Конструкция висячих стропил: описание и характеристика, фото

Висячие стропила: обзор конструкций + схема установки висячих стропильных систем

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.

Содержание

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.

Читайте также:
Как сделать зеркальное панно своими руками

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.

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.

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.

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.
Читайте также:
Как стирать тюль из органзы в стиральной машине?

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

Как сделать висячие стропила – варианты конструкции, правила устройства узлов крыши

Перед тем, как строить крышу дома, необходимо изучить возможные варианты стропильных систем и подобрать оптимальную схему в зависимости от индивидуальных особенностей постройки. Среди наиболее распространенных схем стропильного каркаса выделяются наслонные системы, подходящие для зданий, имеющих внутреннюю несущую стену, и висячие системы, в которых стропила могут опираться только на внешние стены кровли. В данной статье будут рассматриваться узлы и конструкция висячих стропил.

Устройство висячих стропил

Висячие стропила называются именно так неспроста – по сути, они постоянно находятся в подвешенном состоянии и не имеют под собой иной опоры, кроме внешних стен здания. Несмотря на кажущуюся ненадежность, висячие стропильные системы достаточно эффективные и способны в полной мере выполняться свои функции в пролетах длиной до 17 м.

Разумеется, сами по себе навесные стропила стоили бы немногого, но ведь они используются в связке с цельной системой, включающей в себя массу дополнительных элементов, позволяющих формировать крупные узлы вроде ферм или арок.

Примером простой фермы может выступить конструкция, состоящая из двух стропильных балок, которые соединены в верхней точке, за счет чего обеспечивается треугольная форма такой фермы. В горизонтальной плоскости устанавливается стропильная затяжка, представленная обычной деревянной балкой. Конечно, она может быть выполнена из металла, но тогда ее нужно называть тяжем.

Роль затяжной балки нельзя недооценивать – стропила, находящиеся под нагрузкой, постоянно пытаются нарушить треугольную форму фермы, а затяжка стропил предотвращает данный эффект. Кроме того, появляющаяся распирающая сила не передается стенам постройки, а приходится на саму затяжку, благодаря чему здание испытывает только усилия вертикальной направленности.

Затяжку можно устанавливать на любом вертикальном уровне, но для этого нужно точно знать, какие функции на нее возлагаются. Например, при расположении затяжки в нижней части стропил ее можно использовать еще и как балку перекрытия этажа, находящегося ниже. Если же под крышей будет располагаться жилое помещение, то затяжку стоит устанавливать выше, чтобы она мешала при обустройстве мансарды.

При обустройстве больших пролетов узлы висячих стропил придется дополнительно усиливать. В том случае, если пролет между стенами превышает 6 м, то стропила укрепляются раскосами и подвесами, а затяжку стоит сделать из двух балок, соединенных между собой.

Устройство висячих стропил может выполняться по нескольким схемам, и их стоит рассмотреть подробнее.

Треугольная шарнирная арка

Рассматриваемый вид конструкции по праву считается одним из самых простых. Конструктивно такая схема предполагает создание простой фермы в форме треугольника, которая включает в себя две стропильных балки, направленных в сторону конька. Внизу стропила опираются на горизонтальную балку, кроме того, на нижнем уровне осуществляется крепление затяжек к стропилам. Для нормального функционирования такой конструкции высота конька должна быть больше, чем 1/6 пролета фермы.

В такой схеме, считающейся традиционной, основная нагрузка приходится на стропила, изгибая их так, чтобы они расходились в разные стороны. Это усилие компенсируется затяжкой, которая, работая на растяжение, позволяет разгрузить стропильную систему. Затяжка в данном случае не относится к числу несущих элементов, поэтому вместо деревянной детали вполне можно использовать металлическую.

Чтобы снизить изгибающую нагрузку, которую испытывают стропильные ноги, коньковые элементы в данном случае устанавливаются с небольшим отклонением от центральной оси. Такая схема становится причиной появления дополнительного усилия с противоположно направленным вектором. Помимо снижения нагрузки на стропильный каркас, это также позволяет использовать балки меньшей толщины – а это прямой путь к оправданной экономии.

Чаще всего треугольные шарнирные арки используются для создания мансард, а находящиеся в нижней части конструкции затяжки отлично служат в качестве балок перекрытия. Все описанные дальше схемы висячих стропил представляют собой вариации описанной трехшарнирной арки, в которых дополнительные элементы всего лишь повышают жесткость стропил.

Шарнирная арка с бабкой

Данная конструкция сложнее предыдущей, зато ее вполне можно использовать для перекрытия пролетов длиной более 6 м. Основной проблемой длинных конструкций является длинная затяжка – на нее приходятся существенные нагрузки, поэтому она изгибается под собственным весом. Для компенсации этих нагрузок используется бабка – деревянный брусок, при помощи которого подвешивается затяжка. При необходимости в качестве бабки можно использовать и металлические пруты, которые имеют достаточную прочность на растяжение.

Используя такой подвес, можно устанавливать висячие стропила с затяжкой большой длины, ведь ее изгиб будет компенсирован. Основной момент при монтаже такой конструкции – бабка не должна подвергаться сжатию, то есть ее нельзя использовать как вертикальную стойку. Конечно, конструктивно стойка и подвес очень похожи, но эти элементы выполняют совершенно разную работу.

Главное отличие бабки заключается в том, что она подвешивается к карнизному узлу, а затяжка крепится к ней посредством хомутов. Для создания затяжки нужной длины используются составные элементы, которые подгоняются посредством прирубов и фиксируются болтами. Перед сборкой стоит провести расчет затяжки стропил, чтобы конструкция была оптимальной.

Такая конструкция на сегодняшний день применяется редко по причине морального устаревания. Впрочем, заложенные в ней идеи и принципы все же находят применение в других, более современных стропильных системах.

Конструкция с приподнятой затяжкой

Такая схема преимущественно используется при создании жилых помещений под кровлей. Высота расположения затяжки в данном случае определяет высоту потолка будущей мансарды. Затяжка в такой конструкции поднимается к коньковой части крыши, и чем выше она установлена, тем большие нагрузки ей приходится испытывать.

Стропильный каркас в качестве опоры использует мауэрлат, а не затяжку. Чтобы кровля могла самостоятельно изменять свои размеры в зависимости от внешних факторов, стропила крепятся подвижным образом к специальным устройствам, обеспечивающим необходимую свободу перемещения конструкции.

Читайте также:
Классификация фрез по металлу: фасонная обработка круглого чугуна на фрезерном станке

При воздействии на кровлю уравновешенных нагрузок конструкция будет устойчивой, но если силы, находящиеся с одной стороны, будут превалировать, то крыша будет слегка завалена. Для предотвращения такой ситуации стропила необходимо выносить за пределы стен с обеих сторон здания.

