- САМПОСТРОЙ
- §5 Устройство крыши и кровли
- Прогоны и стойки в стропильных системах. Монтаж прогонов с подкосами. Монтаж прогонов и стоек для вальмовой крыши.
- 1. Прогоны и стойки в стропильных системах.
- 2. Монтаж прогонов с подкосами.
- 2.1. Подкосные системы в продольном направлении.
- 3. Монтаж прогонов и стоек для вальмовой крыши.
- 3.1. Конструктивные требования сечений элементов стропильной системы.
- Таблица 1: Техническая характеристика пород древесины.
- Таблица 2: Минимально допустимое сечение элементов стропил.
- Таблица 3: Размеры лежней и подкладок под стойками.
САМПОСТРОЙ
§5 Устройство крыши и кровли
Прогоны и стойки в стропильных системах. Монтаж прогонов с подкосами. Монтаж прогонов и стоек для вальмовой крыши.
1. Прогоны и стойки в стропильных системах.
Основными элементами подстропильной конструкции, направленной вдоль здания, являются долевые балки — прогоны.
В чердачных крышах прогоны опираются на торцевые (боковые) и внутренние несущие стены или стойки, передающие давление от веса крыши на внутренние стены.
В бесчердачных крышах прогоны опираются на несущие конструкции стен, ригелей или непосредственно на столбчатые фундаменты.
При значительных нагрузках и больших расстояниях между стойками прогоны усиливают подбалками, подкосами и ригелями.
Конструкции подкосных систем состоят из стоек, на которые уложены в одном направлении главные балки. В другом направлении идут стропильные ноги (брусья или доски).
Стойки могут опираться на внутренние несущие стены или колонны среднего ряда на расстоянии не более 6 м. Для уменьшения пролёта верхних продольных прогонов устанавливают подкосы, которые служат также для обеспечения устойчивости всей системы в продольном направлении.
Если в чердачном помещении имеются торцевые несущие стены, то продольные прогоны опираются на них.
При отсутствии таких стен в крыше устраивают вальмовые скаты по накосным стропильным ногам. Подкосы в таких конструкциях в средних пролётах, примыкают к стойкам на лобовых врубках со скреплением в узлах скобами.
При установке деревянных стоек, прогонов и т.п. величина зазора в стыках с одного края не должна превышать 1 мм — сквозные щели НЕ ДОПУСКАЮТСЯ.
Стойки, подкосы, ригели, стропильные балки укладывают насухо на опорные антисептированные поверхности (лежни и закладные пробки) несущих конструкций.
При опирании балок на стойку следует обращать ВНИМАНИЕ на то, чтобы нагрузки на стойку шли вдоль волокон, а на балки — поперёк волокон.
2. Монтаж прогонов с подкосами.
В инд. строительстве (при стенном ограждении) — в основном применяют прогоны с подкосами.
Системы прогонов с подкосами наиболее часто используют при устройстве крыш. Подкосные балки применяются, с целью равномерного распределения нагрузки на прогоны.
Для уменьшения пролёта прогона и обеспечения устойчивости системы в продольном направлении такие системы применяют в наслонной или подкосно-балочной системах стропил.
Если подкосы идут до основания опор, то расстояние между точками опирания балок уменьшается. Такая конструкция, применяется при опирании прогонов и балок на стойки в зданиях павильонного типа и для деревянных стропильных систем.
Верхние концы подкосов располагают примерно в третях пролёта прогона и соединяют с ним под углом 30…45°.
Нижние концы подкосов упирают в лежни при наслонной системе стропил или соединяют со стойкой в подкосно-балочной системе. Узлы скрепляют скобами.
В навесах нижние концы стоек шарнирно крепят к столбчатым фундаментам с помощью стальных полос и болтов или к ж/бетонным парным пасынкам на проволочных скрутках.
Нижние концы подкосов в навесах в должны заканчиваться на высоте не менее 2,25 м от пола.
Расстояние между верхними концами подкосов обычно равно 1/3 пролёта прогона (ригеля).
В зданиях чаще всего применяют подкосные системы с упором верхних концов подкосов в ригель. В наслонных стропильных системах роль основного ригеля выполняет прогон.
В 2-хскатных крышах при расположении продольной стены посередине здания под коньком кровли укладывается прогон, опирающийся на стойки. Стойки устанавливают на лежень или подкладки.
При наличии 2-х внутренних несущих стен (например, для кирпичных стен несущей стеной принимается внутренняя стена из сплошной кладки толщ. не менее 380…420 мм), ставят 2 ряда прогонов по стойкам.
При пролётах прогона до 4,5 м ригель выполняют в виде многопролётной схемы.
Схема продольных рам стропильной системы с прогонами в виде консольно-балочной системы показана на рис.1.
Схема продольных рам стропильной системы с прогоном.
1- прогон; 2- стойка; 3- вертикальные связи из досок; 4- лежень; 5- подкосы.
Для обеспечения жёсткости стропильной системы в продольном направлении между стойками с расстоянием 3…4,5 м в пределах пролётов прогона делают перекрёстные связи из досок.
Узел-50 стыковки связей со стойками можно посмотреть в разделе «Узлы крепления стойки и прогона стропил с боковыми ветровыми связями» узел-50.
Узел-42 стыковки стойки с лежнем и прогоном (вариант из круглого леса) можно посмотреть в разделе «Крепления прогонов и стоек» здесь узел-42.
Узел-41 стыковки стойки с лежнем и прогоном (вариант из пиломатериалов) можно посмотреть в разделе «Крепления прогонов и стоек» там же здесь узел-41.
Узел-62-63 стыковки прогонов между собой можно посмотреть в разделе «Крепления прогонов и стоек» здесь узел-62-63.
2.1. Подкосные системы в продольном направлении.
Для обеспечения жёсткости стропильной системы в продольном направлении между стойками в пределах пролётов прогона применяют подкосные системы.
Подкосы ставят у каждой стойки пролёта прогона. При шаге стоек 4,5…6 м устанавливают подкосы, упираемые в прогон в третях пролёта. В этом случае стыки прогона располагают посередине пролёта (рис.2).
Схема продольных рам стропильной системы с шагом стоек 4,5…6 м с подкосами у каждой стойки показана на рис.2.
Схема продольных рам стропильной системы с подкосами у каждой стойки.
1- прогон; 2- стойка; 4- лежень; 5- подкосы.
Узел 47-3 крепления стойки с подкосами из круглого леса смотрите в разделе «Крепления подкосов в стропилах» здесь узел-47.
Узел 48 крепления стойки из пиломатериалов с подкосами смотрите в разделе «Крепления подкосов в стропилах» здесь узел-48.
Для обеспечения жёсткости стропильной системы в продольном направлении между стойками с расстоянием 3,5…5 м в пределах пролётов прогона применяют подкосные системы. Подкосы ставят у каждой второй стойки в половине пролёта прогона.
Схема продольных рам стропильной системы с шагом стоек 3,5…5 м с подкосами у каждой второй стойки показана на рис.3.
Схема продольных рам стропильной системы с подкосами у каждой второй стойки.
1- прогон; 2- стойка; 4- лежень; 5- подкосы.
Узел-42 крепления стойки без подкосов из брёвен смотрите в разделе «Узлы крепления прогонов и стоек» здесь узел-42.
Узел-41 крепления стойки без подкосов из бруса смотрите в разделе «Узлы крепления прогонов и стоек» здесь узел-41.
3. Монтаж прогонов и стоек для вальмовой крыши.
При наличии 2-х прогонов у стропильных ног ставят подкосы для восприятия создаваемого ими распора между лежнями располагают распорки (рис.4 разрез 2-2 поз.3).
Если стропильные ноги опираются на 2 прогона, то в коньке прогоны не ставят — концы стропильных ног опираются друг в друга и покрываются коньковым брусом.
Схема деревянных наслонных стропил с упором на 2 прогона, для вальмовой крыши с проходным чердаком, показана на рис.4.
Схема деревянных наслонных стропил с упором на два прогона для вальмовой крыши.
1- мауэрлаты; 2- лежни под стойки прогона; 3- распорки под лежни и стойки; 4- стойки под прогоны; 5- прогоны по стойкам; 6- ригель по прогонам; 7- шпренгель- распорка под диагональную стропильную ногу; 8- диагональные стропильные ноги; 9- нарожники; 10-стропильные ноги; 11- подкосы под стропильные ноги; 12- кобылки; 13- коньковый брус; 14- наружные несущие стены; 15- внутренние несущие стены.
Выше прогонов в этом случае возникает распор, который воспринимают с помощью ригелей (рис.4 поз.6).
Узлы 36-38 и узлы 39-40 можно посмотреть в разделе «Опорные узлы нарожников» здесь узел-36.
Узел 54 можно посмотреть в разделе «Крепления диагональных стропил с коньковым прогоном» здесь узел-51.
Узел 59-61 можно посмотреть в разделе «Крепления конькового прогона» здесь узел-59-61.
Узел 69 можно посмотреть в разделе «Крепления диагональных стропил с коньковым прогоном» здесь узел-69.
Особое ВНИМАНИЕ следует уделить угловым (крайним) стойкам и прогонам.
Часто их делают такого же сечения, как и остальные стропильные узлы, однако нередко они несут нагрузку в 1,5 раза большую, чем промежуточные стойки и прогоны.
Ослабленная стойка и прогон прогибаются — крыша получается неровной.
Схема деревянных наслонных стропил с упором на один прогон для вальмовой крыши показана на рис.5.
Схема деревянных наслонных стропил с упором на один прогон для вальмовой крыши.
1- мауэрлат; 2- лежень под стойки прогона; 3- стойки под прогон; 4- подкосы под стойки и прогон; 5- прогон по стойкам; 6- распорки под стойки; 7- распорки под прогон; 8- ригель по подкосам; 9- шпренгель- распорка под диагональные стропильные ноги; 10- диагональные стропильные ноги; 11- нарожники (короткие угловые стропила); 12- стропильные ноги; 13- кобылки стропильных ног; 14- коньковый брус; 15- наружные несущие стены; 16- внутренние несущие стены; 17- верхний уровень чердачного перекрытия.
У конечной стойки односторонний подкос вызывает повышенные изгибающие моменты и деформации.
Здесь лучше установить концевой подкос или уменьшить крайний пролёт, чтобы получить одинаковые изгибающие моменты в пролётах.
В противном случае потребовался бы для крайних элементов прогона длинномерный лесоматериал или устройство стыков вблизи крайних опор, что НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ.
Схема деревянных наслонных стропил с упором на 2 прогона, для вальмовой крыши с фронтоном под коньком для слухового окна, показана на рис.6.
Схема деревянных наслонных стропил с упором на два прогона для вальмовой крыши с фронтоном под коньком для слухового окна.
1- мауэрлат; 2- лежень под стойки прогона; 3- стойки под прогон; 4- подкосы под стойки и прогон; 5- прогон по стойкам; 6- распорки под стойки; 7- распорки под прогон; 8- ригель по подкосам; 9- шпренгель- распорка под диагональные стропильные ноги; 10- диагональные стропильные ноги; 11- нарожники (короткие угловые стропила); 12- стропильные ноги; 13- кобылки стропильных ног; 14- коньковый брус; 15- наружные несущие стены; 16- внутренние несущие стены.
Для уменьшения длины деталей стропильных ног (в том числе и диагональных) применяют подкосы (рис.6 поз.6) и ригели (рис.6 поз.8), так как в точке опирания на подкос можно выполнить стыковку брусьев стропильной ноги.
Узлы 43-44 опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень для продольных и поперечных рам можно посмотреть в разделе «Крепления подкосов в стропилах» здесь узел-43-44.
Узел 52 крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса, для вальмового ската можно посмотреть в разделе «Крепления диагональных стропил с коньковым прогоном» здесь узел-52.
Узел 53 крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из брёвен, для вальмового ската можно посмотреть в разделе «Крепления диагональных стропил с коньковым прогоном» здесь узел-53.
Узел 51 крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса без опоры на подкосы, для вальмового ската можно посмотреть в разделе «Крепления диагональных стропил с коньковым прогоном» здесь узел-51.
Узел 69 узел крепления стропил в коньке на ригель и боковые подкосы для вальмового ската при отсутствии конькового прогона можно посмотреть в разделе «Крепления диагональных стропил с коньковым прогоном» здесь узел-69.
Сечения изгибаемых элементов стропильной системы (всех видов стропильных ног, прогонов и шпренгелей) определяются требованиями прочности и жёсткости.
Схема продольных стропильных рам с усилением подкосов в крайних пролётах при повышенных ветровых и снеговых нагрузках показана на рис.7.
Схема продольных стропильных рам с усилением подкосов в крайних пролётах при повышенных ветровых и снеговых нагрузках.
1- прогон; 2- стойка; 3- лежень; 4- подкосы; 5- накладки; 6-стальные нагели (для бруса — гвозди).
Узел 54 крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса с опорой на подкосы, для вальмового ската можно посмотреть в разделе «Крепления диагональных стропил с коньковым прогоном» здесь узел-54.
Особенно опасны ошибки, связанные с устройством ригелей и затяжек, поскольку и специалисты не всегда учитывают реальное распределение нагрузок и усилий.
Схема продольных рам стропил с фронтоном под коньком для слухового окна показана на рис.8.
Схема продольных рам стропил с фронтоном под коньком для слухового окна.
1- прогон; 2- стойка; 3- лежень; 4- подкосы; 5- накладки; 6-стальные нагели (для бруса — гвозди).
Угол наклона подкосов должен иметь к горизонтальной плоскости не менее 45°.
Схема опирания диагональных стропил с фронтоном под коньком для слухового окна показана на рис.9.
Схема опирания диагональных стропил с фронтоном под коньком для слухового окна.
1- стойка под прогон; 2- прогон; 3- рядовые стропильные ноги; 4- срез стропильной ноги; 5- ригель под стропила вальмового ската; 6- диагональная стропильная нога; 7- подкос под вальмовые стропильные ноги; 8- окно чердака; 9- прямая скоба d=12 мм; 10- стяжной болт d=12 мм; 11- болт М-16.
Прогоны к стойкам крепят стальными стержнями, а подкосы к прогонам и стойкам- с помощью лобовых врубок, закрепляемых скобками или болтами.
Нижние концы подкосов упирают в лежни при наслонной системе стропил или соединяют лобовыми врубками со стойкой в подкосно-балочной системе. Узлы скрепляют скобами или накладками.
3.1. Конструктивные требования сечений элементов стропильной системы.
Способ сведения вместе горизонтальных, вертикальных или диагональных строительных элементов в конструктивную точку-узел и определяет несущую способность конструкции (рис.1).
В соответствии с этим различаются допускаемые нагрузки, которые следует учитывать при подборе поперечных сечений. Например, средняя величина временного сопротивления древесины в кГ/см 2 при влажности 15% из сосны и других пород приведена в таблице 1.
Таблица 1: Техническая характеристика пород древесины.
| п/п | Порода | Растяжение | Сжатие | Изгиб | Ска-лы-ва-ние вдоль воло-кон | Объ-ём-ный вес кг/м³ | ||
| вдоль воло-кон | попе-рёк воло-кон | вдоль воло-кон | попе-рёк воло-кон | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Сосна | 700 | 22 | 350 | 110 | 600 | 60 | 400- 700 |
| 2 | Ель | 650 | 20 | 300 | 100 | 550 | 55 | 350- 550 |
| 3 | Лист-вен-ница | 850 | 25 | 400 | 130 | 700 | 70 | 500- 800 |
| 4 | Дуб | 900 | 60 | 450 | 200 | 800 | 100 | 600- 900 |
Сечение элементов наслонных стропил определяется расчётом.
При отсутствии таких расчётов следует руководствоваться конструктивными требованиями сечений элементов стропильной системы. Они должны быть не менее размеров, указанных в таблицах 2 и 3.
Таблица 2: Минимально допустимое сечение элементов стропил.
| п/п | Наимено-вание элементов | Древе-сина | Минимальные размеры сечения, мм | ||
| из бруса высо-той | из досок (попере-чное сече-ние) | из круг-лого леса (диаметр в отрубе) | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | Стропильные ноги | хвойных пород | ≥120 | ≥50х100 | ≥120 |
| 2 | Стойки и подкосы | хвойных пород | ≥120 | ≥50х100 | ≥160 |
| 3 | Прогоны | хвойных пород | ≥160 | ≥100х150 | ≥160 |
| 4 | Ригели и крестовые связи | хвойных пород | ≥100 | ≥50х100 | х |
| 5 | Мауэрлаты | хвойных и твёрдых лиственных пород | ≥160 | ≥100х150 | ≥160 |
Диаметр брёвен для стропильной системы принимается по верхнему отрубу и по чертежам узлов.
Под стойками устанавливают лежни или подкладки, размеры которых можно принимать по табл.3.
Таблица 3: Размеры лежней и подкладок под стойками.
| п/п | Система стропил | Материалы внутренних стен, служащих опорами для стоек | Тип лежней и подкладок | |
| Наименование | Размеры | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Бесподкосная система стропил | Стена из сплошной кладки | Коротыши из пластин длиной не менее 1,8 м | d=150…180 мм |
| 2 | Коротыши из бруса длиной не менее 1,8 м | сеч.150х100 мм | ||
| 3 | Бесподкосная система стропил | Стена из облегчённой кладки | Сплошной лежень из пластин | d=160…180 мм |
| 4 | Сплошной лежень из бруса | сеч.150х100 мм | ||
| 5 | Подкосная система стропил | Стена из сплошной и облегчённой кладки | Сплошной лежень из пластин | d=160…180 мм |
| 6 | Сплошной лежень из бруса | сеч.150х100 мм | ||
Номинальные размеры пиломатериалов хвойных пород приведены в табл.2 раздела «Древесина и крепёж для крыш».
Источник
