Для того, чтобы выполнить защиту внутреннего пространства дома от наружных факторов, устроив на кровле последний слой покрытия, важно предусмотреть кровельный каркас – стропила, передающие нагрузку от кровельной системы на стены здания и фундамент, а также являющийся опорой для кровли.
В современном строительстве наиболее популярны такие виды стропильных каркасов, как стропильные фермы и традиционные стропильные системы. В этой статье мы рассмотрим эти конструкции подробнее и проведем их сравнение.
Проектирование кровли частного дома с учетом классической стропильной системы
Стропильная система состоит из следующих элементов:
- конькового прогона;
- мауэрлата;
- конструкций, придающих системе прочность и жесткость: ригелей, распорок, подкосов и стоек;
- самих стропил, висячих и/или наслонных.
Кровельная система стропил: детали
Мауерлат — это деревянный брус, укладываемый на арматурный пояс или прямо на каменную стену здания и является первым элементом стропильной системы. Может крепится к закладным деталям – шпилькам, вмонтированным в армирующий пояс, или с помощью проволочных стяжек, укладываемых в толщу стен. Коттеджи из дерева не нуждаются в устройстве мауэрлата, которым служат непосредственно стены.
На рисунке справа: 1 —
кладка; 2 — обвязочный пояс; 3 — мауэрлат; 4 — элементы стропил.
2. Стропила
- Висячими называют конструкцию стропил треугольной формы, имеющую опирание на стены дома в нижних точках. Нагрузки на изгиб и сжатие, испытываемые стропильными ногами, и приводящие к распиранию стен, компенсируются с помощи крепления к стропилам нижних и верхних затяжек.
- Наслонными являются такие стропила, которые опираются не только на конечную, но и на среднюю точки опоры. Такими опорами служат межкомнатные стены дома или столбчатые опоры. С помощью наслонных стропил можно выполнить каркас кровли пролетом более 6 м.
Проекты домов с многощипцовой крышей, имеющие сложные планировки, могут комбинировать эти виды кровельных каркасов.
Это элементы, призванные соединить ноги стропил между собой.
4.Конструкции, обеспечивающие устойчивость кровельного каркасаЭто диагональные раскосы и стяжки, подкосы и т. д, выполняющиеся при возведении многоскатных кровель преимущественно во фронтонах.
Расположение стропил имеет шаг от 0,6 до 2 м, который зависит от вида утеплителя, кровельного покрытия, площади сечения стропильных балок, характера дождевых, ветровых и снеговых нагрузок.
Проекты крыш загородных домов: технология монтажа
Проектирование крыши частного дома, предусматривающее усиленную систему
Проекты сложных крыш частных домов должны включать в себя меры по усилению каркасных конструкций. Это могут быть системы упоров и подкосов, включающие в себя шпренгельные фермы и шпренгели.
Усилить стропильную систему можно конструкцией из ряда стоек, объединенных сверху поперечным брусом. Такие стойки монтируются на железобетонное перекрытие. Иной материал перекрытий определяет обязательное применение затяжек для установки стоек, равномерно распределяющих нагрузку.
То есть проекты коттеджей, крыши которых имеют сложную форму, предусматривают и сложную систему стропил, дополненную обилием деревянных элементов, в общем приводящих к удорожанию сметы на строительство.
В классическом понимании стропильная система должна выдерживать распределяемые на неё нагрузки от кровельного пирога вне зависимости от потребности в материалах. Современный подход к созданию стропильных систем поставил целью снижение материалоемкости таких конструкций и удешевления её стоимости за счет рационального перераспределения нагрузок на элементы каркаса и поиск их оптимального положения и размеров.
Проекты домов с простой крышей и сложной кровлей: тонкости современного подхода
Итак, в противовес традиционному пониманию, современные системы минимизируют потребность материалов, не снижая надежности создаваемых конструкций.
Годы изысканий в этой области увенчались изобретением новых принципов проектирования стропильных ферм и технологий их производства.
Понимание устройства ферм из стропил позволит разобраться в этих принципах.
