Усиление стропил и наращивание из пиломатериалов.

Стропильные системы делались как из бревен, так и из брусьев, а в настоящее время материалом для них служат в основном доски и брусья.

1. Ремонт стропил из пиломатериалов.

В строительстве часто применяют пиломатериалы укороченной длины. Если прежде длина бревен и пиломатериалов была, как правило, 6,5 м, то теперь она обычно не превышает 5,5…6 м. Это создает определенные трудности при проектировании и устройстве стропильных систем.

Стропила из пиломатериалов рассчитываются с учётом нормативной нагрузки на перекрытие в пределах 150 кг/м2.

 

1.1. Висячие и навесные стропильные системы.

Виды стропильных систем, в зависимости от того, являются ли стропильная система безраспорной или распорной конструкцией различаются наслонные и висячие стропильные системы.

Висячие или навесные стропильные системы сложнее в изготовлении, требуют более строгий надзор при эксплуатации и их труднее ремонтировать и усиливать.

Висячие стропильные системы применяют чаще всего в том случае, когда отсутствуют внутренние стены, и стропила опираются только на наружные стены.

Узлы крепления навесных и наслонных стропил из пиломатериалов к мауэрлату показаны на рис.1.

Узлы крепления к мауэрлату навесных и наслонных стропил из пиломатериалов.
Узлы крепления к мауэрлату навесных и наслонных стропил из пиломатериалов

А- стропила навесные; Б- стропила наслонные; 1- стропильная нога из пиломатериала; 2- прогон под стропильные ноги; 3- кобылка из пиломатериала; 4- мауэрлат из пиломатериала; 5- пробка крепления мауэрлата в стене; 6- ст.скоба; 7- проволочная скрутка затяжки стропила к стене дома; 8- прокладочная изоляция; 9- настил для свеса крыши; 10- обрешётка; 11- штучная кровля; 12- ерши для крепления скрутки; 13- стена дома.

Для наслонных стропил с двухрядным расположением промежуточных опор на внутренние стены дома с черепичной кровлей длина стропильной ноги принимается по расчёту в зависимости от расстояния между стенами дома и угла наклона ската будущей крыши.

Наиболее простой, надёжной и чаще всего применяемой при строительстве - является наслонная стропильная система.

 

1.2. Узлы крепления стропильных ног из пиломатериалов.

В нашем варианте установки стропильной системы (рис.2) угол наклона кровли 40° и расстояние между наружной стеной и серединой дома (под коньком) принято 4,75 м или (3+1,75).

Общая длина стропильной ноги составит 6,2 м или

3+1,75 /cos40° =4,75/0,766
.

Узлы крепления наслонных стропильных ног из пиломатериалов для двухскатной крыши дома показаны на рис.2.

Узлы крепления наслонной стропильной ноги из пиломатериалов для двухскатной крыши.
Узлы крепления наслонной стропильной ноги из пиломатериалов для двухскатной крыши

1- наружная стена дома; 2- внутренняя стена; 3- мауэрлат; 4- лежень; 5- стойка под прогон; 6- прогон; 7- стропильная нога; 8- ригель; 9- кобылка стропильной ноги; 10- обрешётка по стропилам; 11- сплошной настил ската; 12- черепица; 13- конёк крыши; 14- болт d=12 м; 15- скоба; 16- гвозди 150х5 мм; 17- проволочная скрутка.

Ригель жёсткости стропил выполняют из 2-х досок сеч.50х150 мм и крепят на 3 гвоздя 160х5 мм с каждой стороны стыка со встречной их забивкой.

Стропильные фермы для крыш выполняются различной формы в зависимости от назначения чердачного помещения.

Наиболее распространенная форма стропил в виде треугольника - как самая экономичная и жёсткая конструкция.

Опорные плоскости стропильных ног должны быть горизонтальными. Наклон опорных площадок мауэрлатов приводит к появлению распора или сползанию стропильной ноги.

Чтобы избежать смещения кровли ветром, концы наслонных стропильных ног, уложенные на мауэрлат, соединяют с мауэрлатом угловыми скобами.

А через 1 стропильную ногу ставят скрутку из проволоки d=4…6 мм, связывающую стропильную ногу с кладкой стены через ерши, забитые в кладку на 300 мм ниже обреза стены под мауэрлатом. С этой же целью стропильную ногу крепят к мауэрлату угловой скобой.

Стропила следует крепить к мауэрлатам болтами или скобами.

Узлы крепления навесных стропил из пиломатериалов к прогону и подкосам показаны на рис.3.

Узлы крепления навесной стропильной ноги к прогону и подкосам с затяжкой.
Узлы крепления навесной стропильной ноги к прогону и подкосам с затяжкой

1- стропильная нога доска сеч.не менее 50х200мм; 2- подкос под стропила брус сеч.не менее 100х150мм; 3- ригель-затяжка для стропил доска не менее сеч.50х150мм; 4- накладки-затяжки доска сеч.50х100мм; 5- лежень из бруса сеч.200х200 мм по внутренней стене; 6- внутренняя стена дома; 7- гвозди 4,2х100 мм; 8- прокладка по стене под лежень (толь).

К рубленым стенам концы стропил крепят металлическими скобами. К каменным стенам - скрутками из стальной проволоки с закруткой на ерши. Металлические ерши забивают в кладку не выше 30 см от последнего ряда кирпичной кладки.

Сквозные щели независимо от их величины НЕ ДОПУСКАЮТСЯ. Заполнение неплотностей (зазоров) в стыках и врубах клиньями, металлическими пластинами и т.п. НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

Полностью сгнившие стропильные ноги из пиломатериалов следует заменить новыми конструкциями. Можно также установить заменяющиеся стропильные ноги с 2-х сторон от дефектной стропильной ноги.

 

2. Усиление и наращивание стропил из пиломатериалов.

Чаще встречаются стропильные ноги, пораженные гнилью в местах их примыкания к мауэрлатным брусьям.

В этом случае обычно не меняют всю стропильную ногу, а удаляют сгнивший участок и устанавливают вместо него протез.

При ремонте или полной замене элементов деревянных стропильных систем размеры сечения конструкций принимают по размерам ранее устроенных стропильных систем.

До прикрепления к стропильной ноге заменяемой детали (накладки, вставки, протеза и т.д.) эту деталь врубают в мауэрлат или готовят опору для протеза.

Временные крепления разбирают после проверки качества выполненных работ.

 

2.1. Усиление стропил из пиломатериалов.

Сгнившие элементы удаляют с захватом здоровых участков не менее чем на 40…60 см по длине.

Поверхностную гниль удаляют, зачищая поверхность конструкции стропил до слоёв здоровой на вид древесины - с нормальным цветом и прочностью и покрывают антисептиком.

При смене сгнившего конца стропильной ноги выполняют следующие операции:

  1. На участке повреждения стропильной ноги кровлю и обреш`тку разбирают.
  2. Для временного крепления стропильной ноги устанавливают леса-стойки с домкратами по рис.3 в разделе сайта "Схема организации работ по разборке стропильной крыши".
  3. Сгнивший конец выпиливают после временного укрепления оставшейся конструкции.
  4. До крепления к стропильной ноге заменяемой детали-протеза (накладки, вставки, протеза и т.д.) эту деталь врубают в мауэрлат или готовят опору (домкрат) для протеза.
  5. Временные крепления разбирают после проверки качества выполненных работ.

При смене сгнившего конца стропильной ноги ставят 1…2 боковые накладки, вставляя вместо сгнившего конца новый элемент, и крепят эти детали к оставшейся конструкции накладками и болтами (или ставят металлические протезы).

Узел крепления и усиления стропильной ноги из пиломатериалов накладками из досок после удаления сгнившей части стропила показан на рис.4.

Схема крепления деревянного протеза к стропильной ноге из пиломатериалов.
Схема крепления деревянного протеза к стропильной ноге из пиломатериалов

1- мауэрлат; 2- стропильная нога; 3- протез из доски; 4- пробка протеза из досок; 5- стяжные болты протезов; 6- гвозди; 7- скоба крепления к мауэрлату.

Для стропильных ног чаще всего применяют деревянные протезы в виде парных накладок из досок или брусьев, с их упором на мауэрлат и прикрепленных к целой части усиливаемой стропильной ноги.

Накладки крепят к стропильной ноге нагелями или стяжными болтами, гвоздями и с помощью хомутов.

При стропильных ногах из брусьев и досок, имеющих ровные вертикальные поверхности, накладки крепят нагелями или гвоздями.

Стропила следует крепить к мауэрлатам болтами или скобами.

При ремонте стропильной системы нужно следить за тем, чтобы вновь установленные бруски и детали находились в одной плоскости с ранее установленными конструкциями.

Перед установкой накладок стропильную ногу выпрямляют поддомкрачиванием.

Стропильные ноги, имеющие прогиб больше допустимого при удовлетворительном состоянии древесины можно усилить добивкой дополнительных стропильных ног между существующими. Делают это при отсутствии снега на кровле.

Рабочие плоскости сжатых стыков и врубок необходимо тщательно приторцовывать и погонять одну к другой путём пропила.

Местные неплотности в стыках составных элементов несущих конструкций не должны превышать 1 мм.

Глубина врубок может отличаться от проектных или существующих врубок не более чем на 2 мм.

 

 

2.2. Наращивание стропил с креплением накладками из досок.

При недостаточной длине лесоматериалов может производиться наращивание стропильных ног по длине. Стык стропильных ног должен быть равнопрочным целому сечению.

В узлах примыкания элементов друг к другу нельзя оставлять зазоры. Должны быть поставлены все скрепляющие и фиксирующие элементы узлов соединения (стягивающие болты, угловые и прямые скобы).

Вариант стыка стропильной ноги или ригеля из пиломатериалов сеч.60х110 мм показан на рис.5.

Вариант стыка стропильной ноги или ригеля из доски толщиной 60 мм.
Вариант стыка стропильной ноги или ригеля из доски толщиной 60 мм

1- стропильная нога (балка) сеч.60х110 мм; 2-парная накладка сеч.50х110 мм; 3- крепление ст. нагелями d=10 мм с шестигранной головкой и круглой шайбой L=180 мм.

Диаметр отверстий для нагелей в сопрягаемых элементах и накладках должен соответствовать диаметру нагелей.

Для сравнения ниже приведён пример расчёта крепления стыка стропил из пиломатериалов сеч.50х80 мм.

Вариант стыка стропильной ноги или ригеля из пиломатериалов сеч. 50х80 мм показан на рис.6.

Вариант наращивания стропильных ног из доски толщиной 50 мм.
Вариант наращивания стропильных ног из доски толщиной 50 мм

1- стропильная нога (балка) сеч.50х80 мм; 1а- наращивание стропильной ноги; 2-парная накладка сеч.50х80 мм; 3- крепление ст.нагелями d=8 мм с шестигранной головкой и круглой шайбой L=170 мм.

Стыковую накладку делают такого же поперечного сечения, как и стыкуемая стропильная доска, но не менее 50 мм, и прикрепляют к стропильной ноге с помощью гвоздей или нагелей.

Соединения элементов несущих деревянных конструкций должны обеспечивать надёжную жёсткость и прочность конструкций и деталей крыши.

Сквозные щели независимо от их величины НЕ ДОПУСКАЮТСЯ.

Заполнение неплотностей (зазоров) в стыках и врубах клиньями, металлическими пластинами и т.п. НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

Необходимо строго соблюдать количество, диаметр и шаг нагелей и гвоздей в соединениях элементов:

  1. При уменьшении шага (расстояния) между нагелей и гвоздей, против расстояния, указанного в проекте, в соединениях могут образоваться трещины вдоль нагелей и гвоздей.
  2. Если диаметр отверстий будет больше, чем диаметр нагелей, то прочность соединения будет неудовлетворительной, и соединение получит большие деформации.
  3. Если диаметр отверстий будет меньше диаметра нагелей, то при забивке последних может произойти раскалывание деревянных элементов.

Утрата некоторых элементов стропильной системы меняет характер её работы.

Так, при утрате ригелей стропильная система становится распорной (т.е. "расползается" в разные стороны), передающей распор на стены, на который последние обычно не рассчитаны.

При этом увеличивается также свободная длина стропильной ноги.

Утрата ригелей и подкосов снижает пространственную жёсткость стропильной системы, уменьшает её сопротивление действию ветровой нагрузки.

 

2.3. Наращивание стропильных ног с креплением стальными хомутами.

Утраченные ригели и подкосы для стропильных ног должны быть обязательно восстановлены.

Стропильная нога может получить по какой-либо причине перелом. Усиление стропильной ноги в этом случае производят установкой парных накладок.

Стык стропильных ног, как из брусков, так и из бревен можно выполнять с применением хомутов. Хомуты выполняют из отрезков швеллера и болтов.

Схема стыка стропильной ноги с применением стальных хомутов показана на рис.7.

Стык стропильных ног с применением стальных хомутов.
Стык стропильных ног с применением стальных хомутов

1- стропильная нога; 2- стык стропильных ног; 3- накладки крепления стыка; 4- хомут из отрезков швеллера; 5- болты крепления; 6- нагели.

Стыковые накладки прикрепляют конструктивно к концам стыкуемых стропильных элементов 4 болтами или 6 гвоздями и стягивают хомутами. По каждую сторону от стыка ставят 2 хомута.

Расстояние от осей болтов до стыка стропильных ног и до торцов накладок РЕКОМЕНДУЕТСЯ делать не менее 150 мм.

Металлические накладки в соединениях конструкций, эксплуатируемых в условиях, где возможно выпадение конденсата, должны отделяться от древесины гидроизоляционным (битумным) слоем.

 

Ссылки на СНиП и ГОСТ

При производстве работ по устройству крыши и кровельных конструкций следует руководствоваться требованиями СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции", СНиП 2.08.01-89* "Жилые здания", СНиП II-25-80 "Деревянные конструкции".

А также соответствующими разделами правил техники безопасности, приведёнными в СНиП 12-03-2001 Часть 1 "Общие требования", СНиП 12-04-2002 Часть 2 "Строительное производство", ПОТ РМ-012-2000 "Межотраслевые правила по охране труда при работе на высоте", рабочими чертежами и указаниями ППР - проекта производства работ.

Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям ГОСТ 8486-66*, ГОСТ 2695-71*, ГОСТ 9462-71*, ГОСТ 9463-72* "Конструктивные требования по обеспечению надёжности деревянных конструкций".