Усиление стропильных конструкций, как укрепить и усилить стропила
Стропильную систему дома, гаража, бани и других построек следует регулярно проверять на предмет повреждений и деформаций. Вовремя выполненное усиление стропил позволит избежать разрушения крыши и дорогостоящего ремонта. В случае гаража, поврежденным может оказаться и автомобиль, что связано с серьезным финансовым ущербом. Усиление несущих способностей стропил может потребоваться в стропильной системе любого типа. С этой целью чаще всего практикуется установка разгружающих балок («подмог»), монтаж подкосов либо двухсторонних накладок.
Если стропила подобраны по прочностным характеристикам, они не всегда имеют необходимые показатели на прогиб, соответствующие СНиПу «Нагрузки и воздействия». Таким образом, требуется увеличить площадь поперечного сечения стропила. Усиление тонких деревянных стропил кровли гаража или другой постройки выполняется при помощи дополнительных деревянных балок – подмог. Балка крепится к нижнему поясу стропила в пролете между подстропильной ногой и мауэрлатом. В качестве крепежного элемента может использоваться металлическая зубчатая пластина либо болтовые хомуты.
Особое внимание следует уделить усилению узла опирания неразрезной стропильной ноги на подкос.
В месте опирания неразрезного стропила крыши дома или гаража на подкос возникает максимальный изгибающий момент. Необходимо избежать прогиба в данном узле, для чего требуется увеличить сечение стропильной ноги накладками, установленными с обеих сторон. Размеры дощатых накладок подбираются исходя из расчетных параметров сечения при максимальном изгибающем моменте. Усиление стропильной ноги дощатыми накладками выполняется с использованием болтовых хомутов либо гвоздей. Если увеличить длину подмоги и вывести ее за край опирания на подкос, то эта балка заодно будет выполнять функцию накладки, усиливая опорный узел, помимо увеличения жесткости пролета.
При реконструкции крыши нередко требуется выполнить более крутой кровельный скат. Чтобы не заменять полностью стропильную систему гаража, бани или жилого дома, монтируют новые стропила, скрепляя их со старыми. Сращивание деревянных элементов выполняется при помощи перекрестной дощато-гвоздевой стенки. Полученная ферма имеет заданный уклон и обеспечивает повышенную жесткость конструкций. Следует учитывать, что такой подход не позволяет увеличить пространство мансарды или чердачного помещения при переделке крыши.
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.
Виды опорных узлов по уровню жесткости
Именно те места, где стропила крепятся к элементам крыши, и называются опорным узлом:
Опорный узел далеко не всегда статичный – иногда его приходится делать подвижным, если на какой-то конструктивный элемент действуют непостоянные нагрузки. Это как колесо у автомобиля, которое сжимается, крутится, сдавливается и поворачивается.
Нечто подобное реализуется и в опорных узлах, только сама степень свободы у них может быть разной – от нулевой, когда узел сама по себе уже неподвижный, до тройной, т.е. максимальной:
- Опорный узел с нулевой степенью свободы. Оба конца в этом случае жестко скреплены уголками с обеих сторон. Стропило на балке или мауэрлате с таким узлом двигаться не может совсем.
- Шарнирный узел с одной степенью свободы. В этом случае балка имеет возможность вращаться по кругу.
- Шарнирный узел с двумя степенью свободы. Теперь, кроме кругового вращения, есть возможность также смещения. Это обеспечивает специальное крепление стропил к мауэрлату или балкам, а вам нужно только установить ползуны или салазки.
- Шарнирный узел с тремя степенью свободы позволяет балке смещаться и горизонтально, и вертикально. Правда, круговое вращение здесь как может быть ,так может и не быть.
Усиление и ремонт подгнившего стропила
Сырость и недостаточная вентиляция подкровельного пространства часто становятся причиной загнивания и ослабления стропил в местах опирания на мауэрлат. Ремонт треснувших и ослабленных стропил производится в следующей последовательности:
— на стропильную ногу с обеих сторон монтируются прибоины. Они устанавливаются выше поврежденного места и крепятся гвоздевым боем;
— монтируются подкосы. Верхние концы подкосов упираются в прибоины и крепятся к стропилу гвоздевым боем. Нижние концы подкосов раздвигаются и упираются в мауэрлат или дополнительный лежень.
В случае значительной площади пораженного участка или скола на нижнюю часть стропила устанавливается протез. Он изготавливается из деревянных накладок или стальных прутков:
— стропило устанавливается на временную опору, пораженная часть обрезается, срез обрабатывается антисептиком;
— на стропило с обеих сторон устанавливаются деревянные накладки и закрепляются болтами или гвоздевым боем. Стропило опирается на мауэрлат и крепится к кладке стены с помощью проволочной скрутки;
— протез из стальных прутков оборудуется опорными площадками, надевается на обрезанное стропило и устанавливается на мауэрлат. Необходимая жесткость металлического протеза достигается с помощью подкосной решетки;
— после установки протеза временная опора демонтируется.
Чтобы исключить ослабление и преждевременное разрушение стропил, на чердаке должна быть эффективная вентиляция. Кроме того, необходимы периодический контроль исправности пароизоляции и своевременная обработка конструкций антисептическими средствами.
Как усилить нижнюю часть стропил
Усиление стропил в нижней части обычно требуется в месте соединения с мауэрлатом. Нижние части стропильных ног, прилегающие к мауэрлату, и сам мауэрлат считаются самыми уязвимыми частями стропильной системы.
Для усиления стропил в месте соединения с мауэрлатом устанавливают дополнительные подкосы. Они могут упираться как с сам мауэрлат, так и в лежень. Иногда может понадобиться выпилить прогнившую часть мауэрлата. Тогда стропило усиливают так, как показано на рисунке.
Стропило временно ставят на подпорки, выпиливают сгнившие части стропильной ноги и мауэрлата. В стену забивают костыли и кладут на них балку длиной 1 м. Также можно положить на стену или перекрытие кусок лежня длиной 1 м, таким образом нагрузка распределится с одной балки на две. К стропильной ноге прикрепляются с двух сторон два подкоса, которые упирают в мауэрлат или лежень.
Подкосы крепят на гвоздях, расположенных в шахматном порядке. При этом подкосы ставят под углом, как на рисунке, чтобы лучше распределить нагрузку.
Если сгнили нижние части нескольких стропильных ног, то их временно устанавливают на подпорки, разбирают кровлю, спиливают сгнившие участки, а затем изготавливают прутковый (металлический) протез, который надевают на стропила и упирают в мауэрлат. Стропильная нога, таким образом, опирается на протез. Жесткость протеза обеспечивается подкосами.
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.
Как избежать дополнительных расчётов?
Создавать проект дома поручите профессионалу. Он подскажет какого диаметра в сечении нужны балки, длину планок и прочих деталей. Ведь специалист знает, что крышу удерживает стропильная система. На неё идёт самая большая нагрузка и нужны верные расчёты, качественные стройматериалы.
Советов у таких домостроев, как вы сам, лучше не спрашивать. Да, они построили свой дом, но насколько он крепкий? Не известно.
Лучше всего обратиться к знакомому прорабу и просить у него дельных советов. Ведь он владеет документацией. Существуют чёткие нормы, допустимой нагрузки на 1 м2, которых нужно придерживаться при возведении дома. В документации прописано, какая нагрузка даётся и какой материал с ней справится.
Возьмите на встречу с прорабом блокнот с ручкой и сразу запишите его советы. Так, вы точно ничего не забудете, не перепутаете. Построите так, как он, со знанием дела, рекомендует.
Как крепить стропила к мауэрлату
Потребуется монтирование стропил на опорных брусьях, когда возводят безраспорные и распорные стропильные системы. Размещение на мауэрлате стропильных наслонных или висячих ног выполняется с помощью соединений двух типов: жестко или скользяще. Как крепить стропила на мауэрлате — выбирается с учетом всех особенностей стропильной конструкции.
Чтобы избежать потери надежности и несущей способности, врубку делают в стропиле, а не в брусьях мауэрлата.
Жесткое крепление относительно друг друга предотвращает полностью смещение деталей и отсутствие таких проблем конструкции, как сдвиги, изгибы или кручение. Нужная жесткость узлов соединения получается, если ноги стропил к мауэрлатным брусьям прикрепляются уголками с опорным брусом или если в стропиле изготавливается спецвырез — «седло». Сам участок вреза в стропилине дополнительно скрепляется скобами, саморезами, болтами. Помимо этого, выполняется скрутка из проволоки, соединяющая место крепления ног стропил на мауэрлате и анкера, вмонтированного в капитальную стену.
При возведении и креплении крыши домостроения из деревянных элементов используется спецдеталь — «салазки», обеспечивающая скользящее соединение. Крепежный узел стропильных ног с мауэрлатом, который имеет возможность небольшого смещения стропил, позволяет избежать деформирования крыши при усадке деревянного домостроения из брусьев или бревен.
Следующий шаг строительства стропильной системы двухскатной крыши – установка и крепление стропил.
Стропила можно крепить и прямо к балкам перекрытия, без мауэрлата, если стены и балки достаточно надежны. В таком случае нагрузка сосредотачивается в точках опоры балок перекрытия, в то время как с применением мауэрлата нагрузка на стены распределяется равномерно.
К мауэрлату я креплю стропило следующим образом: делаю в месте соединения специальный зарез. Он имеет такую форму, что в узле соединения упирается своей плоскостью в горизонтальную плоскость мауэрлата.
Если этого не сделать – стропило будет съезжать вниз, несмотря на крепления. Некоторые делают еще прорезь в мауэрлате – однако на прочность соединения такой прием не влияет, а вот ослабить мауэрлат может.
Затем я вбиваю два гвоздя крестообразно через боковые противоположные плоскости стропила так, чтобы гвозди вошли в мауэрлат. Это удержит стропило от боковых смещений. Третьим гвоздем притягиваю стропило к мауэрлату, забивая его через верхнюю плоскость стропила перпендикулярно этой плоскости.
Верхний конец стропила стыкую с таким же концом противоположного стропила. Для этого стропила обрезаю под углом ската крыши, стыкую и стягиваю двумя противоположными гвоздями, забитыми через верхнюю плоскость.
Обрезку всех стропил можно делать по шаблону на земле, а можно и на крыше.
Для этого перекрещенные стропила слегка развожу, подперев стойками снизу, и делаю вертикальный распил сразу двух стропил в месте пересечения. При необходимости укрепляю стык металлической пластиной или деревянной накладкой.
Если стропильная конструкция предусматривает монтаж стоек и конькового прогона – верхнюю часть стропила опираю на него, сделав предварительно зарез нужной глубины на стропиле.
Обратите внимание
В случаях, когда размеры стропил превышают 4,5 метра, я укрепляю их при помощи ригеля. А когда превышают 6 метров и состоят из двух частей – дополнительным прогоном посредине между коньком и мауэрлатом. Прогон в таком случае опирается на стойки, и противоположные прогоны распираются горизонтальным брусом. Таким образом, получается очень прочная конструкция, способная служить десятилетиями без ремонта.
Чтобы надежно защитить свой дом от воздействия внешних неблагоприятных факторов, закажите строительство стропильной системы двухскатной крыши у нас: профессионалы хорошо знают, как это сделать!
Я готов ответить на любые вопросы, касающиеся устройства вальмовой стропильной системы – обращайтесь, всегда рад оказать помощь.
