Как сделать металлические стропила

Металлические стропила для крыши – особенности устройства и монтажа

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

• Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
• Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
• Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что металлическая обрешетка и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

• Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
• Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
• Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
• Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Источник

Металлические стропила для крыши из профиля ЛСТК

В чем отличительные особенности металлических стропил?

Для каркаса стропильная система считается что-то вроде скелета. В ней тоже имеются главные детали, которые удерживают вес крыши, и новые, обеспечивающие надежность и присутствие внутренних пространств под каркасом. Не зная наименования всех данных деталей, очень трудно выяснить процесс возведения каркаса. А разбираться необходимо. Минимум для контролирования качество происходящей работы, когда вы наняли сотрудников, и вникать в расчет металлических стропил. А хорошие мастера и занимаются за крепление обрешетки к металлическим стропилам сами, будучи отлично с теоретической точки зрения подкованными.

Роль стропил в постройке

Стропильный каркас является основой создания ската крыш. Для того чтобы данная система смогла выдерживать большие нагрузки, необходимо приводить нужные подсчеты.

Каркас крыши осуществляет такие функции, как:

• создания каркасов необходимого наклона для качественного стока дождевых вод;
• создания форм ската;
• подготовки основания для монтажных работ с кровлей;
• распределение нагрузок, зависящее от расстояния среди стропил и их сечений.

Несущая конструкция каркаса обычно способна выдержать всю массу:

• снег;
• гидро и теплоизоляционное сырье;
• сама крыша;
• рабочих, которые проводят монтажные работы.

К тому же необходимо принимать во внимание нагрузку, которая может появляться время от времени. К примеру, сильный порывистый ветер, сейсмическая непостоянность.

Какие различают стропилы

Есть пару разновидностей стропильных механизмов, которые включают каркас с обрешеткой. В основном для данных задач используется древесина, однако при огромной нагрузке и больших площадях наклонной поверхности данный материал не стоит использовать.

Тогда можно применять лишь древесину, вы можете благодаря большому количеству стропильных ножек и возрастанием площади сечений. К тому же выясняется иная нагрузка на несущие стены и фундамент. Снимать нагрузку с основы постройки и стены способны крепкие металлические постройки либо сочетания металла с древесиной.

Металлические

Как материал производства выбор останавливается на профиле из оцинкованной стали. Обрешетка со стропилами из этого материала отличаются влагоустойчивостью, прочностью и легкостью.

Допустимым шагом обычно является 200 см. Используется данный способ от 7 м. Использование гнутого типа профилей дает возможность сводить к минимуму затраты сырья.

Деревянные

Дерево незаменимо при обустройстве ската около 7-10 м.

Крепеж обычно гарантируется металлической деталью.

Допустимым шагом является около 0,8 м.

Комбинированные

Сочетание стропил из двух этих материалов дает возможность возводить систему, которая намного доступнее по цене, сравнивая сколько стоят металлические стропила.

Комбинированная система обустраивается с учетом некоторых правил: особой обработки применяемых деревянных деталей и использования гидроизоляции. Это нужно для того, чтобы увеличить эксплуатационные свойства дерева при ее рядом расположении к металлу.

Плюсы

Металлические стропила для крыши отличаются следующими плюсами:

• Огромный эксплуатационный период. Если правильно подобрать материал все прослужит около века.
• Пожаробезопасность. Производство осуществляется с использованием негорючего материала.
• При локальных возгораниях она длительнее сохраняется.
• Минимум отхода во время монтажа такой уникальной постройки, как стропила из металлического профиля.
• Легкое обслуживание. Особое покрытие металлических креплений для стропил начали осуществлять защитную опцию, что предотвращает разрушение сырья, и становится причиной отсутствия потребности ежегодных обработок.
• Отсутствует серьезной нагрузки на несущие стены и основу постройки.
• Экологичность постройки, отсутствие потребности обработок с помощью химических реагентов.

Минусы использования металлоконструкций

Несмотря на огромное количество преимуществ, каркас металлической крыши применяется редко, сравнивая с деревянной. Металлические стропила для односкатной крыши обладают следующими недостатками:

• Сложность монтажных работ, когда в основном нужно подключить особый вид техники, чтобы поднять массивные элементы.
• Нужные слесарные способности, чтобы осуществлять работы.
• На стропила металлические цена повышенная, сравнивая с древесиной.
• Неудобство транспортировок.
• Огромная теплопроводность.
• При повышенных температурах металл подвергается деформациям. Это представляет опасность обрушения при возгорании.
• Вероятно промерзание при низкой температуре.

Металлические стропила купить самых разных форм и конструкций, отличающиеся один от другого по качественным свойствам:

• Применяемой схеме;
• форме пролета и пояса;
• размерам.

Стропила принято делить на такие виды, как:

• арочные (различаются повышенными эстетическими качествами, с ними вы можете создавать сложные формы, что воздействует на возрастание расходностей материалов);
• винтовые;
• балочные (отличаются небольшим весом и нуждаются в минимальных расходах материалов);
• рамные.

Есть некий список конструкционных деталей стропильных систем.

Конструкция кровли из металлических стропил общественно здания производится из следующих деталей:

• тавры;
• трубы прямоугольные и круглые;
• уголки.

Все детали должны отлично примыкать один к другому. Решетка прикрепляется к поясу специальными элементами. Для опоры несущей постройки используются подстропильные детали. Их используют тогда, когда у балок неравномерный шаг.

По форме поясов фермы различают:

• Треугольные. Это оптимальный выбор для больших углов. Нуждается в большой затрета материала.
• Полигональные. Предназначены для мощных построек. Для небольшой постройки такое решение окажется очень усложненным.
• Односкатные. Отличаются высокими показателями надежности с узлами рам повышенной жесткости.
• Параллельно установленные. Данный вид незаменим для мягких кровель как универсальных вариантов, включающие одинаковые узлы.

Решетки

Системы решеток принято делить на следующие типы:

• Раскосные, которые требуют больших затрат на материал.
• Треугольные, которые применяются главным образом во время монтажа параллельной либо пояса-трапеций.
• Иные специальные, к примеру, крестовые.

Обоснованность подбора металла

Стропила металлические для двухскатной крыши считаются основательной конструкцией, обладающая высокой надежностью к нагрузке. Металл применяется тогда, когда каркас нуждается в высокой жесткости, применяется брус примерно 8 м, уклон ската от 1o.

Металлические стропила нуждаются в наличии навыков и нужных инструментов для монтажных работ. Крепеж стропил необходимо осуществлять тщательно.

Конструкция металлических кровель окажется оправданной с экономической точки зрения лишь тогда, когда осуществлены подсчеты нагрузок, и она достигает не меньше 450 кг. И скат длиной больше 10 м.

В качестве материала производства оказывается оцинкованный металл. В основном это парный профиль. Чтобы крепить используются:

• сварка с использованием балок;
• болты;
• саморезы.

При подсчете металлоконструкции принимаются во внимание детали, рассчитывается число сварочных швов и число дополнительных затратных материалов.

Профильные трубы являются самым частым выбором, чтобы организовать стропилы для частных домов. Сравнивая с иными системами, эта лучше благодаря простому монтажных работ. Размер сечения выбирается в зависимости от конкретных систем стропил, размера каркаса, угла наклона скатов, расчетных нагрузок и иных характеристик.

Почему стоит выбирать металл?

Исходя из того, какие виды нагрузок хотят и каковы пожарные нормы, каркас производится из разнообразных материалов. А теперь как можно надолго остановимся на отличительных особенностях применяемых материалов для стропильства каркаса. Рассмотрим главные достоинства стропил из дерева. Строительство каркаса для большинства представляется как работа с деревянной доской, которые в необходимом месте стоит подпиливать. Как древесину применяют в основном сушенную древесину. Однако осуществлять работу с деревом в действительности не легче, чем с металлом, хотя большинство так считают. Так, при производстве деревянных стропил незаменима лишь древесина высоких сортов. К тому же внимательно смотрят за тем, чтобы в подобных сортах досок и брусьев не было огромных сучков, обзолов, трещинок либо необходимого наклона волокна. В чем суть? Каждый важный недостаток может приводить к тому, что стропильная нога всего лишь треснет под нагрузкой. Если же возможности приобрести добротный сухой пиломатериал не имеется, тогда его высушивают сразу на объективы в особенном вентилируемом штабеле. По этой причине стоит для производства стропильных систем покупать готовые доски, к тому же с запасом по ширине. И это еще не все.

В основном пиломатериал смотрится очень ровным лишь на глаз, а для стропильных систем геометрия является довольно важнейшей характеристикой. И как раз обладая запасом по ширине, мастера получают возможность самому выправлять стропила строгальной техникой. Лишь таким образом скаты выходят на самом деле ровные, и на них комфортно устанавливаются совершенно различные кровельные покрытия.

А теперь рассмотрим, особенности выбора стальных балок. На сегодняшний день стропильную систему довольно часто подбирают из стальных оцинкованных балок. Вы вероятнее всего видели их наименования: двутавры, швеллера либо тавры. Подобные детали выходят очень дорогие, чем деревянные либо обыкновенные металлические, однако этого стоит. Да, в монтажных работах они очень труднее, однако предпочитают их за одно важнейшее достоинство— это повышенная надежность к изгибающей нагрузке. С помощью этого в строительстве каркаса возможно обходиться без каких-то там вертикальных подпорок и иных деталей. Однако в жилых домостроениях балки на сегодняшний день не часто применяются, хотя подобная практика имеется, и сегодня разъясним, почему. К примеру, трудность стропильных систем и присутствие внутренних деталей сразу воздействует на планировочных решениях мансарды. Потому что чем более разнообразных перемычки среди строителей, тем менее выйдет потолок чердака. К тому же все это имеет важное значение не только для монтажа еще одной жилой комнаты под каркас. Дело в том, что на сегодняшний день востребованы так именуемые бесчердачные каркасы, под которыми находятся обыкновенные помещения дома. И различные дополнительные детали там вообще не поместятся. Однако имеется собственная ложка дегтя: металлические балки в основном продолжат мостиками холода, а из-за этого для них непременно устанавливают кровельный пирог. Главным образом начинка тут ориентированно-стружечная плита. Это прекрасная альтернатива обыкновенным разным стропилам.

Заключение

Если от каркаса нужна высокая надежность, то металл –тот материал, который может осуществлять это требование. Однако необходимо запомнить, что монтаж нуждается в определенных способностях.

Источник