Стропильная система вальмовой крыши.
Содержание:
- Стропильная система вальмовой крыши.
- Расчёт стропильной системы вальмовой крыши.
- Итог
Вальмовая крыша обладает рядом преимуществ: она красиво и оригинально выглядит, со всех сторон защищает фасад от осадков, обладает устойчивостью к ветровым нагрузкам и деформации. Но такая кровля отличается достаточно сложным строением стропильной системы, а это значит, что для её установки понадобится больше усилий и времени. Но если разобраться в устройстве вальмовой крыши, то её монтаж не будет таким трудным. Именно поэтому в этой статье мы расскажем об особенностях её стропильной системы.
Стропильная система вальмовой крыши
В готовом виде вальмовая крыша состоит из четырёх скатов. Два из них представляют собой две трапеции, соединённые коньком, а на месте вертикальных фронтонов у такой кровли два ската в форме равнобедренных треугольников. О том, что из себя представляют другие виды кровли, можно узнать в нашей статье «Для красоты и не только: выбираем крышу для дома».
Вальмовая кровля
Элементы стропильной системы вальмовой крыши представлены на схеме. Мы расскажем о каждом из них.
Схема стропильной системы вальмовой крыши
Мауэрлат
Это мощные деревянные брусья с сечением 100х100, 100х150 или 150х150 мм, которые укладывают по периметру наружных стен. Эти балки служит опорой для стропил и помогают равномерно распределить нагрузку от веса вальмовой крыши на стены.
Лежень
Это брус, который укладывают на внутренние перегородки дома. Он служит основой для стоек и конькового прогона вальмовой крыши. Количество лежней зависит от количества внутренних перегородок, а их сечение, как правило, равняется сечению мауэрлата: 100х100, 100х150 или 150х150 мм.
Стойки
Это опоры, которые устанавливают на лежень или балки перекрытия.
Их сечение должно быть не менее 38х89 мм, рекомендуемые размеры — 100х100, 100х150 или 200х200 мм. На стойки укладывают коньковый прогон. Их высота равняется высоте крыши.Коньковый прогон
Это перекладина, которую устанавливают горизонтально на стойки, и она служит опорой для диагональных и рядовых стропил вальмовой крыши. Сечение конькового прогона должно быть не меньше 38х140 мм, рекомендуемые размеры —100х100 или 200х200 мм.
Рядовые стропила
Такие стропила служат опорой для скатов. Сверху их фиксируют на коньке, а снизу — на мауэрлате. Минимальные размеры рядовых стропил вальмовой крыши зависят от длины пролёта кровли и приведены в таблице:
Размер поперечного сечения стропила, мм | Максимальный пролет, м | ||||||||
Расчетная снеговая нагрузка, кПа | |||||||||
1,0 | 1,5 | 2,0 | |||||||
Шаг стропил, мм | |||||||||
38х89 | 3,11 | 2,83 | 2,47 | 2,72 | 2,47 | 2,16 | 2,47 | 2,24 | 1,96 |
38х140 | 4,90 | 4,45 | 3,89 | 4,28 | 3,89 | 3,40 | 3,89 | 3,53 | 3,08 |
38х184 | 6,44 | 5,85 | 5,11 | 5,62 | 5,11 | 4,41 | 5,11 | 4,64 | 3,89 |
38х235 | 8,22 | 7,47 | 6,38 | 7,18 | 6,52 | 5,39 | 6,52 | 5,82 | 4,75 |
38х286 | 10,00 | 9,06 | 7,40 | 8,74 | 7,66 | 6,25 | 7,80 | 6,76 | 5,52 |
Снеговая нагрузка в таблице актуальна для Московского региона
Диагональные (угловые) стропила
Это стропила, которые соединяют концы конькового прогона и углы мауэрлата. Благодаря им формируются вальмовые скаты. Всего таких стропил должно быть четыре — по одному на каждый угол дома. На угловые стропила вальмовой крыши приходится большая нагрузка, поэтому их делают из сдвоенных рядовых стропил. Таким образом, если сечение рядовых стропил равняется 38х89 мм, то сечение диагональных стропил будет равняться 76х89 мм.
Нарожники
Это те же самые стропила, только короткие. Один их конец закрепляют на диагональных стропилах, а другой конец — на мауэрлате. Размеры нарожников такие же, как и у рядовых стропил. Они приведены в таблице выше.
Затяжки
Это горизонтальные перемычки между каждой парой стропильных ног. Они притягивают стропила друг к другу и уменьшают нагрузку на стены. Затяжки, которые расположены под коньковым прогоном, называются ригелями. Затяжки у основания стропил можно использовать в качестве балок перекрытия. Сечение затяжек — 50х150 мм.
Подкосы
Это подпорки, которые поддерживают рядовые стропильные ноги и нарожники. Они нужны для увеличения жёсткости стропильной конструкции. Нижнюю часть подкосов устанавливают либо на лежень, либо на балки перекрытия. Угол наклона подкосов варьируется от 45º до 53º. Сечение подкосов должно равняться размерам рядовых стропильных ног.
