Усиление стропильных ног: Усиление стропил: основные способы и советы

Содержание

Усиление стропил: основные способы и советы

Усиление стропильных конструкций может потребоваться в тех случаях, когда еще на стадии проектирования или строительства сооружения были допущены ошибки. Неправильно рассчитанные нагрузки или свойства материала могут привести к частичной деформации крыши, а то и к ее полному разрушению. В этом случае усиление стропил становится остро необходимой процедурой, которая может спасти ваш дом.

Способы усиления стропильной системы.

Стропила, являющиеся основой любой крыши, необходимо периодически проверять на наличие каких-либо дефектов или повреждений, образовавшихся при эксплуатации крыши. В случае обнаружения таковых, необходимо усилить и укрепить стропильную систему дома, гаража, сарая, бани или иных построек. Ошибки при монтаже и расчетах могут возникнуть при любом типе стропильных систем, поэтому домашним мастерам необходимо умение по усилению стропил для каждой из них.

Усиление стропильных ног

Устройство стропильной системы.

Усиление стропил может проводиться несколькими способами, подробно основные из них будут рассмотрены ниже. Эти способы могут применяться как по отдельности, так и в своей совокупности. В каждом конкретном случае домовладельцы сами должны решить данный вопрос. Но лучше всего не экономить и учесть, что разрушение крыши над тем же гаражом может повредить автомобиль и причинить существенный материальный ущерб, не говоря уже об опасности деформации конструкции крыши дома.

Итак, усиление несущих функций осуществляется с помощью:

  • «подмог», балок, которые принимают на себя часть нагрузок, приходящихся на конструкцию стропил;
  • установки подкосов;
  • двусторонних накладок.

Подмоги устанавливаются в тех случаях, когда были проведены неверные расчеты нагрузок на стропила, и в итоге требуется увеличение поперечного сечения балок, удерживающих конструкцию всей крыши. Провести такое усиление довольно легко, для этого нужно эту дополнительную балку установить и закрепить между мауэрлатом и подстропильной ногой.

Крепится она либо болтовыми хомутами, либо специальными стальными пластинам с зубцами.

Основные виды стропильных систем.

Место наложения стропильной ноги на подкос также требует особого внимания домовладельца, так как именно в этом месте возникает максимальное давление на изгиб. В качестве наглядности вспомните, как вы в детстве ломали через колено палку, именно роль колена и выполняет подкос. Чтобы уменьшить нагрузку и риск деформации неразрезных стропил в том месте, где они опираются на подкос, советуем увеличить сечение бруса за счет обшивки его накладками из досок. Толщина накладок зависит от расчета необходимого сечения для конструкции при планируемых нагрузках на изгиб. Соединяются стропила с усиливающими накладками с помощью различных крепежных элементов, но чаще гвоздями или специальными болтами. Если при этом длину подмоги продлить за точку опоры, то можно увеличить не только прочность балки, но и весь соединительный узел.

Иногда в проекте может быть ошибка в определении угла ската крыши, и эксплуатация выявляет этот просчет. Например, при недостаточно крутом скате скапливается снег, который может повредить крышу. В этом случае появляется необходимость привнести некоторые изменения в конструкции стропил. Для этого к старым элементам с помощью дощатых стенок и гвоздей прикрепляют новые части стропил, благодаря чему новообразованные фермы становятся более жесткими и меняют уклон крыши в нужную сторону.

Данный способ позволит вам внести изменения в стропильные конструкции и при этом не разбирать всю крышу заново, правда, и особых изменений в подкрышное пространство внести не удастся, так как ни увеличить, ни как-то конфигурировать его не получится.

Вернуться к оглавлению

Укрепление нижних частей стропил

Схема усиления стропил накладками.

Стропильная конструкция крыши у любого строения наиболее уязвима в своей нижней части, именно там она чаще всего и требует усиления – это низ стропильных ног и брус мауэрлата. Причиной этой уязвимости является то, что именно в зоне контакта дерева и кирпичной кладки чаще всего образуется конденсат и происходит попадание влаги в случае нарушения целостности кровли. Еще одной причиной является использование некачественной древесины, которая была либо сырой, либо просушена с нарушением технологий. Все это приводит к образованию гнилостных процессов в древесине и ее разрушению. Поэтому при строительстве важно уделить внимание выбору качественного материала и обеспечить надежную гидро- и пароизоляцию. Отсутствие или неправильное функционирование вентиляционных продухов также может стать причиной скопления влаги и разрушения древесины.

Для усиления каркаса крыши в этом случае используют подкосы. Они крепятся к нижней оконечности стропильной ноги и упираются мауэрлат или лежень. Число таких дополнительных подкосов зависит от вашей ситуации. Для придания дополнительной устойчивости подкосы крепятся немного под наклоном, то есть нижняя их часть чуть раздается в стороны. Именно упор в лежень позволит снять воздействие изгибающей деформации на пролет стропил в этой части.

Вернуться к оглавлению

Укрепление подгнивших частей системы стропил

Схема усиления стропил дополнительными подкосами.

Если все же не удалось уберечься от разрушительного воздействия гнили на древесину, можно попробовать укрепить поврежденные участки стропил или мауэрлата вашего дома или гаража. Если речь идет об одном случае повреждения стропил, то можно обойтись деревянными дощатыми накладками. Крепятся они гвоздями или болтами, при этом своей нижней частью доски накладки должны упираться в мауэрлат, для обеспечения дополнительной надежности фиксации, при этом накладки в этом месте лучше прикрепить к мауэрлату с помощью стальной проволоки.

Но если речь уже идет о массовом повреждении стропил, когда деформация или гниль обнаруживается на многих стропилах, то необходимо применить специальную систему протезов. Данные протезы делаются из стальных прутьев и крепятся на неповрежденный участок конструкции, в то время как деформированная часть попросту удаляется. Для данной операции необходимо зафиксировать стропило специальными временными подставками и удалить поврежденную часть (для этого придется разобрать часть кровли). Затем следует вырезать аналогичного размера протез из такого же дерева и установить его на место удаленного участка, нижней своей частью он должен упираться в мауэрлат. Стальные прутья протеза обеспечивают дополнительную фиксацию всей конструкции.

Если укрепления с частичной заменой требует не нога стропила, а мауэрлат, то необходимо провести следующие манипуляции:

  • фиксируются временными подпорками стропила каркаса крыши;
  • прогнивший участок мауэрлата вырезается и удаляется;
  • в кладку вбиваются стальные костыли, на которые укладывается брус нужного сечения, длиной не менее одного метра;
  • на перекрытие устанавливают кусок лежня длиной равной брусу;
  • затем нога стропила фиксируется с двух сторон подкосами, которые опираются на только что установленную балку.

Вернуться к оглавлению

Некоторые советы по укреплению

Работы по усилению стропил любой крыши – это целый комплекс работ, в который входят различные операции по исправлению деформации и разрушения самих деревянных элементов либо места их скрепления.

Узлы крепления стропильной системы.

Деформации чаще всего выражаются через искривление и образование трещин в брусьях и досках стропил и других деревянных элементов крыши, но иногда вмешательство требуется и когда необходимо исправить некачественное скрепление между собой частей системы.

В последнем случае стоит обратить внимание на ключевые места соединения. Прежде всего, убедитесь в надлежащей фиксации стропил и конка вашей крыши, в этом узле очень часто возникают проблемы при недостаточной внимательности при монтаже.

При исправлении дефектов необходимо добиться максимально плотной стыковки стропил и конькового бруса, в этом может помочь использование специального домкрата. Для качественного укрепления данного узла используют различные методики. Крепится данный узел с помощью либо специальной стальной полосы с перфорированными отверстиями, либо различных деревянных дощатых накладок, либо насаживая стропила на стальной крепежный болт. В каждом из этих способов можно выделить несколько вариантов, например, деревянные накладки могут крепиться как выше, так и ниже конькового бруса, существует и несколько разновидностей металлических пластин для надежной фиксации стропил и накладок.

Есть некоторые секреты и при исправлении прогиба стропил. Для этого на внутренней стороне балок надежно крепятся специальные деревянные упоры, после чего с помощью домкрата стропила выпрямляются, и между ними поочередно вставляются прочные перемычки-распорки. Такая система поможет противостоять внешнему давлению на крышу и стропила и остановить деформацию последних.

При укреплении ног стропил через наращивание брусом необходимо правильно подобрать его параметры. По ширине он должен быть либо равным стропилу, либо чуть шире. Для удобства монтажа брус крепят саморезами к стропильной балке, а затем проделывают насквозь отверстия через оба элемента, после чего насаживают всю конструкцию на специальные стальные болты или шпильки.

Эти отверстия лучше сверлить в шахматном порядке, что увеличивает сопротивляемость конструкции нагрузкам при деформации на изгиб. Диаметр сверла и крепежных шпилек должен быть равным. Крепеж выполняется стальными шпильками самоконтрящимися гайками и шайбами. Такая конструкция не только проста в монтаже, но и надежна в эксплуатации. Она не разболтается и продержится столько, сколько выдержит древесина.

Усиление и ремонт существующих стропильных конструкций

Для увеличения несущей способности стропильных ног (рис. 68) как в наслонных, так и висячих стропильных системах применяют установку разгружающих балок (подмог), двухсторонних накладок и подкосов.

рис. 68. Усиление стропильных ног подмогой

Как показывали расчеты по старому СНиПу «Нагрузки и воздействия», стропила в пролете между мауэрлатной балкой и подстропильной ногой с размерами сечения, подобранными по прочностным характеристикам, часто не проходили расчет на прогиб и приходилось увеличивать их высоту. Изготовить стропильную ногу переменного сечения можно включением в нее дополнительной деревянной балки — подмоги. Подмогу крепят в пролете между мауэрлатом и подстропильной ногой, ее высотой добирают высоту сечения стропила, чтобы оно проходило по расчету на прогиб. Крепят подмогу болтовыми хомутами или металлическими зубчатыми пластинами.

Другой опасный узел в неразрезной стропильной ноге — опирание на подкос. Когда-нибудь ломали палку через колено? Так вот, в этой расчетной схеме подкос и есть то самое колено, здесь возникает самый большой изгибающий момент, из-за которого приходится увеличивать сечение всей стропильной ноги. Прогиба в этом узле нет, поэтому можно увеличить не высоту стропила, а его ширину, путем закрепления двусторонних дощатых накладок (рис. 69). Ширина накладок подбирается при расчете сечения стропила на максимальный изгибающий момент. Накладки крепятся гвоздевым боем, болтами или, как и в предыдущем случае, болтовыми хомутами. Если стропило уже усиливается подмогой, то ее нужно сделать длиннее и вывести край за узел опирания на покос. В этом случае решается сразу две задачи: усиление опорного узла и прогиба в пролете.

рис. 69. Усиление опорного узла путем увеличения ширины стропила

При реконструкции кровли под более крутой скат устанавливают новые стропила, сращивая их со старыми (если они не сгнили) дощато-гвоздевой перекрестной стенкой. Новые стропила могут быть введены, как поверх старых стропил, так и ниже их. Образующаяся при этом ферма обеспечивает не только новый уклон, но и повышенную жесткость стропильной конструкции (рис. 70). Этот метод позволяет не разбирать старую крышу и ускоряет работы, но и подкрышное пространство не увеличивает. Если целью изменения уклона скатов было устройство мансарды, то объем чердака останется прежним.

рис. 70. Усиление стропил устройством дощато-гвоздевой фермы

Иногда случается так, что конец стропильной ноги подгнивает, опирание на мауэрлат получается ненадежным, в этом случае к нижнему концу стропильной ноги можно прикрепить дополнительные подкосы, которые упирают в ту же мауэрлатную балку или в дополнительный лежень (рис. 71). Рекомендуется раздвигать нижние концы дополнительных подкосов — они обеспечивают лучшую устойчивость стропила. А подкосы, опертые на дополнительный лежень, частично могут уменьшить прогиб стропила в пролете между подстропильной ногой и мауэрлатом. Дополнительные подкосы крепят гвоздевым боем с опиранием в прибоины на стропиле.

рис. 71. Усиление низа стропильной ноги установкой дополнительных подкосов

При использовании в строительстве крыши сырой древесины (влажностью более 25%) и недостаточной вентиляции холодного чердака, при высоко расположенных слуховых окнах, малой их площади, либо при отсутствии чердачных продухов, возможно загнивание нижнего конца стропильных ног или мауэрлата.

Также загнивание может наступить при отсутствии или повреждении пароизоляции и воздушных продухов в конструкции утепленной мансардной крыши или закупоривание их концов. Либо при увлажнении древесины стропильных ног и мауэрлата в крышах любого типа при протечке кровли, либо при отсутствие гидроизоляционного слоя между древесиной и кладкой стены и увлажнение древесины от кладки.

Существует несколько способов восстановления и усиления поврежденных конструкций.

1. Применение деревянных накладок. Их используют при одиночном повреждении стропильных ног. Усиление проводят путем установки усиливающих деревянных накладок с закреплением болтами или гвоздевым боем. Опирание накладок на мауэрлат должно быть всем торцом с последующей установкой проволочной скрутки (рис. 72).

рис. 72. Ремонт узла опирания стропил на мауэрлат накладками и протезами

2. Использование прутковых протезов. Их применяют при массовом повреждении стропильных ног. До начала работ поврежденную стропильную ногу укрепляют на временных опорах, разбирают покрытие и выпиливают сгнившую часть стропильной ноги. Протез надевают на стропильную ногу и укладывают на мауэрлат. Спиленный торец стропильной ноги упирают в опорную площадку протеза, которая предотвращает ее сползание. Жесткость верхнего сжатого пояса протеза обеспечивает подкосная решетка.

3. Использование накладок, опирающихся на балку. Этот вариант применяют при необходимости замены сгнившего участка мауэрлата и конца стропильной ноги (рис. 73). До начала работ стропильную ногу укрепляют временными опорами, вырезают сгнившие участки ноги и мауэрлата, забивают в кладку костыли и укладывают на них балку длиной 1 м. Если конструкция стен и перекрытия позволяет, а чаще всего это именно так, то на стену или перекрытие укладывают метровый кусок лежня. В эту балку упирают два подкоса, закрепленные на гвоздях по обе стороны стропильной ноги. Обрешетку поддерживают новой удлиненной кобылкой.

рис. 73. Ремонт узла опирания стропил при повреждении мауэрлата

При недостаточном воздухообмене чердачного помещения, а вследствие этого развитии грибковых спор и загнивания древесины деревянных конструкций крыши проводят ряд мероприятий для восстановления вентиляции (рис. 74). В чердачном помещении следует изучить характер движения воздуха, определить температуру воздуха на верхней границе утеплителя (она не должна превышать 2°С при любой отрицательной температуре наружного воздуха) и устроить дополнительные продухи и слуховые окна. Площадь сечения слуховых окон и продухов должна составлять 1/300–1/500 площади чердачного перекрытия. Ширина продухов должна быть в пределах 2–2,5 см. Нужно измерить и при необходимости увеличить до расчетной толщину утеплителя. Слежавшийся утеплитель необходимо разрыхлять примерно один раз в пять лет. У наружных стен при ширине до 1 м толщина его может быть увеличена до 50% выше расчетной. Следует проверить и, если необходимо, то восстановить пароизоляцию под слоем утеплителя.

рис. 74. Устройство нормального процесса воздухообмена в чердачной крыше

Усиления других деревянных конструкций, стен, перекрытий и фундаментов можно посмотреть в специальном разделе сайта.

 

Усиление стропил

Содержание

  • Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций
  • Ремонт и усиление соединений
    • Конструкционное усиление стропил
    • Ремонтное усиление стропильных балок
  • Заключение

Подавляющее большинство каркасов под обустройство крыш и укладку кровельных покрытий используют рядовую древесину, купленную на ближайшем складе или даже просто на лесопилке. Такой подход упрощает жизнь строителям и создает головную боль хозяевам и жильцам, через несколько лет приходится стропильную систему подвергать ревизии, выбраковывать отдельные элементы и выполнять усиление стропил.

Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций

Дерево, как никакой другой материал, подходит для сборки каркаса крыши, но при этом деревянные стропила оказываются самой уязвимой частью конструкции.

В теории древесина может легко простоять без потери основных прочностных качеств более 50 лет, но на практике обеспечить сохранность материала стропильных балок оказывается не так просто. Процессы гниения древесины, деформации и растрескивание из-за усыхания и неправильного распределения нагрузки зачастую могут привести к потере несущей способности конструкций стропильных ног.

Наиболее критичные зоны системы стропил можно перечесть по пальцам:

  • Опорная часть мауэрлата и стропильных ног;
  • Места соединений и креплений подкосов или распорок, любых силовых элементов каркаса;
  • Места опор стропил на коньковый брус;
  • Срединные части висячих стропильных балок.

Важно! Нельзя использовать для изготовления стропил или других элементов каркаса пиломатериал, взятый непосредственно с лесопилки или на торговом складе. До использования доска и брус должны высохнуть под нагрузкой в сложенном состоянии пакете.

Чтобы правильно выполнить усиление, необходимо ясно представлять причины, по которым каркас начинает проседать или терять прочность:

  1. Если собрать систему стропил из недосушенного или «больного» материала, распределение нагрузки на балки будет неравномерным, в результате часть балок будет перегруженной, а часть работать «вхолостую». Поэтому, прежде чем стараться провести усиление прогибающихся или подламывающихся стропил, необходимо снять и перераспределить нагрузку;
  2. Нижняя половина стропильных ног всегда находится в более тяжелом состоянии, особенно, если усиление при сборке было выполнено неправильно. Любые точки опоры на стойках или подкосах, в местах соединения стропил с мауэрлатом заставляют балку стропило работать в самом тяжелом режиме – при знакопеременной циклической нагрузке. Именно в этой точке рвутся волокна древесины, и требуется правильное усиление;
  3. Нарушение условий вентиляции и удаления избытка влаги из подкровельного пространства. В этом случае поверхность стропил покрывается трещинами, что приводит к интенсивному поглощению влаги, развитию процессов гниения и деформации.

В этом случае усиление возможно лишь за счет замены пораженных участков, установки подкладных балок и элементов.

Ремонт и усиление соединений

На сегодня в строительстве каркасных крыш используется две основные технологии усиления – конструкционное и ремонтное. Конструкционный тип усиления подразумевает использование способов крепежа накладок, переходных и вспомогательных элементов, позволяющих концентрированную нагрузку превратить в распределенную. Например, соединение стропил в коньке можно выполнить креплением оголовков балок внахлест, но для наслонных стропильных балок рекомендуется выполнить усиление установкой стальных пластин или досок, скрепленных минимум 5-7 гвоздями или болтами.

Конструкционное усиление стропил

Очень редко когда удается построить каркас крыши простой установкой стропил, без использования элементов усиления — подкосов и распорок. Во-первых, такой способ устройства подойдет для очень небольших построек – дачных домиков или бани, а во-вторых, отказ от усиления потребует использования очень массивных и тяжелых балок и брусов, что увеличивает стоимость постройки крыши в разы. Даже для простого односкатного варианта кровли архитектор обязательно использует усиление в виде вертикальных опор и боковых подкосов.

Важно! Самым уязвимым и проблемным местом являются узлы соединения стропильных балок и элементов усиления. Если соединяемый участок выполнен неправильно, деформация и разрушение неизбежны.

Например, рассмотрим вариант усиления вертикальной стойкой длинномерного стропило. Если вместо подвижной опоры, как на схеме, использовать жесткое закрепление накладной пластиной, неизбежно создается изгибающий момент в месте крепления в коньке и увеличивается поперечная нагрузка на стропильной балке. Вместо разгрузки получается перенос и концентрация напряжений в самом уязвимом месте — центральной части балки.

Наиболее сложными в расчете и правильном выборе установки силовых элементов являются круглые и многоугольные каркасы, например, крыша — эркер или конусный вынос. На приведенном фото хорошо видно, насколько сложной и дорогой получается установка стропил на мауэрлате.

Внутренний ряд усиления балок опорными стойками имеет свой ряд затяжки и соединение с мауэрлатом. Система несущих балок во многом напоминает вальмовое строение, особенно в части соединения нарожников с угловым каркасом ендова. Из-за большой длины наслонных стропил строители применили удлинение и одновременно усиление части балки, находящейся за точкой опоры на стойке. Стальные пластины гарантируют увеличенную прочность нижней части ската.

Ремонтное усиление стропильных балок

Самым простым примером усиления является увеличение стропил по длине. Проще всего получить стропило большой длины – выполнить соединение двух коротких балок накладным отрезком доски или бруса. При этом в стропилах не используют усиление или соединение с помощью косого среза, широко применяемого для досок мауэрлата. Соединенные таким способом стропила не способны обеспечить необходимую поперечную жесткость балки.

Очень хорошо зарекомендовал способ усиления стропил в виде составной балки. В этом случае нижнюю половину стропило изготавливают в виде двух досок, набитых на щеки третьей стропильной доски, как на рисунке.

В качестве примера восстановительного или ремонтного усиления стропил можно указать установку подкладочной доски под балку, имеющую расслоение, трещину или остаточную деформацию. В самых проблемных случаях, когда заменить стропильную балку невозможно, выполняется усиление и восстановление несущей способности сборной фермой по схеме, приведенной на рисунке. Чаще всего такой вид усиления используется для наслонных стропил.

Усилению подвергается и опорная поверхность, например, если из-за недостаточно эффективной или неправильно организованной вентиляции подкровельного пространства конденсат, образующийся на пароизоляционной мембране, стекает к опорной поверхности деревянных стропил на мауэрлате. Если опорная часть балки сгнила или имеет поражение вредителями, ее вырезают и устанавливают стальной каркас, часто именуемый протезом.

Если деструктивные процессы коснулись и мауэрлата, возможно изменение одноопорной версии на двухопорную. В этом случае параллельно основной доске мауэрлата укладывается дополнительный брус, на который опирается усиливающий установленный элемент подкоса, забирающий на себя львиную долю нагрузки.

Нередко проседание и деформация каркаса происходит из-за неправильной установки и крепления гвоздями в тех местах, где необходимо использовать резьбовое соединение со стальными пластинами – накладками. Не следует удалять старый крепеж и пытаться восстановить соединение новыми гвоздями, это даст в лучшем случае временный эффект. Более надежным получается усиление с помощью накладных планок или металлических пластин с отогнутыми краями отверстий.

Заключение

Основное правило усиления заключается в том, что старое крепление не удаляется, в дополнение монтируются «помощники» — стальные или деревянные накладки, воспринимающие часть усилий. Если их использование не дает нужного эффекта, в таком случае приходится прибегать к установке полноценных силовых рам и ферм, но опять же без демонтажа стропил.

  • Виды крыш частных домов
  • Как правильно крыть крышу шифером
  • Как крыть крышу профнастилом своими руками
  • Устройство кровельного пирога под профнастил

Усиление стропильной системы | Как усилить стропильную систему двухскатной крыши

Название кровли уже говорит за себя. Это два прямоугольных по плоскости ската. Чаще всего скаты одинаковы по размерам, но отдельные застройщики выбирают конструкции с асимметрией, в которой скаты могут иметь: разный угол наклона или длину.

Скаты монтируются под углом друг к другу (наклон). Линия соединения скатов – конек или коньковый брус, относящийся к конструкции системы стропил. Это самая высокая точка кровли.

Фронтоны – плоскости по бокам кровли, которые сформировались скатами. Выглядят в виде треугольника. После того, как будет изготовлена кровля, фронтоны зашиваются панельным, листовым материалом или доской.

Главный элемент в стропильной системе двухскатной кровли – ноги (стропила). Для их изготовления используют деревянные доски или брус. В качестве материала для ног может применяться металлический швеллер или уголок, но это дорого, а также вряд ли потребуется выдерживать повышенные нагрузки. Также в конструкцию входят: мауэрлат, затяжки, лежни и стойки.

Для получения консультации оставьте ваш номер телефона

Что дает усиление стропильной системы?

 

Для обеспечения прочности и надежности кровли выполняют усиление. Работы по усилению основываются на балочном монтаже, которые разгружают систему, а также применяю «подмоги», представляющие собой подкосы и накладки по обе стороны. Они прикрепляются к нижней части стропила, которая находится в промежутке подстропильной ноги и мауэрлата. Соединением служат болтовые хомуты, а также зубчатые пластины.

Устанавливая стропила из цельной (неразрезанной) древесины, нужно помнить, что вследствие нагрузок может появиться опасность опирания на подкос. Для этого сечение стропил увеличивают, крепя к ним накладки по обе стороны, что увеличивает ширину стропильного элемента. Величина накладок выбирается с учетом сечения, исключая эффект изгибания стропильного компонента. Для накладок применяют метизы – гвозди или болтовые хомуты.

 

Конструктивные составляющие стропильной системы крыши на два ската

 

Система стропил кровли на два ската состоит из конструкционных элементов:

 

  • Мауэрлат, укладываемый на внешней стене и являющийся связкой для строения с кровлей. Его основное назначение уберечь стены от трещин, которые могут появиться из-за нагрузок стропил на стеновые конструкции, вызывая повышенное напряжение в местах соприкосновения;
  • Затяжки, соединяющие стропила, устанавливаемые на широкие строения. Узкие и длинные дома в них не нуждаются;
  • Лежни на несущей стене внутри распределяют нагрузку от кровельного веса;
  • Вертикальные стойки, отдают нагрузку от прогонов с боку к лежням;
  • Стропильные ноги, образовывающие плоскости под наклоном и основа для последующей обрешетки под покрытие;
  • Боковые прогоны или балки, держащие стропила. Необходимость их применения обуславливается длиной домового пролета, который должен быть не меньше 6 метров;
  • Коньковый прогон, соединяющий два ската;
  • Подкосы, подпорки, которые устанавливают по диагонали. Их применение оправдано для тех строений, в которых опорные стойки не справляются с обеспечением надежности всей системы.

 

» В некоторых случаях в конструкции могут быть и «кобылки» — доски, удлиняющие стропила для получения свеса. Это нужно для того, чтобы кровля была подальше от стен строения. «

 

Стропильная система у двускатной кровли может быть выполнена со свисающими или наслонными стропилами. В висячем варианте стропила уперты на внешние стены без устройства мауэрлата. Во втором варианте мауэрлат обязателен.

 

Как укрепить правильно и надежно — правила усиления конструкции крыши

 

Длительность эксплуатации кровли, нагрузки от снега, естественное разложение древесины или повышенное влияние неблагоприятных факторов, изначальное применение пиломатериалов низкого качества, а также малейшие огрехи при устройстве двухскатной крыши могут стать поводом для усиления конструкции. И в первую очередь это касается стропильной системы.

Кроме того, еще на стадии сооружения конструкции могут использоваться дополнительные элементы: стойки, перемычки, подкосы, основное назначение которых – правильно распределить нагрузку. Именно установка дополнительных элементов позволяет отказаться на стадии устройства кровли от объемных и тяжеловесных стропил, которые сильно нагружают стены строения.

 

Что значит правильно усиленная конструкция?

 

  1. Увеличена несущая способность стропил;
  2. Усилено соединение мауэрлата и стропил;
  3. Укреплены все узлы стропильной конструкции, если они были выполнены некачественно.

 

Кроме того, правильное укрепление стропильной системы предусматривает использование только качественных материалов: хвойные пиломатериалы сухие (естественная влажность) и прочный металлический крепеж: пластины с перфорацией, уголки, катаная проволока.

 

Еще один фактор, который нужно принимать во внимание – прогиб балок, через их длину. Для этого применить подмоги, накладки по обе стороны и подкосы, для которых применяются метизы: пластинами с зубцами или болты.

Накладки способствуют брусовому сечению, а крепят их все теми гвоздями, а также болтами.

Прогнутые стропильные ноги поддомкрачивают и вставляются для распорки доски.

 

Как рассчитываются нагрузки на стропильную систему?

 

Расчет нагрузок основывается на факторах:

 

  • Масса всех составляющих кровельного пирога;
  • Вес всех конструкционных элементов;
  • Снеговые и ветровые нагрузки.

 

» Каждый из этих факторов важен, потому что только правильный расчет станет гарантией, что крыша не развалится. «

 

Кроме того, при расчете нужно принимать во внимание:

 

  1. Угол наклона;
  2. Высота конькового бруса;
  3. Высота строения;
  4. Шаг установки ног и их сечение.

 

Схема расчета включает скатную длину, которая делится на расстояние между стропилами.

 

Для определения количества стропил к полученному результату прибавляют единицу и делают округление в большую сторону. Затем скатная длина делится на количество стропил, что определяет расстояние между ними.

 

Для тех, кто сомневается в самостоятельных подсчетах или проектировании стропильной системы – желательно обратиться к специалистам.

 

Несущая способность стропильной системы. Можно ли ее увеличить?

 

Несущая способность рассчитывается еще до начала устройства кровельной конструкции. Но при ошибочном расчете или были выявлены дефекты после устройства конструкции, необходимо приступить к увеличению данного параметра.

 

Это включает различные мероприятия, заключающиеся в усилении возможностей элементов конструкции

 

  • Усиление балок позволит перераспределить нагрузки, которые они возьмут на себя.
  • Установить подкосы, которые будут упираться в лежень, применяя наклонное крепление.
  • Прикрепить доски по обе стороны.
  • Сделать большим сечение бруса стропила в том месте, где опора устанавливается на подкос. Это место обшить сухим пиломатериалом. Крепления традиционные: болты из стали или гвозди.
  • Сделать дощатую стенку и установить в местах, где скапливаются снежные массы.

 

Еще одно мероприятие, повышающее несущие возможности – усилить брус, из которого изготовлен мауэрлат и стропильный брус. Именно они могут стать «слабым звеном», потому что здесь снижена вентиляции и присутствует скопление влаги. Правильно устроив гидроизоляцию и сделав вентиляцию, можно снизить негативное влияние данных факторов. Когда меняется частично мауэрлат, стропила крепятся к временным опорам, а кусок бруса, имеющего дефекты, выбрасывается. В кладочную конструкцию строения вбиваются костыли с укладыванием балки с соответствующим сечением. Её длина для замены – примерно один метр.

 

Повысить несущие возможности стропильной системы можно, исключив её прогиб. Не факт, что, выбирая стропила для кровли, учитывается данный параметр, даже если характеристики по прочности пиломатериала отвечают заданным характеристикам. Мало того, что приходится платить за стропила нестандартной длины больше денег, чем за стандартные шестиметровые, так можно ожидать, что от снеговых или ветровых нагрузок, а также от тяжести кровельного пирога стропильные ноги начнут прогибаться и ломаться на напряженных участках. При опасении на данный процесс необходимо выровнять их с применением домкрата и вставить распорки.

 

Увеличение несущей способности стропильных ног двухскатной крыши включает в себя комплекс работ, цель которых исправить повреждения элементов конструкции из дерева, пострадавших от действия микроорганизмов или биологического разрушения. Также работы проводятся исправления и удаления деформаций стропильных ног и крепежных узлов. Проблема прогиба стропил во время эксплуатации кровли – явление распространенное, поэтому устанавливая стропильную систему, нужно следить за качеством крепления, которое является главным фактором надежности и основательности конструкции.

 

Работы по укреплению подгнивших частей стропильных ног

 

Нет ничего вечного. Чем дольше эксплуатируется кровля, тем больше появление проблем. Чаще всего домовладельцы сталкиваются с трудностями, заключающихся в подгнивших участках. Чтобы заменить часть поврежденного мауэрлата, а также отдельных участков ног, используются накладки, которые накладываются на единичные участки отдельных стропил, крепят болтами из стали или гвоздями. Особенное внимание следует уделить такому моменту. Нижний торец накладки должен опираться на брус мауэрлата, плюс дополнительная фиксация скруткой из катанки.

Если повреждения коснулись массово всей системы, применяются прутковые «протезные» элементы с обязательным демонтажем подгнивших частей в конструкции стропила. Для начала стропило крепится столбы опоры временного назначения. Затем необходимо разобрать участок покрытия кровли. После этого при помощи ножовки поврежденный участок вырезается. Теперь нужно взять качественный брус и сделать из него «протез», размеры которого равны удаленному участку и установить его на место вырезанного куска, но с опорой на брус мауэрлата.

 

Как мы уже знаем, мауэрлат является основанием для всей кровельной конструкции и установки стропил. Полностью мауэрлат не загнивает, а вот отдельные участки, которые более всего были под воздействием неблагоприятных условий, могут значительно подгнить. Для исправления данного положения применяется специальная технология.

 

  1. Стропила крепятся на временные опоры.
  2. Дефектный участок удаляется пилой.
  3. Забиваются специальные костыли в кладочную конструкцию строения.
  4. На них кладут брус с нужным сечением.
  5. Длина бруса – примерно метр.
  6. На стену или перекрытие кладется лежень, имеющий аналогичную длину.
  7. Стропило укрепляется двумя штуками подкосов и с упором в новый брус.

 

«При данной технологии подкосы закрепляются гвоздями.»

 

Если владелец дома заметил тенденцию к загниванию системы, требуется провести работы по восстановлению воздухообмена и вентиляции. Если ранее были чердачные окна и продухи, но их оказалось недостаточно, такие элементы следует установить дополнительно.

 

Также желательно проверять состояние утеплителя, а слежавшийся – распушивать. Но главное не забывать проводить регулярную ревизию системы, чтобы заблаговременно выявить проблему

 

 

Укрепление стропил: практические советы

 

Можно ли и как усилить стропильную систему двухскатной крыши самостоятельно? При наличии определенных навыков, материалов и инструментов, также хотя бы одного помощника это вполне реально. Есть некоторые правила, совершенно несложные.

 

  • На первоначальном этапе устройства кровли выбирайте только качественные материалы. Они будут стоить дороже, но избавят от преждевременных проблем.
  • Проверяйте качество выполнения работ, а если это делаете сами – следите за надежным креплением всех узлов стропильной системы: конька и мауэрлата со стропилами, а также с другими элементами, для которых нужно крепление.
  • Добивайтесь стыковки конькового бруса и стропил по максимуму. А для полного укрепления применяйте перфорированную полосу, дощатые накладки или насаживайте стропила на болт из стали.
  • Для укрепления стропил при наращивании брусом, правильно определитесь с его размерными показателями. Его ширина должна равняться стропильной конструкции или немного шире. Крепеж бруса к стропилу выполняется саморезами, затем нужно сделать отверстия в обоих элементах и насадить, получившийся узел на стальные шпильки или болты из аналогичного металла. Отверстия делаются в шахматкой. Это значительно увеличивает стойкость конструкции к изгибу. Сверла и болты должны быть одного диаметра. Крепление производят самостопорящейся гайкой с шайбой.

 

Кроме вопроса о креплении, нужно учитывать, что стропила становятся деформированными, так как брусья искривляются или растрескиваются. Треснувшие стропила можно восстановить перфорированными пластинами, которые будут соединять разорванные участки, а оставшиеся щели заделать строительным клеем.

 

Если отдельная стропильная нога сломалась, то ее можно заменить, не разбирая крыши. Нога доставляется на чердак, и устанавливается плотно к поломанной. Сломанная старая нога при помощи домкрата упирается, а новая прикрепляется к старой. Также можно попробовать с двух сторон поставить стропильную ногу и шпильками притянуть к старой.

 

» Но если вы сомневаетесь в своих возможностях – обращайтесь к профессионалам, будет стоить дороже, но качество, надежность и прочность этого стоят. «

Для получения консультации оставьте ваш номер телефона

Усиление и ремонт существующих стропильных конструкций

Для увеличения несущей способности стропильных ног (рис. 68) как в наслонных, так и висячих стропильных системах применяют установку разгружающих балок (подмог), двухсторонних накладок и подкосов.

рис. 68. Усиление стропильных ног подмогой

Как показывали расчеты по старому СНиПу «Нагрузки и воздействия», стропила в пролете между мауэрлатной балкой и подстропильной ногой с размерами сечения, подобранными по прочностным характеристикам, часто не проходили расчет на прогиб и приходилось увеличивать их высоту. Изготовить стропильную ногу переменного сечения можно включением в нее дополнительной деревянной балки — подмоги. Подмогу крепят в пролете между мауэрлатом и подстропильной ногой, ее высотой добирают высоту сечения стропила, чтобы оно проходило по расчету на прогиб. Крепят подмогу болтовыми хомутами или металлическими зубчатыми пластинами.

Другой опасный узел в неразрезной стропильной ноге — опирание на подкос. Когда-нибудь ломали палку через колено? Так вот, в этой расчетной схеме подкос и есть то самое колено, здесь возникает самый большой изгибающий момент, из-за которого приходится увеличивать сечение всей стропильной ноги. Прогиба в этом узле нет, поэтому можно увеличить не высоту стропила, а его ширину, путем закрепления двусторонних дощатых накладок (рис. 69). Ширина накладок подбирается при расчете сечения стропила на максимальный изгибающий момент. Накладки крепятся гвоздевым боем, болтами или, как и в предыдущем случае, болтовыми хомутами. Если стропило уже усиливается подмогой, то ее нужно сделать длиннее и вывести край за узел опирания на покос. В этом случае решается сразу две задачи: усиление опорного узла и прогиба в пролете.

рис. 69. Усиление опорного узла путем увеличения ширины стропила

При реконструкции кровли под более крутой скат устанавливают новые стропила, сращивая их со старыми (если они не сгнили) дощато-гвоздевой перекрестной стенкой. Новые стропила могут быть введены, как поверх старых стропил, так и ниже их. Образующаяся при этом ферма обеспечивает не только новый уклон, но и повышенную жесткость стропильной конструкции (рис. 70). Этот метод позволяет не разбирать старую крышу и ускоряет работы, но и подкрышное пространство не увеличивает. Если целью изменения уклона скатов было устройство мансарды, то объем чердака останется прежним.

рис. 70. Усиление стропил устройством дощато-гвоздевой фермы

Иногда случается так, что конец стропильной ноги подгнивает, опирание на мауэрлат получается ненадежным, в этом случае к нижнему концу стропильной ноги можно прикрепить дополнительные подкосы, которые упирают в ту же мауэрлатную балку или в дополнительный лежень (рис. 71). Рекомендуется раздвигать нижние концы дополнительных подкосов — они обеспечивают лучшую устойчивость стропила. А подкосы, опертые на дополнительный лежень, частично могут уменьшить прогиб стропила в пролете между подстропильной ногой и мауэрлатом. Дополнительные подкосы крепят гвоздевым боем с опиранием в прибоины на стропиле.

рис. 71. Усиление низа стропильной ноги установкой дополнительных подкосов

При использовании в строительстве крыши сырой древесины (влажностью более 25%) и недостаточной вентиляции холодного чердака, при высоко расположенных слуховых окнах, малой их площади, либо при отсутствии чердачных продухов, возможно загнивание нижнего конца стропильных ног или мауэрлата.

Также загнивание может наступить при отсутствии или повреждении пароизоляции и воздушных продухов в конструкции утепленной мансардной крыши или закупоривание их концов. Либо при увлажнении древесины стропильных ног и мауэрлата в крышах любого типа при протечке кровли, либо при отсутствие гидроизоляционного слоя между древесиной и кладкой стены и увлажнение древесины от кладки.

Существует несколько способов восстановления и усиления поврежденных конструкций.

1. Применение деревянных накладок. Их используют при одиночном повреждении стропильных ног. Усиление проводят путем установки усиливающих деревянных накладок с закреплением болтами или гвоздевым боем. Опирание накладок на мауэрлат должно быть всем торцом с последующей установкой проволочной скрутки (рис. 72).

рис. 72. Ремонт узла опирания стропил на мауэрлат накладками и протезами

2. Использование прутковых протезов. Их применяют при массовом повреждении стропильных ног. До начала работ поврежденную стропильную ногу укрепляют на временных опорах, разбирают покрытие и выпиливают сгнившую часть стропильной ноги. Протез надевают на стропильную ногу и укладывают на мауэрлат. Спиленный торец стропильной ноги упирают в опорную площадку протеза, которая предотвращает ее сползание. Жесткость верхнего сжатого пояса протеза обеспечивает подкосная решетка.

3. Использование накладок, опирающихся на балку. Этот вариант применяют при необходимости замены сгнившего участка мауэрлата и конца стропильной ноги (рис. 73). До начала работ стропильную ногу укрепляют временными опорами, вырезают сгнившие участки ноги и мауэрлата, забивают в кладку костыли и укладывают на них балку длиной 1 м. Если конструкция стен и перекрытия позволяет, а чаще всего это именно так, то на стену или перекрытие укладывают метровый кусок лежня. В эту балку упирают два подкоса, закрепленные на гвоздях по обе стороны стропильной ноги. Обрешетку поддерживают новой удлиненной кобылкой.

рис. 73. Ремонт узла опирания стропил при повреждении мауэрлата

При недостаточном воздухообмене чердачного помещения, а вследствие этого развитии грибковых спор и загнивания древесины деревянных конструкций крыши проводят ряд мероприятий для восстановления вентиляции (рис. 74). В чердачном помещении следует изучить характер движения воздуха, определить температуру воздуха на верхней границе утеплителя (она не должна превышать 2°С при любой отрицательной температуре наружного воздуха) и устроить дополнительные продухи и слуховые окна. Площадь сечения слуховых окон и продухов должна составлять 1/300–1/500 площади чердачного перекрытия. Ширина продухов должна быть в пределах 2–2,5 см. Нужно измерить и при необходимости увеличить до расчетной толщину утеплителя. Слежавшийся утеплитель необходимо разрыхлять примерно один раз в пять лет. У наружных стен при ширине до 1 м толщина его может быть увеличена до 50% выше расчетной. Следует проверить и, если необходимо, то восстановить пароизоляцию под слоем утеплителя.

рис. 74. Устройство нормального процесса воздухообмена в чердачной крыше

« назад

Источник:  «Конструкции крыш. Стропильные системы» Савельев А.А.

Укрепление стропил. Усиление стропильных ног

Содержание

  1. Укрепление стропил. Усиление стропильных ног
  2. Усиление стропил односкатной крыши. Установка стропил односкатной крыши
    • Односкатная крыша своими руками
    • Конструкция односкатной крыши
    • Технология выполнения односкатной крыши
  3. Разошлись стропила. Безраспорные наслонные стропила
  4. Укрепление стропильных ног расшивкой досками с двух сторон. Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций
  5. Стойки под стропила. Стропильная система висячего типа
  6. Как усилить стропила на односкатной крыше. Плюсы и минусы односкатной крыши для дома
  7. Укрепление стропильных ног расшивкой досками. Увеличение несущей способности стропильных ног
  8. Видео УСИЛЕНИЕ СТРОПИЛ

Укрепление стропил. Усиление стропильных ног

Устройство стропильной системы.

Усиление стропил может проводиться несколькими способами, подробно основные из них будут рассмотрены ниже. Эти способы могут применяться как по отдельности, так и в своей совокупности. В каждом конкретном случае домовладельцы сами должны решить данный вопрос. Но лучше всего не экономить и учесть, что разрушение крыши над тем же гаражом может повредить автомобиль и причинить существенный материальный ущерб, не говоря уже об опасности деформации конструкции крыши дома.

Итак, усиление несущих функций осуществляется с помощью:

  • «подмог», балок, которые принимают на себя часть нагрузок, приходящихся на конструкцию стропил;
  • установки подкосов;
  • двусторонних накладок.

Подмоги устанавливаются в тех случаях, когда были проведены неверные расчеты нагрузок на стропила, и в итоге требуется увеличение поперечного сечения балок, удерживающих конструкцию всей крыши. Провести такое усиление довольно легко, для этого нужно эту дополнительную балку установить и закрепить между мауэрлатом и подстропильной ногой. Крепится она либо болтовыми хомутами, либо специальными стальными пластинам с зубцами.

Основные виды стропильных систем.

Место наложения стропильной ноги на подкос также требует особого внимания домовладельца, так как именно в этом месте возникает максимальное давление на изгиб. В качестве наглядности вспомните, как вы в детстве ломали через колено палку, именно роль колена и выполняет подкос. Чтобы уменьшить нагрузку и риск деформации неразрезных стропил в том месте, где они опираются на подкос, советуем увеличить сечение бруса за счет обшивки его накладками из досок. Толщина накладок зависит от расчета необходимого сечения для конструкции при планируемых нагрузках на изгиб. Соединяются стропила с усиливающими накладками с помощью различных крепежных элементов, но чаще гвоздями или специальными болтами. Если при этом длину подмоги продлить за точку опоры, то можно увеличить не только прочность балки, но и весь соединительный узел.

Иногда в проекте может быть ошибка в определении угла ската крыши, и эксплуатация выявляет этот просчет. Например, при недостаточно крутом скате скапливается снег, который может повредить крышу. В этом случае появляется необходимость привнести некоторые изменения в конструкции стропил. Для этого к старым элементам с помощью дощатых стенок и гвоздей прикрепляют новые части стропил, благодаря чему новообразованные фермы становятся более жесткими и меняют уклон крыши в нужную сторону.

Данный способ позволит вам внести изменения в стропильные конструкции и при этом не разбирать всю крышу заново, правда, и особых изменений в подкрышное пространство внести не удастся, так как ни увеличить, ни как-то конфигурировать его не получится.

Усиление стропил односкатной крыши. Установка стропил односкатной крыши

Односкатная крыша своими руками

Односкатная крыша часто применяется при строительстве частных домов, беседок, бань и хозяйственных построек как наиболее простая, дешевая и легко возводимая конструкция кровли. Строительство односкатной крыши своими руками не требует особой квалификации и по силам любому начинающему строителю. Возведение односкатной крыши не требует применения тяжелой строительной техники и больших материальных затрат.

К достоинствам односкатной крыши относятся:

  • Простота конструкции и небольшой вес;
  • Экономичность, небольшое количество стройматериалов для выполнения крыши;
  • Возможность возведения крыши с углом уклона от 3 до 45 градусов;
  • Высокая способность противостоять снеговой и ветровой нагрузке в зависимости от угла уклона;
  • Для односкатной крыши подходит большинство кровельных материалов, что позволяет воплотить любые дизайнерские решения;
  • На односкатной крыше можно устроить площадку для отдыха или приема солнечных ванн.

Односкатная крыша имеет и недостатки:

  • Под односкатной крышей невозможно устроить полноценный чердак или мансарду;
  • В регионах с сильными ветрами требуется полноценное утепление односкатной крыши и подветренных стен;

При большой снеговой нагрузке на односкатной крыше с небольшим уклоном необходимо своевременно убирать снег, впрочем, этот недостаток легко решается правильным выбором кровельного покрытия.

Конструкция односкатной крыши

Односкатная крыша обычно состоит из стропильной системы, обрешетки, утеплителя, кровельного покрытия и внешней обшивки фронтонов и стен. В зависимости от типа здания стропильная система односкатной крыши может быть трех видов:

  • Скользящая, применяемая в основном в бревенчатых домах. Такая конструкция позволяет исключить деформации при усадке сруба, достигающей 15% для новых домов. Скользящая стропильная система жестко закрепляется на мауэрлате верхней стены. На нижней стене стропила опираются на специальные приспособления, по которым при усадке сруба они скользят.
  • Наслонные стропила используются обычно в кирпичных или блочных домах, не дающих большой усадки. Они опираются нижним концом на балки перекрытий, а в верхней части опорой им служит высокая стена или стойка, которая также упирается в балку перекрытий. Дополнительную жесткость конструкции стропил придают подкосы или дополнительные стойки.

Кроме того, односкатные крыши можно разделить на вентилируемые и невентилируемые. Невентилируемые крыши обычно имеют угол не более 5 градусов и требуют качественного утепления, гидро- и пароизоляции. Вентилируемые крыши могут иметь любой угол наклона, их особенностью является наличие свободного пространства между кровлей и перекрытием и вентиляционных отверстий с обеих сторон крыши или на фронтонах. Воздушный зазор позволяет улучшить условия отвода водяных паров от утеплителя, продлить срок службы конструкции.

Угол наклона односкатной крыши напрямую связан с используемым кровельным покрытием. Для мягкой кровли или рулонных материалов используют угол уклона до 10 градусов, при угле наклона от 10 до 20 градусов обычно используют профнастил с продольным профилем и высотой волны от 30 мм, шифер и ондулин можно класть при наклоне крыши от 20 градусов, а металлочерепицу – от 25 градусов. При расчете крыши необходимо учесть эту зависимость и делать выбор в соответствии с назначением крыши и выбранным покрытием.

Технология выполнения односкатной крыши

  1. Первым этапом строительства крыши является установка мауэрлата и балок перекрытия, а также стропил. Их конструкция зависит от выбранного типа стропильной системы. Стропила выполняют из сухой сосновой доски толщиной 50 мм. До начала возведения стропильной системы необходимо обработать все деревянные элементы антисептиком и огнезащитой.
  2. Для стропил скользящего типа выполняют стену разной высоты так, чтобы обеспечить выбранный угол наклона крыши. Балки перекрытия врезают в верхний брус нижней стены сруба и в соответствующий брус противоположной стены до установки мауэрлата. На стены устанавливают мауэрлат – опорный брус. К деревянным стенам его крепят с помощью металлических скоб. В мауэрлате выбирают пазы под стропила, к верхнему мауэрлату стропила крепят жестко, с помощью скоб или уголков и саморезов. К нижнему мауэрлату стропильные ноги крепят с помощью специального крепежа, обеспечивающего скольжение стропил при усадке.Шаг стропил зависит от расчетной нагрузки и обычно составляет 60-120 см.

Разошлись стропила. Безраспорные наслонные стропила

Работающее на изгиб стропило, не передающее распора на стены, должно иметь одну опору закрепленной, но свободно вращающейся, другую свободно вращающейся и подвижной.

Таким условиям отвечают три варианта закреплений стропил:

1. Низ стропильной ноги подшивается опорным бруском или на нем делается врубка (запил) зубом и упирается в мауэрлат, а вверху стропила выполняется увеличенная горизонтальная врубка (запил) со скосом (рис. 31). Глубина врубки (запила) в верхней части стропила не должна превышать а = 0,25h . Длина подрезки (площадка опирания) делается не более высоты сечения стропила (h) . Подрезку рекомендуется скашивать, чтобы она не препятствовала изгибу стропила, иначе врубка боковой щекой упрется в прогон и получим распорную стропильную систему. Длина скошенной подрезки делается не менее двух глубин а . Если подрезку верха стропильной ноги сделать невозможно, его подшивают обрезком стропила с двухсторонним креплением монтажными пластинами или деревянными прибоинами. Верхние концы стропильных ног свободно укладываются на прогон. В двускатных крышах их крепят к прогону по типу скользящей опоры, а между собой не скрепляют. Двускатную крышу, в данном случае, рассматриваем как две односкатных, примкнутых друг к другу высокой стороной. Обратите внимание на чрезвычайно важное условие: верхняя опорная врубка или подшивка верха стропилины прибоинами делаются горизонтально . Стоит только изменить схему опирания на прогон, как стропило тут же показывает распор. Эта асчетная схема установки стропил из-за жесткости условий изготовления верхнего узла (любая неточность в исполнении узла тут же превращает безраспорную схему в распорную) практически не применяется для двухскатных крыш, поэтому ее чаще используют в односкатных крышах. Кроме того, в двухскатных крышах за отсутствие распора на мауэрлате при прогибе стропил под действием нагрузки, приходится расплачиваться раскрыванием конькового узла кровли.

Укрепление стропильных ног расшивкой досками с двух сторон. Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций

Дерево, как никакой другой материал, подходит для сборки каркаса крыши, но при этом деревянные стропила оказываются самой уязвимой частью конструкции. В теории древесина может легко простоять без потери основных прочностных качеств более 50 лет, но на практике обеспечить сохранность материала стропильных балок оказывается не так просто. Процессы гниения древесины, деформации и растрескивание из-за усыхания и неправильного распределения нагрузки зачастую могут привести к потере несущей способности конструкций стропильных ног.

Наиболее критичные зоны системы стропил можно перечесть по пальцам:

  • Опорная часть мауэрлата и стропильных ног;
  • Места соединений и креплений подкосов или распорок, любых силовых элементов каркаса;
  • Места опор стропил на коньковый брус;
  • Срединные части висячих стропильных балок.

Важно! Нельзя использовать для изготовления стропил или других элементов каркаса пиломатериал, взятый непосредственно с лесопилки или на торговом складе. До использования доска и брус должны высохнуть под нагрузкой в сложенном состоянии пакете.

Чтобы правильно выполнить усиление, необходимо ясно представлять причины, по которым каркас начинает проседать или терять прочность:

  1. Если собрать систему стропил из недосушенного или «больного» материала, распределение нагрузки на балки будет неравномерным, в результате часть балок будет перегруженной, а часть работать «вхолостую». Поэтому, прежде чем стараться провести усиление прогибающихся или подламывающихся стропил, необходимо снять и перераспределить нагрузку;
  2. Нижняя половина стропильных ног всегда находится в более тяжелом состоянии, особенно, если усиление при сборке было выполнено неправильно. Любые точки опоры на стойках или подкосах, в местах соединения стропил с мауэрлатом заставляют балку стропило работать в самом тяжелом режиме – при знакопеременной циклической нагрузке. Именно в этой точке рвутся волокна древесины, и требуется правильное усиление;
  3. Нарушение условий вентиляции и удаления избытка влаги из подкровельного пространства. В этом случае поверхность стропил покрывается трещинами, что приводит к интенсивному поглощению влаги, развитию процессов гниения и деформации.

В этом случае усиление возможно лишь за счет замены пораженных участков, установки подкладных балок и элементов.

Стойки под стропила. Стропильная система висячего типа

Для данной схемы стропильной системы двухскатной крыши характерно то, что стропила опираются на боковые стены. Плохо то, что при этом образуется распирающая нагрузка, способная со временем повредить стены. Чтобы такого не произошло, ноги стропил соединяют затяжкой. В результате образуется жесткий треугольник, не подверженный деформации при нагрузках. Часто вместо затяжек используют балки перекрытия, это особенно актуально когда необходимо обустроить мансардное помещение под крышей.

Плюс данной системы в том, что вовсе не обязательно крепить мауэрлат. Кроме того, достаточно просто монтируются те части конструкции, где ноги стропил опираются на стены. Доска, проложенная через изоляционный слой, поможет сделать ферму ровной и устойчивой, обеспечив большую площадь опоры. Далее рассмотрим основные разновидности висячих стропил. Все они являются трехшарнирными.

#1. Простая треугольная трехшарнирная арка.

Это самое несложное сооружение, представляющее собой замкнутый треугольник, две верхних стороны которого подвергаются нагрузке на изгиб. Затяжка в такой конструкции не работает только на растяжение и не является несущей конструкцией, поэтому ее можно заменить на тяж из стали.

При этом имеется несколько решений организации конструкции карнизного узла. Это ортогональные лобовые врубки, а также применение дощатых или пластинчатых креплений.

#2. Треугольная трехшарнирная арка, усиленная бабкой или подвеской.

Данный вариант применяли только раньше, строя большие промышленные или сельскохозяйственные помещения с пролетом более 6 метров. Для частных домов эта схема не годится. Принцип ее в том, что вес затяжки (составленной из отдельных коротких элементов) берет на себя конек. Эти элементы соединены между собой и с хомутом подвески с помощью прируба (косого или прямого). Для скрепления используются болты. Деревянная подвеска носит название бабка, а железная – тяж. Эта деталь, висящая на узле карниза, а затяжка крепится к ее нижней части через деревянные накладки. Переходниками являются хомуты, регулирующие прогиб затяжки, если она провиснет.

Как усилить стропила на односкатной крыше. Плюсы и минусы односкатной крыши для дома

Новички в строительном деле обрадуются тому, что подобная односкатная конструкция довольно проста и ее можно сделать своими руками. Правда, назвать работу самой простой нельзя, но с подробной инструкцией односкатная крыша будет создана. Но прежде чем рассматривать конструктивные особенности кровли, нужно выяснить ее особенности и преимущества. Именно они характеризуют данный тип крыши.

Плюсы односкатной кровли:

  1. Экономичность. Для устройства крыши не нужно много стройматериалов, на которые тратится основная часть средств.
  2. Простота стропильной системы и односкатной конструкции в целом. Самое то для новичков. Выполнить монтаж будет проще, чем с двускатной крышей.
  3. Постройка будет иметь небольшой вес. А значит, на стены и фундамент оказываться меньшая нагрузка.
  4. Благодаря подобной форме, односкатная кровля отлично сопротивляется ветровой нагрузке, а также весу снега, который скапливается на поверхности.
  5. Угол наклона бывает самым разным, в зависимости от потребностей. Он варьируется от 5° до 45°.
  6. Если сделать угол односкатной кровли небольшим, то ее можно использовать для различных целей. Например, если это сарай, то установить бачок для нагревания жидкости. Если это жилое помещение, то на односкатной крыше можно обустроить прекрасное место для отдыха. Как вариант, установка солнечных батарей в качестве альтернативного источника питания.
  7. Универсальность односкатной постройки. Она покрывается практически любым материалом, доступным в продаже. Все зависит от эксплуатационных условий и выбранного угла наклона.

Укрепление стропильных ног расшивкой досками. Увеличение несущей способности стропильных ног

Стропильную систему дома, гаража, бани и других построек следует регулярно проверять на предмет повреждений и деформаций. Вовремя выполненное усиление стропил позволит избежать разрушения крыши и дорогостоящего ремонта. В случае гаража, поврежденным может оказаться и автомобиль, что связано с серьезным финансовым ущербом. Усиление несущих способностей стропил может потребоваться в стропильной системе любого типа. С этой целью чаще всего практикуется установка разгружающих балок («подмог»), монтаж подкосов либо двухсторонних накладок.

Если стропила подобраны по прочностным характеристикам, они не всегда имеют необходимые показатели на прогиб, соответствующие СНиПу «Нагрузки и воздействия». Таким образом, требуется увеличить площадь поперечного сечения стропила. Усиление тонких деревянных стропил кровли гаража или другой постройки выполняется при помощи дополнительных деревянных балок – подмог. Балка крепится к нижнему поясу стропила в пролете между подстропильной ногой и мауэрлатом. В качестве крепежного элемента может использоваться металлическая зубчатая пластина либо болтовые хомуты.

Особое внимание следует уделить усилению узла опирания неразрезной стропильной ноги на подкос.

В месте опирания неразрезного стропила крыши дома или гаража на подкос возникает максимальный изгибающий момент. Необходимо избежать прогиба в данном узле, для чего требуется увеличить сечение стропильной ноги накладками, установленными с обеих сторон. Размеры дощатых накладок подбираются исходя из расчетных параметров сечения при максимальном изгибающем моменте. Усиление стропильной ноги дощатыми накладками выполняется с использованием болтовых хомутов либо гвоздей. Если увеличить длину подмоги и вывести ее за край опирания на подкос, то эта балка заодно будет выполнять функцию накладки, усиливая опорный узел, помимо увеличения жесткости пролета .

При реконструкции крыши нередко требуется выполнить более крутой кровельный скат. Чтобы не заменять полностью стропильную систему гаража, бани или жилого дома, монтируют новые стропила, скрепляя их со старыми. Сращивание деревянных элементов выполняется при помощи перекрестной дощато-гвоздевой стенки. Полученная ферма имеет заданный уклон и обеспечивает повышенную жесткость конструкций. Следует учитывать, что такой подход не позволяет увеличить пространство мансарды или чердачного помещения при переделке крыши .

Видео УСИЛЕНИЕ СТРОПИЛ

Усиление стропильной системы изнутри, Как укрепить, Укрепить крышу дома, Ремонт деревянной конструкции

Содержание:

Усиление стропильных ног
Как правильно и надежно усиливать — правила усиления конструкции крыши
Работы по усилению стропильной системы
Ремонт поврежденной стропильной системы
Рекомендации по усилению стропильной системы изнутри

Усиление стропильной системы потребуется, если в процессе эксплуатации выяснилось, что она не способна выдерживать требуемую нагрузку и начинает деформироваться. Ниже мы подробно расскажем, как усилить стропильную систему изнутри, чтобы исключить все ошибки, которые были допущены при расчетах перед монтажом.


Усиление стропильных ног

Во-первых, следует отметить, что стропильную систему дома, гаража, бани и других построек следует вовремя проверять на возможные повреждения и деформации. Своевременное усиление стропил поможет предотвратить возможные повреждения кровли и огромные затраты на ремонт. Если повреждена крыша гаража, от этого может пострадать автомобиль. Усиление стропил может потребоваться для любого типа стропильной системы. Для этого часто устанавливают распорные балки – «подмоги», подкосы или двухсторонние накладки.


Если подбор стропил производился с учетом прочностных характеристик, то их силы прогиба всегда будут соответствовать необходимым показателям, которые регламентируются соответствующим СНиП «Нагрузки и воздействия». Получается, что нам нужно будет увеличить сечение стропильных ног. Для укрепления тонких стропил используйте деревянные подручники. Их крепят к нижнему поясу стропил в зазоре между стропилами и мауэрлатом. В качестве крепежа в этом случае выступают стальные зубчатые пластины или хомуты с болтами.

Как правильно и надежно усилить — правила усиления конструкции крыши

Особенно тщательно нужно подойти к усилению элемента опирания неразрезной стропильной ноги на скате. Это связано с тем, что в таком месте не должно быть прогиба, а значит, сечение стропил увеличивается с помощью накладок, которые устанавливаются с обеих сторон от него. Размеры накладок определяются исходя из расчетных параметров поперечного сечения с максимальным изгибающим моментом. Крепление планок осуществляется с помощью болтовых хомутов или гвоздей.

Установленная подпорка может служить и накладкой, если увеличить ее длину и вывести за границу налегания на склон. В этом случае он не только придаст пролету дополнительную жесткость, но и сможет увеличить несущие возможности этого узла.

В некоторых случаях для улучшения эксплуатационных характеристик крыши для нее делают более крутые скаты. В этом случае старый каркас можно не разбирать, а собрать новую стропильную систему и соединить их между собой. Такое усиление стропил сделает новую крышу более жесткой, но не увеличится подкровельное пространство, выполняющее функцию чердака или нежилого чердака. Соединить элементы конструкции между собой можно с помощью крестообразной вышивки стропильных ног с двух сторон.

Работы по усилению системы кровли

Чаще всего разрушаются мауэрлатные балки и стропильные ноги в их нижней части. Это происходит в результате плохой гидроизоляции мауэрлата из кирпичной стены из-за просачивания дождевых и талых вод через кровельное покрытие, либо из-за первоначальной укладки недостаточно просушенных пиломатериалов. Кроме того, проникновение влаги на деревянные конструкции может произойти из-за засорения вентиляционных каналов или нарушения целостности пароизоляционной мембраны.


Укрепить стропила крыши в их нижней части можно с помощью вспомогательных подкосов. Эти элементы крепятся к нижнему краю стропильной ноги с упором на дополнительный лежень или мауэрлат. Придать получившейся ферме дополнительную устойчивость можно, если немного раздвинуть нижние концы стоек в стороны. Если разместить подкосный упор на вспомогательном установленном лежене, то можно исключить изгибающие усилия между мауэрлатом и подферменными элементами.

Ремонт поврежденной стропильной системы

Для выполнения ремонта деревянных стропильных ног или мауэрлатной балки обычно применяют дополнительные подкладки. Этот метод используется при повреждении одинарных стропил. Фиксируют такие элементы гвоздями или болтами, опирая накладку нижней частью на мауэрлат и прикручивая вязальной проволокой.

При решении вопроса об укреплении стропильной системы при наличии многочисленных повреждений обычно используют стержневые протезы. При этом все деформированные и непригодные деревянные элементы необходимо удалить. В первую очередь фиксируются стропила временными опорами, после чего демонтируется кусок кровельного настила и удаляется поврежденный участок. На его место крепится аналогичный элемент – «протез» из свежей древесины. Для надежности следует полагаться на марала.


При необходимости замены отдельных секций мауэрлата работы выполняются в следующей последовательности:

  • перед усилением кровли дома под стропильный каркас устанавливаются временные опорные стойки.;
  • затем демонтируется поврежденный кусок мауэрлатной балки;
  • подготовьте брус соответствующего размера (около 1 метра) и наденьте его на шпильки, расположенные в кладке стены;
  • затем на стены или балки перекрытия монтируется кусок лежня того же размера;
  • в конце стропила дополнительно фиксируются двумя подкосами, которые опираются на новый брус.

Рекомендации по усилению стропильных систем изнутри

Вопрос о том, как усилить стропила, возникает в тех случаях, когда необходимо устранить дефекты деревянных конструкций, появившиеся в результате естественного износа или потери жесткости деревянного каркаса и повреждения отдельных его элементов. Как правило, в первую очередь деформируются стропильные ноги, которые начинают гнуться. Такое явление может возникнуть, если при строительстве дома или гаража установка стропил двухскатной крыши на сруб не была произведена по всем правилам.

Стык стропильных ног с коньковым брусом крыши является одним из самых ответственных. При обнаружении малейших отклонений стропила крыши следует усилить в этом месте как можно быстрее. Иногда для подтягивания стропил к прогону или друг к другу используют домкрат. После этого стык хорошенько укрепляется перфорированной металлической полосой или деревянной накладкой толщиной 2 см. Установить такую ​​накладку под конек.


На следующем этапе переходим к выравниванию стропил. Для этого используется гидроцилиндр. Перед усилением стропил и выполнением их выравнивания к ним изнутри саморезами прикрепляют треугольные деревянные упоры. После их установки можно расправить стропильную ногу гидроцилиндром и установить распорку, которая в дальнейшем защитит каркас крыши от внешних нагрузок.

Прежде чем укреплять крышу дома наращиванием дополнительных балок, следует приобрести материал необходимой ширины (она должна соответствовать или немного превышать сечение стропил) и длины. Сначала подготовленный брус крепится к стропильной ноге саморезами. После этого в брусе и стропилах просверливается ряд отверстий, чтобы эти элементы можно было зафиксировать шпильками.

Просверлите отверстия с отступом 30-50 см в шахматном порядке. Таким образом достигается повышение сопротивления рамы изгибающим усилиям. Сечения отверстий и монтажных штифтов должны совпадать. В подготовленные отверстия продевают шпильки с резьбой, надевают шайбы и затягивают самозатягивающиеся гайки. Они обеспечат качественное крепление и эксплуатацию кровли без необходимости подтяжки креплений. Закручивать гайку нужно до появления характерного скрипа дерева.

Нужна ли моей крыше структурная арматура? — Дрюс Солар — Мэдисон, Висконсин

Пример старого дома, который требовал укрепления конструкции перед установкой солнечной батареи на крыше.

В зависимости от возраста и конструкции вашего дома, вашей крыше может потребоваться структурное усиление, чтобы выдержать дополнительную нагрузку от солнечной батареи на крыше.

Стропила или фермы?

Фермы являются нормой в домах, построенных после 1970 года, стропила — нормой для домов, построенных до 1959 года.

Как правило, старые дома со стропильной конструкцией крыши нуждаются в модернизации конструкции на чердаке. Дома, построенные в 1950-х годах и ранее, вероятно, имеют стропильную конструкцию. Новые дома с ферменной конструкцией крыши не нуждаются в модернизации конструкции, чтобы перейти на солнечную энергию. Дома, построенные в 1970-х годах и позже, вероятно, имеют ферменную конструкцию. Для домов, построенных в 1960-х годах, мы рекомендуем заглянуть через люк на чердак, чтобы увидеть, был ли ваш дом построен из ферм или стропил.

Есть несколько исключений для домов со стропилами. Во-первых, в более новых домах, построенных со стропилами для размещения мансардных потолков, вероятно, есть перестроенные стропила, которые не требуют дополнительного усиления для получения солнечной энергии. Во-вторых, старые дома с очень короткими стропилами могут не нуждаться в усилении. Если горизонтальное расстояние между пиком крыши и внешней стеной вашего дома составляет 10 футов или менее, есть большая вероятность, что усиление не понадобится из-за короткой длины стропил.

Зачем нужны подкрепления?

Усиление необходимо для того, чтобы ваша крыша могла выдержать нагрузку солнечной батареи без провисания со временем. Они также должны соответствовать строительным нормам для солнечных батарей на крыше и получить разрешение на установку массива на крыше.

Пример технических чертежей, которые мы делаем для каждого солнечного проекта.

Солнечные панели сами по себе относительно легкие. Возможные проблемы с нагрузкой возникают, когда на солнечную батарею падает снег. Когда снег скапливается на крыше без солнечной батареи, вес распределяется по всей поверхности крыши. Когда снег падает на солнечную батарею, вес снега переносится на точки крепления солнечной батареи к крыше. В строительных нормах есть требования к тому, какую нагрузку могут нести стропила. Для всех наших клиентов, использующих солнечную энергию, мы делаем чертежи и структурные расчеты, чтобы гарантировать, что потенциальные нагрузки не превысят установленных норм для конструкции крыши. Если нагрузка превысит допустимые нормы для конструкции крыши дома, то перед переходом на солнечную энергию необходимо усилить конструкцию.

Возможны ли подкрепления?

Если мы определяем, что усиление конструкции необходимо, нам необходимо определить, возможно ли это. Чтобы разместить большую часть структурной арматуры, вся длина стропил должна быть выставлена ​​​​в чердачное пространство. Если у домовладельца есть большой, доступный, недостроенный чердак, где вся длина стропил доступна с чердака, то возможно размещение конструктивных усилений.

Большой недостроенный чердак с доступом по всей длине стропил.

Усиление конструкции невозможно, если в доме есть:

Второй этаж дома частично находится на чердаке, что указывает на невозможность усиления конструкции.

  • Готовое чердачное помещение или мансардный потолок с гипсокартоном.

  • Наклонные или наклонные потолки, указывающие на то, что стропила начинаются со второго этажа, а не с мансардного этажа.

  • Чердачное помещение, которое слишком маленькое для размещения структурной арматуры, или доступ к чердаку, который слишком мал или недоступен для перемещения больших кусков пиломатериалов на чердак.

Чердак с сухими стенами, поэтому усиление конструкции невозможно.

Потолки на втором этаже наклонены, поэтому усилить конструкцию будет невозможно.

В этих случаях усиление конструкции невозможно без капитального ремонта дома, такого как удаление всего гипсокартона или удаление всей черепицы и обшивки крыши. Если невозможно разместить усиление конструкции, мы рекомендуем рассмотреть возможность реализации программы совместного использования солнечной энергии, такой как Shared Solar от MG&E или Community Solar от Alliant. Для тех, у кого есть большое имущество, наземная солнечная батарея также может быть отличным вариантом.

Кто может делать эти подкрепления?

Мы будем рады оценить необходимость и возможность усиления конструкции для вашего дома. Если они необходимы, вы можете нанять плотника, каркасника или квалифицированного мастера для модернизации конструкции. После того, как мы завершим проектирование вашей солнечной батареи, мы будем рады отправить планы необходимых структурных усилений выбранному вами подрядчику.

Оконная арматура в сборе — RAFTER THOMAS

В этой непредварительной патентной заявке заявлены преимущества и приоритет предварительной патентной заявки США № 61/89. 5918, поданной 25 октября 2014 г. Изобретатель и заявитель, указанные в указанной предварительной заявке, являются тем же лицом, что и лицо, указанное в качестве изобретателя и заявителя настоящей заявки. Заявитель утверждает, что структуры и функции структур, раскрытых и описанных в настоящей заявке, по существу идентичны структурам, раскрытым в указанной предварительной заявке.

Изобретение относится к устройствам, изделиям и узлам, предназначенным для защиты стеклянных окон от разрушения. В частности, это изобретение относится к таким узлам, которые включают аппликацию из полимерной или пластиковой прозрачной пленки в качестве армирующего компонента.

Известно, что прозрачные полимерные или пластмассовые пленки наклеиваются на поверхности окон из прозрачного стекла для целей, включая тонирование окон, фильтрацию УФ-излучения, поддержание целостности оконных экранов и защиту от выступающих внутрь осколков и осколков стекла при разбитии окна. Известно, что там, где требуются дополнительные защитные меры, прозрачные оконные пленки толщиной до 400 микрометров или 1/62 дюйма наклеиваются на стеклянные оконные поверхности, такие более толстые пленочные аппликации сохраняют целостность оконного стекла в качестве барьера в таких случаях, как взрывы бомб или столкновения с обломками, принесенными ураганом.

Известно, что такие аппликации из более толстой оконной пленки обеспечивают некоторую защиту от преднамеренного взлома грабителем. Однако такие аппликации сами по себе эффективны лишь незначительно, потому что грабители могут сознательно и целенаправленно наносить удары по стеклу по его краям и вокруг них, разбивая окно в месте его соединения с оконной рамой. Такой направленный взлом взломщиком имеет тенденцию отделять внутрь как оконное стекло, так и аппликацию из армирующей пленки от оконной рамы, позволяя взломщику проникнуть внутрь.

Известно, что для повышения способности таких аппликаций из утолщенной оконной пленки противостоять ударам и поломкам на периферии окна, армированного пленкой, предусмотрены декоративные полоски, которые приклеиваются к ним. Такие накладные планки обеспечивают структурную усиливающую перемычку или связующее звено между пленкой, укрепляющей окно, и периферийной рамой окна. Такие дополнительные усиливающие накладки на окна эффективны для поддержания способности стеклянного окна оставаться на месте и продолжать функционировать в качестве экрана или барьера при воздействии взрыва бомбы или ударов обломков урагана. Тем не менее, установка такой приклеиваемой периферийной отделки по-прежнему лишь незначительно эффективна против целенаправленных попыток грабителей получить доступ к зданиям через разбитие окон. Такие наклеенные на клей элементы отделки обычно имеют слабые места в скошенных углах, и грабители, увидев такую ​​усиливающую отделку, могут сосредоточить удары на углах окна. Обычно скошенные углы такой наклеенной усиливающей накладки имеют тенденцию нарушать структурную непрерывность усиливающей накладки по периферии окна, армированного пленкой. Такие скошенные углы также нежелательно вызывают удары грабителей по углам окна и позволяют таким ударам успешно отклонять усиленное окно внутрь.

Узел армирования окна по настоящему изобретению решает или устраняет проблемы, дефекты и недостатки, описанные выше, путем включения в систему армирования окна из полимерной пленки специального углового элемента, который заметно уменьшает структурные недостатки угловой зоны и эффективно препятствует усилиям грабителя. разбить армированное окно в углу окна.

Первый структурный компонент узла армирования окна по настоящему изобретению содержит по меньшей мере первый, а предпочтительно несколько угловых элементов, причем каждый угловой элемент предпочтительно имеет по существу L-образную форму и имеет пару опор, соприкасающихся с оконной рамой. В предпочтительном варианте каждая из ножек угловой детали имеет дистальный конец, поверхность, контактирующую с окном, и поверхность, контактирующую с рамой. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления к дистальным концам ножек жестко прикреплены специально подогнанные зацепляющие штифты или проушины.

Дополнительные предпочтительные конструктивные компоненты узла согласно настоящему изобретению содержат клейкие прокладки, прикрепленные к поверхностям угловых элементов, контактирующим с окном и рамой.

Дополнительные конструктивные элементы узла согласно настоящему изобретению содержат, по меньшей мере, первую, а предпочтительно пару гнезд для размещения стопорных штифтов, причем такие гнезда предпочтительно открываются на поверхностях контакта ножек с плоской оконной рамой.

При использовании узла согласно настоящему изобретению и при условии, что окно, имеющее периферийную раму, предварительно усилено нанесенным клеем полимерным покрытием или пленкой, один из угловых элементов из множества угловых элементов по настоящему изобретению может быть приклеен к каждому из углы окна. В таких установках клейкие прокладки, расположенные на контактирующих с окном поверхностях ножек уголков, предпочтительно непосредственно контактируют и перекрывают края армирующей пленки окна.

При наличии в угловых элементах армирующих гнезд упорных штифтов желательно предварительно установить стопорные штифты в углах оконной рамы. Такие штифты могут содержать головки винтов или болтов, которые входят внутрь и зацепляются с гнездами для стопорных штифтов угловых деталей. При установке и зацеплении таких стопорных штифтов направленным внутрь ударам грабителя по углу армированного окна противостоят конструктивные связи, предпочтительно проходящие между окном и его усиливающей накладкой, и такие стопорные штифты. Такие завязки выгодно предотвращают прогиб окна внутрь по его углам.

При установке предпочтительного варианта сборки, как описано выше, приспособленные выступы или усиливающие штифты, которые проходят от дистальных концов ножек угловых элементов, предпочтительно вставляются внутрь и приклеиваются к соответствующим гнездам или каналам, которые открываются в концы обычных прямых накладок, причем такие прямые детали устанавливаются по периферии окна.

При установке армирующего узла по настоящему изобретению описанным выше способом компоненты углового элемента представляют собой, с точки зрения грабителя, пытающегося разбить окно, конструктивный эквивалент армированного окна предшествующего уровня техники, которое по своей природе является относительно слабым в углы. Таким образом, такой грабитель может получить прямой удар по углам оконного стекла. Однако при работе по настоящему изобретению такие обычно слабые угловые зоны желательно преобразовать в зоны с существенно повышенной прочностью и целостностью. Соответственно, предлагаемый в настоящем изобретении узел заметно увеличивает способность армированного окна сопротивляться взлому при попытках грабителей.

Соответственно, объекты настоящего изобретения включают в себя создание узла армирования окна, который включает конструкции, как описано выше, и который размещает эти конструкции по отношению друг к другу, как описано выше, для достижения целей, преимуществ, и преимущества, как описано выше.

Другие и дополнительные цели, выгоды и преимущества настоящего изобретения станут известны специалистам в данной области техники после ознакомления с подробным описанием, которое следует, и после ознакомления с приложенными чертежами.

РИС. 1 представляет собой вид углового компонента узла по настоящему изобретению.

РИС. 2 представляет собой обратный вид в перспективе конструкции, изображенной на фиг. 1.

РИС. 3 представляет собой вид в перспективе отрезка усиливающей оконную накладку предшествующего уровня техники.

РИС. 4 показан узел согласно настоящему изобретению, установленный на окне, армированном полимерной пленкой.

Обратимся теперь к чертежам и, в частности, к чертежам ФИГ. 1 и 2, предпочтительный вариант углового компонента узла согласно настоящему изобретению в целом обозначен стрелкой 9.0190 1 . Угловой элемент 1 предпочтительно содержит пару выступающих в дистальном направлении ножек 2 и 4 , которые ориентированы под углом 90° по отношению друг к другу и имеют искусственный скошенный шов или соединение 3 между ними в их проксимальные концы. L-образная клейкая прокладка 12 , приводимая в действие давлением, или, по крайней мере, первая клейкая прокладка предпочтительно приклеивается к плоским сторонам ножек 2 и 4 9, контактирующим с окном.0191 .

Одновременно ссылаясь на РИС. 1-3, длины элементов отделки предшествующего уровня техники 30 конструктивно соответствуют ножкам 2 или 4 углового элемента 1 , такие элементы отделки предшествующего уровня техники 30 имеют плоские стороны 32 , контактирующие с оконной рамой, и 34 , и имеющие липкие прокладки 40 и 38 , такие прокладки составляют множество вторых липких прокладок. Элементы отделки предшествующего уровня техники 30 обычно образуют полый внутренний канал «С», который открывается на их проксимальных концах. Выступы или штифты 18 и 20 , которые, соответственно, проходят дистально от дистальных концов 14 и 16 ножек углового элемента 2 и 4 , предпочтительно плотно прилегают к таким гнездовым квитанциям для вставок и Накладка «C»-каналы 36 . В предпочтительном варианте гнезда 60 для размещения стопорных штифтов открываются на третьих клейких площадках 9.0190 6 и 10 и на контактных поверхностях оконной рамы уголка.

При использовании арматурного узла по настоящему изобретению и со ссылкой, в частности, на ФИГ. 4, оконное стекло 54 , установленное в оконной раме 50 , 52 , может быть предварительно армировано прочным и прозрачным листом полимерной пленки 58 , причем такая полимерная пленка приклеивается первым слоем клея к внутренняя поверхность окна 54 . После установки пленки 58 можно предварительно установить по паре стопорных штифтов 62 в каждом из углов оконной рамы 50 , 52 , причем такие штифты 62 предпочтительно размещать одновременно, ссылаясь далее на ФИГ. 1-3, чтобы после установки уголка 1 , как показано на фиг. 4, в гнезда 60 входят и могут зацепляться штифты 62 . При конфигурации узла согласно изобретению, как показано на фиг. 4, клейкая прокладка 12 надежно прикрепляет угловую пьесу 1 к пленке 58 и к окну 54 , в то время как адгезионные прокладки 6 и 10 Соответственно, защищают угловую часть 1 10 Соответственно, защищают угловой кусок 1 . 52 .

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения и при условии, что оконная пленка 58 и стопорные штифты 62 были предварительно установлены, как указано и изображено, резиновый клей на основе растворителя 15 могут быть предварительно нанесены на поверхности штифтов 18 и 20 , такие расположения 18 и 20 образуют вторые клеевые слои. После этого вдоль элементов рамы 50 и 52 можно установить прямые отрезки усиливающей накладки 30 . В таких установках резиновый клей 15 , нанесенный на штифты 18 и 20 , изначально действует как смазка, облегчающая скольжение при установке прямых участков «С» каналов 9.0190 36 на штифты 18 и 20 . После затвердевания резинового клея 15 эффект усиления окна прямыми отрезками 30 преимущественно продолжается в углах оконной рамы 50 , 52 , в то время как зацепление штифтов 62 в гнездах усиливается прочность армирования системы на углах за пределами прочности армирования, обеспечиваемой прямыми отрезками 30 . Такие другие углы оконных и рамных компонентов сборки составляют множество вторых углов и угловых деталей, подобных угловой детали 9.0190 1 , которые усиливают эти вторые углы, составляют множество вторых угловых элементов. Соответственно, винты, полностью проходящие через угловые детали 1 , могут быть предусмотрены вместо скрытых внутри комбинаций гнезд и штифтов 62 и 60 . Однако использование таких крепежных винтов с открытой угловой деталью менее желательно, потому что они могут быть замечены грабителем снаружи, который может нежелательным образом обнаружить и понять природу усиленного угла усиленного окна.

При работе узла по настоящему изобретению и при одновременном рассмотрении всех фигур грабитель, находящийся снаружи окна 54 , может попытаться проникнуть внутрь, разбив такое окно. Такой взломщик, увидев декоративные элементы 30 , выступающие по периферии окна 54 , и увидев искусственный скошенный шов 3 углового элемента 1 , может тем самым притянуться или привести к прямому удару по окну . 54 в угловой зоне 70 и около нее, такой взломщик ошибочно полагает, что зона 70 представляет собой слабое место в армирующей системе окна. Усилия по поломке, направленные против угловой зоны 70 из окна 54 , желательно разочарованы механически взаимосвязанными клеящими прокладками 6 , 10 и 12 , Pins 62 , 12 , Pins 62
0 . и 20 и клей 15 .

Несмотря на то, что принципы изобретения были разъяснены в приведенном выше иллюстративном варианте осуществления, специалисты в данной области техники могут вносить изменения в структуру, устройство, части и компоненты изобретения, не отступая от этих принципов. Соответственно, предполагается, что описание и чертежи следует интерпретировать как иллюстративные, а не как ограничивающие, и что объем изобретения соответствует прилагаемой формуле изобретения.

Как соединить стропила крыши беседки

По Винсент Эндрю | Последнее обновление: 16 ноября 2021 г. | Подано в : Сделай сам и как сделать

Строите крышу беседки? Крайне важно правильно стыковать стропила крыши беседки между собой и со стойками. Как лучше всего это сделать без головной боли и без траты часов на выполнение задачи? Читай дальше, чтобы узнать больше.

я Как соединить стропила крыши беседки простым способом

II Как соединить стропила крыши беседки с опорами

III Подведение итогов

Как соединить стропила крыши беседки простым способом

Часто лучший и самый простой способ соединения стропил крыши беседки — это скосить их концы под прямым углом, просверлить направляющие отверстия и зафиксировать их на месте с помощью стяжек и структурных шурупов.

В теории это звучит достаточно просто, но на практике вам, возможно, придется много раз измерять и перепроверять.

В зависимости от типа крыши беседки вам, возможно, придется использовать разные стропила. Например, пирамидальная крыша может иметь четыре длинных вальмовых стропила, опирающихся на кольцевую балку или непосредственно на ножки беседки. Он также может иметь несколько меньших стропил, известных как нарожники, которые соединяются боком с вальмовыми стропилами на одном конце и кольцевой балкой на другом.

Итак, лучше всего адаптировать к вашему дизайну инструкции и советы, которыми мы с вами поделимся.

Примечание: Вы строите беседку с нуля или собираете ее? Готовые беседки поставляются со своей собственной системой сборки стропил, и лучше ее придерживаться. Наш гид посвящен самодельным беседкам.

Необходимые материалы и инструменты

  • Стяжки и/или стропильные металлические пластины
  • Шурупы с гвоздями
  • Духовный уровень
  • Маркер
  • Краска (дополнительно)
  • Пила
  • Внешние винты
  • Накладка (дополнительно)
  • Отделочные гвозди (дополнительно)
  • Торцовочная пила
  • Электролобзик
  • Электрическая отвертка с насадками для направляющих отверстий

Шаг 1 – Обрежьте стропила под углом

Вы можете использовать спиртовой уровень, чтобы отметить угол скоса, чтобы убедиться, что стропила хорошо подходят друг к другу.

Срез под углом 45 градусов или по вашим меркам. В зависимости от уклона и размера крыши, вам, возможно, придется отрегулировать этот угол.

Примечание: Если вы строите крышу беседки по плану, следуйте рекомендациям по угловому срезу стропил.

Шаг 2. Просверлите отверстия для винтов

После обрезки стропил с одной стороны просверлите направляющие отверстия под углом, чтобы предотвратить расщепление древесины. Это также поможет вам избежать жестких суставов.

Шаг 3. Сделайте надрезы для птичьего рта

Для двускатной крыши с кольцевой балкой необходимо сделать косые врезы на одном конце стропил и врезы на другом конце.

Прорези

Birdsmouth позволяют стропилам прочно сидеть на кольцевой балке. Они обеспечивают поддержку, гарантируя, что стропила выдержат вес, давит на крышу.

Конкретный угол и размер надрезов «птичий рот» зависят от плана, которому вы следуете. Размер крыши, древесина, которую вы используете, и другие факторы играют в этом роль.

Если вы не следуете плану, используйте спиртовой уровень и маркер, чтобы отметить древесину для резки. Потратьте столько времени, сколько вам нужно, на эту часть, так как правильный разрез птичьего рта имеет решающее значение для устойчивости крыши вашей беседки.

Изображение предоставлено h3ouse

Шаг 4. Прикрепите стропила к центральной стойке (необязательно)

Если в вашей беседке есть шкворень или центральная стойка, к ней придется прикрепить один конец стропил.

Присоедините вальмовые стропила к шкворню с помощью шурупов с гвоздями. Надежно закрепите их, убедившись, что стойка шкворня достаточно устойчива, чтобы выдержать их вес. Если у вас есть сомнения, подкрепите их.

Шаг 5 – Используйте стяжки для стропил и/или металлические пластины

Соедините стропила стяжками и структурными винтами для дополнительной поддержки и устойчивости.

Стяжки

— это самый простой способ соединения стропил, если только ваша беседка не имеет самонесущего конька. Стяжки для стропил бывают разных форм и размеров для всех пород дерева. Их можно найти в магазинах для рукоделия.

Поместите стропильные анкеры между стропилами и привинтите их. Вам понадобится как минимум еще одна пара рук, чтобы помочь вам. И лестница, чтобы добраться до стропильных связей.

В зависимости от типа крыши беседки, которую вы строите, вы также можете использовать накладные металлические пластины для усиления соединений стропил. Не беспокойтесь, если металлические пластины будут торчать. Вы можете покрасить их, чтобы они гармонировали с деревом, прежде чем укладывать черепицу.

Обязательно выровняйте стропила с обоих концов, прежде чем прикреплять их к верхнему коньку.

Шаг 6 – Добавьте накладку

В некоторых случаях вы также можете добавить некоторую обрезку, если нижние концы стропил неуклюже выступают. Прикрепите обрезь к концам стропил финишными гвоздями.

Как соединить стропила крыши беседки с опорами

Хотя иногда можно использовать стропильные стяжки или металлические пластины для крепления стропил непосредственно к стойкам, это может привести к чрезмерному усилию на опоры. Вес крыши может быть слишком велик, чтобы ноги могли нести ее напрямую, даже если вы закрепите их цементом.

В большинстве случаев самый простой способ соединения стропил крыши беседки с опорами — крепление стропил к кольцевому брусу. Квадратные, прямоугольные, шестиугольные или восьмиугольные беседки обычно имеют кольцевую балку, которая опирается на стойки-столбы.

Вот несколько сценариев и что вы можете сделать.

  • Готовые деревянные беседки, которые можно собрать в домашних условиях, часто имеют стропила с насечкой «птичий рот». Поместите эту выемку на угол кольцевой балки и закрепите на месте с помощью винтов. Сначала обязательно просверлите направляющее отверстие под углом.
  • Если на концах ваших стропил нет надрезов, вы можете использовать пилу, чтобы сделать их. Это стоит проблем. Крепление стропил к кольцевому брусу — самый простой и безопасный способ соединения стропил крыши беседки с опорами.
  • Если концы стропил плотно упираются в кольцевую балку из-за угла наклона крыши, то можно обойтись и без пазов. Тем не менее, обязательно используйте стропильные стяжки или металлические пластины, чтобы закрепить их на месте. Он укрепит крышу и поддержит ее против силы ветра и тяжести снега.

Обертка

Соединение стропил беседки друг с другом и с опорами становится намного проще, если вы используете стропильные стяжки, металлические пластины и пазы. Если вы будете следовать плану беседки, он точно скажет вам, под каким углом делать разрезы. Если вы не следуете плану, аккуратно измерьте, отметьте и отрежьте. Таким образом, вы построите прочную крышу беседки, которая прослужит долго.

Сохранить этот пин-код на потом

Post Tagged:

  • Сделай сам
  • Беседка

Рекомендуемое чтение

Портальные рамы — SteelConstruction.info

Портальные рамы, как правило, представляют собой малоэтажные конструкции, состоящие из колонн и горизонтальных или скатных стропил, соединенных моментными соединениями. Сопротивление боковым и вертикальным воздействиям обеспечивается жесткостью соединений и жесткостью элементов на изгиб, которая увеличивается за счет подходящего вута или углубления стропильных секций. Эта форма непрерывной рамной конструкции устойчива в своей плоскости и обеспечивает чистый пролет, которому не препятствуют связи. Портальные рамы очень распространены, фактически 50% конструкционной стали, используемой в Великобритании, используется для изготовления портальных рам. Они очень эффективны для ограждения больших объемов, поэтому их часто используют для промышленных, складских, торговых и коммерческих целей, а также для сельскохозяйственных целей. В этой статье описываются анатомия и различные типы портальной рамы, а также основные аспекты дизайна.

 

Многопролетная портальная рама в процессе строительства

Содержимое

  • 1 Внешний вид типовой портальной рамы
  • 2 Типа портальных рам
  • 3 Особенности конструкции
    • 3. 1 Выбор материала и сечения
    • 3.2 Размеры рамы
      • 3.2.1 Пролет и высота в свету
      • 3.2.2 Основная рама
      • 3.2.3 Размеры вута
      • 3.2.4 Положения удерживающих устройств
  • 4 Действия
    • 4.1 Постоянные действия
      • 4.1.1 Эксплуатационные нагрузки
    • 4.2 Переменные действия
      • 4.2.1 Нагрузки на крышу
      • 4.2.2 Снеговые нагрузки
      • 4.2.3 Воздействие ветра
      • 4.2.4 Действия крана
      • 4.2.5 Случайные действия
      • 4.2.6 Надежность
      • 4.2.7 Пожар
    • 4.3 Комбинации действий
  • 5 Анализ кадров в ULS
    • 5.1 Анализ пластика
    • 5.2 Расчет упругости
  • 6 Устойчивость рамы в плоскости
    • 6.1 Эффекты второго порядка
    • 6.2 Анализ первого и второго порядка
    • 6.3 Расчет α cr
    • 6.4 Чувствительность к влиянию деформированной геометрии
  • 7 Дизайн
    • 7. 1 Сопротивление поперечного сечения
    • 7.2 Стабильность стержня
    • 7.3 Конструкция и устойчивость стропил
      • 7.3.1 Внеплоскостная устойчивость
      • 7.3.2 Комбинация гравитационных действий
      • 7.3.3 Состояние подъема
      • 7.3.4 Устойчивость в плоскости
    • 7.4 Конструкция и устойчивость колонны
      • 7.4.1 Устойчивость вне плоскости
      • 7.4.2 Устойчивость в плоскости
  • 8 Распорки
    • 8.1 Вертикальная распорка
      • 8.1.1 Портальные отсеки
      • 8.1.2 Распорки для удержания продольных нагрузок от кранов
    • 8.2 Раскосы в плане
      • 8.2.1 Ограничитель внутренних фланцев
  • 9 Соединения
    • 9.1 Основания колонн
  • 10 Каталожные номера
  • 11 Дополнительная литература
  • 12 ресурсов
  • 13 См. также
  • 14 Внешние ссылки
  • 15 циклов в день

[вверх] Анатомия типичной портальной рамы

 

Основные элементы здания с портальным каркасом

Здание с портальным каркасом состоит из ряда поперечных рам, скрепленных продольными связями. Основные металлоконструкции состоят из колонн и стропил, образующих рамы портала, и связей. Торцевая рама (фронтонная рама) может представлять собой либо портальную раму, либо раскосную конструкцию из колонн и стропил.

Легкая вспомогательная стальная конструкция состоит из боковых балок для стен и прогонов для крыши. Вторичная стальная конструкция поддерживает ограждающую конструкцию здания, но также играет важную роль в сдерживании основной стальной конструкции.

Обшивка крыши и стен отделяет закрытое пространство от внешней среды, а также обеспечивает тепло- и звукоизоляцию. Конструктивная роль обшивки заключается в передаче нагрузок на второстепенные стальные конструкции, а также в удержании полки прогона или рельса, к которым она прикреплена.

 

Разрез, показывающий раму портала и ее ограничители

Конструкции с рамой портала – обзор

[наверх]Типы портальных рам

Можно построить множество различных форм порталов. Типы рам, описанные ниже, дают обзор типов конструкции портала с иллюстрацией типичных особенностей. Эта информация предоставляет только типичные детали и не предназначена для наложения каких-либо ограничений на использование какой-либо конкретной структурной формы.

Симметричная портальная рама для скатной крыши

Обычно изготавливается из профилей UB со значительной частью карниза, которая может быть вырезана из катаного профиля или изготовлена ​​из листа. От 25 до 35 м являются наиболее эффективными пролетами.

Симметричная портальная рама для скатной крыши
Lancashire Waste Development

Каркас портала с внутренним антресольным этажом

Офисные помещения часто предоставляются в портальной конструкции с использованием антресольного этажа частичной ширины.
Оценка устойчивости рамы должна включать влияние мезонина; руководство дано в SCI P292.

Каркас портала с внутренним антресольным этажом
Центр здоровья Waters Meeting, Болтон
(Изображение предоставлено BD Structures Ltd. и Kloeckner Metals UK Westok)

Рама портала крана с кронштейнами колонн

Если требуется мостовой кран относительно небольшой грузоподъемности (скажем, до 20 тонн), к колоннам можно прикрепить кронштейны для поддержки крановых рельсов. Для уменьшения прогиба карниза может потребоваться использование стяжек или жестких оснований колонн.
Распространение рамы на уровне крановых рельсов может иметь решающее значение для работы крана; требования должны быть согласованы с заказчиком и с изготовителем крана.


Связанная рама портала

В связанной портальной раме уменьшаются горизонтальные перемещения карниза и изгибающие моменты в колоннах и стропилах. Стяжка может быть полезна для ограничения разброса в конструкции, поддерживающей кран.
Высокие осевые усилия, возникающие в раме при использовании стяжки, требуют использования программного обеспечения второго порядка при анализе этой формы рамы.


Односкатная рама портала

Односкатная портальная рама обычно выбирается для небольших пролетов или из-за ее близости к другим зданиям. Это простой вариант каркаса портала скатной крыши, который, как правило, используется для небольших зданий (пролетом до 15 м).


Фиксированная рама портала

Если пролет портальной рамы большой и нет необходимости обеспечивать чистый пролет, можно использовать портальную раму с подпорками для уменьшения размера стропил, а также горизонтального сдвига фундамента.

Опорная портальная рама
Завод по розливу в бутылки, Hemswell
(Изображение предоставлено Metsec plc)

Каркас мансардного портала

Каркас мансардного портала может использоваться там, где требуется большая высота в свету в середине пролета, но высота карниза здания должна быть минимизирована.


Каркас портала изогнутых стропил

Портальные рамы могут быть построены с использованием криволинейных стропил, в основном по архитектурным соображениям. Из-за транспортных ограничений для стропил длиной более 20 м могут потребоваться соединения, которые должны быть тщательно проработаны по архитектурным соображениям.
Изогнутый элемент часто моделируется для анализа как ряд прямых элементов. Рекомендации по устойчивости криволинейных стропил в портальных рамах приведены в SCI P281.
В качестве альтернативы стропила могут быть изготовлены в виде ряда прямых элементов. Для достижения криволинейного внешнего профиля необходимо предусмотреть планки прогонов разной высоты.


Каркас портала сотовой балки

Стропила могут быть изготовлены из ячеистых балок по эстетическим соображениям или при обеспечении длинных пролетов. Там, где транспортные ограничения налагают требования к соединениям, они должны быть тщательно детализированы, чтобы сохранить архитектурные особенности.
Используемые секции не могут развивать пластические шарниры в поперечном сечении, поэтому используется только эластичная конструкция.

Портальная рама из сотовых балок
Садовый центр Hayes
(Изображение предоставлено Kloeckner Metals UK Westok)

[top]Соображения по проектированию

При проектировании и строительстве любой конструкции на каждом этапе процесса проектирования необходимо учитывать большое количество взаимосвязанных проектных требований. Последующее обсуждение процесса проектирования и его составных частей предназначено для того, чтобы дать проектировщику понимание взаимосвязи различных элементов конструкции с ее окончательным построением, чтобы решения, необходимые на каждом этапе, могли быть приняты с пониманием. их последствий.

[наверх] Выбор материала и профиля

Стальные профили, используемые в конструкциях портальных рам, обычно изготавливаются из стали марки S355.

В пластиковых портальных рамах пластиковые секции класса 1 должны использоваться в шарнирах, которые вращаются, компактные секции класса 2 могут использоваться в других местах.

[верх]Размеры рамы

 

Размеры, используемые для анализа и четких внутренних размеров

Важным решением на этапе концептуального проектирования является общая высота и ширина рамы, чтобы обеспечить адекватные четкие внутренние размеры и достаточный зазор для внутренних функций здания.

[top]Пролет и высота в свету

Пролет и высота в свету, требуемые клиентом, являются ключевыми для определения размеров, которые будут использоваться в проекте, и должны быть установлены на ранней стадии процесса проектирования. Требованием клиента, вероятно, будет расстояние в свету между полками двух колонн, поэтому пролет будет больше на глубину сечения. Любые требования к кирпичной или блочной кладке вокруг колонн должны быть установлены, так как это может повлиять на расчетный пролет.

Если указана внутренняя высота в свету, ее обычно измеряют от уровня чистового пола до нижней стороны вута или подвесного потолка, если они имеются.

[вверх]Основная рама

Главные (портальные) рамы, как правило, изготавливаются из профилей UB со значительной карнизной секцией, которая может быть вырезана из прокатного профиля или изготовлена ​​из листа. Типичная рама характеризуется:

  • Пролет от 15 до 50 м
  • Высота в чистоте (от верха пола до нижней части вута) от 5 до 12 м
  • Уклон крыши от 5° до 10° (обычно принимается 6°)
  • Расстояние между рамами от 6 до 8 м
  • Ветки в стропилах на карнизе и вершине
  • Коэффициент жесткости между секцией колонны и стропила примерно 1,5
  • Легкие прогоны и боковые поручни
  • Узкие диагональные связи от некоторых прогонов и боковых балок для фиксации внутреннего фланца рамы в определенных местах.
[вверх]Размеры бедра
 

Типовой вут с ограничителями

Использование вута на карнизе уменьшает требуемую глубину стропила за счет увеличения сопротивления моменту элемента, где приложенные моменты самые высокие. Задняя часть также увеличивает жесткость рамы, уменьшая прогибы и облегчая эффективное болтовое соединение.

Веток карниза обычно вырезается из катаного профиля того же размера, что и стропило, или из прокатного профиля чуть большего размера, и приваривается к нижней стороне стропила. Длина карниза обычно составляет 10% от пролета рамы. Длина бедра обычно означает, что момент сжатия на конце бедра примерно равен наибольшему моменту провисания вблизи вершины. Глубина от оси стропила до нижней стороны вута составляет примерно 2% пролета.

Верхний веток может быть вырезан из катаного профиля – часто того же размера, что и стропило, или изготовлен из пластины. Вершина вута обычно не моделируется при расчете рамы и используется только для облегчения болтового соединения.

[вверх]Места фиксации
 

Общее расположение защемлений внутренней полки

При первоначальном проектировании стропильные элементы обычно выбираются в соответствии с их сопротивлением поперечному сечению изгибающему моменту и осевой нагрузке. На более поздних этапах проектирования необходимо проверить устойчивость к продольному изгибу и разумно расположить ограничители.

Сопротивление продольному изгибу, вероятно, будет иметь большее значение при выборе размера колонны, поскольку обычно существует меньше возможностей для размещения рельсов в соответствии с проектными требованиями; положение рельса может быть продиктовано дверями или окнами на высоте.

Если введение промежуточных поперечных связей в колонну невозможно, первоначальный выбор размера сечения будет определяться сопротивлением продольному изгибу. Поэтому важно определить на этой ранней стадии, можно ли использовать боковые поручни для ограничения колонн. Только непрерывные боковые поручни эффективны в обеспечении удержания. Боковые поручни, прерываемые (например) рольставнями, не могут считаться обеспечивающими достаточное сдерживание.

Если сжатая полка стропила или колонны не закреплена прогонами и боковыми балками, в определенных местах может быть обеспечено ограничение колонны и стропильных ног до внутренней полки.

[наверх] Действия

Рекомендации по действиям можно найти в BS EN 1991 [1] , а по комбинациям действий — в BS EN 1990 [2] . Важно обратиться к Национальному приложению Великобритании за соответствующей частью Еврокода для конструкций, которые будут построены в Великобритании.

[наверх]Постоянные воздействия

Постоянные воздействия – это собственный вес конструкции, вспомогательных металлоконструкций и облицовки. По возможности удельный вес материалов должен быть получен из данных производителей. Если информация недоступна, ее можно определить по данным BS EN 1991-1-1 [3] .

[наверх]Эксплуатационные нагрузки

Эксплуатационные нагрузки сильно различаются в зависимости от использования здания. В портальных рамах могут возникать большие точечные нагрузки от подвесных мостков, вентиляционных установок и т. д. Необходимо тщательно продумать, где требуются дополнительные меры, так как отдельные элементы установки должны обрабатываться индивидуально.

В зависимости от использования здания и от того, требуются ли спринклеры, обычно принимается рабочая нагрузка 0,1–0,25 кН/м 2 на плане по всей площади крыши.

[вверх]Переменные воздействия

[вверх]Приложенные нагрузки на крышу
Приведенные нагрузки на крыши
Скат крыши, α q k (кН/м²)
α < 30° 0,6
30° < α < 60° 0,6[60 — α )/30]
α > 60° 0

Прикладываемые нагрузки на крыши приведены в NA UK согласно BS EN 1991-1-1 [4] и зависят от уклона крыши. Дана точечная нагрузка, Q k , которая используется для локальной проверки материалов крыши и креплений, и равномерно распределенная нагрузка, q k , для вертикального нанесения. Нагрузка для крыш, недоступных, кроме как для обычного обслуживания и ремонта, указана в таблице справа.

Следует отметить, что нагрузки на кровлю не должны сочетаться ни со снегом, ни с ветром.

[наверх]Снеговые нагрузки

Снежные нагрузки иногда могут быть преобладающей гравитационной нагрузкой. Их значение следует определять из BS EN 1991-1-3 [5] и национального приложения Великобритании [6] – определение снеговых нагрузок описано в главе 3 Руководства для проектировщиков стали.

Любые условия смещения должны быть учтены не только в конструкции самой рамы, но и в конструкции прогонов, поддерживающих кровельное покрытие. Интенсивность нагрузки в месте максимального сноса часто превышает базовую минимальную равномерную снеговую нагрузку. Основные производители прогонов упростили расчет выносной нагрузки и соответствующую конструкцию прогонов, большинство из которых предлагают бесплатное программное обеспечение для быстрого проектирования.

[вверх]Ветровые воздействия

Ветровые воздействия в Великобритании следует определять с использованием BS EN 1991-1-4 [7] и Национальное приложение Великобритании [8] . Этот Еврокод предоставляет широкие возможности для национальных корректировок, и поэтому его приложение является существенным документом.

Ветровые воздействия по своей природе сложны и могут повлиять на окончательный дизайн большинства зданий. Проектировщик должен сделать тщательный выбор между строгой комплексной оценкой воздействия ветра и использованием упрощений, которые упрощают процесс проектирования, но делают нагрузки более консервативными. Бесплатное программное обеспечение для определения давления ветра доступно у производителей прогонов.

Дополнительные рекомендации см. в главе 3 Руководства проектировщика стали и SCI P394.

Калькулятор ветровой нагрузки

[вверх] Действия крана
 

Козловые балки, несущие мостовой кран

Наиболее распространенной формой крана является мостовой кран, работающий на балках, поддерживаемых колоннами. Балки крепятся на консольных кронштейнах или, в более тяжелых случаях, на двойных колоннах.

В дополнение к собственному весу кранов и их нагрузок необходимо учитывать эффекты ускорения и замедления. Для простых кранов это квазистатический подход с усиленными нагрузками.

Для тяжелых, высокоскоростных или составных кранов допуски должны быть специально рассчитаны со ссылкой на производителя.

[наверх]Аварийные воздействия

Общие расчетные ситуации, которые рассматриваются как аварийные расчетные ситуации:

  • Поземка, определяемая по приложению Б БС ЕН 1991-1-3 [5]
  • Открытие доминирующего проема, который, как предполагалось, был закрыт в ULS


Каждый проект должен быть индивидуально оценен на предмет вероятности воздействия на конструкцию каких-либо других случайных воздействий.

[top]Надежность

Требования к надежности разработаны для обеспечения того, чтобы любое разрушение конструкции не было непропорциональным причине. BS EN 1990 [2] устанавливает требования к проектированию и строительству прочных зданий, чтобы избежать непропорционального обрушения в случайных расчетных ситуациях. В стандарте BS EN 1991-1-7 [9] приводится подробная информация о том, как должно выполняться это требование.

Для многих портальных рамных конструкций не требуется специальных положений, чтобы удовлетворить требования прочности, установленные Еврокодом.

Для получения дополнительной информации о надежности см. SCI P391.

[вверх]Пожар
 

Механизм обрушения портала с навесом в условиях пожара, граничные условия на линиях сетки 2 и 3.

В Соединенном Королевстве конструкционная сталь в одноэтажных зданиях обычно не требует огнестойкости. Наиболее распространенная ситуация, в которой требуется противопожарная защита металлоконструкций, — это предотвращение распространения огня на соседние здания, известное как граничное условие. Существует небольшое количество других, редких случаев, например, по требованию страховой компании, когда может потребоваться структурная противопожарная защита.

Когда рама портала находится близко к границе, существует несколько требований, направленных на прекращение распространения огня за счет сохранения границы неповрежденной:

  • Использование огнестойкой облицовки
  • Нанесение огнезащиты на сталь до нижней стороны вута
  • Предоставление основания, несущего момент (так как предполагается, что в условиях пожара стропила входят в контактную сеть)


Подробные рекомендации доступны в SCI P313.

[наверх] Комбинации действий

BS EN 1990 [2] содержит правила для установления комбинаций действий со значениями соответствующих факторов, приведенными в Национальном приложении Великобритании [10] . BS EN 1990 [2] охватывает как предельное состояние по предельной прочности (ULS), так и предельное состояние по пригодности к эксплуатации (SLS), хотя для SLS далее делается ссылка на коды материалов (например, BS EN 1993-1-1 [11 ] для стальных конструкций), чтобы определить, какое выражение следует использовать и какие пределы SLS следует соблюдать.

Следует учитывать все комбинации действий, которые могут происходить вместе, однако, если определенные действия нельзя применять одновременно, их не следует комбинировать.

Руководство по применению правил Еврокода в отношении комбинаций действий можно найти в SCI P362 и, в частности, для портальных рам, в SCI P399.

[наверх]Анализ рамы в ULS

В предельном состоянии (ULS) методы анализа рамы в целом делятся на два типа: анализ упругости и анализ пластичности.

[вверх]Пластический анализ
 

Диаграмма изгибающего момента, полученная в результате пластического анализа симметричной портальной рамы при симметричной нагрузке

Термин пластический анализ используется для обозначения как жестко-пластического, так и упруго-пластического анализа. Пластический анализ обычно приводит к более экономичной раме, поскольку он допускает относительно большое перераспределение изгибающих моментов по всей раме из-за пластических поворотов шарнира. Эти повороты пластического шарнира происходят на участках, где изгибающий момент достигает пластического момента или сопротивления поперечного сечения при нагрузках ниже полной нагрузки ULS.

Обычно считается, что повороты локализованы в «пластических шарнирах» и позволяют мобилизовать возможности малоиспользуемых частей рамы. По этой причине элементы, в которых могут возникать пластические шарниры, должны быть секциями класса 1, способными выдерживать повороты. №

На рисунке показаны типичные места образования пластиковых петель в раме портала. Два шарнира приводят к разрушению, но в проиллюстрированном примере из-за симметрии проектировщикам необходимо учитывать все возможные места расположения шарниров.

[top]Анализ упругости

Типичная диаграмма изгибающего момента, полученная в результате расчета упругости рамы с шарнирными основаниями, показана на рисунке ниже. В этом случае максимальный момент (на карнизе) выше рассчитанного по пластическому анализу. И колонна, и бедро должны быть рассчитаны на эти большие изгибающие моменты.

В тех случаях, когда прогибы (SLS) определяют конструкцию, использование анализа пластичности для ULS может быть бесполезным. Если для контроля прогибов выбраны более жесткие секции, то вполне возможно, что пластические шарниры не образуются и рама остается упругой при ULS.

[top]Плоскостная устойчивость рамы

Когда любая рама нагружена, она прогибается, и ее форма под нагрузкой отличается от недеформированной формы. Отклонение имеет ряд эффектов:

  • Вертикальные нагрузки эксцентричны по отношению к основаниям, что приводит к дальнейшему отклонению
  • Вершина опускается, уменьшая выгибание
  • Элементы кривой приложенных моментов; Осевое сжатие в изогнутых элементах вызывает увеличение кривизны (что может восприниматься как снижение жесткости).


Взятые вместе, эти эффекты означают, что рама менее стабильна (ближе к коллапсу), чем предполагает анализ первого порядка. Цель оценки стабильности рамы состоит в том, чтобы определить, является ли разница значимой.

[вверх]Эффекты второго порядка
 

Эффекты P-δ и P-Δ в портальной раме

Описанные выше геометрические эффекты являются эффектами второго порядка, и их не следует путать с нелинейным поведением материалов. Как показано на рисунке, существует две категории эффектов второго порядка:

  • Эффекты смещения пересечений стержней, обычно называемые эффектами P-Δ. BS EN 1993-1-1 [11] описывает это как эффект деформированной геометрии.
  • Эффекты прогибов по длине элементов, обычно называемые эффектами P-δ.


Анализ второго порядка — это термин, используемый для описания методов анализа, в которых эффекты увеличения прогиба при возрастающей нагрузке явно учитываются в решении, так что результаты включают эффекты P-δ и P-Δ.

[вверх]Анализ первого и второго порядка

Для пластического анализа рам или упругого анализа рам выбор анализа первого или второго порядка зависит от гибкости рамы в плоскости , характеризуемый расчетом фактора α cr .

[вверх] Расчет
α cr

Влияние деформированной геометрии (эффекты P-Δ) оценивается в BS EN 1993–1–1 [11] путем вычисления коэффициента α cr , определяемого как:

где:

F cr — упругая критическая нагрузка потери устойчивости для режима глобальной нестабильности, основанная на начальных упругих жесткостях.

F Ed – расчетная нагрузка на конструкцию.

α cr можно найти с помощью программного обеспечения или с помощью аппроксимации (выражение 5.2 из BS EN 1993-1-1 [11] ), если рама соответствует определенным геометрическим ограничениям и осевой силе в стропиле не является «значительным». В Еврокоде даны правила для определения того, когда осевая сила значительна. Когда фрейм выходит за указанные пределы, как в случае очень многих ортодоксальных фреймов, упрощенное выражение использовать нельзя. В этих обстоятельствах можно использовать альтернативное выражение для расчета приблизительного значения 9. 0609 α cr , именуемый α cr,est . Более подробная информация приведена в SCI P399.

[наверх]Чувствительность к влиянию деформированной геометрии

Ограничения на использование анализа первого порядка определены в BS EN 1993–1–1 [11] , раздел 5.2.1 (3) и Великобритании Национальное приложение [12] Раздел NA.2.9 как:

Для анализа упругости: α cr ≥ 10

Для анализа пластичности:

9


при условии, что:

b) h r satisfies the criterion: ( h r / s a ) 2 + ( h r / s b ) 2 ≤ 0,5 в котором s a и s b — расстояния по горизонтали от вершины до колонн. Для симметричной рамы это выражение упрощается до h r ≤ 0,25 L .

  • α cr ≥ 10 для комбинаций с гравитационным нагружением с несовершенством каркаса для облицовочных конструкций при условии, что не учитываются эффекты жесткости каменных заполнений стеновых панелей или диафрагм из профилированного стального листа

[вверх]Конструкция

После завершения анализа с учетом эффектов второго порядка, если необходимо, элементы рамы должны быть проверены.

Должны быть проверены как сопротивление поперечному сечению, так и сопротивление продольному изгибу элементов. Потеря устойчивости элементов в плоскости (с использованием выражения 6.61 стандарта BS EN 1993-1-1 [11] ) не требуется проверять, поскольку считается, что общий анализ учитывает все существенные эффекты в плоскости. SCI P399 определяет вероятные критические зоны для проверки участников. SCI P397 содержит числовые примеры проверок элементов.

[вверх] Сопротивление поперечному сечению

Должны быть проверены сопротивление элемента изгибу, осевому сопротивлению и сдвигу. Если поперечная или осевая сила высока, сопротивление изгибу снижается, поэтому необходимо проверить комбинированное усилие сдвига и изгибающее, осевое усилие и сопротивление изгибу. В типичных портальных рамах ни поперечная сила, ни осевая нагрузка не являются достаточно высокими, чтобы уменьшить сопротивление изгибу. Когда портальная рама образует пояс системы связей, осевая нагрузка на стропила может быть значительной, и это сочетание действий должно быть проверено.

Хотя все сечения должны быть проверены, вероятные ключевые точки находятся в положениях максимального изгибающего момента:

  • В стойке на нижней стороне бедра
  • В стропиле на остром конце вута
  • В стропиле в месте максимального провисания рядом с вершиной.
[вверх]Стабильность элемента
 

Схематическое изображение стропила портальной рамы

На рисунке показано схематическое изображение проблем, которые необходимо решить при рассмотрении устойчивости элемента внутри портальной рамы, в данном примере стропила между карнизом и вершиной. Следует отметить следующие моменты:

  • Прогоны обеспечивают промежуточное боковое крепление одной полки. В зависимости от диаграммы изгибающего момента это может быть фланец на растяжение или на сжатие
  • Ограничители внутреннего фланца могут быть предусмотрены в местах прогонов, создавая в этом месте ограничители кручения.


В плоскости проверки потери устойчивости стержня не требуются, так как общий анализ учитывает все существенные эффекты в плоскости. В анализе учтены любые значительные эффекты второго порядка, а дефекты рамы обычно учитываются путем включения в анализ эквивалентной горизонтальной силы. Влияние несовершенств стержня в плоскости достаточно мало, чтобы им можно было пренебречь.

Поскольку в стропильной балке портального каркаса нет моментов малой оси, выражение 6.62 упрощается до:

[вверх]Конструкция и устойчивость стропил

В плоскости рамы стропила подвержены высоким изгибающим моментам, которые варьируются от максимального «захватывающего» момента в месте соединения с колонной до минимального провисающего момента вблизи вершины. Сжатие вводится в стропила за счет воздействий, прикладываемых к каркасу. Стропила не подвержены малым осевым моментам. Оптимальная конструкция стропил портального каркаса обычно достигается применением:

  • Поперечное сечение с высоким отношением I yy к I zz , которое соответствует требованиям класса 1 или 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии.
  • Веток, выступающий из колонны примерно на 10 % пролета рамы. Как правило, это означает, что максимальные моменты прогиба и провисания по длине простого стропила имеют одинаковую величину.
[top]Устойчивость вне плоскости

Прогоны, прикрепленные к верхней полке стропила, обеспечивают устойчивость элемента несколькими способами:

  • Прямое боковое закрепление, когда внешний фланец сжимается
  • Промежуточное боковое закрепление к растянутому фланцу между торсионными креплениями, когда внешний фланец растянут
  • Скручивание и поперечное ограничение стропила, когда прогон крепится к растянутой полке и используется вместе со стропильными стойками к сжатой полке.


Сначала выполняются проверки вне плоскости, чтобы убедиться, что ограничители расположены в соответствующих положениях и на соответствующем расстоянии.

[вверх] Гравитационное сочетание действий
 

Типовое расположение прогонов и стропильных ног для комбинированного действия силы тяжести

На рисунке показано типичное распределение моментов для комбинированного действия силы тяжести, типичные положения прогонов и креплений, а также зоны устойчивости, которые упоминаются далее.

Прогоны обычно размещаются на расстоянии до 1,8 м, но это расстояние может потребоваться уменьшить в областях с высоким моментом вблизи карниза.

В зоне A нижний фланец вута сжимается. Проверки устойчивости усложняются из-за изменения геометрии на бедре. Нижняя полка частично или полностью сжата по всей длине зоны B. В зоне C прогоны обеспечивают боковое ограничение верхней (сжатой) полки.

Выбор соответствующей чеки зависит от наличия пластического шарнира, формы диаграммы изгибающих моментов и геометрии сечения (три полки или две полки). Цель проверок состоит в том, чтобы обеспечить достаточные ограничения для обеспечения устойчивости стропила вне плоскости.

Подробные сведения о проверке устойчивости вне плоскости можно найти в SCI P399.

[наверх]Условие подъема
 

Типовое расположение прогонов и стропильных ног в поднятом состоянии

В поднятом состоянии верхняя полка вута будет сжата и будет удерживаться прогонами. Моменты и осевые силы меньше, чем в комбинации с гравитационной нагрузкой. Так как бедро устойчиво в гравитационном сочетании действий, то оно, безусловно, будет таковым и в поднятом состоянии, по крайней мере, так же сдержанным, и при уменьшенных нагрузках.

В зоне F прогоны не будут удерживать нижнюю полку, которая находится в сжатом состоянии.

Стропила должны быть проверены между торсионными ограничениями. Торсионное ограничение, как правило, устанавливается рядом с вершиной. Стропила могут быть устойчивыми между этой точкой и фактическим защемлением в точке обратного изгиба, поскольку моменты, как правило, невелики в комбинации поднятия. Если стропило не устойчиво на этой длине, следует ввести дополнительные ограничения на кручение и проверить каждую длину стропила.

[вверх]Плоскостная устойчивость

Проверки стропил в плоскости не требуются, так как в общем анализе учтены все существенные эффекты в плоскости.

[вверх]Конструкция и устойчивость колонны

 

Типовая колонна портальной рамы с пластиковым шарниром на нижней стороне вута

Наиболее нагруженная часть стропила усилена вутом. Напротив, колонна подвергается аналогичному изгибающему моменту в нижней части вута, но без какого-либо дополнительного усиления.

Оптимальная конструкция большинства колонн обычно достигается за счет использования:

  • Поперечное сечение с высоким отношением I yy к I zz , которое соответствует классу 1 или классу 2 при комбинированном изгибе по главной оси и осевом сжатии
  • Модуль пластического сечения примерно на 50% больше, чем у стропила.


Размер колонны, как правило, определяется на этапе предварительного проектирования на основе требуемой прочности на изгиб и сжатие.

Независимо от конструкции рамы, пластичной или упругой, на нижней стороне вута всегда должен быть предусмотрен ограничитель кручения. Это может быть боковая направляющая, расположенная на этом уровне, или каким-либо другим способом. Могут потребоваться дополнительные ограничители кручения между нижней стороной вута и основанием колонны, поскольку боковые поручни прикреплены к (внешнему) растянутому фланцу; если не предусмотрены ограничения, внутренний компрессионный фланец не ограничен. Нельзя полагаться на то, что боковая направляющая, которая не является непрерывной (например, прерывается промышленными дверями), обеспечивает адекватное сдерживание. Сечение колонны может потребоваться увеличить, если нельзя обеспечить промежуточные ограничения для сжатой полки.

Наличие пластиковой петли зависит от нагрузки, геометрии и выбора сечения колонн и стропил. Аналогично стропилу, необходимо проверить устойчивость вне плоскости.

[вверх] Устойчивость вне плоскости

Если на нижней стороне вута имеется пластиковый шарнир, расстояние до соседнего ограничителя кручения должно быть меньше предельного расстояния L м , как указано BS EN 1993-1-1 [11] Пункт BB.3.1.1.

Можно продемонстрировать, что ограничение кручения не требуется на боковой балке, непосредственно примыкающей к шарниру, но может быть предусмотрено на некотором большем расстоянии. В этом случае будут промежуточные боковые связи между торсионными связями.

Если невозможно проверить устойчивость между торсионными ограничителями, может потребоваться введение дополнительных торсионных ограничителей. Если нет возможности предусмотреть дополнительные промежуточные крепления, размер элемента необходимо увеличить.

Во всех случаях в пределах L м пластиковой петли должен быть предусмотрен боковой упор.

Когда рама поднимается, момент колонны меняется на противоположный. Изгибающие моменты, как правило, будут значительно меньше, чем при сочетаниях гравитационных нагрузок, и колонна, вероятно, останется эластичной.

[наверх]Стабильность в плоскости

Никаких проверок колонн в плоскости не требуется, так как все существенные эффекты в плоскости были учтены в общем анализе.

[верх]Распорка

 

Распорки в раме портала
(Изображение предоставлено William Haley Engineering Ltd.)

Распорки необходимы для сопротивления продольным нагрузкам, вызванным ветром и кранами, а также для удержания элементов.

Полые профили обычно используются в качестве распорок.

Распорки в типовой портальной раме

[верх]Вертикальная распорка

 

Общие системы связей

Основными функциями вертикальных связей в боковых стенках рамы являются:

  • Для передачи горизонтальных нагрузок на землю. К горизонтальным силам относятся силы ветра и кранов
  • Для обеспечения жесткого каркаса, к которому можно прикрепить боковые поручни и обшивку, чтобы поручни, в свою очередь, могли обеспечить устойчивость колонн
  • Для обеспечения временной устойчивости во время монтажа.


Раскос может располагаться:

  • На одном или обоих концах здания
  • В пределах длины здания
  • В каждой части между компенсационными швами (где они имеются).


Если раскос боковой стены не находится в том же пролете, что и раскос крыши в плане, для передачи усилий от раскоса крыши на раскос стены необходим раскос карниза. Также необходима карнизная стойка:

  • Чтобы убедиться, что вершины колонн надежно зафиксированы в положении
  • Для оказания помощи при строительстве сооружения
  • Для стабилизации вершин колонн в случае пожара
[top]Портализованные ниши
 

Продольная устойчивость с использованием портальных пролетов

Там, где сложно или невозможно скрепить раму по вертикали обычными связями, необходимо ввести на фасадах в одном или нескольких пролетах стойкие к моменту рамы.

В дополнение к общему пределу работоспособности при прогибе h /300, где h — высота портализированного пролета, предполагается, что:

  • Прочность на изгиб портализированного пролета (не основной рамы портала) проверяется с помощью анализа упругой рамы
  • Прогиб под действием эквивалентных горизонтальных сил ограничен ч /1000, где эквивалентные горизонтальные силы рассчитываются на основе всей площади крыши.
[вверх]Связи для ограничения продольных нагрузок от кранов
 

Дополнительная распорка в плоскости подкрановой балки

Если кран опирается непосредственно на раму, продольная ударная сила будет эксцентричной по отношению к колонне и вызовет скручивание колонны, если не будет обеспечено дополнительное крепление. Горизонтальная ферма на уровне верхней полки подкрановой балки или, для более легких кранов, горизонтальный элемент на внутренней стороне полки колонны, привязанный к вертикальной связи, может быть достаточным для обеспечения необходимой фиксации.

При больших горизонтальных усилиях следует предусмотреть дополнительные раскосы в плоскости подкрановой балки.

[вверху]Подкос

 

Вид в плане, показывающий оба концевых пролета с раскосами

Раскосы в плане расположены в плоскости крыши. Основные функции раскосов плана:

  • Для передачи ветровой нагрузки от стоек фронтона на вертикальные связи в стенах
  • Для передачи любых сил сопротивления трения от ветра на крыше к вертикальным связям
  • Для обеспечения устойчивости при монтаже
  • Для жесткой фиксации прогонов, которые используются для фиксации стропил.


Для эффективной передачи ветровой нагрузки раскосы в плане должны соединяться с верхними стойками фронтона.

[вверх] Ограничение внутренних полок

Ограничение внутренних полок стропил или колонн часто удобнее всего формировать диагональными распорками из прогонов или реек обшивки к небольшим пластинам, приваренным к внутренней полке и стенке. Обычно используются плоские стяжки из прессованной стали. Если фиксация возможна только с одной стороны, фиксация должна выдерживать сжатие. В этих местах необходимо использовать уголки размером не менее 40 × 40 мм. Распорка и ее соединения должны быть рассчитаны на сопротивление силе, равной 2,5% от максимальной силы, приложенной к колонне или стропильной сжатой полке между соседними креплениями.

[наверх]Соединения

Основными соединениями в раме портала являются соединения карниза и вершины, которые являются устойчивыми к моменту. В частности, карнизное соединение должно выдерживать очень большой изгибающий момент. Соединения карниза и вершины, вероятно, изменятся при определенных сочетаниях действий, и это может быть важным проектным случаем. В целях экономии соединения должны быть расположены так, чтобы свести к минимуму любые требования к дополнительному армированию (обычно называемому ребрами жесткости). Как правило, это достигается:

  • Углубление бедра (увеличение плеча рычага)
  • Расширение карнизного соединения над верхней полкой стропила (дополнительный ряд болтов)
  • Добавление рядов болтов
  • Выбор более прочной секции колонны.


Конструкция моментных соединений подробно описана в SCI P398.

  • Типовые соединения портальной рамы
  • Соединение карниза

  • Верхнее соединение

Натяжные соединения

[вверх] Основания колонн

 

Типовое основание с номинальным штифтом

В большинстве случаев предоставляется основание с номинальным штифтом из-за сложности и затрат на обеспечение жесткого основания. Жесткое основание потребует более дорогих базовых деталей, но, что более важно, фундамент также должен противостоять моменту, что значительно увеличивает затраты по сравнению с номинально закрепленным основанием.

Если основание колонны номинально закреплено на штифтах, рекомендуется смоделировать основание как идеально закрепленное при использовании общего упругого анализа для расчета моментов и сил в раме под нагрузкой ULS.

Жесткость номинально закрепленного основания можно принять равной следующей доле жесткости колонны:

  • 10 % при оценке устойчивости рамы
  • 20 % при расчете прогибов под эксплуатационными нагрузками.

[наверх]Ссылки

  1. ↑ BS EN 1991, Еврокод 1: Воздействие на конструкции (различные части), BSI
  2. 2.0 2.1 2.2 2.3 BS EN 1990:2002+A1:2005, Еврокод — Основы проектирования конструкций, BSI
  3. ↑ BS EN 1991-1-1: 2002 Еврокод 1: Воздействия на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, приложенные нагрузки для зданий, BSI
  4. ↑ NA to BS EN 1991-1-1: 2002, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1. Воздействия на конструкции. Общие действия. Плотность, собственный вес, приложенные нагрузки для зданий, BSI
  5. 5.0 5.1 BS EN 1991-1-3:2003+A1:2015 Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
  6. ↑ NA+A2:18 к BS EN 1991-1-3:2003+A1:2015, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1. Воздействия на конструкции. Общие действия. Снеговые нагрузки, BSI
  7. ↑ BS EN 1991-1-4: 2005 +A1: 2010 Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
  8. ↑ NA to BS EN 1991-1-4: 2005 +A1: 2010 Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1. Воздействия на конструкции. Общие действия. Ветровые воздействия, BSI
  9. ↑ BS EN 1991-1-7:2006+A1:2014 Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Общие действия. Случайные действия, BSI
  10. ↑ NA to BS EN 1990:2002+A1: 2005 Национальное приложение Великобритании к Еврокоду. Основа конструктивного проектирования, BSI
  11. 11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 11,6 BS EN 1993-1-1: 2005+A1: 2014, EUROCORE 3: 2014, EUROCORE 3: 2014, EUROCORE 3: 2014, 2014, EUROCORE 3: 2014, EUROCORE 3: 2014, 2014, EUROCORE 3: 2014, EUROCOR. Общие нормы и правила для зданий, BSI
  12. ↑ NA+A1:2014 к BS EN 1993-1-1:2005+A1:2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие нормы и правила для зданий, BSI

[наверх]Дополнительная литература

  • Руководство для проектировщиков стали, 7-е издание. Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012 г., главы 3 и 4

[вверх] Ресурсы

  • SCI P292 Устойчивость портальных рам в плоскости в соответствии с BS 5950-1:2000, 2001
  • SCI P281 Проектирование изогнутой стали, 2001 г.
  • SCI P313 Одноэтажные здания со стальным каркасом в условиях пожароопасности, 2002 г.
  • SCI P362 Проектирование стальных зданий: краткие еврокоды, 2009 г.
  • SCI P391 Конструкционная прочность зданий со стальным каркасом, SCI, 2001
  • SCI P394 Воздействие ветра в соответствии с BS EN 1991-1-4, SCI, 2013
  • SCI P397 Эластичный расчет однопролетных зданий со стальным портальным каркасом в соответствии с Еврокодом 3, 2013 г.
  • SCI P398 Соединения в стальных конструкциях: соединения с сопротивлением моменту в соответствии с Еврокодом 3, 2013 г.
  • SCI P399 Проектирование зданий со стальным портальным каркасом по Еврокоду 3, 2015 г.

[наверх]См. также

  • Тепловые характеристики
  • Введение в акустику
  • Спецификация металлоконструкций
  • Стальные строительные изделия
  • Коды и стандарты проектирования
  • Конструкция стержня
  • Концептуальный дизайн
  • Производство
  • Раскосные рамы
  • Учет влияния деформированной геометрии рамы
  • Моделирование и анализ
  • Прочность конструкции
  • Требования к структурной огнестойкости
  • Одноэтажные здания в граничных условиях пожара
  • Соединения с сопротивлением моменту
  • Неразрезные рамы
  • Одноэтажные промышленные здания
  • Торговые здания
  • Ограждающие конструкции
  • Программное обеспечение и инструменты для проектирования

[наверх]Внешние ссылки

  • Trimble
  • Анализ и проектирование портальных рам

Навесы и видеостены Flourish

Элементы базовой рамы TrimLine

10×10 10×15 и 10×20 Высокие триминки

угловой сустав
AT4 L
$ 27,75

Угловой сустав
AT4 R
$ 27,75

Угрозированный угловой сустав
AT4 L8
$ 45

Угрозированный угловой сустав
AT4 R8
$ 45

9000


9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000

АТ4 Л9
$57


9 ft. Reinforced Corner Joint
AT4 R9
$ 57

Rafter Base
ATT
$16.50

Ridge Support
TLR
$20.75

Two Way Ridge Support

$23.75

4 Way with Rafter Base
В 5
$ 31,75

Extender высоты ноги
за 8 футов $ 14
за 9 футов $ 17

Trimline Riser Tee
TL 202
$ 17

Trimline Foot
на 211
$ 14,50


1851

Детали StaBar

10×10 10х10 Верхний 10×15 и 10×20 10×15 & 10×20 Upper

StaBar Ell
AT202
$17.25

StaBar 3 Way
AT200
$21

Large Diameter Ell
LD 202
$21.50

Large Diameter 3 Way
LD 200
$27

Large Diameter Long Ell
LD 202 L
24,50 $

Большой диаметр, длинный/короткий, 3-ходовой LD 200 LS
29 $

Тройник StaBar
AT210
21 $

Длинный/короткий тройник большого диаметра
LD 210 LS
25 $


AT204
25 $


Детали маркизы

10 x 10 10 x 15 или 10 x 20

Большой диаметр ELL
LD 202
$ 21,509

Большой диаметр 3 -й путь
LD 200
$ 27

ELL ELL
602
$ 17

ПРИНЦИОННЫ

На тенте 10 футов. На навесе 20 футов. На ногах 10 футов. На ногах 20 футов. Смещение от опор 10 футов. Смещение от опор 20 футов

Stabar Ell
AT202
$ 17,25

Спинка рукава
640
$ 21,50

Wain Ell
602
$ 17

Wainting Tee
603
$ 22

LD SICEAV Дополнительные детали ножек

Дверная рама 3 фута 5 футов Дверная рама Дополнительная ножка

StaBar 3 Way
AT200
21 $

StaBar Ell
AT202
17,25 $

Door Ell
RD 202
$17.50

Additional Leg Joint
610C
$24

TrimLine Foot
AT 211
$14.50

Door Frame 4-Way
TLRD202
$25.50


FrenchWall Frame Parts

StaBar Ell
AT202
$17.25

Смещенная опора
610s
23 долл. США

Угловой шарнир 1 дюйм
602G
19,50 долл. США

Ножка TrimLine
AT 211
14,50 долл. США0190 (показано с помощью stabars)

10×10 рамка стенда

10×15 / 10×20 рамка стенда

10×10 Canopy Ready

10×15 / 10×20 Canop Ножка TrimLine
AT 211
14,50 $

Внутренний 3-ходовой
600C
23 $

Тройник StaBar
AT210
21

Внутренний четырехходовой 925 906 3 9025 I0090 I600002 Corner Joint
AT4 R
$27.75

4 Way with Rafter Base
AT 5
$31.75


FreeStanding MeshPanel Display Frame


MeshPanel Ell
602
$17

StaBar Ell
AT202
$17.25

Long Foot Plate
211L
38,25 долл. США

20-дюймовая подножка с колесиками
211T
48 долл. США


Рамка дисплея ZigZag MeshPanel

Угловой шарнир 1 дюйм
602G
9 90,50 долл. США0002 Stabar 3 Way
at200
$ 21

Stabar ELL
AT202
$ 17,25

Внутренний 3 -й путь
600C
$ 23



Свет. 10х15 / 10х20 10×10 В помещении 10×15 / 10×20 в помещении

Stabar Ell
AT202
$ 17,25

Long Stabar ELL
202L
$ 20,75

Внутренний TEE 1 «
603C
$ 22

ELL 1″
602G
$ 19.505

ELL 1 «
602G
$ 19.505

ELL 1″0005 AT210 LS
25 $


Запасные части для навеса Craft Hut

Craft Hut Basic StaBars / LightBars Французская стена / дверная рама


Нижний Стабар Элл
АТ 202
$ 17.25

Нижний Стабар 3-ходовой
EZ 200
$ 21

Лапка TrimLine
В 211
$ 14.50

Craft Hut Offset Leg Joint
CH 610S
$ 24

Угловой шарнир Craft Hut
CHC
$ 32

Основа стропила Craft Hut
CHT
$ 14

Французская стена или крытый элль
И602Г
$ 19. 50

LD Ell — Черная стрела
ЛД 202
$ 21.50

ЛД Лонг Элл
ЛД 202Л
$ 24.50

ЛД Дверной Элл
ЛДРД 202
$ 18

Стопорный штифт

$ 5

Подгонка верхней части ноги

$ 26


Запасные части для выдвижных навесов

Квадратная ножка Шестигранная нога Octo Leg

Серия EZ для квадратных ножек

Нижний Стабар Элл
EZ 202
$ 22

Нижний Стабар 3-ходовой
EZ 200
$ 28.25

Верхний СтаБар Элл
EZ 302
$ 22,75

Верхний СтаБар 3 путь
ЭЗ 300
$ 28

Верхний Stabar
Длинный/Короткий 3-ходовой
EZ 300LS $ 27. 50

Верхний СтаБар Лонг Элл
EZ 302L
$ 25

Длинный/короткий тройник StaBar
EZ 310LS
$ 32

Футболка StaBar
ЭЗ 210
$ 28.25

Серия G для шестигранных или восьмигранных ножек


Нижний Стабар Узел левый
G402L
$ 24.25

Нижний StaBar
3-ходовой G400
$ 31.50

Нижний Стабар Элл
G402R
$ 24.25

Верхний СтаБар Элл
G502L
$ 36,75

Верхний Stabar
Длинный/Короткий 3-ходовой
G500LS $ 43,75

Верхний СтаБар Лонг Элл
G502R
$ 36,75


Запасные части для светового купола

СтаБар Элл
ЛД 202
$ 21. 50

StaBar 3-ходовой
LD 200
$ 27

Световая балка Long Ell
LD 202L
$ 24.50

ДверьСтенная рама Door Ell
SHRD 202
$ 19

Верхний StaBar 3-ходовой
SH 200
$ 26

Upper StaBar Ell

В настоящее время недоступен

Ш 202
$ 19

Аппер Лонг Элл
Ш 202Л
$ 22

Верхний тройник StaBar
SH 210
$ 19


Small Parts

9 inch Ball Bungee
BB9
$1.75 Each

6 inch Ball Bungee
BB6
$1.75 Each


Black Buckle — 3/4″BLB34
$1. 40


Snap ButtonSB
$0.50


Кнопки с цельным наполнителемSSB
1,25 долл. США

Молния

3 долл. США за штуку

Винт с накатанной головкой

0,20 долл. США каждый

Крючки S — 1″
3 долл. США / 24 шт.
5 долл. США / 50 шт. для GD
$3 / 24 шт.
$5 / 50 шт.

Зажим для крючка

$9 / 12 шт. чтобы найти соответствующий пункт для ваших требований. Цены варьируются от 7 до 21 доллара за секцию полюса.

Основная терминология:

Вилка (защелкивается вместе с розеткой для более длинных полюсов)

Охватывающая стойка (защелкивается вместе с охватываемой секцией для образования более длинных опор)

Детали опор

Кнопки-защелки (используются для надежного соединения секций опор друг с другом и с деталями)

Центр стропила (секция из ПВХ с заостренными концами)

Концы стропил (секция из ПВХ со стальной втулкой на одном конце)

Ножки навеса:

Нынешние ноги купола телескопические, состоят из двух частей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *