Виды и схемы стропильных систем: устройство стропильной системы
Крыша выполняет ряд важных функций по созданию достойных условий проживания вкупе с обеспечением внешней привлекательности. Вполне резонно ее считают значимой конструктивной составляющей здания. За формирование кровельной конструкции отвечает стропильный каркас. Он обязан стойко держать нагрузки, определять конфигурацию и сочетаться с экстерьером дома.
С решением поставленных задач способна справиться только грамотно подобранная основа крыши. Сделать правильный выбор значительно легче, если хозяину загородного поместья известны все возможные виды и схемы стропильных систем, понятна специфика их возведения и сфера применения.
Список обязанностей крыши не ограничивается лишь защитой от атмосферных воздействий. Хотя противостояние погодным явлениям в конкретной местности, вне сомнений, возглавляет внушительный перечень задач.
Крыша в качестве завершающего архитектурного штриха дополняет облик здания, придает ему стилистическую направленность или начисто лишает ее. Стропильная система как основа кровельной конструкции обязана отвечать всему спектру технических и эстетических требований, предъявляемых непосредственно к крыше.
Факторы выбора «костяка» крыши
Стропильная система – неоспоримая принадлежность скатных крыш, которая:
- задает конфигурацию и крутизну;
- удерживает финишное покрытие и компоненты кровельного пирога;
- создает условия для безупречной работы элементов кровельной системы.
Выбор крыши в итоге сводится к определению идеального варианта стропильной системы, на который кроме личных предпочтений владельца дома влияют еще такие веские факторы как:
- Количество зимних и летних осадков, характерное для местности, в которой запланировано строительство.
- Сила и направление со скоростью ветров, преобладающих в регионе.
- Желание хозяина использовать пространство под крышей для организации хозяйственных или жилых помещений.
- Тип финишного кровельного покрытия.
- Финансовые возможности собственника.
Климатические данные в немалой степени воздействуют на выбор крыши и устройство стропильной системы. В регионах с изобильным выпадением снега нецелесообразно возводить конструкции с незначительной крутизной, способствующей образованию снежных залежей. В районах с порывистыми ветрами наоборот предпочтительны обтекаемые и низко-скатные формы, которые сложно будет сорвать и унести мощному погодному явлению.
Понятно, что пологая конструкция не приспособлена к устройству в ней полезных помещений. Для желающих оборудовать пространство под кровлей есть стропильные системы, предназначенные для строительства в регионах с различной степенью ветровых нагрузок.
Если необходимости в использовании чердака не возникает, крышу сложной либо простой конфигурации можно построить без него. Вариантов масса, включая разнообразные комбинации базовых версий, ознакомление с которыми даст представление о сути строительства стропильной системы любого типа.
Для того чтобы не мучиться в догадках о наиболее рациональной форме и угле наклона скатной крыши, достаточно присмотреться к окружающим малоэтажным домам.
Проверенную на деле конфигурацию можно смело брать в качестве базового варианта, чтобы скорректировать и доработать его в соответствии с требованиями будущего владельца и техническими характеристиками кровельного покрытия. Если нет желания копировать соседей, стоит ознакомиться с конструктивной и эксплуатационной спецификой различных стропильных систем.
Базовые варианты стропильных систем
Скатную крышу упрощенно можно представить как совокупность скатов – плоскостей, по которым «скатывается» атмосферная вода. Скаты формируются ребрами стропильных ног – главных элементов стропильной системы. Классификация скатных крыш и соответствующих им стропильных систем производится в зависимости от количества и конфигурации скатов. Согласно обозначенным признакам в их рядах числятся:
- Односкатные. Крыши с одним скатом устраивают преимущественно над хозяйственными объектами, пристройками, верандами. Стропильные ноги односкатной системы опираются на две стенки или два ряда стоек. Одна из стенок или один ряд опор должен быть выше другого, чтобы по образованной стропилами плоскости могла без препятствий стекать вода.
- Двускатные. Крыши с двумя прямоугольными скатами чаще всего встречаются на отечественных просторах. Стропильные ноги двускатных систем опираются на две стенки прямоугольной коробки дома. В классическом исполнении площадь обоих скатов равна, как и высота опорных стенок. Правда, нередкими стали проектные решения с различающимися по площади скатами и разными по высоте опорными стенками.
- Вальмовые. Иначе называются четырехскатными, исходя из численности скатных плоскостей. Стропильные ноги вальмовой системы формируют пару трапециевидных и пару треугольных скатов. Стропила трапециевидных составляющих опираются на длинные стенки коробки, а треугольных собратьев – на короткие торцевые. В плане вальмовая крыша похожа на почтовый конверт. Эффектно смотрится, используется повсеместно. К четырехскатной категории относятся крыши с укороченными треугольными скатами, настойчиво рекомендованные для строительства в районах с высокой ветровой нагрузкой.
- Шатровые. Крыша, которая состоит из сходящихся в одной вершине треугольных скатов. Минимальное количество скатов 4, верхний предел не ограничен. Стропила шатровой системы опираются на равные по высоте стенки или опоры. Шатровые конструкции предпочитают водружать над верандами и беседками. Вариации с крутизной шатровой крыши позволяют устраивать их в регионах с любой ветровой нагрузкой.
- Ломаные. Именуются также мансардными, потому что именно ломаная технология позволяет создать максимально просторные помещения под кровлей. Стропильные ноги ломаных конструкций устанавливаются по аналогии с двускатными системами, но сооружаются в два яруса. Нижние стропилины опираются на стены обустраиваемой коробки, верхние на опоры нижнего яруса стропильного каркаса.
У перечисленных типажей крыш и стропильных конструкций есть многочисленные вариации на скатную тему. К примеру, двускатная крыша может иметь обычный фронтон-щипец с одного торца и вальму с противоположной стороны или дополняться односкатной конструкцией над крыльцом посредине основного ската.
При крестообразном объединении двух двускатных систем образуется сложно-составная крыша с четырьмя деревянными щипцами или каменными фронтонами. В обустройстве коробок Т-образной или Г-образной конфигурации зачастую участвует несколько видов стропильных систем одновременно. Верхний ярус ломаной крыши может быть построен по вальмовой технологии.
Стропильную конструкцию любой сложности можно представить как совокупность простых форм. Чтобы легче было разобраться в строительных хитросплетениях, объект лучше условно разбить на отдельные блоки. Они-то и подскажут, как возводить каждую из частей и соединять друг с другом перечисленные выше базовые типы стропильных каркасов.
Для того чтобы разобраться в изобильном разнообразии конструкций и в возможностях их компоновки, рассмотрим основные типы стропильных систем и соответствующие им схемы.
Вид #1 — односкатный стропильный каркас
Большинство односкатных крыш относится к разряду бесчердачных, потому что независимо от крутизны создаваемое ими пространство под крышей маловато по объему. Однако при желании соорудить строго горизонтальный потолок, перекрытие, отделяющее чердак от основных помещений, все же сооружают.
Схема односкатной стропильной системы зависит от величины пролета, который предстоит перекрыть единственным скатом:
- Если расстояние между верхней и нижней опорой стропильной ноги меньше либо равно 4,5м, дополнительные подкосы и стойки не применяются.
- Если величина пролета находится в интервале от 4,5м до 6м, возле высокой стенки укладывается лежень. В него упирают подкос — подстропильную ногу, обеспечивающую жесткость стропилины ближе к верхней части пролета.
- Если предстоит перекрытие пролета от 6м до 9м, лежни укладываются с обеих сторон и в оба лежня упираются подстропильные ноги.
При необходимости перекрыть более значительный пролет, его делят на сектора с указанными выше расстояниями. На границе смежных секторов устанавливают стойки под прогоны, а в пределах сектора устанавливают лежни и подкосы согласно описанным правилам. Для строительства в регионах с высокой ветровой активностью односкатные стропильные конструкции изнутри дополняют диагональными ветровыми связями.
В плане схема односкатного стропильного каркаса напоминает ряд параллельно уложенных балок. Крыша с одним скатом не слишком красива, но весьма экономна. Оптимальный угол наклона от 4º до 12º, не запрещен и больший уклон.
Конструкции с низкими скатами желательно оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляцией, что необязательно для крутых крыш. В качестве финишного покрытия лучше использовать мягкие виды кровли для низких сооружений, профлист или кровельный металл для обустройства конструкций по-круче.
Вид #2 — стропильные системы двухскатных крыш
Двускатные стропильные каркасы строят по ж/б перекрытиям и деревянным балкам, преимущественно с чердаками. У самого распространенного типа крыш огромное количество низких и высоких, утепленных и холодных модификаций.
В зависимости от архитектурных и технических условий объекта стропильные ноги, применяемые в устройстве двухскатных крыш, делятся на:
- Наслонные. Это стропилины, имеющие под верхней и нижней пяткой прочную опору. Изготавливаются и устанавливаются они наподобие стропильных ног односкатных крыш. Сооружают наслонные стропильные системы над коробками, обладающими внутренней несущей стеной. Она нужна как опорная конструкция под коньковый прогон. Роль стены может играть ряд опорных стоек или колон. В простейшей наслонной схеме с пролетом до 5м верха стропилин опираются на прогон, который через опорные стойки опирается на лежень. Жесткость обеспечивают подкосы. Схемы для более солидных пролетов оснащаются схватками, бабками и дополнительными прогонами.
- Висячие. Стропила висячего типа имеют только нижнюю опору, верхами они упираются друг в дружку. Элементы висячего стропильного каркаса сразу изготавливают в форме треугольника, благодаря чему можно отказаться от мауэрлата. Функцию мауэрлата в таких случаях доверяют основанию треугольника – затяжке, используемой для компенсации распора на крышу от веса снега, кровли и самой системы. Висячую технологию применяют в обустройстве небольших коробок, не имеющих внутренней опоры для конькового прогона. При необходимости перекрытия большепролетных сооружений висячая схема оснащается бабками-подвесками, подкосами, стяжками и др.
Сооружениям с двумя скатами рекомендована крутизна от 10º до 60º. Для финишной отделки можно использовать все известные виды штучных, рулонных и крупнолистовых покрытий.
В зависимости от технических характеристик кровли обрешетка устраивается сплошной или разреженной. Низкие скаты до 12º полностью покрываются водозащитным ковром, высокие – только в местах возможных протечек: вдоль карнизов, конька, ендов, вокруг труб и прочих кровельных проходов.
Вид #3 — вальмовая и полувальмовая система
Вальмовые, они же крыши «конвертом» от двухскатных сооружений отличаются тем, что место вертикальных щипцов-фронтонов в их конструкциях занято наклонными треугольными скатами — вальмами. Центральную часть крыши занимает стандартная двухскатная стропильная система, к которой под углом примыкают те самые вальмы.
Разнообразие в семействе вальмовых сооружений достигается путем вариаций с пропорциями. Изменяя соотношение длины конька к длине основания и высоте ската, можно получить конструкцию, отвечающую любым вкусовым и архитектурным запросам.
В строительстве стропильных каркасов для вальмовых крыш используются:
- Наслонные или висячие стропильные фермы с соответствующими конструктивными элементами: лежнями, коньковыми прогонами, затяжками и т.д.
- Диагональные стропилины, соединяющие вершины крайних стропильных ферм с углами коробки.
- Накосные укороченные стропилины, формирующие наклонные скаты вальм и примыкающие к вальмам части основных скатов.
Вальмовые конструкции бывают чердачными и бесчердачными. Надо признаться, они не слишком подходят для организации помещений под крышей. Четыре наклонных ската серьезно ограничивают пространство. Однако для любителей мансардных домов есть датская разновидность с укороченной вальмой. Приверженцам нестандартной архитектуры наверняка понравится голландский тип, относящийся к категории под названием «полувальмовые крыши» наравне с датским вариантом.
Стропильные системы для крыш вальмовой и полувальмовой разновидности возводят с углом наклона от 10-12º до 60º. В безусловном приоритете классические пропорции крутизной 25-30º.
Кроме проходок, коньков и карнизных свесов в усиленной гидроизоляции нуждаются все выпуклые и вогнутые углы вальмовой конструкции. Непростая конфигурация скатов диктует применение штучных материалов в финишной отделке. При раскрое металлочерепицы и профлиста слишком много будет отходов.
Вид #4 — шатровая крыша
Простая четырехскатная шатровая конструкция представляет собой вальмовую крышу, лишенную коньковой части. Ее схема в плане напоминает квадрат с проходящими из угла в угол диагоналями. Треугольные скаты соединяются в одной вершине, что и делает крышу схожей с шатром. Строят шатровые крыши над коробками четкой прямоугольной или многоугольной формы.
В сооружении шатровых стропильных систем используются стандартные наслонные и висячие принципы:
- Над коробкой с центральной опорой или несущей стеной возводится стропильная конструкция наслонной разновидности.
- Над объектом без внутренней стены или опоры возводят каркас по висячему принципу.
Крутизна и количество скатов зависят от личных предпочтений будущего владельца. Идеальным кровельным покрытием для отделки треугольных скатов будет штучный материал, исключительно потому что при раскрое крупных листов остается внушительное количество отходов. Независимо от крутизны шатровые сооружения предпочитают оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляционным ковром.
Вид #5 — ломаная стропильная система
Стропильные каркасы для ломаных, т.е. мансардных крыш специально ориентированы на увеличение чердачного пространства с целью создания в нем бытовых или жилых помещений.
Ломаная технология преимущественно используется в строительстве чердачных крыш, которые могут быть холодными в дачных постройках и утепленными в домах постоянного проживания.
Каждый скат классической ломаной крыши условно можно разделить на две прямоугольные части, создающие между собой внешний угол. Необходимую форму получают посредством изменения размеров частей скатов, углов между ними и угла в коньковой зоне.
Стропильная система мансардного типа – один из наиболее сложных видов стропильных систем: схемы и чертежи ломаного каркаса знакомят с непростой структурой конструкции. Состоит она из двух взгромоздившихся друг на дружку ярусов:
- Нижний ярус стропильных ног опирается через мауэрлат на балки деревянного перекрытия, ж/б плиты или потолочный брус деревянного дома. Для опирания верха стропилин устанавливают прогоны, которые также служат опорой для низа стропилин верхнего яруса. Стропилам нижней части ломаной крыши разрешено быть только наслонными.
- Верхний ярус стропилин нижними пятками опирается на прогоны расположенного под ним яруса. Прогоны же служат основанием для укладки потолочных балок мансарды. В сооружении верхней части может использовать и наслонная, и висячая методика. Задача верхушки заключается только в формировании коньковой части, потому что обязанности по распределению кровельного пирога возложены на нижнюю часть мансардной крыши.
Угол наклона нижних и верхних частей скатов хозяин выбирает согласно собственным предпочтениям. Идеальной формой считают, если пять углов мансардной крыши пересекает воображаемая окружность. Сплошную или разреженную обрешетку устраивают в зависимости от типа кровельного покрытия, а ограничений по его выбору вообще не существует.
На более пологую верхнюю часть лучше монтировать сплошную обрешетку и гидроизоляцию. На крутой нижней части скатов осадки не задерживаются, зато ей угрожают шквальные ветры.
Чтобы исключить срыв ломаной крыши в местностях с частыми сильными ветрами каждую стропилину прикрепляют проволочной связкой к стене, а не через одну, как принято при фиксации обычных скатных крыш.
Советы эксперта:
Фото-подборка (слайдшоу):
Представленные схемы разных видов стропильных систем подходят для обустройства деревянного дома, кирпичной и пенобетонной коробки. Разница лишь в креплении мауэрлата по деревянным и каменным стенам. Сведения о базовых разновидностях стропильных поможет грамотно определиться с типом и конфигурацией крыши для загородной собственности.
для маленьких и больших домов. Тёплая и холодная кровля
1.
2.
3.
Внешний вид здания зависит, в том числе, и от формы крыши, которая может быть плоской или со скатами. Встречаются эксклюзивные варианты, когда конструктивные решения кровли невольно привлекают внимание людей, проходящих мимо. Важным параметром, по которому отличается форма крыш, является уклон скатов: к плоским конструкциям относятся те, на которых перепад высоты между противоположными краями не превышает 3%.
Означает этот показатель, что на погонный метр покрытия приходится 3-сантиметровая разница. Как правило, плоские крыши строят односкатными, предполагающими, что поверхность кровли находится в одной плоскости. В советский период в послевоенные годы такой формы крыши использовали при строительстве многоэтажных домов, так называемых «хрущевок» и при возведении промышленных объектов. В процессе их эксплуатации выяснилось, что плоские кровли часто протекают и их обслуживание более затратное, чем скатных крыш с чердачными помещениями. Поэтому было принято решение о замене плоских конструкций на многоквартирных жилых домах на скатные формы.
Два и больше плоских ската обустраивают на зданиях, имеющих большую площадь, но такое решение архитекторами применяется крайне редко.
Основные элементы крыши
Завершающим этапом постройки дома считается монтаж кровельного покрытия, которое защитит внутренние помещения от ветра, атмосферных осадков, испепеляющих солнечных лучей и других природных явлений. От того, насколько успешно будет выполнено возведение кровли, зависит дальнейшая эксплуатация здания. Надежная крыша – залог долговечности строения.
Несмотря на большой выбор кровельных материалов и разнообразие конструктивных решений относительно создания крыш, у них имеются общие элементы:
- перекрытие – настил из железобетонных плит или других стройматериалов, который опирается на несущее основание и покрывает последний этаж. Обычно оно служит потолком для помещений, расположенных на самом верхнем уровне здания;
- каркас крыши – несущие силовые элементы кровли, как правило, это стропильная система, воспринимающая нагрузки от кровельного «пирога»;
- покрытие кровли – слой материала, специально предназначенного для защиты строения от влияния окружающей среды.
Основные слои кровельного «пирога» (то, из чего состоит кровля) располагаются изнутри наружу в следующем порядке:
- пароизоляция;
- утепление;
- гидроизоляция;
- материал покрытия.
Для скатных крыш в обязательном порядке строится стропильная система и обрешетка, как правило, из деревянных и металлических крепежных деталей. Если планируется создания мансардного помещения, то еще потребуется контробрешетка.
Обрешетка (как она выглядит можно увидеть на фото) может быть в зависимости от кровельного материала сплошной или разреженной. Она предназначается для усиления конструкции крыши, поскольку крепят ее перпендикулярно стропильным ногам, в результате создается пояс жесткости. Сплошной вариант предполагает использование влагостойкой фанеры или других листовых материалов. Разреженный вид обрешетки делают из бруса или досок, которые монтируют с определенными промежутками.
Как выбрать кровельный материал, детально на видео:
Выбор вида кровли
Обычно выбирают конкретный вид скатной крыши с учетом климатических особенностей региона и традиций, сложившихся на конкретной территории. Так на севере Российской Федерации и в Финляндии, где зима длится продолжительное время и отличается сильными и частыми снегопадами, на протяжении многих лет устанавливают двускатные крыши, имеющие длинные свесы. Например, в альпийском шале они почти достигают поверхности земли.
На уклон кровли также влияет среднегодовой объем атмосферных осадков в природной зоне, где строится дом. Например, когда наклон скатов составляет 60 градусов и более, снеговые сугробы на крыше долго не лежат, а скатываются по ней вниз. В местностях, где преобладает холодный климат, зимой всегда имеется проблема очистки кровельных поверхностей от снега.
