В частном строительстве при создании стропильной системы обычно используется пиломатериал. Железобетонные или металлические конструкции встречаются реже. Создание проекта каркаса крыши включает в себя выполнение ряда различных расчетов, позволяющих подобрать наилучшие параметры для каждого отдельного элемента стропильной системы. В ходе эксплуатации крыши стропила принимают на себя основной процент внешней нагрузки, поэтому к их прочности предъявляются повышенные требования. Зачастую будет очень полезно знать, как нарастить стропила – это поможет решить множество сложных строительных задач.
Для вычисления необходимой длины стропильной ноги нужно определиться с наклоном кровли и высчитать высоту крыши с учетом ширины дома. Висячие или наслонные стропила при небольших размерах здания могут быть выполнены из цельной доски или бруса. Если длина имеющегося в наличии пиломатериала недостаточна, необходимо выполнить сращивание для соответствия стропильной ноги заданным размерам.
Особенности наращивания стропил
От размера пролета между верхней частью стены и коньком зависит длина стропила. Сечение стропильной ноги выбирают по расчетной нагрузке и расстоянию между ногами. Когда в роли кровельного покрытия предполагается использование асбоцементного шифера либо керамической черепицы, каркас крыши рекомендуется изготавливать из пиломатериала увеличенного сечения. Какую конструкцию крыши выбрать и как сделать сращивание – стоит разбираться индивидуально.
Как правильно срастить стропила для той или иной конструкции крыши – знают далеко не все строители, поэтому любому, кто собрался возводить крышу, лучше об этом вопросе побольше узнать. Наращивание стропил производится путем соединения коротких элементов из бруса или доски. Узел стыковки, в большинстве методов наращивания, представляет собой достаточно пластичный шарнир. Однако стропило должно иметь по всей длине необходимую жесткость, поэтому стык стоит располагать в месте, где изгибающий момент практически отсутствует. Так что стык (пластичный шарнир) необходимо делать на расстоянии от опоры, составляющем 15% длины перекрываемого пролета.
Стоит учитывать, что расстояние от промежуточной стропильной опоры до мауэрлата имеет отличие от расстояния между данной опорой и коньком. Поэтому нужно использовать равнопрочную схему – следует обеспечить одинаковую прочность по всей длине, при этом создавать равный прогиб не требуется.
Важно! Особые требования в вопросе прочности предъявляются к диагональным (накоснымным) стропилам крыш вальмового и полувальмового типа. Они длиннее стропил боковых скатов и выступают в роли опоры для нарожников – стропильных ног укороченного вида.
Подбор сечения
Перед началом расчета собирают нагрузки на стропила. Они бывают двух видов: постоянные и временные. Постоянные включают в себя массу всех слоев крыши:
- подшивка;
- стропила;
- утеплитель;
- обрешетка;
- кровельное покрытие.
Массу пароизоляции и гидроизоляции можно не учитывать. Можно использовать примерные значения. Для крыши с покрытием из металлической черепицы постоянная нагрузка принимается равной 60 кг/м2, из битумной — 70 кг/м2, из керамической — 120 кг/м2.
Снеговая нагрузка зависит от климатического региона. Она указана в СП «Нагрузки и воздействия». Чтобы не запутаться, пользуются специальными картами. При угле наклона кровли более 45 градусов снеговую нагрузку считают равной нулю.
После нахождения массы кровли выполняют расчет. Его делают по двум предельным состояниям: на прочность и на прогиб.
Первая формула расчета на прочность — для поиска расчетной нагрузки:
q1= (1,1*gn*cosα + 1,4*pn*cosα2)*a,
- где q1 — расчетная нагрузка,
- gn — постоянная нагрузка,
- pn —снеговая нагрузка,
- cosα — косинус угла наклона кровли,
- a — шаг стропил.
Дальше находят расчетный изгибающий момент M = 0,125*q1*l2*100. Здесь l2 — величина пролета стропильной ноги в квадрате. Следующий шаг — нахождение расчетного момента сопротивления W. Для этого M делят на расчетное сопротивление древесины изгибу, равное 130 кг/см2.
W = b*h2/6. W уже известно, b — это ширина сечения стропила, которую принимают 5 или 10 см. В уравнении остается только одно неизвестное h — высота стропильной ноги.
Следующий расчет на изгиб. В первую очередь находят нагрузку:
q1н = (gн* cosα + pn*cosα2)*a.
Очень похоже на первый вариант, но без коэффициентов. После этого вычисляют момент инерции I = (5* q1н*l3*200)/(384*1000). l3 — пролет ноги в кубической степени. I = b*h3/12. I известно, b берут такое же, как и в первой части расчета. В уравнении остается одно неизвестное h. После двух вычислений из h для стропильной ноги назначают то, которое больше. Это будет минимальным размером.
Также при выборе высоты стропильной балки стоит учесть толщину утеплителя. Его укладывают при использовании подкровельного пространства в качестве мансарды или теплого чердака. Толщину теплоизоляционного материала выбирают в зависимости от климатического региона. Рекомендуют высоту стропил назначать на 2—3 см больше. Это нужно для обеспечения вентиляционного зазора.
Варианты сращивания стропил
Сращивание стропил, в случае необходимости увеличения их длины, выполняется несколькими способами:
Размеры стропил и требования к материалам
- Способ «косой прируб»;
- Стыковое соединение досок;
- Сращивание внахлест.
Использования стусла позволяет отрезать концы досок четко под заданным углом, благодаря этому обеспечивается необходимая плотность стыков.
Соединение встык
Данный метод дает возможность наращивать стропильную ногу с помощью использования специальной накладки. Чтобы правильно выполнить соединение стропил между собой требуется стыкуемые концы бруса или досок отрезать под углом 90 градусов. Это делается для предотвращения образования прогиба в месте стыка торцов стропил под нагрузкой. Срезанные торцы закрепляются металлическим крепежом либо с использованием накладок из обрезков доски, которые устанавливаются с обеих сторон соединения. Накладки должны прибиваться гвоздями. Соединение встык больше подходит для сращивания стропил из доски.
Метод «косого прируба»
Метод «косого прируба» оптимально подходит для увеличения стропильных ног из бруса большого сечения. Эта технология носит такое название в связи с принципом подрезки составляющих. Соприкасающиеся концы досок подрезаются под определенным углом. Выполненные из бруса элементы плотно стыкуются плоскостями. Сквозное вертикальное отверстие под болт или шпильку необходимо выполнить в месте соединения. Диаметр данного отверстия должен точно соответствовать диаметру крепежа или быть меньше на 1 мм. Таким образом крепление будет плотно располагаться в древесине без вероятности возникновения люфта, способного создать нежелательную нагрузку на изгиб.
Важно! При установке болтов или шпилек следует пользоваться широкими металлическими шайбами, чтобы с течением времени крепеж не повредил древесину.
Соединение внахлест
Сращивание стропил по длине можно делать и внахлест – при этом создается жесткое соединение. Данное удлинение стропил относительно просто: две доски укладываются друг на друга и соединяются с помощью гвоздей. Данный вариант крепления – самый легкий способ соединения стропил. При нем не требуется соблюдение точности подрезки элементов. Помимо гвоздей в качестве крепежа можно использовать гайки и шпильки с шайбами.
Крепление стропильных ног к мауэрлату
Первоначально мы крепили стропильные ноги на гвоздь. Теперь пришло время закрепить стропила к мауэрлату окончательно. Для этого мы использовали шинку. Шинка — это полоса из металла. Шинкой «обертываем» стропильную ногу и с двух сторон (с правой и с левой стороны относительно стропильной ноги) крепим ее на гвозди и шурупы с внутренней стороны стены на глубину 25-30 см.
Такое дополнительное крепление предохранит крышу от возможного срыва при сильных порывах ветра.
Можно воспользоваться и способом наших дедов: стропильную ногу «оборачивали» проволокой, которую тоже закрепляли с внутренней стороны стены. Для этого берут проволоку толщиной 4 — 6 мм и привязывают ее к ершам, которые забивают в стену.
На этом мы заканчиваем серию статей о сооружении стропильной системы (см. рубрику «Крыша» ). В заключении мы предлагаем прослушать аудиозапись в формате mp3. Возможно, вы услышите что-то интересное и полезное для вас, не вошедшее в статьи.
Cооружение стропильной системы.mp3
В следующих статьях мы расскажем, как нужно делать обрешетку стропильной системы, натягивать пленку и крыть крышу шифером. До новых встреч!
Спаренные и составные стропила из досок
Как удлиненные стропильные ноги также используются выполненные из досок конструкции –составные и спаренные. Спаренные изготовляются из двух досок или более, соединяющихся широкими сторонами. Их сшивают друг с другом гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. Для увеличения длины стропильной ноги доски, соединенные попарно, крепятся встык и внахлест с другой спаренной системой. Так создается равнопрочная конструкция, способная выдерживать повышенные нагрузки. Стропила из спаренных досок почти не уступают обычным изделиям из цельного бруса, их применяют при возведении накосных стропил для различных типов крыш.
Важно! При удлинении стропильной ноги сплачиваемые доски должны располагаться со сдвигом не менее одного метра. Соединить их необходимо в шахматном порядке, таким образом каждый стык закрывается цельной доской.
Составное стропило создается из трех досок. За основу берутся две доски, которые имеют одинаковую длину. Третья доска укладывается между ними, по ширине она должна соответствовать основным. Ее длина обеспечивает нужный размер стропильной доски. Оставшийся свободный промежуток между основными досками заполняют дощатыми обрезками, которые по ширине соответствуют дощечке-вкладышу. Данная конструкция прошивается гвоздями. Между основными досками дополнительная должна заходить не меньше чем на метр по длине. Она также крепится гвоздями, располагающимися в шахматном порядке. По надежности составные стропила значительно уступают спаренным конструкциям. Системы с составными стропилами с успехом применяются при создании скатных кровель, однако их нельзя использовать в роли накосных стропил для вальмовых крыш.
Для правильного монтажа удлиненных балок следует учитывать расположение стыков получившейся конструкции. Их стоит располагать недалеко от опоры, так они будут в минимальной степени подвержены нагрузкам на изгиб. С экономической точки зрения сращивать стропила – достаточно выгодный шаг, ведь это позволяет использовать унифицированные материалы для получения конструкций необходимой длины.
Читайте также:
Это точно Вас заинтересует:
- Современные кровельные материалы
- Крыша своими руками. Мауэрлат — основание крыши. Крепление мауэрлата.
- Кровля крыши дома шифером: асбесто-цементные кровельные материалы
- Как сделать крышу своими руками Стропильная система Висячие стропила своими руками
- Водосток кровли, устройство водостоков для крыши
- Монтаж водосточной системы — как установить водосток
- Арматура строительная, вязка и сварка арматуры, и иные соединения стержней
- Цоколь для дома Устройство цоколя из кирпича
- Как правильно сделать отмостку: утепление отмостки.
- Фундамент для дома Типы фундаментов
Скрепляющие элементы
Для большей надежности стыковочные узлы соединяют различными скрепляющими элементами типа болтов, металлических уголков, пластин, скоб и так далее. Размеры крепежа определяют, исходя из толщины стропил. Стальные детали с готовыми отверстиями крепятся с помощью шурупов или саморезов. На данных изделиях экономить не стоит – всегда лучше купить высококачественные метизы гарантированной прочности. Также не стоит забывать, что гвозди имеют свою пластичность, они могут гнуться и растягиваться, а саморезы при давлении чаще всего просто ломаются. На сегодняшний день особой популярностью в стропильном деле пользуются ершеные гвозди.
Как удлинить стропила, зависит от нагрузок и степени ожидаемой деформации каждой конкретной стропильной конструкции. К данному вопросу стоит подходить с большой ответственностью и в случае затруднений лучше воспользоваться услугами профессионалов.
