Крыша, как правило, имеет скатную наклонную форму, что позволяет дождю и снегу скатываться по ней без скопления и проникновения внутрь постройки. Наклон может быть различным и выбирается в зависимости от заданной проектом формы крыши и предпочтений застройщика.
Формирование наклона происходит с помощью стропильной системы. Ведь именно от того, как расположены в ней все стропильные и подстропильные элементы зависит, под каким углом будет осуществляться монтаж покрытия и общий внешний вид крыши в дальнейшем.
Содержание
Значения конструктивных стропильных элементов
Устройство крыши является завершающим этапом строительства коробки дома. Металлический профнастил или шифер, защищающий конструкцию от осадков, крепиться на стропильную систему. Стропильная система крыши представляет собой каркас, состоящий из опорных элементов, служащий основанием для кровельного материала.
Законченная крыша должна легко справляться с поставленной перед ней задачей: защитить конструкцию от неблагоприятных воздействий внешней среды и выдерживать необходимые нагрузки. При этом нагрузки принято подразделять на постоянные, временные и нестандартные.
Постоянными нагрузками принято считать вес кровли, включая изоляционные слои, кровельный материал и все крепежные элементы. Временные – это дождь, снег и ветер. Нестандартные, как правило, возникают непредвиденно и внезапно, например, землетрясения.
Важно! Конструкция стропильной системы должна быть прочной и устойчивой, а также способной выдержать как сильные ветра, так и давление скопившегося на поверхности крыши снега.
Подстропильные конструкции являются промежуточными опорами для стропил и устанавливаются через каждые шесть метров.
Назначение стропильных элементов.
В связи с тем, что основная нагрузка приходится на стропильную систему, при ее возведении важно подобрать наиболее подходящие материалы для изготовления стропильных и подстропильных элементов, произвести правильные расчеты для стропил и выполнить монтаж стропильной системы и покрытие крыши кроющими материалами в соответствии с необходимыми технологическими этапами.
Важно! Все кровельные конструкции, в зависимости от распределения на них давящих усилий, подразделяют на стропильные балки и фермы.
Балка (матица) представляет собой брусок или бревно, являющееся несущей основой для крыши и стропильной системы.Стропильные фермы (балки) могут изготовливаться из любого материала: железобетона, древесины или металла. Наиболее часто применяется дерево, ведь при возведении стропильной системы часто необходима подгонка материала.
Стропила из железобетона и металла достаточно тяжеловесны и отличаются сложностью крепления. Такие стропила применяются при строительстве зданий из камня или бетона. В последнее время на строительном рынке стали появляться полимерные стропильные элементы, но применяются они очень редко.
Благодаря изгибающим моментам постоянная нагрузка равномерно давит на балку.
Ферма ? это стержневая система, остающаяся неизменной после замены ее жестких узлов на шарнирные. Ферма состоит из пояса, стойки, раскосов, шпренгеля. Формируются фермы из прямых стержней, соединенных в узлах.
Такая конструкция позволяет сконцентрировать давящую нагрузку на узлы соединения стержней и полностью использовать их сечение.
Наиболее оптимальным вариантом при строительстве зданий являются безраскосные фермы. Они наиболее часто применяются для сборного железобетона.
Железобетонные балки и их виды.
Железобетонные стропильные балки
Стропильные балки, выполненные из железобетона, применяются для 6, 9,12,18-ти метровых пролетов. Если пролет большей длины, применение железобетонных балок нецелесообразно. В таком случае на помощь строителям приходят фермы.
Важно! Для формирования стропильной системы пристроек применяются преимущественно балки 6 и 9 метровой длины, в качестве ригелей покрытия используются двенадцатиметровые балки.
Восемнадцатиметровые балки применяются как поперечные ригели. Впоследствии на них производят монтаж плит размером 3х12 и 3х6.
В зависимости от типа профиля и области применения выделяют следующие виды балок.
Односкатная. Такой тип балок выпускается с нижним ломаным поясом или несколькими параллельными поясами.
- Трапециевидная двускатная. Такая балка имеет уклон верхнего пояса.
- Балка с верхним криволинейным или ломаным поясом.
В зависимости от вида покрытия, предусмотренного технической документацией строительства, выбирается наиболее подходящий тип балки.
При строительстве здания, проект которого предусматривает возведение крыши с уклоном в одну сторону, применяются односкатные балки. Наиболее часто такой тип балок используется при возведении пристроек, прилегающих к основному зданию.
Важно! Если предполагается строительство горизонтальной крыши, в этом случае используется стропильная железобетонная балка с параллельными поясами.
Наиболее часто в строительстве при возведении двускатной крыши применяются балки, обеспеченные постоянным уклоном верхнего пояса.
Полезная информация! Уклон верхнего пояса, составляющий 1:30 применяется для кровли с малым уклоном. Если крыша скатная, уклон балки составляет 1:12. Основным требованием для применения таких балок является необходимость возведения арматурного каркаса с переменной высотой.
Двускатные решетчатые балки, имеющие общую длину пролета 12 или 18 метров, используются в случае необходимости прохождения на уровне перекрытия инженерных коммуникационных систем.
Балки, имеющие верхний пояс в виде кривой или ломаной линии, применяются в области строительства очень редко в связи со сложной технологией производства.
От чего зависит выбор сечения балок.
Для того, чтобы не ошибиться с подбором арматуры и поперечных сечений для железобетонных балок, необходимо знать ряд особенностей.
Двутавровая балка с шириной стенки от 60 до 100 мм является самой практичной. Толщину стенки необходимо выбирать в зависимости от размещения арматурного каркаса, а также укладки и уплотнения бетона. У V-образных опорных элементовтолщина стенки постепенно увеличивается. Это свойство обеспечивает прочность конструкции, а также ее стойкость к образованию трещин. Для балок, имеющих длину 6 и 9 метров, может быть применено тавровое сечение.
Полезная информация! Чаще всего высота сечения ригелей в середине пролета составляет от 1/10 до 1/15 пролета. Если это двускатная балка – высота сечения в середине пролета определяется исходя из типовой высоты балки, составляющей 800 или 900 мм и уклона верхнего пояса.
Балки с различными видами сечений
Для обеспечения устойчивости при транспортировке и монтаже ширина верхней полки составляет от 1/50 до 1/6, то есть около 200 — 400 мм.
Ширину нижней полки выбирают в зависимости от прочности бетона при ее обжатии, от диаметра зажимов натяжных устройств и от длины балки, давящей на колонну.
Ширина нижней полки колеблется от 200 до 280 мм. Переход от вертикальной стенки к полкам осуществляется с помощью вутов, имеющих угол наклона 45°.
Решетчатые двускатные стропильные балки применяются при необходимости прохождения коммуникаций. Диаметр сечения таких балок составляет 200-280 мм.
- Двускатные балки изготавливают из бетона классов В25 — В40. В качестве основы используется арматурные прутья классов A-V и A-IV, канаты класса К-7 и высокопрочную проволоку класса Bp-II.
- Продольные стержни верхней полки и каркасы стенки изготавливают с помощью арматуры класса A-III.
В опорных частях ригелей устанавливают вертикально расположенные стержни и сетки, выполняющие роль дополнительной арматуры.
Железобетонная балка двускатная
При обжатии двускатных балок с двутавровым сечением в верхней полке могут образоваться многочисленные трещины. Для того, чтобы этого избежать, необходимо стропильные железобетонные балки армировать конструктивной напрягаемой арматурой в верхней части ригеля. При этом эксцентриситет усилия обжатия и растягивающее напряжение в верхней полке уменьшаются.
Нагрузка балки от собравшегося снега и собственного веса передается на опоры через ребра панелей.
Подбор как продольной, так и поперечной арматуры, расчет стойкости к возникновению прогибов и трещин производится для простого изгибаемого элемента прямоугольного, двутаврового или таврового профиля на всех стадиях работы.
Важно! При этом не стоит забывать о том, что опасное нормальнее сечение в двускатных балках отстоит на 0,35 — 0,4L от опоры, а не располагается в середине пролета. Если давящая нагрузка распределена равномерно, при уклоне верхней полки равном 1:12, опасное нормальное сечение находится на расстоянии 0,37L от опоры.
Если нагрузка на балки с параболическим криволинейным и параллельным очертанием верхнего пояса распределена равномерно, расчетное сечение будет расположено в середине пролета.
Балки из бруса.
Часто для изготовления балок используется такой материал, как клееный брус, ведь этот очень качественный материал практически не подверженный искажению при усыхании.
Конструкционный брус применяется также в несущих конструкциях. Самой прочной балкой на изгиб является брус, соотношение сторон которого составляет 7:5.
Конечно, обычное круглое бревно может выдержать гораздо большую нагрузку, чем клееный брус. Однако оно обладает значительно меньшей прочностью на изгиб.
В случае, если два рядом стоящих бруса скрепить шпонками и болтами между собой, такая конструкция приобретает свойство выдержать значительно больший вес. Если при изготовлении стропильной системы применялись слишком тонкие бруски, со временем это приведет к их изгибу и деформации всей конструкции.
При строительстве чердачных помещений и междуэтажных перекрытий применяются балки толщиной, составляющей не меньше, чем 1/24 длины этой балки.
Марки балок
Подстропильные балки и их особенности.
Подстропильные балки имеют свои особенности:
- Изготавливаются подстропильные балки с использованием пучковой арматуры только предварительно напряженными.
- Крепление балок и ферм к каркасу осуществляется с помощью болтов или сваривается стальными закладными деталями.
- Расчет подстропильной балки осуществляется по схеме однопролетной, нагруженной распределенной нагрузкой от своего веса и в середине пролета сосредоточенной силой.
- Для опор несущих конструкций покрытия балки и фермы на подстропильных конструкциях оснащены железобетонными консолями, либо стальными столиками.
- Подстропильные балки и фермы крепятся к каркасу точно так же, как основные конструкции покрытия.
Верхние пояса балок подстропильных систем развязаны непрерывным диском профилированного настила покрытия.
Итак, правильно подобрав наиболее подходящий вид стропильных и подстропильных балок, их размер и сечение при возведении того или иного типа крыш, вы обеспечите надежность и устойчивость кровли на долгие годы.
Отзывы и комментарии