Dynameters.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Усиление стропильной системы

Усиление стропил

Подавляющее большинство каркасов под обустройство крыш и укладку кровельных покрытий используют рядовую древесину, купленную на ближайшем складе или даже просто на лесопилке. Такой подход упрощает жизнь строителям и создает головную боль хозяевам и жильцам, через несколько лет приходится стропильную систему подвергать ревизии, выбраковывать отдельные элементы и выполнять усиление стропил.

  1. Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций
  2. Ремонт и усиление соединений
  3. Конструкционное усиление стропил
  4. Ремонтное усиление стропильных балок
  5. Заключение

Усиливаем стропильные ноги

Вначале стоит отметить, что стропильная система дома, гаража, бани и иных построек должна вовремя проверяться на возможные повреждения и деформацию. Своевременное усиление стропил поможет предотвратить возможные разрушения кровли и огромные затраты на ремонт. Если будет повреждена крыша гаража, то от этого может пострадать автомобиль. Укрепление стропил может потребоваться для системы стропил любой разновидности. Для этого зачастую устанавливают расширяющие балки – «подмоги», подкосы или двусторонние накладки.

Если подбор стропил проводился с учетом прочностных характеристик, то их усилия на прогиб всегда будут соответствовать нужным показателям, которые регламентируются соответствующим СНиПом «Нагрузки и воздействия». Получается, что от нас понадобится увеличить поперечное сечение стропильных ног. Для усиления тонких стропил используют деревянные подмоги. Их крепят к нижнему поясу стропила в промежутке между стропилом и мауэрлатом. В роли крепежей в данном случае выступают стальные зубчатые пластины или хомуты с болтами.

Усиление основания стропильной конструкции

Части стропил, опирающихся на мауэрлат, являются наиболее уязвимым местом всей системы. Проблемы нередко обнаруживаются спустя какое-то время, если:

  • на крышу пустили сырой пиломатериал;
  • проигнорировали правила гидроизоляции стены в месте пролегания мауэрлата;
  • не оставили вентиляционных отверстий в подкровельном пространстве при сооружении мансарды.

Тут в месте касания балок и кирпича образуется повышенная влажность, способствующая разрушению дерева.

Чтобы произвести усиление каркаса, установите добавочные подкосы. Они закрепляются по нижней поверхности стропила и упираются непосредственно в мауэрлат (иногда требуется смонтировать дополнительный лежень). Новые подкосы рекомендуется вставлять с определенным усилием, так чтобы они слегка приподняли существующие стропила – это помогает уменьшить силу изгибающего момента.

Создание новой стропильной системы

Также иногда при реконструкции крыши требуется сделать новую стропильную систему, с ее помощью можно, например, сделать скат более крутым. Необходимость в увеличении угла ската возникает, если снег скапливается на крыше и создает на нее большую нагрузку. Новые стропила устанавливают над старыми или под ними. В таких случаях, чтобы не разбирать старых стропильных конструкций, новые связывают с ними.

Для соединения используют перекрестную дощато-гвоздевую стенку (ферму): новые стропильные ноги связывают перекрестно расположенными досками с уже имеющимися. Чаще всего такой способ применяется в наслонных стропильных системах, которые опираются на расположенную в центре здания стенку. С помощью такого приема нельзя увеличить высоту мансардного помещения.

Усиление нижней части стропильных конструкций

К наиболее уязвимым частям стропильных конструкций гаража, дома или других построек, относятся нижние части стропильных ног, опирающиеся на мауэрлат, и сами балки мауэрлата. Если при возведении конструкций использовался сырой пиломатериал, либо происходит увлажнение древесины вследствие протечек кровли или недостаточной гидроизоляции между мауэрлатом и кирпичной кладкой гаража или дома, происходит загнивание деревянных элементов и снижение прочности конструкций. Причиной попадания или конденсации влаги также могут служить повреждения пароизоляции, закупорка или повреждение вентиляционных продухов.

Чтобы усилить каркас крыши, устанавливаются дополнительные подкосы. Такой подкос крепится к нижней части стропила и упирается в мауэрлатную балку или дополнительный лежень. Чтобы повысить устойчивость конструкций фермы, нижние концы подкосов, установленных дополнительно, желательно немного раздвинуть. Уперев подкосы в дополнительный лежень можно снять изгибающий момент с пролета между подстропильной ногой и мауэрлатом.

При появлении трещин стропильные ноги усиливаются накладками и подкосами. Ремонт выполняется в следующей последовательности:

— поврежденное стропило выравнивают, чтобы оно оказалось в одной плоскости с другими стропильными ногами. Для этого к нижней грани стропила набивается временная накладка с поперечными брусками, в нее упирается рычаг домкрата, стропило выводится на необходимый уровень и устанавливается на временную опору;

Читать еще:  Что такое профнастил и его виды?

— выставленное стропило с двух сторон усиливается накладками длиной 80-100 см. Накладки крепятся с помощью стальных болтов или шпилек, с каждой стороны от повреждения устанавливается не менее двух болтов;

— после закрепления усиливающих накладок опора и временная накладка демонтируются.

Стропило, треснувшее в двух и более местах, подлежит замене.

Способы восстановления и усиления поврежденных конструкций

Существует несколько способов усиления и восстановления поврежденных конструкций:

Схема усиления стропил накладками.

  1. Установка деревянных накладок. Они используются при повреждении одиночных стропильных ног. Деревянные накладки закрепляются при помощи гвоздей или болтов. Таким образом, с их помощью производится усиление поврежденного участка крыши. Накладки должны опираться на мауэрлат всем торцом и крепятся к нему при помощи проволочной скрутки.
  2. Установка прутковых протезов. Этот метод используется при массовом повреждении стропильных конструкций. Вначале при помощи временных опор закрепляют поврежденную стропильную ногу. После этого разбирают покрытие и выпиливают прогнившую часть стропильной ноги. Затем подготавливается точно такой же элемент из нового бруса (так называемый «протез»), который вставляется на место сгнившего и опирается на мауэрлат.
  3. Применение накладок, опирающихся на балку. Этот способ подойдет при замене сгнившего участка конца стропильной ноги или участка мауэрлата. Участки сгнивших конструкций вырезают, предварительно укрепив стропильную ногу временными опорами, и на забитые в кладку костыли укладывают балку длиной около 1 метра. Затем на перекрытие или стену укладывают такой же длины кусок лежня. После этого закрепленные гвоздями с обеих сторон стропильной ноги два подкоса упирают в новую балку.

Варианты усиления

Итак, усилить крышу можно двумя способами:

Варианты усиления стропильных систем

Как правило, оба метода применяются одновременно, поэтому далее отдельно рассмотрим каждый из них.

Способ 1: усиление стропил

Потребность в усилении конструкции может возникнуть по разным причинам. Чаще всего начинающие строители допускают следующие ошибки:

  • Неправильно подбирают сечение стропил;
  • Делают слишком большой шаг ферм, в результате чего прогибаются как сами ноги, так и обрешетка;

Невысокая несущая способность может быть связана с большим шагом ферм (параметр «Н»)

  • Неправильно собирают конструкцию, поэтому она обладает недостаточной прочностью и жесткостью;
  • В целях экономии используют пиломатериалы низкого качества.

Если деформировался скат, вне зависимости от причины данной проблемы, прежде всего необходимо выполнить усиление стропильных ног. Сделать это, в зависимости от ситуации, можно тремя способами:

  • На участке расположения испорченных ног демонтируется кровельный материал;
  • Испорченные ноги временно подпираются опорами;
  • Испорченный участок стропил обрезается;
  • Длина наращивается прутковыми протезами. Последние изготавливаются согласно приведенной схеме из арматуры диаметром не менее 10 мм.

Чтобы стропильные ноги не гнили, перед их монтажом обязательно должна применяться антисептическая защита. Также пропитка периодически наносится в течение всего срока эксплуатации кровли, так как время действия состава ограничено.

Следует отметить, что прутковый способ ремонта применяется крайне редко, так как в подобных ситуациях чаще меняют стропило целиком. А вот использование подмог и накладок — это достаточно простые и распространенные методы усиления стропильных ног, поэтому пользуются большой популярностью.

Причем накладки могут применяться не только для усиления опорной части стропильной ноги, но и в случае появления на стропилах трещин. Кроме того, накладки отлично справляются с усилением горизонтальных балок.

Накладки можно использовать для ремонта горизонтальных балок

Способ 2: усиление конструкции

Существует довольно много различных способов увеличения несущей способности крыши, а точнее – деталей, которые способны увеличить прочность стропильной системы. Далее рассмотрим все наиболее распространенные элементы:

  • Ригели (затяжки). Представляют собой горизонтальные балки, расположенные между стропильных ног. С их помощью нижние части ног, как бы, притягиваются друг к другу, в результате чего снижается распорная нагрузка на стены, т.е. скаты не разъезжаются.

Надо сказать, что затяжки могут устанавливаться у самого основания ферм, и выполнять функцию деревянных балок, на которые устанавливаются опоры и подстропильные ноги для разгрузки скатов;

Ригель позволяет стянуть стропильные ноги и тем самым уменьшить распорную нагрузку на стены

  • Опоры. Представляют собой вертикальные стойки. Они могут подпирать как отдельные стропила, так и весь скат. В последнем случае опоры подпирают не стропила, а прогон (горизонтальную балку), а та в свою очередь служит опорой для всех стропил ската.

Чаще всего опоры устанавливаются на несущие стены. Но, если стропильная система висячая, как я уже сказал выше, они могут упираться в затяжку или балки перекрытия, как показано на схеме ниже;

Опоры и подкосы снимают нагрузку со скатов крыши и передают их несущим конструкциям или балкам

  • Подкосы (подстропильные ноги). Представляют собой наклонные опоры, выполняющие те же функции, что и стойки. Они могут устанавливаться между балок перекрытия и стропилами, либо между несущими стенами и ногами;
  • Бабка (коньковая стойка). Представляет собой опору, которая подпирает коньковый прогон. Бабка может устанавливаться не только на несущие стены, но и ригель, расположенный под самым коньком.

Коньковая стойка может устанавливаться между коньковым прогоном и ригелем

Если опоры передают нагрузку от крыши несущим стенам, под них обязательно подкладывается лежень. Он представляет собой балку, выполняющую ту же функцию, что и мауэрлат — равномерно распределяет нагрузку на стену.

Все эти элементы устанавливаются изнутри, т.е. со стороны чердака, благодаря чему можно усилить конструкцию, не демонтируя кровельное покрытие. Это конечно, большой плюс, однако имеется и минус — в случае деформации стропильных конструкций, вышеописанными элементами, в большинстве случаев, не получается выровнять кровлю.

Они лишь усиливают систему, т.е. как я уже говорил, повышают несущую способность и предотвращают еще большую деформацию.

Ремонт деформированной двухскатной крыши осуществляется путем накладки нового коньки и обрешетки

Для выравнивания конька или скатов, придется все же демонтировать кровельное покрытие, так как принцип ремонта заключается в накладке новой обрешетки и, при необходимости, нового конькового прогона. Но, учтите, что прибегать к данному методу можно только после усиления опорных узлов и всех несущих элементов.

Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций

Дерево, как никакой другой материал, подходит для сборки каркаса крыши, но при этом деревянные стропила оказываются самой уязвимой частью конструкции. В теории древесина может легко простоять без потери основных прочностных качеств более 50 лет, но на практике обеспечить сохранность материала стропильных балок оказывается не так просто. Процессы гниения древесины, деформации и растрескивание из-за усыхания и неправильного распределения нагрузки зачастую могут привести к потере несущей способности конструкций стропильных ног.

Наиболее критичные зоны системы стропил можно перечесть по пальцам:

  • Опорная часть мауэрлата и стропильных ног;
  • Места соединений и креплений подкосов или распорок, любых силовых элементов каркаса;
  • Места опор стропил на коньковый брус;
  • Срединные части висячих стропильных балок.

Чтобы правильно выполнить усиление, необходимо ясно представлять причины, по которым каркас начинает проседать или терять прочность:

  1. Если собрать систему стропил из недосушенного или «больного» материала, распределение нагрузки на балки будет неравномерным, в результате часть балок будет перегруженной, а часть работать «вхолостую». Поэтому, прежде чем стараться провести усиление прогибающихся или подламывающихся стропил, необходимо снять и перераспределить нагрузку;
  2. Нижняя половина стропильных ног всегда находится в более тяжелом состоянии, особенно, если усиление при сборке было выполнено неправильно. Любые точки опоры на стойках или подкосах, в местах соединения стропил с мауэрлатом заставляют балку стропило работать в самом тяжелом режиме – при знакопеременной циклической нагрузке. Именно в этой точке рвутся волокна древесины, и требуется правильное усиление;
  3. Нарушение условий вентиляции и удаления избытка влаги из подкровельного пространства. В этом случае поверхность стропил покрывается трещинами, что приводит к интенсивному поглощению влаги, развитию процессов гниения и деформации.

В этом случае усиление возможно лишь за счет замены пораженных участков, установки подкладных балок и элементов.

Наращивание по длине

При строительстве частных домов стропила, чаще всего, выполняют из древесины – бревен, досок или бруса.

Для того чтобы получить изделие необходимой длины прибегают к следующим методам наращивания:

  • Соединение бруса. Оно может быть осуществлено встык, внахлест или методом косого прируба.
  • Соединение досок. В этом случае, получаются составные или спаренные стропила.

Наращивание, путем соединения встык

Для выполнения идеального соединения элементов необходимо выполнение следующих условий:

  • Стыкуемые концы стропил должны быть отрезаны строго под прямым углом.

Совет!
Если пренебречь этим требованием и выполнить срез торцов под углом, отличающимся от 90 градусов, то стык получится неустойчивым и, при эксплуатации системы возникнет риск образования прогиба на месте стыкования.

  • Стыкуемые стропила складываются торцами друг к другу встык, и выполняется их соединение при помощи металлической пластины с зубьями
  • Стык с двух сторон укрепляется деревянными накладными деталями, которые прибиваются гвоздями.
  • Гвозди при укреплении деревянных накладок следует прибивать в шахматном порядке.

Наращивание, путем соединения внахлест

При выполнении соединения этим способом нет необходимости выполнять срез торцов под определенным углом. Соединение внахлест производится путем накладывания элементов друг на друга так, чтобы длина перехлеста составляла не менее метра. Далее детали соединяются при помощи гвоздей, которые прибиваются в шахматном порядке.

Совет!
При таком способе наращивание вместо гвоздей можно использовать шпильки с шайбами и гайками.

Наращивание методом косого прируба

При использовании данного способа необходимо подрезать торцы деталей строго под углом, составляющим 45 градусов. После этого, торцы деталей складываются вместе, и осуществляется их соединение при помощи болта, имеющего диаметр 12-14 мм.

Совет!
При создании стропильных систем, наращенные элементы устанавливаются так, чтобы нагрузки оказывали минимальное влияние на места соединений!

Наращивание кровельных стропил из досок

Рассмотрим, как наращивать стропила по длине, в том случае, если они собраны из досок.

  • Первый вариант – сооружаются составные стропила. Две доски, которые требуется соединить, ставятся «на ребро».
    Соединение деталей производится через «вкладыш» — дополнительный элемент из дерева, который устанавливается между досками.
    Длина вкладыша не должна быть меньше, чем две высоты доски, а расстояние между вкладышами не должно быть больше, чем высота доски, умноженная на семь. Данный вид наращенных стропил нельзя использовать, как диагональные!
  • Второй вариант – выполнить спаренные стропила. При использовании этого метода две (или более) доски складываются широкими сторонами друг к другу (без зазора) и прибиваются гвоздями, которые должны располагаться в шахматном порядке.
    Для увеличения длины изделия, дополнительный элемент присоединяется встык к первой и внахлест ко второй доске. При этом расстояние между соседними стыками должно быть не менее метра, а располагаться они по стропилу должны в шахматном порядке.
    При правильном выполнении спаренных стропил, стыки будут расположены в разбежку, и каждый из них будет закрыт цельной доской.

Как усилить фермы?

Потребность в усилении стропильных ферм возникает при деформации узлов креплений и прогибах стропил (как правильно крепить стропила?). Это может быть вызвано неправильным расчётом сечения несущих элементов ферм, слишком большом шаге между параллельными балками и применения низкокачественной древесины.

Прогибы стропил устраняют путём подсоединения дополнительных балок к стропилам с помощью зубчатых пластин или хомутов. Также усиливают подкосы и стойки.

Увеличение несущей способности опорного деревянного каркаса односкатной крыши достигается креплением арматурных стержней хомутами к балкам ферм. Следует заметить, что большинство мероприятий по усилению стропильной системы производятся при перекрытии пролётов длиной 6 метров и более.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector