Металлические стропила узлы крепления

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

Металлическая стропильная система для крыши — основные узлы

Когда речь идет об использовании строительных элементов с металла для быстровозводимых сооружений и высокотехнологических материалах, то как правило, здесь задействованы элементы легкого стального каркаса (ЛСТК). Корпорации, производящие ЛСТК, монтируют данный тип каркаса с долговечных и очень прочных материалов, благодаря чему кровля из данного металлопрофиля прослужит более ста лет, как говориться, раз и на всю жизнь.

Преимущества стропильной системы из металла

Исходя из множества теоретических исследований и практики ведущих строительных компаний металлическая стропильная система имеет много преимуществ и именно потому не заменимая при сооружении гражданских и промышленных зданий:

• пожалуй, самый веский аргумент в пользу данной инженерной конструкции — пожарная безопасность на наивысшем уровне, благодаря тому, что производиться из материалов, что попросту не горят. Эта инновационная технология заслуживает огромного внимания, ведь от возгорания кровли случилось много пожаров, в том числе и с человеческими жертвами. Но и это ещё не всё: если возникнет локальный пожар, данное инновационное инженерное решение не допустит крах инженерного строения, что очень важно при данном бедствии и спасет не только имущество, но и человеческие жизни;
• если сравнивать с подобной деревянной конструкцией, то металлическая идеальная в эксплуатации: ведь пропадает необходимость выполнять из года в год обработку конструкций различными веществами, что будут препятствовать возгоранию;
• более ста лет на неё не подействуют вредные насекомые, различные виды грибков, гнили и всех остальных факторов, которые без труда по немного разрушают деревянную конструкцию подобного типа. Коррозии металла тут тоже ничего не «светит», ведь ей надежно противостоит цинковое покрытие, с необходимой толщиной 275 грамм на метр квадратный.

Плюсы и минусы стропильной системы из металла

Металлическая стропильная система для крыши, безусловно, отличное решение в технологии строительного производства, её задача в первую очередь поддерживать скаты крыши, хотя помимо этой функции у неё ещё множество других, если, например, сравнивать металлическую и деревянную стропильную системы, то их даже сравнивать не корректно. Но, всё-таки недостатки в данном инженерном решении также есть, рассмотрим их по отдельности.

Главные преимущества металлических стропильных систем:

• регулярная обработка для того, что бы она, не стала уязвимой под действием различных факторов не нужна;
• данная система не то, что никогда не загорится, но и не допустит крушения кровли;
• благодаря своей конструкции, а также сверхнадежному цинковому покрытию ей не страшны практически все внешние факторы, начиная от насекомых, заканчивая плесенью и коррозией металла;
• очень удобные и не затратные монтажные работы, всё что понадобиться: шуруповерт и рабочий проект и маркированные элементы, её собирать удобно даже на крыше, потому отличным бонусом ко всем её преимуществам будет экономия на строительной технике.

Недостатки металлических стропильных систем:

• — метал, так или иначе будет промерзать, по тому энергоэффективность теплозащиты высокой быть не может;
• — дополнительные расходы на краску и антикоррозийную грунтовку, это необходимо для защиты балок с металла от накопления воды, за которой скоро «пожалует» и коррозия металла;
• — металлическая стропильная система для крыши — это сложное инженерное решение, потому для проектировки и проведение всех остальных работ без высококвалифицированных специалистов не обойтись. Однозначно, что это большие расходы, но как показывает и теория и практика это однозначно того стоит.

Металлическая стропильная система для крыши

Металлический крепеж для стропильной системы это каркас, что состоит из стропил и обрешеток. Он предоставляет все инженерные функции: в первую очередь несущую, функцию термоизоляции, зимние нагрузки от снега и весенние и осенние от дождя. Именно из-за этих факторов стропильная система должна быть хорошо спроектирована на несущую способность, прочность и прочие важные функции. Металлические стропила используются в строительном производстве достаточно давно в первую очередь для того, чтобы конструкция кровли была более жесткой, но до недавнего времени они применялись в основном для промышленного производства. В наши дни новые технологии позволяют использовать стропильный каркас и обрешетку с металла для любых сооружений, как более качественную альтернативу элементам крыши с дерева, но этого нужно, чтобы длина ската была свыше десяти метров.

Данная конструкция приставляет собой сложное инженерное решение, которые образовывает фермы, множество различных элементов, что взаимосвязаны. При проектировании необходимо сделать верный расчет нагрузок, которым будет подвергаться конструкция в разные времена года, а также учесть все факторы, которые будет на неё действовать, именно эти данные дадут возможность запроектировать шаг и величину сечения опорами и стропилами. Несущую способность конструкции определяет сечение стропил и шаг между ними, по проекту необходимо ещё учесть снеговую нагрузку, за которую закладывают около 500-600 кг. Стропила размещают исключительно под углом к основанию крыши для сформирования наклонности скатов, для того что бы вода и снег могли стекать с крыши. Крепления покрытие кроквы производиться к каркасу кровли, для фиксации покрытия используется обрешетка, что правильно распределяет вес по балкам. Точный инженерный расчет определит, какими должны быть узлы, стропила и остальная кровельная конструкция, для этого необходимо определить максимальную суммарную нагрузку, которая будет действовать на конструкцию. Максимальная нагрузка это сумма массы кровельного материала, гидроизоляции, максимальной снеговой нагрузки.

Затяжка в стропильной системе из металлического троса

Сильным оригинальным решением является замена затяжки из дерева на металлический трос. Главное на что при этом стоит обратить внимание, чтобы данная конструкция осилила свою главную функцию – восприятия усилия распора стропильных ног. Немало важным фактором при этом является усиление того места, где трос будет крепиться к стропильной ноге, ведь чрезмерные усилия могут привести к нарушению трещиноустойчивости стропила.

Стропила для крыши

Стропильные ноги – это конструктивные элементы скатной крыши, что несут на себе все нагрузки. На них будут сосредотачиваться основные конструктивные нагрузки, а так же все внешние нагрузки, включая снеговые и ветровые.

Различают три конструкции стропил:

• особенность скользящих стропил в том, что их используют исключительно в бревенчатых домах;
• висячие стропила возможно использовать, лишь в тех сооружениях где расстояния между стенами не более шести с половиной метра;
• наклонные стропила самые универсальные, имеют промежуточную опору и пролет более пяти метров, также они имеют дополнительные опоры, что могут перекрыть пролет до пятнадцати метров.

Металлическая стропильная система односкатной крыши

Если выходить с точки зрения технической простоты возведения крыши и экономической выгоды односкатная крыша однозначно превосходит двухскатные аналоги. Но, это далеко не единственный аргумент в её пользу:

• значительная экономия материалов (для данного вида кровли, минимум в два раза нужно меньше пиломатериалов);
• намного меньше нужно денежных затрат на кровельный настил при использовании металлочерепицы, профнастила или шифера);
• произвести её монтаж вполне может один человек, ведь его технология довольно проста.

Система для двускатной крыши

Всего их есть три вида:

• симметричная – самая распространенная, так как самая надежная и простая в плане установки, название от того, что она достигает максимальной симметрии благодаря распределению нагрузок на стены и мауэрлат. Грамотное сечение бруса обеспечивает запас несущей способности и делает невозможным пригибания стропил, что позволяет подпорки и распорки размещать в одном месте;
• асимметричная – один из углов снижают на 45°, что в свою очередь снижает часть места под крышей, что не используется, благодаря чему можно сделать жилые комнаты прямо под крышей;
• ломаная – позволяет поострить полноценный этаж прямо под крышей.

Источник