Конструкция системы стропильных ферм выполняется с помощью ребер (ферм), расположенных друг от друга на расстоянии от 60 см - 90 см, на которых набивается обрешетка, покрываемая сверху кровельным покрытием. Постановка ребер происходит на мауэрлат с последующим их креплением между собой прогонами. Устройство ветровых связей обеспечит конструкции дополнительную жесткость. Любая ферма или ребро выполнены из диагоналей и поясов единой толщины, связанных воедино посредством металлозубчатых пластин.
Выглядит система в виде решетки, имеющей основу, превосходящую по размерам высоту. Она может быть выполнена в виде полусферы или многоугольника (чаще треугольника). Предпочтение треугольной формы определяется равномерностью распределения нагрузки и устойчивостью конструкции. Перекрыть пролеты внушительного размера помогут стропильные фермы, выполненные путем соединения нескольких треугольников решетчатой связкой.
Проектирование конструкции ферм индивидуально для строительства каждого дома.
Новые принципы создания ферм, отличные от традиционного подхода
- Классическая система стропил имеет подкосы, затяжки, схватки и стойки, не дающие ногам стропил давить на стены и распирать их. Современные фермы отличаются тем, что их основания, которыми выступают нижние пояса, не испытывают таких нагрузок. Основание фермы может служить одновременно и балками перекрытий и принять на себя действие растягивающих сил. Кроме этого силы сжатия и растяжения равномерно распределены по всему треугольнику фермы при помощи диагоналей. Ферма является цельным ребром жесткости. Такой подход минимизирует количество усиливающих элементов, снижает количество используемой древесины.
- Традиционные принципы проектирования диктуют отдельный расчет кровли и перекрытий. Последнее должно выдерживать нагрузку и каркаса, и самой кровли помимо нагрузки от ветра и осадков. Преимуществом ферм является их создание в качестве единой системы с перекрытиями, которыми служат основания ферм. Таким образом можно избежать затрат на создание деревянных перекрытий классического вида. Зачастую благодаря именно этой особенности фермы оказываются дешевле стропильной системы.
- Применение металлозубчастыхх пластин обеспечивает отличные показатели жесткости стропильных ферм. С их помощью производится связка деревянных элементов. Использование специального оборудования обеспечивает конструкции идеальные геометрические показатели. Именно за счет этого уменьшается объем необходимой для строительства ферм древесины, путем уменьшения толщины составляющих её элементов.
Эти примеры наглядно показывают преимущества ферм перед системами стропил в классическом исполнении, а также определяют их экономичность. Экономия может составить 20% и более в зависимости от ситуации.
4. Благодаря тому, что ферма является цельным ребром жесткости, их можно использовать для большепролетных конструкции (вплоть до 12 м) без дополнительных опор! В каркасном доме плоскую крышу можно реализовать только с помощью ферм.
Но стропильные фермы нельзя назвать универсальным решением, к сожалению.
Их использование имеет
ряд ограничений:
- Создание каркаса из ферм выполняется с помощью профессионального программного обеспечения специалистами, прошедшими обучение работе с такими программами.
- Производят фермы в условиях завода на высокотехнологичном оборудовании.
- Только те металлозубчатые пластины, которые были закуплены у официальных поставщиков, смогут обеспечить соответствие изделий требованиям проекта.
- Совокупность этих условий приемлема не для каждой области нашей страны. Таким образом территориальное расположение производителей определяет географию использования ферм.
Это видео наглядно демонстрирует основные моменты производства ферм:
Дома с ломаной крышей, проекты которых предполагают сложную архитектуру кровли, иногда нецелесообразно возводить с применением ферм для кровли. Ввиду сложности формы кровли могут серьезно возрасти потребности в материалах так, что затраты на создание обычной стропильной системы и ферм будут равнозначными. Иногда же ситуация вовсе не позволяет запроектировать фермы. Именно такие ситуации идеальны для использования стропильных систем.
Как бы то ни было, если ситуация позволяет мы рекоммендуем вам использовать выгодные современные решения для крыши домов! Чертежи, проекты для таких решений мы сможем разработать для вас с помощью нашей услуги "ВНЕСЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ В ПРОЕКТ".