Крыша является верхним конструктивным элементом сооружения, который предохраняет деревянный дом от воздействий атмосферы. состоит из стропильных ног и обрешетки. Данная система поддерживает крышу, намного облегчает монтаж кровельных покрытий и является одним наиболее важным конструкционным элементом дома.
Долговечность и сохранность крыши обеспечивается грамотным обустройством системы вентиляции чердачного помещения либо воздушной вентилируемой прослойкой в бесчердачной крыше, правильным содержанием кровельного покрытия, и, самое главное, необходимо производить своевременное усиление либо ремонт стропил. Причины ремонта стропильной конструкции могут зависеть от больших снеговых нагрузок, при которых стропила подламываются, и, как следствие, от длительного затекания – загнивают и разрушаются. Причины ремонта стропил при загнивании поясняются тем, что в качестве материала для стропильной системы при сооружении домов используются доски и брусья из .
В нашей статье рассмотрим варианты, которые позволяют произвести усиление стропильной конструкции, а так же расскажем о способах восстановления поврежденных и сгнивших стропильных ног и участков мауэрлата.
Усиление несущей стропильной конструкции с помощью применения различных вариантов
В и стропильных системах, чтобы увеличить несущую способность стропильных ног, применяют несколько вариантов установок. Усиливают стропила дополнительной деревянной балкой — подмогой , двусторонними накладками и установкой подкосов , либо обустройством дощато-гвоздевой фермы.
Участок пролета стропильной ноги между подстропильной ногой и мауэрлатной балкой, даже при сечении материала, подходящего под прочностные характеристики, может не пройти расчет на прогиб. В данном случае, единственным решением в создавшейся ситуации, является увеличение высоты стропильных ног. Усиление стропила можно произвести и методом включения в балку подмоги. Роль подмоги выполняет дополнительная деревянная балка, сечением, подобранным под расчеты на прогиб, включая высоту сечения стропила. Месторасположение подмоги находится в промежутке между подстропильной ногой и мауэрлатом (рис.). Крепится дополнительная балка к стропильной ноге зубчатыми пластинами из металла либо болтовыми хомутами.
Место опоры неразрезной стропильной ноги на подкос является довольно опасным узлом, где может возникать достаточно большой изгибающий момент. При увеличении изгибающего момента выходом из опасной ситуации может быть лишь увеличение сечения и высоты стропильной ноги. Другой вариант решения заключается в увеличении ширины стропила. Ширину неразрезной стропильной ноги можно увеличить с помощью двусторонних дощатых накладок
(рис.). Накладки шириной подбираем путем расчета суммарного сечения стропильной балки на максимальный изгибающий момент. К балке накладки крепятся с обеих сторон болтовыми хомутами, болтами либо гвоздевым боем.
При усилении стропильной ноги двумя способами единовременно, например, усиление стропила подмогой и двусторонними дощатыми накладками, рекомендуют балку стропильной ноги увеличить по длине и край ее опирания на покос вывести за узел. Применение данного конструктивного решения решит не только усиление место прогиба в пролете, но и усиление опорного узла.
Часто при различных обстоятельствах возникает потребность произвести реконструкцию крыши под более крутой скат. При этом делается установка новых стропильных ног, методом их сращивания перекрестной стенкой из досок гвоздевым боем со старой стропильной системой, если это позволяет целостность и сохранность старых стропил. Новые стропила вводятся в конструкцию ниже либо поверх старых стропил. При этом образуется дощато-гвоздевая ферма
(рис.), которая обеспечивает и новый угол уклона кровли и повышает жесткость стропильной системы.
Рассмотренный выше способ усиления стропильной конструкции ускоряет процесс работ за счет того, что старую крышу можно не демонтировать. При этом не увеличивается подкрышное пространство, и если цель изменения угла уклона крыши было , то дополнительного объема мы не получим.
Способы восстановления поврежденной стропильной конструкции
Часто усиление стропильной конструкции подразумевает своевременный ремонт стропил. Причины ремонта стропильной конструкции возникают при подгнивании конца стропильной ноги. Загнивание древесины может произойти по причине использования сырого материала для балок либо при отсутствии правильно обустроенной вентиляции холодного чердачного помещения. Подгнивание мауэрлата либо концов стропильных ног может происходить и из-за отсутствия чердачных продухов.
