Деревянная стропильная система. Что лучше — бревна, брус или доски?

Деревянная стропильная система. Что лучше — бревна, брус или доски?

Стропильная система обязана быть прочной, но не тяжелой. Конечно, для несущей основы кровли крупных промышленных зданий и многоэтажек, приходиться использовать металл или железобетон. А для обычных частных домов – это ненужное излишество. Стропила в этом случае делают деревянными – из досок, бруса (обычного или клееного), бревен.

Бревна используются редко, исключительно для срубов. Этот материал слишком увесистый, требующий от плотника высокого профессионализма и способности выполнять сложные врубки в местах креплений.

Брус – самый лучший вариант, из которого можно смонтировать прочные и долговечные стропила. Единственный недостаток бруса – высокая цена.

В качестве замены брусу часто используют более дешевые доски, толщиной минимум 40-60 мм. В список их преимуществ также можно включить небольшой вес, удобство в монтаже и высокий запас прочности.

К выбранному пиломатериалу предъявляют следующие требования:

• Минимально допустимые сорта древесины — 1-3. Наличие сучков допускается в небольшом количестве (лучше обойтись вообще без них!), не более трех сучков, высотой до 3 см, на 3 м.п. Трещины также допустимы, но они не должны пронизывать древесину насквозь, их длина не может превышать половину длины материала.
• Допускается использовать высушенную древесину с влажностью до 18-22%. Если эти показатели будут выше, стропила, по мере высыхания, могут потрескаться или выгнуться и потерять свою форму.
• Несущие части стропильной системы выполняют из материала, толщиной от 5 см, шириной от 10-15 см.
• Длина элементов из хвойных пород — до 6,5 м, а из твердых лиственных – до 4,5 м.
• Все деревянные части стропил, до начала эксплуатации, должны быть обработаны защитными составами, предотвращающими их гниение, возгорание и повреждение насекомыми-древоточцами.

Деревянная стропильная система в ревите. Деревянные конструкции в Autodesk Revit

В последнее время Autodesk Revit очень широко применяется при проектировании зданий любого масштаба – от коттеджей до заводов и жилых кварталов. Несмотря на преобладание железобетона и металлоконструкций на крупных объектах, небольшие постройки часто выполняются из дерева.

Рис. 1 Деревянный коттедж в Autodesk Revit. Арх. А. Конюков

Но как эффективно проектировать КД в Revit ? Какие есть способы? Об этом – в данной заметке. В качестве примеров – объекты, выполненные моими коллегами ( Андрей Конюков и Алексей Борисов ).
Существует 3 основных способа моделирования деревянных конструкций в Revit:
1. С помощью выступающих профилей стен (где это применимо)
2. Поэлементно (раскладка бревен «вручную»)
3. С помощью сторонних дополнений
Рассмотрим их более подробно.
Первый способ наиболее простой.
Создается стена небольшой толщины, и в редакторе структуры к ней добавляются выступающие профили бревен.

Рис. 2 Стена с бревнами из "выступающих профилей"

В результате Revit считает построенный объект «обычной» стеной, в связи с чем при вставке дверей, окон автоматически формируются проемы, геометрия стены легко меняется. Основной недостаток – невозможность работать с каждым бревном по отдельности.

Рис. 3 Стена в редакторе

Чтобы добиться такого результата, как на рис. 2 и 3 – необходимо сначала создать семейство профиля бревна, подгрузить его в проект, и в редакторе структуры добавить созданные профили (рис.4).

Рис. 4 Добавление профилей стене

При необходимости получить большую отдачу от программы применяется второй способ .
Его смысл заключается в моделировании отдельных семейств бревен/досок и дальнейшая раскладка этих объектов вручную (или с помощью «Балочной системы»).

Рис. 5 Семейство бревна с двумя врубками

Данное семейство просто раскладывается «как конструктор», имитируя реальный процесс строительства (рис. 6).

Рис. 6 Изба, выполненная по второму способу

Минус в том, что раскладку необходимо делать вручную, плюс – в управлении каждым бревном по отдельности. Можно маркировать бревна, получать на них спецификации и т.д.

Рис. 7 Пример оформленного проекта. Автор А. Борисов

Желающие могут скачать данный проект с сайта Алексея Борисова по ссылке:
https://sites.google.com/site/borissofff/gotovye-resenia/srub
Третий способ – это, по сути, автоматизированная раскладка поэлементно, только через внешние дополнения. Плюсы очевидны – хорошее дополнение позволяет существенно сократить время разработки раздела КД (особенно по части кровельных систем). Минусы – эффективные плагины стоят ощутимых денег и требуют освоения.
 
Конструктора часто применяют Rafter+ и Truss+ .

Рис. 8 Пример разработки КД с помощью Rafter+

Если вы знаете другие хорошие дополнения для работы с деревянными конструкциями (или другие способы их моделирования без дополнений) – напишите, пожалуйста, в комментариях к сообщению на сайте.
Скачать статью в PDF можно по данной ссылке .

Деревянная стропильная система односкатной крыши. Виды стропил

Стропила для крыши бывают висячими и наслонными. Вид используемых стропил зависит от конкретного случая, а именно от угла наклона крыши, ширины вашего дома, расстояния максимального пролета, внешней формы постройки . То есть, только произведя точный расчет параметров здания, вы сможете понять, какой вид крыши подходит именно вам.

Если произвести расчет или же рассмотреть средние параметры кровли, то можно сделать вывод о том, что висячие стропила чаще всего применяются в домах, где ширина (расстояние между углами дома) составляет 4-5 метров. А в домах, где ширина больше 5 метров, используются усиления для кровли в виде подкосов, которые упираются в выступы пилястра (иначе называемой несущей стеной). Дома, расстояние углов между которыми достигает 7-7,5 метров, требуют применения вертикальных упоров (бабок), а также подкосов, которые фиксируют данные вертикальные упоры.

Виды стропильных систем крыш.

Стропильная система с применением висячих стропил

Изучая чертежи односкатных крыш, можно понять, что самой сложной является схема крыши, которая держится на висячих стропилах.

Схема устройства висячих стропил.

Чтобы соорудить данную кровлю своими руками, вам нужна четкая схема, а также мауэрлат. Мауэрлатом называют брусья, на которые непосредственно упираются стропила. Деревянные брусья нужно укладывать вдоль кирпичной стены, а затем жестко закрепить их к ней. Для односкатной кровли вам потребуется два мауэрлата, хотя верхний из них правильнее будет назвать коньковым брусом.

Один мауэрлат расположен на низкой стене, а второй, как вы догадались, на высокой, тем самым создавая необходимый уклон. Оба этих бруса укладываем на кирпичных стенах, предварительно произведя между стеной и брусом гидроизоляцию при помощи нескольких слоев рубероида (расчет количества рубероида стоит тоже произвести заранее). Висячие стропила закрепляются на мауэрлатах.

Вся эта конструкция и будет являться несущим элементом и создавать уклон.

1. Бабка- вертикальная стойка. Концы ее располагаются между стропилами и прогонным брусом, который расположен на потолочном перекрытии дома.
2. Подкос- это брус, который расположен под углом, его предназначение – фиксация бабки. Подкос, так же как и бабка, упирается в прогонный брус. Если подкос используют без бабки, то он поддерживает стропила, в таком случае он должен упираться в выступ несущей стены.
3. Прогонный брус – крепкий и массивный брус, находящийся в потолочном перекрытии. На него опираются подкосы и различные стойки.

Стропильная система с применением наслонных стропил

Основные элементы идентичны тем, которые используются в стропильной системе, рассмотренной чуть выше. Главным отличием данной системы является то, что стропила здесь упираются на внутренние и внешние несущие стены. На внутренние стены они упираются через систему подкосов и стоек, а это дополнительный плюс, ведь чем больше используется опор, тем шире можно сделать вашу односкатную крышу своими руками. И наоборот, если вы не нуждаетесь в широкой выступающей крыше, то вам будет достаточно минимального количества материалов.

Виды наслонных стропил односкатной крыши.

Приблизительный расчет позволяет нам понять, как и по каким принципам возвести своими руками крышу дома.

Самый распространенный вариант односкатной крыши. Одна дополнительная стойка (длиной от 7 до 12 м) должна упираться в несущую стену. Это возможно в том случае, если у вас имеется внутренняя стена, на которую будет упираться вертикальная опора, а другим концом, как описано выше, бабка должна упираться на внутреннюю несущую стену. Откосы же размещаем так, чтобы верхняя часть упиралась в стропила, а нижняя – в любую из несущих стен или в прогонный брус.

Второй вариант стропильной системы предполагает возведение своими руками крыши шириной от 12 до 14 метров. Эта длина встречается довольно часто, ведь большинство домов имеют ширину 10х10 м или чуть больше. Используют этот вариант, если вертикальную опору можно разместить так, чтобы она упиралась одним концом в стену, а другим – в стропила. К тому же крышу нужно снабдить дополнительным подкосом, поддерживающим стропила и упирающимся непосредственно на внутреннюю стену.

Третий вариант позволяет перекрыть своими руками кровлю с пролетом 14-16 метров. Встречается данный тип перекрытия довольно редко по причине больших размеров площади покрытия. Зачастую здания такого размера являются хозяйственными постройками. Данный вариант перекрытия возможен, если в здании имеются две внутренние стены (несущие), на которые в дальнейшем будут упираться вертикальные стойки и подкосы. А как показывает практика, в хозяйственных помещениях редко есть внутренние несущие стены.

Если вы выбрали профнастил, угол наклона должен быть более 20 градусов.

Если вы выбрали металлочерепицу, то угол придется сделать не менее 25 градусов, т.к. в этом случае мы уменьшим нагрузку на обрешетку и стропила.
Процесс настила кровли включает в себя следующие этапы:

• укладываем гидроизоляцию;
• крепим все составные элементы;
• тщательно герметизируем стыки.

Стропильная система односкатной крыши. Стропильная система

Поскольку хозяйственные постройки редко занимают большую площадь, то покрывать их плоской кровлей очень выгодно. Стропильная система односкатной крыши гаража требует малого количества балок. И последние даже не будут отличаться большой мощностью.

Если расстояние между стенами не превышает четырех метров, то для крыши будет достаточно взять балки сечением 50 мм. А учитывая будущую снеговую нагрузку, лучше увеличить эту цифру до 100. Но даже в этом случае такую балку сверхмощной не назовешь. Поэтому и цена ее будет более чем доступная.

Стропильные балки Источник akak7.ru

С возрастанием расстояния между стенами, соответственно увеличивается сечение балок. Разумеется, что и конструкция также меняет свои формы. Так для пролета, который не превышает 4,5 м достаточно двух мауэрлатов на стенах с лежащими на них стропильными ногами.

Если расстояние увеличивается до 6 метров, то конструкцию потребуется усилить лежнем. На более высокой стене отмечается линия на уровне высоты более низкой стены. В этом месте закрепляется балка, которая и называется лежнем. На нее устанавливается подстропильная нога, которая упирается в балку, лежащую между мауэрлатами. Упор необходимо делать, как можно ближе к середине балки. А сечение последней увеличивают до 150 мм.

Односкатные крыши для бани будут иметь более сложную стропильную систему. Потому что расстояние между стенами в таком строении часто превышает 6 метров. А если строение, кроме парилки и моечной, имеет и благоустроенную комнату отдыха с бильярдным столом, то длина между внешними перегородками может достичь и 12 метров.

В последнем случае лучше проектировать здание, чтобы оно имело дополнительную несущую стену по центру. Но в любом случае придется увеличивать количество подстропильных ног. Также потребуется наращивание балок.

Наращивание стропил Источник kroemsami.ru

Если нужно продлить конструкцию только на размеры свесов кровли, то применяют кобылки. Балку доращивают куском нужной длины (кобылкой), закрепляя его с боков деревянными накладками. Последних понадобится две штуки, и они должны быть не меньше 60 см длиной. Крепить можно гвоздями, но для надежности лучше использовать болты. При наращивании балки, общая длина которой превышает 8 метров, необходимо применять специальные монтажные пластины.

Если кроется каменное здание, то используют жесткое крепление стропильных ног к мауэрлату. В этом случае в брусе делается вырез, который будет упираться в подставку. Так увеличивается площадь опоры ноги, и конструкция приобретает дополнительную прочность.

Поскольку все деревянные дома нестабильны, такой способ крепления к ним не подходит. Такие здания постоянно и попеременно, то поднимаются, то опускаются. В этом случае жесткую кровлю просто разорвет. Поэтому каркасная баня с односкатной крышей требует другого подхода.

«Скользячок» для деревянного сруба Источник dompodrobno.ru

Для стропил и мауэрлата используется скользящие соединение, которое называется «скользячок». Он состоит из стального уголка с прикрепленной металлической пластиной. Соединение делается подвижным. Уголок крепят к мауэрлату, а пластину – к стропильной ноге.

Таких деталей необходимо устанавливать по две штуки на каждую сторону балки. Подвижный узел не позволит деформироваться кровле при постоянных усадках деревянных стен.

Выбор угла наклона кровли

В этом вопросе в первую очередь руководствуются климатическими условиями. Необходимо учесть ветровую и снеговую нагрузку данного региона. Нужно свериться со специальными таблицами, в которых указаны минимальные углы наклона кровли при самых сильных порывах ветра и выпадении максимального количества осадков.

Затем необходимо определить нужные параметры согласно выбранного материала для покрытия. Каждый производитель обязательно указывает минимальный угол наклона крыши, при котором его изделие сохранит все рабочие параметры. Например, односкатная крыша из металлочерепицы должна иметь не менее 6 градусов покатости.

Видео СТРОПИЛЬНАЯ СИСТЕМА В ДЕРЕВЯННОМ И КАМЕННОМ ДОМЕ