методы наращивания, удлинения и соединения стропил

Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.

Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.

Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.

К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.

Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.

Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точки пересечения кривой с продольной осью стропилины, в которых изгибающий момент приближается к нулевым значениям.

Учтем, что при строительстве стропильного каркаса требуется обеспечить равную по всей протяженности элемента сопротивляемость изгибу, а не одинаковые возможности прогибаться. Поэтому места сопряжения устраивают рядом с опорами.

В качестве опоры принимается как установленная в пролет промежуточная стойка, так и непосредственно мауэрлат или шпренгельная ферма. Коньковый прогон можно также оценивать, как возможную опору, но участки состыковки стропильных ног лучше располагать ниже по скату, т.е. там, где на систему возлагается минимальная нагрузка.

Кроме точного определения места для сопряжения двух частей элемента системы нужно знать, как правильно удлиняются стропила. Способ формирования соединения зависит от выбранного для строительства пиломатериала:

• Брусья или бревно. Наращиваются косым прирубом, сформированным в зоне соединения. Для усиления и для предотвращения поворота прирубленные под углом края обоих частей стропилины скрепляются болтом.
• Сшитые попарно доски. Сращиваются с расположением линий состыковки вразбежку. Соединение двух наложенных друг на дружку частей производится гвоздями.
• Одинарная доска. В приоритете сращивание лобовым упором – путем состыковки торцованных частей стропильной ноги с наложением одной или пары деревянных или металлических накладок. Реже из-за недостаточной толщины материала используется косой прируб с креплением металлическими хомутами или традиционным гвоздевым боем.

Рассмотрим детально указанные методы, чтобы углубленно разобраться в процессе наращивания длины стропил.

Вариант 1: Метод косого прируба

Способ предполагает формирование двух наклонных врубок или запилов, устроенных со стороны сопряжения частей стропильной ноги. Подлежащие состыковке плоскости врубок должны безукоризненно совмещаться без малейших зазоров, независимо от их размеров. В зоне соединения должна быть исключена вероятность деформации.

Запрещено заполнение щелей и неплотностей клиньями из древесины, фанерными или металлическими пластинами. Подогнать и скорректировать огрехи не получится. Лучше заранее точно вымерить и вычертить линии врубок, согласно следующим стандартам:

• Глубина определяется формулой 0,15 × h, где h обозначает высоту бруса. Это величина участка, перпендикулярного продольной оси бруса.
• Интервал, в пределах которого расположены наклонные участки врубки, определяется формулой 2 × h.

Место для размещения участка состыковки находят по действующей для всех типов стропильных каркасов формуле 0,15 × L, в которой величина L отображает размер перекрываемого стропилом пролета. Расстояние откладывается от центра опоры.

Детали из бруса при выполнении косого прируба дополнительно крепятся проходящим через центр соединения болтом. Отверстие для его установки высверливается заранее, Ø его равен Ø стержня крепежа. Чтобы древесина в месте установки крепления не сминалась, под гайки укладываются широкие металлические шайбы.

Если с применением косого прируба соединяют доску, то дополнительная фиксация производится с применением хомутов или гвоздей.

Вариант 2: Сплачивание досок

В случае использования технологии сплачивания центр соединяемого участка располагается прямо над опорой. Линии состыковки торцованных досок располагаются с обеих сторон от центра опоры на расчетном расстоянии, равном 0,21 × L, где L обозначает длину перекрываемого пролета. Фиксацию проводят гвоздями, устанавливаемыми в шахматном порядке.

Люфт и зазоры также недопустимы, но их проще избежать, проведя аккуратную торцовку доски. Этот способ гораздо проще предыдущего метода в исполнении, но чтобы попусту не расходовать метизы и не ослаблять лишними отверстиями древесину, следует с точностью рассчитать число точек устанавливаемого крепежа.

Гвозди с сечением ножки до 6 мм устанавливаются без предварительного высверливания соответствующих отверстий. Под крепеж размером больше указанного сверлить нужно, чтобы при соединении не расколоть вдоль волокон доску. Исключением являются метизы с крестообразным сечением, которые независимо от размера в деревянные детали можно просто забивать.

Для обеспечения достаточной прочности в зоне сплачивания нужно соблюдать следующие условия:

• Крепеж ставят через каждые 50 см вдоль обоих краев сращиваемых досок.
• Вдоль торцевых соединений гвозди ставят с шагом 15 × d, где d это диаметр гвоздя.
• Для сплачивания доски в месте сопряжения подходят гладкие круглые, винтовые и резьбовые гвозди. Однако резьбовые и винтовые варианты в приоритете, потому что у них прочность на выдергивание значительно выше.

Отметим, что соединение стропилин сплачиванием приемлемо в случае устройства элемента из двух сшитых досок. В результате оба стыка перекрываются цельным участком пиломатериала. К плюсам способа отнесем внушительную для частного строительства величину перекрываемого пролета. Подобным образом можно наращивать стропильные ноги, если расстояние от вершины до нижней опоры достигает 6,5 м.

Вариант 3: Лобовой упор

Способ лобового наращивания стропил заключается в торцевой состыковке соединяемых частей стропильной ноги с фиксацией участка гвоздями, нагелями или болтами через установленные по обеим боковым плоскостям накладки.

Для исключения люфта и деформации наращенной стропильной ноги необходимо придерживаться следующих правил:

• Подлежащие состыковки края доски должны быть безупречно отторцованы. Зазоры любого размера по линии соединения необходимо исключить.
• Длина накладок определяется формулой l = 3 × h, т.е. они обязаны быть не меньше, чем три ширины доски. Обычно длину вычисляют и подбирают, исходя из числа гвоздей, формула дана для выяснения минимальной длины.
• Накладки выполняются из материала, толщина которого не менее 1/3 аналогичного размера основной доски.

Гвозди в накладки забивают в два параллельных ряда с шахматным «разбросом» крепежных точек. Чтобы тонкую по отношению к основному пиломатериалу накладку не повредить, количество точек крепления рассчитывается с ориентиром на сопротивление гвоздей поперечной силе, действующей на ножки метиз.

Когда стык частей стропилины расположен прямо над опорой, в расчетах гвоздевого боя для фиксации накладок нет необходимости. Правда, в этом случае состыкованная нога станет работать как две отдельные балки и на прогиб, и на сжатие, т.е. по нормальной схеме придется рассчитывать несущую способность для каждой из составляющих частей.

Если в качестве крепежа используются стальные стержневые болты или стержни без резьбы, нагели, при состыковке толстой доски или бруса, то угроза деформации будет полностью исключена. По сути, даже на некоторые зазоры в состыковке торцов можно не обращать внимания, хотя подобных огрехов все же лучше избегать.

При применении шурупов или винтов предварительно высверливают отверстия под их установку, Ø отверстий на 2- 3 мм меньше аналогичного размера ножки крепежа.

При производстве лобовых соединений стропилин необходимо четко соблюдать расчетный шаг установки, численность и диаметр крепежных элементов. При сокращении расстояний между точками фиксации может произойти расщепление древесины. Если отверстия под крепеж будут больше положенных размеров, стропилина деформируется, а если меньше – расколются пиломатериалы в период установки крепежа.

Для соединения и увеличения длины стропила есть еще весьма интересный способ: наращивание с помощью двух досок. Их пришивают к боковым плоскостям удлиняемого одинарного элемента. Между наращенными деталями остается просвет, равный ширине верхней доски.

Просвет заполняют обрезками равной толщины, установленными с интервалом не более 7 × h, где h это толщина удлиняемой доски. Длина вкладываемых в просвет дистанционных брусков не менее 2 × h.

Удлинение с применением двух наращиваемых досок подходит для следующих ситуаций:

• Устройство наслонной системы по двум боковым прогонам, которые служат опорой для расположения участка состыковки основной доски с присоединяемыми элементами.
• Установка диагональной стропилины, определяющей наклонное ребро вальмовых и полувальмовых конструкций.
• Строительство ломаных крыш. В качестве опоры под соединение используется обвязка нижнего яруса стропилин.

Расчет крепежа, фиксация дистанционных брусков и соединение досок производится по аналогии с вышеописанными способами. Для изготовления дистанционных брусков подойдут обрезки основного пиломатериала. В результате установки этих вкладышей ощутимо возрастает прочность сборной стропилины. Несмотря на существенную экономию материала, работает она как цельная балка.

Демонстрация основных приемов сращивания конструктивных элементов стропильной системы:

Ролик с пошагово изложенным процессом соединения частей стропила:

Видео-пример одного из способов соединения пиломатериалов:

Соблюдение технологических предписаний, согласно которым производится сращивание стропилин по длине, гарантирует беспроблемную работу конструкции. Способы удлинения позволяют снижать расходы на строительство крыш. Следует не забывать о предварительных расчетах и о подготовке к выполнению соединений, чтобы результат усилий стал идеальным.

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Наращивание стропил по длине: спаренные и составные стропила

Приступая к строительству крыши, многие интересуются, как удлинить стропила. Для этого между собой обычно соединяют короткие элементы конструкции: стропильные доски, брусья и прочее – это показано на фото. Добиться жесткости на изгиб в местах, где стыкуют стропила, получается редко – обычно там присутствуют пластинчатые шарниры. Для того чтобы решить данную проблему, стык делают там, где возможности изгиба приближаются к нулю.

При использовании пластинчатого шарнира, расстояние от него до опоры для стропил считают как 15% от длины пролета (шага установки стропил), где и располагают соединение. Поскольку расстояние пролетов между промежуточной опорой и мауэрлатом, коньковой и промежуточной опорами разная, то при стыковке стропил используют равноправную, а не равнопрогибочную схему, которая используется при стыковке прогонов. Что касается того, как стыковать стропила, то важно обеспечить одинаковую прочность, а не создать равный прогиб. А вот в коньковом прогоне главное – обеспечить равный прогиб, чтобы конек крыши оставался на одной высоте.

При сооружении вальмовых крыш задействуют стропила, направленные к внутренним или внешним углам стен. В этом случае стропильные ноги называют накосными стропилами. Они получаются более длинными, чем обычные, и становятся опорой для коротких стропил скатов.

Способы, как срастить стропила:

• соединением встык;
• косым прирубом;
• соединение внахлест.

При соединении встык для того, чтобы все было надежно закреплено, у обоих стропил обрезают стыкуемые концы под прямым углом. Чтобы место соединения стропил не подвергалось прогибу, срез торца каждого элемента должен производиться под углом точно в девяносто градусов. Соединяют срезанные концы стропил металлическим крепежным элементом или накладкой из доски и закрепляют. С целью прикрытия стыка стропил с обеих сторон используют накладки из доски, для крепления которых берут металлические гвозди для стропильной системы. Прибивают их в шахматном порядке, через один.

Если используют метод косого прируба, соприкасающиеся концы стропил подрезают под углом в 45 градусов. Затем концы стропил соединяют вместе, и посередине скрепляются болтом, имеющим диаметр 12 или 14 миллиметров.

Что касается того, как нарастить стропила внахлест, то деревянные элементы накладывают друг на друга с нахлестом в метр или больше, точность среза стропил соблюдать необязательно. Потом, как и в случае соединения стропил встык, гвозди прибивают по всей области соприкосновения сращиваемых элементов в шахматном порядке.

Вместо гвоздей можно использовать также шпильки, закрепляемые с обеих сторон шайбами и гайками. Соединение элементов стропильной системы должно происходить таким образом, чтобы на места стыка приходился минимум нагрузки. Чтобы соединять стропила с мауэрлатом, используют скобы для стропил.

Сопряжение стропил

Сопряжение – это соединение деталей, при котором они полностью или частично входят друг в друга. Стропила соединяют с мауэрлатом или балками путем врезки или с помощью зуба с шипом, создавая узлы.

Верхнюю часть стропильной ноги укладывают на коньковый прогон с частичным или полным соединением с другой стропильной ногой. Простая стропильная система, собранная из досок, оказывается не менее прочной, чем изготовленная с применением деревянного бруса и жердей. Доски наращивают или соединяют в определенном порядке, и в ряде случаев их применение оказывается более выгодным по сравнению с тяжелым брусом, как со стороны универсальности, так и экономии.

Можно привести такие примеры стропильных систем из доски, как конструкция крыши с чердаком, которые можно утеплить и переделать в мансарду. Для увеличения длины ног иногда используют стропила, соединенные при помощи двух досок с просветом. Особенность такой конструкции состоит в том, что в нижней части системы достаточно прикрепить одинарные стропила, а в верхней – спаренные элементы.

Таким способом можно сэкономить на строительном материале, а сборка стропил друг с другом и с ригелем происходит проще. Вкладыши, выполненные из обрезков ног, укладывают между стропилами таким образом, чтобы расстояние между ними составляло не больше семи высот соединенных досок. В таком случае гибкость стропила, спаренного между вкладышами, равна нулю, и оно может работать в качестве цельного элемента. При этом длина вкладышей должна составлять две высоты досок и больше (прочтите также: «Какое расстояние между стропилами, методика вычисления»).

Стропила из досок бывают двух видов: составные и спаренные.

Спаренные стропила

Спаренные стропила слагают не менее чем из двух досок, которые прикладываются друг к другу широкой стороной вплотную, не оставляя зазоров, и прошиваются по всей длине гвоздями в шахматном порядке, через один.

Удлинение стропил из спаренных досок происходит одновременным соединением частей встык и внахлест ко второй стропильной доске, благодаря чему не только увеличивается длина элемента, но и его прочность. При выборе стропил необходимо обращать внимание на то, чтобы расстояние между стыками объединяемых досок соединения были более одного метра и располагались по изделию в шахматном порядке. Шарнирные соединения не должны находиться друг напротив друга, а каждый стык должен быть защищен цельной доской.

Накосные стропила – это самые длинные элементы стропильных систем, и самым лучшим материалом для их создания является спаренная стропильная доска.

Как срастить брус по длине, смотрите на видео:

Составные стропила

Такие элементы как составные стропила никогда не используют в качестве диагональных элементов. Для их создания две доски одинаковой длины укладывают на ребро и соединяют между собой вкладышем (третьей доской). Потом три доски приколачиваются гвоздями в два ряда. Длина вкладыша должна превышать две высоты доски.

Шаг монтажа стропил между вкладышами должен быть менее величины толщины соединяемых досок, умноженной на цифру семь. Первый вкладыш должен находиться в начале стропил – в этом случае стропильная нога будет равна толщине трех досок.

Верхняя часть стропила делается из одной доски, ее, как вкладыш, прикрепляют между боковыми досками гвоздями и монтируют на коньковый брус.

В том, как зарезать стропила, нет ничего сложного. Существует несколько способов увеличить длину стропил. Главное – сделать все правильно, учитывая малейшие нюансы, чтобы крыша получилась прочной и надежной, и стропильная конструкция долгие годы не нуждалась в ремонте.

Каркас обычных стропил | THISisCarpentry

Будучи молодым плотником (или, лучше сказать, «помощником»), я всегда поражался мастерству кровельщиков. Они сделали так, чтобы казалось легким резать и подгонять стропила крыши только с помощью обрамляющего угольника. Весь процесс озадачил меня. В те ранние годы я несколько раз пытался сделать это сам, но так и не добился успеха. Со временем пожилой плотник по имени Рич Мерфи взял меня на крышу и помог разметить и вырезать обратный фронтон, используя угольник и карманный справочник своего кровельщика или «библию». Этот опыт отправил меня на поиски мастерства в искусстве резки крыш. Не могу сказать, что я когда-либо овладевал этим, но я прошел долгий путь с тех пор, как Рич любезно нашел время, чтобы помочь мне понять, что происходит.

Конечно, это было десятки лет назад. Сегодня я использую калькулятор, чтобы найти длину и углы стропил. Без сомнения, строительный калькулятор — это самый быстрый способ сориентироваться на крыше.

Рядом: Construction Master Pro (слева) и приложение BuildCalc на iPhone (справа) (Примечание: щелкните любое изображение, чтобы увеличить его) прямоугольные треугольники, а крыши состоят из прямоугольных треугольников. Эти калькуляторы исключают некоторые запоминания и все диаграммы. Они помещают всю информацию в красивый, чистый, простой для понимания интерфейс.

Есть также две заслуживающие похвалы версии программного обеспечения, доступные в виде приложений для смартфонов: одна от Calculated Industries и одна от BuildCalc. По сути, они делают то же самое, что и настоящий строительный калькулятор, но я предпочитаю настоящий — если я собираюсь бросить калькулятор в грязь, то пусть это будет не мой дорогой смартфон!

Использование строительного калькулятора

Значения на калькуляторе, которые мы используем для обычного каркаса крыши, следующие: Уклон, Высота, Длина и Диагональ. Если у вас есть любые два из этих значений, калькулятор быстро вычислит остальную часть прямоугольного треугольника, а это значит, что он расскажет вам все остальное, что вам нужно знать о стропилах.

В большинстве случаев у меня есть два значения: пролет здания и указанный шаг, поэтому я использовал эти значения для примера в этом онлайн-руководстве:

Глядя на нашу модель крыши, Мне нужно найти два элемента, которые дадут мне всю информацию, необходимую для каркаса крыши.

Ширина здания в этом примере составляет 6 футов 3/4 дюйма, включая обшивку.

Каждое стропило перекрывает только половину ширины здания и начинается с торца коньковой балки. Для простоты и во избежание ошибок, первое, что я делаю, это вычитаю полную ширину коньковой балки из ширины здания: в этом примере 6 футов 3/4 дюйма — 1 ½ дюйма = 5 футов 11 1/. 4 дюйма

Я записываю это на своем шаблоне стропила как скорректированный общий пробег. Затем я делю это на 2, чтобы получить фактический пробег каждого стропила. Результат на моем калькуляторе Construction Master составляет 2 фута 11 5/8 дюйма. Затем я нажимаю клавишу Run, указывая калькулятору использовать это измерение в качестве «пробега», который является первым элементом прямоугольного треугольника, над которым я работаю. с.

Мне нужен еще один элемент, и в этом случае я знаю уклон крыши, который равен 6/12. Итак, я ввожу в калькулятор число 6, затем нажимаю клавишу Inch, а затем нажимаю клавишу Pitch. Примечание. Важно не забывать нажимать клавишу «Дюймы» при вводе уклона крыши — без него калькулятор интерпретирует введенное число как «градусы уклона», а не как отношение подъема/пробега крыши.

Теперь у калькулятора есть все необходимые данные, и он может предоставить мне любую информацию об этом треугольнике. Например, я также хотел бы знать размер диагонали, который поможет мне спланировать разрез сиденья. Все, что мне нужно сделать, это нажать клавишу Diag, и калькулятор отобразит размер: 3 фута 3 13/16 дюйма. Я также записываю это измерение на шаблоне стропила.

Затем я нажимаю клавишу подъема и записываю это число: 1 фут 5 13/16 дюймов

Обязательно выполните все расчеты несколько раз, очищая калькулятор между ними. Если все результаты совпадают, вы можете исключить любые ошибки нажатия клавиш.

Разметка

Следующим шагом будет разметка и обрезка стропила. Во-первых, я прикрепляю набор мер для ступеней к моему квадратному каркасу, чтобы я мог делать точные, повторяющиеся отметки. В этом случае я прикрепляю калибры для шага 6/12 — 6 дюймов на язычке угольника и 12 дюймов на корпусе угольника. Я тщательно выравниваю эти измерения по краю стропильного материала, а затем устанавливаю датчики.

Укладывая квадрат на верхнюю часть стропильного материала, я начинаю с разметки отвеса в верхней части стропила. Имейте в виду, что для большинства каркасных работ язычок (узкая сторона) представляет собой вертикальный срез, а корпус (более широкая сторона) — горизонтальный или седалищный срез.

Я делаю этот отвес на пике с помощью пилы, прежде чем отметить вырез для седла (или «птичий рот», как говорят в народе). Таким образом, у меня есть за что зацепить мою рулетку, что очень удобно для длинных стропил.

Измеряя от кончика стропила, я отмечаю диагональный размер вдоль верхнего края стропила.

Затем, используя свой угольник (некоторые плотники предпочитают использовать угольник скорости, но угольник скорости не так точен, особенно на дробных шагах), я провожу параллельную отвесную линию поперек стропила, отмечая вдоль языка площадь. Эта линия представляет собой отвес на стропиле на краю здания.

Отрезок седла (или «птичий рот») указан в этой строке. Если вы создаете каркас с нуля и не соответствуете высоте стропил (что будет рассмотрено в следующей статье), вам нужно будет решить, какого размера должен быть вырез сиденья. Для большинства кодов требуется не менее 1 ½ дюйма посадочного подшипника на верхней пластине. Мне нравится, когда сиденье обрезается той же ширины, что и стена, включая обшивку.

В моей модели здесь и на большинстве моих работ с использованием стен 2×4 размер сиденья составляет 4 дюйма с обшивкой. С более широкими пластинами нельзя врезаться в стропило более чем на треть его общей ширины — это слишком сильно ослабит конструкцию. Обычно я выбираю 4 дюйма, и это хорошо работает с большинством крыш.

Чтобы сделать 4-в. вырез сиденья, я поворачиваю квадрат на 180 градусов от отвесных разрезов, которые я уже отметил, таким образом, ступенчатые датчики будут привязаны к нижнему краю стропила. Затем я двигаю квадрат вдоль нижнего края до тех пор, пока отметка 8 дюймов на теле не пересечет параллельную отвесную линию, которую я провел ранее; вы увидите, что линия, которую я провожу, будет ровно 4 дюйма в длину.

Для меня это самый быстрый способ нарисовать разрез сиденья.

Затем, пока у меня есть угольник, легко сдвинуть угольник, чтобы отметить свес стропила (если у меня свес менее 12 дюймов). В моем случае это 6 дюймов, и я провожу еще одну отвесную линию, чтобы начать резать стропило.

Установка стропил

Прежде чем устанавливать стропила, я предпочитаю сначала установить конек. Вот почему я записал измерение высоты нашего стропила.

Я мог бы посчитать это на своем строительном калькуляторе, но, честно говоря, мне проще рисовать — это намного безопаснее, так как в рисовании легче следить за числами. Нарисовав его на столбе, я нахожу высоту столба, а затем могу отрезать столб, чтобы разместить конек.

Чтобы добраться до вершины конька, мне нужно измерить HAP стропил, или «высоту над плитой». Глядя на иллюстрацию (ниже), вы можете увидеть треугольник, который рассчитал наш строительный калькулятор. Калькулятор не имеет представления о глубине посадочного места или размере стропильного материала — проще всего измерить расстояние от посадочного места до верхнего края спиленного стропила, и это HAP.

Затем, поскольку я хочу разместить коньковый брус, я измеряю глубину конькового бруса (в моем примере 5 ½ дюйма) и измеряю вниз от отметки линии HAP. Эта линия представляет собой высоту столба. Теперь я знаю, что если я его отрежу, он подойдет.

В жизни (не в математике) не все идеально. Я обычно вычитаю от 1/4 до 1/2 дюйма больше, чтобы позволить мне идеально установить гребень на место. Гораздо проще проложить 1/2 дюйма, чем отрезать 1/2 дюйма от после гребень на столбе.

Процесс довольно прост — никаких сложных диаграмм или таблиц. И, как говорит Том Брюэр, нам всем нравится, когда план складывается воедино и действительно работает!

(чертежи SketchUp, автор Wm. Todd Murdock)

Как определить размеры стропил крыши?

Статьи по теме для чтения:

• Как определить размер лаг пола согласно IRC | Простое объяснение с примерами
• Как определить размеры потолочных балок в соответствии с IRC | Легко объясняется на примерах

Хотите научиться легко определять размеры стропил крыши?

Глава 8 Международного жилищного кодекса (IRC) 2018 года регулирует проектирование и строительство кровельных и потолочных систем. Элементы крыши/потолка должны быть правильно спроектированы, чтобы обеспечить адекватную поддержку в соответствии с возлагаемыми на них нагрузками, а также обеспечить правильную передачу этих нагрузок на опорные стены и/или опорные элементы конструкции.

Международный жилищный кодекс (IRC) признает два типа традиционных систем кровельного и потолочного каркаса для зданий, на которые распространяется действие Международного жилищного кодекса (IRC): деревянный каркас и холодногнутый стальной каркас.

В этом посте мы рассмотрим элементы деревянного каркаса крыши, особенно стропила. Проектирование и конструкция деревянных стропил крыши описаны в разделе R802.4 Международного жилищного кодекса (IRC).

(Примечание: ссылки на таблицы были изменены в версии IRC 2018 года. Таблицы допустимых пролетов стропил крыши в версии 2018 года находятся в разделе R802.4, а таблицы в версии 2015 года — в разделе R802.5. , В целях единообразия этот пост будет ссылаться на IRC 2018. Обратите внимание, какую версию IRC вы используете, поскольку допустимые интервалы могут различаться.)

Раздел R802.4 описывает критерии каркаса деревянных стропил крыши, которые также включают таблицы нормативных пролетов.

В этом посте мы узнаем, как правильно подобрать размер стропил крыши в зависимости от их пролета, расстояния между ними и породы используемой древесины.

Интересный совет:  Чтобы узнать разницу между Международным жилищным кодексом (IRC) и Международным строительным кодексом (IBC), обязательно ознакомьтесь с этим POST .

Нагрузки на стропила крыши

Деревянные стропила крыши имеют размеры на основе одной из восьми таблиц, содержащихся в нормах. В этих таблицах пролетов перечислены допустимые пролеты стропил крыши для обычных размеров пиломатериалов в зависимости от того, какой сценарий расчетной нагрузки применяется. Прежде чем мы рассмотрим эти таблицы, мы должны убедиться, что определены правильные расчетные нагрузки, прежде чем выбирать правильную таблицу.

Код распознает 2 типа нагрузок, действующих на стропила крыши: динамические нагрузки и постоянные нагрузки.

Временные нагрузки  определяются кодом следующим образом:

Нагрузки, возникающие при использовании и нахождении в здании или другой конструкции. Сюда не входят строительные и экологические нагрузки.

Постоянные нагрузки  определяются кодом следующим образом:

Вес строительных материалов, встроенных в здание, включая, помимо прочего, стены, полы, крыши, потолки, лестницы, встроенные перегородки, отделка, облицовка и другие аналогичные архитектурные и конструкционные элементы, а также стационарное сервисное оборудование.

Таблицы пролетов стропил крыши

Как упоминалось выше, в таблицах пролетов в коде перечислены допустимые пролеты стропил крыши для обычных размеров пиломатериалов в зависимости от того, какой расчетный сценарий нагрузки применяется.

В соответствии с , раздел R802.4.1 , стропила крыши должны иметь размеры в соответствии с таблицами с R802.4.1(1) по R802.4.1(8) . Очень важно правильно выбрать стол.

Теперь, чтобы выбрать правильный стол, мы должны понять 2 вещи: какая временная нагрузка должна использоваться и прикреплены ли потолочные балки к стропилам крыши.

Ранее мы коснулись нагрузок, но давайте рассмотрим, почему важно знать, прикреплены ли потолочные балки к стропилам крыши или нет.

В соответствии с Раздел R802.5.2 каждое стропило крыши должно быть привязано к конструкции с помощью потолочных балок или стропильных связей . Когда потолочные балки прикреплены, они действуют как стяжка. Когда они идут в противоположном направлении, создавая сценарий, в котором они не прикреплены к стропилам, тогда можно использовать стропильные стяжки для выполнения требования стяжки.

Это соединение важно, потому что оно противостоит горизонтальному распору от гравитационных нагрузок и распору стропил, вызванному подъемом от ветровой нагрузки.

Использование стропильной стяжки или самих потолочных балок может немного различаться по размеру используемых стропил крыши, поэтому код создает два типа таблиц пролетов. Один для того, когда потолочные балки используются в качестве стяжек, и один, когда они не используются, поэтому требуются стропильные стяжки.

Следует также отметить, что таблицы пролетов стропил ограничены потолочными балками или связями стропил, расположенными на верхней плите или в нижней трети чердачного помещения. Если потолочная балка расположена не на верхней плите, а в нижней трети чердака, к стропилам применяется поправочный коэффициент пространства между стропилами, чтобы учесть дополнительную нагрузку на стропила крыши из-за расположения стяжки или потолочной балки. выше на чердаке. Этот поправочный коэффициент находится в сноске «A» в любом пространстве стропильной крыши в таблицах с R802.4.1(1) по R802.4.1(8).

Однако важно отметить, что если потолочные балки или стропильные связи расположены выше на чердаке, где они превышают требование одной трети, то таблицы пролетов НЕ могут быть использованы и вместо этого потребуется крыша стропила должны быть спроектированы в соответствии с принятой инженерной практикой.

Таким образом, в основном, если расчетные нагрузки превышены или потолочные балки или стропильные связи расположены более чем на одну треть вглубь чердака, конструкция стропил крыши не соответствует предписывающим стандартам таблиц, и в этом случае они должны быть разработан в соответствии с общепринятой инженерной практикой.

Как видите, в отличие от потолочных балок или перекрытий , стропила крыши имеют множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе правильного размера.

Теперь, когда все это позади, давайте взглянем на эти таблицы, чтобы узнать, как правильно определить размеры стропил крыши, используя предписывающие стандарты:

Для простоты выше показаны только заголовки таблиц. Заголовок таблицы необходимо сначала понять, прежде чем мы сможем правильно выбрать правильную таблицу для определения размеров стропил крыши. Каждая таблица промаркирована. Как вы можете видеть, Таблица R802.4.1(1) и Таблица R802.4.1(2) предназначены для стропил с временной нагрузкой 20 фунтов на квадратный фут, однако первая предназначена для перекрытий, не прикрепленных к стропилам, а вторая предназначена для перекрытия, прикрепленные к стропилам.

Помните, что было сказано ранее. Стропила должны быть привязаны, поэтому, если они не привязаны к потолочным балкам, то для их установки потребуются стропильные анкеры .

Как и в таблицах с R802.4.1(3) по R802.4.1(8), на крышу воздействуют разные снеговые нагрузки, при этом применяется один и тот же принцип крепления балок или их отсутствия. Для простоты выше показана только таблица R802.4.1(3) для указания изменения динамической нагрузки в заголовке.

Опять же, таблицы должны использоваться только для временных и постоянных нагрузок, указанных в таблицах. Их НЕЛЬЗЯ использовать для расчетных нагрузок, выходящих за рамки этих предписывающих таблиц.

Теперь давайте рассмотрим, какая информация содержится в таблицах.

В таблицах представлена ​​следующая информация о них:

1. Расстояние между стропилами крыши в дюймах (12, 16, 19,2, 24)
2. Породы и сорта пиломатериалов
3. Различные варианты размеров пиломатериалов 2×8, 2×10, 2×12)
4. Максимальный пролет стропил крыши зависит от размера пиломатериалов, породы/сорта и используемого расстояния.

Теперь, чтобы правильно подобрать размеры стропил крыши, давайте рассмотрим несколько примеров.

Определение размеров стропил крыши

Определение размеров стропил крыши – Пример 1

Вопрос: Максимально допустимый пролет крыши из лиственницы Дугласа №2 размером 2×6, когда потолок крепится к стропилам стропила, расположенные на расстоянии 12 дюймов от центра, выдерживающие динамическую нагрузку крыши 20 фунтов на квадратный фут и постоянную нагрузку 10 фунтов на квадратный фут?

Первый шаг, давайте соберем всю предоставленную информацию в вопросе:

• Потолок, прикрепленный к стропилам, и динамическая нагрузка 20 фунтов на квадратный фут: Используйте таблицу R802. 4.1(2)
• Расстояние между стропилами крыши: 12 дюймов
• Виды и Сорт: Пихта-лиственница Дугласа #2
• Постоянная нагрузка: 10 фунтов на квадратный фут
• Используемый размер пиломатериала: 2×6

Теперь давайте найдем максимально допустимый пролет для элемента 2×6 в приведенном выше сценарии:

Следовательно, учитывая в приведенном выше примере максимально допустимый промежуток для элемента 2 x 6 –  15′-6″ .

Размеры стропил крыши – пример 2

Теперь давайте попробуем другой пример, но на этот раз будет указан пролет, и вы должны выбрать правильный размер пиломатериала для использования в следующем сценарии:

Вопрос: Когда потолок не прикреплены к стропилам и где стропила крыши Hem-Fir #3 должны располагаться на расстоянии 12 дюймов от центра, выдерживая снеговую нагрузку 30 фунтов на квадратный фут и постоянную нагрузку 20 фунтов на квадратный фут, каков минимально допустимый размер стропил, когда требуется пролет 14 футов -0″ в длину?

Первый шаг, давайте соберем всю предоставленную информацию в вопросе:

• Потолок не прикреплен к стропилам и снеговая нагрузка 30 фунтов на квадратный фут: Используйте таблицу R802. 4.1(3)
• Расстояние между стропилами крыши: 12 дюймов
• Породы и Сорт: Пихта #3
• Пролет стропил крыши: 14′-0″

Теперь давайте найдем минимально допустимый размер стропил, учитывая приведенный выше сценарий:

Таким образом, учитывая приведенный выше пример, — пиломатериал № 3, охватывающий 14 футов — 0 ″, — это 2×10  так как он может охватывать 14 футов-5 дюймов. Например, нельзя использовать элемент 2×8, так как он может охватывать только 11-9 дюймов.

Чтобы узнать больше о проектировании и строительстве деревянного каркаса крыши, обязательно ознакомьтесь с Разделом R802 Международного жилищного кодекса (IRC) 2018 года.

Интересный совет:  Чтобы узнать, как легко определить размер потолочных балок, обязательно ознакомьтесь с этим POST .

Надеемся, что с учетом приведенных выше примеров вам будет проще определить размеры деревянных стропил крыши в соответствии с таблицами Международного жилищного кодекса.

В заключение давайте ответим на несколько часто задаваемых вопросов о стропилах крыши.

Какой стандартный размер стропил крыши?

Стандартный размер стропил крыши может быть любого размера, если он не меньше минимального размера, требуемого нормами. Минимальный размер стропил крыши определяется с использованием таблиц предписаний, приведенных в главе 8 Международного жилищного кодекса (IRC).

На каком расстоянии друг от друга должны быть стропила крыши?

Расстояние между стропилами крыши является лишь одним из компонентов, используемых для определения минимального размера стропил крыши. Согласно предписывающим таблицам, приведенным в главе 8 Международного жилищного кодекса (IRC), стандартное расстояние между стропилами крыши составляет 12, 16, 19,2 или 24 дюйма по центру.

На какую длину могут пролетать стропила крыши?

Максимальный пролет стропил крыши зависит от размера, интервала и породы используемой древесины, а также расчетных нагрузок, приложенных к системе крыши, а также от того, прикреплен ли потолок к стропилам или нет.