Дерево

Опирание стропил на мауэрлат

Содержание

Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат

Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы — поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы — возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией.

Технология опирания стропил на мауэрлат

Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун — узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3-4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый угол. В данном случае, гвоздевое крепление выступает как шарнир. Однако если количество гвоздей увеличить и рассчитать их на нагрузку не допускающую среза (изгиба), то поворот становится невозможном, здесь мы получаем балку с защемленным концом, но при нагрузке превышающей расчетную, узел опять становится шарниром. Поэтому очень важно изначально определить нагрузку под которой будет работать система. Поскольку превышение фактической нагрузки сверх расчетной, приводит к изменению схемы работы узлов и разрушению всей конструкции.

Сопряжения наслонных стропил относящиеся к различным схематичным изображениям узлов представлены на рисунке 20.

В зависимости от решаемой задачи при проектировании крыши узловые сочленения стропил могут быть отличными от представленных на рисунках 20. Главное, это запроектировать в узлах с двумя степенями свободы: поворот, возникающий от изгиба стропил и сдвиг в горизонтальном направлении. А в узлах с одной степенью свободы — поворот стропила. Как правило, сдвиг верха или низа стропил обеспечивают горизонтальные врубки, а ограничение сдвига — упор стропил друг в друга и/или в стыкуемый элемент: мауэрлат либо прогон.

Попробуем объяснить принцип закрепления стропилины на примере. Все мы легко можем представить себе обычную приставную лестницу. Лестница, как лестница, ничего особенного: две жерди (тетивы) и поперечные палки–ступени. Мысленно приставим такую лестницу к стене, а для чистоты эксперимента сведем к минимуму силы трения — обольем пол и стену маслом. Что будет если нагрузить лестницу — залезть на нее? Лестница рухнет. В нижней и верхней опоре у нее по две степени свободы. В нижнем, у нее есть поворот и горизонтальное смещение, в верхнем — поворот и вертикальное смещение. Что нужно сделать, чтобы лестница стала устойчивой и держала нагрузку (вес человека)? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней либо вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. Получаем устойчивую и стабильную систему. Мысленный эксперимент с лестницей вы можете додумать сами, ставя ее в различные ситуации, например, если лестница длинная и опирается на стену сверху, тетивами с горизонтальными запилами или без запилов. Как она будет себя вести? Такой мозговой штурм, помогает в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а нужно просто спрогнозировать покатится лестница под нагрузкой или останется неподвижной.

Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат

Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы — поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы — возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией. Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун — узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3–4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый угол. В данном случае, гвоздевое крепление выступает как шарнир. Однако если количество гвоздей увеличить и рассчитать их на нагрузку не допускающую среза (изгиба), то поворот становится невозможном, здесь мы получаем балку с защемленным концом, но при нагрузке превышающей расчетную, узел опять становится шарниром. Поэтому очень важно изначально определить нагрузку под которой будет работать система. Поскольку превышение фактической нагрузки сверх расчетной, приводит к изменению схемы работы узлов и разрушению всей конструкции.

Сопряжения наслонных стропил относящиеся к различным схематичным изображениям узлов представлены на рисунке 20.

В зависимости от решаемой задачи при проектировании крыши узловые сочленения стропил могут быть отличными от представленных на рисунках 20. Главное, это запроектировать в узлах с двумя степенями свободы: поворот, возникающий от изгиба стропил и сдвиг в горизонтальном направлении. А в узлах с одной степенью свободы — поворот стропила. Как правило, сдвиг верха или низа стропил обеспечивают горизонтальные врубки, а ограничение сдвига — упор стропил друг в друга и/или в стыкуемый элемент: мауэрлат либо прогон.

Попробуем объяснить принцип закрепления стропилины на примере. Все мы легко можем представить себе обычную приставную лестницу. Лестница, как лестница, ничего особенного: две жерди (тетивы) и поперечные палки–ступени. Мысленно приставим такую лестницу к стене, а для чистоты эксперимента сведем к минимуму силы трения — обольем пол и стену маслом. Что будет если нагрузить лестницу — залезть на нее? Лестница рухнет. В нижней и верхней опоре у нее по две степени свободы. В нижнем, у нее есть поворот и горизонтальное смещение, в верхнем — поворот и вертикальное смещение. Что нужно сделать, чтобы лестница стала устойчивой и держала нагрузку (вес человека)? А нужно всего-то лишить ее одной (из четырех) степени свободы: горизонтальной в нижней либо вертикальной в верхней опоре. Иными словами нужно закрепить низ или верх лестницы. Получаем устойчивую и стабильную систему.