В арке с приподнятой затяжкой последняя не выполняет функции опоры. На нее оказывают влияние только растягивающие нагрузки, если под крышей обустраивается чердак, или растягивающе-изгибающие, при создании мансарды. В последнем случае затяжку можно использовать для монтажа потолков или изоляционных материалов.

Для защиты затяжки от провисаний устанавливается подвеска. Здесь тоже есть нюансы: при небольших нагрузках и небольшой длине затяжку можно попросту прибить к ригелю и коньку, а вот для длинной затяжки с большими нагрузками потребуется несколько подвесок и дополнительная фиксация хомутами.

Шарнирная арка с ригелем

Данная схема конструктивно схожа с предыдущей, но есть и одно отличие – вместо подвижных опорных элементов для шарнирной арки с ригелем используется жесткое крепление стропил, что достаточно надежно. Стропила врубаются в мауэрлат или крепятся к неподвижным опорным брусам. Благодаря изменению конструкции опоры меняются и возникающие в системе напряжения – основной нагрузкой становится распирающая, приходящаяся на мауэрлат и стены.

Затяжка фиксируется в верхней части арки, но вместо растяжения она теперь испытывает сжатие. Вместе с изменением характера нагрузок меняется и название затяжки – теперь она именуется ригелем. Такая арка с приподнятым ригелем может работать только при условии небольшой распирающей нагрузки, а при ее увеличении ригель нужно дополнительно усилить затяжкой. В результате получатся висячие стропила, аналогичные традиционной арке с тремя шарнирами, и мауэрлат в данном случае уже не понадобится.

Арка с подвеской и подкосами

Такая схема является логическим продолжением темы арок с бабками. Арка с подвеской и подкосами используется для перекрытия пролетов длиной до 14 м – в подобных конструкциях нагрузка настолько велика, что стропила прогибаются из-за собственного веса. Для компенсации этих нагрузок используются подкосы.

Как правило, подкосы в стропильной системе упираются на внутренние стены постройки, но висячие стропила используются только при их отсутствии. Решить эту проблему помогает бабка, являющаяся единственной доступной опорой.

Собранная таким образом конструкция работает по следующему принципу:

  • На стропила приходится внешняя нагрузка;
  • Подкосы принимают на себя часть этой нагрузки;
  • Подвеска растягивается и натягивает коньковый брус;
  • Стропила захватываются за верхнюю часть и тянутся вниз, за счет чего прижимаются подкосы.

Для длинных стропильных ног, свойственных такой конструкции, используется длинная же затяжка. Лучше всего использовать брус из двух жестко соединенных балок. Затяжка крепится к бабке посредством хомута.

Виды соединений отдельных элементов и узлов

Чтобы конструкция висячих стропил получилась достаточно качественной и надежной, необходимо позаботиться о качественном соединении ее элементов, выбрать крепеж для стропильной системы, который способен прослужить многие годы, для чего могут использоваться следующие способы:

  1. Стыковое соединение. Такой метод используется для соединения верхних частей стропил, то есть конькового узла. Балки стропил срезаются под углом, совмещаются и фиксируются посредством деревянных или металлических накладок.
  2. Соединение внахлест. Для реализации данного способа верхние края стропильных ног схлестываются и крепятся болтом с гайкой или шпилькой.
  3. Соединение врубкой. Перед соединением стропила выпиливаются на половину своей толщины. Подготовленные детали сводятся и фиксируются через высверленное сквозное отверстие болтовым соединением. Такой же метод активно используется для монтажа карнизных узлов – в нижней части стропил вырубается зуб, который подводится к опорам и крепится болтами или пластинами.
  4. Скользящее соединение. Такой метод соединения нижних частей стропил используется в системах с подвижной опорой. Для соединения используются специальные металлические элементы.

Расчет висячей стропильной системы

Крыша с висячими стропилами должна рассчитываться еще на этапе проектирования – это позволяет избежать дальнейших проблем. Лучше всего будет заказать расчет у специалистов или воспользоваться готовым проектом, но при желании можно сделать всю работу самостоятельно, воспользовавшись онлайн-калькулятором или более традиционными методами проведения расчетов.

В любом случае, для расчетов потребуется знать:

  • Площадь и размеры подкровельного пространства;
  • Наличие мансарды;
  • Ожидаемую нагрузку на кровельную систему;
  • Угол наклона скатов;
  • Вид стропильной системы;
  • Материал изготовления стен здания;
  • Материал кровельного покрытия.

Расчет висячих стропил нужен для того, чтобы определить толщину стропил, шаг их установки и форму необходимых ферм.

Монтаж висячих стропил

Когда все предварительные этапы завершены, можно приступать непосредственно к монтажу стропильной системы, который выполняется по следующему алгоритму:

  • Сначала нужно разметить центр крыши и высоту конька, после чего на фронтонах выставляются две доски с отметками;
  • Далее нужно сделать шаблон монтажа стропильных ног, для чего нужно взять обрезок доски и прислонить ее одним концом к мауэрлату, а другим – к отметке высоты конька, и сделать на этой доске запилы;
  • При помощи шаблона изготавливаются стропильные балки в необходимом количестве;
  • Подготовленные и обработанные стропила раскладываются попарно;
  • Сначала монтируется первая ферма, которую после сборки нужно установить на фронтоне здания, используя для крепежа саморезы или уголки с гвоздями;
  • На другой стороне здания устанавливается вторая ферма;
  • Между двумя установленными арками натягивается шнурок, от которого нужно будет отталкиваться при монтаже остальных ферм;
  • Все остальные фермы устанавливаются последовательно, с соблюдением рассчитанного шага и уровня.

Завершив установку висячей стропильной системы, можно приступать к следующим этапам монтажа кровли.

Заключение

Деревянные висячие стропила достаточно удобны и подходят для решения множества задач. Монтаж висячей системы достаточно прост – необходимо лишь грамотно спланировать будущую конструкцию и тщательно провести каждый этап ее сборки.

Висячие стропила – особенности устройства и монтажа

Крыша – наиболее сложный элемент конструкции жилой, хозяйственной или производственной постройки, которую нельзя построить без точного расчета и детального проекта. Ее устройство состоит из гидроизоляционного покрытия и каркаса, отвечающего за форму, несущую способность и надежность кровли. Различают 2 типа стропильных систем, отличающихся по составу и способу соединения элементов – висячую и наслонную. В этой статье мы расскажем, что такое висячие стропила, а также как это конструктивное решение применяется в строительстве.

Читайте также:
Как, когда и где проверить счетчик электроэнергии

Функции стропил

Стропильный каркас – совокупность опорных элементов, отвечающих за придание кровле формы, геометрии, уклона и высокой несущей способности. Особенность висячей стропильной системы заключается в том, что она возводится в сооружениях, не имеющих внутренних несущих опор. Конструкция фермы такого каркаса представляет собой равносторонний треугольник, образованный стропилами и затяжкой, поэтому обладает высокой устойчивостью к внешним воздействиям. Задачами стропильного каркаса считают:

  1. Формирование уклона кровли. Крыша должна иметь уклон, чтобы эффективно отводить влагу во время осадков, сбрасывать снежную массу во избежание перегрузки каркаса.
  2. Распределение веса кровли. Конструкция крыши весит достаточно много, особенно если учитывать дополнительную нагрузку во время снегопадов. Стропила равномерно распределяют вес покрытия между несущими стенами.
  3. Фиксация кровельного материала. Гидроизоляционное покрытие крепят к обрешетке стропильного каркаса, распределяющей нагрузку и придающей покрытию жесткую форму.

Учтите, что висячие стропила считаются более устойчивой конструкцией каркаса, так как их устройство способствует снижению распирающей нагрузки, от которой страдают узлы наслонных систем.

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.

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.

Разновидности

Устройство висячей стропильной системы во многом зависит от формы и размеров перекрываемого сооружения. Чем больше площадь дома, тем больше конструкция насчитывает дополнительных элементов, увеличивающих несущую способность каркаса. Самая простая ферма представляет собой равнобедренный треугольник, образованный стропильными ногами и затяжкой. Но чем длиннее стропил, тем больше потребуется опор, компенсирующих их прогиб под действием собственного веса. Различают висячие стропильные системы следующих типов:

    Простая трехшарнирная арка в форме треугольника. Это образец самой простой стропильной фермы висячего типа, которая состоит из стропильных ног и затяжки. Она представляет собой замкнутый треугольник, основание которого работает только на растяжение, а стороны – на прогиб. Таким образом можно перекрыть пролеты шириной до 6 метров.

Важно! Если длина стропильных ног превышает 4-4,5 метра, то при толщине сечения 50х150 мм или 100х150 мм они начинают испытывать значительную нагрузку на прогиб под действием собственного веса. Чтобы компенсировать это напряжение, в верхней или средней части стропил их поддерживают подкосом, упертым в бабку.

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.

Критерии выбора

Висячие стропила считаются более сложными в проектировании и монтаже вариантом стропильного каркаса. Эта тонкая система требует тщательного расчета, учитывающего все нагрузки и силы, которые будут воздействовать на нее изнутри и снаружи. Чтобы крыша получилась надежной, выбор осуществляют в соответствии со следующими факторами:

  1. Климатические условия. Чтобы оценить, какая ветровая и снеговая нагрузка будут воздействовать на стропила, нужно определить климатическую зону региона, в котором ведется строительство.
  2. Финишное кровельное покрытие. Выбор стропильного каркаса зависит от желаемого кровельного материала, так как вариант имеет оптимальный угол наклона ската и рекомендованное расстояние между элементами в соответствии с весом и размером покрытия.
  3. Вид кровли. Крыша может быть односкатной, двухскатной, вальмовой, полувальмовой или шатровой в зависимости от формы и размеров сооружения.

Важно! Висячие стропильные фермы обладают большим весом и размером, поэтому поднять уже собранные конструкции на кровлю можно только с помощью крана. Чаще всего сборка каркаса происходит непосредственно на высоте, что усложняет кровельные работы.

Всё о висячих стропилах: от особенностей конструкции до технологии монтажа

В этой статье мы расскажем о том, что такое висячие стропила. Вы сможете узнать, чем примечательна такая стропильная система и какие конструкции можно создать по данной технологии. Подробно будет рассмотрена трёхшарнирная ферма и её возможные модификации. Также в статье есть информация о распространённых видах и способах стыковки конструктивных элементов висячей стропильной системы. Ещё Вы можете найти информацию об основных принципах расчёта висячих стропил, а также о процедуре монтажа такой конструкции.

Читайте также:
Как утеплить и обустроить мансарду своими руками. Отделка мансарды бани

Одна из разновидностей висячей стропильной системы Источник remdominfo.ru

Немного об особенностях висячей стропильной системы

Висячие стропила – это один из видов стропильной системы. Тип конструкции выбирается ещё на этапе проектирования. Вариантов два. Можно использовать наслонные стропила, но только если внутри есть перегородки, которые могут послужить опорой. В противном же случае подойдёт висячая стропильная система, потому что такая конструкция опирается только лишь на внешние стены.

Чаще всего висячие стропила используются для строительства однопролётных жилых домов, складских и промышленных помещений, торговых павильонов, а также при строительстве мансард.

Несмотря на то, что висячие стропила не имеют никакой внутренней опоры, благодаря особенностям своей конструкции они не прогибаются. По такой технологии можно перекрывать пролёты длиной аж до 17 м.

Но сами стропила в висячей системе – это лишь часть конструкции. Кроме них используются ещё и бабки, подкосы, ригеля, затяжки. Висячая стропильная система может состоять из ферм или арок.

Так выглядит арочная висячая стропильная система Источник build-experts.ru

Если речь идёт о конструкции в виде ферм, то здесь две стропильные балки соединяются в верхней точке и получается треугольный каркас. По горизонтали такой элемент укрепляется затяжкой, которой может послужить брус или доска. Но бывают и металлические затяжки, изготовленные из профилированной стали. Их называют тяжами.

Затяжка – это важная часть конструкции висячих стропил. Дело в том, что стропильные ноги, просто упёртые в стены, стремятся разъехаться. А балка между ними помогает сохранять заданную форму. При этом на стены не передаётся горизонтальный распор. При использовании висячей стропильной системы давление на постройку оказывается только в вертикальном направлении.

Затяжка может быть расположена не только в нижней части фермы. Часто её сдвигают ближе к коньку. От расположения затяжки завися её функции. Если она находится у основания стропил, то её можно использовать в качестве каркаса перекрытия. При строительстве же дома с мансардой необходимо две затяжки: балка у конька послужит основанием для потолка подкровельного помещения.

Висячая стропильная система дома с мансардой Источник remontik.org

В случае, если расстояние между опорами стропильной системы более 6 м, то стропильные ноги укрепляют раскосами или бабками, а затяжку делают не цельной, а срощенной из двух балок.

Варианты конструкций с использованием висячих стропил

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

Треугольная шарнирная ферма

Это простейшая ферма в форме треугольника. Состоит она из двух стропильных ног, которые соединяются в коньке. Их нижние основания упираются в горизонтальный брус – мауэрлат. Затяжку устанавливают у основания стропильных ног. При использовании такой технологии высота конька должна составлять не менее 1/6 от длины пролёта.

Такая схема используется очень часто. Её основным достоинством является простота. Здесь стропила работают на изгиб, а затяжка на растяжение, благодаря чему получается удачное распределение нагрузок.

Так выглядит треугольная шарнирная ферма Источник lbforum.ru

Для снижения степени изгиба стропильных балок, врубку конькового узла выполняют с эксцентриситетом. Благодаря этому во время воздействия на кровлю нагрузок извне вместе с обычным изгибом появляется сгибающий момент противоположного направления. Это позволяет значительно уменьшить изгибающую деформацию. Ещё такое решение даёт возможность использовать балки меньшего сечения, благодаря чему можно сэкономить на строительных материалах.

Шарнирная ферма с бабкой

Это более сложная схема, подходящая для пролетов от 6 м по длине. Дело в том, что длинная затяжка будет испытывать слишком большие нагрузки и со временем начнёт прогибаться под собственным весом. Чтобы этого не было, её подвешивают к коньку. Конструкция дополняется ещё одним элементом – бабкой. Бабка представляет собой деревянный брусок или стальной прут, идущий от конька до середины затяжки.

Таким образом, с помощью бабки можно поддержать слишком длинную затяжку и нивелировать её прогиб. Сама же затяжка должна состоять из двух балок, срощенных между собой.

Несмотря на простоту конструкции, при строительстве шарнирной фермы с бабкой часто допускают ошибки. Бабка должна работать только на растяжение, но никак не на сжатие. Проблема в том, что часто этот элемент путают со стойкой и упирают в затяжку, из-за чего сама бабка сжимается, а не растягивается.

Схема шарнирной фермы с бабкой Источник www.centerkrovel.ru

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, а к ее нижней части с помощью хомутов крепится затяжка.

По длине балку затяжки набирают из составных частей. Элементы соединяются между собой косым или прямым прирубом и фиксируются болтами. Бабка же с затяжкой стыкуется посредством хомута.

Такая схема больше подходит для промышленных или складских помещений с большими пролётами.

Шарнирная ферма с приподнятой затяжкой

В такой конструкции затяжка располагается не в основании, а сдвигается ближе к коньку. Чем выше место установки, тем больше растягивается балка. Ферму с приподнятой затяжкой применяют при строительстве мансардных домов. При этом от высоты места крепления балки над перекрытием зависит высота потолка.

Стропильные ноги укрепляются на мауэрлат. При этом используется подвижный тип крепления. Иначе кровля будет деформироваться при перепадах температуры и влажности. К тому же, если на скаты будет действовать нагрузка только с одной стороны, то стропила смогут съехать в сторону на определённое расстояние, скомпенсировав неравномерность этой нагрузки. Крыша же всё равно останется в целости и сохранности, ведь стропила устанавливаются с выносом в обе стороны.

Читайте также:
Какой стороной класть гидроизоляционную пленку?

Для мансард больше подходит подвижный стык стропил и мауэрлатов Источник dvamolotka.ru

При обустройстве мансарды приподнятая затяжка обычно используется в качестве основы для потолка, поэтому её нужно защитить от провисания. Для этого стоит соорудить подвеску, идущую от конька к середине балки. Если же затяжка длинная, то требуется использование нескольких подвесок, а при больших предполагаемых нагрузках все стыки дополняются хомутами.

Шарнирная ферма с ригелем

Схема очень похожа на предыдущую. Отличие в том, что нижняя подвижная опора заменяется на жёсткий неподвижный стык. Стропильные ноги врубаются в мауэрлаты и фиксируются болтами.

Такое решение изменяет тип конструкции. Теперь стропильная система действует с распирающими усилиями на стены и мауэрлаты. Затяжка заменяется на ригель, представляющий собой затяжку, работающую на сжатие, который выносится ближе к коньку.

Так выглядят стропильные ноги, скреплённые ригелем Источник orchardo.ru

Но крыша с большой расчётной нагрузкой требует установки не только ригеля, но и дополнительной затяжки. В итоге получается конструкция, напоминающая усиленную трёхшарнирную арку.

Ферма с подвеской и подкосами

Эта схема представляет собой усовершенствованную конструкцию фермы с бабкой. Используется в тех случаях, когда длина пролёта настолько большая, что происходит прогиб затяжки и стропильных ног под собственным весом. Поэтому используются подкосы, которые подпирают стропильные балки. Чаще всего подкосы упирают во внутренние стены, но из-за того, что такой вариант не применим для висячей стропильной системы, опорой для подкосов служит бабка.

Для больших пролётов применяются не только длинные стропила, но и длинная затяжка. Она должна набираться из отдельных элементов, соединяемых между собой прямым или косым прирубом. Бабка и затяжка соединяются через хомут.

Так выглядит схема шарнирной фермы с подвеской и подкосами Источник obustroeno.com

Можно заметить, что все существующие конструкции ферм с висячими стропилами являются лишь усовершенствованиями треугольной шарнирной фермы. Остальные элементы, такие как бабки, ригели и затяжки, только повышают жёсткость системы и позволяют использовать её для больших пролётов.

Конструкция висячих стропил: познаем подробно

При возведении крыши, основополагающим фактором, является выбор будущей стропильной системы. На эту конструкцию, в течение срока эксплуатации, действуют постоянные и временные нагрузки, поэтому правильный расчет и монтаж несущей системы обеспечат надежность и долговечность всей крыши в целом. Висячие стропила используются в сооружениях, где нет внутренних несущих стен, поэтому опорами для них выступают наружные несущие стены.

Из чего состоит система висячих стропил

Система подобного типа имеет несколько составных элементов. И ознакомиться с ними нужно обязательно, чтобы понимать назначение каждого из них и не запутаться в понятиях.

Висячие стропила с затяжкой

Таблица. Составляющие элементы системы.

Стропильные ноги или стропилины

Стойки и подкосы

Деревянная стропильная система

Основные виды соединений элементов

Для создания надёжной и функциональной стропильной системы любого типа необходимо правильно стыковать между собой все элементы. Только в этом случае они будут выполнять надлежащую функцию и предотвратят деформацию.

В верхней точке стропильные балки совмещаются и стыкуются путём врубки, встык или внахлёст. Этот узел конструкции называется коньковым. Крепление встык предполагает обрезку стропил под углом и скрепление их с помощью металлических или деревянных накладок. При соединение внахлёст же стропильные ноги накладываются друг на друга и соединяются болтами или шпильками, а ненужные углы обрезаются.

Соединение стропильных ног внахлёст

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про цены на устройство стропильной системы за м².

Соединение врубкой вполдерева похоже 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 болтом.

Видеоролик об ещё одном интересном и надёжном способе стыковки стропильных балок «в замок»:

При создании висячей стропильной системы приходится часто стыковать между собой основания балок и затяжку. Обычно для такого соединения применяется лобовая врубка с одинарным или двойным зубом. Также может использоваться крепление встык. Приподнятая затяжка накладывается на стропила встык с последующей фиксацией с помощью болтов.

Как было уже сказано, стропила соединяются с мауэрлатом подвижным или жёстким способом. Первый вариант выполняется с использованием скользящих металлических пластин и плоских крюков, что допускает незначительные смещения балок. Для жёсткого крепления используется врубка зубом или крепление с опорным бруском.

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.

Проектирование системы

Чтобы правильно создать макет системы, важно учитывать:

  • шаг установки стропил;
  • нагрузку на строение и конструкцию;
  • сечение стропил;
  • материал, который будет использоваться для создания кровли;
  • тип конструкции;
  • углы скатов крыши
  • размеры строения в целом;
  • климатические условия региона.

Схема расчета стропил

Чем точнее будет произведен расчет и правильнее будет спроектирована система стропил, тем прочнее и надежнее получится вся конструкция. Для удобства можно воспользоваться существующими онлайн-калькуляторами, что актуально для тех, кто не дружит с точными науками, или для начинающих мастеров.

Стропильная система двускатной крыши

Видео — Cтропильная система крыши, что нужно знать для правильного конструирования

Монтаж висячих стропил

Для строительства стропильной системы могут потребоваться определенные инструменты и материалы. Список, приведенный ниже, довольно приблизителен, но может использоваться за основу во время подготовке к начал работ.

Инструменты для создания системы стропил:

  • молоток;
  • топор;
  • электролобзик или ножовка;
  • уровень строительный, бечевка, рулетка;
  • нитка с грузом (отвес);
  • карандаш, линейка.
Читайте также:
Как установить экран на акриловую ванну – подробная инструкция по установке экрана, лучшие бренды

В качестве необходимых материалов можно перечислить непосредственно сами брусья и доски для стропил, саморезы и гвозди, анкерные болты, гидроизоляционный материал, антисептические составы для обработки древесины.

Сигма-Extra — наружные работы, атисептик для дерева

Рассмотрим процесс монтажа стропильной системы пошагово.

Шаг 1. Весь древесный материал обрабатывается антисептическими средствами, предотвращающими развитие процессов гниения, возникновение грибка и плесени. До момента начала установки материал хорошо просушивается.

Деревянные элементы обрабатываются антисептиком

Шаг 2. Строительный материал доставляется на верхнюю часть строения.

Материалы нужно доставить наверх

Шаг 3. По периметру несущей стены прибивается мауэрлат, состоящий из двух досок такой ширины, чтобы они могли собой закрыть всю верхнюю часть стены. Между мауэрлатом и стеной рекомендуется прокладывать слой гидроизоляционного материала (например, рубероида). Это позволит уплотнить соединение, защитить материал от влаги и снизить количество сквозняков в будущем.

Установка мауэрлата (в данном примере здание каркасного типа)

Шаг 4. Далее из бруса создаются балки, которые будут крепиться к каждой паре стропил в нижней части. Они крепятся к мауэрлату и соединяют между собой две несущие стены. Временно по ним можно передвигаться во время произведения работ, также на них складываются и доски, которые используются для создания стропил.

Шаг 5. Для формирования верха крыши вырезается коньковая балка. Она должна иметь длину от одной части будущей крыши до другой и располагаться параллельно длинным несущим стенам.

Вырезается коньковая балка

Шаг 6. Определяется требуемая высота крыши – уровня, на котором будет крепиться коньковая балка. Угол наклона ската рекомендуется делать в пределах 25-45 градусов. Узнать угол наклона крыши и длину стропил можно, используя теорему Пифагора. Для этого нужно замерить расстояние от конька, высоту крыши и расстояние до внешней стены.

Угол наклона ската крыши

Шаг 7. Коньковая доска устанавливается в месте будущей стыковки двух стропильных ног.

Место стыковки стропильных ног

Шаг 8. Из подготовленного пиломатериала отмеряются и вырезаются будущие стропила нужной длины. Они будут крепиться с выбранным шагом к коньковой доске и мауэрлату.

Для резки можно использовать стусло

Шаг 9. Чтобы появилась возможность крепления стропил к другим элементам, делаются специальные вырезы треугольной формы. Для этого доска устанавливается так, чтобы одной стороной лежать на коньковой доске, а второй – на мауэрлате. Наносится разметка распила. Далее производится выпиливание размеченных участков.

Пример готового треугольного выреза

Шаг 10. Точно так же подготавливается и вторая стропилина. Теперь они должны быть состыкованы друг с другом. Для этого доски сдвигаются как можно ближе друг к другу, наносится разметка, обозначающая место распила. Производится распил и доски могут быть состыкованы.

Подготовлена вторая стропилина

Шаг 11. Стропилины крепятся к мауэрлату при помощи металлических уголков и саморезов. При помощи них же доски закрепляются и на коньке крыши.

Крепление стропильных ног к мауэрлату

Крепление к коньку крыши

Шаг 12. Две стропилины между собой соединяются при помощи металлических пластин и саморезов. Таким образом, устанавливаются две первые конструкции, которые будут располагаться по краям крыши.

Соединение стропилин металлической пластиной

Шаг 13. Для того чтобы было проще ровно установить другие стропила, между крайними конструкциями натягивается веревка строго по горизонтали.

Между крайними элементами натягивается веревка

Шаг 14. Таким же способом производится установка и остальных стропил.

Процесс монтажа стропил

Шаг 15. При необходимости стропила могут быть усилены затяжками, которые крепятся к двум стыкующимся стропилинам.

Схема усиления стропил

Видео – Монтаж стропильной системы

Видео — Монтаж стропил

Видео — Использование ригеля (стяжки) для стропил как элемента интерьера

Висячие стропила считаются достаточно простой конструкцией по сравнению с другими видами стропильных систем. Но спешки во время их установки быть не должно. Важно помнить, что при малейшем перекосе вся работа пойдет насмарку, потому работать нужно внимательно и аккуратно.

Заключение

Висячие стропила – одна из разновидностей стропильной системы, отличающаяся тем, что она не требует никакой внутренней опоры. Благодаря особой конструкции, с помощью такой технологии можно перекрывать постройки с большими пролётами. Чаще всего висячая стропильная система состоит из ферм, реже – из арок. Технология проверена временем и хорошо зарекомендовала себя в качестве стропильной системы, как жилых домов, так и промышленных помещений.

Как сделать висячие стропила своими руками

При возведении крыши важнейшую роль играет правильный выбор кровельной конструкции. В ходе эксплуатации на эту конструкцию будут воздействовать различные временные и постоянные нагрузки. Чтобы крыша была надежной и прочной, необходимо грамотно выполнить расчет и установку стропильной конструкции. Основу кровельной конструкции составляют стропила, которые могут быть висячими и наслонными. Висячие стропила применяют в тех случаях, когда у здания отсутствуют внутренние несущие стены. В такой конструкции вся нагрузка идет на внешние несущие стены.

Общая характеристика висячих стропил

Стропила являются неотъемлемой частью кровельной конструкции. Они выполняют роль каркаса крыши, на который крепится обрешетка и кровельный материал.

Существует два типа стропил: висячие и наслонные. Их отличие состоит в условии применения. Если здание не имеет внутренние несущие стены, то используются висячие стропила. В таком случае стропила опираются на бока здания. Ширина пролета при использовании висячей стропильной системы должна составлять от 6 до 10 метров.

Следует отметить, что висячие стропила не создают горизонтальные нагрузки, а работают только на сжатие и изгиб. Вся нагрузка в этом случае передается на стены. Для уменьшения распирающего усилия на стены применяется растяжка.

Этот элемент соединяет стропильные ноги и не позволяет им разъехаться в разные стороны. Растяжки могут быть составными либо цельными. Сращивание брусьев при изготовлении составных растяжек может выполняться разными способами: внахлест, прямым или косым зубом и т.д.

Стропильные ноги изготавливают из бревна, бруса или обычной обрезной доски. Перед укладкой деревянные элементы необходимо обработать антисептиками и антипиренами, защищающими от грибка и плесени.

Что нужно учитывать при расчете висячих стропил

Перед тем, как начать возведение крыши с висячими стропилами необходимо грамотно рассчитать всю конструкцию. От этого будет зависеть ее прочность и безопасность. Следует отметить, что стропильная система – очень ответственная и сложная конструкция. Поэтому желательно, чтобы ее спроектировал профессиональный архитектор. При выполнении расчета используются следующие данные:

  • Размеры здания;
  • Материал, из которого сделаны стены здания;
  • Наличие опорных колон, несущих внутренних стен;
  • Присутствие мансардного этажа;
  • Максимально возможная нагрузка на стены;
  • Тип возводимой крыши (двускатная, односкатная, вальмовая, полувальмовая, шатровая и т.д.). Здесь необходимо определить какой тип стропил будет применяться (висячие либо наслонные).
Читайте также:
Канализация и дренаж

Далее необходимо рассчитать:

  • Сечение стропил;
  • Шаг стропильных ног;
  • Форма стропильных ферм.

При проектировании стропильной системы висячего типа следует учитывать:

  • Климат в регионе (ветровые и снеговые нагрузки, общее количество осадков);
  • Угол ската кровли;
  • Тип кровельной системы;
  • Кровельный материал (профнастил, металлочерепица и др.).

Элементы висячих стропил

Висячая стропильная система устроена сложнее, чем наслонная. Трудности возникают не только ее изготовлении, но и при установке. Самая простая стропильная ферма имеет форму треугольника, который состоит из двух стропильных ног, упирающихся в затяжки и друг в друга.

На стены постройки не передается распор, поскольку его нейтрализует растяжка. Висячие стропила оказывают только вертикальное усилие на стены здания. За счет этого узлы опирания на стены устроены очень просто.

Растяжки делают из металлических планок или деревянных брусьев. Они монтируются в любой точке в направлении конька. Их точное месторасположение зависит от выбранного типа кровельной конструкции. К примеру, при строительстве мансардной крыши растяжки крепят у основания стропильной системы.

В таком случае они будут выполнять роль балок перекрытия. В подобной системе совсем не обязательно устанавливать мауэрлат. Вместо него можно использовать обрезную доску, укладываемую на гидроизоляционную основу. По этой доске выравнивают стропильные фермы по горизонтали.

Важно отметить, что конструкция крыши с висячими стропилами в значительной степени зависит от отсутствия или присутствия мансардного помещения и длины пролета в здании.

Виды конструкций висячих стропил

Висячие стропила и затяжка образуют замкнутый треугольник. В данном случае стропильные ноги работают на изгиб, а затяжка – на растяжение. Коньковый прогон должен иметь высоту не менее 1/6 части от длины арочного пролета. Подобная конструкция используется при обустройстве мансардного этажа, при этом затяжка выполняет роль чердачного перекрытия.

Треугольная трехшарнирная арка

Висячие стропила и затяжка образуют замкнутый треугольник. В данном случае стропильные ноги работают на изгиб, а затяжка – на растяжение. Коньковый прогон должен иметь высоту не менее 1/6 части от длины арочного пролета. Подобная конструкция используется при обустройстве мансардного этажа, при этом затяжка выполняет роль чердачного перекрытия.

Треугольные трехшарнирные арки с бабкой

Если длина пролета здания превышает 6 метров, то использовать цельный брус становится достаточно трудно. К тому же затяжка начинает провисать под собственным весом. Чтобы затяжка не прогибалась, ее подвешивают к коньку. Подвеска из дерева называется бабкой, а из железа – тяжем.

Для получения необходимой длины затяжки выполняется сращивание двух брусьев. Их закрепляют на хомуте подвески посредством прямого либо косого сруба и болтов.

Треугольные трехшарнирные стропильные арки с приподнятой затяжкой

Висячие стропила этого типа применяются в случае, если необходимо переделать чердачное помещение в мансарду. В такой системе затяжка закрепляется сверху. Чем выше располагается затяжка – тем сильнее растягивающее усилие оказывается на нее. В такой конструкции затяжка является балкой потолочного перекрытия мансарды. Установка подвески предотвращает провисание затяжки.

Треугольные трехшарнирные арки с ригелем

В данной системе в качестве опорного узла применяется шарнирно неподвижная опора. Стропила делают с врубкой в мауэрлат. За счет этого арка становится очень устойчивой. В этой схеме приподнятая затяжка называется ригелем и работает на сжатие.

Треугольные трехшарнирные арки с подвеской и подкосами

При увеличении длины стропильных ног также увеличивается и их прогиб. Чтобы этого не происходило, их подпирают подкосами. При этом нижняя часть подкосов упирается в подвеску. В результате получается довольно прочная система с круговой передачей нагрузки.

Висячую стропильную систему изготавливают из бруса сечением от 50×200 мм. Важно отметить, что при возведении необходимо ориентироваться лишь на сделанный специалистом проект крыши.

  1. По периметру внешних несущих стен закрепляется мауэрлат.
  2. Поднимаются наверх два бруска, сечение которых соответствует проекту. Выполняется обрезка стропильных ног по размерам.
  3. Чтобы стропила устойчиво опирались на мауэрлат необходимо сделать в них одинаковые выемки.
  4. Верхние части стропил нужно соединить встык. Не следует использовать соединение внахлест, так как оно менее надежно.
  5. Первая пара стропильных ног подгоняется наиболее тщательно. Когда соединения и узлы подогнаны идеально, обе детали опускаются вниз и используются в качестве шаблонов для стропильных ног. Правые и левые стропила при этом нужно делать отдельно. Данная мера сильно упростит возведение стропильной системы.
  6. Стропильные ноги попарно поднимаются наверх, после чего закрепляются на мауэрлат и между собой. Первую пару нужно крепить с одного края, а вторую – с другого. Затем нужно натянуть между ними шнур. Он будет выполнять роль уровня для остальных элементов.
  7. Выполняется монтаж остальных стропильных пар. Далее их нужно связать в верхней части. При этом расстояние между соседними стропильными парами должно быть точно таким же, как и на мауэрлате.
  8. Установка затяжек. Они будут связывать нижние части стропильных ног друг с другом. Выполнять монтаж нужно встык либо внахлест.
  9. Если пролеты здания слишком большие, то устанавливаются подкосы и бабки.