В странах Западной Европы исторически сложилась тенденция установки разных видов вальмовых крыш с четырьмя скатами. У них участки кровли, расположенные по длине дома, имеют вид трапеции, а с торцевой стороны – форму треугольника. Вальмами являются треугольной формы скаты, а трапециевидный скат так и называется. Не менее популярны полувальмовые кровли, состоящие из вальм, у которых свесы меньше, чем у боковых скатов. Подобная форма получила большое распространение в Дании и поэтому ее еще называют датской крышей. Под ней обычно располагается целый мансардный этаж.
У двухскатных крыш присутствуют фронтоны, сделанные из того же материала, что и стены здания и теплоотдача таких кровель происходит через скаты. Заменяя верхнюю часть стен, вальмы позволяют сэкономить на кладке стен, что удобно для домовладельцев, проживающих в южных регионах, где в состав кровли можно включить теплоизоляционный слой. Недостаток вальмовых и полувальмовых крыш заключается в том, что стропильная система их имеет сложную конструкцию и особого внимания требуют места, где скаты соединяются.
Любые типы крыш могут быть не только прямыми, но и ломанными, у которых уклон меняется в пределах поверхности ската. Подобные конструкции кровли применяют при строительстве мансард. Разновидностью ломаных кровель считается крыша фахверка, которая очень популярна в постройках, относящихся к старой западноевропейской архитектуре. В ней одновременно совмещаются такие как двухскатная и вальмовая (полувальмовая), иногда присутствует конусообразная крыша.
Самой сложной в плане исполнения, считается многощипцовая кровля, имеющая самый необычный и оригинальный вид, для нее требуется тщательный расчет и замер кровли при проектировании. При ее создании несколько скатов соединяют под разными углами. Иногда совмещение выполняют в разных уровнях не только по горизонтали, но и по вертикали. Подобные крыши нередко получаются, когда к дому пристраивают дополнительное помещение, при этом наружная стена существующего дома становится стеной в новостройке. Более экономным является вариант, когда для пристройки не делают самостоятельную крышу, а устанавливают дополнительный щипец к уже имеющейся кровле.
Проект является оптимальным решением для мотелей, имеющих отдельно стоящие номера, и для кафе с небольшими банкетными залами, у которых есть отдельный вход со стороны улицы и они расположены друг к другу под разными углами. На каждое помещение в данном случае устанавливают собственный щипец.
Для частных домовладений многощипцовую крышу монтируют при желании хозяина сделать кровлю эстетически привлекательной и эксклюзивной по внешнему виду. Для ее возведения потребуется разработанный специалистами проект и бригада кровельщиков, поскольку построить ее самостоятельно слишком сложно. В противном случае множественные дефекты кровли сделают ее и все здание непригодным к эксплуатации.
Разнообразие решений относительно внешнего вида могут сделать выбор оптимального варианта сложным, и тогда совет профессионала будет не лишним.
Одним из этапов проектирования дома является определение конструкции крыши и вида кровельного покрытия. Большое значение при этом имеет дизайн строения, его назначение и конструктивные особенности. Однако наличие того или иного элемента кровли, материал для его изготовления и вид крыши зависит от множества других факторов. В частности, речь идет о климатических условиях, географическом положении и степени капитальности. К примеру, крыша бани или хозяйственной постройки имеет конструкцию, отличную от крыши дома. Для частного застройщика очень важно знать, из каких элементов состоит крыша, какие виды кровли подойдут именно в его случае.
В целом крыша состоит из следующих частей:
- Стропильный каркас.
- Обрешетка.
- Защитная часть или кровля.
- Дополнительные горизонтально расположенные части: конек, ендова или разжелобок.
- Наклонные поверхности: скаты и ребра.
- Водосточные желоба по нижнему краю скатов для отвода талых и дождевых вод.
Конструктивные особенности крыши
Перед началом строительства крыши необходимо тщательно изучить строение крыши и непосредственно кровли. Ни одно цивилизованное строение невозможно представить без верхнего перекрытия, которое может быть двух видов:
- Потолочное или чердачное перекрытие защищает строение от потерь тепла.
- Крыша защищает весь дом от различных природных явлений, таких как ветер, солнце и осадки.
Названия элементов и частей кровли
Все конструктивные элементы крыши предназначены для выполнения своей функции:
- Скат – главный элемент, представляющий собой наклонную плоскость, по которой осадки беспрепятственно отводятся с кровли. В какой-то степени скат гарантирует водонепроницаемость крыши.
- Ребра – выступающие углы в местах пересечения скатов.
- Ендова – внутренний угол, также образующийся при пересечении скатов.
- Спуск – нижняя часть ската.
- Капельник – низ спуска, предназначенный для защиты карниза и стены от воды.
- Карнизный свес – часть ската, расположенная горизонтально за плоскостью наружной стены.
- Фронтальный свес – часть ската, выступающая за фронтон.
- Желоб – элемент крыши, в котором собирается талая и дождевая вода. Располагается вдоль горизонтальной нижней кромки ската.
Собранная вода отводится по водосточной трубе, которая может располагаться у внешних стен здания (наружный водосток) или внутри стен (внутренний водосток). Второй вариант чаще всего используют при обустройстве плоской кровли.
Строения небольшой высоты и незначительной площади можно строить без водосточной системы, в этом случае вода со скатов стекает непосредственно на землю.
Используемое кровельное покрытие может укладываться вдоль ската или поперек него. Соединение листов может выполняться внахлест или в замок.
Большое значение имеет угол наклона скатов, который может выражаться в градусах или процентах. Уклон не позволяет осадкам собираться на крыше в большом количестве, особенно это относится к снежной массе. Это препятствует преждевременной деформации кровельного покрытия и продлевает срок его службы. По этому показателю определяют вид кровельного материала, соответствующие элементы крыши дома и способ водоотведения.
Геометрия строения крыши
Форма крыши может иметь различную геометрию, которая в большинстве случаев определяется видом строения:
- Крыша с одним скатом возводится над простыми строениями, например, баней, туалетом или беседкой, или постройками, примыкающими одной стороной к основному зданию. Такой вид кровли не требует большого количества материалов, но характеризуется долгим сроком эксплуатации.
- Двухскатная или щипцовая крыша состоит из двух скатов, имеющих определенный уклон. Треугольник, образуемый скатами, называют щипцом или фронтоном. Такая крыша пользуется огромной популярностью, возводится над многоэтажными домами и коттеджами.
- Крыша с четырьмя скатами может быть вальмовой или шатровой, используется при строительстве дачных домов.
- Крыша в виде купола является одним из самых старых видов, чаще всего такой вариант встречается над гостиницами или павильонами.
- Мансардная крыша является разновидностью двускатной конструкции.
- Сводчатые крыши используются в качестве перекрытий над промышленными или общественными зданиями прямоугольной формы.
- Коническая крыша лучше всего смотрится над зданиями круглой формы.
- Крыша в форме пирамиды возводится над квадратными или многоугольными строениями.
Кроме этого крыши могут быть чердачными и бесчердачными. В первом случае чердак может быть холодным или утепленными. Крыша без чердака служит перекрытием верхнего этажа здания, при этом допускается полная или частичная вентиляция, а также ее отсутствие.
Климатические условия местности во многом определяют угол наклона скатов конструктивные особенности крыши. В районах с преобладанием температуры воздуха выше ноля градусов крыша над домом может иметь небольшой уклон. В регионах, характеризующихся сильной ветреностью, лучше строить дома с пологими крышами. Там, где большую часть года холодно, а осадков выпадает большое количество, скат должен быть крутым, а свес маленьким. В этом случае осадки будут беспрепятственно скатываться с крыши.
Стропильная система
Основанием крыши любого типа служит стропильная система, для изготовления которой в большинстве случаев используют доски или деревянные бруски. На эту конструкцию ложится вес кровли, поэтому для работы лучше выбирать высококачественную древесину, на которой нет большого количества сучков, трещин и гнили. Чаще всего стропильный каркас возводится из древесины хвойных пород. Предварительно пиломатериал тщательно просушивают. Иногда для работы используют бревна, но на высоте с таким материалом работать неудобно из-за его тяжести.
Опорой для стропилин служит мауэрлат, для его изготовления необходимо брать брус сечением 10*10 см или бревно, стесав перед укладкой его нижнюю часть. В домах из бруса или бревен в качестве этого элемента используется верхний венец коробки дома. Мауэрлат предназначен для распределения нагрузки на несущие стены дома.
Рассчитывать сечение стропильных ног нужно очень внимательно с учетом нескольких критериев:
Выделяют два вида стропильной системы: висячая и наслонная. В первом случае стропильные ноги опираются на наружные стены здания, второй вид подразумевает установку дополнительных опор на внутренних несущих стенах, перегородках или колоннах.
Обрешетка крыши
Назначение обрешетки – основание для кровельного материала, которое не позволяет ему прогибаться и деформироваться. Для некоторых покрытий делают сплошную обрешетку, но в большинстве случаев между элементами оставляют определенное расстояние в зависимости от кровельного материала.
Изготовление обрешетки необходимо выполнять по следующим правилам:
- Все элементы должны быть надежно зафиксированы на стропильном каркасе.
- Соединение элементов над стропилинами располагают в шахматном порядке.
- Сплошное основание лучше всего применять под рулонные кровельные материалы или плоские асбестоцементные плитки.
- На разреженную обрешетку укладывают асбестоцементные листы, черепицу и тонколистовую сталь.
- Шаг между элементами обрешетки, независимо от материала, должен иметь одинаковое значение по всей крыше.
Назначение и необходимость элементов конструкции
Независимо от степени сложности крыши, каждый элемент предназначен для выполнения своей функции. Строение кровли, форма и конструкция крыши определяется на одном из этапов проектирования дома или при составлении плана ремонтных работ.
Надежность и долговечность крыши зависит от правильной установки всех составляющих, включая основные части, кровельный материал, места примыкания к дополнительным элементам крыши. Покрытие для кровли станет хорошей защитой стропильной системы и всего строения только при условии приобретения кровли и дополнительной фурнитуры от одного производителя. В этом случае монтажные работы будут выполнены без лишних сложностей.
Составлять проект любого строения, особенно жилых домов, должен грамотный специалист. Этим могут заниматься только частные архитекторы или проектировщики, имеющие специальное разрешение. В готовом проекте содержится план дома, крыши с указанием всех узлов и деталей конструкции. Непосредственно строительством также должны заниматься профессиональные мастера, так как они знают названия частей крыши, их назначение и правильное расположение, выполнят работу на высшем уровне и в короткие сроки, а также предоставят гарантию.
Стропила выполняют ряд значимых кровельных функций. Они задают конфигурацию будущей крыши, воспринимают атмосферные нагрузки, удерживают материал. В числе стропильных обязанностей формирование ровных плоскостей для укладки покрытия и обеспечение пространства под компоненты кровельного пирога.
Для того чтобы столь ценная часть крыши безупречно справлялась с перечисленными задачами, нужны сведения о правилах и принципах ее устройства. Информация полезна и тем, кем сооружается стропильная система двухскатной крыши своими руками, и тем, кто решит прибегнуть к услугам наемной бригады строителей.
В устройстве стропильного каркаса для скатных крыш используют деревянные и металлические балки. Исходным материалом для первого варианта служит доска, бревно, брус.
Второй сооружают из металлопроката: швеллера, профильной трубы, двутавра, уголка. Есть комбинированные конструкции со стальными наиболее нагружаемыми деталями и элементами из древесины на менее ответственных участках.
Кроме «железной» прочности у металла имеется масса недостатков. К ним относятся теплотехнические качества, неудовлетворяющие владельцев жилых строений. Разочаровывает необходимость в применении сварных соединений. Чаще всего стальными стропилами оборудуют индустриальные строения, реже частные бытовки, собранные из металлических модулей.
В деле самостоятельного сооружения стропильных конструкций для частных домов в приоритете древесина. С ней работать несложно, она легче, «теплей», привлекательней по экологическим критериям. К тому же для выполнения узловых соединений не потребуется сварочный аппарат и навыки сварщика.
Стропила – основополагающий элемент
Основной «игрок» каркаса для сооружения крыши – стропило, в среде кровельщиков называемое стропильной ногой. Лежни, раскосы, бабки, прогоны, затяжки, даже мауэрлат могут использоваться или не использоваться в зависимости от архитектурной сложности и габаритов крыши.
Стропила, применяемые в строительстве каркаса двухскатных крыш, по техническим признакам и способу укладки подразделяются на:
- Наслонные
стропильные ноги, обе пятки которых имеют под собой надежные конструктивные опоры. Нижний край наслонного стропила упирается в мауэрлат или в потолочный венец сруба. Опорой для верхнего края может служить зеркальный аналог смежной стропилины или прогон, представляющий собой горизонтально проложенную под коньком балку. В первом случае стропильная система называется распорной, во втором безраспорной. - Висячие
стропила, верх которых упирается друг в дружку, а низ базируется на дополнительной балке – затяжке. Последняя соединяет две нижние пятки смежных стропильных ног, в результате получается треугольный модуль, именуемый стропильной фермой. Затяжка гасит процессы растяжения, благодаря чему на стены действует только вертикально направленная нагрузка. Конструкция с висячими стропилами хоть и является распорной, но сам распор на стены не передает.
В соответствии с технологической спецификой стропильных ног сооружаемые из них конструкции делятся на наслонные и висячие. Для устойчивости конструкции оснащают подкосами и дополнительными стойками.
Для устройства опор верха наслонных стропилин монтируют лежни и прогоны. В реальности стропильная конструкция намного сложнее, чем описанные элементарные шаблоны.
Отметим, что формирование каркаса двухскатной крыши может вообще производится без стропильной конструкции. В таких ситуациях предполагаемые плоскости скатов образуются слегами – балками, уложенными прямо на несущие фронтоны.
Однако интересует нас сейчас конкретно устройство стропильной системы двухскатной кровли, а в нем задействованы могут быть как висячие или наслонные стропила, так и комбинация обоих типов.
Тонкости крепления стропильных ног
Крепление стропильной системы к кирпичным, пенобетонным, газобетонным стенам производится через мауэрлат, который в свою очередь фиксируется анкерами.
Между мауэрлатом, представляющим собой деревянную раму, и стенами из указанных материалов в обязательном порядке прокладывается гидроизоляционная прослойка из рубероида, гидроизола и т.д.
Верх кирпичных стен иногда специально выкладывают так, чтобы по внешнему периметру получилось нечто вроде невысокого парапета. Так надо, чтобы размещенный внутри парапета мауэрлат и стены не распирали стропильные ноги.
Стропила каркаса крыш деревянных домов опираются на верхний венец либо на потолочные балки. Соединение во всех случаях выполняется врубками и дублируется гвоздями, болтами, металлическими или деревянными пластинами.
Как обойтись без зубодробительных расчетов?
Крайне желательно, чтобы сечение и линейные размеры деревянных балок определялись проектом. Проектировщик даст четкие расчетные обоснования геометрическим параметрам доски или бруса с учетом всего спектра нагрузок и погодных условий. Если в распоряжении домашнего мастера проектной разработки нет, путь его лежит на стройплощадку дома с подобной кровельной конструкцией.
На этажность возводимого здания внимание можно не обращать. Проще и правильнее выяснить требующиеся размеры у прораба, чем узнавать их у владельцев шаткого самостроя. Ведь в руках прораба документация с четким расчетом нагрузок на 1м² крыши в конкретном регионе.
Шаг установки стропилин определяет тип и вес кровельного покрытия. Чем оно тяжелее, тем меньше должно быть расстояние между стропильными ногами. Для укладки глиняной черепицы, например, оптимальным расстоянием между стропилами будет 0,6-0,7м, а для и профлиста допустимо 1,5-2,0 м.
Однако даже при превышении шага, требующегося для правильно монтажа кровли, имеется выход. Это устройство усиливающей контробрешетки. Правда она увеличит и вес крыши, и бюджет строительства. Поэтому с шагом стропил разобраться лучше до сооружения стропильной системы.
Народные умельцы вычисляют шаг стропилин согласно конструктивным особенностям постройки, банально разделив длину ската на равные расстояния. Для утепленных крыш шаг между стропилинами подбирают, исходя из ширины плит теплоизоляции.
У нас на сайте вы можете найти , который возможно вам также очень поможет при строительстве.
Стропильные конструкции наслонного типа
Стропильные конструкции наслонного типа значительно проще в исполнении, чем их висячие собратья. Обоснованный плюс наслонной схемы заключается в обеспечении полноценного проветривания, которое напрямую связано с долгосрочностью службы.
Отличительные конструктивные особенности:
- Обязательное наличие опоры под коньковой пяткой стропильной ноги. Роль опоры может играть прогон – деревянная балка, опирающаяся на стойки или на внутреннюю стену строения, или верхний торец смежной стропилины.
- Использование мауэрлата для возведения стропильной конструкции по стенам из кирпича или искусственного камня.
- Применение дополнительных прогонов и стоек там, где стропильным ногам по причине крупного габарита крыши требуется дополнительные точки опоры.
Минус схемы заключается в наличии конструктивных элементов, влияющих на планировку внутреннего пространства эксплуатируемого чердака.
Если чердак холодный и в нем не предполагается организация полезных помещений, то наслонной конструкции стропильной системы для устройства двухскатной крыши стоит отдать предпочтение.
Типовая последовательность работ по сооружению наслонной стропильной конструкции:
- Первым делом промеряем высоты постройки, диагонали и горизонтальность верхнего среза остова. При выявлении вертикальных отклонений кирпичных и бетонных стен, устраняем их цементно-песчаной стяжкой. Превышение высот сруба стесываем. Путем подкладывания щепы под мауэрлат с вертикальными огрехами можно бороться, если величина их незначительна.
- Поверхность перекрытия под укладку лежня необходимо тоже выровнять. Он, мауэрлат и прогон должны быть четко горизонтальны, но расположение перечисленных элементов в одной плоскости не обязательно.
- Обрабатываем все деревянные детали конструкции перед установкой антипиренами и антисептическими препаратами.
- По бетонным и кирпичным стенам прокладываем гидроизоляцию под установку мауэрлата.
- Укладываем брус мауэрлата на стены, вымеряем его диагонали. Если понадобится, слегка передвигаем брусья и поворачиваем углы, стремясь добиться идеальной геометрии. Выравниваем раму по горизонтали при необходимости.
- Монтируем мауэрлатную раму. Сращивание брусьев в единую раму производится посредством косых врубок, места соединений дублируются болтами.
- Фиксируем положение мауэрлата. Крепеж производится либо скобами к загодя заложенным в стену деревянным пробкам, либо анкерными болтами.
- Размечаем положение лежня. Его ось должна отступать от брусьев мауэрлата на равные расстояния с каждой стороны. Если прогон будет опираться только на стойки без лежня, процедуру разметки проводим только для этих столбиков.
- Устанавливаем лежень на двухслойную гидроизоляцию. К основанию его крепим анкерными болтами, с внутренней стеной соединяем проволочными скрутками или скобами.
- Размечаем точки установки стропильных ног.
- Выпиливаем стойки по единым размерам, т.к. лежень у нас выставлен в горизонт. Высота стоек должна учитывать размеры сечения прогона и лежня.
- Устанавливаем стойки. Если предусмотрено проектом, раскрепляем их распорками.
- Укладываем на стойки прогон. Снова проверяем геометрию, затем устанавливаем скобы, металлические накладки, деревянные крепежные пластины.
- Устанавливаем пробную стропильную доску, размечаем на ней места подрезки. Если мауэрлат выставлен строго в горизонт, нет необходимости в подгонке стропилин на крыше по факту. Первая доска может использоваться в качестве шаблона для изготовления остальных.
- Размечаем точки установки стропилин. Народные мастера для разметки обычно заготавливают пару реек, длина которых равна просвету между стропилинами.
- По разметке устанавливаем стропильные ноги и крепим их сначала внизу к мауэрлату, затем вверху к прогону друг к другу. К мауэрлату проволочной связкой прикручивается каждая вторая стропилина. В деревянных домах стропилины прикручивают ко второму от верхнего ряда венцу.
Если подстропильная система сделана безупречно, наслонные доски монтируются в произвольном порядке.
Если уверенности в идеальном сооружении нет, то сначала устанавливаются крайние пары стропилин. Между ними натягивается контрольная бечевка или леска, согласно которой подгоняется положение вновь устанавливаемых стропил.
Завершается монтаж стропильной конструкции установкой кобылок, если длина стропильных ног не позволяет сформировать свес требующейся длины. К слову, для деревянных построек свес должен «выходить» за контур здания на 50см. Если запланирована организация козырька, под него устанавливаются отдельные мини-стропила.
Еще одно полезное видео о строительстве двухскатной стропильной основы своими руками:
Висячие стропильные системы
Висячая разновидность стропильных систем представляет собой треугольник. Две верхние стороны треугольника сложены парой стропилин, а основанием служит соединяющая нижние пятки затяжка.
Применение затяжки позволяет нейтрализовать действие распора, потому на стены с висячими стропильными конструкциями действует только вес обрешетки, кровли плюс в зависимости от сезона вес осадков.
Специфика висячих стропильных систем
Характерные черты стропильных конструкций висячего типа:
- Обязательное наличие затяжки, выполненной чаще всего из древесины, реже из металла.
- Возможность отказаться от использования мауэрлата. Раму из бруса с успехом заменит уложенная на двуслойную гидроизоляцию доска.
- Установка на стены готовых замкнутых треугольников – стропильных ферм.
К достоинствам висячей схемы относят свободное от стоек пространство под кровлей, позволяющее организовать мансарду без столбов и перегородок. Есть недостатки.
Первый из них – ограничения по крутизне скатов: угол их уклона может быть минимум 1/6 пролета треугольной фермы, настоятельно рекомендованы более крутые крыши. Второй минус заключается в необходимости доскональных расчетов для грамотного устройства карнизных узлов.
Кроме всего прочего, угол стропильной фермы устанавливать придется с ювелирной точностью, т.к. оси соединяемых компонентов висячей стропильной системы должны пересекаться в точке, проекция которой обязана попадать на центральную ось мауэрлата или заменяющей его подкладочной доски.
Тонкости большепролетных висячих систем
Затяжка – самый длинный элемент висячей стропильной конструкции. Со временем она, как свойственно всем пиломатериалам, деформируется и провисает под действием собственной массы.
Владельцев домов с пролетами 3-5м указанное обстоятельство не слишком беспокоит, а вот хозяевам зданий с пролетами 6 и более метров стоит задуматься об установке дополнительных деталей, исключающих геометрические изменения затяжки.
Чтобы предотвратить провисание в схеме монтажа стропильной системы для большепролетной двухскатной крыши имеется весьма значимый компонент. Это подвеска, называемая бабкой.
Чаще всего она представляет собой брусок, прикрепленный деревянными прибоинами к вершине стропильной фермы. Не следует путать бабку со стойками, т.к. ее нижняя часть вообще не должна соприкасаться с затяжкой. И установка стоек в качестве опор в висячих системах не применяется.
Суть заключается в том, что бабка как бы висит на коньковом узле, а уже к ней присоединяется затяжка с помощью болтов или прибитых деревянных накладок. Чтобы корректировать провисающую затяжку используются хомуты резьбового или цангового типа.
Регулировку положения затяжки можно устроить в зоне конькового узла, а бабку с ней соединить жестко врубкой. Вместо бруска на нежилых чердаках для изготовления описанного стягивающего элемента может быть использована арматура. Бабку или подвес рекомендуется устроить еще и там, где затяжка собирается из двух брусьев, для поддержки участка соединения.
В усовершенствованной висячей системе подобного типа бабку дополняют подкосные балки. Силы напряжения в образовавшемся ромбе гасятся самопроизвольно благодаря грамотной расстановке действующих на систему векторных нагрузок.
В результате стропильная система радует стабильностью при незначительной и не слишком дорогой модернизации.
Висячий тип для мансард
С целью увеличения полезного пространства затяжка стропильных треугольников для мансарды переносится ближе к коньку. У вполне резонного перемещения есть дополнительные плюсы: оно позволяет использовать затяжки в качестве основы для подшивки потолка.
Присоединяется к стропилам она путем врубки полусковороднем с дублированием болтом. От провисания ее оберегают посредством установки короткой бабки.
Ощутимый недостаток мансардной висячей конструкции заключается в необходимости точных расчетов. Самостоятельно рассчитать ее слишком сложно, лучше воспользоваться готовым проектом.
Какая конструкция более экономически выгодна?
Стоимость – немаловажный аргумент для самостоятельного строителя. Естественно, цена сооружения у обоих типов стропильных систем не может быть одинаковой, потому что:
- В строительстве наслонной конструкции для изготовления стропильных ног используется доска или брус небольшого сечения. Т.к. наслонные стропилины имеют под собой две надежные опоры, требования к их мощности ниже, чем в висячем варианте.
- В строительстве висячей конструкции стропила выполняют из толстого бруса. Для изготовления затяжки требуется аналогичный в сечении материал. Даже с учетом отказа от мауэрлата расход будет ощутимо больше.
Сэкономить на сортности материала не получится. Для несущих элементов обоих систем: стропилин, прогонов, лежней, мауэрлата, бабок, стоек нужен пиломатериал 2го сорта.
Для ригелей и затяжек, работающих на растяжение, потребуется 1ий сорт. В изготовлении менее ответственных деревянных накладок может применяться 3ий сорт. Без подсчета можно сказать, что в сооружении висячих систем дорогой материал используется в большем объеме.
Висячие фермы собирают на открытой площадке рядом с объектом, затем транспортируют в собранном виде наверх. Для подъема увесистых треугольных арок из бруса потребуется техника, за аренду которой придется платить. Да и проект для сложных узлов висячего варианта тоже чего-то стоит.
Видео-инструктаж по устройству стропильной конструкции висячей категории:
Методов сооружения стропильных систем для крыш с двумя скатами на самом деле гораздо больше.
Мы описали лишь базовые разновидности, которые в реальности применимы для небольших дачных домиков и построек без архитектурных затей. Однако представленной информации достаточно, чтобы справиться со строительством простой стропильной конструкции.
Проектируя любое жилое строение, архитекторы особое внимание уделяют крыше, так как она выполняет не одну, а сразу несколько функций, в зависимости от ее конструктивных особенностей. Нужно сказать, что далеко не всех будущих домовладельцев удовлетворяет обычная двухскатная крыша, хотя ее можно назвать самой надежной, так как она имеет всего две скатные плоскости и один стык между ними. Многих привлекают более сложные конструкции, которые добавляют строению особую привлекательность и оригинальность. Другие, более практичные домовладельцы, предпочитают мансардные конструкции, которые одновременно способны выполнять роль кровли и второго этажа.
Основой любой крыши является индивидуальная стропильная система, имеющая свои конструктивные особенности. Сделать выбор нужного каркаса крыши будет значительно проще, если заранее разобраться какие же виды и схемы стропильных систем
используются в строительной практике. После получения подобной информации станет более понятно, насколько сложны такие конструкции в монтаже. Особенно это важно знать, если каркас для крыши предполагается возводить самостоятельно.
Основные функциональные задачи стропильных систем
При обустройстве скатных конструкций крыш, стропильная система является каркасом для покрытия и для удержания материалов «кровельного пирога». При грамотном монтаже каркасной конструкции будут создаваться необходимые условия для правильной и неутепленных типов кровель, защищающих стены и внутреннее пространство дома от различных атмосферных воздействий.
Кровельная конструкция также всегда является завершающим архитектурным элементом экстерьерного оформления строения, своим видом поддерживая его стилистическое направление. Тем не менее, конструктивные особенности стропильных систем в первую очередь должны соответствовать требованиям прочности и надежности, которым должна соответствовать крыша, и лишь затем уже – эстетическим критериям.
Каркас стропильной системы формирует конфигурацию и угол наклона крыши. Эти параметры во многом зависят от природных факторов, характерных для конкретного региона, а также от желания и возможностей домовладельца:
- Количество осадков в разные периоды года.
- Направление и средняя скорость ветра в местности, где будет возводиться постройка.
- Планы по применению пространства под крышей – обустройства в нем жилых или нежилых помещений, или же использования его лишь в качестве воздушной прослойки для термоизоляции расположенных ниже помещений.
- Разновидность планируемого материала кровельного покрытия.
- Финансовые возможности домовладельца.
Атмосферные осадки и сила потоков ветра дают весьма чувствительную нагрузку на строение кровли. Например, в регионах с обильными снегопадами не стоит выбирать стропильную систему с небольшим углом наклона скатов, так как снеговые массы будут задерживаться на их поверхности, что может привести к деформации каркаса или кровельного покрытия или к протеканиям.
Если же местность, где будет производиться стройка, славится своими ветрами, то лучше выбирать конструкцию с небольшим уклоном ската, чтобы случающиеся резкие порывы не сорвали отдельных элементов крыши и кровли.
Основные элементы конструкции крыши
Детали и узлы стропильных систем
В зависимости от выбранного вида стропильной системы, используемые элементы конструкции могут значительно разниться, однако, существуют детали, которые присутствуют и в простых, и в сложных системах крыш.
К основным элементам стропильной системы скатной крыши относятся:
- Стропильные ноги, формирующие скаты кровли.
- — деревянный брус, закрепляемый на стенах дома и служащий для фиксации на нем нижней части стропильных ног.
- Конек — это стык каркасов двух скатов. Он обычно является самой высокой горизонтальной линией крыши и служит опорой, на которой закрепляются стропила. Конек может быть сформирован стропилами, скрепленными между собой под определенным углом или же зафиксированными на коньковой доске (прогоне).
- Обрешетка — это рейки или брус, монтируемые на стропила с определенным шагом и служащие основой для настила выбранного кровельного материала.
- Подпорные элементы, куда можно отнеси лежни, прогоны, стойки, подкосы, стяжки и другие детали, служат для повышения жесткости стропильных ног, поддержки конька, связывания отдельных деталей в общую конструкцию.
Кроме упомянутых деталей конструкции, в нее могут быть включены и другие элементы, функции которых направлены на упрочнение системы и оптимальное распределение нагрузок крыши на стены строения.
Стропильная система подразделяется по нескольким категориям в зависимости от разных особенностей своей конструкции.
Чердачное пространство
Прежде чем перейти к рассмотрению разных видов крыш, стоит разобраться, каким может быть чердачное пространство, так как многие собственники с успехом используют его в качестве хозяйственных и полноценных жилых помещений.
Конструкцию скатных крыш можно разделить на бесчердачные и чердачные. Первый вариант называется именно так оттого, что пространство под крышей имеет небольшую высоту и используется только в качестве утепляющей сверху помещения здания воздушной прослойки. К таким системам обычно относится или же имеющая несколько скатов, но расположенных под очень незначительным углом.
Чердачная конструкция, имеющая достаточно большую высоту конька, может использоваться по-разному, быть утепленной и неутепленной. К таким вариантам можно отнести мансардный или же двухскатный вариант. Если выбирается кровля с высоким коньком, то в обязательном порядке необходимо учитывать ветровые нагрузки в регионе, где выстроен дом.
Уклон скатов
Чтобы определить оптимальный наклон скатов крыши будущего жилого строения, в первую очередь нужно присмотреться к уже выстроенным малоэтажным соседским домам. Если они стоят уже не один год и стойко выдерживают ветровые нагрузки, то их конструкцию смело можно брать за основу. В том же случае, когда владельцами поставлена цель создать эксклюзивный оригинальный проект, непохожий на стоящие рядом постройки, необходимо ознакомиться с конструктивными и эксплуатационными особенностями различных стропильных систем и произвести соответствующие расчеты.
Следует учитывать, что от того, насколько велик уклон скатов крыши, зависит изменение касательных и нормальных значений силы ветра — чем круче угол наклона, тем большее значение имеют нормальные силы и меньше касательные. Если крыша пологая, то на конструкцию больше влияет касательная нагрузка ветра, так как увеличивается подъемная сила с подветренной стороны и уменьшается с наветренной.
Зимняя снеговая нагрузка тоже должна быть учтена при проектировании кровли. Обычно этот фактор рассматривается в комплексе с ветровой нагрузкой, так как с наветренной стороны снеговая нагрузка будет гораздо ниже, чем с подветренного ската. Кроме этого, на скатах существуют места, где обязательно будет собираться снег, давая большую нагрузку на эту область, поэтому ее следует укрепить дополнительными стропилами.
Уклон скатов крыш может варьироваться от 10 до 60 градусов, и он должен быть выбран не только с учетом консолидированной внешней нагрузки, но и в зависимости от кровельного покрытия, которое планируется использовать. Этот фактор учитывается потому, что кровельные материалы различаются по своей массе, для их закрепления требуется различное количество элементов стропильной системы, а значит, будет разниться и нагрузка на стены дома, и насколько она будет большой, тоже зависит от угла уклона крыши. Немаловажное значение имеют и особенности каждого покрытия по сопротивляемости проникновению влаги – многим кровельным материалам в любом случае необходимо тот или иной уклон для обеспечения свободного схода ливневой воды или тающего снега. Кроме этого, выбирая уклон крыши, нужно заранее продумать то, как будет осуществляться процесс очистки и ремонтных работ на кровле.
Планируя тот или иной угол скатов крыши нужно знать, чем меньше стыков между листами покрытия, и чем они герметичнее, тем меньше можно делать уклон ската, конечно, если не предполагается устроить в чердачном пространстве жилое или хозяйственное помещение.
Если же для покрытия кровли используется материал, состоящий из небольших элементов, например, керамическая черепица, то уклон скатов нужно делать достаточно крутым, чтобы вода никогда не задерживалась на поверхности.
Учитывая вес кровельного материала, нужно знать – чем тяжелее покрытие, тем угол скатов должен быть больше, так как в этом случае нагрузка правильно распределится на стропильную систему и несущие стены.
Для покрытия крыши могут быть использованы следующие материалы: или профильный лист, оцинкованная сталь, волнистые асбестобетонные и битумно-волокнистые листы, цементная и керамическая черепица, рубероид, мягкая кровля и другие кровельные материалы. Ниже на иллюстрации показаны допустимые углы крутизны скатов для различных типов кровельных покрытий.
Базовые конструкции стропильных систем
В первую очередь стоит рассмотреть базовые виды стропильных систем относительно расположения стен дома, которые применяются во всех конструкциях крыш. Базовые варианты разделяют на наслонную, висячую, а также комбинированную, то есть включающую в свою конструкцию элементы и первого, и второго типа систем.
крепления для стропил
Наслонная система
В постройках, где предусмотрены внутренние несущие стены, чаще устанавливается наслонная стропильная система. Монтировать ее гораздо проще, чем висячую, так как внутренние несущие стены обеспечивают для ее элементов надежную опору, а кроме того, для этой конструкции потребуется меньшее количество материалов.
Для стропил в этой системе определяющей опорной точкой является коньковая доска, на которой они и закрепляются. Безраспорный вид наслонной системы может быть обустроен в трех вариантах:
- В первом варианте верхняя сторона стропил фиксируется на коньковой опоре, называемой скользящей, а нижняя их сторона закрепляется путем врубки к мауэрлату. Дополнительно стропила в нижней части фиксируется к стене с помощью проволоки или скоб.
- Во втором случае стропила в верхней части подрезаются под определенным углом и соединяются между собой при помощи специальных металлических пластин.
Нижний же край стропильных ног крепится к мауэрлату подвижными креплениями.
- В третьем варианте стропила жестко скрепляются в верхней части брусками или обработанными досками, расположенными горизонтально, параллельно друг другу с обеих сторон соединенных под углом стропил, а между ними защемляется коньковый прогон.
В нижней части для закрепления стропил, так же, как и в предыдущем случае, применяются скользящие крепления.
Необходимо пояснить, почему для фиксации стропил на мауэрлате часто используются именно скользящие крепления. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от излишнего напряжения, так как стропила не зафиксированы жестко, и при усадке строения они имеют возможность сдвигаться, не деформируя при этом общей конструкции кровельной системы.
Этот вид крепления применяется только в наслонных системах, что также отличает их от висячего варианта.
Однако в некоторых случаях для наслонных стропил применяют распорную систему, в которой нижний конец стропил жестко фиксируется к мауэрлату, а чтобы снять нагрузку со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Этот вариант и называется комплексным, так как включает в себя элементы наслонной и висячей системы.
Стропильная система крыши. Виды, узлы и особенности монтажа
Основные элементы стропильной системы
- Хребты
- Примыкания стропильных ног
- Проемы в кровле
- Ендовы
- Коньковый прогон (конек)
- Изменение угла наклона крыши
- Перпендикулярные примыкания к стропилам
- Горизонтальная связка стропил по центру
- Горизонтальная связка стропил по низу
- Примыкание стропил к стене
- Фронтон в плоскости стены
- Фронтонный свес
- Подрез стропил для подшива карнизов
- Карнизный свес
- Карниз в плоскости стены
- Блок-балки между стропилами
- Примыкание стропильной ноги к стене
Названия, принятые в обиходе строителей, имеют специфичную терминологию. А вы знаете что как называется?
В этой статье мы будем разбирать каждый из этих терминов, говорить о роли элементов в структурной целостности, а также поговорим о типовых узлах и альтернативных решениях. Будет много полезной информации. А для начнем мы с базовых понятий.
Определение и виды стропильных систем
Стропильная система крыша — это деревянная каркасная конструкция,
которая воспринимает ветровые и снеговые атмосферные нагрузки. Конфигурация крыши наиболее широко варьируется по всей стране. Это связано с тем, что крыша играет самую активную роль из всех частей здания в защите от непогоды, а в России колебания погоды являются экстремальными. Одни крыши защищают в первую очередь от солнечного жара, другие должны укрывать жителей под тоннами снега.
Выбор уклона крыши
Одна из наиболее очевидных вариаций формы крыши связана с наклоном (или уклоном) крыши. Основными факторами, влияющими на уклон крыши, являются стилистические соображения, тип используемого кровельного материала и желаемое пространство под крышей. Климат также оказывает сильное влияние на уклон крыши.
В районах со значительным количеством осадков крыши делают с большим уклоном, чтобы “сливать” дождь, в то время как теплый, засушливый климат, как правило, благоприятствует более плоским крышам. Наклон или уклон крыши измеряется как отношение подъема к проекции длины (например, ½ или ¼), либо имеет измерение в градусах. К примеру, говорят, что угол наклона данной крыши — 30 град.
Форма крыши
Формы крыш, как правило, имеют региональный характер, который
отражает не только климатические изменения, но и исторические влияния. Все формы крыши являются производными
от четырех основных форм крыши, показанных ниже: плоская крыша,
односкатная крыша, двускатная крыша и шатровая крыша.
Рисунок: базовые формы
Практически любая форма может быть выполнена путем объединения
четырех основных форм. Некоторые из этих сложных форм
настолько распространены, что имеют свои собственные названия. Например, двускатная (фронтонная) форма и четырехскатная могут сочетаться, образуя голландский фронтон. Два различных уклона двускатной крыши могут объединяться,
образуя вальмовую крышу. К двускатной крыше можно пристроить мансарду
и так далее. Четыре общие комбинации
показаны ниже.
Рисунок: сложные (совмещенные) формы
Типы стропильной системы крыши
Крыши строятся либо из отдельных элементов — стропил (балочные каркасные
крыши), либо из ферм заводского изготовления. Классические системы обычно изготавливаются из бруса или доски, но могут также использоваться композитные
материалы, такие как двутавровые деревянные балки.
Балочные стропильные системы возникли еще до развития
каркасного строительства в 19 веке.
Предшественников современной каркасной стропильной системе можно увидеть на древних крышах по всему миру. Современная деревянная поэлементная стропильная система остается популярной, потому что это самая удобная с точки зрения монтажа система крыши, а материалы наименее дороги.
Фермы изготавливаются из нескольких небольших элементов
(обычно 2х4 м), соединенных на заводе или в цехе для создания одного длинного конструктивного узла. Только в очень простых зданиях (например, ангарах или производствах) экономия
труда при сборке ферменной системы конкурирует с
классической стропильной системы из отдельных элементов.
Балочная стропильная система
Одно из преимуществ стропил из балок заключается в
том, что пространство внутри конструкции крыши может стать жилым пространством или неэксплуатируемым техническим помещением. Полуэтажные (мансардные) жилые помещения на верхних этажах и настоящие складские чердаки — примеры разнообразия использования. Второе преимущество заключается в том, что сложные крыши значительно экономичней сделать из отдельных элементов, нежели чем из ферм.
Рисунок: балочная стропильная система
Фермы
Фермы позволяют перекрывать значительно большие пролеты, чем
стропильные системы из обычной доски, оставляя большие открытые пространства под ними
или позволяя перемещать перегородки без
учета конструкции крыши выше. Фермы
быстро поднимаются вверх при помощи спецтехники, что обычно приводит к экономии временных затрат при монтаже крыши в здания простой формы. Большим недостатком
ферм является то, что ферменную крышу практически невозможно
реконструировать, так как фермы никогда не следует резать или иным способом нарушать целостность готовых элементов.
Рисунок: ферменная конструкция крыши
В дополнение к выбору высоты, формы и
структуры, рассмотренным выше, многие другие решения вносят свой вклад во внешний вид и форму крыши. К ним относятся выбор обшивки, подстилающего слоя и кровельного материала; форма карнизных и фронтонных выносов; желоба и водосточные трубы; изоляция и вентиляция кровли. Все эти вопросы обсуждаются в данной статье.
Размеры сечения стропил
Размеры стропил обычно составляют 45х145, 45х195 мм, а
расстояние между ними обычно составляет от 60 см до 100 см. Распространенный шаг 60 см связан с шириной утеплителя.
Размер стропил зависит в первую очередь
от пролета, шага, нагрузки на крышу, а иногда и от
требуемой толщины изоляции.
Ниже приведена таблица с соотношением размера стропильных ног и пролетов.
Длина стропильного элемента, м | |||||||
Шаг стропил, мм | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 |
600 | 45х145 | 45х145 | 45х145 | 45х145 | 45х175 | 45х195 | 45х195 |
800 | 45х145 | 45х175 | 45х195 | 45х195 | 75х195 | 75х195 | 75х195 |
Стропильная система односкатной крыши
Стропильная балочная система может поддерживаться стенами
здания, конструктивной коньковой балкой или прогонами. Односкатная крыша—самая простая наклонная крыша— имеет стропила, которые простираются от одной стены до другой. Эти стропила должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать вес самих балок и последующих конструктивных слоев, а также вес снеговой нагрузки. Стропила также должны быть достаточно высокими, чтобы между ними можно было установить достаточно толстый слой изоляции. Общая нагрузка на крышу переносится на концы стропил, где она опирается на стены. В простом примере на картинке: каждая стена несет часть постоянной и переменной нагрузки на крышу.
Чертеж: стропильная система односкатной кровли
Двускатная кровля: висячие стропила
Висячая крыша (треугольное сечение, безконьковое)—стропила устанавливаются по парам без опирания на конек. Каждая стропила охватывает только половину
расстояния между двумя стенами (двускатная крыша,
показанная на чертеже, является самым простым вариантом).
Горизонтальные стяжки—потолочные балки или чердачные—
образуют треугольник со стропилами. Потолочные балки обычно
расположены на верхней обвязке стен или мауэрлате, но также могут
быть расположены выше, образуя частично сводчатый потолок или полумансарду.
Соединения стропил в верхней точке обычно реализуется при помощи перфоленты или специализированного крепежа. Также часто узел усиливается дополнительными хомутами.
Висячие стропила — достаточно слабая с точки зрения восприятия нагрузки схема. Поэтому используется при маленьких пролетах. Утепление осуществляется по горизонтальным стяжкам
Чертеж: висячая стропильная система
Двускатная кровля с опорой на конек
Горизонтальных связей,
необходимых для двускатной крыши, можно избежать, если
стропила прикреплены на коньке к несущей коньковой
балке (или стене), что эффективно превращает двускатную крышу в две односкатные крыши, как показано на
рисунке ниже.
Чертеж: двускатная кровля с коньком
Стропильная система с прогонами
Прогоны — это горизонтальные элементы, которые поддерживают
несколько стропил, обычно в середине пролета. Прогоны
используются для поддержки большепролетных конструкций или, когда нет возможности применять стропила большого сечения. Смысл прогонов в уменьшении пролета стропил и ,как следствие, увеличении несущей способности всей системы. Сами
прогоны должны опираться на столбы или на несущие стены как показано на рисунке ниже.
Чертеж: стропильная система с прогонами
Потолочные балки
Потолочные балки очень похожи на балки пола. На самом деле балки
второго этажа двухэтажного здания служат
потолочными балками для нижнего этажа. Потолочные балки отличаются
от балок пола только тогда, когда над балками нет пола
(кроме мансардного этажа).
Потолочные балки имеют такие же размеры, как и балки пола. Пролет
балок зависит от расстояния между ними и от того, будет ли чердак
над балками использоваться для хранения.
Чертеж: узел опирания потолочных балок
Потолочные балки могут функционировать как стяжки, чтобы противостоять горизонтальным усилиям, возникающим на опоре стропил. Для этого важно надежно
прикрепить балки к стропилам и к стенам дома.
Важно знать
По нижней плоскости потолочных балок часто устраивают дополнительную обрешетку для того чтобы избежать растрескивания чистовой отделки потолков из-за возможных перемещений и деформаций потолочных балок в процессе эксплуатации.
В месте опирания стропил на стены или несущие балки делается специализированный
вырез в стропильной ноге. В американской практике называется “bird’s mouth” — птичий клюв. У нас просто стропила “запиливаются”.
Узел: устройство запила в стропильной ноге
ЭКСПЕРТНОЕ МНЕНИЕ
Хорошо, если ширина “запила” равна ширине площадки опирания и (или не обшитой стенки, если обшивка будет сделана позже). Минимальная ширина опирания “запила” на стену — 100 мм.
Узел: устройство блок-балок за опорой
Узел: устройство блок-балок на опоре
Узел примыкания скатов кровли с разными углами наклона
Везде, где угол наклона крыши меняется от пологого
к крутому (как в вальмовой крыше) или от крутого к пологому
(как в мансардной крыше), оба конца стропил должны иметь опору. Если изменение уклона происходит над стеной, то сама стена будет обеспечивать опору.
Если изменение уклона не происходит над стеной, то
опора должна быть обеспечена прогонами или балкой
(хребтом).
Узел примыкания скатов на ендове с опорой
Узел примыкания скатов на ендове без опоры
Узел примыкания скатов на хребте на опоре
Узлы устройства мансардных окон, дымоходов, люков
Обрамление элементов, выступающих через
крышу здания—световые люки, дымоходы и слуховые окна—
начинается с прямоугольного отверстия в стропильной системе.
Для проемов в одной плоскости крыши, обрамленных полностью
общими стропилами, обрамление делается относительно легко.
Отверстие шириной в три стропила или меньше может быть сделано
путем прерывания стропил и удвоения
боковых стропил, как показано ниже. Очевидно, что это более эффективно, если ширина и расположение проема соответствуют расстоянию между
стропилами. При устройстве больших проемов стропила должны быть проверены расчетами на несущую способность. Отверстия, которые пересекают коньки, хребты и ендовы или изломы при изменении высоты, должны иметь дополнительные точки опирания и должны быть отдельно рассчитаны по нагрузкам.
Чертеж: обрамление мансардного окна
Обрамление отверстий в большинстве случаев
либо отвесны, либо перпендикулярны стропилам, как показано
на рисунке ниже. Материал обрамления ответных отверстий должен иметь сечение выше, чем стропила.
Узел: обрамления проема в кровле
Устройство слухового окна в крыше
Мансардные окна часто имеют ширину более трех стропил
, поэтому их конструкция должна быть рассчитана по прогибам по 2-му предельному состоянию проектировщиком. Отверстие в крыше должно быть сконструировано таким образом, чтобы выдерживать все нагрузки, налагаемые весом самого слухового окна и снеговой нагрузкой. Мансардные стены и крыша имеют ту же конструктивную схему, как стены и крыша главного здания.
Если стены мансарды не простираются ниже
уровня плоскости кровли, то стропильная система на краю проема
должна поддерживать мансарду.
Если слуховое окно имеет боковые стенки, которые простираются до пола,
пол может быть использован для поддержки слухового окна, а
стропила со стороны отверстия могут быть одинарными.
Ендовы в стропильной системе крыши
Внутренний угол двух пересекающихся плоскостей крыши называется ендовой. В большинстве случаев ендовы — это сдвоенные стропильные ноги, которые опираются на стены и на коньковые балки. Эти ендовы воспринимают большие нагрузки и должны быть отдельно спроектированы. Соединительные стропила поддерживают область между стропилами ендовы и коньковой балкой.
Как показано на рисунках, стропила ендовы могут поддерживаться
сверху коньковой балкой или брусом обрамления. Система поддержки коньковой балкой более практична, когда коньки пересекающихся крыш находятся близко друг к другу; однако система поддержки брусом обрамления лучше, когда нижний конёк пересекает основную крышу вблизи или ниже центра стропильного пролета. Там, где не требуется пространство между пересекающимися крышами, можно построить более простую “имитацию кукушки”. Эта кукушка сделана без стропил ендовы. Одна крыша сначала строится полностью из обычных стропил без какого-либо специального обрамления. Затем две направляющие устанавливаются над стропилами или над обшивкой первой крыши, а доборные стропила крепятся к направляющим.
Чертеж: крепление через ендовую балку
Чертеж: крепление через обрамление
Чертеж: фальш-кукушка
Устройство хребтов крыши
Хребет — это внешний угол, где сходятся две плоскости
крыши. Он состоит из хребтовых стропил в качестве основных несущих элементов на пересечении и доборных стропил от хребта до карниза. Хребты опирается на своем нижнем конце на стену на уровне обвязки (или на столб), а на своем верхнем конце на конек (или на стену). Большинство вариантов стропильной системы подразумевают, чтобы хребты выступали ниже нижнего края основных стропил. Часто хребтовые балки делают бОльшего сечения, чем основные стропила. Это связано с тем, что хребты воспринимают всю нагрузку от стропил.
Чертеж: устройство хребтовых балок
Узел примыкания стропил к хребту
Увеличенная высота сечения хребтов не представляет никакой проблемы в чердачном помещении, но если внутренняя поверхность крыши должна быть превращена в финишный потолок, то хребты должны быть в один уровень с основными стропилами, чтобы позволить плоскостям финишного потолка встретиться. В случае, если невозможно выровнять сечения основных стропила и хребтовой балки, то пускают по нижней плоскости стропил дополнительную обрешетку.
Альтернативные варианты: стропила из деревянных двутавровых балок
Схема: кровля из деревянных двутавровых балок
Прочность, точность изготовления и большая
длина, которые делают деревянные двутавровые балки подходящими для каркаса
пола , также указывают на их возможность использование для
каркаса крыши. Двутавровые балки, используемые в качестве стропил, составляют основную массу
конструкционных пиломатериалов, используемых для стропильной системы; и они более жесткие, прочные и легкие, чем их
твердоспиленные аналоги.
Несмотря на множество преимуществ, инженерные конструкции в качестве каркаса
крыши не получили такого взрывного роста, как
в случае с каркасом перекрытий. Отчасти причина в том, что
крыша, выполненная из балок, требует больших трудозатрат и дополнительных знаний. Большинство узловых решений применяемых для обычных досок, не пригодны для двутавровых балок. Также требуется применение дополнительных вставок и заполнений в связи с формой двутавра. Это добавляет время и
трудозатраты.
Узел опирания на мауэрлат
Еще одно различие между каркасными крышами из цельного пиломатериала или двутавровых конструкций заключается в том, что i-joists почти всегда требует несущей коньковой балки. Это означает, что нагрузка на крышу должна переноситься вниз к фундаменту через вертикальные несущие элементы -столбы или стены. Соотношение затрат и выгод для каркасных крыш с инженерным балками благоприятствует его использованию только для простых двускатных, четырехскатных, мансардных и шатровых кровель.
Узел примыканию двутавров к коньковой балке
Однако многие строители нашли способы совместить преимущества как сплошных пиломатериалов (доски и бруса) и деревянных двутавров на одном и том же здании. В этих гибридных крышах двутавры используются для основных форм, а полнотелые пиломатериалы используются для более мелких деталей и более сложных форм.
Узел обрамления проема в крыше из двутавров
Общие принципы каркаса, применимые к каркасу крыши из цельного пиломатериала, также справедливы для инженерных двутавров. Стоит отметить, что для выполнения проектных работ инженерные элементы кровли из двутавров должны быть установлены полностью в соответствии с инструкциями производителя.
Автор статьи:
Ивочкин Алексей
Инженер-строитель
Инженер-строитель
Конструкция скатной крыши
Раздел кровельного портала рассказывающий об устройстве крыши, общих понятиях и применяемой терминологии для элементов входящих в конструкцию наклонных крыш.
Раздел: Конструкция скатной крыши
Стропильная система — это система скатной крыши, состоящая из стропил. Так же можно сказать, что стропильная система — это каркас скатной крыши, её основа (скелет). Стропила выполняют несущую функцию в системе крыши. Вес от крыши через стропильную систему передаётся на несущие стены строения.
В зависимости от вида и типа строения крыши, в состав стропильной системы могут входить стропила, мауэрлаты, подстропильные горизонтальные балки (ригеля), прогоны, лежни и стойки на них, а так же подкосы и прочие элементы.
Раздел: Конструкция скатной крыши
Для того, чтоб понять конструкцию стропильной системы и правильно воспринимать инструкции монтажа необходимо разобраться в названиях элементов стропильной системы и основных их функциях.
Ниже приведена схема основных наиболее применяемых элементов в стропильной системе.
Раздел: Конструкция скатной крыши
Что такое мауэрлат?
Мауэрлат — это элемент конструкции строения кровельной системы.
Нередко человек столкнувшийся впервые с этим словом произносит его как маурлат или мурлат.
Как правильно произносится слово: Мауэрлáт — ударение на последний слог.
Раздел: Конструкция скатной крыши
Что такое конёк крыши.
В строении крыши, коньком называют верхнее горизонтальное ребро скатной крыши, образуемое при щипцовом сопряжении двух кровельных скатов.
Конёк крыши — это верхняя горизонтальная линия пересечения двух плоскостей наклонной крыши (скатов).
Раздел: Конструкция скатной крыши
Ендόва — это место стыка плоскостей двух скатов крыши с образующимся внутренним углом (желоб или разжелобок).
Ендов считается сложным и наиболее уязвимым элементом строения крыши, на который в процессе эксплуатации кровли припадают высокие внешние и конструктивные нагрузки. Ендовы наиболее уязвимое место для протечки при скоплении на крыше снега и льда. Особое внимание удиляют гидроизоляции всех стыков и швов в ендовах.
Раздел: Конструкция скатной крыши
Как называются наклонённые рёбра (углы) на крыше.
Вальма — ребро крыши двух смежных скатов с внешним углом. Начинается вальма в карнизе крыши и заканчивается в коньке. Вальма — распространённый элемент строения современной скатной крыши.
Многие очень часто вальму крыши обзывают коньком, но в отличии от конька, который всегда расположен в горизонтальном уровне, вальма крыши имеет уклон.
Раздел: Конструкция скатной крыши
Фронтоны: понятие и виды. Что такое фронтон.
Фронтон — это завершение фасадной стены строения, ограниченное двумя скатами крыши по бокам и карнизом у основания. Название этого элемента происходит от латинского frons, frontis, что означает «передняя часть стены», «лоб».
Раздел: Конструкция скатной крыши
Что такое эркер
Эркер — это архитектурный элемент строения, выступающий из плоскости фасадной стены. Эркер улучшает освещённость и инсоляцию помещения, а так же увеличивает его внутреннее пространство. Может быть частично или полностью остеклённым.
Устройство стропильной системы двухскатной крыши: общие понятия, виды
Выбор формы кровли во многом будет зависеть от размеров и конфигурации самого дома, от наличия мансардного этажа и от природных особенностей местности. Но чаще всего выбирают двухскатный вариант. В этом случае сочетается простота и быстрота возведения, а также относительно низкая стоимость. Но и устройство стропильной системы двухскатной крыши имеет свои тонкости. Именно о них и пойдет речь в этой статье.
Общие понятия
Прежде чем говорить об устройстве стропильной системы двухскатной крыши, стоит разобраться с самой конструкцией. Такой вариант крови считается самым распространенным. Причина такой популярности в преимуществах двухскатного варианта крыши. Среди них специалисты выделяют следующие плюсы:
- Практичность в использовании. Двухскатный вариант крыши создает довольно много свободного пространства на чердаке. Его можно с успехом использовать как в качестве кладовой, так и для проживания. В последнем случае часто используют ломаный вариант устройства стропильной системы двухскатной крыши.
- Так как скаты имеют оптимальный уклон, и на самой кровле нет существенных препятствий, с крыши будет эффективно отводится вода и сходить снег. Такая особенность позволяет снизить нагрузку на стропильную систему, а также упрощает обслуживание.
- При возведении можно использовать практически любой кровельный материал. Все плоскости двухскатной крыши имеют прямоугольную форму. Такая особенность позволяет выбрать любой вариант материала. При этом его расход более экономным, так как «обрезков» будет минимальное количество.
- Устройство стропильной системы двухскатной крыши не имеет сложных элементов. Проще этого варианта только конструкция плоской кровли.
- Также такой вариант обойдется дешевле, чем вантовая или четырехскатная крыша. Меньше затрат требует только все та же плоская кровля.
Какие варианты устройства стропильной системы для двускатной кровли бывают?
Также к преимуществам можно отнести и внешний вид. Двухскатная крыша считается традиционной и более привычной глазу. А если используется более сложный ломаный вариант, то внешний вид существенно выигрывает.
Если говорить о недостатках, то их не так уж много. В первую очередь специалисты отмечают то, что такую конструкцию трудно применить при сложной планировке дома. Двухскатная крыша прекрасно подходит для стандартного прямоугольного строения. Если дом имеет выступы или неровные (по архитектурным причинам) стены, то такой вариант крови использовать будет затруднительно.
Очень часто при строительстве частных домов выбирают простой двухскатный вариант крыши. Такая конструкция обходится дешевле, чем вальмовый или другой вид кровли. Кроме того, само устройство двухскатной крыши несложное, как в возведении, так и в обслуживании. Единственным минусом можно считать трудности использования подобного варианта при сложной планировке дома. Но тут можно подключить ваш творческий потенциал и найти выход из ситуации, при этом значительно улучшить внешний вид.
Стропильная система двухскатной крыши
Самое важное в любом сооружении – это несущие конструкции. Именно они принимают на себе все нагрузки. Поэтому, при возведении кровли очень важно уделить особое внимание устройству стропильной системы двухскатной крыши. От этой работы во многом будет зависеть долговечность всего дома.
Прежде чем приступить к возведению крыши, нужно составить ее схему. Тут учитываются многие факторы. Так, в первую очередь определяют угол наклона ската. От этого показателя будет зависеть и размеры всех элементов стропильной системы.
В строительстве используют две основные схемы стропильной системы для двухскатного варианта крыши:
- Висячая. Такой вариант используют для небольших по ширине домов без несущей стены посередине. В этом случае нижний край стропил упирается в мауэрлат, а верхний упирается в парную стропилу;
- Наслонная. Такая конструкция подразумевает дополнительную опору по оси дома – прогон. Она упирается в несущую стену, которая располагается посередине. В этом случае стропила упирается в мауэрлат, а верхом крепится к прогону.
К основным элементам любой из перечисленных систем можно отнести сами стропила и мауэрлат. Они обязательно присутствуют в обоих вариантах. Стропильные ноги служат основой всей крыши. Именно они берут на себя весь вес других элементов, а также от воздействия от атмосферных осадков и ветра. В качестве стропил используют деревянные брусья, сечение которых высчитывается в зависимости от нагрузок, которые должна выдержать крыша.
Мауэрлат – это деревянный брус, который крепят при помощи анкерных соединений по всему периметру строения. Он служит для равномерного распределения нагрузки. Мауэрлат можно не использовать, если стены сделаны из кирпичной кладки.
Схема устройства стропильной системы двускатной крыши
Кроме основных элементов устройство стропильной системы двухскатной крыши содержит и другие. Их количество напрямую зависит от того, висячую или наслонную конструкцию имеет кровля. В стропильной системе могут использоваться следующие элементы:
- Стойка и прогон. Эти элементы применяют в наслонной конструкции. Стойка упирается в несущую стену (или балку перекрытия). Их в конструкции может быть две и более штук. На стойки сверху крепится прогон. Именно к нему в наслонной системе монтируется верхний конец стропильной ноги.
- Затяжка – этот элемент используется в висячей системе. Он предназначен для того, чтобы компенсировать растяжную нагрузку, которую испытывают стропильные ноги. Затяжка, как правило, располагается снизу. В некоторых случаях этот элемент может быть расположен и в верхней части стропильного треугольника, в этом случае он носит название приподнятая затяжка.
- Подкосы. Они используются в основном в наслонных конструкциях. Нижним концом подкосы упираются в несущую стену (или балку перекрытия) расположенную по оси дома. Верхний конец крепится к стропильной ноге. Подкосы выполняют роль поддерживающих элементов. Они применяются в тех случаях, когда длина стропильной ноги слишком большая.
- «Бабка». Элемент, применяемый в висячей системе. Он предназначен для того, чтобы поддержать верхний угол стропильного треугольника. Нижний конец упирается в затяжку (в этом случае использовать приподнятую затяжку нельзя), а верхний в стык стропильных ног.
Кроме этого, могут применяться и другие элементы, например, ригели, схватки и так далее. Очень часто к стропильной системе относят и обрешетку. Но этот элемент во многом зависит от используемых кровельных материалов. Например, для мягкой черепицы нужна сплошная обрешетка, а для профлиста или металлочерепицы разряженная.
Стропильная система для двухскатной крыши имеет более сложное устройство, чем у плоского варианта. Но все-таки сделать ее самостоятельно вполне возможно. Первым делом нужно определиться с типом данной системы. Висячий вариант используется при ширине дома менее десяти метров. Наслонную систему применяют для более крупных строений. К основным элементам можно отнести сами стропила и мауэрлат. Остальные компоненты используются в зависимости от применяемой модели системы. Главное – это сделать правильный расчет сечения всех элементов. Если здесь сделать ошибку, то стропильная система может не выдержать нагрузки.
Вальмовая, мансардная, шатровая, крыша • «ИжСтройка»
Вальмовая крыша.
Наша компания занимается строительством крыш. Звоните тел. 55-38-38
Строим и из Вашего материала и из своего.
В И Д Ы Р А Б О Т | РАБОТА | с МАТЕРИАЛОМ |
ВАЛЬМОВАЯ, МАНСАРДНАЯ, ШАТРОВАЯ КРЫША или за городом | 350 р./м.2 | 1 250 р./м.2 |
Вальмовая крыша своими руками – не такая сложная работа, как может показаться человеку, не имеющему достаточного опыта и познаний в строительстве.
Работа, конечно, не самая простая, но вполне выполнимая, в ней нет ничего сверхъестественного.
Перед тем как приступить к строительству, следует выяснить все подробности касательно данного вида крыш, а именно стропильной системы вальмовых крыш, а также тщательно выполнить все замеры и все подробно разметить.
Первый элемент представляет собой два обычных ската, которые можно встретить и на любых других крышах.
Второй элемент и придает вальмовым крышам неповторимость: поскольку скаты не закрывают всю площадь дома в длину, оставшееся пространство закрывается при помощи двух боковых вальм, дающих название всей конструкции.
Чертежи вальмовой крыши составляются при помощи обычной разметочной рейки и теоремы Пифагора, знакомой еще со школы, главное не торопиться и выполнять их тщательно и обдуманно.
Правильно подготовленный проект вальмовой крыши с грамотной разметкой позволяет также самостоятельно произвести все надрезы на конструкции из стропил, требующиеся в процессе строительства.
Технология возведения вальмовых крыш считается наиболее правильной, и основная часть замеров в ней производится начиная с нижнего ребра системы стропил, как и при установке стропил односкатной крыши.
Основные правила строительства вальмовой крыши.
Следует помнить о том, что промежуточные элементы стропил всегда являются более крутыми, чем угловые элементы, поэтому размер используемых при изготовлении стропильной системы досок или бревен должен составлять не менее 50х150 мм.
Короткие элементы конструкции стропил следует крепить не к коньковой доске, как в обычной скатной крыше, а к угловым элементам системы стропил, при этом уклон промежуточных элементов данной системы должен совпадать с уклоном ее коротких элементов.
Строительство крыши вальмовой подразумевает, что для изготовления коньковой доски и системы стропил используется один и тот же материал.
Поскольку крыша – вальмовая, то при ее возведении применяется промежуточный центральный тип стропил, крепление которых производится по обоим краям коньковой доски.
Промежуточные стропила упираются не только в коньковую доску, но и в верхний уровень используемой обвязки.
Перед тем, как построить вальмовую крышу, следует произвести ее разметку. Прежде всего, необходимо разметить осевую линию, расположенную на верхнем уровне обвязки части стены, находящейся с торца здания.
После этого производится точное измерение половинной толщины коньковой доски, а также разметка местоположения первого элемента стропильной системы центрального промежуточного типа.
Далее один конец разметочной рейки прикладывают к размеченной ранее для первого элемента стропил линии, а на другой ее конец переносится линия, боковой внутренней стены, отмечающая расположения промежуточного элемента стропильной системы.
Точная длина свеса стропил уточняется путем переноса разметочной рейки на линию, соответствующую внешнему контуру той же стены, при этом второй конец рейки устанавливается на образовавшийся свес кровли.
Далее размечается местонахождение второго элемента стропил центрального промежуточного типа, для этого рейка располагается на краю боковой стены и на ней отмечается точное расположение того стропильного элемента, который намечено располагать между верхним концом обвязки и боковой стеной, как предусматривает схема вальмовой крыши.
В оставшихся углах здания следует выполнить ту же самую последовательность действий, что позволяет точно и грамотно выполнить разметку всех элементов центральной части системы стропил, а также размеры коньковой доски.
Несомненным преимуществом подобной процедуры разметки является то, что вальмовая крыша – конструкция и устройство – будет спроектирована без построения гипотез и предположений о том, следует ли производить опускание стропильных угловых элементов, поскольку вся система стропил будет выполнена из материала, обладающего одной и той же шириной и сечением.
Прежде чем начинать производить замеры и наносить разметку, следует тщательно изучить все элементы, из которых состоит крыша – вальма, скаты и т.д. Разобравшись с ее устройством, следует также заранее продумать способ соединения элементов системы стропил между собой.
Разобравшись с тем, как устроены вальмовые крыши, можно начинать процедуру изготовления рейки, с помощью которой будут производиться замеры.
Для того, чтобы разметка крыши была более удобной при нахождении метки, расположенной на рейке, на большом удалении от глаз работника, ширина данной рейки должна составлять около 5 сантиметров.
Расположение промежуточного элемента стропильной системы отмечается путем прикладывания рейки к мауэрлату боковой стены.
Следует также произвести и замер толщины непосредственно стены, что позволит произвести правильную выборку на опорную часть стропил, а также свеса кровли.
Кроме того, следует заранее приготовить перечень всех используемых при разметке стропильной системы коэффициентов, чтобы максимально правильно и точно изготовить конструкцию крыши.
К данным коэффициентам относятся такие, как соотношения между длиной используемых элементов стропил и их расположением, а также различные пропорции, характеристики различных скатов и уклонов и т.д.
Мансардная крыша.
Мансардной называют крышу, под которой обустроены жилые комнаты. По форме мансардная крыша может быть различной, но чаще всего мансарду обустраивают под двускатной крышей. Наиболее рациональным решением, позволяющим получить максимальную полезную площадь жилой мансарды, является мансардная крыша с ломаной линией ската.
Этапы строительства мансардной крыши своими руками во многом похожи на возведение обычной двускатной крыши, так же как и названия элементов, составляющих ее каркас. К ним относятся:
Мауэрлат – опорный брус, передающий нагрузку от стропил стенам строения;
Балки перекрытия – доски, образующие пол мансарды и потолок нижнего этажа;
Стойки – вертикальные опоры, поддерживающие стропильную систему;
Прогоны – горизонтальные опоры для стропил;
Ригеля – поперечные горизонтальные элементы, стягивающие скаты крыши между собой, иначе их называют затяжки;
Стропила – доски, образующие основной контур крыши;
Подвеска – подвесная стойка, поддерживающая затяжки и перераспределяющая нагрузку между стропилами;
Обрешетка – доски или листы фанеры, предназначенные для укладки поверх них кровельного покрытия и передающие нагрузку на стропильную систему;
Кобылки – доски, закрепляемые вдоль оси в нижней части стропил и предназначенные для образования свеса крыши.
Сечение элементов кровли определяется с помощью расчета, в статье приведены наиболее часто используемые в частном строительстве материалы.
Как уже говорилось, крыша с ломаными скатами несколько отличается от простой двускатной крыши. Разница заключается в форме противоположных скатов: они представляют собой не прямую линию, а состоят из двух соединенных под тупым углом скатов. Крыша может быть как симметричной, так и иметь различную форму противоположных скатов – это зависит от проекта.
Благодаря ломаной форме ощутимо увеличивается полезный используемый объем мансардного помещения. Нижнюю часть стропил обычно устанавливают под углом около 60 градусов к горизонту, а опорные стойки, поддерживающие эти стропила, играют роль каркаса внутренних стен. Верхняя часть стропил чаще всего устанавливается под небольшим углом, от 15 до 45 градусов – это позволяет сэкономить материалы, но сохранить функциональность крыши и ее устойчивость к снеговым нагрузкам.
Вертикальные стойки, опирающиеся на балки перекрытий, прогоны и соединяющие их затяжки образуют параллелепипед, ограничивающий внутренние размеры мансарды. Для придания конструкции дополнительной жесткости устанавливают подкосы между балками перекрытий и нижними стропилами. После установки верхних стропил для укрепления фермы и устранения провисания ригелей устанавливают подвесные опоры – бабки. Для дополнительного укрепления нижних стропил их стягивают со стойками с помощью схваток. Крепление элементов производят с помощью гвоздей и болтов или шпилек.
Главным условием комфортного устройства мансарды является высота потолков – она не должна быть ниже 2,5 метров. Для обеспечения такой высоты помещения линия излома мансардной крыши должно находиться на высоте не менее 2,8 метров с учетом толщины слоя утеплителя и внутренней обшивки мансарды, а также толщины чистовых полов.
Перед тем как приступить к покупке материалов и строительству крыши, необходимо начертить подробный чертеж, на котором будут указаны габаритные размеры дома, линия скатов и высота мансарды.
Шатровая крыша.
Как построить шатровую крышу? Шатровая крыша это обычно четырехскатная конструкция с квадратом в середине. Ее скаты – равнобедренные треугольники сходящиеся к центру.
Крыша может быть и многоскатной или вообще круглой, главное соблюдать симметрию. По внешнему виду напоминает шатер, от этого и название – шатровая. Благодаря отсутствию фронтонов данные крыши позволяют экономить на материалах. К тому же они имеют необычную и привлекательную конструкцию.
Крыша шатровая своими руками может быть установлена на любом здании, но удобнее, если дом имеет форму квадрата.
В основе данной крыши лежит стропильная система, которую считают сложной конструкцией. Здесь главное все рассчитать верно. Конечно, лучше предоставить это дело специалистом, но если есть навык можно все сделать самостоятельно.
Что бы сделать расчет шатровой крыши надо знать длину и ширину основания, плюс угол наклонов скатов. В основном такие конструкции состоят из равнобедренных треугольников, а в основе лежит квадрат.
Мы можем легко найти длину вальмовых стропил, площадь и высоту поверхности. Для этого нам надо площадь одного ската (треугольника) умножить на четыре.
Если в основе лежит прямоугольник, произвести расчет, зная элементарные геометрические формулы, не составит труда. Крыша состоит из двух равных треугольников и двух равных трапеций. Надо найти высоту треугольника и трапеции.
Это будет длина вальмовых стропил. Затем по формуле вычисляем площадь каждой фигуры (трапеции и треугольника), суммируем их и умножаем на два. Получаем площадь скатов крыши.
Площадь ската вычисляем по формуле: S = 2*(d*h), где S – площадь ската; d – длина основания; h – высота треугольника.
Теперь требуется выяснить площадь карнизных свесов. Они имеют форму равнобедренной трапеции. Для этого нам надо высоту фигуры умножить на половину суммы длин оснований.
При этом можно вести расчеты двумя способами:
Используя высоту конька и длины основания всей крыши.
С учетом длины основания и длины стропильной диагональной ноги.
На рисунках можно увидеть, как и по каким формулам рассчитывается площадь одного ската и крыши в целом. После этого можно приступать к расчету элементов стропильной системы крыши.
Но лучше заказать чертеж шатровой крыши у специалистов. По нему можно будет определиться с количеством материалов, длиною стропил и этапами работ.
И так, с чего начинать строительство шатровой крыши? Вся конструкция опирается на основании здания. В деревянных каркасных строениях на верхнюю обвязку, специально предусмотренную для этого.
В кирпичных домах на мауэрлат (опорные брусья). В срубах на верхние венцы. Для кирпичных зданий стены надо выровнять. Для этого заливается стяжка. Специалисты рекомендуют сразу монтировать закладные элементы для привязки мауэрлата.
На ровную поверхность укладываем опорные брусья и лежни. Между кирпичной кладкой стен и мауэрлатом обязательно укладывается прослойка из влагостойкого материала. Опорный брус ложиться по периметру здания, это основа для стропил и конька.
Стропила шатровой крыши представляют собой конструкцию из двух типов стропильных ферм. Первая это обычные фермы скаты которых соединены в коньке. Вторая – боковые треугольные стропила. Устанавливаются диагональные стропила.
И здесь главное точность работ. Эти стропила отвечают за прямоту плоскостей скатов и их ровность. Основное внимание уделяется длине и углу наклона, которые будут равны для всех четырех сторон.
При определении длины стоит учитывать размеры свеса. Их длина может доходить до одного метра.
После установки накосных стропил можно приступать к монтажу центральных. Все они имеют один размер и располагаются строго параллельно друг другу. Один край крепим к мауэрлату, а второй к коньку.
При монтаже сложных узлов к (там где сходятся стропилы разных видов), следует уделить особое внимание расчету такого типа вальмовой крыши. Правильный монтаж подразумевает двойной подрез. При этом плоскости скосов одинаковых стропил должны совпадать.
Теперь пора заняться креплением угловых стропил к диагональным. Для этого с обеих сторон накосных стропил крепят черепковый брус. Основным условием при выполнении этого этапа монтажа является то, что крепления должно проходить в разных местах диагонального стропила (в разбежку). Монтируются они параллельно центральным элементам.
Для повышения прочности конструкции, монтаж шатровой крыши предусматривает установку поперечной балки, которая соединит все центральные стропила. Она крепиться к перекрытию несколькими стойками.
Звоните тел. 55-38-38
Стропильная система крыши: особенности устройства
При строительстве частного дома, бани или хозяйственных сооружений особого подхода требует стропильная система крыши. Важно правильно выполнить расчеты и подготовить для монтажа качественный материал.
Проектирование стропильной конструкции
Расчет несущих конструкций в строительстве принято выполнять по методу предельных состояний, т.е. по моменту потери сопротивления конструкцией под воздействием внешних нагрузок вплоть до разрушения или недопустимых повреждений.
Стропильная система достигает предельного состояния, если:
- прочность конструкции полностью исчерпана и она разрушается;
- прогибы элементов несущего каркаса провоцируют недопустимые нарушения в узлах стропильной системы, причем дальнейшая эксплуатация крыши невозможна без выполнения ремонта.
Согласно строительным нормам, максимально допустимый прогиб стропильной ноги или затяжки составляет 1/200 часть от длины элемента. Чтобы обеспечить высокую надежность конструкции, рекомендуется проектировать крышу с учетом максимально допустимого прогиба в 1/250 часть длины стропила.
Расчет стропильной конструкции крыши ведется с учетом предельных нагрузок со стороны:
- собственного веса;
- ветрового давления;
- веса снега;
- веса людей, обслуживающих или ремонтирующих кровлю (нагрузка от человека обычно принимается как 80 кгс/кв.м).
Для получения информации, на основании которой ведутся расчеты, необходимо располагать:
- СНиПом кровельной конструкции;
- таблицей расчета сечения стропильной ноги;
- таблицей сечения стропильной затяжки;
- климатической картой региона (определение ветровой и снеговой нагрузки).
Расчет сечения бруса, из которого выполняются элементы стропильной конструкции, производится по специальной формуле, в которой учитывается длина стропильной ноги, шаг между стропилами, сопротивляемость выбранного сорта древесины нагрузкам извне.
Таблицы подбора сечений элементов применяются при проектировании простых кровельных конструкций. Разработка проекта крыши сложных форм требует профессионального подхода.
Узлы стропильной системы
На надежность стропильной конструкции влияют следующие факторы:
- правильный выбор конфигурации стропильной системы;
- прочность соединений в узлах конструкции;
- точность инженерных расчетов при проектировании крыши;
- правильный выбор и качество материалов;
- качество монтажа.
Тип стропильной системы, наличие определенных узлов элементов диктуется:
- проектируемой формой крыши;
- размерами перекрываемого пространства;
- наличием и расположением внутренних опор или несущих стен.
При строительстве домов с эксплуатируемым чердаком или мансардным этажом обычно используются стропильные конструкции с наслонными стропилами. К их основным узлам относятся:
- узел опирания стропильных ног;
- коньковый узел;
- узел «стропило-подкос-стойка»;
- узел «балка-стойка подкосы» и т.д.
При проектировании важно сразу определиться со способами крепежа элементов. Выбор зависит от некоторых особенностей пиломатериала, а также предпочтений людей, ведущих строительные работы.
Ключевые этапы возведения крыши
Монтажные работы начинаются после подготовки проекта, в котором указаны все размеры элементов и их взаимное расположение, а также принципы соединения. Кроме того, следует закупить и привезти необходимые строительные материалы, инструменты, крепежные элементы и т.д.
Принципы строительства скатной крыши, в целом, не зависят от ее конфигурации. Технология работ включает в себя следующие этапы:
Укладка мауэрлата. Опорный брус укладывается на гидроизоляцию (рубероид или другой влагоизоляционный материал), предохраняющую древесину от загнивания. Для крепления мауэрлата к стене может применяться вмурованная в кладку проволока, либо хомуты для притягивания бруса к анкерам в стене, но предпочтение стоит отдать шпилькам, вмонтированным в монолитную бетонную балку.
Длина свободного конца шпилек должна превышать толщину бруса мауэрлата на промежуток, позволяющий навинтить гайку. Шпильки можно располагать в шахматном порядке (но не обязательно) с шагом не менее 2 метра. Чтобы предотвратить вырывание шпильки из бетона, ее утопленный конец следует загнуть.
Установка фронтальных (крайних) стропил. Когда возводится стропильная система крыши своими руками, очень важно установить основные стропила строго вертикально и на одном уровне, от этого зависит правильность плоскостей скатов и, соответственно, насколько равномерно будет распределяться нагрузка на крышу.
В зависимости от выбранной конфигурации кровли, на данном этапе также устанавливается коньковый прогон, который должен быть строго горизонтальным. Прогон опирается на специальные вертикальные стойки или крепится к фронтонам. Если монтируется вальмовая крыша, ключевым моментом является монтаж диагональных стропил.
- Установка промежуточных стропильных ног. Рекомендуется готовить пары стропильных ног по шаблону, а потом подгонять их по месту монтажа. Принцип установки стропил (со свесом или без свеса, с промежуточными опорами или с ригелями), а также шаг стропил зависит от проекта крыши.
- Монтаж кровельного пирога. Очередность укладки слоев может варьироваться в зависимости от особенностей выбранных материалов. Обычно, в первую очередь укладывается гидроизоляционный слой, затем по стропилам набивается контробрешетка, а на нее монтируется обрешетка под финишное кровельное покрытие. На сплошную или разреженную обрешетку укладывается кровельный материал, и монтируются все необходимые элементы кровли. Со стороны чердака между стропил крепится утеплитель и пароизоляция. На заключительном этапе может выполняться декоративная обшивка.
Прежде чем приступать к самостоятельным работам, рекомендуется ознакомиться с тематическим видео.
Особенности крыши с ендовой
Устройство стропильной системы крыши сложной формы (многощипцовых крыш) требует создания соединений коньков и скатов. Плоскости скатов могут иметь различную геометрическую форму: треугольник, прямоугольник, трапеция. Ендова – это место примыкания скатов с образованием отрицательного угла.
В плане дома крыши с ендовами выглядят крестообразными, Т-бразными или Г-образными. Это два основных способа создания примыканий крыш. На стадии проектирования выполняется план крыши (вид сверху) с учетом мансардных и слуховых окон, всех примыканий, крыш над террасами или верандами, с указанием всех линейных размеров. Общий план крыши разбивается на прямоугольники и квадраты, на нем обозначаются основные помещения и пристройки.
На плане крыши следует указать главные прогоны, а в перпендикулярном направлении обозначить второстепенные прогоны над помещениями меньшего размера. Затем прорисовываются линии, соединяющие углы крыши над второстепенными помещениями с углами основной крыши. Эти диагональные линии и обозначают месторасположение ендов – внутренних углов, образованных примыканием скатов.
При монтаже стропильной системы, ендовы на стыках кровель одинаковой высоты (т.е. если коньковые прогоны расположены на одном уровне), представляют собой диагональные стропила, опирающиеся верхним концом на коньковый прогон, а нижним – на мауэрлат. Монтаж таких стропильных ног выполняется аналогично установке диагональных стропил вальмовой крыши.
В зависимости от размеров пристроек, углы кровельных скатов могут иметь различные значения. Геометрию кровли можно изменять, укорачивая размер прогонов. Соответственно меняется и угол наклона ендовы. Стропильная система крыши с ендовой может выполняться распорным или безраспорным методом. Если устанавливаются распорные стропила, то для снятия лишнего напряжения следует закрепить горизонтальную схватку в нижней части конструкции.
Монтаж ендовы
Проектирование и монтаж крыши с ендовами достаточно сложны. При этом ошибки могут привести к обрушению крыши или протечкам. Одно из предназначений ендовы – обеспечение схода атмосферных осадков. По своей конструкции различаются ендовы:
- открытые;
- закрытые;
- переплетенные.
Для монтажа ендовы на сопрягающихся скатах требуется смонтировать сплошную обрешетку. По деревянному желобу прокладывается гидроизоляцию – лучше укладывать ее в два слоя. Затем саморезами крепится ендова. Если ее стыки горизонтальны, величина нахлеста должна составлять не менее 100 мм (рекомендованное значение – 300 мм). В случае если ендова монтируется на скат с небольшим углом наклона, рекомендуется добавить еще один слой гидроизоляции, а при монтаже ендовы на кровле из металлочерепицы дополнительно применить саморасширяющийся уплотнитель.
Ендова открытого типа проще в монтаже и лучше отводит осадки. Закрытые и переплетенные конструкции обычно используются на крышах с крутыми скатами, порытыми определенными кровельными материалами. К их недостаткам относятся повышенные расходы на дополнительную гидроизоляцию и некоторые сложности в монтаже. Переплетенные и закрытые ендовы хуже отводят осадки, а в холодном климате в зимнее время служат местом скопления и уплотнения снега.
Видео инструкция позволит разобраться в тонкостях возведения стропильных и кровельных конструкций наиболее популярных типов.
Элементы каркаса крыши | СТРОЙКА
Крыша состоит из множества различных конструктивных элементов.
Каркас крыши — это конструкция, которая поддерживает вашу крышу.
Главное решение, которое необходимо принять при возведении кровли, — какой материал использовать для ее строительства: дерево или металл.
Деревянный и металлический каркас
Древесина — самый распространенный материал для каркаса домов в Австралии. Во многом это связано с ценой — каркас из дерева значительно дешевле металлического.В результате с деревянными каркасами работает намного больше торговцев, а конкуренция еще больше снижает цены.
Металлический каркас прочнее и лучше противостоит стихийным бедствиям, таким как пожар, сильный ветер и землетрясения. Хотя стальной каркас может подвергаться коррозии в прибрежных районах, металл не деформируется и не гниет и устойчив к термитам.
Кроме того, большая несущая способность стальной рамы может также устранить необходимость во внутренних несущих стенах. Сталь и алюминий подлежат вторичной переработке и, в отличие от древесины, часто разрезаются до нужного размера, прежде чем они попадут на строительную площадку, что сокращает количество отходов.В большинстве современных конструкций такие вещи, как фермы и другие крупные элементы каркаса, собираются за пределами строительной площадки, а затем транспортируются на строительную площадку.
Общие элементы каркаса крыши
Ниже приведен список распространенных элементов каркаса крыши:
ОПОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ | Описание |
---|---|
Доска для баржи | Доски для баржи встречаются в домах с двускатной крышей. Их функции аналогичны функциям облицовочной доски, но они проходят параллельно стропилам под углом на конце фронтона.Доска баржи маскирует ближайшие к концу двускатной крыши стропила. |
Балка потолка | Балки потолка — это отрезки древесины или металла, к которым крепится потолок. |
Хомут | Хомуты — это элементы, которые устанавливаются между стропилами для предотвращения их расхождения. |
Фассовая доска | На концах стропил прикреплена облицовочная доска, чтобы их замаскировать. |
Подвесная балка | Подвесные балки располагаются под прямым углом прямо над балками потолка.Их крепят к балкам потолка металлическими обручами или скобами. Их основное предназначение — поддерживать балки и позволять устанавливать более короткие балки. |
Вальмовая стропила | Вальмовая стропила идет от стеновой плиты до конька под углом вальмовой крыши. |
Пурлин | Прогон — это горизонтальный кусок дерева или металла, который поддерживает стропила или настил крыши и помогает предотвратить провисание крыши. |
Стропило | Стропила — это наклонные балки, идущие от конька крыши до карниза.Они служат опорой для внешнего кровельного материала. |
Балка коньковая | Коньковая балка — это длинные, прямоугольные, жесткие куски дерева, металла или камня, которые размещаются горизонтально вдоль конька крыши. |
Рейка кровельная | Кровельные рейки проходят поперек или вниз по крыше (иногда и то, и другое), чтобы обеспечить точку крепления кровельных материалов, таких как черепица или черепица. |
Подставка под потолок | Носители потолка устанавливаются между стеной и облицовкой, обеспечивая основу для крепления облицовки потолка. |
Стойки и подпорки | Распорки и подпорки — это вертикальные элементы, которые поддерживают и передают нагрузку от прогонов на распорные балки. |
Распорка | Распорки поддерживают элементы крыши там, где нет несущих стеновых шпилек. Они передают нагрузку кровли несущим стенам. Распорные балки должны выдерживать только нагрузки на крышу и не должны использоваться в качестве потолочных балок. |
Верхняя пластина | Верхняя пластина прибивается к верхней части стеновых стоек.Это пластина, на которой сидят кровельные элементы, и фактически точка пересечения стен и конструкции крыши. Он поддерживает нагрузку на крышу и помогает передавать ее вниз по несущим стенам и в фундаменты. |
Ферма | Ферма — это часть каркаса треугольной формы. Фермы крыши, как правило, производятся за пределами строительной площадки, что снижает цену и ускоряет строительство каркаса крыши. Фермы крыши обеспечивают поддержку настила крыши, каркаса и противодействуют ветровой нагрузке. |
Стропила долина | Стропило долины проходит по диагонали под углом 45 ° от внутреннего угла двух пересекающихся стеновых плит до конька крыши. |
БАРАБАН HB ELEMENTS® | HardieBoys
Зачем нужны хвосты для стропил из ПВХ?
Хвосты стропил из ПВХ
не требуют особого ухода и заменяют традиционные деревянные хвостовики. В отличие от деревянных конструкций, высококачественный ПВХ-материал Hardie Boys устойчив к гниению, вредителям и естественным факторам.Наши стропильные опоры также просты в установке и безболезненны в обслуживании, создавая непревзойденную долговечную красоту и удобство.
Что такое ПВХ-материал и как его обрабатывают?
Пористый ПВХ со свободной пеной или типа Celuka — это очень прочный и стойкий полимерный материал. Процесс производства ПВХ без пены или целуки очень сложен; материал должен быть экологически устойчивым, чтобы иметь точную форму при экструзии, и быть однородным при отверждении, выходящем из экструзии и далее по линии.Тем не менее, благодаря мастерству и инженерии персонала Hardie Boys, этот материал обеспечивает исключительную гибкость в настройке и точность производственного процесса.
В каком архитектурном стиле используется Rafter Tails?
Традиционные деревянные стропильные опоры — и, как следствие, наши высокопрочные современные стропильные опоры из ПВХ — обычно используются во многих типах архитектурных стилей. Из-за особенностей методов производства Hardie Boys мы можем адаптировать Rafter Tails к стилю и дизайну любого строителя.Некоторые из этих диалектов включают: прибрежную зону, Британскую Вест-Индию, Голландскую Индию, Кейп-Код, Новую Англию, Ки-Уэст, Чарльстонский стиль, испанское средиземноморье, колониальный, низменный и ремесленников.
КАК ЗАКАЗАТЬ ХВОСТ ПВХ ПВХ?
Заказ стропил из ПВХ у Hardie Boys — это очень простой процесс, который был разработан для обеспечения удобства. Наиболее часто используемый вариант — отправить нам по электронной почте набор планов вашего дома в формате PDF, а затем позвонить и обсудить с одним из наших представителей.Вы также можете выбрать дизайн стропильного хвоста из каталога и размер из доступных вариантов и отправить электронное письмо по адресу [электронная почта защищена] или вы также можете использовать нашу контактную форму ниже. Для более быстрого ответа позвоните в наш офис по телефону (954) 784 8216.
Какова функция фермы крыши?
Главная> Блог> Какова функция стропильной фермы?
Крыша над головой — это основная потребность человека, которую мы улучшили за столетия архитектурной изобретательности.Кровельная система претерпела драматические изменения с первых дней ее создания — соломенные крыши, состоящие из соломы и тростника. Теперь мы говорим о ферме крыши, сложном архитектурном элементе, являющемся неотъемлемой частью опоры кровельной системы.
Кровельные фермы широко используются в строительных конструкциях. Даже если вы не знакомы с фермой крыши по ее названию, весьма вероятно, что вы заметили их до того, как начали заниматься повседневной архитектурой. Ферма — это треугольная конструкция, встроенная в крышу для поддержки груза.Помимо поддержки и прочности каркаса крыши, они также перекрывают пространство над помещениями.
Анатомия фермы крыши
Перейдя к мелочам фермы крыши, вы обнаружите, что она состоит из трех компонентов: верхних поясов, нижних поясов и перемычки. Каркас фермы также состоит из трех элементов: стоек, подкосов и стропил. Компоненты стропильной фермы в конечном итоге определяются такими вещами, как вес груза и расстояние между ними, поскольку весь каркас находится под напряжением и в результате не должен изгибаться.
Ферма крыши, предназначенная для поддержки и усиления крыши, должна быть изготовлена из одинаково устойчивого и прочного материала. Как правило, ферма крыши изготавливается из дерева или металла, что обеспечивает прочность, а также возможность настройки и относительно легкого перемещения.
К тому же стропильная ферма должна быть легкой. Современная ферма крыши состоит из нескольких отдельных легких частей, рассчитанных на то, чтобы выдерживать вес тяжелого груза, но при этом не слишком тяжелая, где ее нельзя легко транспортировать.По сути, это делает реальную реальность строительства стропильной фермы сложной задачей, трудоемкой и требующей соединения этих устройств вместе для формирования каркаса. Однако, несмотря на свою иммерсивную конструкцию, стропильная ферма более экономична в долгосрочной перспективе, поскольку обеспечивает долговечность самой крыши.
Типы стропильных ферм
Вы можете быть удивлены, узнав, что существуют десятки типов стропильных ферм. Например, есть ферма крыши северного освещения, возможно, самая старая и самая экономичная из всех.Он состоит из сложного набора решетчатых балок с опорными стойками, протяженностью около 20-30 метров и обычно используемых в промышленных или крупных инфраструктурах.
Ранее упоминалось о большой сложности конструкции стропильной фермы, которую можно увидеть в виде четырехугольной стропильной фермы. Эта ферма крыши — одна из самых сложных конструкций фермы, которую можно найти в обширных помещениях, таких как зрительные залы и здания железных дорог. Для таких сооружений, как церкви и соборы, часто требуются стропильные фермы с ножничной крышей для поддержки сводчатых потолков.Эти ножничные фермы крыши имеют нижние стойки пояса, которые пересекаются друг с другом, соединяясь в верхних поясах под углом, что придает им вид ножниц.
Преимущества фермы крыши
Ферма крыши — это функциональный элемент кровельной системы, дающий домовладельцу множество преимуществ. Прочная крыша, поддерживаемая стропильной конструкцией, представляет собой здоровую, функциональную крышу, а вместе с ней и способность кровельной системы должным образом отражать вредные ультрафиолетовые лучи, предотвращая проникновение ультрафиолетового излучения в дом.Это означает, что крыша будет оптимально работать в течение месяцев сильной погоды, жаркой или холодной, работая над регулированием внутренней температуры дома для достижения комфортной жилой среды.
Различные типы кровельных ферм предлагают различные преимущества конструкции здания. Например, кровельная ферма с параллельными поясами, состоящая из двух параллельных друг другу поясов с опорами между ними, создает оптимальный пароизоляционный слой, который отгоняет конденсат и плесень. Ферма крыши Pratt, охватывающая всего около 6-10 метров, предлагает строителям экономичный вариант фермы крыши, а ферма крыши с приподнятым каблуком полезна для повышения энергоэффективности, изоляции и вентиляции чердаков.
Многофункциональная ферма крыши
С точки зрения строительства, стропильная ферма является экономичным средством, сокращающим трудозатраты. Когда-то стропила были традиционным средством поддержки крыши, строились на месте и устанавливались профессиональным плотником, но с кровельной стропильной конструкцией она портативна, легка и предварительно сконструирована.
Ферменная система выполняет несколько функций:
- Поддерживает и укрепляет каркас крыши
- Повышение энергоэффективности
- Снижение / предотвращение образования конденсата и плесени
- Экономичное и экологически безопасное строительство
- Предотвращает повреждение открытой крыши
- Предлагает укрытие и защиту от внешних воздействий
- Предотвращает проникновение ультрафиолетового излучения в жилище
Благодаря своей функциональности, стропильная ферма важна для целостности здания и его кровельной системы.Крыши сами по себе являются важным защитником дома, а ферма предлагает множество преимуществ, поскольку она укрепляет и поддерживает его.
Завершите свою крышу кровлей Feldco
Теперь, когда вы знаете все, что входит в анатомию крыши, вы знаете, на что обращать внимание, когда придет время для замены. Если черепица на вашей крыше выглядит старой, изношенной или поврежденной, вам необходимо как можно скорее заменить крышу, чтобы избежать дальнейшего повреждения.
В таком случае Feldco Roofing предложит вам лучшую замену кровли в районе Чикаго.Получите бесплатное предложение прямо сейчас, чтобы начать свой кровельный проект вместе с нами.
Недавние сообщения
Как удалить листья с крыши?
Осень — прекрасное время года, но для домовладельца это еще и самое беспорядочное время. Вот как убрать эти надоедливые листья с крыши.
Подробнее
Что такое крутая кровельная система?
Даже если вы не знакомы с системой холодных крыш, вы, вероятно, заметили их в домах.Вот все, что вам нужно знать о системе прохладной крыши.
Подробнее
Какой цвет крыши лучше всего подходит для перепродажи?
Приняли ли вы решение переделать крышу, рассматривали ли вы окончательную дизайнерскую дилемму? При таком большом количестве вариантов возникает вопрос, какой цвет крыши выбрать.
Подробнее
Как не пускать животных на крышу навсегда
У вас на крыше нежеланные гости? Узнайте больше о том, как не подпускать животных к себе на крышу и что делать, когда это происходит.
Подробнее
24 различных компонента, используемых для конструкции скатной крыши
🕑 Время чтения: 1 минута
Что такое скатная крыша?
Скатная крыша — это крыша, конструкция которой имеет уклон. Мы знаем, что крыши обычно устанавливаются сверху, чтобы покрывать и защищать конструкцию от различных погодных условий. Скатные крыши обычно используются там, где выпадают сильные дожди. Если здания построены с некоторой ограниченной шириной, то мы также можем использовать скатные крыши.
Компоненты или элементы скатных крыш
Ниже представлены элементы скатных крыш:
1. Пролет
Пролет кровли — это расстояние между двумя опорами, на котором крыша расположена другими элементами.
2. Хребет
Вершина угла образуется наверху наклонными поверхностями на вершине склона.
3. Взлет
Вертикальное расстояние или высота вершины конька от стеновой плиты называется подъемом.
4. Стеновые плиты
Стеновые пластины устанавливаются наверху стены или опор.И они, как правило, деревянные и используются для крепления обычных стропил.
5. Участок
Уклон — это не что иное, как уклон крыши к горизонтальной плоскости и рассчитывается как отношение подъема к пролету.
6. Карниз
Нижний край скатной поверхности крыши называется карнизом, с которого во время дождя стекает дождевая вода.
7. Бедро
Бедро — это место, где встречаются две наклонные поверхности, где внешний угол составляет более 180 o .
8. Боковой конец
В конце крыши образуется наклонная треугольная поверхность, которая называется шатровым концом.
9. Долина
Это также место, где пересекаются две наклонные поверхности, но внешний угол меньше 180.
10. Verge
Край — кромка двускатной крыши, проходящая между коньком и карнизом.
11. Доска коньковая
Доска коньковая — это деревянный элемент, который предусмотрен по длине конька или вершины крыши. К коньковой доске опираются обычные стропила. Это также называется коньковой балкой или коньковой частью.
12. Стропила обыкновенная
Обычные стропила — это деревянные элементы, прикрепленные к коньковой доске перпендикулярно.Они бегут от конька до карниза. Они прикреплены к прогонам в промежуточных точках. Эти стропила поддерживают рейки или доски. Как правило, расстояние между стропилами составляет от 30 до 45 см.
13. Пурлинс
Прогоны — это деревянные или стальные элементы, поддерживаемые фермой или стеной. Если пролет большой, их используют для поддержки общих стропил.
14. Стропила вальма
Эти стропила предусмотрены на вальмовой части. И идут по диагонали от конька до углов стены.
15. Стропила долины
Стропила долины идут по диагонали от конька до карниза.Они предусмотрены в наклонных положениях для поддержки желобов долины. Концы прогонов и домкратов получат стропила долины.
16. Домкратные стропила
Стропила, идущие от бедра к впадине, называются стропилами-домкратами, и обычно они короткие по длине.
17. Доска обрезная
Концы самых нижних кровельных материалов опираются на карнизную доску. Он сделан из дерева и обычно имеет толщину и ширину 25 мм x 25 мм. Ставится у подножия общих стропил.
18.Доска баржи
Для удержания грани, образованной общими стропилами, используется деревянная доска, называемая баржной доской.
19. Опорная плита
Столбик похож на настенный. Столбчатые плиты параллельны лицевой стороне стены и проходят непрерывно. Столбчатые плиты служат опорой для стропил.
20. Рейки
Рейки обычно делаются из дерева и прибиваются к стропилам, чтобы служить опорой для материала кровельного покрытия.
21. Шаблон
Шаблон представляет собой кирпичную кладку из бетона или камня, которая помещается под ферму, чтобы обеспечить большую нагрузочную способность стены.
22. Интернат
Доски похожи на рейки, и они также используются для поддержки материала кровельного покрытия, прибивая их к стропилам.
23. Ферма
Ферма — это рама, состоящая из треугольников и предназначенная для поддержки кровли.
24. Шипы
Для поддержки прогонов к стропилам прикрепляются короткие стальные или деревянные секции, которые называются планками.
Патент США на систему утепления под стропилами для высокой скатной крыши Патент (Патент № 8,230,655, выдан 31 июля 2012 г.)
Изобретение относится к системе утепления под стропилами для крутой крыши, содержащей по меньшей мере два взаимно разнесенных и параллельно проходящих строительных элемента и изоляционных элементов, в частности изоляционных элементов из минерального волокна, расположенных в пространстве между строительными элементами, при этом строительные элементы монтируются на стропила крутой кровли с помощью удерживающих элементов.
Системы утепления под стропилами для крутой кровли известны из уровня техники. Эти системы представляют собой системы утепления, которые устанавливаются в дополнение к системам утепления между стропилами, между контр-рейками, расположенными под стропилами. Такая система утепления под стропилами обычно состоит из изоляционных элементов, которые вклиниваются, например, между контр-планками. Поскольку сопротивление теплопередаче увеличивается с увеличением объемной плотности изоляционных элементов из минеральных волокон и поскольку производство таких сильно сжатых изоляционных элементов является дорогостоящим и затрудняет их переработку / обращение с ними, в области изоляции кровли целесообразно обрабатывать изоляционные элементы, имеющие относительно низкую объемную плотность и, следовательно, низкую внутреннюю жесткость.Кроме того, в системе изоляции под стропилами обрабатываются изоляционные элементы, имеющие небольшую толщину материала, которые, в свою очередь, имеют только низкую внутреннюю жесткость, так что зажим этих изоляционных элементов затрудняется. Во время установки эти изоляционные элементы сжимаются параллельно большим поверхностям.
Окончательно крепятся к ответным планкам элементы обшивки, такие как гипсокартонные панели. Теперь существует проблема, заключающаяся в том, что изоляционные элементы имеют тенденцию выпадать из пространства, образованного между контр-планками, до тех пор, пока они не будут прикреплены к элементам крышки.
Эту проблему решает, например, система изоляции под стропилами согласно DE 20006 759 U1. Из этого документа известна изоляционная система под стропилами, содержащая удерживающее устройство для защиты изоляционных элементов от выпадения из промежуточного пространства между контр-планками. Это удерживающее устройство может состоять, например, из кронштейна, имеющего U-образное поперечное сечение и две ножки, а также перемычку, соединяющую ножки, а на свободном конце ножек расположены направленные наружу секции, проходящие параллельно перемычке.Этот кронштейн надвигается на контр-планку, так что ноги проходят в направлении нормали к поверхности изоляционных элементов в изоляции между стропилами. После этого изоляционные элементы изоляции под стропилами могут быть размещены на секциях, расположенных с обеих сторон.
Этот крепежный элемент имеет недостаток, заключающийся в том, что установка между системой контр-реек и уже установленной ранее системой утепления между стропилами часто приводит к тому, что изоляционные элементы утеплителя между стропилами или паровой барьер, закрывающий утеплитель между стропилами по направлению к помещению, поврежден.Из этого документа известно еще одно удерживающее устройство, которое состоит из плоских элементов, закрепленных на контр-планках. Крепление осуществляется, например, с помощью шурупов или гвоздей. Такой вариант удерживающего устройства увеличивает время работы на устройство утеплителя между стропилами.
Наконец, из этого документа известно еще одно удерживающее устройство, которое состоит из клея, который наносится на неламинированные поверхности секций панелей межстропильной изоляции.Нанесение дополнительного клея может привести к тому, что противопожарные свойства построенной таким образом системы изоляции больше не будут соблюдаться. Между прочим, этот метод также неудовлетворителен, потому что, в частности, жесткость изоляционных элементов из минеральной ваты, имеющих низкую объемную плотность, недостаточна для надежного предотвращения отрыва приклеенных изоляционных элементов.
В описанной выше системе утепления стропил контр-рейки обычно изготавливаются из дерева и прибиваются или прикручиваются к стропилам.Альтернативный вариант осуществления предусматривает использование профилей вместо ответных планок, и предпочтительно используются профили с U-образным поперечным сечением. Эти профили имеют две ножки и перемычку, соединяющую ножки, и ножки расположены в одинаковых направлениях под прямым углом к перемычке.
При правильном монтаже ножки профилей тупо ориентированы к стропилам, так что перемычка профиля располагается на некотором расстоянии от поверхностей стропил. Внутри пространства между ножкой профиля и поверхностями стропил можно, например, проложить электрические линии.
Крепление профилей к стропилам осуществляется с помощью угловых элементов Г-образной формы, которые привинчиваются к ножке профиля с одной стороны и к поверхности стропил с другой стороны.
С учетом вышеописанного уровня техники изобретение основано на проблеме улучшения системы изоляции под стропилами описанного типа, с тем чтобы изоляционные элементы легко поддерживались между элементами здания, по крайней мере, для период времени, в течение которого система утепления под стропилами еще не завершена с окончательным покрытием.
Решение проблемы предусматривает, что в системе утепления под стропилами согласно настоящему изобретению удерживающие элементы дополнительно предохраняют элементы утеплителя от выпадения из пространства между элементами здания.
В уровне техники не предусмотрены такие удерживающие элементы, по крайней мере, если U-образные профили используются в качестве строительных элементов. Только в том случае, если система утепления под стропилами сконструирована с системой контр-планок, предусмотрены дополнительные удерживающие устройства для защиты изоляционных элементов от выпадения из промежуточного пространства между контр-планками.
В соответствии с настоящим изобретением можно отказаться от дополнительных удерживающих устройств и вместо этого использовать удерживающие элементы не только для крепления строительных элементов, но, кроме того, также для закрепления изоляционных элементов в пространстве между строительными элементами.
Выгодная конструкция изоляционной системы под стропилами согласно настоящему изобретению предусматривает, что удерживающие элементы имеют по существу U-образную или L-образную форму и включают в себя стойку для крепления к стропилам и вторую стойку, проходящую по существу под прямым углом к первой стойке. для крепления к строительному элементу вторая опора, имеющая свободный конец, который может быть загнут к изоляционному элементу после его установки на строительный элемент для обеспечения контакта с поверхностью изоляционного элемента.Соответственно, этот вариант осуществления системы изоляции под стропилами согласно настоящему изобретению имеет важное преимущество, заключающееся в том, что небольшое количество компонентов позволяет надежно фиксировать изоляционные элементы, расположенные между элементами здания. В конструкции согласно изобретению обычно можно обойтись без дополнительных удерживающих устройств, хотя такие устройства могут быть полезны для закрепления изоляционных элементов, как описано ниже.
Еще одна особенность изобретения предусматривает, что строительные элементы выполнены в виде профилей с по существу U-образным поперечным сечением.Преимущество этих профилей состоит в том, что полое пространство между профилями и стропилами доступно для размещения линий электропередач, например, электрических кабелей.
В соответствии с другим признаком изобретения оказалось полезным, что удерживающие элементы выполнены из пластически деформируемого материала, в частности из тонких металлических листов. Такое расположение значительно упрощает работу с удерживающими элементами, поскольку они могут быть установлены в их L-образной форме до того, как выступающая над строительным элементом ножка будет изогнута в сторону изоляционных элементов.
Другой признак изобретения предпочтительно предусматривает, что удерживающие элементы выполнены в виде перфорированных металлических листов. В таком случае крепление удерживающих устройств к стропилам с одной стороны или к строительному элементу с другой стороны может быть изменяемым. Конфигурация удерживающего элемента в виде перфорированного металлического листа также выгодна тем, что можно легко выполнить окончательную операцию гибки. Наконец, следует принять во внимание, что соответствующие строительные элементы, хотя и значительно уменьшены в весе, все же обладают достаточной стабильностью для удовлетворения заявленных требований.
Дополнительная конструкция системы утепления под стропилами предусматривает, что профили могут быть соединены с геометрическим замыканием, по крайней мере, с одним монтажным кронштейном, который выступает в пространство между профилями и предохраняет изоляционный элемент от выпадения. Обычно профили проходят под прямым углом к продолжению стропил, перекрывая несколько массивов стропил, и крепятся к расположенным на расстоянии друг от друга параллельным стропилам. В зависимости от расстояния между стропилами производится более или менее широкий набор стропил.
В предлагаемой системе утепления под стропила изоляционные элементы фиксируются в области стропил с помощью удерживающих элементов. Если расстояние между стропилами относительно велико или если изоляционные элементы, в частности из минеральных волокон, имеют низкую внутреннюю стабильность, например При низкой объемной плотности изоляционным элементам может потребоваться дополнительная опора в области стропильных балок между стропилами и расположенными там профилями.Для этого предусмотрены монтажные кронштейны, которые могут быть соединены с профилем по форме.
Следует отметить, что эти монтажные кронштейны, конечно, можно использовать также независимо от описанных выше удерживающих элементов. Соответственно, в конструкции системы изоляции под стропилами согласно изобретению удерживающие элементы не играют решающей роли, если элементы изоляции поддерживаются множеством монтажных кронштейнов в пространстве между элементами здания.Такая конструкция дается, например, если строительные элементы крепятся к стропилам с помощью обычных крепежных элементов, которые не выходят за внешнюю поверхность строительных элементов, так что эти крепежные элементы предназначены только для крепления строительных элементов к стропилам.
Далее следует отметить, что описанные выше варианты осуществления изобретения не ограничиваются использованием профилей в качестве строительных элементов. Скорее всего, можно реализовать конструкцию системы утепления под стропилами согласно изобретению также с системой контр-реек, в которой контр-рейки прикреплены к стропилам через удерживающие элементы.
Согласно дальнейшему развитию этого варианта осуществления монтажный кронштейн имеет по существу L-образную форму и может устанавливаться на профиль по форме с помощью одной его ножки. Вторая полка, которая проходит под прямым углом к первой стойке, перекрывает, по меньшей мере, один изоляционный элемент, если он расположен на профиле в соответствии с его назначением.
Предпочтительно монтажный кронштейн включает в себя гнездо, которое перекрывает свободный конец одной ножки профиля. Кроме того, выступ, образованный в переходной зоне между одной опорой и стенкой U-образного профиля, может быть расположен в переходной зоне от первой ко второй опоре, так что монтажный кронштейн соединяется с профилем, по крайней мере, частично в прилегающей формы и принудительной формы для всего остального.
В соответствии с дополнительным признаком оказалось выгодным сконструировать монтажный кронштейн из жесткого материала, в частности из металла или пластика, чтобы надежно удерживать также изоляционные элементы, имеющие больший вес. Что касается конструкции из пластика, можно выделить меньший собственный вес и меньшую теплопроводность по сравнению с металлическим монтажным кронштейном.
Еще одна особенность изобретения, наконец, предусматривает, что монтажный кронштейн состоит из тонкого металлического листа, который предпочтительно имеет толщину материала <0.75 мм и по крайней мере частично сформирован бортом. При этом буртик служит для усиления монтажного кронштейна из очень тонкого металлического листа, чтобы достичь необходимой устойчивости монтажного кронштейна, который, кроме того, имеет легкую конструкцию.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут очевидными из следующего описания прилагаемого чертежа, показывающего предпочтительные варианты осуществления системы изоляции под стропилами согласно изобретению. На чертеже это обозначено как:
РИС.1 — первый вариант выполнения сечения системы утепления под стропилами, вид сбоку;
РИС. 2 — второй вариант выполнения разреза системы утепления под стропилами, вид сбоку;
РИС. 3 — третий вариант выполнения разреза системы утепления под стропилами, вид сбоку;
РИС. 4 — часть системы утепления под стропилами согласно фиг. 3, вид в перспективе;
РИС. 5 — четвертый вариант выполнения сечения системы утепления под стропилами, вид сбоку, а на фиг.
— фиг.6 — монтажный кронштейн для использования в системе изоляции под стропилами согласно фиг. 5, вид сбоку.
Фиг. 1-3 и 5 иллюстрируют четыре варианта осуществления системы изоляции под стропилами 1 , которая расположена под стропилами 2 крутой крыши, которая дополнительно не показана. Система утепления под стропилами 1 состоит, по крайней мере, из двух взаимно расположенных и параллельно идущих строительных элементов в виде профилей 3 , имеющих U-образное поперечное сечение, и изоляционных элементов 4 , а именно изоляционных элементов из минерального волокна, располагаются между профилями.Профили 3 соединяются со стропилами 2 при помощи удерживающих элементов 5 . Для этого предусмотрены винтовые соединения 6 , с помощью которых удерживающие элементы 5 прикручиваются к стропилам 2 .
РИС. 1 показан удерживающий элемент 5 , который имеет по существу U-образную форму и включает в себя две ножки 7 и перемычку 8 , проходящую под прямым углом к ножкам. Полоса 8 соединяется со стропилами 2 посредством винтового соединения 6 .
Из РИС. 1 видно, что ножки 7 имеют длину, превышающую высоту профиля 3 , так что ножки 7 выступают над поверхностью, которая определяется перегородкой профиля 3 .
Удерживающий элемент 5 изготовлен из тонкого металлического листа, поэтому ножки 7 можно легко согнуть на изоляционных элементах 4 в направлении стрелок 9 , чтобы дополнительно закрепить изоляционные элементы 4 против выпадения из пространства между профилями 3 .
Профиль 3 соединяется с ножками 7 удерживающего элемента 5 посредством дополнительных резьбовых соединений 10 .
Окончательное положение ножек 7 после складывания по направлению к изоляционным элементам 4 показано на вышеупомянутых фигурах пунктирной линией 11 .
РИС. 2 показан второй вариант системы утепления под стропилами 1 . Этот второй вариант осуществления отличается от варианта осуществления согласно фиг.1 тем, что удерживающий элемент 5 имеет L-образную форму. Два удерживающих элемента 5 расположены бок о бок на стропиле 2 , а ноги 12 , которые опираются на стропила 2 , ориентированы в противоположных направлениях, и каждая полка захватывается под профилем 3 . В противном случае вариант осуществления согласно фиг. 2 соответствует варианту осуществления согласно фиг. 1.
РИС. 3 показан третий вариант осуществления системы утепления под стропилами 1 , который напрямую сопоставим с вариантом выполнения согласно фиг.2, поскольку также в этом варианте удерживающие элементы 5 имеют по существу L-образную форму. Но в отличие от варианта осуществления согласно фиг. 2 вариант выполнения согласно фиг. 3 предусмотрено, что ножки 12 удерживающего элемента 5 не захватывают профиль 3 , так что профиль 3 стыкуется с внешней поверхностью стропил 2 своими ножками.
РИС. 4 в аксонометрии показано стропило 2 , профиль 3 и два удерживающих элемента 5 .По сравнению с фиг. 1-3, фиг. 4 дополнительно показана точка изгиба 13 удерживающего элемента 5 . Кроме того, можно видеть, что ножки слегка согнуты по направлению друг к другу на своих свободных концах, чтобы облегчить, например, установку изоляционных элементов 4 таким образом, чтобы не повредить участки поверхности изоляционных элементов 4 . за свободные концы ножек 7 , если ножки 7 уже были согнуты.
РИС. 5 и 6 показан альтернативный вариант системы изоляции под стропилами или монтажный кронштейн 14 , используемый в этой системе изоляции под стропилами.
Монтажный кронштейн согласно РИС. 14 имеет L-образную форму и включает две ножки 15 и 16 , которые по существу ориентированы под прямым углом друг к другу.
На свободном конце стойки 16 образована наклонная поверхность 17 , которая облегчает установку изоляционного элемента 4 с помощью монтажного кронштейна 14 , прикрепленного к профилю.
Стойка 15 монтажного кронштейна 14 снабжена на своем свободном конце седлом 18 , которое образовано обжатием свободного конца стойки 15 и которое перекрывает свободный конец стойки профиль 3 , когда монтажный кронштейн 14 прикреплен к профилю 3 в соответствии с его назначением.
В зоне перехода от ножки 15 к ножке 16 образуется дополнительный носообразный выступ 19 , который перекрывает переходную зону от стенки к ножке профиля 3 , так что соединение по форме или с усилием в области выступа 19 между монтажным кронштейном 14 и профилем 3 может быть выполнено в дополнение к соединению по форме в области сиденья 18 .
Монтажный кронштейн 14 изготовлен из тонкого металлического листа, имеющего толщину материала 0,6 мм, и дополнительно включает буртик, который не показан на фиг. 6. Благодаря выступу монтажный кронштейн 14 имеет достаточную жесткость на изгиб, так что даже изоляционные элементы 4 из минеральных волокон с более высокой насыпной плотностью могут надежно поддерживаться монтажным кронштейном 14 в пространстве между двумя взаимно смежные и параллельно идущие профили 3 .
Изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления системы утепления под стропилами. Возможны различные изменения и модификации в пределах объема защиты изобретения. Например, профиль 3 может быть также выполнен в виде коробчатого профиля или иметь форму контр-планки, также из дерева. Вариант осуществления системы утепления под стропилами, показанный на фиг. 5 и 6 могут быть предусмотрены в дополнение к системе изоляции под стропилами согласно фиг.1–4. Кроме того, изоляционные элементы 4 можно закрепить исключительно монтажными скобами 14 в пространстве между соседними профилями 3 . В этом случае ножки 7 вариантов осуществления согласно фиг. От 1 до 4 не важны.
СПИСОК НОМЕРОВ
- 1 Система утепления под стропила
- 2 стропила
- 3 профиль
- 4 изоляционный элемент
- крепежный элемент
- 7 ножки
- 8 перемычка
- 9 стрелки
- 10 резьбовое соединение
- 11 ломаная линия
- 12 ножки
точка изгиба 13 кронштейн
- 15 ножка
- 16 ножка
- 17 наклонная поверхность
- 18 сиденье
- 19 выступ
Преимущества строительства 91 с фермами на крыше
Для строителей и подрядчиков не секрет, что конструкция кровли стремительно развивалась за последние несколько десятилетий.Традиционно они в значительной степени полагались на обычные стропила и потолочные балки для строительства крыши, но фермы постепенно стали более заметными, и более 80 процентов всего нового строительства теперь используют фермы в качестве основного средства каркаса и поддержки крыши. Так в чем же преимущества использования именно этой кровельной системы? Ниже приведены некоторые из основных преимуществ строительства с использованием стропильных ферм.
- Сниженные расходы
Обычные стропила необходимо разрезать, изготовить по индивидуальному заказу и установить на месте, что действительно может стать большим преимуществом с точки зрения затрат и затрат на рабочую силу.С другой стороны, фермы производятся вне строительной площадки и готовы к установке по прибытии на строительную площадку, что может значительно сократить расходы.
В связи с их сетчатой конструкцией, фермы используют меньшие куски дерева (которые дешевле), которые соединяются между собой соединителями с зубчатыми пластинами. Благодаря этой уникальной и очень универсальной конструкции фермы обладают исключительной прочностью и могут охватывать большие расстояния, что позволяет строителям меньше полагаться на внутренние несущие стены.Это может обеспечить более открытую планировку помещения и в то же время снизить затраты.
Кроме того, поскольку стропильные фермы внутри помещений состоят из инженерной древесины, они не подвергаются воздействию влаги и других погодных условий, что означает более высокое качество продукта в целом по цене.
- Более быстрая установка
Как уже упоминалось, фермы устанавливаются быстрее, чем обычные стропила, которые необходимо строить на месте. Стропильные фермы изготавливаются на заводе за пределами площадки с использованием автоматизированных инструментов, таких как компьютерные пилы.Затем стропильная система доставляется на строительную площадку и устанавливается с помощью крана, часто всего за один день.
Это ускоряет общий процесс строительства и быстрее закрывает конструкцию, а это означает, что внутренняя часть дома будет меньше подвергаться воздействию различных погодных элементов в процессе строительства. Хотя стропильные системы имеют преимущество перед стропилами с точки зрения сокращения времени установки, следует отметить, что время подготовки стропил короче.
- Гибкость дизайна
По мере того, как технологии жилищного строительства продолжают развиваться, строители и подрядчики работают с гораздо более сложным диапазоном конструкций крыш. Эта сложность связана с системами стропильных ферм, поскольку они могут быть сконфигурированы так, чтобы соответствовать практически любой форме и дизайну крыши, о которых вы только можете подумать.
Добавление различных элементов, таких как уникальные углы, поперечные фронтоны, соборные потолки и т. Д., Может увеличить затраты, которые во много раз были бы непомерно дорогими, если бы использовалась традиционная стропильная система, но стропильные фермы позволяют сделать строительство более экономичным. сложных кровельных систем.Строители также могут извлечь выгоду из того факта, что стропильные системы крыши проектируются профессионально, а это означает, что более мелкие детали конструкции крыши часто создаются с большей точностью.
Большинство строителей и подрядчиков сегодня скажут вам, что инженерные системы стропильных ферм — лучший выход по многим причинам, указанным выше. Если вы ищете оптимальную скорость и эффективность строительства, а также более высокий уровень рентабельности, выбор строительства с использованием стропильных ферм — лучший вариант.
Сила геометрических соотношений в каркасах деревянных крыш мудехар
Рукописи Лопеса де Аренаса (1619, 1633) и Сан-Мигеля (1652) долгое время оставались неразборчивыми, и их интерпретация в основном обязана исследованию, проведенному Энрике. Нуэре Матауко (1985, 2000). Трактат Альвареса (1670 г.) остается в значительной степени неизвестным, а его рукопись никогда не публиковалась. Все эти тексты включают процедуры, которые приводят к созданию самых разнообразных рам и варьируются от построения заданных квадратов и определения секций элементов до построения сложных форм, таких как деревянные купола и своды; этот последний случай изучался в (Candelas-Gutiérrez 2000).Прежде чем сосредоточиться на основной цели данной статьи — продемонстрировать их потенциал для воссоздания исходной структуры на основе крошечного фрагмента — мы должны сначала кратко описать основные правила, которым они следуют.
Набор квадратов
Среди навыков, которыми обладали средневековые плотники, была способность конструировать различные наборы квадратов, углы которых они использовали не только для построения структурных элементов, но и переплетения узоров. Они знали, как разделить окружность на определенное количество частей, и даже были знакомы с процедурой такой весьма абстрактной операции, как построение заданного квадрата «4 с половиной» (деление полуокружности на четыре и четыре части). половинки), что необходимо для построения девятиконечной звезды.Чрезвычайно информативную интерпретацию процедур, которым следовали плотники, чтобы разделить окружность таким образом, можно найти в (Nuere Matauco 2000). На рисунке 6 показаны различные наборы квадратов в соответствии с Альваресом (1670).
Фиг.6
Установить угольники. Изображение: Альварес (около 1670: 33)
Важно отметить, что процедуры, использованные для деления окружности на и частей, в некоторых случаях приводили к только приблизительным результатам относительно первоначальной цели, хотя, по всей вероятности, это приближение впоследствии было исправлено.В качестве примера на рис. 7 показана процедура разделения окружности на пять частей. Как показано, полученный угол разделения составляет 53,794 ° вместо 54 °, которые соответствовали бы правильному многоугольнику.
Рис. 7
Порядок построения «заданного квадрата 5». Неточное деление полуокружности на 5 частей. Рисунок автора
Как показано на рис. 7, процедура состоит в рисовании окружности с диаметром BC и из ее промежуточной точки A, всегда используя один и тот же радиус AB = AC, затем вычерчивание окружностей из B и C, которые пересекают начальную окружность в точке D и Э.Из этих точек строятся новые окружности, пересекающиеся в точке F. Из F новая окружность, которая пересекает линию AF в точке G. Соединение CG и рисование линии до начальной окружности дает точку H. Треугольник BCH составляет «заданный квадрат из 5 ”.
В недавней статье Линн Боднер (2012) размышляет и отвечает на следующий вопрос: «Как ремесленники и мастера-строители столетия назад создавали сложные исламские конструкции многоугольников в виде звезд?» Рукописи, упомянутые там, четко описывают процедуры, используемые плотниками мудехар.Используя только заданную площадь и ширину бруса в качестве единицы измерения, они могли не только рисовать сложные узоры чередования, но и вставлять их в несущую конструкцию крыши. Карпентерс обнаружил, что чередующиеся звезды и многоугольники состоят из очень небольшого количества повторяющихся элементов, которые сегодня мы бы описали как полярное вращение вокруг центра звезды. Описание этих процедур — для другой статьи, хотя можно упомянуть происхождение девяти и двенадцатиконечных звезд в испанских деревянных изделиях, потому что это контрастирует с процедурами, которые Боднер описывает для того же образования.
Чтобы нарисовать переплетенный многоугольник девятиконечной звезды, плотнику нужно было только знать, как построить пять частей, поскольку все образование создается путем полярного вращения этих частей с основанием в центре звезды. Пожалуй, самым удивительным из всего является то, что для того, чтобы нарисовать переплетенный дизайн двенадцатиконечной звезды, соединенный с первым, ему нужно было только знать, как нарисовать дополнительные четыре части. Рисунок 8 показывает этот рисунок и основные части системы; (Nuere Matauco 2000) содержит подробное описание того, как были созданы эти базовые пьесы.
Рис. 8
Построение многоугольников с девятью и двенадцатью звездами на основе знания только пяти и четырех основных элементов, соответственно. Рисунок автора
Ширина бруса как единица измерения: как эта ширина была определена
По крайней мере, до шестнадцатого века было обычной практикой поручать выполнение кровли плотникам напрямую, без какого-либо участия каменщиков или строителей опорных стен и арки.Поэтому плотник найдет определенную геометрию уже на месте, обычно квадратную или прямоугольную основу, на которую будет опираться конструкция крыши. Чаще всего эта структура должна включать шаблон чередования.
Шаблон чередования диктует определенный ритм в последовательности элементов в структуре. Чаще всего бревна располагались по адресу calle y cuerda , как это описано в трактатах. Этот план состоял в том, чтобы расположить бревна, стропила и балки ворот через равные промежутки времени в зависимости от фактической ширины используемой древесины; пролеты между стропилами обычно были вдвое больше их ширины.Это описано, например, в трактате Альвареса: «Здание разделено от одного угла или угла стенной плиты до противоположного угла на три равные части, и одна из этих перегородок — это то, что должна измерять балка воротника» (ок. 1670 г .: 40v). Footnote 3
Рисунки 9 и 10 подтверждают использование этого правила в произведениях, созданных в самых разных географических, культурных и временных масштабах. На рис.9 показано, как соблюдаются правила в церкви шестнадцатого века в Аямонте, Испания, а на рис.10 иллюстрирует модуляцию, принятую в кадре над мечетью XII века в Марракеше, Марокко. На обоих изображениях вставлена линия, разделенная на n равных частей, и мы можем легко увидеть, как тембры отражают описанную последовательность: G, 2G, G, 2G и так далее. Крошечные несоответствия между точным разделением линии и воспринимаемым положением бревен просто из-за небольшой деформации, которой эти структуры, очевидно, подвергались на протяжении веков.
Фиг.9
Подтверждение последовательности расположения структурных элементов в церкви Сан-Франциско XVI века, Айямонте (Испания). Фото и рисунок автора
Рис. 10
Подтверждение последовательности расположения структурных элементов мечети XII века в Марракеше (Марокко). Фото любезно предоставлено Кристианом Эвертом. Рисунок автора
Таким образом, ширина бруса была стандартной единицей измерения для выполнения всей работы.По этому поводу Энрике Нуэре отмечает:
В то время, когда единицы измерения менялись, очевидно, что использование единицы измерения, уже присутствующей в выполняемой работе, должно было получить большее распространение, чем метод или система, основанные на применении кастильской стопы или Севильский жезл… (1985: 87).
Однако остается вопрос, как плотники определили размер этой ширины.В этом определении сошлись одновременно три аспекта: положение луча воротника, узор чередования, который нужно было вставить, и ширина комнаты, которую нужно закрыть.
В первом случае каноническое, наиболее распространенное положение воротниковой балки составляло треть общей высоты фермы крыши. Это означало, что, независимо от уклона крыши, вид сверху воротниковой балки разделял ширину здания на три равные части. Это положение описано в вышеупомянутых трактатах, о чем свидетельствует следующий отрывок из рукописи Родриго Альвареса: «Здание разделено от одного угла или угла настенной плиты до противоположного угла на три равные части, и одна из этих перегородок это то, что должна измерять балка воротника »(ок.1670: 36v). Footnote 4
Пример такого положения показан на рис. 11, сделанном в церкви Нуэстра-Сеньора-дель-Вадо в Хибралеоне, Уэльва (Испания).
Рис. 11
Подтверждение разделения ширины здания на три равные части. Церковь 17-го века Нуэстра-Сеньора-дель-Вадо, Гибралеон, Уэльва (Испания). Фото и рисунок автора
Таким образом, первая операция заключалась в разделении ширины здания на три равные части для определения длины опорной балки.Что касается второго аспекта, то обычное существование шаблона чересстрочной развертки на горизонтальной плоскости ( almizate
Footnote 5 на испанском языке), где были размещены балки воротников, был продиктован прямоугольный узор, возникающий в результате схождения стропил боковых панелей и передней панели каркаса крыши. Перед тем, как приступить к дизайну, необходимо было решить, какой узор чересстрочной развертки вставлять. Это может быть простое образование из переплетающихся восьмиконечных звезд до сложных комбинаций звезд с различным количеством точек.Каждый шаблон чересстрочной развертки также требует определенного количества элементов для настройки дизайна. Таким образом, определившись с конструкцией чередования, необходимо было разместить определенное количество N поперечных элементов на поперечном сечении рамы вдоль балки воротника (рис. 12). Как мы увидим далее, эти небольшие поперечные элементы, известные как шлепки ( peinazo на испанском языке), представляют собой настоящий сборник геометрии каркаса крыши.
Рис. 12
Чертеж типичного каркаса каменной крыши мудехара, показывающий формирование прямоугольного узора на горизонтальной плоскости крыши .Рисунок автора
Вышеупомянутые трактаты включают образцы этих шаблонов (рис. 13), а также записи трудовых договоров, в которых для вставки прилагается основная геометрия чересстрочного рисунка. Каждая конструкция имеет свое точное количество поперечных элементов.
Рис. 13
Пример шаблона чересстрочной развертки. Изображение: (Сан-Мигель, 1652: 76)
В следующем примере (рис. 14) показана конструкция, включающая восемь поперечных выступов ( N = 8), а расстояние между стропилами равно 3 G ( n = 3).
Фиг.14
Горизонтальная плоскость воротниковой балки с указанием правильной конструкции, количества поперечных элементов и пролета между ними. Фото и рисунок автора
Последний аспект, упомянутый выше, — это ширина здания. Мы уже видели, что эту ширину нужно было разделить на три равные части, и мы также знаем из образца шаблона чередования, что поперечные элементы между балками воротника должны следовать последовательности G , nG , G , nG …; Другими словами, оси располагаются с интервалами G ( n + 1).Вооружившись этой информацией, плотник мог легко рассчитать ширину, на которой он должен был распилить древесину: ему просто нужно было разделить треть комнаты на n + 1, умноженное на желаемое количество поперечных элементов. На рисунке 15 показана конструкция, которая может быть выражена как:
$$ L / 3 = N \; \ раз \; \ влево ({п + 1} \ вправо) \; \ times \; G, $$
и, следовательно,
$$ G = L / \ left ({3 \; \ times \; N \; \ times \; \ left ({n + 1} \ right) } \ right), $$
, где G = ширина бруса; L = ширина здания; N = количество поперечных элементов; n = коэффициент пролета между стропилами.
Рис. 15
Определение ширины бруса. Рисунок автора
На практике, как мы видели на рис. 9 и 10, наиболее распространенный пролет между брусьями был вдвое больше их ширины ( n = 2), поэтому пролет между осями элементов равен 3 G . Чтобы определить G , это был просто случай деления ширины на девять раз большее количество поперечных элементов, как указано в тексте Лопес де Аренас:
Размещение воротниковой балки в трети и пролета между брусьями в два раза больше ширины, а если есть три выступа, ширина бруса будет одна двадцать седьмая ширины дома, а боковая балка будет в девять раз больше ширина и дом 27… (Лопес де Аренас 1619: 5v). Сноска 6
Профиль стропил
После определения ширины бруса была рассчитана глубина стропил, согласно трактатам, с использованием установленного квадрата 45 °, как описано в следующем заявлении:
Глубина обычных стропил и домкратов идентична и получается путем размещения базовой линии установленного квадрата 45 ° на ширине стропила, и это его глубина… (López De Arenas 1619: 6). Сноска 7
Короче говоря, глубина стропила — это длина прямой линии, которая под углом 45 ° может быть вписана в гипотетический прямоугольник, самая короткая сторона которого равна ширине G , определенной выше. Его графическое представление представляет собой простую конструкцию, показанную на рис. 16.
Это можно выразить просто как:
$$ hr = G \; \ times \; \ sqrt 2 $$
где G — ширина стропила, равная ширине воротниковой балки.
Рис. 16
Определение сечения стропил. Рисунок автора
Уклон кровли
Определив поперечное сечение деревянных частей, плотник должен был определить уклон кровли. Этот шаг не мог быть произвольным, но должен был соответствовать углу, который он умел рисовать. В то же время он должен был обеспечить правильный дренаж и избежать соскальзывания плитки. Для этого он мог использовать углы, полученные путем деления полуокружности на четыре части (45 °) или пять частей (36 °), или даже — что редко, но возможно — четыре с половиной части (40 °).Шаги под большим углом могут вызвать проблемы с покрытием из-за соскальзывания плитки, в то время как меньшие углы могут позволить воде просачиваться между плитками. Наиболее распространенным углом, как подтверждается в подавляющем большинстве существующих сегодня зданий, был установленный квадрат 5 (36 °). В нескольких абзацах трактата Лопеса де Аренаса (1619) установленный квадрат 5 даже упоминается как «квадрат фермы».
Секция воротниковой балки
Теперь, когда был выбран уклон крыши, можно определить глубину воротниковой балки, как указано в следующем тексте:
Глубина воротниковой балки получается путем размещения прямого угла установленного квадрата 45 ° на боковой стороне стропила и проведя две линии с углом квадрата фермы.Пространство между одним и другим — это глубина балки воротника, и эта глубина непогрешима (López De Arenas 1619: 4). Сноска 8
В свете вышеизложенного, глубина воротниковой балки — это расстояние между двумя «квадратами фермы», расположенными вдоль перпендикулярной линии стропила. Этот размер зависит от формального внешнего вида, а не от их структурного поведения. Геометрическая конструкция показана на рис. 17. Математическое выражение не может быть проще:
$$ h_ {n} = h_ {r} \; \ times \; \ cos \ alpha $$
где h
n
= глубина воротниковой балки; α = угол между длинной стороной и основанием установленного квадрата или скат крыши; ч
r
= глубина стропил уже определена.
Рис. 17
Определение глубины воротниковой балки по ширине и площади фермы. Рисунок автора
Следовательно, глубина балки воротника также может быть выражена в соответствии с ее собственной шириной:
$$ hn = G \ times \ sqrt {2} \ times \ cos \ propto. $$
.