Усиление стропильной системы: Усиление деревянных стропильных конструкций

Самостоятельное усиление стропил — Блог о строительстве

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.

Содержание

• 1 Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций
• 2 Ремонт и усиление соединений
• 3 Конструкционное усиление стропил
• 4 Ремонтное усиление стропильных балок
• 5 Заключение
• 6 Усиливаем стропильные ноги
• 7 Как укрепить правильно и надёжно – правила усиления конструкции крыши
• 8 Работы по усилению стропильной системы
• 9 Ремонт поврежденной системы стропил
• 10 Рекомендации по укреплению стропильных систем изнутри
• 11 Усиление стропильных ног
• 12 Укрепление нижних частей стропил
• 13 Укрепление подгнивших частей системы стропил
• 14 Некоторые советы по укреплению

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:

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;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;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.

Содержание:

Усиливать систему стропил потребуется, если во время эксплуатации оказалось, что она не способна выдерживать требуемую нагрузку и начинает деформироваться. Ниже мы детально расскажем о том, как произвести усиление стропильной системы изнутри, чтобы устранить все ошибки, которые были допущены во время расчетов перед монтажом.

Усиливаем стропильные ноги

Вначале стоит отметить, что стропильная система дома, гаража, бани и иных построек должна вовремя проверяться на возможные повреждения и деформацию. Своевременное усиление стропил поможет предотвратить возможные разрушения кровли и огромные затраты на ремонт.

Если будет повреждена крыша гаража, то от этого может пострадать автомобиль. Укрепление стропил может потребоваться для системы стропил любой разновидности. Для этого зачастую устанавливают расширяющие балки – «подмоги», подкосы или двусторонние накладки.

Если подбор стропил проводился с учетом прочностных характеристик, то их усилия на прогиб всегда будут соответствовать нужным показателям, которые регламентируются соответствующим СНиПом «Нагрузки и воздействия». Получается, что от нас понадобится увеличить поперечное сечение стропильных ног.

Для усиления тонких стропил используют деревянные подмоги. Их крепят к нижнему поясу стропила в промежутке между стропилом и мауэрлатом. В роли крепежей в данном случае выступают стальные зубчатые пластины или хомуты с болтами.

Как укрепить правильно и надёжно – правила усиления конструкции крыши

Особенно тщательно нужно подойти к усилению элемента опирания неразрезной стропильной ноги на подкос.

Все потому, что в таком месте не должно быть прогиба, а значит, сечение стропилины увеличивают при помощи накладок, которые устанавливают с двух ее сторон. Размеры накладок определяют, ориентируясь на расчетные параметры сечения с предельным изгибающим моментом. Крепление дощатых накладок осуществляется при помощи болтовых хомутов или гвоздей.

Накладкой может служить и установленная подмога, если увеличить ее длину и вывести ее за границу опирания на подкос. В таком случае она будет не только придавать пролету дополнительной жесткости, но и сможет увеличить опорные возможности данного узла.

В некоторых случаях чтобы улучшить эксплуатационные характеристики кровли, для нее изготавливают более крутые скаты.

При этом старый каркас можно не разбирать, а собрать новую стропильную систему и соединить их между собой. Такое усиление стропильных конструкций позволит сделать новую крышу более жесткой, однако подкровельное пространство, которое служит мансардой или нежилым чердаком, при этом не увеличится. Соединить элементы конструкции между собой можно с помощью расшивки стропильных ног с двух сторон, закрепленной крестообразно.

Работы по усилению стропильной системы

Чаще всего разрушению подвергаются балки мауэрлата и стропильные ноги в нижней их части. Происходит это в результате плохой гидроизоляции мауэрлата от кирпичной стены из-за подтекания дождевых осадков и талой воды сквозь кровельное покрытие, либо по причине изначальной укладки недостаточно просушенных пиломатериалов. Кроме того, попадание влаги на деревянные конструкции может происходить вследствие засорения вентиляционных каналов или нарушения целостности пароизоляционной мембраны.

Выполнить усиление стропил крыши в нижней их части можно с помощью вспомогательных подкосов.

Эти элементы фиксируются к нижнему краю стропильной ноги с упором в дополнительный лежень или мауэрлат. Придать полученной ферме дополнительную устойчивость можно, если слегка раздвинуть нижние концы подкосов. Если сделать упор подкоса на вспомогательно установленный лежень, можно устранить изгибающие усилия между мауэрлатом и подстропильными элементами.

Ремонт поврежденной системы стропил

Чтобы выполнить ремонт деревянных стропильных ног или мауэрлатной балки, обычно используются дополнительные накладки. Такой способ применяется, если оказались повреждены одиночные стропила. Фиксируют такие элементы гвоздями или болтами, опирая накладку нижней частью на мауэрлат и прикрутив ее вязальной проволокой.

Принимая решение, как усилить стропильную систему при наличии многочисленных повреждений, обычно используют прутковые протезы. При этом все деформированные и пришедшие в негодность деревянные элементы необходимо снять.

Прежде всего, стропило фиксируют временными опорами, после чего демонтируют кусок кровельного настила и удаляют поврежденный участок. На его место крепят аналогичный элемент – «протез», изготовленный из свежей древесины. Для надежности он должен опираться на марала.

В случае необходимости замены отдельных участков мауэрлата, работы выполняются в такой последовательности:

перед тем, как усилить крышу дома, под стропильный каркас устанавливаются временные опорные столбы;затем демонтируют поврежденный кусок балки мауэрлата;подготавливают балку соответствующего размера (около 1 метра) и надевают на шпильки, расположенные в кладке стены;затем на стену или балки перекрытия монтируют кусок лежня такого же размера;в конце стропила дополнительно фиксируют двумя подкосами, которые опираются на новую балку.

Рекомендации по укреплению стропильных систем изнутри

Вопрос, как укрепить стропила, возникает в тех случаях, когда необходимо устранить дефекты деревянных конструкций, которые появились в результате естественного износа или утраты жесткости деревянного каркаса и повреждения отдельных его элементов. Как правило, в первую очередь деформации подвергаются стропильные ноги, которые начинают прогибаться. Такое явление может возникать, если во время строительства дома или гаража установка стропил не была выполнена по всем правилам.

Место стыковки стропильных ног с коньковой балкой крыши является одним из самых важных. Если обнаружены малейшие отклонения, в этом месте следует укрепить стропила крыши как можно быстрее.

Иногда для того, чтобы притянуть стропила к прогону или друг другу, используют домкрат. После этого стык как следует укрепляют перфорированной металлической полосой или деревянной накладкой с толщиной от 2 см. Устанавливают такую накладку под коньком.

На следующем этапе переходят к выравниванию стропил.

Для этого применяется гидроцилиндр. Перед тем как усилить стропила и выполнить их выравнивание, изнутри к ним саморезами прикрепляют треугольные деревянные упоры. После их установки можно выпрямить стропильную ногу гидроцилиндром и установить распорку, которая в будущем защитит каркас крыши от воздействия внешних нагрузок.

Перед тем как укрепить крышу дома с помощью наращивания дополнительных брусьев, следует закупить материал необходимой ширины (она должна соответствовать или слегка превосходить сечение стропил) и длины. Сначала подготовленный брус крепится на стропильной ноге на саморезах. После этого просверливают ряд отверстий сквозь брус и стропило, чтобы эти элементы можно было зафиксировать шпильками.

Рассверливать отверстия следует с отступом в 30-50 см в шахматном порядке. Таким образом, достигается усиление сопротивляемости каркаса изгибающим усилиям. Сечение отверстий и крепежных шпилек должно соответствовать.

Шпильки с резьбой продевают в подготовленные отверстия, надевают шайбы и закручивают самозатягивающиеся гайки. Они обеспечат качественное крепление и эксплуатацию кровли без необходимости подтягивать крепеж. Завинчивать гайку нужно до тех пор, пока не появится характерный скрип древесины.

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 конструкциии 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.

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.

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.

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.

Источники:

• bouw.ru
• kryshadoma.com
• 1poderevu.ru

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

Экспериментальные исследования железобетонных балок с инновационной ферменной системой армирования

. 2021 27 марта; 14 (7): 1652.

дои: 10.3390/ma14071652.

Адам Столярски ¹ , Яцек Жихович ¹

принадлежность

• ¹
  Инженерно-геодезический факультет Военно-технического университета, 2 ген. Улица Сильвестра Калиского, 00-908 Варшава, Польша.

• PMID: 33801719
• PMCID: PMC8036888
• DOI: 10.3390/ma14071652

Бесплатная статья ЧВК

Адам Столярски и соавт. Материалы (Базель). 2021 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2021 27 марта; 14 (7): 1652.

дои: 10.3390/ma14071652.

Авторы

Адам Столярски ¹ , Яцек Жихович ¹

принадлежность

• ¹ Инженерно-геодезический факультет Военно-технического университета, 2 ген. Улица Сильвестра Калиского, 00-908 Варшава, Польша.

• PMID: 33801719
• PMCID: PMC8036888
• DOI: 10.3390/ma14071652

Абстрактный

Цель работы — экспериментальный анализ поведения железобетонных балок с новой, запатентованной системой ферменного армирования. Проведены экспериментальные испытания железобетонных балок с обычным армированием и с ферменной эквивалентной по массе арматурой с двумя различными значениями коэффициента продольного армирования. Приведены результаты испытаний несущей способности и перемещений балок. Также был проанализирован механизм растрескивания и разрушения балок с новой ферменной системой армирования. Сравнивались результаты испытаний для традиционно армированных балок и с ферменной арматурой. Результаты испытаний показывают, что использование арматуры фермы влияет на увеличение несущей способности балок. Величина этого увеличения зависит от общего коэффициента продольного армирования и достигает 95 % для балок с низким коэффициентом армирования и 12 % для балок с более высоким коэффициентом армирования. На основании исследования механизма образования трещин можно сделать вывод, что разрушение балок с поперечной ферменной арматурой происходит при большем количестве более мелких трещин, которые более равномерно распределены по длине зоны образования трещин и имеют меньший диапазон по глубине поперечного сечения, что приводит к меньшей ширине их раскрытия. Сравнительный анализ показывает эффективность предложенной системы армирования, обосновывая высокие потенциальные возможности ее использования для армирования железобетонных элементов конструкций.

Ключевые слова: экспериментальные исследования; железобетонные балки; ферменная система армирования.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Спонсоры не участвовали в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; при написании рукописи; или в решении опубликовать результаты.

Цифры

Рисунок 1

Схема ферменной арматуры…

Рисунок 1

Схема ферменной системы армирования балки: 1 — продольные стержни (пояса), 2 — диагональные…

Рисунок 1

Схема ферменной системы армирования балки: 1 — продольные стержни (пояса), 2 — диагональные поперечные стержни (кресты), 3 — узлы скрепления (сваркой или контактной сваркой), 4 — угол наклона поперечных связей 30 °–60°.

Рисунок 2

Схемы усиления балки: (…

Рисунок 2

Схемы усиления балки: ( а ) условная схема серии 1 C-s1…

фигура 2

Схемы армирования балки: ( а ) условная компоновка серии 1 C-s1 и Серия 2 C-s2 , ( б ) ферменная компоновка Серии 1 T-s1 и Серия 2 T 2

9 0120 .

Рисунок 3

Плоские сетки для ферм…

Рисунок 3

Плоские сетки для ферменного армирования балок Серия 1 T-s1 и серия…

Рисунок 3

Плоские сетки для ферменной арматуры балок серии 1 Т-с1 и серии 2 Т-с2 : ( а ) общий вид, ( б ) поперечный вид.

Рисунок 3

Плоские сетки для ферм…

Рисунок 3

Плоские сетки для ферменного армирования балок Серия 1 Т-с1 и Серия…

Рисунок 3

Плоские сетки для ферменной арматуры балок серии 1 Т-с1 и серии 2 Т-с2 : ( а ) общий вид, ( б ) поперечный вид.

Рисунок 4

Точки измерения перемещений A…

Рисунок 4

Точки измерения перемещений A относительно опорной точки A _0…

Рисунок 4

Точки измерения перемещений A относительно контрольной точки А ₀ .

Рисунок 5

Смещение точки измерения…

Рисунок 5

Смещение точки измерения А в середине пролета балок Серия 1…

Рисунок 5

Смещение точки измерения А в середине пролета балок серии 1 с предлагаемой арматурой фермы T-s1 и с обычным армированием C-s1 .

Рисунок 6

Смещение точки измерения…

Рисунок 6

Смещение точки измерения А в середине пролета балки Серия 2…

Рисунок 6

Смещение точки измерения А в середине пролета балок серии 2 с предлагаемой арматурой фермы T-s2 и с обычной арматурой C-s2 .

Рисунок 7

Механизм взлома балок…

Рисунок 7

Механизм взлома балок серии 1: ( a ) балка C-s1 ,…

Рисунок 7

Механизм взлома балок серии 1: ( а ) балка Ц-с1 , ( б ) балка Т-с1 .

Рисунок 8

Увеличенный вид финала…

Рисунок 8

Увеличенный вид окончательной схемы растрескивания балок серии 1: (…

Рисунок 8

Увеличенный вид окончательной схемы растрескивания для балок серии 1: ( a ) балка C-s1 для с6 (Q = 13,520 кН, v _A = 128,6 мм), ( b ) балка T-s1 для t6 (Q = 9,673 кН, v _A = 139,2 мм).

Рисунок 9

Механизм взлома балок…

Рисунок 9

Механизм взлома балок серии 2: ( a ) балка C-s2 ,…

Рисунок 9

Крещающий механизм балок серии 2: ( а ) балка C-s2 , ( б ) балка Т-с2 .

Рисунок 10

Увеличенный вид финала…

Рисунок 10

Увеличенный вид окончательной схемы растрескивания балок серии 2: (…

Рисунок 10

Увеличенный вид окончательной схемы растрескивания балок серии 2: ( a ) балка C-s2 для c6(Q = 52,398 кН, v _A = 116,0 мм), ( b ) балка T-s2 для t6. _А = 119,6 мм).

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Оценка размазанных определяющих законов для растянутого бетона для прогнозирования растрескивания железобетонных балок при кручении с помощью модели размазанной фермы.

  Тейшейра М., Бернардо Л. Тейшейра М. и соавт. Материалы (Базель). 2021 7 марта; 14 (5): 1260. дои: 10.3390/ma14051260. Материалы (Базель). 2021. PMID: 33799924 Бесплатная статья ЧВК.

• Циклическая реакция стальных фибробетонных тонких балок; Экспериментальное исследование.

  Чалиорис К.Э., Космиду П.К., Караяннис К.Г. Chalioris CE и соавт. Материалы (Базель). 201929 апреля; 12(9):1398. дои: 10.3390/ma12091398. Материалы (Базель). 2019. PMID: 31035704 Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние полимочевинных покрытий на железобетонные балки с низким коэффициентом продольного армирования, подвергающиеся изгибу.

  Шафран Дж., Матусяк А., Жезут К., Янковяк И. Шафран Дж. и соавт. Материалы (Базель). 4 апреля 2022 г .; 15 (7): 2652. дои: 10.3390/ma15072652. Материалы (Базель). 2022. PMID: 35407985 Бесплатная статья ЧВК.

• Поведение на изгиб Т-образных балок UHPC с различными коэффициентами продольного армирования.

  Чжан Р., Ху П., Чен К., Ли С., Ян С. Чжан Р. и др. Материалы (Базель). 2021 30 сентября; 14 (19): 5706. дои: 10. 3390/ma14195706. Материалы (Базель). 2021. PMID: 34640120 Бесплатная статья ЧВК.

• Экспериментальные данные и подтверждение поведения при кручении фибробетонных балок: обзор.

  Awoyera PO, Effiong JU, Olalusi OB, Prakash Arunachalam K, de Azevedo ARG, Martinelli FRB, Monteiro SN. Awoyera PO и соавт. Полимеры (Базель). 2022 15 марта; 14 (6): 1171. doi: 10.3390/polym14061171. Полимеры (Базель). 2022. PMID: 35335504 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Рекомендации

1. 1. Кан Дж. Бетонные и металлические конструкции. Офис № 736602. Патент США. 1903 г., 18 августа;
2. 1. Trussed Concrete Steel Company Kahn System of Reenforced Concrete, 20 июня 1904 г. [(по состоянию на 16 июня 2020 г.)]; Доступно в Интернете: http://archive.org/details/kahndystemofrein00trus.
3. 1. Сэлмон Р., Эллиотт М. Исторические постройки. Система железобетона Кана. Журнал Структура. Апрель 2013 г. стр. 9–12.
4. 1. Уолравен Дж., ван Влит А.Б., редакторы. Модельный кодекс для бетонных конструкций 2010 г. Международная федерация конструкционного бетона; Лозанна, Швейцария: 2013 г.
5. 1. Американский институт бетона. Дизайн участников. В: Тейлор А., Гамильтон Т. III, Нанни А., редакторы. Справочник по проектированию железобетонных конструкций. Том 1. Американский институт бетона; Фармингтон-Хиллз, Мичиган, США: 2015. SP-17(14)

Характеристики изгиба плиты из экструдированного полистирола с армированием стропильной системы

Пожалуйста, используйте этот идентификатор для цитирования или ссылки на этот элемент: https://www. um.edu.mt/library/oar/handle/123456789/74069

Название:	Характеристики изгиба плиты из экструдированного полистирола с армированием стропильной системы Автор 909041 5 : 5 : 5 : 5 394 90 90 41	Деселис, Джефф (2018)
Ключевые слова:	Бетонные балки Железобетонная конструкция Бетонная конструкция
Дата выпуска:	2018
Ссылка:	Деселис, Дж. (2018). Изгибные характеристики плиты из экструдированного полистирола с армированием стропильной системой (кандидатская диссертация).
Реферат:	Бетон является чрезвычайно важным строительным материалом, однако при проектировании изгибаемых элементов большая часть используемого бетона недоиспользуется, потому что он находится в напряжении, чтобы обеспечить необходимая привязка и крышка к нижней арматуре. С другой стороны, сталь арматура в железобетонных балках используется для восприятия изгибающих и касательных напряжений, которые развиваются внутри балки, при этом продольные стержни воспринимают изгибающие напряжения, а вертикальные стержни воспринимают поперечные силы. В этой диссертации это подкрепление было изменено путем изменения ортогональная арматура к арматуре фермы; следовательно, изменения в поведении и производительности были отмечены. Это также было сделано на шаг вперед за счет удаления жертвенного бетона в зоне растяжения и замена стойки, которая раньше обеспечивалась бетоном, на арматуру фермы сам по себе, чтобы обеспечить необходимую передачу механического сдвига, необходимую для поведения на изгиб происходить. Лучу удалось достичь адекватного отношения нагрузки к перемещению по сравнению с местным требования к конструкции, а также по сравнению с критериями прогиба L/250 и L/360, показывая, что в системе все еще существует определенная степень внутренней безопасности. Пучок испытал прогиб более 105 мм и все же смог удержать возложенную на него нагрузку, даже если при меньшей жесткости, чем область линейной упругости. Эта диссертация направлена ​​на предоставление читателю обзора соответствующей литературы и методологический процесс, принятый при тестировании балок, а также некоторое дальнейшее понимание того, как эта система может стать жизнеспособным структурным решением. No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт