Конструкции деревянных ферм. Узлы деревянных стропильных ферм: виды конструкций. Изготовление своими руками
Несущие треугольные композиции крыши с разными узлами называются стропильными фермами. Благодаря своим конструкциям фермы придают жесткость всей крыше и равномерно распределяют нагрузку на все участки. Для любой деревянной стропильной фермы главное – качественно скрепить все узлы. Рассмотрим варианты крепления.
Ранние крыши считали, что нанесенные покрытия защищают древесину и продлевают срок службы крыши. Во многих случаях они это делали; но во многих случаях черепицы оставлялись естественным образом, и у них тоже была долгая жизнь. Покрытия восемнадцатого века включали в себя покрытие из соснового тона, мало чем отличающееся от скипидара, и отварного льняного масла или рыбьего жира, смешанного с оксидами, красным свинцом, кирпичной пылью или другими минералами для получения таких цветов, как желтый, венецианский красный, испанский коричневый и сероватый.
Конструкция стропильной фермы
Выбор конструкции стропильной фермы зависит от всех факторов: уровень возможной нагрузки от осадков и ветра на крышу, вес кровли, размеры крыши, материал и многие другие. Но, к счастью, создавать свою конструкцию фермы можно как угодно. Вот вам достаточное количество примеров для вдохновения (некоторые подходят для строительства обычного чердака, некоторые для крыши гаража или сарая, некоторые для мансарды).
Во время греческого возрождения, а затем в 20-м веке с другими стилями возрождения, также использовался зеленый. Необработанная черепица возрастает до серебристо-серого или мягкого коричневого цвета в зависимости от вида древесины. Традиционные ремесла строителей часто играли важную роль в окончательном облике здания. Эти элементы, разные по каждому зданию, должны быть сохранены в проекте повторной кровельной обработки.
Замена поврежденных крыш: соответствие историческому облику
Известно, что исторические деревянные крыши с использованием черепичной черепицы с сердечником из первичного зерна длится более шестидесяти лет. Тем не менее, пятнадцать-тридцать лет - это более реалистичный срок службы для большинства современных деревянных крыш.
Узлы стропильных ферм
Задача крепления любого узла в стропильной ферме – не дать стыку двух и более брусьев расшататься. Поэтому крепить их нужно как следует. Но это еще не значит, что надо забивать гвозди или вкручивать шурупы везде, где это возможно. Такой метод только создаст в дереве лишние трещины, которые могут привести к расколу всего бруса или доски.
Разнообразие видов конструкций
К факторам, способствующим ухудшению, относятся тонкость гальки, долговечность использованных древесных пород, воздействие солнца, наклон крыши, наличие лишайников или мхов, растущих на гальке, плохие уровни вентиляции под галькой или крыша, наличие нависающих ветвей деревьев, загрязняющих веществ в воздухе, оригинальный метод установки и история обслуживания крыши. Эрозия более мягкой древесины внутри колец роста вызвана дождевой водой, ветром, песком, грибком и разрушением клеток ультрафиолетовыми лучами в солнечном свете.
Для начала рассмотрим несколько вариантов узлов для стропильных ферм при пролетах до 6 метров. Вот так могут выглядеть узлы обычной треугольной фермы со стропильными ногами и ригелем .
Коньковый узел между стропильными ногами создается креплением скоб или накладок с гвоздями (желательно в половину толщины бруса). Узел ригеля со стропильной ногой создается так же при помощи скоб, гвоздей или болтов. Если стропила не выходят (или почти не выходят) за рамки стен, то концы стропильных ног можно опирать прямо на стены. Такая конструкция подходит для небольших строений, но имеющих достаточно прочные стены, поскольку из-за отсутствия нижней затяжки и поперечных стоек с подкосами нагрузка сразу передается на стены.
Как правильно установить стропильную систему
Если черепица не может достаточно высохнуть между дождями, если мхам и лишайникам разрешено расти, или если мусор не удаляется с крыши, в древесине будет сохраняться влажность и ускоряется износ. Влага, улавливаемая под галькой, конденсацией или плохо вентилируемыми чердаками, также ускорит ухудшение.
В дополнение к возможному ухудшению деревянной черепицы удар от падающих ветвей и рабочих, идущих по крыше, может привести к локальному повреждению. Если, однако, более 20% черепицы на какой-либо одной поверхности выглядят размытыми, треснутыми, скопированными или раздробленными или если имеются свидетельства повсеместного повреждения влаги на чердаке, следует учитывать замену. Если только несколько черепиц отсутствуют или повреждены, возможна выборочная замена. Для ограниченной замены старая галька удаляется, и новая галька может быть вставлена и закреплена на месте с помощью тонкого металлического язычка или «бабби».
Обычная треугольная ферма с нижней затяжкой имеет узлы, схожие с предыдущим вариантом, за исключением дополнительного усиления узлов стропильных ног с мауэрлатом.
Лучше опирать стропильную ногу на затяжку методом лобовой врубки и крепить специальным стяжным болтом. Желательно, чтобы оси элементов пересекались над серединой подкладки. Это придаст узлу дополнительную прочность.
Классификация стропильных ферм
Это уменьшает помехи звуковой черепицы выше. В тех случаях, когда несколько черепиц были потресканы, или соединение перекрывающейся черепицы выровнено и, таким образом, образует проход для проникновения воды, металлический проблесковый предмет, проскользнувший под галькой, может временно приостановить влагу. Если в мансарду попадает влажность, необходимо быстро выполнить ремонт, чтобы предотвратить ухудшение конструкционных элементов каркаса крыши.
Когда повреждение будет обширным, потребуется замена черепицы, но историческая оболочка или планка с черепицей под черепицей могут находиться в удовлетворительном состоянии. Часто исторические обшивки или планки с черепицей по размеру, расположению, расположению ранних отверстий для ногтей и следам от водяных пятен могут давать важную информацию о ранних черепицах. Перед тем, как указывать заменяемую крышу, важно установить оригинальный материал гальки, конфигурацию, детализацию и установку. Если историческая черепица все еще находится на месте, лучше всего удалить несколько, чтобы определить размер, форму, длину экспозиции и специальные функции из незатянутых частей.
Еще есть вариант, когда вы оставили вверху стен внутренние пустоты для опирания балок потолка. В этом случае крепление опорного узла фермы будет очень серьезным.
Под концы стропильных ног нужно подвести шпалы. От этого распор будет передаваться сразу на потолочные балки. Между шпалой и стропильной ногой необходимо смонтировать специальный подкос и колодку (последнюю как можно ближе к опорам балок). Это не даст балкам прогибаться.
Если на крыше уже есть замена черепицы, может потребоваться проверить с помощью фотографических или других исследований, была ли черепица, находящаяся на крыше, точной заменой исторической черепицы. Задняя черепица соответствовала исторической черепице и была такого высокого качества, что на участке требовалась небольшая ручная повязка.
Для разработки точных спецификаций для замены гальки необходима следующая информация
Оригинальный тип древесины Размер гальки Длина экспозиции и рисунок гвоздя Тип изготовления Отличительные особенности Декоративные элементы Тип субстрата. Запасные крыши должны соответствовать местным нормам, которые могут потребовать, например, использования черепицы, обработанной химическими веществами или пропитанными под давлением солями, для замедления пожара. Эти требования обычно могут выполняться без долгосрочных визуальных эффектов при появлении заменяемой крыши.
Конструкция деревянной кровли должна прослужить долгие годы, поэтому важно учесть особенности древесины во время строительных работ.
Деревянные дома пользуются большой популярностью среди строений. Материал, из которого они сделаны, экологичный, прочный, долговечный и привлекательный на вид.
При возведении конструкции необходимо учесть свойства и характеристики древесины. Если все узлы деревянной кровли будут собраны правильно, то крыша и все сооружение будет иметь длительный срок эксплуатации.
Наивысший приоритет в замене черепицы
Однако всегда будут определенные функции, которые настолько важны для персонажа здания, что они должны быть точно воспроизведены. Ниже приводится руководство по согласованию наиболее важных визуальных элементов. Высококачественная древесина с аналогичной текстурой поверхности, соответствующей размеру и форме: толщина, ширина, длина, соответствующая монтажной схеме: длина экспозиции, перекрытие, бедра, хребты, долины и т.д. соответствующие декоративным элементам: причудливые приклады, цвет, обнаженные гвозди.
Области допустимых различий
Виды деревянного метода изготовления гальки, если визуальный внешний вид соответствует использованию антипиренов или консервативных обработок, если визуальный эффект минимального использования современного мигания, если чувствительно установлено использование небольших шпал для вентиляции, если визуальное воздействие минимальное и грабли доски чувствительно обрабатывают метод гвоздей, если визуальный рисунок соответствует.Обработки и материалы, которых следует избегать
Высокоструктурированных деревянных поверхностей и нерегулярных концов торца, если не задокументированы стандартизированные детали, если не задокументированы слишком широкие черепицы или плоские зерна, за исключением случаев. Типы древесины: западный красный кедр, восточная белая сосна и белый дуб наиболее доступны сегодня.Устройство стропильного каркаса
Чтобы деревянная кровля была надежной, следует правильно сформировать стропильную систему.
Конструкция представляет собой каркас крыши, от которой зависит жесткая форма и несущие способности кровли.
Стропильный каркас состоит из опор, установленных вертикально, и затяжек, которые закрепляются горизонтально. В разрезе конструкция выглядит как треугольник.
Для заказных заказов кипарис, красный дуб и ряд других исторически используемых лесов все еще могут быть доступны. Некоторые эксперименты с использованием нетрадиционных лесных массивов, обработанных консервантами, проверяются на новом строительном рынке, но, как правило, слишком толстые, скручиваются слишком легко или имеют слишком выраженное зерно для использования в исторических зданиях.
Опорный узел фермы на лобовой врубке с одним зубом
Обрезная черепица по-прежнему производится так же, как исторически, с использованием циркулярной пилы. Круглые пильные диски обычно видны на поверхности большинства пиломатериалов. Существует ряд рифленых, полосатых или пропаренных черепиц типа, используемого в 20-м веке, для создания деревенского или соломенного внешнего вида. Индивидуальная пилоная черепица с причудливыми прикладами или определенной толщины по-прежнему доступна через цеха мельниц. Фактически, черепица может быть изготовлена до выветрившейся толщины, чтобы быть интегрированной в существующую историческую крышу.
Для формирования каркаса в деревянном строении важно использовать качественную древесину.
Доски или брусья необходимо предварительно обработать антисептическим составом и противопожарным средством.
Чтобы сконструировать стропильную систему, необходимо знать следующие параметры:
- сечение элементов, из которых будет состоять конструкция. В зависимости от того, какая будет нагрузка во время эксплуатации объекта, выбирается толщина досок. Важно подсчитать вес материала кровли, системы стропил, гидро- и пароизоляции, а также утеплителя. Необходимо учитывать вес снега в зимнее время. Чаще всего брус для формирования стоек и мауэрлата имеет сечение 150 х 150 мм или 100 х 100 мм, а для ригелей, подкосов и стропильных ног подойдет размер бруса 50 х 150 мм или 100 х 150 мм;
- шаг элементов. Расстояние между стропилами и стойками зависит от сечения элементов, веса, параметров утеплителя и материала для кровли. Часто оно составляет от 60 до 120 мм;
- состав каркаса. Для формирования самой простой конструкции необходимо использовать стропила и мауэрлат. Если же конструкция крыши усложненная, то нужно сделать затяжки, подкосы, стойки и другие элементы, которые компенсируют нагрузку на стены строения.
Если для изготовления стропильного каркаса используется древесина, то она должна быть сухой.
Базовые конструкции стропильных систем
Если пиломатериал используется в качестве заменителя одетых галстуков с ручкой, может быть желательно нанести песок на поверхность пиломатериалов, чтобы уменьшить выступы круглых пил. Покрытия и обработка: черепица обрабатывается, чтобы получить огнезащитную оценку; добавить фунгицидный консервант; оживить древесину проникающим пятном; и дать цвет.
Хотя опоясывающий лишай может быть оставлен необработанным, местные коды могут потребовать использования только огнезащитной черепицы. В этих обстоятельствах существует несколько способов получения номинальной черепицы. Наиболее эффективная и долговременная обработка заключается в том, чтобы обработать соли, пропитанные давлением в деревянных клетках после вырезания черепицы. Другой метод - нанести химикаты на поверхность черепицы. Если обработанная черепица нуждается в обрезке на участке, важно проконсультироваться с производителем, чтобы гарантировать, что огнезащитные свойства не будут потеряны.
Уровень влажности не должен быть выше 15 %, так как у влажной древесины при высыхании меняются параметры, в результате чего, вся конструкция может изменить свою форму и размеры.
Обработка антисептиками - важный этап при формировании стропильного каркаса. Средство защищает материал от негативного воздействия грибков и насекомых, которые активно размножаются во влажной среде и портят узлы конструкции.
Однако пропитанную давлением черепицу можно обрезать без потери огнезащитных свойств. Жизнь кровельной черепицы может быть резко сокращена, если на древесине растут мох, лишайники, грибы или бактериальные споры. Было обнаружено, что фунгициды эффективны в ингибировании такого роста грибов, но большинство из них токсичны. Красный кедр имеет естественный фунгицид в древесных клетках, и, если черепица не используется в необычно теплой, влажной среде или где обнаруживаются определенные деформации спор, применяемый фунгицид обычно не нужен.
Составляющие стропильной системы
Стропильная система достаточно сложная конструкция. Ее вид зависит от размеров и формы крыши, но есть узлы, которые должны присутствовать обязательно.
Основа всей кровли - мауэрлат. Его функция состоит в том, чтобы распределять нагрузку крыши равномерно по всей конструкции.
Внешний вид кровли, ее жесткость и угол наклона выбирается в зависимости от конструкции стропильных ног.
Для большинства лесов лаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США обнаружила, что фунгициды продлевают жизнь черепицы, препятствуя росту на древесине или в ней. Существует множество вариантов. Следует проявлять осторожность при применении этих химических веществ и соблюдении местных требований к коду для правильной обработки.
Проникающие пятна и водоотталкивающие герметики иногда рекомендуются для оживления деревянной черепицы, подверженной повреждениям ультрафиолетовыми лучами. Некоторые методы лечения связаны с маслом, некоторые из них являются водными, а некоторые из них объединены с фунгицидом или водоотталкивающим средством. Если какое-либо из этих методов должно использоваться, они должны быть идентифицированы как часть спецификаций. С производителями следует обращаться в отношении токсичности или других потенциальных осложнений, связанных с использованием продукта или нескольких в комбинации.
Еще один обязательный узел - прогон. Он соединяет стропила конструкции.
Данный элемент может располагаться в верхней части или сбоку конструкции.
Стропила соединяет затяжка, которая не дает им разъезжаться, а кровельные подкосы обеспечивают для них дополнительную устойчивость.
Каркас деревянной конструкции содержит лежень. Этот элемент необходимо устанавливать параллельно коньку. Он служит для упора кровельных подкосов и стоек.
В качестве обрешетки используются брусья или доски, которые крепятся перпендикулярно стропилам.
Этот узел берет на себя основную нагрузку крыши. Обрешетка должна быть сплошной в месте соединения двух скатов.
Стены строения должны быть защищены от дождя, таяния снегов, поэтому важно установить свес крыши.
Формирование кровельного пирога
Само название «кровельный пирог» говорит о внешнем виде конструкции. Деревянная кровля состоит из нескольких слоев.
Элементы, из которых формируется крыша, дополняют функции друг друга. Все слои в комплексе делают конструкцию прочной, долговечной, устойчивой к высоким и низким температурам.
У деревянной крыши конструкция может быть холодная или теплая. Холодная кровля представляет собой конструкцию, в которой нет термоизоляции ската.
Чердак в строении не отапливается, а подкровельное пространство является воздушной прослойкой. Она и отделяет нижние этажи строения от холода.
Такое устройство деревянной кровли является несложным и бюджетным, ведь в его составе только гидро-, пароизоляция и кровельное покрытие.
Теплая конструкция используется в современном строительстве. Благодаря появлению новых материалов и мансард, которые отапливаются, практически всегда выбирают данный вид кровельного пирога.
При подогреве подкровельного пространства воздушная прослойка отсутствует, в результате чего тепло уходит через кровельное покрытие.
Чтобы этого не произошло — надо оборудовать не только гидро-, пароизоляцию, но и уложить слой утеплителя.
Он минимизирует теплопотери и поможет оптимизировать в помещении температурный режим.
Вид кровельного пирога стоит выбирать в зависимости от предназначения строения. Теплый рекомендуется выбирать для домов, где запланировано сделать мансарду жилой или для строений с верхними этажами, которые будут отапливаться.
Для сооружений, где проводить время будут только летом, для бань и беседок рекомендуется выбрать холодный вид кровельного пирога.
Виды кровельных перекрытий
Древесина является достаточно прочным материалом. При этом она очень легкая и не требует сооружения сложных конструкций.
Основа для деревянной кровли может быть столбчатой, свайной или ленточной. Специалисты рекомендуют не утяжелять основу и выбирать для кровельного покрытия нетяжелые, малошумные и негорючие материалы.
Часто для формирования крыши выбирают металлические элементы. Они выполнены на основе стали, покрыты полимерами или краской.
Элементы конструкции имеют небольшой вес и высокую прочность. Среди недостатков - повышенная шумность и теплопроводность.
Ондулин для покрытия деревянной кровли специалисты использовать не рекомендуют. Этот материал выполняется из целлюлозы и пропитывается битумом.
Среди характеристик ондулина присутствует низкая теплопроводность. Покрытие неустойчиво к ультрафиолетовому излучению, поэтому спустя некоторое время потеряет цвет.
Стоит отметить легкую воспламеняемость материала, которая может негативно отразиться на целостности деревянного строения.
Деревянные конструкции иногда покрывают мягкими материалами. Они могут быть в виде рулона или продаваться поштучно.
Рулонная кровля имеет отличные гидроизоляционные свойства, но декоративные характеристики у этого материала не на высоте. Украсить крышу сможет битумная черепица.
Все же для покрытия деревянной конструкции не стоит выбирать мягкую кровлю, так как она легко воспламеняется.
При выборе материала для оформления конструкций из дерева следует руководствоваться основным правилом - покрытие должно иметь сопротивление горению.
Особенности скатной крыши
Скатная крыша имеет плоскости, обладающие наклоном более 10 %. В зависимости от того, какова конструкция кровли, крыши делят на чердачные и бесчердачные.
Раздельные (чердачные) конструкции имеют дополнительное помещение. Чаще всего они нежилые.
Бесчердачные конструкции такой комнаты не имеют, поэтому их еще называют совмещенными. Перекрытие на верхнем этаже играет роль несущего элемента деревянной кровли.
Основные элементы скатной крыши - это остов и кровля. Остов воспринимает основную нагрузку крыши вместе с осадками, которые возможны в любое время года.
Кровля не только защищает строение от погодных условий, но и украшает дом. Благодаря уклонам, осадки не задерживаются на поверхности, а сползают или стекают на землю.
Чтобы определить при строительстве, какой сделать уклон, необходимо учесть некоторые факторы:
- величину снежного покрова, которая наиболее характерна в зимнее время для определенной местности. Там где снега выпадает много, рекомендуется сделать большой угол наклона. Кровля не будет перегружаться, в результате чего увеличится срок эксплуатации;
- материал покрытия кровли оказывает влияние на угол наклона крыши;
- архитектурные особенности строения влияют на выбор кровельного материала.
Иногда встречаются односкатные крыши. В таких конструкциях уклон делают от одной стены к другой.
Односкатный каркас устанавливают на строениях, которые не имеют разрешения на размещение водоотвода или водосточных труб. Такие крыши часто делают на гаражах или хозяйственных постройках.
В вальмовых или полувальмовых строениях предусматривается наличие слухового окна.
Дома с такими крышами часто возводят в дачных поселках или сельской местности.
Чтобы получить дополнительную жилую комнату, следует сделать мансардную или ломаную крышу.
Помещение будет находиться над жилым помещением, поэтому его можно использовать как комнату или как хозяйственное помещение.
В современных постройках каркас можно сделать шатровым четырехскатным. В подобных крышах все части конструкции соединяются в верхней точке.
Дома с такими крышами квадратные или прямоугольные. Если же строение треугольное, то следует сделать шпилеобразную кровлю. Такие крыши часто делают при формировании архитектурных элементов, эркеров.
Прежде чем приступать к строительству деревянного дома, следует продумать его конструкцию, выбрать материалы для формирования кровли.