19. Стропила. Стропильная система скатной крыши. Материалы

Основными несущими элементами крыши являются стропила.

Стропильная система должна выдерживать не только вес кровельного материала, но и снеговую и ветровую нагрузку. Деревянные элементы стропильной системы выполняют из древесины хвойных пород с влажностью не более 20% и обрабатывают их огнебиозащитными составами.

Нагрузки, воспринимаемые стропильными конструкциями, разделяются на

- временные

-постояные (длительные, кратковременные, особые).

К постоянным нагрузкам относится вес самой конструкции (кровельного материала, стропильной системы, теплоизоляционного слоя и материалов отделки потолка) К кратковременным нагрузкам относят: вес людей, выходящих на крышу, вес оборудования в зоне обслуживания и ремонта кровли, снеговую и ветровую нагрузки. К особым нагрузкам можно отнести сейсмическое воздействие.

Стропильные системы

Устойчивость и прочность крыши целиком зависит от её несущей конструкции – стропильной системы. Стропила являются основной несущей частью конструкции крыши. Они призваны выдерживать не только вес кровли, но и давление снега и ветра. Поэтому стропильную систему рассчитывают, исходя из типа кровельного материала, а также обычных для данной местности силы ветра и толщины снежного покрова.

Для получения жесткого каркаса стропила скрепляют между собой, а чтобы крышу не сорвало ветром, каркас надежно связывают с коробкой дома. Чаще всего при строительстве загородных домов используют деревянные стропильные системы.

ДЕРЕВЯННЫЕ СТРОПИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Они просты в изготовлении, легко устанавливаются. Деревянные стропила можно "подогнать" по месту – то есть укоротить, подтесать, нарастить, что иногда приходится делать из-за ошибок при возведении стен. Проделать подобные действия с металлическими стропилами довольно трудно, а с железобетонными конструкциями и вовсе невозможно. Именно поэтому железобетон и металл – несмотря на то, что они долговечнее и крепче дерева – используются только при строительстве больших каменных, кирпичных или железобетонных домов с тяжелыми кровлями сложных конструкций. К тому же настелить кровлю на железобетон или металл сложнее, чем на дерево.

Для монтажа стропильных систем, используются дополнительные элементы – гвозди, болты, шурупы, скобы, хомуты. Они же используются и для укрепления несущей системы крыши.

Деревянные стропильные системы, также должны проходить противопожарную и антисептическую пропитку. Чем лучше и качественнее выполнены эти операции, тем дольше будет служить стропильная система вашего дома.

Конструкция крыши: Стропила можно подразделить на наслонные (1) и висячие (2).

(1) Наслонные стропила: 1 - стропильная нога; 2 - ригель; 3 - чердачное перекрытие

(2) Висячие стропила: 1 - мауэрлат; 2 - стропильная нога; 3 - затяжка; 4 - бабка; 5 - подкос

Конструкция крыши:

Наслонные стропила концами опираются на стены здания, а средней частью — на промежуточные опоры. Висячие же стропила опираются только концами на стены здания. Наслонные стропила устраивают в том случае, если расстояние между опорами не превышает 6,5 м .

Наличие дополнительной опоры позволяет увеличить ширину, перекрываемую наслонными стропилами до 12м, а двух опор — до 15м. В деревянных брусчатых или же рубленых зданиях стропильные ноги опираются на верхние венцы (3), в каркасных — на верхнюю обвязку (4). В каменных домах в качестве опоры для стропильных ног используется мауэрлат — брусья толщиной 140—160 мм (5).

(3) Опирание наслонных стропил в деревянных брусчатых или рубленых зданиях: 1 - шип; 2 - стропильная нога

(4) Опирание наслонных стропил в деревянных каркасных зданиях: 1 - балка перекрытия; 2 - стропильная нога

(5) Опирание наслонных стропил в каменных зданиях: 1 - мауэрлат; 2 - стропильная нога; 3 - затяжка; 4 - чердачное перекрытие

Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу. В том случае, если стропильные ноги в сечении имеют небольшую ширину, они могут со временем провиснуть. Чтобы избежать этого, необходимо применять специальную решетку, состоящую из стойки, подкосов и ригеля.

Стропильные ноги соединяют с ригелем врубкой сковороднем вполдерева. Чтобы соединение было прочным, необходимо закрепить его болтом, нагелем и скобой (6). Для того чтобы соединить между собой составные части затяжки, применяются зуб, болты и накладки из металла. Бабка соединяется с затяжкой при помощи хомута. Крыша должна защищать стены здания от пагубного воздействия дождя и снега. Для реализации данной функции используется карнизный свес, который должен иметь длину не менее 550 мм (7).

(6) Соединение ригеля и стропильной ноги: 1 - стропильная нога; 2 - ригель; 3 - скоба

(7) Скос крыши: 1 - стропильная нога; 2 - затяжка; 3 - скоба

Концы стропильных ног присоединяются к стенам здания с помощью скруток. Это необходимо для того, чтобы предохранить крышу от разрушения при сильном ветре. В деревянных рубленых домах вместо скрутки целесообразно применять скобу из железа. Она призвана соединить стропила со вторым венцом сруба.

Выбирая материал для изготовления стропил, необходимо учитывать архитектурно-конструктивные особенности конкретного проекта.

ВИДЫ И КОНСТРУКЦИИ СТРОПИЛЬНЫХ СИСТЕМ

Кровля поддерживается специальной конструкцией, состоящей из обрешетки и стропил (стропильных ферм), передающих нагрузку от собственного веса крыши, снега, ветра на стены и внутренние опоры. Конструкция стропил зависит от формы крыши, наличия и расположения внутренних опор, величины пролета, а также действующих нагрузок.

Главная фигура в стропильной конструкции - треугольник. Он наиболее жесток. Основной элемент любой фермы - стропильные ноги, укладываемые вдоль ската и поддерживающие обрешетку.

1. Висячие стропила. Висячие стропила опираются только на две крайние опоры (например, лишь на стены здания без промежуточных опор). Их стропильные ноги работают на сжатие и изгиб. Кроме того, конструкция создает значительное горизонтальное распирающее усилие, которое передается стенам. Уменьшить это усилие помогает затяжка (деревянная или металлическая), соединяющая стропильные ноги. Она может располагаться как у основания стропил (и в этом случае служит балкой перекрытия, — именно этот вариант наиболее часто используется при строительстве мансардных крыш), так и выше. Чем выше она находится, тем мощнее ей полагается быть. И тем надежнее должно быть ее соединение со стропилами.