Винтовые лестницы бетонные: базовая технология и нюансы

Любое здание предполагает наличие каких-либо ступеней. Большинство специалистов для устройства межэтажных переходов в качестве основного материала выбирает бетон. Не важно, каким способом будет производиться строительство — монолитной заливкой или сборкой готовых железобетонных элементов, маршевые или винтовые бетонные лестницы обладают целым рядом привлекательных качеств, как с материальной точки зрения, так и с практической.

В данной статье мы расскажем, почему винтовые лестницы из бетона в определенных обстоятельствах – это наиболее предпочтительный вариант. Опишем технологию формирования лекальных ступеней, а также посоветуем на что следует обратить особое внимание при строительстве конструкции данного типа своими руками.

Читайте также:
Как стирать тюль из органзы в стиральной машине?

Классификация

Прежде чем рассматривать достоинства или недостатки, разберемся с возможными видами бетонных лестниц.

Условно межэтажные конструкции можно разделить по нескольким образующим факторам:

  • месту расположения,
  • способу устройства,
  • форме.

Важно! Любая бетонная лестница является опорной частью строения, усиливая его прочность, а также принимая на себя и распределяя определенные весовые нагрузки.

Место расположения

В данном случае лестницы можно разделить на внутренние и наружные, то есть уличные. Почему важно знать где именно будет эксплуатироваться конструкция?

Для того, чтобы правильно подобрать марку бетона, с учетом необходимых факторов устойчивости к влажности или низким температурам. А также место расположения значительно влияет на материал финишной отделки, а значит и на конечную сметную стоимость объекта.

Кроме того, при расчете и проектировании лестниц учитывается направление распределения нагрузки. Если внутренние конструкции имеют опорные точки на несколько несущих элементов строения, и пропорционально распределяют вес, то наружные лестницы, как правило, имеют лишь 2 точки опоры, что в обязательном порядке предполагает устройство специальной части фундамента с учетом предполагаемой нагрузки.

Способ устройства

Каким именно образом будет построена бетонная конструкция, во многом зависит от проекта здания.

По сути методов два:

  1. Типовые конструкции дают возможность сборки из готовых заводских ЖБИ (железобетонных изделий).
  2. Частное строительство, а также интересные дизайнерские решения априори выполняются способом заливки бетона в опалубку.

И если цена первого варианта более привлекательна, то возможности второго гораздо шире. При этом, в обоих случаях конструкция имеет связанную со зданием армацию, поэтому разницы в прочностных характеристиках нет.

Форма и конструктив

По форме лестницы делятся на прямолинейные и криволинейные, а именно:

  • Маршевые конструкции могут состоять из одного или нескольких пролетов, соединенных под углом в 90 или 1800. Более других форм распространены в строительстве, так как просты в устройстве. Зачастую формируются из готовых блоков. Весьма прочны и экономичны.
  • Винтовые лестницы из бетона востребованы в частном строительстве и, как правило, устраиваются внутри здания. Проектирование и строительство такой конструкции требует наличия специальных строительных знаний и навыков. Сборка опалубки в данном случае является очень сложным процессом. Кроме всего прочего, при устройстве винтовой лестницы необходимо правильно рассчитать уровень нагрузки на проходную часть.

С точки зрения конструктива пролеты могут быть:

  • Гладкошовные. Их легко определить по ровной (гладкой) нижней части пролета. Простота и элегантность решения. Ничего лишнего, но при этом и никаких дополнительных преимуществ.

  • Иметь двойной каркас. Нижняя (изнаночная) поверхность маршей в данном случае также имеет ступенчатую форму. Выглядит это весьма оригинально и является довольно популярным дизайнерским решением. Но стоит учитывать, что в данном случае конструкция набирает дополнительный вес.

  • Включать в себя элементы косоуров или тетивы. Позволяет визуально облегчить бетон, сделать лестницу «воздушной» и условно более прозрачной. Но с точки зрения технологии строительства – это самый сложный вариант.

Почему бетон?

Современный рынок строительных материалов предлагает массу различных способов реализации любых идей. Так почему маршевая или винтовая лестница из бетона предпочтительнее остальных вариантов?

Рассмотрим преимущества и недостатки цементного раствора и, как следствие, эксплуатационные характеристики монолитных ступеней.

Плюсы монолита

Бетон является одним из самых прочных и долговечных материалов. При соблюдении технологии заливки, любая конструкция из раствора прослужит не один десяток лет.

История знает примеры, когда возраст бетонных сооружений исчисляется столетиями. Но что, кроме длительного периода использования, могут предложить бетонные ступени?

К безусловным преимуществам можно отнести:

  • Упрочнение конструкции здания в целом. Любая монолитная лестница является по сути дополнительным элементом жесткости строения, формируя армирующий контур.
  • Высокую степень надежности. Железобетон усиливается металлической арматурой, благодаря чему готовый блок становится более устойчив к растяжению. В случае с лестницами, когда конструкция имеет опору на несколько точек данный фактор является довольно существенным.
  • Возможность создания ступеней сложных лекальных форм. Раствор текуч и по этой причине весьма пластичен, что позволяет создавать полукруглые или вогнутые формы.
  • Пожаробезопасность. Бетон не горюч, но и это не главное. Под действием высоких температур бетон не выделяет вредных веществ и не разрушается, а это значит, что при пожаре лестница не рухнет и не станет ловушкой.
  • Комфорт в эксплуатации. Цементные ступени не расшатываются, не рассыхаются, а значит не скрипят.
  • Бюджетность и простоту в уходе. Бетон не требует регулярного обновления или каких-либо косметических мероприятий и довольно экономичен с точки зрения затрат на текущий ремонт.
  • Широкий спектр материалов финишной отделки. Для облицовки бетонных ступеней подойдет практически любой материал. В данном случае, все ограничено лишь фантазией дизайнера и финансовыми возможностями будущих жильцов.

На заметку! Винтовая бетонная лестница позволяет устроить очень прочную конструкцию межэтажного перехода в малом или ограниченном пространстве.

Некоторые недостатки

Несмотря на довольно серьезные достоинства бетонных лестниц, при проектировании и строительстве следует учитывать и некоторые недостатки такого вида конструкций:

  • Значительная масса. Вес даже небольшой бетонной лестницы превысит 1 тонну. Поэтому, при строительстве следует учитывать дополнительную нагрузку на фундамент.
  • Высокий уровень трудозатрат. Это, пожалуй, самый серьезный минус. При всей бюджетности материалов, количество времени и сил необходимых для устройства ступеней в опалубку довольно значителен.
  • Монументальность. Бетон не пропускает свет, а значит помещение с лестницей зрительно уменьшится в размерах. Именно по этой причине, как правило, монолитные конструкции устраиваются в просторных помещениях с высокими потолками.
  • Обязательная декоративная отделка. Пористая структура бетона прекрасно впитывает влагу из воздуха и без должной защиты монолит с течением времени начнет пылить и расслаиваться, что в конечном итоге приведет к образованию раковин и трещин, и снижению прочностных характеристик.

Важно! Если планируемая конструктивная опора попадает на стяжку, выполненную с использованием в качестве термоизоляции пенопласта, то стяжку придется демонтировать и залить более прочную основу под опору лестничного марша.

Ниже мы расскажем, как свести к минимуму негативные моменты и полностью использовать достоинства материала, если к устройству планируется бетонная винтовая лестница.

Читайте также:
Как установить экран на акриловую ванну – подробная инструкция по установке экрана, лучшие бренды

Базовая технология

Разделим весь процесс строительства на несколько основных этапов:

  1. Расчёты и проектирование. Лестницы являются зоной повышенного травматизма, поэтому ни одна из них не должна строиться, что называется «на коленях». Чтобы избежать ненужных трат, а также сделать пользование межэтажным переходом комфортным и безопасным, необходимо точно рассчитать количество и размер ступеней, ширину марша с учетом закладных деталей для перил.
  2. Сборка опалубки. Этот этап наиболее сложен и трудозатратен. Если устраивается винтовая лестница своими руками из бетона, а у вас нет необходимого опыта и знаний, то лучше воспользоваться фабричным набором щитов для опалубки.
  3. Связка и монтаж усиливающего каркаса из металлической арматуры. На этой же стадии происходит установка закладных деталей под ограждения.
  4. Заливка раствора в опалубку. Этот процесс производится непрерывно, поэтому следует заранее позаботиться о наличии необходимого количества бетона.
  5. Демонтаж листов съемной опалубки. Снимать боковые щиты можно спустя 10-14 дней, в зависимости от температуры высыхания. Окончательный демонтаж производится после полного схватывания раствора, то есть через 4 недели.
  6. Декорирование. Как мы уже говорили, в данном случае декоративная отделка — это не только красота, но еще и дополнительный фактор защиты монолита.

А теперь подробнее о каждом этапе и несколько советов профессионалов.

Проект

В ситуации с винтовой монолитной конструкцией, составление проекта лучше доверить профессионалам. Без специальных знаний вы не сможете рассчитать необходимое количество армирования, да и с шириной проходной зоны очень легко ошибиться.

Всё, что вам следует в данном случае учитывать, принимая проект, это то, что:

  • Угол наклона лестничного марша должен находиться диапазоне 30 – 450. Чем круче угол, тем сложнее будет передвигаться по лестнице. Это особенно важно, если в доме есть дети или пожилые люди.
  • Для удобного шага, ширина проступи, т.е. горизонтальной площадки ступени, должна быть 24 – 30 см.
  • Высота подступенка, её вертикальной части не должна превышать 20 см. При этом следует учитывать толщину отделочного материала.
  • Количество ступеней в одном лестничном марше должно быть нечетным: комфортнее начинать и заканчивать движение по лестнице с одной ноги.
  • Удобная высота поручней перил находится на расстоянии приблизительно около метра от проступи.
  • Высота прохода. Важно, чтобы от ступени до верхнего перекрытия было расстояние не менее 2м.

Если вы хотите самостоятельно прикинуть количество ступеней и их размер, то воспользуйтесь формулой, учитывающей усредненную длину шага человека: 2H+L=64 см, где Н – высота ступеньки (размер подступенка), L – глубина проступи (горизонтальной части ступени).

Важно! При формировании ширины лестничного марша учитывайте, что не вся площадь забежных ступеней используется для прохода.

Монтаж опалубки

Самодельная сборная опалубка для винтовой бетонной лестницы – это очень сложно даже для строителей со стажем. Есть специальные сборные конструкции, которые можно приобрести в магазине или взять в аренду в строительной фирме.

Но если вы уверены в своих силах, то для сборки опалубки вам понадобятся:

  • влагостойкая фанера от 20 мм толщиной для нижней части и боковых щитов;
  • брус 100*100 мм для подпорок;
  • доски 30 мм для укрепления;
  • соединительные металлические уголки и саморезы.

На заметку! Для ступеней сложных или полукруглых форм лучше использовать морскую фанеру, она обладает большей гибкостью, при этом достаточно прочная.

Инструкция по монтажу выглядит следующим образом:

  1. раскраиваете и выпиливаете фанеру согласно проекту, точно по размерам;
  2. монтируете нижний лист на опоры;
  3. закрепляете боковые щиты с помощью уголков и саморезов.

Опалубка в сборе должна быть стационарной и не иметь возможности сдвига.

Важно! Вся конструкция не должна иметь щелей, быть практически герметичной и особо прочной с учетом веса металла и бетона, а значит выдерживать массу в среднем около 2 тонн.

Усиление металлом

Еще один этап который, в ситуации с винтовой монолитной лестницей, практически невозможно произвести самостоятельно, не имея строительных навыков.

Здесь важно учитывать следующие моменты:

  • Внутренняя армация ступеней должна быть надежно закреплена с металлом, засверленным в несущие стены.
  • Прутки армирования должны находиться на расстоянии не менее чем в 50 мм от края бетонной заливки.
  • Чтобы распределить нагрузку, усилена должна быть вся площадь ступеней.
  • Продольные и поперечные прутья лучше соединять связкой с использованием строительной проволоки, а не сваркой.

Заливка раствора

Если вы с успехом проделали мероприятия на предыдущих этапах, то заливка бетона не составит труда, но и здесь есть несколько нюансов:

  • Для устройства лестниц обычно берется раствор по прочности не ниже В15.
  • Заливка производится с верхней ступени.
  • По мере заполнения раствор следует простучать и отвибрировать несколько раз, чтобы избавиться от воздуха внутри.
  • Вся заливка производится в один прием, не допускается частичное схватывание отдельных участков.
  • Верхняя горизонтальная поверхность ступеней выравнивается до схватывания.
  • После заливки вся конструкция накрывается полиэтиленовой пленкой для удержания влаги при схватывании бетона.

Более детально ознакомиться с процессом устройства винтовой бетонной лестницы своими силами можно, посмотрев видео в этой статье.

Демонтаж опалубки и декоративная отделка

Бетон схватывается на 70% уже по истечении 10-14 дней. После 2 недель можно аккуратно снять боковые щиты и обработать бетон грунтовкой под финишную отделку, в целях экономии времени.

Нижние щиты и опоры стоит убирать не ранее, чем через 28 дней. При снятии опалубки важно не нарушать целостность кромки ступеней, не допускать сколов бетона.

После 4 недель лестница готова под финишную отделку. Дальнейшие действия зависят от выбора декоративного материала.

Заключение

Винтовая бетонная лестница своими руками – это очень трудный процесс, требующий значительных трудозатрат и наличия специальных строительных навыков. И поскольку конструкция является силовым элементом строения, и от её надежности зависит целостность здания в целом, то лучше доверить процесс её устройства профессионалам. При этом вы можете корректировать форму и размеры ступеней, опираясь на рекомендации в данной статье.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: