Крыша

Двускатная крыша является наиболее простой и распространённой конструкцией. Такая крыша состоит из двух наклонных поверхностей - скатов, зачастую они симметричны. Каждый из скатов имеет уклон от конька к несущим наружным стенам. Фронтонные стены 2-го этажа обрезаются под двускатную крышу, образуя треугольник. См. рис. 10.1.

Рис. 10.1 Наиболее распространённые конструкции крыш в Норвегии
Рис. 10.1 Наиболее распространённые конструкции крыш в Норвегии

 

Односкатная крыша состоит только из одной наклонной поверхности. Ранее односкатные крыши использовались в основном при возведении временных зданий и сооружений, сараев и пристроек. Сейчас в Норвегии односкатные кровли часто используются при строительстве складов, гаражей и при возведении сблокированных малоэтажных домов. Согласно норвежским строительным правилам, крыши с уклоном менее 6° (1 : 10), считаются плоскими.

Вальмовые крыши являются традиционными крышами в истории норвежской архитектуры, такие крыши состоят из четырёх наклонных поверхностей, расположенных с уклоном от конька ко всем четырём наружным несущим стенам. Если длина и ширина дома одинаковые, то в таких вальмовых конструкциях крыши конька не будет, а образовавшуюся конструкцию крыши называют шатровой или пирамидальной. Достаточно широкое распространение получили полувальмовые крыши - голландские и датские.

Выбор конструкции крыши зависит вт.ч. от принятых планировочных решений, довольно часто крыши получаются сложной формы, ломанные, Г- и Т-образные, с встроенными слуховыми окнами. См. рис. 10.2. В таких кровлях наклонные поверхности смыкаются по линиям ендов, по ним устанавливаются накосные (диагональные) стропильные ноги. Опасность внутренних стыков скатов крыш заключается в том, что в них могут образовываться снеговые карманы. Спрессовавшийся в них снег весной достаточно плохо тает, а убрать его практически невозможно. Поэтому во всех местах, где высока вероятность возникновения снегового мешка ставят спаренные стропильные ноги и выполняют сплошную обрешётку.

Рис. 10.2 Крыши сложной формы с использованием накосных стропил
Рис. 10.2 Крыши сложной формы с использованием накосных стропил

 

Основные несущие конструкции, применяемые при устройстве скатных крыш

В настоящий момент, наиболее распространёнными в Норвегии конструкциями крыш являются стропильные системы наслонного типа и крыши из ферм. Как правило, стандартное межосевое расстояние между стропилами или фермами составляет 600 мм, а сечения элементов несущих конструкций подбираются индивидуально исходя из расчетной снеговой и ветровой нагрузки, наклона скатов, собственного веса стропил, прогонов, обрешетки, теплоизоляции и подшивки.

Стропильные ноги рассчитываются подобно наклонным балкам, они удерживаются в равновесии вертикальными силами в точках крепления к наружным стенам и коньковому прогону. См. рис. 10.3.

Рис. 10.3 Стропила без подкосов
Рис. 10.3 Стропила без подкосов

 

Деревянные фермы бывают решетчатой и рамной конструкции и, как правило, изготавливаются в заводских условиях. Выбором конструкции ферм и расчётом сечения элементов несущих конструкций должен заниматься квалифицированный специалист.

Решётчатая ферма состоит из верхнего и нижнего поясов, стоек и диагональных элементов (раскосов). См. рис. 10.4. Наиболее распространёнными в Норвегии являются фермы с соединениями в узлах на металлических зубчатых пластинах (МЗП), реже встречаются фермы с соединениями в узлах с помощью металлических накладок и болтов – они более трудоёмкие в сборке.

Рис. 10.4 Виды деревянных ферм
Рис. 10.4 Виды деревянных ферм

 

Форма скатных крыш не всегда определяется стропильной системой. Скаты крыш можно образовать использованием слег, опирающихся на фронтоны стен и промежуточные арки. Слега — несущий элемент крыши — балка, уложенная параллельно линии конька. См. рис. 10.5.

Слеги крепят к несущим аркам и фронтонам стен с помощью специальных металлических упоров или закрепляют в проектном положении деревянными распорками. Такие конструкции редко используются в малоэтажном каркасном домостроении, но достаточно распространены при строительстве каркасных зданий промышленного значения и в деревянном рубленом домостроении.

Рис. 10.5 Устройство бесстропильной скатной крыши
Рис. 10.5 Устройство бесстропильной скатной крыши

 

В качестве слег также можно использовать деревянные двутавровые балки, более подробно об этом можно почитать в этом руководстве: https://www.forumhouse.ru/entries/11815/

Нагрузки и воздействия

На несущую конструкцию скатных крыш прежде всего оказывают воздействие снеговая нагрузка, нагрузка от собственного веса и ветровая нагрузка. Вдобавок, нижние пояса мансардных ферм могут нести эксплуатационную нагрузку от полов мансарды и нижележащего потолка первого этажа.

В трёхстержневой деревянной ферме (треугольной арке с затяжкой) на рис. 10.6. верхний пояс работает на сжатие, а нижний - на растяжение. В узлах соединения верхнего и нижнего поясов фермы сжимающая сила, действующая по направлению стропильной ноги (под углом V), уравновешивается растягивающей силой, действующей по направлению нижнего пояса, и вертикальной сжимающей силой от местной нагрузки на несущую стену.

Рис. 10.6 Силы, действующие в узле соединения верхнего и нижнего пояса трёхстержневой фермы
Рис. 10.6 Силы, действующие в узле соединения верхнего и нижнего пояса трёхстержневой фермы

 

Мы можем обозначить эти три силы векторами (стрелками), длина стрелок будет соответствовать физической величине силы, а угол будет показывать направление действия силы.  Когда силы находятся в равновесии, они образуют силовой треугольник. Длина отвесного вектора соответствует местной нагрузке на несущую стену,(G). Длина горизонтального вектора соответствует растягивающей силе (S), действующей по направлению нижнего пояса. А гипотенуза силового треугольника соответствует сжимающей силе (T), действующей по направлению стропильной ноги. См. рис. 10.6.

Зная сумму нагрузок, воздействующих на верхний пояс фермы (снеговая нагрузка, нагрузка от собственного веса кровли и ветровая нагрузка), можно рассчитать значение сжимающей силы, действующей по направлению стропильной ноги, и значение растягивающей силы, действующей по направлению нижнего пояса.

См. пример расчёта и рис. 10.7.

Пример расчёта нагрузок, воздействующих на трёхстержневую ферму:

При ширине симметричной трёхстержневой фермы =8,0 м, расчётном шаге установки: 600 мм, наклоне крыши: 30˚, расчётной снеговой нагрузке: 4,5 кН/м² и нагрузке от собственного веса: 1,1 кН/м², нагрузка в точке опирания фермы на несущую стену (G) составит 20 кН (~2,0 тонны). См. рис. 10.6 и 10.7.

Рис. 10.7 Силовой треугольник в точке соединения верхнего и нижнего пояса плоских ферм, уклон крыши = 30°
Рис. 10.7 Силовой треугольник в точке соединения верхнего и нижнего пояса плоских ферм, уклон крыши = 30°

 

Используя тригонометрические формулы, узнаем:

1) сжимающую силу (T), действующую по направлению стропильной ноги, Т=20 кН :sin 30° = 40 кН (~4,1 тонны);

2) растягивающую силу (S), действующую по направлению нижнего пояса, S = 20 кН :tan 30° = 34,7 кН (~3,5 тонны)

В дополнение к напряжениям сжатия и растяжения, как в верхнем поясе, так и в нижнем поясе фермы присутствуют напряжения от изгиба. Чтобы уменьшить прогиб элементов фермы, нужно дополнительно установить диагональные связи (раскосы) которые будут работать на сжатие или на растяжение.

Уменьшить прогиб нижнего пояса можно, установив один или два дополнительных подкоса, работающих на растяжение. Нагрузка от этих стержней в коньковом узле, в этом случае перераспределится на стропильные ноги, и будет воздействовать на них как сжимающая сила совместно со сжимающей силой от нагрузки на кровлю. См. рис. 10.8.

Рис. 10.8 Примеры ферм простых треугольных ферм, подкосы и бабка уменьшают прогиб нижнего пояса
Рис. 10.8 Примеры ферм простых треугольных ферм, подкосы и бабка уменьшают прогиб нижнего пояса

 

В мансардных А-образных фермах прогибу нижнего пояса будет противодействовать затяжка в коньковом узле, работающая на сжатие. См. рис. 10.9.

Рис. 10.9 А-ферма (мансардная ферма) с затяжкой в коньковом узле, стойками, образующими стены мансарды и несущей внутренней стеной под нижним поясом
Рис. 10.9 А-ферма (мансардная ферма) с затяжкой в коньковом узле, стойками, образующими стены мансарды и несущей внутренней стеной под нижним поясом

 

Внутренние опорные стены мансарды в таких фермах образуются вертикальными стержнями, которые могут работать как на сжатие, так и на растяжение.
Это зависит от сечения верхнего и нижнего поясов фермы и от наличия несущей стены под нижним поясом. Вертикальный стержень опорной стены мансарды, работающий на сжатие, будет компенсировать прогиб верхнего пояса фермы и увеличивать прогиб нижнего пояса фермы.
Поэтому часто нижнему поясу таких ферм требуется дополнительная опора на внутреннюю несущую стену - в этом случае нижний пояс мансардных ферм рассчитывается на нагрузку с чердачного перекрытия, нагрузку с кровли можно не учитывать.
В W-фермах 2 раскоса исходящих из конькового узла работают на растяжение и компенсируют прогиб нижнего пояса. Оставшиеся 2 раскоса работают на сжатие и компенсируют прогиб верхнего пояса. См. рис. 10.10.

Рис. 10.10 W-образная (фахверковая) ферма с раскосами, работающими на сжатие и растяжение
Рис. 10.10 W-образная (фахверковая) ферма с раскосами, работающими на сжатие и растяжение

 

Чтобы увеличить высоту потолка в мансардном помещении – мансардные фермы делают с подъёмом относительно наружных несущих стен – См. рис. 10.11.

Рис. 10.11 Мансардная ферма с увеличенным подъёмом верхнего пояса относительно верхней обвязки наружных несущих стен
Рис. 10.11 Мансардная ферма с увеличенным подъёмом верхнего пояса относительно верхней обвязки наружных несущих стен

 

В дополнение к внутренним опорным стенам мансарды тут присутствуют дополнительные вертикальные стержни, образующие наружные опорные стены мансарды. Между внутренними и наружными опорными стенами мансарды устанавливают диагональ, обычно работающую на растяжение – этот стержень перераспределяет горизонтальную нагрузку с верхнего пояса на нижний пояс, который в свою очередь начинает работать на растяжение.

Прогиб ферм

Когда ферма будет нагружена строительными нагрузками, то она начинает прогибаться подобно балкам и стропилам. Максимально допустимый прогиб для ферм крыши с пролётом l равен l/300 (NS-EN 1995–1–1).
Речь идёт о так называемом «моментальном/постоянном прогибе», обозначаемом как Winst или Uinst в документации завода-изготовителя. При пролете 10 м, прогиб такой фермы составит 33,3 мм.
В малоэтажных жилых домах с потолками, обшитыми гипсокартоном, прогиб ферм не должен превышать 13-15 мм. Поэтому расчёт фермы должен производится для каждого индивидуального проекта по отдельности, с учётом используемых материалов отделки и планировки дома, чтобы заранее исключить появления трещин на гипсокартонном потолке или передачи нагрузки на не несущие внутренние перегородки, (особенно когда в перегородках есть большие проёмы со стеклянными дверями) и т.п.

Опирание ферм

Места опирания ферм на несущие стены должны быть отдельно промаркированы на фабричных фермах, т.к. в этих местах действуют большие силы. Если место опирания фермы по какой-то причине заводится внутрь помещения, то в такой ферме монтируется дополнительная диагональ или клин, чтобы таким образом перенаправить нагрузку с крыши на смещённую точку опоры. См. рис. 10.12 и 10.13.

Рис. 10.12 Ферма с нижним поясом, выведенным наружу. Передача нагрузки с крыши на смещённую несущую стену с помощью опорного клина
Рис. 10.12 Ферма с нижним поясом, выведенным наружу. Передача нагрузки с крыши на смещённую несущую стену с помощью опорного клина

 

Hп– отвесное расстояние от верхнего края карнизного реза до верха стропильной ноги по наружному краю каркаса несущей стены.

–  отвесное расстояние от мауэрлата до верха стропильной ноги по наружному краю каркаса несущей стены.

Рис. 10.13 Ферма с верхним поясом, выведенным наружу. Передача нагрузки с крыши на смещённую несущую стену с помощью дополнительного раскоса
Рис. 10.13 Ферма с верхним поясом, выведенным наружу. Передача нагрузки с крыши на смещённую несущую стену с помощью дополнительного раскоса

 

Между верхним поясом фермы и каркасом несущей наружной стены всегда должен быть небольшой зазор (~70 мм) для того чтобы вместить наружную обшивку стены и вент. зазор.

Чтобы избежать излома древесных волокон при опирании фермы на наружную несущую стену, нужно следить за тем, чтобы нагрузка на верхнюю обвязку стены не превышала максимально допустимых значений. Для этого рассчитывают минимально необходимую площадь опирания.

Например: у нас есть А-образные фермы без промежуточных опор с пролётом 8 м, установленные с шагом 600 мм. Угол крыши 30°, снеговая нагрузка - 4,5 кН/м². В этом случае в местах опирания фермы на верхнюю обвязку наружной стены будет действовать нагрузка~27 кН (~2,7 тонны). При толщине элементов фермы 48 мм, ширина верхней обвязки стены должна быть минимум 148 мм если используется пиломатериалы из сосны второго сорта класса прочности C 24 и для сборки ферм и для сборки каркаса стены. Если же для сборки каркаса стены будет использоваться пиломатериал из сосны третьего сорта класса прочности C 18, то ширина верхней обвязки стены должна быть минимум 173 мм.

Заказ ферм

При заказе ферм на заводе надо предоставить изготовителю информацию по ниже приведённым пунктам, см. также рис. 10.14.

  • Тип фермы
  • Тип свеса (свес выполнен верхним/нижним поясом, наличие подъёма)
  • Кол-во ферм
  • Межосевое расстояние между фермами
  • Ширина дома (пролёт).
  • Угол крыши
  • Брутто высоту и ширину мансардного помещения, высоту опорных стен мансарды
  • Ширину свеса
  • Ширину верхней обвязки наружной несущей стены
  • Зазор между верхним поясом и каркасом несущей стены
  • Максимально допустимый прогиб нижнего пояса
  • Смещённые точки опоры при наличии
  • Будет ли монтироваться внутренняя обрешётка для дополнительного утепления
  • Снеговая нагрузка, собственный вес материалов, полезная нагрузка и др. точечные нагрузки при наличии
Рис. 10.14 Параметры фермы, которые следует указать при заказе
Рис. 10.14 Параметры фермы, которые следует указать при заказе

 

Фермы должны рассчитываться на нагрузку от тяжелого кровельного покрытия (1,1 кН/м²) чтобы в последствии при замене лёгкого кровельного покрытия, например, на керамическую черепицу не возникло проблем.

Ответственность за производство и монтаж ферм

Изготовитель и поставщик ферм ответственны за то чтобы фермы соответствовали заявленным техническим характеристикам и требованиям действующей нормативной документации. Подрядчик на месте строительства несёт ответственность за правильный монтаж ферм и соблюдение инструкций по монтажу.

Монтаж ферм

Деревянные фермы можно смонтировать различными способами. Небольшие фермы одноэтажного дома можно монтировать вручную силами двух человек. Использование крана даёт возможность провести ту же работу быстрее и легче. Обязательно использовать кран в том случае, когда фермы большие и когда дом имеет больше 2-х этажей.

Далее рассмотрим коротко монтаж мансардных ферм с помощью крана. См. рис. 10.15.

Рис. 10.15 Пример монтажа мансардных ферм – фермы подымаются с помощью крана одним пакетом
Рис. 10.15 Пример монтажа мансардных ферм – фермы подымаются с помощью крана одним пакетом

 

  • До того, как начнется монтаж, необходимо наметить на мауэрлатах / верхних обвязках несущих стен все места установки ферм. Также необходимо построить леса немного ниже верхних обвязок продольных несущих стен снаружи или внутри дома.
  • Как правило, деревянные фермы поставляют в двух или трех пакетах, скрепленных стальными лентами. Пакеты ферм необходимо поднять на верхнюю обвязку несущих стен и установить так, чтобы была возможность распределить их поштучно в каждую сторону. См. рис. 10.15. Пакеты нужно надежно закрепить ветровыми связями, например, с помощью доски 36х98 к фронтонным фермам, как показано на иллюстрации. Если проектом предусмотрен монтаж обшитых фронтонных панелей, то в таком случае фронтонные панели устанавливаются в первую очередь, если таковых нет – устанавливают обычные фермы и потом обшивают.
  • После установки фронтонных ферм и проверки их положения по уровню, по карнизным свесам нужно натянуть шнур и монтировать промежуточные фермы по шнуру, чтобы обеспечить необходимую ширину свесов крыши.
  • Перед снятием металлических упаковочных лент, нужно положить на пакет ферм рейку и забить по одному гвоздю в верхний пояс каждой фермы. Затем фронтонная ферма и пакет ферм соединяются продольными монтажными рейками как показано на иллюстрации. На монтажных рейках тоже нужно разметить места установки ферм. Затем можно отсоединять от пакета фермы по одной и перемещать на места установки. Вначале нужно крепить фермы к монтажным рейкам, а затем прибить к верхним обвязкам несущих стен 2-мя гвоздями 3,4х95 (3,1х90).
  • Когда все фермы будут установлены на свои места, нужно закрепить на нижнем поясе ферм одну монтажную рейку с разметкой и еще одну монтажную рейку нужно закрепить по верхним поясам ферм.

Если же деревянные фермы крыши будут подыматься по одной, то необходимо проследить, чтобы они подымались в вертикальном положении, как показано на рис. 10.16. На иллюстрации показаны места закрепления строп для ферм пролетом до 10 м.

Рис. 10.16 Подъем деревянных ферм крыши по одной
Рис. 10.16 Подъем деревянных ферм крыши по одной

 

Установка ветровых связей

Сразу после установки деревянных ферм, поверхность крыши надо закрепить ветровыми связями. В качестве ветровых связей нужно использовать доски сечением 23х98 при шаге ферм 600 мм, при бОльшем шаге – нужно увеличить сечение. Ветровые связи прибиваются с внутренней стороны верхних поясов ферм 3-мя гвоздями 2,8х75 мм во всех точках пересечения. Стыковка ветровых связей должны выполняться с нахлестом минимум на 2 соседние фермы.

Ветровые связи с одного конца крепят у конька, с другой – как можно ближе к карнизу крыши. На виде с верху, угол установки ветровых связей должен быть равен примерно 45 градусов. См. рис. 10.17.

Рис. 10.17 Пример установки ветровых связей на крыше из деревянных ферм под 45 градусов
Рис. 10.17 Пример установки ветровых связей на крыше из деревянных ферм под 45 градусов

 

Обшивка из шпунтованной доски или фанеры придаст достаточную жесткость конструкции крыши малоэтажного дома даже без монтажа ветровых связей. Обшивка из мдвп придаст достаточную жесткость конструкции, только в случае выполнения инструкций по крепежу, которые приведены тут: https://twinstroy.ru/primenenie-plitnyh-materialov-obshivki-karkasnyh-sten/

Все внутренние поверхности мансардных ферм нужно на время сборки каркаса дома закреплять ветровыми связями. Снимать ветровые связи со стен мансарды, пола и потолка можно будет только перед началом работ по внутренней отделки, постепенно, по ходу продвижения работ.

Закрепление раскосов в деревянных фермах

В некоторых случая, для предотвращения излома, раскосы деревянной фермы тоже нужно закрепить ветровыми связями, см. рис. 10.13, например. Если есть потребность в дополнительном закрепление раскосов, то места закрепления надо заранее четко отметить на фермах еще на стадии производства. Процесс закрепления. Должен происходить согласно инструкции по монтажу. Если шаг ферм равен 600 мм,то сечение досок и количество такое же как в примерах выше. Чтобы избежать ситуации, когда все подкосы ломаются в одну сторону, ветровые связи у фронтонов должны крепиться крест-накрест в соответствии с инструкцией по монтажу.

Если замечено несоответствие размеров или типа ферм относительно проекта - нужно незамедлительно обратиться к поставщику. Ни в коем случае не позволяется изменять конструкцию ферм прямо настройке - вырезать или добавлять элементы конструкции, т.к. каждое изменение должно рассчитываться в соответствующей САПР.

Стропила

Стропила можно изготовить прямо на строительной площадке из обрезной доски класом прочности С18 - C30, клееного бруса, LVL или двутавровых балок.

Нагрузки и воздействия

В расчётах однопролетная стропильная нога рассматривается как балка, расположенная под уклоном, имеющая две точки опоры. Нагрузка с крыши, передающаяся на стропильную ногу, находится в равновесии с реакциями опор, в местах опирания стропильной ноги на коньковую балку или стену. На каждую из точек опирания приходится половина нагрузки. См. рис. 10.18 и пример расчёта ниже.

Рис. 10.18 Реакция опор стропильных ног в местах опирания на стены и коньковую балку
Рис. 10.18 Реакция опор стропильных ног в местах опирания на стены и коньковую балку

 

Чтобы стропильные ноги удерживались  в равновесии, только  вертикальными реакциями опор, нужно сделать в них врубку или прибить к ним опорный брусок. См. рис. 10.19.

Рис. 10.19 Врубка в стропильной ноге и опорный брусок
Рис. 10.19 Врубка в стропильной ноге и опорный брусок

 

И врубка, и опорный брусок должны обеспечить ровную горизонтальную поверхность опирания. Несмотря на то, что наслонные стропила имеют меньшие реакции опор, чем свободно опертые фермы, все равно нужно убедится, что площадь опирания стропильных ног соответствует действующим нормам.

Пример распределения нагрузки со стропильных ног

На каждую из стропильных ног, показанных на рис. 10.18 действует нагрузка 20 кN. Эта нагрузка распределяется поровну на каждую из точек опирания: 20/2=10 кН. Тогда на каждую из наружных несущих стен будет действовать нагрузка в 10 кН, а на коньковую балку: 10+10= 20кН. См. рис. 10.18.

Выбор сечения стропильных ног

Подобрать сечения стропильных ног можно по таблицам SINTEF Byggforsk или по таблицам поставщиков клееного бруса, LVL или деревянных двутавровых балок.

Таблицы 10.1 и 10.2 являются выдержками из технического руководства SINTEF Byggforsk №525.814. В них приводится максимальные пролеты (L) для различных сечений досок класса качества C24. Данные в этих табл.х основаны в т.ч. на следующих предпосылках:

  • Стропила – наслонные, однопролетные.
  • В конструкциях крыш с двумя прогонами, максимальное расстояние между прогоном и коньком крыши (d) не должно превышать 0,3 от пролета (L). См. рис. 10.20.
Рис. 10.20 Пролет (L), указанный в таблице по выбору сечения стропильных ног и расстояние между прогоном и коньком крыши (d)
Рис. 10.20 Пролет (L), указанный в таблице по выбору сечения стропильных ног и расстояние между прогоном и коньком крыши (d)

 

  • Нагрузка должна быть равномерно распределена по крыше
  • Расчетами предусмотрен климатический класс 1, т.е. крыша с вентилируемым чердаком над отапливаемым помещением. Конструкции неотапливаемых зданий нужно рассчитывать отдельно.
  • Собственный вес конструкции крыши 1,0 кН/м², т.е. можно использовать кровельное покрытие из керамической черепицы или более легкие.
  • Снеговая нагрузка рассчитана с коэффициентом 0.8, т.е. для крыши со снегозадержателями.
  • Проекция свесов крыши – максимум 0,5 м.
  • Стропильные ноги в местах опирания должны быть надежно закреплены от опрокидывания и должны быть выполнены в соответствии с конструкционными узлами.

Табл. 10.1 Максимальный пролет (м) для стропильных ног класса качества C24. Уклон крыши 0-30°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 1,0 кН/м²

Табл. 10.1 Максимальный пролет (м) для стропильных ног класса качества C24. Уклон крыши 0-30°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 1,0 кН/м²
(Техническое руководство от Sintef Byggforsk № 525.814 – Табл. 21c)

Табл. 10.2 Максимальный пролет (м) для стропильных ног класса качества C24. Уклон крыши 31-45°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 1,0 кН/м²

Табл. 10.2 Максимальный пролет (м) для стропильных ног класса качества C24. Уклон крыши 31-45°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 1,0 кН/м²
(Byggforskserien 525.814 – Табл. 21d)

 

Таблицы 10.3–10.8 являются выдержками из инструкций поставщика клееных балок и LVL - компании Moelven Limtre AS. На эти таблицы распространяются те же предпосылки, что и для таблиц 10.1 и 10.2, но с некоторыми исключениями:

  • Максимальная проекция свесов крыши - L/7, где L–длина пролета.
  • Собственный вес конструкции крыши 0,95 кН/м² (тяжелое кровельное покрытие).

Табл. 10.3 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из клееного бруса класса качества GL22c. Уклон крыши 0-30°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.3 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из клееного бруса класса качества GL22c. Уклон крыши 0-30°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.4 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из клееного бруса класса качества GL22c. Уклон крыши 31-45°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.4 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из клееного бруса класса качества GL22c. Уклон крыши 31-45°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.5 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из клееного бруса класса качества GL28c. Уклон крыши 0-30°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.5Максимальный пролет (м) для стропильных ног из клееного бруса класса качества GL28c. Уклон крыши 0-30°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.6 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из клееного бруса класса качества GL28c. Уклон крыши 31-45°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.6Максимальный пролет (м) для стропильных ног из клееного бруса класса качества GL28c. Уклон крыши 31-45°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.7 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из LVL(Kerto-S). Уклон крыши 0-30°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.7 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из LVL(Kerto-S). Уклон крыши 0-30°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.8 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из LVL(Kerto-S). Уклон крыши 31-45°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Табл. 10.8 Максимальный пролет (м) для стропильных ног из LVL(Kerto-S). Уклон крыши 31-45°. Шаг стропил: 600 мм. Собственный вес конструкции крыши: 0,95 кН/м²

Прогиб стропильных ног

Максимальный прогиб, предусмотренный таблицами 10.1 и 10.2 не должен превышать 1/200 от длины стропильной ноги между двумя точками опирания.
В таблицах 10.3–10.8 предусмотрен максимальный прогиб 1/200 для наиболее распространённых нагрузок.

Для примера, прогиб 1/300 для стропильной ноги длиной 4500 мм составит 15 мм (4500/300). Если расчётом предусмотрен прогиб 1/200, то данная стропильная нога будет прогибаться на 22,5 мм (4500/200).Поэтому заранее нужно хорошо подумать какая величина прогиба будет приемлема в каждом конкретном случае.
Наиболее решающим фактором является внутренняя отделка потолков. Во многих строениях прогиб стропильных ног на 25-35 мм не имеет вообще никакого значения.
Но в жилых домах и строениях с обшитыми потолками максимальный прогиб стропил не должен превышать 13-15 мм. Данное условие необходимо, чтобы избежать трещин на стыках плитной обшивки и передачи нагрузок на перегородки.
Нужно помнить, что большие пролеты могут привести к неприемлемо большим прогибам стропильных ног. Например, при пролете 4800 мм и уклоне крыши 35°, длина стропильной ноги будет равна 5860 мм (4800/cos35°). Прогиб 1/200 составит тогда целых 29,3 мм (5860/200). Во многих случаях такой прогиб будет неприемлемым, тогда нужно будет заказать отдельный расчёт.

Опирание стропильных ног на наружные стены

Зачастую стропильные ноги опираются на наружные стены с помощью врубки.Несмотря на то, что минимальная длина горизонтального катета врубки составляет всего 45 мм, на практике его делают длиной 80-100 мм. Глубина врубки при этом не должна превышать 1/3 от ширины стропильной ноги. См. рис. 10.21.

Рис. 10.21 Врубка в стропильной ноге вместе опирания на наружную стену
Рис. 10.21 Врубка в стропильной ноге вместе опирания на наружную стену

 

Если свесы крыши шире 0,5 м, то глубина врубки не должна превышать 1/4 от ширины стропильной ноги. Самое лучшее решение для широких свесов крыши - использовать опорный брусок, таким образом стропильная нога по всей длине остаётся целой. См. рис. 10.19.

Опорный брусок в месте опирания стропильных ног на наружную стену прибивается точно также, как и при опирании стропильной ноги на прогон крыши. См. табл. 10.9.  Также стропильные ноги в каждой точке опирания на обвязку наружных стен должны крепиться косым боем 2-мя гвоздями 3,4х95 или 3-мя 3,1х90.

 

Чтобы избежать опрокидывания стропильных ног и предоставить твердое основание для закрепления ветрозащиты, рекомендуется установить распорки между стропильные ногами вдоль несущих наружных стен. Чем шире стропильная нога и чем длиннее пролет, тем выше вероятность опрокидывания.

Опирание стропильных ног на прогоны с использованием врубки

В коньковом узле врубка находится на самом краю торца стропильной ноги, это может привести к тому, что под нагрузкой стропильная нога расколется вдоль волокон и надлежащее опирание не будет обеспечено. Поэтому надежнее скреплять стропильные ноги с обоих сторон деревянными накладками, что позволит усилить стропильные ноги и увеличить площадь опирания. См. рис. 10.22. Накладки можно изготовить из доски толщиной мин. 23 мм или из фанеры толщиной 15 мм.

Рис. 10.22 Соединение стропильных ног в коньковом узле
Рис. 10.22 Соединение стропильных ног в коньковом узле

 

Накладки из доски или фанерыкрепятся к каждой стропильной ноге на 4-6 гвоздей 2,8х65 мм. Кол-во гвоздей увеличивается пропорционально уклону крыши.

Также стропильные ноги в каждой точке опирания прогон должны крепиться косым боем 2-мя гвоздями 3,4х95 или 3,1х90. Гвозди должны забиваться наискось по направлению к углу прогона, так чтобы не расколоть врубку.

Опирание стропильных ног на прогоны с использованием опорного бруска

Это наиболее простой способ, т.к. он не требует вырезания врубок в стропильных ногах. Вдобавок, этот способ не ослабляет сечение стропильных ног. Так же, как и в ситуации с врубкой, в месте опирания, вдоль стропильной ноги будет действовать сила, одна из составляющих реакции опоры. Чем больше уклон крыши, тем больше перерезывающая нагрузка на гвозди или шурупы, крепящие опорный брусок к стропильной ноге. См. рис. 10.23.

Рис. 10.23 Опирание стропильных ног на прогоны с использованием опорного бруска– см. также табл. 10.4
Рис. 10.23 Опирание стропильных ног на прогоны с использованием опорного бруска– см. также табл. 10.4

 

При использовании гвоздей или сантехнических саморезов, опорный брусок изготавливают из бруска толщиной 48 мм такой же ширины, как стропильные ноги. Если же проектом предусмотрено использование специальных конструкционных саморезов с двойной резьбой, то нужно использовать опорный брусок толщиной 73 мм. В табл. 10.9 указано необходимое количество гвоздей или шурупов для крепления опорного бруска к стропильной ноге, при этом обратите внимание на минимальные отступы от торцов бруска. В коньке обе стропильные ноги нужно соединять накладками, также, как и при использовании врубки. См. рис. 10.22.

Табл. 10.9 Количество гвоздей или шурупов (n) для крепления опорного бруска к стропильной ноге в месте опирания стропильной ноги на прогон. Толщина опорного бруска - 48 мм, шаг стропил - 600 мм, класс прочности - мин. C18. Нагрузка от собственного веса кровельного покрытия - 1,1 кН/м². Пролет (L)(межосевое расстояние между несущей наружной стеной и прогоном) - макс. 3 м. Межосевое расстояние между прогоном и коньком крыши - макс. 0,3 L. См. также рис. 10.20 и 10.23

Табл. 10.9 Количество гвоздей или шурупов (n) для крепления опорного бруска к стропильной ноге в месте опирания стропильной ноги на прогон
Табл. 10.9

 

*) При использовании специальных конструкционных саморезов с двойной резьбой-  нужно использовать опорный брусок толщиной 73 мм, см. рис. 10.23

Пример расчета крепления опорного бруска к стропильной ноге

Дано:

Двускатная крыша с покрытая керамической черепицей.

Ширина дома по осям несущих наружных стен - 7,2 м.

Крыша опирается на 2 прогона, симметрично расположенных у конька. Межосевое расстояние между прогонами - 1,4 м.

Расчетная снеговая нагрузка - 3,5 кН/м². Угол крыши - 32°.

Необходимо рассчитать крепеж опорных брусков к стропильных ногам в месте опирания на прогоны крыши.

 

Решение:

Проверим предпосылки, указанные в табл. 10.9:

  • Пролет (L)(межосевое расстояние между несущей наружной стеной и прогоном) - макс. 3 м. У нас: L=7,2/2 - 1,4/2 = 3,6 - 0,7 = 2,9 м. 2,9 м < 3,0 м. Условие выполнено.
  • Межосевое расстояние между прогоном и коньком крыши (d) - макс. 0,3 L. У нас: d= 1,4/2 = 0,7 м. 0,3х2,9 м = 0,87 м. 0,7 м < 0,87 м Условие выполнено.

Мы будем использовать опорные бруски 48х48 с креплением к стропильной ноге сантехническими (желтыми) саморезами 6х100. По таблице 10.9 мы видим, что нужно использовать по 7 шурупов для того чтобы надежно закрепить каждый опорный брусок.

На рис. 10.23 указаны минимальные расстояния от торцов опорного бруска до шурупов и рекомендуемый шаг шурупов. Исходя из этого минимальная длина опорного бруска от торца до центра опорной плоскости будет 738 мм (15х6 +7х14х6 + 10х6).

Раскладка стропильных ног и ферм крыши

Как правило, стропильные ноги и фермы крыши размещают с тем же шагом, что и нижележащие стойки стен, т.е. соосно. При использовании двойной верхней обвязки несущих наружных стен, допускается смещать стропильные ноги и фермы в пределах 150 мм от осей нижележащих стоек стен.

У дымоходов, вентиляционных каналов и т.п. иногда приходится устанавливать дополнительные стропильные ноги или ферму, когда они мешают расположить их с регулярным шагом. Если проектом предусмотрены открытые свесы стропильных ног (без подшивки снизу), то к нижней поперечной балке проёма крепят кобылку, как показано на рис.10.24, а свесы ферм, установленных с нерегулярным шагом - подрезают. Таким образом можно сформировать красивый открытый свес крыши.

Рис. 10.24 Проход дымохода через конструкцию крыши
Рис. 10.24 Проход дымохода через конструкцию крыши

 

Устройство проёмов в конструкции крыши

В наслонных стропильных системах иногда бывает необходимость сделать проёмы для слуховых окон. Проёмы в конструкции крыши делают подобно проёмам перекрытия. Основные составляющие проёма, см. рис. 10.25 и 10.26:

  • Целые стропильные ноги (иногда сдвоенные) по бокам проёма, берущие на себя нагрузку с той части крыши, где устроен проём.
  • Укороченные стропильные ноги - стропильные ноги, обрезанные проёмом.
  • Поперечные балки (стрингеры), воспринимающие нагрузку с укороченных стропильных ног и передающие ее на боковые стропильные ноги
Рис. 10.25 Распределение нагрузки с крыши на поперечные балки (стрингеры)
Рис. 10.25 Распределение нагрузки с крыши на поперечные балки (стрингеры)
Рис. 10.26 Передача нагрузки с поперечных балок на стропильные ноги по бокам проёма
Рис. 10.26 Передача нагрузки с поперечных балок на стропильные ноги по бокам проёма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Укороченные стропильные ноги располагаются снизу или сверху поперечных балок. Если пролет укороченных стропил меньше 2,5 м, то их можно прибивать к поперечным балкам гвоздями, см. табл. 10.10. Обычно используются гвозди 3,4х95 или 3,1х90.
Также необходимо выдерживать минимальные расстояния между гвоздями и от торца стропильной ноги, чтобы не возникали трещины.

Табл. 10.10 Количество гвоздей, необходимых для закрепления укороченных стропильных ног к поперечным балкам проёма в крыше. Шаг стропил - 600 мм, макс. пролет - 2,5 м, класс прочности - мин. C18. Нагрузка от собственного веса кровельного покрытия - 1,1 кН/м².

Табл. 10.10 Количество гвоздей, необходимых для закрепления укороченных стропильных ног к поперечным балкам проёма в крыше

Поперечные балки имеют ширину грузовой площади в 2 раза меньшую, чем пролет укороченных стропил. См. рис. 10.25.
Если проём находится слишком близко к коньковой балке или слишком близко к карнизу крыши, то нагрузка на поперечные балки распределится неравномерно.

Табл. 10.11 помогает подобрать толщину стропил по бокам проёма и толщину поперечных балок.

Табл. 10.11 Увеличение толщины стропил по бокам проёма и толщины поперечных балок относительно  толщины рядовых стропильных ног.

Шаг стропил - 600 мм, макс. пролет - 4, м. Класс прочности стропильных ног по бокам проёма и поперечных балок - мин. C24. Нагрузка от собственного веса кровельного покрытия - 1,1 кН/м².

Табл. 10.11 Увеличение толщины стропил по бокам проёма и толщины поперечных балок относительно толщины рядовых стропильных ног

Если конструкция проёма в крыше содержит только 1 укороченную стропильную ногу, то поперечную балку можно крепить к стропильным ногам по бокам проёма просто гвоздями, кол-во гвоздей должно быть не меньше половины от количества, указанного для укороченных стропил в табл. 10.10.

Когда конструкция проёма в крыше содержит 2 и более укороченных стропильных ног (т.е. ширина проёма ≥1800 мм) необходимо использовать для крепления поперечных балок балочные башмаки. Для балочных башмаков нужно использовать гвозди 4,0х40.
Кол-во гвоздей, которым крепится каждый башмак к стропильным ногам по бокам проёма должно быть в 4 раза больше количества укороченных стропильных ног.

Стропильные ноги по бокам проёма в крыше воспринимают дополнительную нагрузку от поперечных балок проёма как показано на рис. 10.26.
Величина дополнительной нагрузки зависит от ширины проёма или другими словами от количества укороченных стропильных ног, расположенных с шагом 600 мм.
В табл. 10.11 даются упрощенные правила по увеличению сечения стропильных ног по бокам проёма и увеличение толщины поперечных балок.

Если потребуется использовать сдвоенные стропильные ноги или строенные поперечные балки, то все составные части нужно хорошо сбить между собой двумя гвоздями с шагом 500 мм.

Проёмы в крыше из мансардных А-образных ферм

Во всех фермах нагрузка с крыши создает силу сжатия в верхнем поясе и силу растяжения в нижнем поясе. Если нужно сделать проём в конструкции крыши, то нужно устранить силы сжатия и растяжения ещё до разрезания поясов.

В А-образных мансардных фермах силы сжатия и растяжения убираются из поясов фермы благодаря установке разгрузочной коньковой балки. См. рис. 10.27 и 10.28.

Рис. 10.27 Проём в крыше с разрезанием верхнего пояса мансардных ферм и установкой разгрузочной коньковой балки
Рис. 10.27 Проём в крыше с разрезанием верхнего пояса мансардных ферм и установкой разгрузочной коньковой балки

 

Верхние пояса разрезанных ферм будут работать также, как и наслонные стропила, а нижние пояса как обычные балки перекрытия. В данном случае тоже можно пользоваться табл. 10.10 и 10.11 для выбора сечений поперечных балок и крепежа.

Рис. 10.28 Проём в крыше с разрезанием нижнего пояса мансардных ферм и установкой разгрузочной коньковой балки.
Рис. 10.28 Проём в крыше с разрезанием нижнего пояса мансардных ферм и установкой разгрузочной коньковой балки

 

Разгрузочная коньковая балка подвешивается на целых сдвоенных (а иногда строенных) А-образных мансардных фермах с обеих сторон проёма.
Иногда используются одинарные фермы с усиленным нижним поясом.
В конструкции данных ферм еще на стадии производства закладываются вертикальные стойки между верхними поясами и затяжкой как показано на рис. рис. 10.29.

Рис. 10.29 Конструкция конькового узла мансардных ферм, устанавливаемых по обе стороны проёма должна обеспечить надежное закрепление разгрузочной коньковой балки в проектном положении
Рис. 10.29 Конструкция конькового узла мансардных ферм, устанавливаемых по обе стороны проёма должна обеспечить надежное закрепление разгрузочной коньковой балки в проектном положении

 

В некоторых случаях установка разгрузочной коньковой балки не требуется, например, когда нужно разрезать только нижний пояс А-образных мансардных ферм. В этом случае по обе стороны проёма точно так же устанавливают строенные мансардные фермы, а растяжение с нижних поясов разрезанных ферм снимают с помощью двух балок, защемленных плашмя, непосредственно за стойками мансардных стен, образующих стены мансардного этажа.

В этом случае нижние пояса разрезанных мансардных ферм не подвешиваются к разгрузочным балкам, а упираются в них в горизонтальной плоскости – передавая нагрузку через опорные стойки мансардных ферм. Разгрузочные балки, в свою очередь, передают нагрузку растяжения на упоры, прибитые к нижнему поясу сдвоенных или строенных мансардных ферм, расположенных по обе стороны проёма. А с упоров эта нагрузка передается дальше на несущие наружные стены. См. рис. 10.30.

Разгрузочные балки, упоры и их крепление рассчитываются заранее, на стадии проектирования и поставляются в готовом виде с завода. Самостоятельно вносить изменения в конструкцию крыши из ферм, "на глаз" рассчитывать сечения разгрузочных балок не рекомендуется. Без необходимых знаний и опыта шансов спонтанно сделать все правильно – ненамного больше чем выиграть в лотерею.

Рис. 10.30 Устройство проёма в нижнем поясе мансардных ферм с помощью разгрузочных балок, устанавливаемых плашмя
Рис. 10.30 Устройство проёма в нижнем поясе мансардных ферм с помощью разгрузочных балок, устанавливаемых плашмя

 

Фронтонные стены

Если проектом предусмотрен жилой мансардный этаж, то фронтонные стены мансардного этажа будут продолжением нижележащих несущих наружных стен.
Мансардные фермы в таком случае располагают с внутренней стороны фронтонных стен как показано на рис. 10.31 (3).
Если же чердак будет нежилым, то допустимо монтировать W-образные фермы по внешнему контуру каркаса нижележащих наружных стен, предварительно набив на них закладные бруски для крепления ветрозащитной мембраны и монтажа реек вент. зазора под горизонтальную наружную обшивку - на рис. 10.31 (1).

Рис. 10.31 Пример устройства фронтонных стен для крыш с нежилым чердаком и с жилой мансардой
Рис. 10.31 Пример устройства фронтонных стен для крыш с нежилым чердаком и с жилой мансардой

 

Нагрузка с коньковых балок, опирающихся на фронтонные стены, должна через опору в мансардной фронтонной стене передаваться дальше на опору в нижележащей несущей стене и прямо на фундамент, как показано на рис. 10.32.
Если же под опорой мансардной фронтонной стены этажом ниже находится дверь, окно или др. проём - перемычку проёма нужно заранее рассчитывать с учетом дополнительной нагрузки.

Рис. 10.32 Фронтонная стена мансардного этажа, воспринимающая нагрузку с коньковой балки
Рис. 10.32 Фронтонная стена мансардного этажа, воспринимающая нагрузку с коньковой балки

 

Панели фронтонных свесов крыши

Фронтонные свесы крыши, также, как и треугольники фронтонных стен мансарды, желательно монтировать готовыми - с заранее смонтированной ветрозащитой, закладными деталями, обшивкой, необходимыми отверстиями и т.д., потому что эти работы на высоте займут намного больше времени и сил.См. рис. 10.34. Легкие панели шириной до 300 мм допустимо прибивать к выпускам обрешетки и фиксировать конструкционными шурупами к верхней обвязке фронтонной стены (на время монтажа в этом случае понадобятся временные подкосы). Более широкие панели фронтонных свесов надо опирать на выпуски прогонов крыши или крепить к консольным балкам фронтонных свесов.

Рис. 10.34 Монтаж готовой панели фронтонного свеса крыши
Рис. 10.34 Монтаж готовой панели фронтонного свеса крыши

 

Перед подъёмом панелей фронтонных свесов крыши, нужно вначале смонтировать фронтонные стены мансарды, надежно закрепить их к нижележащим несущим стенам и к фронтонным стропильным ногам изнутри помещения. Фронтонные стропильные ноги в свою очередь должны быть надежно закреплены ветровыми связями к остальной конструкции крыши.

Обшивка панельных фронтонных стен должна быть прибита так, чтобы отступ досок наружной обшивки, предназначенный для проклейки ветрозащиты и установки стальных перфорированных лент анкеровки, легко закрывался двумя-тремя целыми досками обшивки. См. рис. 10.33.

Рис. 10.33 Стык треугольника фронтонной стены мансарды с нижележащей несущей стеной
Рис. 10.33 Стык треугольника фронтонной стены мансарды с нижележащей несущей стеной

 

Анкеровка крыши

Анкеровка конструкция крыши - последний этап в анкеровке строения. Про анкеровку лежней к фундаменту, перекрытия и стен я писал раньше. Принцип анкеровки конструкции крыши в целом тот же, что и при анкеровке стен. См. рис. 10.35.

Рис. 10.35 Анкеровка каркасного дома - от фундамента до крыши
Рис. 10.35 Анкеровка каркасного дома - от фундамента до крыши

 

Анкеровка конструкциям крыши нужна для противостояния отрицательным вертикальным нагрузкам - ветровому отсосу, подъёму конструкции крыши сильным ветром. Наибольшую подъёмную силу ветра испытывают продольные (карнизные) свесы крыши, особенно углы. Наибольшее влияние на выбор анкеровки оказывает месторасположение строения и угол крыши.

Для расчета соединений на рис. 10.36 можно воспользоваться средними значениями расстояния между элементами анкеровки, приведенными в табл. 10.12.
Табличные значения предусматривают что продольные свесы крыши не превышают по ширине 0,5 м, а фронтонные свесы крыши не превышают по ширине 1 м.

Рис. 10.36 Пример анкеровки крыши из ферм и стропил. См. табл. 10.12 для выбора анкеровки
Рис. 10.36 Пример анкеровки крыши из ферм и стропил. См. табл. 10.12 для выбора анкеровки

 

Табл. 10.12 Выбор крепежа для анкеровки крыши в зависимости от шага установки элементов анкеровки. Таблицу можно использовать только для анкеровки малоэтажных домов (1-2 этажа), шириной до 9 м.

Табл. 10.12 Выбор крепежа для анкеровки крыши в зависимости от шага установки элементов анкеровки. Таблицу можно использовать только для анкеровки малоэтажных домов (1-2 этажа), шириной до 9 м.

(Таблица составлена по строительному руководству от SINTEFByggforsk№520.241)

Табл. 10.12 предназначена для расчета анкеровки продольных свесов крыши.
Анкеровка производится металлическими перфорированными лентами 2,0х25 мм с каждой стороны стропильной ноги и ершеными гвоздями 4,0х40 мм. Этот способ наиболее удобен для анкеровки конструкции крыши к фабричным стеновым панелям, потому что дает возможность выполнить анкеровку с внутренней стороны сразу после завершения монтажа кровельного покрытия. Металлические перфорированные ленты вставляют в пропилы в верхней обвязке стены глубиной 40 мм, так чтобы расстояние между гвоздями и краем стойки стены было ≥ 20 мм.Кол-во гвоздей указано для обеих сторон с каждого конца анкеровочной ленты.

Например, для анкеровки несущей способностью до 7,0 кН необходимо использовать 6 гвоздей с каждого конца анкеровочной ленты. При использовании двух анкеровочных лент с каждой стороны стропильной ноги, надо будет забить по 3 гвоздя с каждой стороны в стропильную ногу и по 3 гвоздя в стойку под верхней обвязкой стены. В сумме - по 6 гвоздей с каждого конца анкеровочных лент. При использовании вилочного кроншейна, надо забить 6 гвоздей внизу в стойку и по 3 гвоздя вверху с каждой стороны в стропильную ногу.

При монтаже вилочных кронштейнов или креплений типа LK снаружи, по ветрозащитным плитам обшивки каркасных стен, нужно использовать более длинные гвозди - 4,0х60 мм.

По фронтонным стенам анкеровка крыши обеспечивается креплением фронтонных стропильных ног к стойкам фронтонных стен если они устанавливаются изнутри помещения. Если же фронтонные стропильные ноги устанавливаются на верхнюю обвязку фронтонных стен, то анкеровка в этом случае обеспечивается креплением к ветрозащитным плитам и рейкам вент. зазора.

Пример расчета анкеровки конструкции крыши

Дано:

Двухэтажный дом построен на открытой местности, недалеко от берега моря - скорость ветра 40 м/сек. Угол крыши 35°, шаг стропил 0,6 м. Ширина дома ≤ 9м. Длина дома 13 м. Проектом предусмотрена анкеровка крыши стальными перфорированными лентами 2,0х25 мм и ершеными гвоздями 4,0х40 мм как показано на рис. 10.36.

Решение:

В таблице 10.12 мы можем выбрать макс. несущую способность анкеровки 4,5 кН, 7,0кН или 10,0 кН в зависимости от кол-ва используемых гвоздей с каждого конца анкеровочных лент: 4, 6 или 8 шт. соответственно. Мы выбираем использовать по 6 гвоздей с каждого конца анкеровочных лент, в этом случае среднее расстояние между элементами анкеровки составит 2,5 м.
Для продольной стены длиной 13 м в этом случае нужно будет заанкеровать обе фронтонные стропильные ноги и еще 5 стропильных ног между ними, располагая элементы анкеровки как можно равномернее.

Конструкция вальмовых и ендовых крыш

При проектировании и строительстве крыш используют планы – проекции скатов крыши на плоскость. На планах пересечения скатов крыши обозначаются линиями, проходящими поверху стропил.См. рис. 10.37.

Рис. 10.37 План крыши – основные линии на плане крыши
Рис. 10.37 План крыши – основные линии на плане крыши

 

Коньковая линия, линия обреза кровли и наружная грань стены обычно находятся в горизонтальной плоскости в большинстве конструкций крыши, в то время как вальмовые хребты и ендовы всегда расположены под уклоном от коньковой линии до основания крыши.

Если все скаты крыши расположены под одним и тем же уклоном, то вальмовые хребты крыши и ендовы будут расположены на плане (в горизонтальной проекции)под в 2 раза меньшим углом, чем линии обреза кровли пересекающихся скатов. Например, если угол пересечения крыш с одинаковым уклоном составляет 90°, то вальмовые хребты и ендовы на плане будут расположены под углом 45° - см. рис. 10.38.

Рис. 10.38 Вальмовые хребты и ендовы крыши при пересечении скатов крыш с одинаковым уклоном
Рис. 10.38 Вальмовые хребты и ендовы крыши при пересечении скатов крыш с одинаковым уклоном

 

В вальмовых крышах, где у всех скатов крыши одинаковый угол, расстояние от наружной грани стены до линии конька будет равно половине ширины дома: (b/2).

Стропильная система вальмовых крыш

Вальмой называют треугольный скат вальмовой крыши, который располагается с фронтонной стороны здания и пролегает от конька до карниза.

Накосные стропильные ноги в вальмовой конструкции крыши располагаются сверху, вдоль вальмового хребта. Сверху накосные стропильные ноги опираются на один или два прогона крыши с помощью косых врубок, а снизу на угол, образованный наружными несущими стенами, с помощью врубок или опорных брусков. С верхней поверхности вальмовых хребтов снимают фаски под уклоном наружу в обе стороны. См. рис. 10.39.

Рис. 10.39 Стропильная конструкция вальмовых крыш, опирание накосной стропильной ноги на коньковую балку
Рис. 10.39 Стропильная конструкция вальмовых крыш, опирание накосной стропильной ноги на коньковую балку

 

Последние цельные стропильные ноги на продольных скатах крыши (по соседству с вальмой)называются опорными стропильными ногами, потому что в них упираются накосные стропильные ноги. Если все скаты вальмовой крыши расположены с одинаковым уклоном, то расстояние от опорной стропильной ноги на продольной стороне дома до наружной поверхности каркаса фронтонной стены будет равно половине ширины дома: (b/2). Прогоны крыши должны выступать за опорные стропильные ноги чтобы обеспечить полноценное опирание для накосных стропильных ног.

Укороченные стропильные ноги, опирающиеся на накосную стропильную ногу, называются нарожниками. Они подрезаются под углом так, чтобы обеспечить плотное прилегание к боковой поверхности накосных стропильных ног. Нарожники крепятся к накосным стропильным ногам согласно табл. 10.13.

Табл. 10.13 Количество гвоздей / шурупов для крепления нарожников к накосной стропильной ноге.

Табл. 10.13 Количество гвоздей / шурупов для крепления нарожников к накосной стропильной ноге

Шаг нарожников - 600 мм, макс. пролет – 2,5, м, класс прочности - мин. C18.

Нагрузка от собственного веса кровельного покрытия - 1,1 кН/м².

Нарожники желательно располагать так, чтобы центр вальмы приходился посередине между двух стропил, см. рис. 10.40.

Есть 2 основных способа расположения нарожников на продольном скате крыши:

  • Симметрично нарожникам вальмы - в этом случае они будут одинаковой длины. Расстояние между последним нарожником и опорной стропильной ногой на продольном скате получится меньше расчетного шага. См. рис. 10.40, вариант справа.
  • С заданным стандартным шагом. Нарожники вальмы и продольного ската в этом случае будут разной длины и расположены со смещением. См. рис. 10.40, вариант слева.
Рис. 10.40 Расположение нарожников на вальме и продольном скате
Рис. 10.40 Расположение нарожников на вальме и продольном скате

 

Все наружные стены дома под вальмовой крышей являются несущими, поэтому важно чтобы стойки стеновых каркасов были расположены соосно стропильным ногам. Поэтому при проектировании желательно вначале оформить план раскладки стропил, а уже потом заниматься оформлением разверток каркасных стен, чтобы учесть окончательное месторасположение стропильных ног. Альтернативный вариант – встроить ригель в каркас наружных несущих стен под верхней обвязкой, благодаря ему нагрузка со стропильных ног будет распределятся на близлежащие стойки.

Вальмовые крыши из ферм

В стропильной конструкции вальмовых крыш, нарожники опирались на накосные стропильные ноги. А в вальмовых крышах, состоящих из W-образных ферм, вальмовая часть конструкции крыши опирается на специальные фахверковые фермы, т.н. вальмовые фермы. См. рис. 10.41.

Рис. 10.41 Конструкция вальмовой крыши из ферм
Рис. 10.41 Конструкция вальмовой крыши из ферм

 

Обычно на расстоянии ~ 2 м от внешнего края фронтонной стены на продольные наружные несущие стены устанавливают сдвоенные или строенные вальмовые фермы, которые будут воспринимать бОльшую часть нагрузки с вальмы. Между ними и ближайшей целой двускатной треугольной фермой основной части кровли можно поставить еще 1-2 промежуточные одинарные вальмовые фермы, которые либо сразу производятся нужной высоты, либо наращиваются на строительной площадке.

Конструкция вальмовой крыши между фронтонной стеной и сдвоенными/строенными вальмовыми фермами выполняется с помощью готовых подъемных полуферм. Все работы по производству и монтажу ферм должны проводится в соответствии с проектом.

Т.к. бОльшая часть нагрузки с вальмовой крыши воспринимается сдвоенными/строенными вальмовыми фермами, то под ними нужно заранее смонтировать сдвоенные/строенные стойки в каркасах наружных несущих стен. Нижележащие перекрытия также должны быть усилены в этих местах для непрерывной передачи нагрузки с крыши на фундамент.

Верхние пояса длинных сдвоенных/строенных вальмовых ферм будут сильно нагружены, и подвержены продольному изгибу, что приведет к потере устойчивости вальмовых ферм. Чтобы избежать этого, необходимо их надежно зафиксировать ветровыми связями к соседним одинарным вальмовым фермам, согласно инструкции производителя ферм. Обычно для этих целей используют доску 23х98, расположенную с шагом 600 мм. Ветровые связи крепятся к верхним поясам вальмовых ферм на 3 гвоздя 2,8х75, как показано на рис. 10.41 снизу.

Стропильная система ендовой крыши

В стропильной конструкции ендовой крыши нагрузки с крыши передаются на накосное стропило, установленное вдоль линии ендовы. Сверху накосное стропило опирается на прогон крыши, а снизу на внутренний угол, образованный наружными несущими стенами. Опирание выполняется с помощью врубок или опорных брусков. См. рис. 10.42.

Рис. 10.42 Стропильная конструкция ендовых крыш. Если все скаты ендовой крыши расположены с одинаковым уклоном, то горизонтальная проекция расстояния от наружной грани стены до точки пересечения конька пристраиваемой крыши со скатом основной крыши будет равна b/2
Рис. 10.42 Стропильная конструкция ендовых крыш. Если все скаты ендовой крыши расположены с одинаковым уклоном, то горизонтальная проекция расстояния от наружной грани стены до точки пересечения конька пристраиваемой крыши со скатом основной крыши будет равна b/2

 

Нарожники ендовых крыш монтируют чуть выше накосных стропильных ног ендовы, используя упорный зуб, который норвежские плотники называют kinnsmig (kinnsmyg). Удлинения нарожников при этом должны доходить до линии ендовы - середины накосной стропильной ноги ендовы как показано на рис. 10.43. Нарожники крепятся к накосным стропильным ногам ендовы тоже согласно табл. 10.13.

Рис. 10.43 Монтаж нарожников ендовой крыши с небольшим подъёмом с помощьюупорного зуба типа kinnsmig (kinnsmyg)
Рис. 10.43 Монтаж нарожников ендовой крыши с небольшим подъёмом с помощьюупорного зуба типа kinnsmig (kinnsmyg)

 

Ендовая крыша из ферм

Если проектом предусмотрено строительство крыши из ферм, то ендовую часть конструкции крыши можно выполнить двумя способами:

  • опереть на продольной скат основной крыши дома опорные доски ендовы, а на них – нарожники пристраиваемой крыши, см. рис. 10.44.
  • использовать фермы, формирующие ендову, см. рис. 10.45.
Рис. 10.44 Конструкция ендовы с опорными досками и нарожниками
Рис. 10.44 Конструкция ендовы с опорными досками и нарожниками

 

Рис. 10.45 Формирование ендовы с помощью ферм
Рис. 10.45 Формирование ендовы с помощью ферм

 

Фермы, формирующие ендовую крышу, устанавливаются на фермы продольного ската основной крыши дома с упором на опорные бруски (36х48), которые крепят к верхним поясам ферм основной крыши дома на 4 гвоздя 3,4х95 или 6 гвоздей 3,1х90 мм.

Обе конструкции показанные на рис. 10.44 и 10.45 могут использоваться и в крышах состоящих из наслонных стропил, если проект позволяет продлить продольный скат основной крыши под ендовую часть крыши.

Выбор сечения накосных стропильных ног в вальмовых и ендовых крышах

Накосные стропильные ноги обычно перекрывают пролеты в ~ 1,4 раза превышающие пролет основных стропильных ног в конструкции крыши. К тому же у накосных стропильных ног больше грузовая площадь. Это означает что накосные стропильные ноги вальмовых и ендовых крыш должны быть бОльшего сечения, чем обычные стропильные ноги, расположенные параллельно скатам крыши.

Выбор сечения накосных стропильных ног производится по таблице 10.14.  Пролеты, указанные в таблицу 10.14 соответствуют пролетам основных стропильных ног, расположенные параллельно скатам крыши, т.е. равны половине ширины дома: b/2. Понятно, что пролет накосных стропильных ног будет больше, таблицей это учтено, просто так выбирать сечение удобнее – зная только снеговую нагрузку, угол крыши и половину ширины дома. Консольная часть накосных стропильных ноги по таблице 10.14 не должна превышать 0,7 м.

Если накосная стропильная нога опирается на прогон, расположенный со смещением от линии конька ≤ 0,7 м, как показано на рис. 10.40 слева, то длина пролета измеряется в горизонтальной плоскости между осями прогона и наружной несущей стены.

Максимально допустимая ширина карнизного свеса крыши по таблице 10.14 составляет 0,5 м, т.е. свес накосных стропильных ног в этом случае будет  ~0,7 м.

Таблица 10.14 предусматривает, что все скаты крыши будут расположены с одинаковым уклоном, а угол пересечения основной и пристраиваемой крыш – 90°, т.е. накосные стропильные ноги на плане будут расположены под углом 45°.

Если ширина основной крыши (B) будет больше ширины пристраиваемой крыши (b), то для выбора сечения накосных стропильных ног, нужно вначале вычислить «условную половину ширины дома» для таблицы 10.14 по формуле Lусл. = 0,67 xb/2 + 0,33 xB/2. См. пример выбора сечения накосных стропильных ног и рис. 10.46.

Максимальный прогиб накосных стропильных ног, предусматриваемый таблицей 10.14:  L/300. Абсолютная величина расчетного прогиба накосных стропильных ног при этом не должна превышать 15 мм чтобы не было проблем с внутренней отделкой потолка мансардного этажа.

Табл. 10.14 Выбор сечения накосных стропильных ног исходя из половины ширины дома.

Нагрузка от собственного веса кровельного покрытия - 1,0 кН/м². Мансарда неутеплённая, вентилируемая, деревянные конструкции защищены от прямого воздействия осадков – климатический класс 2. Максимальный прогиб накосных стропильных ног L/300, но не более 15 мм.

Доска из сосны 2-го сорта, класс качества C30 - Угол крыши 22-30°:

Доска из сосны 2-го сорта, класс качества C30 - Угол крыши 22-30°

 

Доска из сосны 2-го сорта, класс качества C30 - Угол крыши 31-45°:

Доска из сосны 2-го сорта, класс качества C30 - Угол крыши 31-45°

 

Клееный брус, класс качества GL32c - Угол крыши 22-30°:

Клееный брус, класс качества GL32c - Угол крыши 22-30°

 

Клееный брус, класс качества GL32c - Угол крыши 31-45°:

Клееный брус, класс качества GL32c - Угол крыши 31-45°

Пример выбора сечения накосных стропильных ног вальмовой и ендовой крыши

  1. Дано: дом шириной 7,0 м с четырехскатной вальмовой крышей. См. рис. 10.46 сверху. Ширина мауэрлата 198 мм. Расчетная снеговая нагрузка – 3,5 кН/м². Уклон крыши 30°. Стропила опираются на коньковую балку.

Решение: находим половину ширины дома: B=7,0/2 – 0,198/2 = 3,4 м.

По табл. 10.14 выбираем накосную стропильную ногу из клееной балки классом качества GL32c сечением 90х360.

  1. Дано: к дому с двускатной крышей под углом 90° добавили пристройку. См. рис. 10.46 снизу. Ширина дома - 7,0 м, ширина пристройки – 3,0 м. Ширина мауэрлатов 198 мм. Расчетная снеговая нагрузка – 4,0 кН/м². Уклон крыши 38°. Стропила обеих крыш опираются на коньковую балку.

Решение: находим условную «половину ширины дома»: Lусл. = 0,67 xb/2 + 0,33 xB/2, где:

b =3,0/2 – 0,198/2 = 1,4 м.

B =7,0/2 – 0,198/2 = 3,4 м.

Lусл. = 0,67 x1.4 + 0,33 x3.4 = 2,06 м. По табл. 10.14 выбираем сдвоенную накосную стропильную ногу из двух досок 48х198, классом качества C30.

Рис. 10.46 Накосные стропильные ноги вальмовой и ендовой крыши
Рис. 10.46 Накосные стропильные ноги вальмовой и ендовой крыши

 

Слуховые окна

Слуховые окна – это общий термин, описывающий различные типы окон, встроенных в конструкцию крыши. См. рис. 10.47.

Рис. 10.47 Виды слуховых окон
Рис. 10.47 Виды слуховых окон

 

  1. Cлуховое окно с фронтоном в плоскости фасада, с боковыми стенами и односкатной крышей.
  1. Cлуховое окно с фронтоном в плоскости фасада, с боковыми стенами и двускатной крышей.
  1. Cлуховое окно с фронтоном вне плоскости фасада, с боковыми стенами иарочной крышей.
  1. Cлуховое окно с фронтоном вне плоскости фасада, с боковыми стенами и двускатной крышей.
  1. Cлуховое окно с фронтоном вне плоскости фасада, с боковыми стенами и односкатной крышей.
  1. Арочное слуховое окно с полностью остекленным фронтоном вне плоскости фасада.

Слуховые окна, фронтоны которых лежат вне плоскости фасада наружных несущих стен, устраиваются над проёмами в плоскости ската основной крыши.
Чтобы обеспечить максимальную высоту помещения под такими слуховыми окнами, их коньковую балку приподнимают – монтируют между стропильными ногами слухового окна.
Изнутри коньковая балка такого слухового окна опирается на стрингер – усиленную поперечную балку проёма, а снаружи – на перемычку окна на фронтоне.
Еще можно скрепить фронтонные стропильные ноги такого слухового окна затяжкой, работающей на растяжение, как показано на рис. 10.48, таким образом в этом месте нагрузка с коньковой балки слухового окна передастся на боковые стены слухового окна, установленные на усиленные (сдвоенные / строенные) стропильные ноги основной крыши.

Рис. 10.48 Пример конструкции слухового окна с фронтоном вне плоскости фасада несущих наружных стен
Рис. 10.48 Пример конструкции слухового окна с фронтоном вне плоскости фасада несущих наружных стен

 

Если же фасад слухового окна находится в плоскости фасада, то допускается в этом месте прервать продольный карнизный свес основной крыши. Это может быть особенно удобно для установки в этом месте балкона:

В таких слуховых окнах большая часть нагрузки с крыши передаётся на несущие наружные стены и коньковую балку основной крыши дома. Пример конструкции похожего слухового окна показан на рис. 10.49.

Рис. 10.49 Пример конструкции слухового окна в крыше из мансардных А-образных ферм, с фронтоном в плоскости фасада наружных несущих стен
Рис. 10.49 Пример конструкции слухового окна в крыше из мансардных А-образных ферм, с фронтоном в плоскости фасада наружных несущих стен

 

На сдвоенные / строенные А-образные фермы мансарды по краям слухового окна нужно установить разгрузочную коньковую балку.
Верхний пояс мансардных ферм в месте установки слухового окна надо подрезать и скрепить поперечной балкой, так чтобы ее низ совпадал с концами затяжек как показано на рис. 10.50.

Рис. 10.50 Крепление поперечной балки проёма в крыше под слуховым окном к укороченному верхнему поясу мансардных А-образных ферм
Рис. 10.50 Крепление поперечной балки проёма в крыше под слуховым окном к укороченному верхнему поясу мансардных А-образных ферм

 

Поперечную балку проёма желательно подвесить посередине к коньковой балке слухового окна, как показано на рис. 10.49, тогда можно будет использовать для ее изготовления одинарную доску 48х198 или 48х223 мм. В иных случаях сечение поперечной балки проёма под слуховым окном надо подбирать на основании конструктивных расчетов.

Если нужно построить карнизный свес основной крыши вдоль слухового окна, находящегося в плоскости фасада несущих наружных стен, то нижние пояса мансардных А-образных, находящихся под слуховым окном, нужно подрезать и скрепить торцевой балкой – таким же образом, как и обычные балки междуэтажного перекрытия.
Это позволит смонтировать сплошную ветрозащиту по всему фасаду наружных несущих стен и по фронтону слухового окна, без необходимости обхода выступов нижних поясов и герметизации стыков. После того как ветрозащита будет смонтирована, можно будет установить карнизный свес в виде отдельной навесной конструкции, опирающийся на брусок, основательно прибитой к торцевой балке междуэтажного перекрытия. См. рис. 10.51. Дополнительно такие свесы прикручиваются к балкам перекрытия с помощью длинных конструкционных саморезов.

Рис. 10.51 Монтаж навесного карнизного свеса по сплошной ветрозащите стены
Рис. 10.51 Монтаж навесного карнизного свеса по сплошной ветрозащите стены

 

Опорные доски ендовы делают из доски 36-48 мм, в зависимости от ширины слухового окна. Ширина опорной доски ендовы должна быть не менее 198 мм.
Если угол уклона крыши небольшой, нужно укладывать по две опорные доски ендовы рядом, чтобы нарожники могли на них опирать по всей ширине реза.
Если проектом предусмотрена сплошная обрешетка основной крыши дома, то опорные доски ендовы слухового окна нужно устанавливать по сплошной обрешетке.

Разметка и подрезка стропильных ног.

Разметить стропильную ногу можно с помощью проекций, вычерченных в масштабе 1:1 или используя математические расчеты, в т.ч. тригонометрические формулы.
Часто оба подхода комбинируются.

Вычерчивание проекций стропильных ног

Чтобы узнать длину, высоту и угол установки стропильных ног, на ровном основании вычерчивают вертикальные и горизонтальные проекции стропильных ног в масштабе 1:1. Нарис. 10.52 показаны обычная и накосная (диагональная) стропильные ноги вальмовой крыши с одинаковым уклоном (v). Благодаря этому накосная стропильная нога в горизонтальной проекции расположена под углом 45°. Вертикальная проекция стропильной ноги даёт возможность узнать истинную длину и угол уклона.
Несмотря на то, что все скаты рассматриваемой крыши расположены с одинаковым уклоном (v), уклон накосных стропильных ног (z) будет более пологим: z<v. Точкой “А” обозначена наружная грань каркаса несущей стены, точкой “B” –конёк крыши.

Рис. 10.52 Разметка стропильных ног – вертикальная и горизонтальная проекция
Рис. 10.52 Разметка стропильных ног – вертикальная и горизонтальная проекция

 

При разметке стропильных ног норвежские плотники используют следующие ориентиры:

Topphøyden (Hк) Hк– отвесное расстояние от коньковой балки до верха стропильной ноги по оси конька;

Rafthøyden (Hм) –отвесное расстояние от мауэрлата до верха стропильной ноги по наружному краю несущей стены;

Fothøyden (Hп) Hп–отвесное расстояние от верхнего края карнизного реза до верха стропильной ноги по наружному краю каркаса несущей стены.

Loddkutt Hл– отвесное расстояние от нижней точки стропильной ноги до верха стропильной ноги вдоль карнизного реза, т.е. ширина карнизного реза там, где прибивается лобовая доска карниза крыши.

Метод вычерчивания проекций достаточно легкий и точный, он хорошо подходит для небольших крыш или слуховых окон. С его помощью можно нанести на заготовку будущей стропильной ноги разметку всех врубок и линий торцовки. В дополнение к вертикальной проекции стропильной ноги с двух сторон, на чертеж добавляют еще вид сверху и снизу, это позволяет строителям получить полный объем информации о конструкции стропильной ноги в наглядном, доступном для понимания виде. См. рис. 10.53 и 10.54.

Рис. 10.53 Разметка врубок и линий торцовки стропильных ног
Рис. 10.53 Разметка врубок и линий торцовки стропильных ног

 

Hл– отвесное расстояние от нижней точки стропильной ноги до верха стропильной ноги вдоль карнизного реза, там где прибивается лобовая доска карниза крыши.

Рис. 10.54 Пример исполнения врубок и торцовки в накосных стропильных ногах
Рис. 10.54 Пример исполнения врубок и торцовки в накосных стропильных ногах

 

Длина нарожников при размещении со стандартным шагом, уменьшается по мере приближения к углу вальмовой крыши на фиксированную величину (a), см. рис. 10.55.
Если все скаты вальмовой крыши расположены под одинаковым уклоном, то величина (a) будет одинаковой для всех нарожников – ее можно измерить угольником как показано на рис. 10.55 или вычислить математически.

Рис. 10.55 Замер уменьшения длины нарожников в зависимости от их месторасположения
Рис. 10.55 Замер уменьшения длины нарожников в зависимости от их месторасположения

 

Разметка стропильных ног с помощью математических расчетов

При сооружении больших стропильных систем можно по отдельности вычерчивать шаблонах проекции в масштабе 1:1 для разметки торцовки, врубок и др. деталей стропильных ног. А общую длину и отвесные расстояния можно рассчитывать на калькуляторе с помощью тригонометрических формул – см. список формул и пример расчета далее. Углы можно рассчитывать обоими способами.

Вычерчивание углов

Для разметки торцовки стропил можно использовать регулируемые угольники, транспортиры, этого достаточно для небольших длин. Если же надо вычертить длину всей стропильной ноги, например, в вертикальной проекции – для откладывания угла  требуется метод поточнее. Самый простой способ – используя значение тангенса угла в прямоугольном треугольнике, как показано на рис. 10.56.

На ровном, прямоугольном листе фанеры чертят прямоугольный треугольник с катетами 1,0м и 1,0 мxtgV.
Например, для крыши с уклоном 30°, тангенс угла уклона составит 0,577 м, значит для вычерчивания точного угла установки стропильной ноги надо начертить прямоугольный треугольник с катетами 1,0 м и 0,577 м.

Рис. 10.56 Вычерчивание углов с помощью значения тангенса угла уклона крыши
Рис. 10.56 Вычерчивание углов с помощью значения тангенса угла уклона крыши

 

Разметка и подрезка стропильных ног

Далее коротко рассмотрим разметку торцовки и врубок в стропильных ногах вальмовой крыши, комбинируя вычерчивание проекций на шаблоне и тригонометрические расчеты. Необходимыми условиями для ниже описанного способа являются:

  • Все скаты крыши расположены под одним углом;
  • Наружные стены строения стыкуются под прямым углом;

Вначале вычерчиваем вертикальную проекцию карниза и врубки в хребте вальмы и обычной стропильной ноге как показано на рис. 10.57. Принцип вычерчивания проекции такой же, как и на рис. 10.52.

Рис. 10.57 Пример разметки карниза и врубки в вальмовом хребте и обычной стропильной ноге
Рис. 10.57 Пример разметки карниза и врубки в вальмовом хребте и обычной стропильной ноге

 

Вначале, зная тангенс уклона крыши (v), вычерчиваем вспомогательный треугольник ABC, гипотенуза которого задаст правильный угол уклона обычной стропильной ноги.

Чтобы вычертить вспомогательный треугольник для определения угла уклона вальмового хребта (z), нужно отложить отрезок AD, в √2 раза длиннее отрезка AB и соединить точку Dс точкой C. √2x1.0м=1.412м.

На вертикальной проекции в произвольном месте прочертим горизонтальную линию (1), пересекающую верхние точки обеих стропильных ног по внешнему краю врубки (по наружному контуру каркаса несущих стен). От точки пересечения линии (1) с гипотенузой треугольника ABC отложим карнизного свеса обычной стропильной ноги (u). Карнизный свес вальмового хребта будет в √2 раза длиннее: U=ux√2.

Линию (2) откладываем ниже линии (1) на расстоянии. – Отвесное расстояние от мауэрлата до верха стропильной ноги по наружному краю несущей стены;

Линию (3) откладываем ниже линии (1) на расстоянии Hп. Hп– Отвесное расстояние от верхнего края карнизного реза до верха стропильной ноги по наружному краю каркаса несущей стены;

Линию (4) откладываем ниже линии (3) на расстоянии Hл. Hл–ширина карнизного реза там, где прибивается лобовая доска карниза крыши.

Соединяя образовавшиеся точки пересечения, получим контуры карниза и врубки в хребте вальмы и обычной стропильной ноге. В последствии эти размеченные треугольники из фанеры можно будет использовать как шаблоны для разметки остальных стропильных ног.

Зная во сколько раз половина ширины дома (B) больше прилежащего катета вспомогательного треугольника, можно вычертить всю стропильную ногу, приставляя шаблон поочередно столько же раз – см. рис. 10.58. Например, если ширина дома 7,0 м, то половина ширины дома – 3,5 м, значит шаблон на основе вспомогательного треугольника с вспомогательным прилежащим катетом длиной 1,0 м надо будет переместить 4 раза, разделив гипотенузу последнего треугольника напополам и уже от этой точки отложить ширину карнизного свеса. Этот наглядный и простой для понимания способ имеет свои недостатки:

  • погрешности, допущенные при изготовлении шаблона, нарастают кратно соотношению прилежащего катета вспомогательного треугольника к половине ширины дома;

необходимость перемещать шаблон несколько раз, тоже приведет к дополнительным погрешностям.

 

Рис. 10.58 Разметка стропильных ног с поочередным перемещением шаблона
Рис. 10.58 Разметка стропильных ног с поочередным перемещением шаблона

 

Более точно разметить стропильные ноги можно выполнив необходимые тригонометрические расчеты.

Подрезка стропильных ног под углом

Когда скаты вальмовой крыши имеют одинаковый уклон и пересекаются под прямым углом, линии вальмовых хребтов на плане крыши будут расположены под углом 45°. Это означает что при торцовке вальмовых хребтов и нарожников, диск ручной циркулярной пилы нужно выставить под углом 45°. При выборе диска, важно обратить внимание на то, чтобы в спецификации была указана глубина пропила под углом 90° не менее 85 мм.

Формулы для разметки стропильных ног

Приведенные ниже формулы подразумевают что все скаты крыши расположены под одинаковым углом, наружные стены стыкуются под прямым углом, шаг стропил 600 мм. См. также рис. 10.52 и рис. 10.53.

Обычные стропильные ноги

Отвесное расстояние от верха стропильной ноги над мауэрлатом (по наружному краю каркаса несущей стены) до конька, (H):

H= B/2 x tan v

 

Длина стропильной ноги без учета карнизного свеса, (l):

 

 

 

 

 

 

Уклон (v):

tan v = H : B/2

 

Вальмовые хребты или ендовы

Пролет (AC):

AC = B/2 x√ 2

 

Длина накосной стропильной ноги без учета карнизного свеса, (L):

 

 

Ширина карнизного свеса (U):

U = ux√ 2

Уклон (z):

tan z = H/AC

 

Нарожники

Фиксированная величина уменьшения длины нарожников (расположенных с шагом 600 мм) по мере смещения от центра вальмы к углам, (a):

a = (l : B/2) х 600

 

Коньковая балка

Высота установки коньковой балки над мауэрлатом по верхнему краю, (h):

h = H+ Hк

 

Пример расчета размеров для разметки стропильных ног

Дано: ширина дома 7500 мм, угол крыши 35°

 

Решение:

Отвесное расстояние от верха стропильной ноги над мауэрлатом (по наружному краю каркаса несущей стены) до конька, (H):

H= B/2 x tan v = 7500/2x tan 35° = 2626 мм

 

Длина стропильной ноги без учета карнизного свеса, (l):

 

 

Пролет вальмового хребта (AC):

AC = B/2 x√ 2 = 7500/2x√ 2 = 5303 мм.

 

Длина накосной стропильной ноги вальмового хребта без учета карнизного свеса, (L):

 

 

Фиксированная величина уменьшения длины нарожников (расположенных с шагом 600 мм) по мере смещения от центра вальмы к углам, (a):

a = (l :B/2) х 600 = (4578 : 7500/2) x 600 = 732 мм