крепления бобышек – работают и рассчитываются на скатную составляющую опорной реакции со средних прогонов R_y=q_yl, как несимметричное односрезное соединение с изгибаемыми гвоздями.

Для уменьшения расчетного пролета балок их иногда усиливают подбалками на опорах и скрепляют с балками болтами.

Консольно-балочные прогоны

Представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор.

При этом более длинные брусья образуют в промежуточных пролетах две консоли, а в крайних – одну, на которые опираются более короткие брусья при помощи косого прогиба, стянутого болтом. Такие прогоны применяют в покрытиях при шаге основных несущих конструкций не более 4,5 м, допускающем использование лесоматериалов стандартной длины. Расчет консольно-балочных прогонов производят как многопролетных статически определимых балок с пролетами l на нормальные составляющие нагрузок. Статическая определимость прогонов достигается введением шарниров в количестве равном числу промежуточных опор. Если шарниры расположить на расстоянии от опор 0,15l, то моменты на опорах будут равны по абсолютному значению максимальным моментам в пролетах (равномоментное решение прогона). Чтобы моменты в крайних пролетах были равны моментам в остальных пролетах, необходимо уменьшить крайние пролеты до 0,85l. Если шарниры расположить на расстоянии от опор 0,21l, то максимальные прогибы во всех пролетах кроме крайних будут равны (равнопрогибное решение прогона). При уменьшении крайних пролетов до 0,79l прогибы в этих пролетах будут равны прогибам в остальных пролетах.

В равномоментных прогонах при уменьшении крайних пролетов до 0,85l, изгибающие моменты на опорах и в пролетах равны , а максимальные относительные прогибы равны

.

В равнопрогибных прогонах при уменьшении крайних пролетов до 0,79l, на опорах возникают максимальные изгибающие моменты, равные , относительные прогибы во всех пролетах равны

Если крайние пролеты сделать равными остальным, то изгибающий момент на первой промежуточной опоре будет равен , а прогиб прогона в крайнем пролете. При этом опорные реакции на первых промежуточных опорах будут больше остальных на 13%, т.е. обе данные несущие конструкция будет более нагруженными, по сравнению с остальными. Если на эти нагрузки рассчитывать конструкции, то все несущие конструкции кроме этих двух окажутся недогруженными, что нерационально.

studfile.net