Как крепить стропила к мауэрлату

Мысленный эксперимент с лестницей вы можете додумать сами, ставя ее в различные ситуации, например, если лестница длинная и опирается на стену сверху, тетивами с горизонтальными запилами или без запилов. Как она будет себя вести? Такой мозговой штурм, помогает в понимании работы наслонных стропил с различными способами опирания, при котором совсем не обязательно представлять себе вектора сил и степени свободы узлов, а нужно просто спрогнозировать покатится лестница под нагрузкой или останется неподвижной.

Главными частями стропил являются стропильные ноги. В зависимости от несущей способности настила и обрешётки кровли расстояние между стропильными ногами принимается 1…1,5 м.

1.1.

Приемы крепления стропил к мауэрлату

Установка наслонных стропил с упором на два прогона для вальмовой крыши.

Схема деревянных наслонных стропил с упором на два прогона для вальмовой крыши показана на рис.1.

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.

Ссылки на узлы для рис.1:

  1. узел-01- узел опирания стропильной ноги на стены;
  2. узел-1- узел крепления стропильной ноги на мауэрлат;
  3. узел-3- узел крепления стойки на лежень;
  4. узел-4- узел крепления стропильной ноги на прогон;
  5. узлы-8-9- узлы крепления стойки и конькового прогона со стропильными ногами;
  6. узел-13- узел крепления стойки с подкосами на лежень;
  7. узел-13-1- узел крепления подкосов без стойки на лежень;
  8. узел-14- узел крепления стропильной ноги к подкосу без стойки на прогон;
  9. узел-36-опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с креплением на брус;
  10. узел-37- опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с зажимом упорным брусом;
  11. узел-38- опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с соединением полускворднем;
  12. узлы-39- опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из бруса;
  13. узлы-40- опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из брёвен;
  14. узлы-43-44- узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень для продольных и поперечных рам ;
  15. узел-47- узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень и прогон;
  16. узел-48- узлы опирания стойки с подкосами из бруса на лежень и прогон;
  17. узел-52- опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса;
  18. узел-53- опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из брёвен;
  19. узел-54- опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона с опорой на подкосы для вальмового ската;
  20. узел-55-1- опорный узел крепления стропил из досок на коньковом прогоне из брёвен;
  21. узел-59-61- узлы конькового соединения стропил без опоры на прогон;
  22. узел-67- опорные узлы крепления стропил на коньковом прогоне из бруса;
  23. узел-69- опорный узел крепления стропил в коньке на ригель и боковые подкосы для вальмового ската при отсутствии конькового прогона;
  24. узлы-75-76- присоединение балок под углом к прогону из бруса;
  25. узел-77- опорные узлы крепления косынками и брусками рядовых стропильных ног на промежуточный прогон;
  26. узел-78- опорный узел крепления диагональных стропильных ног к ригелю на стойке при отсутствии конькового прогона;
  27. узлы-79-81- опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног к коньковому прогону для стропил из бруса и брёвен;
  28. узлы-82-83- опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног при отсутствии конькового прогона;
  29. узлы-84-85- опорные узлы крепления рядовых стропильных ног врубками на промежуточный прогон;
  30. узел-86- опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из пиломатериалов;
  31. узлы-87-88- опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из брёвен.

Прочность и долговечность стропильной системы зависит от правильного решения узлов сопряжения элементов системы друг с другом.

1.2. Установка наслонных стропил с упором на один коньковый прогон для вальмовой крыши.

Схема деревянных наслонных стропил с упором на один коньковый прогон для вальмовой крыши показана на рис.2.

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-затяжка 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.

Ссылки на узлы для рис.2:

  1. узел-01- узел опирания стропильной ноги на стены;
  2. узел-1- узел крепления стропильной ноги на мауэрлат;
  3. узел-13- узел крепления стойки с подкосами на лежень;
  4. узел-13-1- узел крепления подкосов без стойки на лежень;
  5. узел-36-опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с креплением на брус;
  6. узел-37- опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с зажимом упорным брусом;
  7. узел-38- опорный узел нарожников на диагональную стропильную ногу с соединением полускворднем;
  8. узлы-39- опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из бруса;
  9. узлы-40- опорный узел крепления на мауэрлат диагональных стропильных ног из брёвен;
  10. узлы-43-44- узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень для продольных и поперечных рам ;
  11. узел-47- узлы опирания стойки с подкосами из брёвен на лежень и прогон;
  12. узел-48- узлы опирания стойки с подкосами из бруса на лежень и прогон;
  13. узел-52- опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из бруса;
  14. узел-53- опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона из брёвен;
  15. узел-54- опорный узел крепления диагональных стропильных ног на консоль конькового прогона с опорой на подкосы для вальмового ската;
  16. узел-55-1- опорный узел крепления стропил из досок на коньковом прогоне из брёвен;
  17. узел-67- опорные узлы крепления стропил на коньковом прогоне из бруса;
  18. узлы-75-76- присоединение балок под углом к прогону из бруса;
  19. узел-77- опорные узлы крепления косынками и брусками рядовых стропильных ног на промежуточный прогон;
  20. узлы-79-81- опорные коньковые узлы крепления рядовых стропильных ног к коньковому прогону для стропил из бруса и брёвен;
  21. узлы-84-85- опорные узлы крепления рядовых стропильных ног врубками на промежуточный прогон;
  22. узел-86- опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из пиломатериалов;
  23. узлы-87-88- опорный узел крепления затяжек ригеля и стропильных ног для стропил из брёвен;
  24. узел-103- узел крепления стропильных ног на подкосы с ригелем-затяжкой из пиломатериалов для пролётов 8-14 м.

Соединение элементов конструкций стропильной системы должно обеспечивать передачу расчётных усилий и нагрузок, обеспечивать работу узлов при высыхании древесины, и даже при появлении трещин от усушки.

2.

Варианты опирания стропил с шагом до 1 м.

Чтобы крыша дома имела свес, необходимый для отвода сточной с неё воды от стен, за линию стен выпускают стропильные ноги или кобылки. Свес кровли выполняют:

  • у каменных стен домов — не менее 500 мм,
  • у деревянных стен домов — не менее 550 мм.

Узел опирания стропил с шагом до 1 м на стену и свес кровли для каменных стен показан на рис.us-01.

Узел опирания стропил с шагом до 1 м на каменную стену со свесом кровли.

1- стена кирпичная; 2- антисептированная деревянная пробка (65х100х250 мм) под мауэрлат; 3- мауэрлат (75х100хL мм); 4- стропильная нога (50х180хL мм); 5- кобылка (44х94х1400 мм) под свес кровли; 6- скрутка проволочная (2d4 B-I); 7- костыль под скрутку (L=125 d=8 мм); 8- гвозди (4х120 мм); 9- перекрытие дома.

Для предупреждения косого изгиба прогонов по внутренним стенам РЕКОМЕНДУЕТСЯ укладывать на них стропильные ноги с разными скатами напротив друг друга (узел-1 и узел-2).

Узел опирания стропил с шагом до 1 м на коньковый прогон по внутренней стене дома показан на рис.us-02.

Узел опирания стропил на коньковый прогон по внутренней стене дома.

1- стена внутренняя; 2- антисептированная деревянная пробка (65х100х250 мм) под мауэрлат (лежень); 3- мауэрлат (75х100хL мм) или лежень; 4- стропильная нога (50х180хL мм); 5- гвозди (4х120 мм).

Скрепляют стропильные ноги между собой в коньке и с прогонами.

Узел опирания стропил с шагом до 1 м на стену и промежуточный прогон по столбам показан на рис.us-03.

Узел опирания стропил на стену и промежуточный прогон по столбам.

1- стена кирпичная; 2- антисептированная деревянная пробка (65х100х250 мм) под мауэрлат (лежень); 3- мауэрлат (75х100хL мм); 4- стропильная нога (50х180хL мм); 5- кобылка (44х94х1200 мм) под свес кровли; 6- скрутка проволочная (2d4 B-I); 7- костыль под скрутку (L=125 мм d=8 мм); 8- гвозди (4х120 мм); 9- прогон подстропильный 50х180 мм.

Чтобы избежать смещения кровли ветром концы наслонных стропильных ног соединяют с мауэрлатом и прогоном угловыми скобами.

А затем стропильные ноги закрепляют проволокойd=4…6 мм (с шагом через одну стропильную ногу), связывающую стропильную ногу с кладкой дома через ерши, забитые в кладку на расстоянии 300…400 мм ниже обреза стены под мауэрлатом, для предохранения от возможного срыва при сильном порывистом ветре (узел-1).

Узел опирания стропил на внутреннюю стену при отсутствии конькового прогона показан на рис.us-04.

Узел опирания стропил на внутреннюю стену при отсутствии конькового прогона.

1- стена внутренняя; 2- стена наружная (парапет); 3- напуск стены; 4- стропильная нога (50х180хL мм); 5- гвозди (4х120 мм); 6- болтовое соединение; 7-затяжка из доски (сеч.50х180 мм).

В рубленых домах стропила скрепляют скобами со вторым венцом сруба.

Хотя в настоящее время скобки пытаются заменить различными петлями и дырчатыми крепежами, но по прочности скобы выигрывают.

Установку стропильных балок (рис.2 поз.1,2), опирающихся на стены, выполняют с совмещением рисок, фиксирующие геометрические оси нижних поясов ферм (балок), с рисками разбивочных осей на опорах (стенах).

Установку ферм и стропильных балок в вертикальной плоскости выполняют путём выверки их геометрических осей ("1…4" и "А…Д") на опорах относительно вертикали.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *