Висячие стропила конструкция и узлы: Висячие стропила – что это, конструкция и узлы висячих стропил, монтаж висячих стропил

Где и как применяются висячие стропила в строительстве крыш домов и дач

При обустройстве кровли жилого здания необходимо грамотно определить вид кровельной конструкции. Она выполняет декоративные и защитные функции, играет роль опоры, которая призвана выдерживать значительные нагрузки. Основных разновидностей стропильной системы известно две: наслонная и висячая. Далее разберём особенности сборки, установки и соединения висячей системы.

Содержание

1. Из чего состоит система висячих стропил
2. Основные виды соединений элементов
3. Общие принципы расчёта висячих стропил
4. Проектирование системы
5. Правила монтажа системы висячих стропил

Из чего состоит система висячих стропил

Висячими они называются строителями по той причине, что они нависают над крышей, а опираются только на наружные стены. Для того, чтобы крыша с висячими стропилами приобрела свой законченный вид, используются также разнообразные крепёжные и соединительные элементы. К таковым относятся ригели, бабки, затяжки и прочие. Все вместе они образуют единую конструкцию, которая бывает аркой или фермой.

К примеру, самая простая ферма состоит из пары стропильных балок, которые в верхней точке соединяются между собой, формируя треугольник. В горизонтальном направлении они скрепляются друг с другом при помощи балки — её ещё называют затяжкой. Если же балку берут металлической, то в таком случае она называется тяжем.

Затяжка или тяж играют важную роль в сохранности общей конструкции в целом виде. Сами по себе стропильные ноги по законам физики будут стремиться разъехаться в разные стороны. Сохранить треугольную форму конструкции помогает именно затяжка, удерживая их в заданном положении. Возникает эффект распора, однако он не передаётся на боковые стены. Остаётся лишь воздействие вертикальных сил, тогда, как действие горизонтальных нейтрализуется.

Чаще всего затяжку располагают в нижней части стропильных ног. Однако бывает, что её передвигают наверх, поближе к коньку. Выбор зависит от её роли и от того, какой будет итоговая конструкция арки. Расположенная в нижней части затяжка заодно будет выполнять функцию балки перекрытия этажа, находящегося внизу под ней. В случае с мансардами она дополнительно помогает обустроить чердачное пространство. Если же ширина пролёта превышает 6 метров, то затяжку делают состоящей из двух частей. Стропильные ноги подпираются бабками и раскосами.

Рассмотрим кратко основные из известных типов конструкций стропил для скатных крыш:

1. Арка треугольная шарнирная. Самый простой треугольник на основе пары стропил, которые вверху сводятся к коньку, а нижние части упираются в горизонтальную балку. Это классическая схема, в которой затяжка выполняется в нижней части треугольника. Затяжка удерживает «ноги», чтобы они не могли разъехаться в разные стороны. Для такого варианта можно применить балки с меньшим сечением — это снижает затраты на строительство.
2. Арка шарнирная, оснащённая бабкой. Применяют в тех случаях, где ширина пролёта составляет более 6 метров. Основная проблема, которую нужно устранить — это чересчур длинная затяжка. Нужно сделать так, чтобы она не подвергалась слишком большим нагрузкам и не прогибалась дальше положенных значений. Для этого в конструкцию вводят дополнительный элемент — бабки. Этот подвес помогает удержать саму затяжку и уменьшить её прогиб. Просто-напросто затяжку делают из двух отдельных балок.
3. Шарнирная арка с затяжкой приподнятого типа. Её ставят не внизу, а сдвигают максимально вверх, поближе к коньку. Очень хорошо работает конструкция при обустройстве чердачных помещений. Чем выше располагается затяжка, тем большей будет высота потолков. Стропильные ноги, при этом, будут опираться на мауэрлат, а крепление станет скользящим. Стропила делают с выносом на обе стороны — так гарантируется общая прочность и устойчивость системы.
4. Шарнирная арка с ригелем. Основное отличие от предыдущего варианта: скользящая опора заменяется на жёсткую. Конструкция в этом случае становится распорной и одновременно воздействует на мауэрлат и на стены. Затяжка работает уже не на растяжение, а на сжатие, и её называют ригелем.
5. Арка с подвесами и подкосом. Используется при очень большой длине стропил, от14 метров и длиннее. Под своим собственным весом они дают очень большой прогиб, нивелировать который ставится задача перед конструкцией. Строительные балки дополнительно подпирают подкосами. Стропила давят на подкосы, в это время растягивается подвеска и давит уже на подкосы. Затяжку изготавливают из двух частей в виду очень большой длины.

Основные виды соединений элементов

Чтобы висячая стропильная система эффективно выполняла возложенные на неё функции, потребуется грамотное соединение всех входящих в её состав элементов и узлов. В этом случае они будут надёжно защищены от воздействия внешних факторов.

Стропильные балки могут между собой соединяться разными способами: от нахлёста до врезания или крепления встык. Данный узел получил название конькового. Если крепят встык, то срезанные под углом окончания балок крепят между собой стык в стык. Далее их фиксируют металлическими накладками.

Если выбирается соединение внахлёст, тогда верхние части стропил перехлёстываются между собой. Дополнительно их удерживает болт с шайбой. Ещё известен способ «соединение врубкой». На толщину деревянного бруса соединяемых стропил выпиливаются выемки. Брусья заводят один в один, а крепление производится по принципу фиксации болтом и гайкой (шпилькой).

Так называемый карнизный узел встречается в более сложных конструкциях арок. В этих случаях висячие стропила соединяются в нижней части затяжкой, образуя общий узел. При этом используется лобовая врубка, а надёжность соединения обеспечивают затяжные болты. Дополнительную прочность могут придавать металлические или деревянные пластины, укладываемые на стыках. В других схемах применяются соединения приподнятого ригеля с мауэрлатом. Крепление может ставиться жёсткое либо скользящее.

Общие принципы расчёта висячих стропил

Учитывая общую конструктивную сложность системы, расчёт висячих стропил является обязательным шагом и основывается на множестве факторов.   Заданные ошибочно параметры на стадии проектирования грозят тем, что крыша не справится с нагрузками, деформируется или даже обрушится.

По этой причине специалисты рекомендуют заказывать проект у них или пользоваться уже готовым, составленным ранее для другого заказчика. Можно воспользоваться онлайн-калькулятором, однако без соответствующего опыта это не гарантирует того, что удастся уберечься от ошибок на стадии проекта.

Посмотрим же, какие критерии принимаются в расчёт обязательно:

• размер помещения, которое будет перекрываться кровлей;
• наличие либо отсутствие чердака как помещения;
• количество скатов, их угол наклона;
• потенциальная наибольшая нагрузка на крышу;
• категория стропильной системы;
• материалы для возведения стен и обустройства крыши.

На основании этих данных инженеры-строители выводят сечение стропил, величину их шага и форму «фермы».

Проектирование системы

Конструкция и узлы висячих стропил включают в себя множество разнообразных элементов. В процессе такого проектирования обязательно учитываются несколько общих факторов:

• тотальная нагрузка на конструкцию в целом;
• форма стропильной конструкции;
• размещение бруса;
• шаг стропил и сечение их ног.

Самые простые конструкции имеют форму треугольника. Его боковые стороны упираются одна в другую и взаимно распираются снизу. Для повышения прочности упора дополнительно выполняется затяжка, задача которой состоит в нейтрализации распора.

При составлении проекта нужно принимать во внимание ряд особенностей. Главные из них сводятся к следующему:

• выбор конструкции и угла наклона ног;
• выбор строительного материала для кровли;
• расчёт стропильной системы на основе указанных выше пунктов, который также должен учитывать климатические особенности региона.

Вследствие неправильных расчётов или допущенных в них ошибок может произойти деформация всей конструкции стропильной системы или её части.

Правила монтажа системы висячих стропил

Итак, можно подытожить, на какие критерии важно обращать внимание при проектировании и монтаже систем висячих стропил:

• чтобы создать эффективную и безопасную в эксплуатации конструкцию, следует придерживаться сделанных заранее расчётов и технологии монтажа на каждой стадии процесса;
• применять такую конструкцию целесообразно для сооружений без внутренних несущих стен;
• для уменьшения распирающего стены эффекта применяют способ крепления отдельных конструктивных элементов под названием «затяжка»;
• стропильные ноги не создают горизонтальных нагрузок, работая лишь на изгиб и сжатие;
• ширина пролёта в таких системах составляет более 6 метров.

Обустройство стропильной системы висячего типа на объекте выполняется по следующему алгоритму:

1. Намечают центр будущей крыши и сразу же высоту конька. Для этого на фронтонах крепят две временные доски.
2. Изготавливают образец стропильных ног, по которому будут делаться все остальные. Отмечаются места, где будут произведены верхние и нижние запилы.
3. Готовят необходимо количество стропильных балок. Выкладывают их парами, намечая правые и левые стороны.
4. Начинают сборку первой пары. Их соединяют врубкой, внахлёст либо же встык.
5. Теперь можно ставить затяжку, а также бабку и подкосы (если предусмотрено системой).
6. Первую пару ног поднимают на крышу и крепят с торца фронтона. Для крепления применяют гвозди, саморезы, уголки.
7. Теперь с обратного фронтона ставят точно такую же пару балок.
8. Между ними натягивается верёвка, чтобы все остальные пары ног следовали по линии и по уровню.
9. Выставляют на крыше оставшиеся пары, после чего установку системы можно считать в целом оконченной.

Учитывая эти и другие рекомендации, можно повысить эффективность стропильных систем висячего принципа действия. Изложенные выше сведения могут стать основой теоретических знаний, которые понадобятся при установке. Тех, у кого был опыт установки таких кровельных систем, просим делиться им в комментариях.

устройство, конструкция, узлы, пример строительства

Еще на этапе проектирования постройки необходимо определиться с вариантом конструкции стропильной системы крыши. Впрочем, выбор несложен. При наличии внутренней капитальной стены-перегородки, для формирования крыши используют наслонные стропила. Если таких перегородок нет, то устанавливают висячие стропила, которые опираются исключительно на внешние стены.

Висячие стропила находят свое применение в строительстве однопролетных домов, производственных зданий, цехов, торговых павильонов, при устройстве мансард без внутренних стен.

Особенности конструкции висячих стропил

Почему стропила называют «висячими»? Потому что они в буквальном смысле зависают в межпролетном пространстве, опираясь только на внешние стены. Внутренней опоры нет никакой. Тем не менее, висячие системы, благодаря своей конструкции, не прогибаются и способны перекрыть пролеты до 14-17 м!

Конечно, висячие стропила – это только часть стропильной системы, сами по себе они не используются. Только в связке с другими элементами (затяжками, бабками, ригелями, подкосами и т.п.), вместе с которыми стропила образуют фермы или арки.

В случае с висячими стропилами, простейшую ферму составляют из двух стропильных балок, соединенных в верхней точке под углом (в виде треугольника). По горизонтали стропила скрепляют затяжкой, которая обычно представляет собой деревянную балку. Но она может быть и металлической, например, сделанной из профильного металла. Тогда такую затяжку называют тяжем.

Затяжка выполняет важную функцию. Стропила, скрепленные в коньке и упертые в стены, стремятся разъехаться в стороны. А затяжка удерживает их, позволяя сохранить треугольную форму арки. Возникающий распор на стены не передается, а горизонтальные усилия нейтрализуются. Таким образом на наружные стены при использовании висячих стропил воздействуют только вертикальные усилия.

Затяжка не обязательно располагается в нижней части фермы, иногда она сдвигается вверх, ближе к коньку. Это зависит от типа конструкции арки, от того, какую работу должна выполнять затяжка. Если затяжка находится у основания стропил, то одновременно она служит и балкой перекрытия нижележащего этажа. При устройстве мансарды удобно располагать затяжку (ригель) выше основания стропильных ног, чтобы появилась возможность устроить этаж с полноценной высотой потолка.

Если пролет между стенами составляет более 6 м, висячие стропила для прочности подпирают раскосами и подвесами (бабками). А затяжку делают не цельной, а состоящей из двух срощенных балок.

Существует несколько вариантов конструкций с использованием висячих стропил. Рассмотрим их все по отдельности.

Конструкция #1. Треугольная шарнирная арка

Простейшая ферма в виде треугольника. Состоит из двух стропильных балок, сходящихся в коньке. Нижние основания упираются в горизонтальный брус. В нижней части «треугольника» закрепляют затяжку. Чтобы система работала правильно, высота конька в конструкции не должна быть меньше 1/6 пролета фермы.

Эту схему можно назвать классической. В ней стропила работают на изгиб, стремяться разъехаться в стороны, а затяжка удерживает их и получает растягивающие нагрузки (работает на растяжение). Несущим элементом затяжка не является, поэтому ее можно заменить на тяж из металлопроката.

Для снижения степени изгиба стропильных балок, врубку конькового узла выполняют с эксцентриситетом. Благодаря этому при воздействии на стропила внешних нагрузок (атмосферные явления, вес кровли, собственный вес и т.п.), наряду с ожидаемым изгибом, появляется изгибающий момент противоположного направления. Это позволяет не только уменьшить изгибающие деформации, но и применить для стропил балки меньшего сечения. Соответственно, это помогает удешевить строительство.

Как правило, эта конструкция висячих стропил применяется при строительстве мансардного чердака. Затяжки в этом случае играют роль балок чердачного перекрытия.

Конструкция #2. Арка шарнирная с бабкой

Более сложная схема, которая нужна в случае перекрытия пролетов более 6 м.

Проблема в такой системе – длинная затяжка, которая будет испытывать огромные нагрузки и, как следствие, прогибаться под своим весом. Чтобы прогиба не было, затяжку подвешивают к коньку. Как? С использованием дополнительного элемента – бабки. Она представляет собой деревянный брусок, играющий роль подвески. Если подвес выполняют из металла, то называют его тяжем. Нередко применяют для этих целей обычный металлический прут, который на практике хорошо работает на растяжение.

Таким образом, с помощью подвеса-бабки, удается поддержать длинную затяжку и нивелировать ее прогиб. Саму затяжку при этом составляют из двух частей-балок, стыкованных друг с другом (в центре конструкции).

Конструкция бабки проста, однако строители часто допускают ошибку в ее устройстве. Самое главное: бабка должна работать только на растяжение, а не на сжатие. Ее нельзя путать со стойкой, упирая в балку затяжки и карнизный узел. В таком случае элемент будет сжиматься, а не растягиваться.

Такая путаница может возникнуть потому, что стойка и бабка очень схожи по своему устройству. Но их предназначение, как и принцип работы, совершенно разные. Бабка, в отличие от стойки, жестко не закреплена с затяжкой. Она подвешена на карнизном узле, к ее нижней части с помощью хомутов крепится затяжка.

Необходимую длину затяжки набирают из составных частей, соединяя их косым или прямым прирубом и закрепляя болтами. С подвеской затяжку стыкуют через хомут.

Рассмотренная схема подходит для аграрных и промышленных зданий с большими пролетами. Однако в оригинальном виде она уже не используется, считается устаревшей. Но отдельные ее элементы весьма успешно применяются в практике строительства, при разработке арок других типов.

Конструкция #3. Арка шарнирная с приподнятой затяжкой

В этой схеме затяжка устанавливается не в нижней части арки, а продвигается кверху, ближе к коньку. Чем выше место установки затяжки, тем больше она растягивается.

Конструкцию с приподнятой затяжкой используют в строительстве мансардных помещений. Высота потолков при этом напрямую зависит от того, как высоко располагается затяжка.

Стропильные балки конструкции опираются на мауэрлат, а не на затяжку. Причем, крепление не жесткое, а подвижное, скользящее по типу ползуна. Оно позволяет компенсировать изменение размеров балок (их подвижки), которые происходят при колебаниях влажности и температуры.

Если на скаты действует равномерная нагрузка, то система будет устойчивой в любом случае. Если же нагрузка будет больше с одной стороны, то стропильная система сдвинется в сторону превалирующей нагрузки. Чтобы этого не случилась и кровля оставалась устойчивой, стропила устанавливают с выносом в обе стороны, за пределы стен.

Затяжка в такой арке не является опорой, на нее действуют растягивающие нагрузки – при устройстве чердака, и растянуто-изгибающие – при устройстве мансарды.

В мансардных помещениях затяжка зачастую является балкой для крепления подвесного потолка или изоляции. Чтобы защитить ее от провисания, устанавливают подвеску. При небольших предполагаемых нагрузках и короткой затяжке, подвес прибивают к ригелю и коньку, скрепляя соединения двумя досками с обеих сторон.

Если затяжка сравнительно длинная, то используют несколько подвесок, а каждую из них закрепляют гвоздями. Большие нагрузки требуют дополнительного использования хомутов.

Конструкция #4. Арка шарнирная с ригелем

Схема, похожая на предыдущую, но имеющая отличие: нижняя скользящая опора в карнизном узле заменяется на аналогичную жесткую. Стропильные балки врубают в мауэрлат или применяют для неподвижной фиксации опорные бруски.

Замена опоры меняет характер возникающих в арке напряжений. Конструкция становится распорной, воздействуя с распирающими усилиями на стены и мауэрлат.

Затяжку устанавливают в верхней части арки. При этом ее назначение меняется. Она уже не работает на растяжение, ее принцип действия основан на сжатии. Затяжку, работающую на сжатие, называют ригелем.

Арка с одним приподнятым ригелем рассчитана на небольшую распорную нагрузку. При больших нагрузках в дополнение к ригелю устанавливается затяжка. Получаются висячие стропила, конструкция и узлы которой схожи с обычной трехшарнирной аркой. Мауэрлат для них уже не требуется.

Конструкция #5. Арка с подвеской и подкосами

Схема, дополняющая систему арки с бабкой. Используется, когда длина стропил настолько большая (до 14 м), что создает существенный прогиб их под собственным весом. Чтобы нивелировать изгибающие напряжения, систему дополняют подкосами, которыми подпирают стропильные балки.

Обычно подкосы упирают во внутренние стены. Но в висячих системах их нет, поэтому подкосы упирают в единственный существующий упор – бабку. Получается жесткая конструкция со следующим принципом действия: стропила под воздействием внешней нагрузки прогибаются, давят на подкосы, подвеска растягивается и притягивает к себе коньковый брус, одновременно притягиваются и верхние части стропил, стропила поджимают подкосы.

Так как в этой схеме используются длинные стропила, соответственно применяется и длинная затяжка. Как правило, она состоит из двух частей-балок (хотя бывает и одноэлементной), соединенных в середине пролета косым или прямым прирубом. Соединение затяжки с бабкой выполняется через хомут.

По сути, все существующие висячие арки являются вариациями обычной трехшарнирной арки. Все остальные дополнения – бабки, ригели, подкосы – только увеличивают жесткость стропил. И несущей способности не меняют.

Стропильная система двухскатной крыши: элементы

При обустройстве каркаса двухскатной крыши используют элементы:

• Мауэрлат. Элемент, который крепится к несущей стене. К нему монтируется вся конструкция стропильного каркаса;
• Прогон. Брус, соединяющий стропильные ноги по бокам и в коньковом элементе;
• Затяжка. Балка, прикрепленная к стропильным ногам, препятствующая их расхождению;
• Бабка. Брус, расположенный вертикально и закрепленный у конька и затяжки;
• Подкос. Планка, соединяющая под наклоном лежень и стропило;
• Стойка. Вертикально упирается в лежень и стропило;
• Конек. Балка соединения верхних оснований стропил;
• Кобылка. Наращиваемая часть стропила для свеса;
• Свес. Дополнительная конструкция, служит для защиты от дождя наружной стены;
• Обрешетка. Решетка, установленная на стропильный каркас для прикрепления покрывного слоя.

Совокупность нескольких элементов (стропил, стоек, раскосов) в одной плоскости называется фермой.

Стропильная система двухскатной крыши, чертежи и фото ниже:

Чертеж элементов стропильной системы

Основные узлы: виды соединений элементов

Любая из рассмотренных выше конструкций будет правильно работать лишь при грамотном соединении всех основных узлов. Только тогда они будут выполнять свою функцию, не деформируясь под воздействием внешних факторов.

Сверху стропильные балки совмещают под углом и соединяют встык, внахлест или путем врубки. Этот узел называют коньковым. Крепление встык предполагает стыковку срезанных под углом концов балок и скрепление их накладками из металла или дерева. При соединении внахлест верхние части стропилин схлестывают между собой и закрепляют болтом с гайкой или шпилькой.

Соединение врубкой вполдерева похожа на соединение внахлест. Но в этом случае верхушки стропил накладывают друг на друга после выпиливания выемок в половину толщины бруса. Потом выпиленные части соединяют, в них просверливают сквозное отверстие и стягивают их балтом.

В конструкциях арок также встречается (например, в обычной трехшарнирной арке) соединение нижней части стропил с затяжкой – карнизный узел. Соединение выполняется лобовой врубкой одинарным или двойным зубом с креплением болтами. Также для крепления могут быть использованы короткие доски или металлические пластины, наложенные на стык стропилины с затяжкой и скрепленные гвоздями.

Приподнятая затяжка врубается в стропила внахлест полусководнем с последующим болтовым скреплением.

В схеме с приподнятой затяжкой или ригелем стропила соединяются с мауэрлатом. При этом применяется скользящее (по типу ползуна) или жесткое крепление опор. Скользящее крепление выполняется с применением металлических скользящих опор, допускающих небольшие подвижки стропил. При жестком креплении применяют врубку зубом, также может быть использован опорный брусок.

Виды креплений

Крыша, каркас которой изготавливается из дерева, подвергается термическому расширению, а также немного изменяет свои размеры в зависимости от влажности. Чтобы эти малейшие изменения не привели к деформации, используют специальную систему крепления узлов конструкции. Висячие стропила имеют 2 типа креплений:

• Подвижные. Подвижными креплениями называют специальные устройства – ползуны, изготавливаются из металла. С помощью них к мауэрлату крепят стропильные ноги, в результате чего они могут немного смещаться при изменениях размеров элементов при колебаниях влажности. Такие устройства предотвращают деформацию каркаса кровли, позволяя ей «дышать».
• Жесткие. Жесткое крепление элементов стропильного каркаса осуществляется с помощью гвоздей, саморезов или металлических накладок. Этот способ обеспечивает надежную фиксацию, но не компенсирует термическое расширение и изменение размеров дерева при колебаниях влажности.

Опытные мастера утверждают, что запрещается врезать отверстия в мауэрлате для крепления стропильных ног, так как это нарушает целостность бруса, снижает его прочность. При подвижной фиксации ноги прикрепляются ползунами, а при жестком в стропилах вырезают выемки под мауэрлат, а затем приколачивают гвоздями.

Общие принципы расчета висячих стропил

Как вы уже успели убедиться, висячая стропильная система относится к сложным конструкциям и требует правильного расчета, основанного на множестве факторов. Ошибочные итоговые параметры приведут к тому, что крыша не сможет противостоять потенциальным нагрузкам, что чревато деформациями и обрушениями.

Поэтому желательно доверить расчет висячих стропил профессионалам или использовать уже готовый проект дома. В крайнем случае расчеты можно выполнить с помощью одного из онлайн-калькуляторов, которых достаточно много в сети интернет.

Для расчета используются следующие данные:

• размеры перекрываемого помещения;
• наличие мансарды;
• предполагаемая максимальная нагрузка;
• угол наклона скатов;
• тип стропильной системы;
• материал изготовления стен;
• материал кровельного покрытия.

В результате расчета определяют:

• сечение стропил;
• величину шага стропил;
• форму ферм.

Из каких элементов состоит и каких видов бывает стропильная система двухскатной крыши

Стропильная система — мощный каркас кровли для удерживания кровельного покрытия и других элементов.

Насколько правильно устроен кровельный каркас зависит прочность крыши в целом.

Иначе может ухудшится ее функциональность, способность защищать здание от внешних воздействий и обеспечивать тепло в доме.

Поэтому нужно правильно подойти к выбору стропильных систем и верно составить план стропил двускатной крыши.

А как произвести расчет стропильной системы вы можете прочитаете здесь.

Монтаж висячих стропил

После выбора стропильной конструкции и ее расчета можно приступать к монтажным работам.

Устройство висячих стропил на строительной площадке выполняется по следующей схеме:

• Для точности монтажа и удобства, отмечают центр крыши и высоту конька. Для этого по фронтонам в центре временно закрепляют две доски, на них делают отметку по высоте конька.
• Изготавливают шаблон для стропильных ног. Берут доску, прислоняют ее к мауэрлату нижним концом, а к отметке высоты конька – верхним концом. Отмечают места расположения верхнего и нижнего запилов.
• Используя шаблон, изготавливают необходимое количество стропильных балок. В зависимости от будущего расположения в ферме помечают их на правые и левые стропилины. Выкладывают их по парам (так как каждая ферма состоит из двух стропилин – правой и левой).
• Начинают сборку первой фермы (арки). Две стропильные балки соединяют вверху внахлест, встык или путем врубки.
• Устанавливают затяжку и, если это предусмотрено схемой конструкции, бабку и подкосы.
• Поднимают ферму на крышу и монтируют ее с торца постройки (на фронтоне). Крепление выполняется к мауэрлату с использованием уголков и гвоздей или саморезов.
• Со стороны второго фронтона устанавливают такую же арку.
• Между фронтонной парой арок натягивают бечевку, чтобы остальные арки были установлены четко по линии и обозначенному уровню.
• Оставшиеся арки выставляют между фронтонами с шагом, предусмотренным проектом. Уровень арок по высоте контролируют натянутой бечевкой. Для исправления небольших погрешностей в размерах, высоту регулируют путем подкладки под стропилины деревянных дощечек.

На этом установка стропил окончена. Теперь можно приступать к очередным кровельным работам: укладывать утеплитель и гидроизоляцию, набивать обрешетку, монтировать кровельный материал.

Устройство наслонных систем

Конструкция висячей стропильной системы подразумевает, что в перекрываемом сооружении отсутствуют внутренние капитальные несущие опоры. В таком случае стропила имеет всего точку опоры в месте крепления на мауэрлат, а другим концом ноги они просто упираются друг друга без использования подконькового бруса. Стропильная ферма висячего типа представляет собой равнобедренный треугольник с основанием, равным ширине фасада. Она состоит из следующих элементов:

• Мауэрлата. Этом прочный, ровный брус из здоровой древесины твердых пород сечением 100х100 мм или 150х150 мм укладывают на верхнюю поверхность последнего яруса несущих стен там, где на них будут опираться стропильные ноги. Это устройство распределяет вес стропил, передавая нагрузку на фундамент.
• Стропильные ноги. Это опорные элементы, формирующие плоскость скатов крыши, которые изготавливаются из прямых досок размером 50х150 мм или 100х150 мм. Они устанавливаются попарно с шагом 60-120 см в зависимости от веса и размеров финишного покрытия.
• Затяжка. Затяжкой называют горизонтальный элемент каркаса, который стягивает нижние концы стропильных ног, компенсируя нагрузку на распирание, сказывающуюся на основные узлы кровли.
• Ригель. Ригель представляет собой верхнюю затяжку, которая стягивает попарно стропила на небольшом расстоянии от конька. Так как на этом участке нагрузка на распирание больше, то он изготавливается из бруса более толстого сечения.
• Бабка. Бабкой называют подвесной элемент висячего стропильного каркаса, который поддерживает под коньком центральную часть затяжки, предотвращая распирание несущих наружных стен.
• Подкос. Подкосами зовутся горизонтальные подпорки, поддерживающие стропильные ноги в верхней или средней части, предотвращая прогиб элементов большой длины.

Разновидности висячих стропил

Обратите внимание! Очень часто висячая стропильная система не включает в себя мауэрлат, так как его функции с успехом выполняет низко расположенная затяжка. Опытные мастера считают, что конструкция каркаса без этого элемента нисколько не теряет ни в прочности, ни в надежности.

Висячие стропила: разновидности, монтаж

В любом строительстве важнейшим этапом является создание крыши. Он учитывает механическое давление снега зимой, значительные ветровые нагрузки и влияние осадков. Именно поэтому процесс изготовления кровли требует пристального внимания и выполнения всех работ с особой точностью и аккуратностью.

Отличия

Строительство крыши, как и большинство других работ по возведению дома, делится на несколько этапов. Устройство висячих стропил является одним из них. Стоит отметить, что стропильные системы могут существенно отличаться по своим технологическим характеристикам.

Основным отличием подвесного варианта является опора элементов конструкции на мауэрлат один на другой и снизу или на верхнюю коньковую часть. То есть располагаются без вертикальной опоры, без которой не обойтись при формировании носовой системы.

Этот вариант целесообразно использовать при отсутствии в здании несущих внутренних стен. Также возможно использование при необходимости чердачного помещения. В качестве примера можно упомянуть строительство мансардной крыши.

Конструкция висячих стропил несет механическую нагрузку на стены здания — это неизбежные издержки отсутствия в конструкции вертикальных опор. Поэтому при возведении такой стропильной системы не обойтись без так называемой стяжки. Представляет собой горизонтально размещенный элемент, натягивающий стропильные ноги, за счет этого стены испытывают меньшие распирающие нагрузки. Стоит отметить, что при снижении уровня монтажа стяжки эффективность применения увеличивается.

Преимущества

Стропильная система, изготовленная с висячим расположением, имеет ряд эксплуатационных положительных характеристик. Качественное и грамотное выполнение придаст достаточную прочность кровле и снизит воздействие оказываемых на нее нагрузок. По сравнению с разборной системой имеет меньший вес, что снижает общую нагрузку на стеновые конструкции и, соответственно, на основание дома.

Благодаря использованию меньшего количества деталей для изготовления стропил требуется меньше материала.

Наслонные и висячие стропила

Если дом имеет большую внутреннюю стену, при возведении крыши в роли несущей конструкции используется наиболее часто применяемая система. Имеет основное отличие, заключающееся в наличии внутреннего доборного элемента, имеющего упор на колонну или внутреннюю несущую стену. За счет этого передается передача нагрузки только на изгиб. Среди преимуществ данной конструкции – относительно небольшой вес и необходимость использования небольшого количества материала для возведения.

В некоторых случаях, например, при устройстве одной кровли на несколько пролетов, требуется одновременное применение как наслонных, так и висячих систем. Стропила, узлы стратифицированной конструкции в этом варианте используются в той части дома, где есть внутренние опоры, соответственно там, где их нет, устраивается другая система.

Этапы возведения

После определения типа стропил можно браться за саму конструкцию. Сначала выполняется схематический рисунок. Стоит сразу отметить, что это желательно доверить профессионалам, так как это требует специальных знаний и опыта в этой сфере. Составление расчетов на уровне неспециалиста – достаточно опасная мера, так как при проектировании могут быть допущены ошибки, которые могут привести впоследствии к изменению целостности кровельной системы или к ее разрушению.

После создания чертежа приступают к дальнейшим задачам, то есть к установке мауэрлата. Используется для этого деревянный брус, имеющий сечение 20х20 см, его укладывают по периметру стен и укрепляют. Необходимо обратить внимание на то, что для мауэрлата необходима защита от сырости, поэтому под него монтируется специальный материал, например, рубероид.

При использовании блоков или кирпича для возведения стен требуется выполнить по их периметру бетонную выравнивающую стяжку, только после этого можно класть мауэрлат.

В качестве материала для стропильных ног лучше всего использовать деревянный брус сечением 20х5 см. При необходимости его распиливают на подходящую длину, с нижней стороны делают специальные пропилы, обеспечивающие их прочную опору в мауэрлате.

Висячие стропила могут быть установлены с использованием конькового бруса, что придает конструкции дополнительную жесткость. При организации крыши без нее соединение стропил в верхней части должно производиться с упором, а не внахлест.

Возможны два варианта установки: установка первых двух пар ножек с помощью конькового бруса, после чего ставятся остальные, или по порядку. Более предпочтительным является первый вариант, так как он может обеспечить экономию времени, а также более надежную конструкцию, устойчивую ко многим видам нагрузок.

Для изготовления затяжек используется тот же материал, что и для стропил. Затяжка находится в горизонтальном положении. Как отмечалось ранее, чем ниже его расположение, тем лучше становятся его характеристики. Необходимо учитывать это обстоятельство, имеющее особое значение, если планируется эксплуатация чердачного помещения. При отсутствии бруса подходящего размера для создания затяжки можно использовать врезки внахлест.

Висячие стропила: конструкция и компоненты

При установке подвесной системы важен способ соединения узлов. Кроме крепления шурупами или гвоздями, должно быть соединение болтами и гайками, для этого в определенных местах просверливаются отверстия.

Технологические разрезы выполняются в обязательном порядке. На каждую точку соединения элементов стропильной системы необходимо изготовить не менее двух креплений. В качестве примера можно зафиксировать затяжку двумя шурупами или гвоздями с последующим натягиванием резьбовой шпильки.

Карнизные элементы

При монтаже системы висячих стропил стоит помнить о формировании карниза. Желательно, чтобы изначально их длина была заложена в размер стропильных ног, но стоимость строительства из-за этого возрастает. Для более бюджетного изготовления свесов используется обрезная доска, параметры которой 10х5 см. Из него формируют формы «кобылки», их длину следует выбирать так, чтобы нахлест стропильных ног в верхней части был не менее 50 см. Детали фиксируются с помощью резьбовых деталей.

В мауэрлате делаются пропилы необходимого размера для более плотного соединения. Для придания повышенной механической прочности посередине «кобылу» также скрепляют малогабаритной опорной планкой, которая закрепляется сбоку от свеса и поверху мауэрлата.

Соединения стропил внахлест и встык. В первом варианте висячие стропила крепятся друг к другу с помощью болтового соединения. Во втором прилагаются усилия к узлам с накладками, представляющими собой металлические пластины или доски.

Карнизный стык стропил и затяжку выполняют контурным ортогональным врубом, имеющим одинарный или двойной зуб, а также пластинами или досками.

Арка треугольная шарнирная

Этот вариант фермы самый простой. В основе арки три элемента: горизонтальная балка (затяжка), фиксирующая висячие стропила в центре пролета или в основании, а также две стропильные наклонные ноги, совмещенные вверху. Затяжка, образованная из стальных стержней или деревянных балок, принимает на себя опорную силу, поэтому на наружные стены дома передается только вертикальная нагрузка. За счет этого значительно упрощается установка стропильного опорного узла на стеновую конструкцию: вместо мауэрлата его заменяют обычной доской, которая используется для перераспределения существующей нагрузки.

В месте фундамента надстраиваются стропила при необходимости создания мансардного этажа. Используется для поддержки межэтажных перекрытий. В других ситуациях затяжка монтируется на более высоком уровне. Так увеличивается растягивающее напряжение, которое приходится на нее, но в то же время в пролете стропил уменьшаются изгибающие усилия.

Шарнирный рычаг с ригелем

Эта ферма визуально похожа на описанную выше двускатную крышу с висячими стропилами в виде треугольника. Основное отличие заключается в используемой опоре на стену. В ригеле основание стропильных ног фиксируется в пазах, которые есть в мауэрлате. На стенах кроме вертикальных сил есть еще и распорки. Посередине пролета монтируется затяжка (в этом способе она называется болтом), используемая для сжатия. Как следствие, упрощается сборка стропила и ригеля.

Висячая арка с подвесом

В случае, если крыша с висячими стропилами имеет ширину более 6 м, оборудовать трехэлементную простую ферму достаточно сложно. Во-первых, чтобы произвести затяжку такого размера, приходится долго искать планку. Во-вторых, из-за большого веса по центру болтается длинный шкворень. Поэтому в качестве дополнения к арке используется подвес – это деталь, объединяющая центр затяжки и верхнюю часть арки. Тяговый элемент состоит из двух частей, с помощью болтового соединения. Деревянный подвес часто называют бабкой, а металлический — гирями.

Арка поворотная с подкосами

Для уменьшения прогиба, имеющегося в стропилах, к арке с подвесом добавляются подкосы, представляющие собой наклонные элементы для поддержки стропильных ног в центре пролета. В этом случае для упора самих стоек используется подвес.

Заключение

В заключение стоит отметить, что за счет грамотного выполнения расчетов и общего объема работ висячие стропила по эксплуатационным свойствам не уступят наслонным. Помимо устойчивости и высокой прочности, использование такой конструкции позволит создать чердачное помещение, пригодное для использования в хозяйственных или иных целях. В случае с мансардной крышей такая стропильная система становится идеальным вариантом.

Реставрация и строительство, часть V

Перейти к содержимому

Блог/Реставрация

Знаковые ступенчатые парапеты комбикормового завода на крыше здания, где хранилось зерно.

by Ginger Graham

Вид петли, свисающей со стропил, для большинства людей является пугающим зрелищем, но если вы когда-либо работали на мельнице или выросли на ферме, как я, вы, вероятно, не стали бы этого делать. не удивлюсь.

Петли имеют множество применений. Их легко установить — достаточно веревки, перекинутой через балку. Их можно использовать для привязывания лошади для подковывания, для перемещения тяжелого предмета с помощью самодельного шкива, для подвешивания шланга или бура в любом месте, которое вам нужно. Мои папа и дяди были мастерами в узлах и мастерски делали петли для быстрого использования.

Мы нашли двоих, свисающих с самых верхних стропил мельницы — на том, что условно можно назвать 3-м этажом. На самом деле это не пол, а мостик, построенный над большими зерновыми бункерами. Рабочие пересекали узкий проход, перемещая оборудование и направляя добавление нового зерна во множество больших встроенных зерновых бункеров под мостом.

При ходьбе по подиуму было важно не провалиться через множество отверстий, ведущих к расположенным ниже зерновым бункерам, или не сойти с края и не упасть в один из бункеров. На старых мельницах случалось много несчастных случаев, так как зерно было очень сухим и грязным, и его падение могло легко привести к удушью.

Когда зерно поступает на мельницу, оно поднимается на крышу здания через систему шкивов, а затем направляется в бункеры. Петли были созданы, чтобы помочь направить металлический «шланг», по которому направлялось зерно.

Система шкивов перемещала зерно вверх, а зеленая пластиковая труба, прикрепленная к металлическим конусам, образовывала «шланг» переменной длины для заполнения зерновых бункеров внизу. Металлические трубки, используемые для удлинения зернового шланга.

Этот «шланг» — великое изобретение фермера. Если зерно направлялось в первый зерновой бункер, шланг мог быть довольно коротким. Затем, когда один бункер заполнялся, и нужно было направить дополнительное зерно в следующий бункер, этот «шланг» должен был становиться длиннее.

Они добились этого, используя набор металлических трубок, уложенных одна в другую, чтобы получился «шланг» любой длины, необходимый для доступа к следующему зерновому бункеру. По мере того, как «шланг» становился все длиннее и длиннее, петля помогала поддерживать его длину, чтобы он не сжимался посередине и не разрывался, чтобы выпустить зерно не в тот бункер.

Вы можете себе представить, что рабочие места в этом месте часто были грязными, тяжелыми и физически тяжелыми.