Шпренгели
Это подпорные конструкции в форме перевёрнутых букв Т. Их устанавливают на углах пересечения балок мауэрлата таким образом, чтобы их вертикальная часть подпирала диагональные стропила. Для большей прочности в шпренгельную конструкцию устанавливают два подкоса. Такая опора называется шпренгельной фермой. Как правило, для горизонтальной части шпренгеля используют бруски сечением 100х150 мм, для вертикальной — 100х100 мм, а для подкосов — 50х100 мм.
Кобылки
Это бруски, которые прикрепляют к рядовым стропилам и нарожникам. Это нужно, чтобы они были более длинные и формировали карнизные свесы. К длине кобылок прибавляют 30-50 см, чтобы соединить их внахлёст со стропилами. Сечение у кобылок такое же, как и у стропил.
Расчёт стропильной системы вальмовой крыши
Перед тем как делать расчёты вальмовой крыши, следует определить угол её наклона. Он зависит от нескольких факторов:
- От ветровой нагрузки.
В регионах с большой ветровой нагрузкой лучше обустроить кровлю с углом наклона от 25° до 30°. Это связано с тем, что более крутые крыши обладают высокой «парусностью» и особенно уязвимы воздействию сильного ветра. Более пологие скаты при сильном ветре может просто сорвать.
- От снеговой нагрузки.
Если вы живёте в регионе, где зимой выпадает много снега, то стоит установить кровлю с минимальным уклоном в 45°. Благодаря этому, снег будет сам сходить с кровли, а не накапливаться и обрушиваться в виде «лавины». Более подробно эта тема рассматривается в статье «На какой крыше меньше задерживается снег».
- От материала кровельного покрытия.
В зависимости от того, из чего вы собираетесь обустраивать кровлю, следует учитывать её минимальный уклон:
Кровельный материал | |
---|---|
Шифер | 22° |
Рулонные материалы (рубероид) • в три слоя; • в два слоя; |
2-5° 15° |
Профилированный лист | 12° |
Металлочерепица | 14° |
Материал на основе битума и целлюлозы | 6° |
Мягкая (гибкая) черепица | 11° |
Чтобы определить длину элементов стропильной системы вальмовой крыши, нужно сделать следующие расчёты:
- Высота конька (стоек)
Формула: H = D x tg a/2.
H — высота конька.
D — ширина дома.
а — угол наклона кровли.
Предположим, что ширина дома равняется 4 м, а угол наклона кровли — 45°. Тогда расчёты будут следующие:
H = 4 x 1/2
H = 2
Высота конька — 2 м.
Также можно сначала определить оптимальную высоту конька, и в зависимости от неё уже ставить стропила под определённым углом. Если вы собираетесь сделать под кровлей жилую мансарду, то лучше сделать именно так. Главное, учитывайте минимальный наклон кровли в зависимости от кровельного материала, ветровой и снеговой нагрузки.
- Длина конькового прогона
Формула: K = L – D.
K — длина конька.
L — длина дома.
D — ширина дома.
Длина дома — 6 м.
Ширина — 4 м.
Делаем расчёт длины конькового бруса:
К = 6 — 4
К= 2
Длина конькового прогона — 2 м.
-
Длина рядовых стропил вальмовой крыши
Формула: R = √ H2+d2
R — длина рядовых стропил
H — высота конька.
d — половина ширины дома.
Высота конька — 2 м.
Половина ширины дома — 2 м.
Рассчитываем длину рядовых стропил:
R = √4 + 4
R = 2,83
Длина рядовых стропил — 2,83 м.
-
Длина диагональных стропил
Формула: Q = √ R 2 + d2.
Q — длина диагональных стропил.
R — длина рядовых стропил.
d — половина ширины дома.
Мы уже вычислили, что длина рядовых стропил — 2,83 м, а половина ширины дома равняется 2 м.
Q = √ (8 + 4)
Q = 3,47
Длина диагональных стропил — 3,47 м.
-
Длина нарожников
Формулы:
Длина первого нарожника = 2/3 от R.
Длина второго нарожника = 1/3 от R.
R — длина рядовых стропил.
Таким образом, если длина рядовых стропил равняется 2,83 м, то длина 1 нарожника будет — 1,89 м, а длина второго — 0,94 м.
-
Длина кобылок
Формула: J = U/cos a
J — длина кобылки.
U — расстояние от стен дома до карнизного свеса.
а — угол наклона кровли.
Известно, что угол наклона кровли равняется 40°, расстояние от стен дома до карнизного свеса — 30 см, исходя из этого делаем расчёт:
J = 30/0,76
J = 39,4
Длина кобылок — 39,4 см.
Итог
Вальмовая кровля состоит из двух трапеций, соединённых коньком, и двух треугольников вместо фронтонов.
Чтобы правильно смонтировать вальмовую крышу, нужно знать устройство её стропильной системы. Она состоит из мауэрлата, лежня, стоек, конькового прогона, рядовых и диагональных стропил, а также нарожников и кобылок. Для усиления стропильной системы вальмовой крыши под рядовые стропила устанавливают подкосы, а под диагональные — шпренгели и шпренгельные фермы.
Перед установкой такой стропильной системы нужно определить угол наклона кровли, который зависит от кровельного материала, снеговой и ветровой нагрузки. Также нужно сделать несколько расчётов: вычислить высоту конька, длину конькового бруса, рядовых и диагональных стропил, а также нарожников.
Устройство стропильной системы вальмовой крыши
Стропильная система вальмовой крыши представляет собой надёжную конструкцию, защищающую здание от негативных воздействий. Монтаж стропильной конструкции является заключительной стадией общестроительных работ, а качество её выполнения влияет на долговечность и прочность всего строения.
[contents]
Устройство стропильной системы
Любая стропильная система — несущая конструкция скатной крыши, в составе которой присутствуют наклонные стропильные ноги, вертикальные стойки и наклонные подкосы. В случае необходимости есть возможность «связывания» понизу при помощи горизонтальных подстропильных балок.
Стропила бывают наслонного и висячего типа. Существует разновидность висячих ферм со шпалами.
Висячими стропилами оборудуются здания, имеющие достаточно большую площадь и отличающиеся отсутствием внутренних несущих перегородок или опорных конструкций. Опорой для такой системs служат внешние стены или мауэрлаты.
Основным недостатком висячего типа стропил является наличие большого распирающего усилия на стены здания, которое компенсируется при помощи горизонтальных затяжек или ригелей. Эти элементы соединяют стропильные ноги.
Монтаж затяжек выполняется на уровне нижних концов стропил для использования в качестве лаг пола чердачного или мансардного помещения. Возможно монтировать затяжки и выше. Такие стропильные системы целесообразно применять при строительстве производственных зданий и выставочных комплексов.
Наслонные стропила нуждаются в дополнительной опоре, которую создают внутренние стены. Такая кровельная система более лёгкая и экономически выгодная. В качестве точки опоры для наслонных стропил выступает прогон конька, к которому монтируются стропильные ноги. Такая система обеспечивает конструкцию необходимой жёсткостью.
Узлы и элементы
Все узлы и элементы вальмовой крыши составляют стропильную ферму, которая имеет в основании треугольники, придающие конструкции необходимую жёсткость.
Основа вальмовой крыши представлена:
- диагональными, накосными и рядовыми стропилами;
- крайней опорой для стропил, расположенной внизу — мауэрлатом;
- обрешёткой;
- нарожниками;
- подкосами и затяжками;
- опорной доской и прогоном.
Узлы и элементы стропильной системы вальмовой крыши
Основной несущий элемент кровли – установленные в зависимости от угла ската кровли стропильные ноги. Мауэрлат размеренно распределяет суммарную массу кровли на стены здания. Конструкция стропильных ног опирается внизу на мауэрлат, а верх — в подконьковый брус.
Допускается промежуточное опорное крепление с использованием промежуточных прогонов. Подконьковый брус и промежуточные прогоны, с помощью конструкции вертикальных стоек, распределяют совокупную нагрузку крыши на несущие стены. Стропила позволяют крыше выдерживать не только свой вес, но и ветровую нагрузку, а также тяжёлую снежную массу.
Затяжки объединяют противоположные стропильные ноги и снижают распорное усилие на стены. Местом монтажа затяжек служат основания стропил. Такое крепление позволяет использовать её в качестве балки перекрытия, что значительно облегчает процесс обустройства мансарды, и снижает расходы на материалы и крепежи.
Монтаж стропильной конструкции можно выполнять посредство чередования висячих и наслонных ферм.
Ниже представлены фото схемы и чертежа устройства вальмовой крыши.
Схема чертежа четырехскатной вальмовой крыши
Расчёт каркаса вальмовой крыши
Для грамотного и качественного возведения каркаса вальмовой кровли необходимо выполнить точный расчёт и разметку конструкции, что позволит сэкономить не только время на монтаж, но и значительно снизить экономические затраты.
Угол наклона скатов трапеций может варьироваться от 5° до 60°. На размер этой величины оказывают влияние сила ветровой и снеговой нагрузок. Если преобладает снеговая нагрузка, то величина угла наклона возрастает, а если выше показатель ветровой нагрузки, то угол следует сделать незначительным.
Первостепенной задачей является определение высоты кровли и угла наклона. Все дальнейшие расчёты базируются именно на этих показателях.
Порядок расчёта:
- Если за основу берётся угол наклона, то высота конька вальмовой кровли вычисляется путём умножения величины расстояния между краями скатов на тангенс угла. Результат следует разделить пополам.
- Если расчёт строится на высоте кровли, то необходимо вычислить величину тангенса будущего угла. Для этого значение высоты крыши следует умножить на два и разделить на величину расстояния от края до края ската.
- Величина длины ската определяется по теореме Пифагора: суммируется высота крыши и1/2 основания вальмы, а затем извлекается квадрат. Так же рассчитываются и параметры накосных стропил.
- Только определившись с этими величинами, можно заниматься расчётом общего метража крыши, состоящего из площади скатов-трапеций и вальм. Вальмовая крыша представляет собой разновидность четырёхскатной крыши. Вальмы её имеют треугольную форму и тянутся от карниза до бруса конька. Боковые скаты имеют трапециевидную форму.
- Площадь трапеции составляет сумма величин её оснований, которую нужно разделить пополам и умножить на величину высоты. Площадь вальм состоит из произведения его основания и высоты, делённому пополам. Сумму полученных величин следует удвоить. Эта величина является площадью будущей кровли и необходима для расчёта материалов для обрешётки, количества утеплителя, гидро и пароизоляции, а также количества крепежей.
Количество кровельного материала всегда незначительно превышает площадь самой кровли из-за наличия конструкционных спилов и нахлестов.
Последовательность монтажа стропил
Монтаж крыши — процесс довольно трудоёмкий и непростой, но позволяет получить очень устойчивую и стильную кровлю.
Установка стропил стартует с вертикального монтажа стоек, основным назначением которых является
Последовательное крепление узлов каркаса крыши
поддержка конькового бруса. Стойки, держащие конёк, крепятся к центральной балке посредством специальной системы укосин. Затем выполняется крепление диагональных стропил из обрезной доски с сечением 5×15 см.
Главные элементы представлены диагональными или накосными стропилами. Именно они удерживают максимальную нагрузку кровли, и грамотная установка данных кровельных элементов обуславливает целостность и долговечность всей конструкции.
Основные требования:
- диагональные стропила должны быть одной длины;
- расстояние между свесами кровли должно составлять 0,5 м;
- если предполагается сильная ветровая нагрузка, то длина свеса может составлять один метр;
- следует тщательно стыковать центральную и диагональные стропила, а также коньковый брус.
После сборки накосных стропил выполняется монтаж рядовых стропил. Промежуток между стропильными ногами должен учитывать размеры теплоизоляционного материала. Стандартное расстояние не превышает 0,6 м. Рядовые стропила крепятся к брусу конька и мауэрлату посредством саморезов или врубки. Дополнительная фиксация выполняется при помощи верхних стяжек и ригелей. Мауэрлат крепится при помощи шпилек.
На следующем этапе устанавливаются нарожники. Их монтируют параллельно рядовым стропилам и под углом в 90° к коньковому брусу. Усиление конструкции выполняют при помощи подкоса и стоек, которые врезают в балки перекрытия. Для дополнительного крепления стропил используются анкерные соединения.
Установку стоек производят в местах пересечения стропильных ног и подкосов. Нижний сегмент каждой стойки должен иметь упор в балку перекрытия, расположенную над внешней стеной.
Устойчивость крыше придают схватки, при помощи которых скрепляются наслонные стропила и нижние части скатов. Низ затяжек стропильной конструкции оснащается опорными брусьями.
Подробнее о порядке и технологии монтажа крыши смотрите в видео.
youtube.com/embed/bATB9PZEA1o» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>Когда необходимо усиление каркаса
Если уклон вальмовой кровли незначительный, то требуется выполнить усиление стропильной конструкции шпренгельными фермами и шпренгелями.
Шпренгелем является брус, уложенный на две стороны, сходящиеся углом. На этот брус устанавливаются вертикальные стойки, при помощи которых будет поддерживаться диагональное стропило. Такие манипуляции выполняются в верхней и нижней частях накосного стропила.
Для усиления верхней части необходимо использовать шпренгельную ферму, посредством которой усиление вертикальной стойки происходит за счёт пары подкосов. Этим этапом заканчивается основная работа по монтажу стропильной конструкции.
Установка обрешётки
На заключительном этапе из брусков выполняется монтаж обрешётки. Используют бруски с сечением 5×5 см или доски 25 см. Можно применять обрешётку с зазорами или сплошную. Шаг обрешётки зависит от размера и вида кровельного материала.
Подводим итоги
- Основными этапами монтажа стропильной конструкции вальмовой крыши являются сборка каркаса по типу «П», укладка прогонов и стропил, усиление конструкции.
- Особое внимание необходимо уделять сложным узлам крыши: стыку конькового бруса с диагональными и накосными стропилами.
- Для усиления всех креплений целесообразно использовать болты, металлические пластины, шурупы, гвозди.
- К каждой стороне диагональных стропил фиксируется один нарожник.
- Укороченные стропильные ноги, связывающие мауэрлат и стропила, нельзя соединять вместе с накосными стропилами.
- Используемые для стропильной конструкции пиломатериалы необходимо обработать при помощи огнеупорного состава, а также средства от бактериальной инфекции и плесени.
- Самостоятельный монтаж кровли следует выполнять в соответствии с правилами техники безопасности.
Конструкция крыши и виды стропильных ферм
Крыша частного дома является не только ключевым элементом всей его конструкции, но и важным компонентом, влияющим на внешний вид и долговечность всего здания. В настоящее время в Польше в большинстве случаев по-прежнему используются традиционные стропильные фермы. Для создания прочной и устойчивой опоры кровельного покрытия учитываются его форма и вес, тепловые требования, а также тип и расположение отдельных элементов, пересекающих его поверхность, т. необходимо учитывать данный регион страны. Проще говоря, конструкция крыши является фундаментальным вопросом для всего здания, независимо от его характера и назначения.
Что можно узнать из этой статьи?
- Что такое ферма крыши?
- Типы стропильных ферм
- Материал стропильной фермы
- Форма фермы крыши и конструкция крыши
- Чердак и его теплоизоляция
Конец шатровой крыши обычно закладывается в конце предзамочной стадии дома, который затем становится замкнутой, монолитной конструкцией. Однако перед установкой самой крыши кровельщики сооружают деревянную конструкцию, которая становится основой для кровельного покрытия подходящим материалом.
Выбор стропильных ферм влияет как на стоимость всего проекта, так и на тип технологии, используемой для его строительства, тип материалов или даже размер и высоту чердака. Правильный выбор стропильной конструкции крыши зависит, среди прочего, от назначения здания, размера и пролета крыши и даже от климатических условий, таких как сила ветра, количество осадков и продолжительность снегопада.
У каждого дома может быть своя крыша, но у каждого дома есть стропильная ферма.
Что такое ферма крыши?
Стропильная ферма представляет собой деревянный каркас крыши, воспринимающий нагрузки от кровельного покрытия. Именно угол наклона стропильной фермы определяет степень отвода воды (например, на высоких крышах не будет скапливаться снег). Следует тщательно продумать конструкцию стропильной фермы, так как от ее типа будет зависеть возможность размещения в дальнейшем любого дополнительного чердачного помещения.
Компоненты ферм крыши
- поперечная балка
- настенная пластина
- стропила
- прогон
- связи
- ферма
- сообщение
- угловая скоба
- диагональная скоба
- вешалка
- поперечная скоба
- подтягивание
- ветровая балка
- перекрытие
Анкерная балка предназначена для предотвращения обрушения или падения стен здания; стеновая плита передает нагрузку от стропильной фермы на стены, а стропило представляет собой наклонную балку, к которой крепятся обрешетки или прогоны (элементы, к которым крепится кровля).
Прогон – конструктивный элемент крыши, уложенный по линии, параллельной коньку крыши. Стяжки, в свою очередь, состоят из двух параллельных частей из бруса или соединяют два соседних стоечных каркаса в составе стропильных ферм стяжки-прогона. Назначение стропильной фермы, как основного несущего элемента конструкции крыши, заключается в передаче нагрузок на основные опоры.
Стойка — деревянная колонна, расположенная в стропильной конструкции анкерного прогона, а раскос — деревянная балка в каркасных конструкциях стен и фермах кровли. Диагональная связь, в свою очередь, представляет собой диагональную деревянную балку, вешалка — растянутый элемент висячей стропильной конструкции, а поперечная связь — диагональный элемент стропильной конструкции.
Стропильная конструкция также состоит из натяжной (балка, обычно являющаяся опорой для перекрытия, других несущих балок, стен и колонн) и ветровой балки, представляющей собой деревянную доску, крепящуюся к стропилам из ниже.
Типы стропильных ферм
Односемейные дома обычно имеют стропильную ферму, стропильную балочную ферму или стропильную ферму. То, как будет выглядеть стропильная ферма, зависит от типа монтируемой крыши и от того, будет ли чердак использоваться в хозяйственных целях.
Ферма стропильной крыши
Стропильная крыша представляет собой простейшую конструкцию. Применяется при пролете наружных стен не более 7 м и уклоне ската кровли 40-60°. В случае стропильной фермы допустимая длина одного стропила составляет 6 м.
Основным несущим элементом является пара стропил, соединенных между собой коньком крыши. Стропила располагаются с интервалом 70-100 см, а их нижние концы крепятся к горизонтальной анкерной балке, которая также является несущей конструкцией перекрытия. Нижние концы стропил также можно крепить к стеновым плитам, расположенным на потолке или поверх угловых стен.
При выборе такого решения необходимо помнить, что как крепление стропил к стеновым плитам, так и крепление стеновой плиты к строительной конструкции должны быть выполнены надлежащим образом. Эти крепления будут определять последующую устойчивость и общую безопасность всей конструкции крыши.
Преимуществом данного типа конструкции является ее простой и быстрый монтаж, а также относительно невысокая стоимость всего проекта. Недостатками такого решения являются ограниченность использования, частое возникновение кривизны поверхности (длинные участки без опоры) стропил, а также действие сил, выталкивающих (наружу) стены.
Стропильная ферма крыши
Пара стропил (отстоящих друг от друга на 80-120 см) и горизонтальная балка деревянного перекрытия образуют основу для этого типа конструкции крыши, в результате чего получается трехэлементная ферма, опирающаяся на наружные стены здания.
Балки, образующие горизонтальный деревянный пол, могут опираться непосредственно на стену или на стеновую плиту. Стропильная ферма используется в зданиях, где пролет наружных стен не превышает 6-7 м. Допустимая длина одинарного стропила – 7 м.
Ферма крыши с ригелем
Ферма крыши с ригелем представляет собой конструкцию, отличающуюся простотой реализации, экономичностью и меньшими конструктивными ограничениями по сравнению, например, с стропильный раствор. Все это способствует широкому спросу на стропильный каркас в индивидуальном домостроении в настоящее время.
Этот тип раствора применяется при пролетах стен от 5 до 12 м и углах ската кровли 25-67 o (рекомендуемый минимум 35 o ).
Ригельная ферма представляет собой слегка усовершенствованный вариант стропильной фермы, к которому добавлен горизонтальный элемент — ригельная балка. Обычно он располагается посередине длины стропила (или немного выше), и его функция заключается в том, чтобы прочно соединить стропила и придать им необходимую жесткость. По общему правилу нижняя часть стропила (от подоконника до подёнки) не должна превышать по длине 4,5 м, а верхняя часть (между ригелем и коньком крыши) не должна превышать 2,7 м.
В зависимости от пролета кровли используются различные типы ригельных ферм. В составе стандартной стропильной фермы с ригелем длина ригеля может достигать 3,5 м. В случае дома с хозяйственной мансардой ее нижний край должен быть на 2-2,4 м выше уровня пола. В случае крыш с небольшим углом наклона необходимо предусмотреть усиленные коленчатые стены. Это помогает обеспечить правильную высоту чердака. Рекомендуемое расстояние между стропилами для этого решения составляет 70-100 см.
При пролетах кровли 9-12 м также применяется прогонно-ригельная стропильная ферма. Он построен из пар стропил, натянутых на ригели, которые опираются на одну или две дополнительные стены из стоечных балок. При пролете крыши 7,5-10 м применяют только один прогон, при 9-12 м — два прогона. Диагональные элементы (диагональные раскосы) придают жесткость всей конструкции стоечной стены и обеспечивают дополнительную поддержку прогонов.
Стропильная ферма с прогонами
Раствор с прогонами применяется, когда пролет стены превышает 11 м. В качестве опор для стропил используются как стеновые плиты, так и прогоны. Они обеспечивают достаточное усиление стропил примерно на середине пролета. Прогоны поддерживаются стойками, размещенными на потолочных прогонах или непосредственно на потолке.
Стропильная ферма прогона подкреплена горизонтальными связями (каждая третья или четвертая пара стропил). Это двойные балки, которые привязывают концы стоек к стропилам, которые на них опираются. Такая конструкция крыши обеспечивает равномерное распределение нагрузок на все здание и обеспечивает максимально ровный уклон крыши. Недостаток этого решения в том, что оно частично ограничивает использование чердачного помещения. Однако прогонная ферма на сегодняшний день является наиболее универсальным решением, подходящим как для плоских, так и для крутых крыш (6-70 градусов).
Материал стропильных ферм
Стропильные фермы в основном изготавливаются из сосны или ели; иногда также используется пихта или лиственница. Древесина, используемая для строительства крыши, поставляется кровельщикам в виде досок, реек, бревен, брусьев или брусьев.
Древесина не является однородным материалом и часто имеет дефекты, существенно влияющие на ее прочность, поэтому сорт древесины должен соответствовать определенному в рамках проекта (не ниже С 24). Марка древесины указывает на ее прочность на изгиб и, конечно, чем выше класс, тем она лучше.
Форма стропильной фермы и конструкция крыши
При выборе конструкции для вашего дома важно учитывать форму крыши, ее пролет и тип. Дизайн в некоторой степени определяет окончательный дизайн крыши здания. В принципе, тип конструкции крыши будет определяться тем, какая форма крыши была запланирована и спроектирована архитектором. Внешние размеры здания также будут определять его. Проектирование стропильной фермы является обязанностью архитектора, а его профессиональная реализация должна быть предоставлена строительной бригаде. Помните, что правильный монтаж стропильных ферм оказывает огромное влияние на безопасность всего здания.
Чердак и его теплоизоляция
После возведения стропильной фермы и укладки на нее обшивки кровли завершается монтаж всего дома, включая оконные и дверные рамы. Затем можно подумать о правильном утеплении мансарды.
При планировании теплоизоляционных работ стоит обратить внимание на долговечность используемого материала и его энергоэффективность. Пена PUR паропроницаема и идеально подходит для утепления чердаков, потолков и стен в жилых домах, так как препятствует образованию конденсата. Заполняя все пространство методом напыления, пенополиуретан в течение нескольких секунд становится однородным и сплошным утеплителем, а в утепленных этим материалом помещениях не образуются мосты холода.
Нанесение пены относительно простое и быстрое, при условии, что оно осуществляется профессионалами. При распылении материал расширяется в сто раз и очень быстро становится пригодным для использования. Пенопласт с открытыми порами чаще используется на чердаках, так как он дешевле. Минимальный слой, наносимый на отдельные элементы мансарды, должен составлять около 25 сантиметров (согласно требованиям WT 2021 — значение U для кровли не должно превышать 0,15 Вт/м2К).
Утепление мансарды площадью 150 м2 слоем пенопласта толщиной 25 см позволяет значительно сэкономить семейный бюджет. Пеноизоляция не только соответствует самым высоким стандартам, но и снижает ваши счета на несколько десятков процентов.
Пять типов ферм, которые необходимо знать
Фермы. Без них у вас буквально не было бы крыши над головой. Неотъемлемый элемент любого дома, фермы не только поддерживают ваш потолок, но и создают архитектурный интерес внутри и обеспечивают открытое пространство вашей большой комнаты — независимо от того, напоминает ли ваш деревянный каркас великий собор или такой же уютный, как коттедж. Вот что еще вам нужно знать, выбирая правильный стиль фермы для своего деревянного дома.
Ферма представляет собой деревянную единицу, состоящую из некоторой комбинации вертикальных стоек, ригелей, основных стропил, подкосов и раскосов, соединенных вместе с помощью колышков, чтобы сформировать единую законченную секцию рамы, называемую изгибом. Этот изгиб затем используется для поддержки вашего дома на концах, в центре или в обоих местах. Собранные вместе на земле, а затем поднятые вручную или краном, изгибы затем соединяются с другим изгибом коньковой балкой, прогонами и, возможно, прогонами, образуя пролет — пространство между двумя изгибами.
Когда дело доходит до структурной целостности деревянного каркасного дома, фермы играют важную опорную роль — в буквальном смысле — обеспечивая необходимую поддержку стен и крыши. С эстетической точки зрения фермы также служат жемчужиной в конструкции деревянного каркаса.
Из-за их непревзойденного влияния на прочность и красоту конструкции важно тщательно выбирать фермы. К счастью, нет правильных или неправильных ответов при выборе стиля, по словам Дэна Тримбла, ветерана деревянного каркаса с 20-летним стажем и регионального менеджера проектов Woodhouse, компании Timber Frame. «Все зависит от предпочтений, характера и эмоций, которые вы хотите создать в своем доме», — говорит он. «Фермы очень похожи на рамку для картины; это рамка, которая подходит для вашей жизни в доме».
В современных деревянных домах существует пять основных типов ферм: обычная, ферзевая, королевская, молотковая и ножничная. Каждый стиль может быть использован для одного или двух этажей, в зависимости от личных предпочтений, грузоподъемности, расположения окон и планировки помещения. Независимо от того, является ли ваш стиль современным, традиционным, деревенским или изысканным, один выбор обязательно идеально подойдет для вашего деревянного дома. А если вы не можете определиться, объедините несколько разных стилей, чтобы создать действительно уникальный интерьер.
Обычная ферма, как следует из названия, чаще всего используется в современных деревянных каркасах, она прочная и доступная по цене. Это чистый дизайн, который легко определить по тому, как нижняя горизонтальная балка (пояс) соединяется с двумя стропилами. Он идеально подходит для уютного загородного дома, так как визуально не перегружает пространство. Этот стиль также может служить экономичным способом добавить деревянное чутье в менее общественное место, например, в главную спальню.
Ферма Queen Post
Иллюстрация предоставлена штаб-квартирой Timber Frame.
Ферма шкворня расширяется на общую ферму добавлением двух стоек, разделяющих фронтон. Королевский столб — это прямоугольник внутри треугольника, который эффективно открывает входы и фокусы в вашем доме. Стиль фермы королевы может охватывать расстояния 30 футов и более и визуально снижает высоту потолка для более интимного ощущения.
Этот тип ферм хорошо подходит для привлечения внимания к окнам в большой комнате и увеличения прочности фермы. Полностью выдвинутая конфигурация ферзевой стойки может использоваться для обрамления камина, а простое добавление балки между стойками может создать идеальную каминную полку. Как и королевские стойки, этот стиль предлагает большие возможности ширины благодаря вертикальным стойкам, которые доходят до пола и передают нагрузку.
Ферма King Post
Иллюстрация предоставлена штаб-квартирой Timber Frame.
Ферма королевской стойки содержит одну стойку в центре фронтона, известную как королевская стойка. Этот столб делит фронтон на две части и часто включает две стойки с каждой стороны. Стойки King бывают двух видов: подвесные и полные. Подвесная ферма с центральной стойкой с одной вертикальной стойкой часто используется для помещений шириной около 16 футов, комнаты удобного размера с возможностью размещения окон или мебели по центру. Полноразмерная стойка шкворня позволяет использовать более широкие пролеты, но также включает в себя вертикальную стойку, которая передает нагрузку коньковой балки на пол. Из-за этого центральную стойку во всю длину лучше всего использовать между пролетами или на торцевой стене, где окна или стены можно сбалансировать по обе стороны от стойки.
Королевские стойки идеально подходят для больших больших помещений или помещений, где фермы должны охватывать большие расстояния. Ферма королевской стойки часто используется в сочетании с другими типами ферм; его смелый внешний вид может служить фокусом дизайна дома.
Горизонтальная балка в этом стиле придает помещению человеческий масштаб, создавая ощущение уюта, несмотря на сводчатые потолки. Имейте в виду, что изогнутая обвязка (горизонтальная балка, усиливающая обвязку) может ограничивать размещение высокой мебели; в то время как центрированные вертикальные стойки и скобки ограничивают возможности для окон верхнего уровня в вашем плане. Кроме того, стойка может стоять на пути камина или телевизионного шкафа, который необходимо расположить по центру для идеального расположения комнаты.
Ферма Hammerbeam
Иллюстрация предоставлена штаб-квартирой Timber Frame.
Наиболее сложная из всех столярных систем, гнутые молотковые балки могут быть более дорогими, но цена может быть оправдана захватывающим дух эффектом. Ферма с балками-молотами одновременно эффектна и сложна, а ее центральная часть находится под открытым небом, и для обеспечения ее структурной целостности требуется квалифицированный глаз и рука инженера.
Прочность балки-молота дает возможность использовать широкие пространства около 24 футов без необходимости использования вертикальных опорных стоек. Это означает, что вы можете включить целую стену из сплошного стекла с каркасом, достаточным только для того, чтобы скрепить стекло, и балкой-молотом, поддерживающей крышу. Отсутствие горизонтальных балок приведет к явно высокому виду, который идеально подходит для демонстрации вашего ландшафта.
Большим преимуществом балки-молота является то, что, поскольку у нее нет хорды (нижняя анкерная балка, используемая в других типах ферм), она может охватывать большое расстояние с более короткими деревянными брусками. Это может быть огромным преимуществом, если вы строите из вида, в котором длинные прямые бревна не в изобилии.
Ножничная ферма
Иллюстрация предоставлена штаб-квартирой Timber Frame.
Ножничная ферма отличается от остальных четырех и предлагает уникальную конструкцию, в которой две балки проходят от нижней части одного стропила к верхней части противоположного стропила. Балки надрезаны и подогнаны друг к другу, чтобы создать гладкую поверхность и укрепить ферму. Стиль ножничной фермы идеально подходит для крутых скатов крыши и может создать узкую эстетику коттеджа. Кроме того, он идеально подходит для тех, кто ищет что-то уникальное!
Где я могу продемонстрировать фермы моего дома?
Многие домовладельцы предпочитают размещать фермы в специально отведенных местах, например, в большой комнате или главной спальне, где они действительно заявят о себе. Другие хотят, чтобы каждая комната их дома выглядела деревянной, возможно, выбирая менее сложные фермы, чтобы снизить затраты. Архитектор, дизайнер или представитель деревообрабатывающей компании может помочь вам определить, что лучше всего подходит для бюджета, размера и стиля вашего дома. Но в конечном итоге выбор за вами.
Ферма какого размера мне нужна?
В отличие от большинства современных деревянных домов, фермы с деревянным каркасом часто выставляются напоказ, усиливая ощущение пространства и объема внутри. Потолок с деревянным каркасом может быть на линии крыши, а не привязан к основанию нижней балки фермы, и благодаря этой гибкости отдельные комнаты могут иметь различную высоту потолка. Тем не менее, новообретенная высота потолка и архитектурный интерес деревянной фермы часто означают, что требуется инженер, чтобы гарантировать, что эти красивые открытые фермы выдержат нагрузку крыши.
По данным Гильдии деревянных каркасников (некоммерческой членской организации, занимающейся искусством и наукой деревянного каркаса), чтобы определить пролет и размер деревянной фермы, инженер-строитель выполняет следующие четыре шага:
- Определение и количественная оценка нагрузок конструкции в соответствии с Международными нормами жилищного строительства (в США)
- Выберите размеры элементов и материалы для деревянного каркаса
- Проверить, как поведет себя здание под нагрузкой
- Уточнение материалов и размеров элементов для достижения эффективных характеристик
После того, как фермы спроектированы и изготовлены в соответствии с указанными выше критериями, их предварительно вырезают в мастерской по изготовлению деревянных каркасов. Они могут быть собраны там или на месте, в зависимости от производителя деревянного каркаса и ограничений площадки. Современные фермы с деревянным каркасом можно соединить с помощью открытых стальных пластин и кронштейнов или традиционным методом врезных и шиповых соединений, используя деревянные штифты для скрепления частей вместе вместо металлических крепежных деталей или гвоздей.
Фото: Oakbridge Timber Framing; Поставщик деревянного каркаса: Oakbridge Timber Framing / Подробнее здесь.
Детали конструкции
Итак, вы выбрали тип фермы. Теперь пусть ваши бревна сделают больше, чем просто предохранят ваш дом от падения. Используйте их, чтобы сделать заявление. Вот как.
Размер.
Использование бревен размером 6 на 6 дюймов позволяет добиться внешнего вида, отличного от 8 на 8 дюймов. Естественно, более высокие стены выглядят прочнее благодаря более толстой раме, но вы можете контролировать масштаб по своему вкусу, выбирая размеры. Помните также, что не все дома с деревянным каркасом имеют соборные потолки или большие комнаты, похожие на амбары, поэтому масштабируйте бревна соответствующим образом.
Цвет.
Различные породы дерева имеют свой оттенок. Например, пихта Дугласа обычно краснее болиголова. Но вы можете окрасить древесину, чтобы она подходила вам и вашему декору. Травление, первоначально использовавшееся для того, чтобы новая древесина мгновенно выглядела старой, является популярным осветляющим средством.
Форма.
Для эксцентриситета рассмотрите бревенчатые балки и изогнутые пояса фермы. Краки — это естественно изогнутые стволы деревьев, расщепленные или распиленные вдоль. Использование слегка изогнутой древесины для основания фермы передает изящество.
Поверхность.
Если ваша древесина выстругана гладко или оставлена шероховатой, она будет выглядеть по-разному, от изысканной до деревенской.