При достаточном обеспечении вентиляции и достойном утеплении чердака может наступать и при повреждении воздушных продухов и пароизоляции в конструкции мансардного помещения. Главная причина гниения стропильных ног и мауэрлата скрывается в протечке кровли либо в отсутствии слоя гидроизоляции между кладкой стены и древесиной, где часто увлажнение древесины происходит от кладки.
В данном случае, при подгнивании конца стропильной ноги, узел опирания балки на мауэрлат теряет свою надежность и требуется усиление стропила в узле опирания. Решить задачу можно методом прикрепления дополнительного подкоса
к нижнему концу стропильной ноги, и упереть его в эту же мауэрлатную балку (рис.). Крепление дополнительных подкосов производят гвоздевым боем с опиранием на стропиле в прибоины.
Дополнительную устойчивость балке стропильной ноги можно придать, если раздвинуть нижние концы дополнительных подкосов. Если усиливающие подкосы упереть в дополнительный лежень, таким образом, появляется возможность частично уменьшить прогиб стропильной ноги в пролете между мауэрлатом и подстропильной ногой.
Восстановить и усилить поврежденные участки конструкции можно с помощью нескольких способов, которые рассмотрим ниже.
Например, ремонт узла опирания стропильной ноги на мауэрлат, можно произвести с помощью деревянных накладок, которые опираются на мауэрлат торцом. Заметим, что данный способ используют лишь при одиночном повреждении стропильной балки с последующей установкой скрутки из проволоки.
Ремонт стропильной ноги можно произвести с помощью прутковых протезов (рис.). Преимущество данного способа заключается в применении при массовых повреждениях стропильной балки. Ремонт стропил с использованием прутковых протезов начинается с закрепления стропильной балки на временных опорах. Далее поврежденную часть стропила необходимо выпилить, для этого нужно разобрать часть кровельного покрытия. Прутковый протез надевается на стропильную балку и опирается на мауэрлат. Протез должен быть обеспечен опорной площадкой предотвращающей сползание стропильной ноги, которая в него упирается. Подкосная решетка обеспечивает жесткость сжимания верхнего пояса протеза.
Причины ремонта стропильной конструкции часто заключаются в повреждении конца стропильной ноги и подгнивании участка мауэрлата, на который опирается стропильная балка. При такой ситуации можно воспользоваться накладками, опирающихся на балку (рис.). Для начала стропильную ногу закрепим на временных опорах и выпилим поврежденные участки мауэрлата и стропильной ноги. Далее в кладку забьем костыли и уложим на них метровую балку. На перекрытие либо непосредственно на стену можно уложить лежень длиной в один метр, если это допускает сделать конструкция перекрытия либо стен. По обе стороны стропильной ноги укрепляем гвоздевым боем усиливающий подкос и упираем его в уложенную балку. Для поддержки обрешетки сделаем новую удлиненную кобылку.
Обеспечение нормального процесса воздухообмена в чердачном перекрытии является одним из наиболее важных моментов для сохранности древесины деревянной конструкции крыши. При недостаточном обмене воздуха в чердачном помещении происходит развитие грибковых спор и как следствие, загнивание древесины. Для восстановления вентиляции необходимо провести ряд мероприятий (рис.).
Стоит знать, что площадь сечения продухов и слуховых окон должна составлять от 1/300 до 1/500 от площади всего чердачного перекрытия. Ширина продухов не должна превышать 2,5 см. Изучив характер движения потоков воздуха в помещении и определив температуру воздуха на границе утеплителя, может появиться необходимость в дополнительных слуховых окнах и продухах. Заметим, что на верхней границе утеплителя температура воздуха не должна превышать двух градусов вне зависимости от уровня отрицательного показателя температуры наружного воздуха.
Может быть, что появится необходимость увеличить толщину слоя утеплителя. Для этого его стоит измерить, может, будет достаточно и просто разрыхлить слежавшийся утеплитель (это необходимо делать один раз в течение пяти лет). Проблема при недостаточном воздухообмене может скрываться и в поврежденной пароизоляции, находящейся под слоем утеплителя, для этого ее стоит просто восстановить.
Стоит добавить, что людей решивших строить сруб, может смущать кирпичная стена на изображениях. Не беспокойтесь, она тут не играет никакой роли, так как стропильная система одинакова, как в кирпичном, так и в деревянном доме. Ваша задача — ознакомиться с тем, как ее ремонтировать и мы в данной статье попытались дать исчерпывающую информацию. Пользуйтесь ей и все у вас будет в целости. Но кроме этого может ознакомиться и с другими материалами нашего сайта.
Усиление стропильных конструкций может потребоваться в тех случаях, когда еще на стадии проектирования или строительства сооружения были допущены ошибки. Неправильно рассчитанные нагрузки или свойства материала могут привести к частичной деформации крыши, а то и к ее полному разрушению. В этом случае усиление стропил становится остро необходимой процедурой, которая может спасти ваш дом.
Стропила, являющиеся основой любой крыши, необходимо периодически проверять на наличие каких-либо дефектов или повреждений, образовавшихся при эксплуатации крыши. В случае обнаружения таковых, необходимо усилить и укрепить стропильную систему дома, гаража, сарая, бани или иных построек. Ошибки при монтаже и расчетах могут возникнуть при любом типе стропильных систем, поэтому домашним мастерам необходимо умение по усилению стропил для каждой из них.
Усиление стропильных ног
Усиление стропил может проводиться несколькими способами, подробно основные из них будут рассмотрены ниже. Эти способы могут применяться как по отдельности, так и в своей совокупности. В каждом конкретном случае домовладельцы сами должны решить данный вопрос. Но лучше всего не экономить и учесть, что разрушение крыши над тем же гаражом может повредить автомобиль и причинить существенный материальный ущерб, не говоря уже об опасности деформации конструкции крыши дома.
Итак, усиление несущих функций осуществляется с помощью:
- «подмог», балок, которые принимают на себя часть нагрузок, приходящихся на конструкцию стропил;
- установки подкосов;
- двусторонних накладок.
Подмоги устанавливаются в тех случаях, когда были проведены неверные расчеты нагрузок на стропила, и в итоге требуется увеличение поперечного сечения балок, удерживающих конструкцию всей крыши. Провести такое усиление довольно легко, для этого нужно эту дополнительную балку установить и закрепить между мауэрлатом и подстропильной ногой. Крепится она либо болтовыми хомутами, либо специальными стальными пластинам с зубцами.
Место наложения стропильной ноги на подкос также требует особого внимания домовладельца, так как именно в этом месте возникает максимальное давление на изгиб. В качестве наглядности вспомните, как вы в детстве ломали через колено палку, именно роль колена и выполняет подкос. Чтобы уменьшить нагрузку и риск деформации неразрезных стропил в том месте, где они опираются на подкос, советуем увеличить сечение бруса за счет обшивки его накладками из досок. Толщина накладок зависит от расчета необходимого сечения для конструкции при планируемых нагрузках на изгиб. Соединяются стропила с усиливающими накладками с помощью различных крепежных элементов, но чаще гвоздями или специальными болтами. Если при этом длину подмоги продлить за точку опоры, то можно увеличить не только прочность балки, но и весь соединительный узел.
Иногда в проекте может быть ошибка в определении угла ската крыши, и эксплуатация выявляет этот просчет. Например, при недостаточно крутом скате скапливается снег, который может повредить крышу. В этом случае появляется необходимость привнести некоторые изменения в конструкции стропил. Для этого к старым элементам с помощью дощатых стенок и гвоздей прикрепляют новые части стропил, благодаря чему новообразованные фермы становятся более жесткими и меняют уклон крыши в нужную сторону.
Данный способ позволит вам внести изменения в и при этом не разбирать всю крышу заново, правда, и особых изменений в подкрышное пространство внести не удастся, так как ни увеличить, ни как-то конфигурировать его не получится.
Укрепление нижних частей стропил
Стропильная конструкция крыши у любого строения наиболее уязвима в своей нижней части, именно там она чаще всего и требует усиления – это низ стропильных ног и брус мауэрлата. Причиной этой уязвимости является то, что именно в зоне контакта дерева и кирпичной кладки чаще всего образуется конденсат и происходит попадание влаги в случае нарушения целостности кровли. Еще одной причиной является использование некачественной древесины, которая была либо сырой, либо просушена с нарушением технологий. Все это приводит к образованию гнилостных процессов в древесине и ее разрушению. Поэтому при строительстве важно уделить внимание выбору качественного материала и обеспечить надежную гидро- и пароизоляцию. Отсутствие или неправильное функционирование вентиляционных продухов также может стать причиной скопления влаги и разрушения древесины.
Для усиления каркаса крыши в этом случае используют подкосы. Они крепятся к нижней оконечности стропильной ноги и упираются мауэрлат или лежень. Число таких дополнительных подкосов зависит от вашей ситуации. Для придания дополнительной устойчивости подкосы крепятся немного под наклоном, то есть нижняя их часть чуть раздается в стороны. Именно упор в лежень позволит снять воздействие изгибающей деформации на пролет стропил в этой части.
Укрепление подгнивших частей системы стропил
Если все же не удалось уберечься от разрушительного воздействия гнили на древесину, можно попробовать укрепить поврежденные участки стропил или мауэрлата вашего дома или гаража. Если речь идет об одном случае повреждения стропил, то можно обойтись деревянными дощатыми накладками. Крепятся они гвоздями или болтами, при этом своей нижней частью доски накладки должны упираться в мауэрлат, для обеспечения дополнительной надежности фиксации, при этом накладки в этом месте лучше прикрепить к мауэрлату с помощью стальной проволоки.
Но если речь уже идет о массовом повреждении стропил, когда деформация или гниль обнаруживается на многих стропилах, то необходимо применить специальную систему протезов. Данные протезы делаются из стальных прутьев и крепятся на неповрежденный участок конструкции, в то время как деформированная часть попросту удаляется. Для данной операции необходимо зафиксировать стропило специальными временными подставками и удалить поврежденную часть (для этого придется разобрать часть кровли). Затем следует вырезать аналогичного размера протез из такого же дерева и установить его на место удаленного участка, нижней своей частью он должен упираться в мауэрлат. Стальные прутья протеза обеспечивают дополнительную фиксацию всей конструкции.
Если укрепления с частичной заменой требует не нога стропила, а мауэрлат, то необходимо провести следующие манипуляции:
- фиксируются временными подпорками стропила каркаса крыши;
- прогнивший участок мауэрлата вырезается и удаляется;
- в кладку вбиваются стальные костыли, на которые укладывается брус нужного сечения, длиной не менее одного метра;
- на перекрытие устанавливают кусок лежня длиной равной брусу;
- затем нога стропила фиксируется с двух сторон подкосами, которые опираются на только что установленную балку.
Работы по усилению стропил любой крыши – это целый комплекс работ, в который входят различные операции по исправлению деформации и разрушения самих деревянных элементов либо места их скрепления.
Деформации чаще всего выражаются через искривление и образование трещин в брусьях и досках стропил и других деревянных элементов крыши, но иногда вмешательство требуется и когда необходимо исправить некачественное скрепление между собой частей системы.
В последнем случае стоит обратить внимание на ключевые места соединения. Прежде всего, убедитесь в надлежащей фиксации стропил и конка вашей крыши, в этом узле очень часто возникают проблемы при недостаточной внимательности при монтаже.
При исправлении дефектов необходимо добиться максимально плотной стыковки стропил и конькового бруса, в этом может помочь использование специального домкрата. Для качественного укрепления данного узла используют различные методики. Крепится данный узел с помощью либо специальной стальной полосы с перфорированными отверстиями, либо различных деревянных дощатых накладок, либо насаживая стропила на стальной крепежный болт. В каждом из этих способов можно выделить несколько вариантов, например, деревянные накладки могут крепиться как выше, так и ниже конькового бруса, существует и несколько разновидностей металлических пластин для надежной фиксации стропил и накладок.
Есть некоторые секреты и при исправлении прогиба стропил. Для этого на внутренней стороне балок надежно крепятся специальные деревянные упоры, после чего с помощью домкрата стропила выпрямляются, и между ними поочередно вставляются прочные перемычки-распорки. Такая система поможет противостоять внешнему давлению на крышу и стропила и остановить деформацию последних.
При укреплении ног стропил через наращивание брусом необходимо правильно подобрать его параметры. По ширине он должен быть либо равным стропилу, либо чуть шире. Для удобства монтажа брус крепят саморезами к стропильной балке, а затем проделывают насквозь отверстия через оба элемента, после чего насаживают всю конструкцию на специальные стальные болты или шпильки.
Эти отверстия лучше сверлить в шахматном порядке, что увеличивает сопротивляемость конструкции нагрузкам при деформации на изгиб. Диаметр сверла и крепежных шпилек должен быть равным. Крепеж выполняется стальными шпильками самоконтрящимися гайками и шайбами. Такая конструкция не только проста в монтаже, но и надежна в эксплуатации. Она не разболтается и продержится столько, сколько выдержит древесина.
Последовательность ремонтно-восстановительных работ деревянных крыш может быть сведена к следующим основным процессам: разборке крыши в местах разрушения, раскреплению оставляемых несущих конструкций (строительных ног, обрешетки, настила ферм), удалению сгнивших или сильно поврежденных частей, поэтапному восстановлению (усиление, ремонт, раскрепление и подведение новых элементов крыши), устройству кровли и выполнению работ по защите и герметизации сопряжений, стыков, узлов, швов и т. п., окраске и антикоррозионной или противопожарной защите.
Обнаженные конструкции крыш осматривают, после чего принимают окончательное решение о составе работ по восстановлению их несущей способности. Ослабевшие стропила, стойки, раскосы или элементы обрешетки могут быть усилены постановкой накладок и дополнительных опор. Применяемый пиломатериал до начала работ обязательно необходимо проантисептировать, а затем обработать противопожарными составами, например водным раствором извести и поваренной солью.
Провисание стропил обычно устраняют подведением дополнительных стоек и опор после предварительного выравнивания их временными креплениями или домкратом. Деформированную обрешетку можно ремонтировать со стороны чердака или раскрывая кровлю. Новые бруски или доски обрешетки укладывают в одной плоскости с ранее уложенной обрешеткой и прибивают к каждой стропильной ноге, имея в виду, что стыки досок и брусков не следует располагать по одной линии.
Сгнившие концы стропил удаляют, наращивая их коротышами или усиливая накладками. Кроме того, стропильную ногу на мауэрлате можно укрепить подкосами (рис. 6.4). Замененные и оставляемые части стропил скрепляют между собой болтами или гвоздями. До начала работ устраивают временные крепления, вывешивают стропильные ноги на необходимую высоту, удаляют поврежденные концы и подготавливают накладку или «протез». После закрепления последних на стропилах отремонтированные конструкции опускают на предварительно очищенный и антисептированный мауэрлат и скрепляют соответствующим образом. При этом обязательно проверяют качество выполненных работ и исправность кровли над отремонтированным участком.
Для замены мауэрлатов и подкладок стропильные конструкции -вывешивают на участке 1.5...3 м на необходимую для производства работ высоту. Поврежденный участок удаляют, а оставляемые
Рис. 6.4. Усиление концов стропильных ног:
а - двусторонними накладками; б - подкосами; / - зона загнивания; 2 -
гвозди длиной 125... 150 мм (не более 12 шт.); 3 -накладки; 4 - мауэрлат;
5 - подкос; 6 - скоба
смежные конструкции после очистки от гнили антисептируют. Изготовленные из бруса мауэрлаты или подкладки соединяют с помощью врубок с вывешенными конструкциями, укладывают их на свое место и закрепляют постоянными креплениями, а временные подпорки убирают.
Рис. 6.5. Усиление существующих стропил:
а -для пролетов до 5 м; б -то же, до 7 м;
/ - существующая стропильная нога;
2 - новая стропильная нога;
3 - существующий подкос;
4 - деревянные накладки
Все поверхности стропильных ног, опорных подкладок и мауэрлатов, соприкасающихся с кладкой или бетоном, промазывают смолой или мастикой и под них обязательно подкладывают изолирующие прокладки из двух слоев толя, рубероида или пергамина. Ослабевшие сопряжения подкосов, стоек, ригелей, затяжек со стропильными ногами или фермами укрепляют постановкой хомутов, дополнительных скоб, скруток, накладок или прибивают гвоздями.
Иногда требуется несколько изменить (обычно увеличить) угол наклона стропил, одновременно усилив их. В таких случаях производят подъем стропильной ноги до нужного уклона, наращивание ее по длине и установку подкоса для уменьшения ее рабочего пролета. Такой метод применим при пролетах до 5 м (рис. 6.5, а). При пролетах более 5 м изменение пролета достигается наращиванием стропил по высоте, что осуществляется посредством врубки в существующую стропильную ногу со стороны карниза новой с заделкой ее в противоположную стену. Существующий подкос наращивают и соединяют с новой стропильной ногой. Затем обе ноги соединяют между собой накладками из досок (рис. 6.5, б).
Усиление стропил без изменения уклона достигается устройством шпренгеля. Существующие стропила оказываются при этом верхним поясом шпренгельной фермы, а нижний ломаный пояс выполняется из круглой стали. Стойки шпренгеля выполняются из
газовых труб.
При полной замене крыши в ремонтируемом здании следует применять более долговечные железобетонные или армоцемёнтные сборные элементы.
Подавляющее большинство каркасов под обустройство крыш и укладку кровельных покрытий используют рядовую древесину, купленную на ближайшем складе или даже просто на лесопилке. Такой подход упрощает жизнь строителям и создает головную боль хозяевам и жильцам, через несколько лет приходится стропильную систему подвергать ревизии, выбраковывать отдельные элементы и выполнять усиление стропил.
Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций
Дерево, как никакой другой материал, подходит для сборки каркаса крыши, но при этом деревянные стропила оказываются самой уязвимой частью конструкции. В теории древесина может легко простоять без потери основных прочностных качеств более 50 лет, но на практике обеспечить сохранность материала стропильных балок оказывается не так просто. Процессы гниения древесины, деформации и растрескивание из-за усыхания и неправильного распределения нагрузки зачастую могут привести к потере несущей способности конструкций стропильных ног.
Наиболее критичные зоны системы стропил можно перечесть по пальцам:
- Опорная часть мауэрлата и стропильных ног;
- Места соединений и креплений подкосов или распорок, любых силовых элементов каркаса;
- Места опор стропил на коньковый брус;
- Срединные части висячих стропильных балок.
Важно! Нельзя использовать для изготовления стропил или других элементов каркаса пиломатериал, взятый непосредственно с лесопилки или на торговом складе. До использования доска и брус должны высохнуть под нагрузкой в сложенном состоянии пакете.
Чтобы правильно выполнить усиление, необходимо ясно представлять причины, по которым каркас начинает проседать или терять прочность:
- Если собрать систему стропил из недосушенного или «больного» материала, распределение нагрузки на балки будет неравномерным, в результате часть балок будет перегруженной, а часть работать «вхолостую». Поэтому, прежде чем стараться провести усиление прогибающихся или подламывающихся стропил, необходимо снять и перераспределить нагрузку;
- Нижняя половина стропильных ног всегда находится в более тяжелом состоянии, особенно, если усиление при сборке было выполнено неправильно. Любые точки опоры на стойках или подкосах, в местах соединения стропил с мауэрлатом заставляют балку стропило работать в самом тяжелом режиме - при знакопеременной циклической нагрузке. Именно в этой точке рвутся волокна древесины, и требуется правильное усиление;
- Нарушение условий вентиляции и удаления избытка влаги из подкровельного пространства. В этом случае поверхность стропил покрывается трещинами, что приводит к интенсивному поглощению влаги, развитию процессов гниения и деформации.
В этом случае усиление возможно лишь за счет замены пораженных участков, установки подкладных балок и элементов.
Ремонт и усиление соединений
На сегодня в строительстве каркасных крыш используется две основные технологии усиления - конструкционное и ремонтное. Конструкционный тип усиления подразумевает использование способов крепежа накладок, переходных и вспомогательных элементов, позволяющих концентрированную нагрузку превратить в распределенную. Например, соединение стропил в коньке можно выполнить креплением оголовков балок внахлест, но для наслонных стропильных балок рекомендуется выполнить усиление установкой стальных пластин или досок, скрепленных минимум 5-7 гвоздями или болтами.
Конструкционное усиление стропил
Очень редко когда удается построить каркас крыши простой установкой стропил, без использования элементов усиления — подкосов и распорок. Во-первых, такой способ устройства подойдет для очень небольших построек - дачных домиков или бани, а во-вторых, отказ от усиления потребует использования очень массивных и тяжелых балок и брусов, что увеличивает стоимость постройки крыши в разы. Даже для простого односкатного варианта кровли архитектор обязательно использует усиление в виде вертикальных опор и боковых подкосов.
Важно! Самым уязвимым и проблемным местом являются узлы соединения стропильных балок и элементов усиления. Если соединяемый участок выполнен неправильно, деформация и разрушение неизбежны.
Например, рассмотрим вариант усиления вертикальной стойкой длинномерного стропило. Если вместо подвижной опоры, как на схеме, использовать жесткое закрепление накладной пластиной, неизбежно создается изгибающий момент в месте крепления в коньке и увеличивается поперечная нагрузка на стропильной балке. Вместо разгрузки получается перенос и концентрация напряжений в самом уязвимом месте — центральной части балки.
Наиболее сложными в расчете и правильном выборе установки силовых элементов являются круглые и многоугольные каркасы, например, крыша — эркер или конусный вынос. На приведенном фото хорошо видно, насколько сложной и дорогой получается установка стропил на мауэрлате.
Внутренний ряд усиления балок опорными стойками имеет свой ряд затяжки и соединение с мауэрлатом. Система несущих балок во многом напоминает вальмовое строение, особенно в части соединения нарожников с угловым каркасом ендова. Из-за большой длины наслонных стропил строители применили удлинение и одновременно усиление части балки, находящейся за точкой опоры на стойке. Стальные пластины гарантируют увеличенную прочность нижней части ската.
Ремонтное усиление стропильных балок
Самым простым примером усиления является увеличение стропил по длине. Проще всего получить стропило большой длины - выполнить соединение двух коротких балок накладным отрезком доски или бруса. При этом в стропилах не используют усиление или соединение с помощью косого среза, широко применяемого для досок мауэрлата. Соединенные таким способом стропила не способны обеспечить необходимую поперечную жесткость балки.
В качестве примера восстановительного или ремонтного усиления стропил можно указать установку подкладочной доски под балку, имеющую расслоение, трещину или остаточную деформацию. В самых проблемных случаях, когда заменить стропильную балку невозможно, выполняется усиление и восстановление несущей способности сборной фермой по схеме, приведенной на рисунке. Чаще всего такой вид усиления используется для наслонных стропил.
Усилению подвергается и опорная поверхность, например, если из-за недостаточно эффективной или неправильно организованной вентиляции подкровельного пространства конденсат, образующийся на пароизоляционной мембране, стекает к опорной поверхности деревянных стропил на мауэрлате. Если опорная часть балки сгнила или имеет поражение вредителями, ее вырезают и устанавливают стальной каркас, часто именуемый протезом.
Если деструктивные процессы коснулись и мауэрлата, возможно изменение одноопорной версии на двухопорную. В этом случае параллельно основной доске мауэрлата укладывается дополнительный брус, на который опирается усиливающий установленный элемент подкоса, забирающий на себя львиную долю нагрузки.
Нередко проседание и деформация каркаса происходит из-за неправильной установки и крепления гвоздями в тех местах, где необходимо использовать резьбовое соединение со стальными пластинами - накладками. Не следует удалять старый крепеж и пытаться восстановить соединение новыми гвоздями, это даст в лучшем случае временный эффект. Более надежным получается усиление с помощью накладных планок или металлических пластин с отогнутыми краями отверстий.
Заключение
Основное правило усиления заключается в том, что старое крепление не удаляется, в дополнение монтируются «помощники» — стальные или деревянные накладки, воспринимающие часть усилий. Если их использование не дает нужного эффекта, в таком случае приходится прибегать к установке полноценных силовых рам и ферм, но опять же без демонтажа стропил.
Усиливать систему стропил потребуется, если во время эксплуатации оказалось, что она не способна выдерживать требуемую нагрузку и начинает деформироваться. Ниже мы детально расскажем о том, как произвести усиление стропильной системы изнутри, чтобы устранить все ошибки, которые были допущены во время расчетов перед монтажом.
Усиливаем стропильные ноги
Вначале стоит отметить, что стропильная система дома, гаража, бани и иных построек должна вовремя проверяться на возможные повреждения и деформацию. Своевременное усиление стропил поможет предотвратить возможные разрушения кровли и огромные затраты на ремонт. Если будет повреждена крыша гаража, то от этого может пострадать автомобиль. Укрепление стропил может потребоваться для системы стропил любой разновидности. Для этого зачастую устанавливают расширяющие балки – «подмоги», подкосы или двусторонние накладки.
Если подбор стропил проводился с учетом прочностных характеристик, то их усилия на прогиб всегда будут соответствовать нужным показателям, которые регламентируются соответствующим СНиПом «Нагрузки и воздействия». Получается, что от нас понадобится увеличить поперечное сечение стропильных ног. Для усиления тонких стропил используют деревянные подмоги. Их крепят к нижнему поясу стропила в промежутке между стропилом и мауэрлатом. В роли крепежей в данном случае выступают стальные зубчатые пластины или хомуты с болтами.
Как укрепить правильно и надёжно - правила усиления конструкции крыши
Особенно тщательно нужно подойти к усилению элемента опирания неразрезной стропильной ноги на подкос. Все потому, что в таком месте не должно быть прогиба, а значит, сечение стропилины увеличивают при помощи накладок, которые устанавливают с двух ее сторон. Размеры накладок определяют, ориентируясь на расчетные параметры сечения с предельным изгибающим моментом. Крепление дощатых накладок осуществляется при помощи болтовых хомутов или гвоздей.
Накладкой может служить и установленная подмога, если увеличить ее длину и вывести ее за границу опирания на подкос. В таком случае она будет не только придавать пролету дополнительной жесткости, но и сможет увеличить опорные возможности данного узла.
В некоторых случаях чтобы улучшить эксплуатационные характеристики кровли, для нее изготавливают более крутые скаты. При этом старый каркас можно не разбирать, а собрать новую стропильную систему и соединить их между собой. Такое усиление стропильных конструкций позволит сделать новую крышу более жесткой, однако подкровельное пространство, которое служит мансардой или нежилым чердаком, при этом не увеличится. Соединить элементы конструкции между собой можно с помощью расшивки стропильных ног с двух сторон, закрепленной крестообразно.
Работы по усилению стропильной системы
Чаще всего разрушению подвергаются балки мауэрлата и стропильные ноги в нижней их части. Происходит это в результате плохой гидроизоляции мауэрлата от кирпичной стены из-за подтекания дождевых осадков и талой воды сквозь кровельное покрытие, либо по причине изначальной укладки недостаточно просушенных пиломатериалов. Кроме того, попадание влаги на деревянные конструкции может происходить вследствие засорения вентиляционных каналов или нарушения целостности пароизоляционной мембраны.
Выполнить усиление стропил крыши в нижней их части можно с помощью вспомогательных подкосов. Эти элементы фиксируются к нижнему краю стропильной ноги с упором в дополнительный лежень или мауэрлат. Придать полученной ферме дополнительную устойчивость можно, если слегка раздвинуть нижние концы подкосов. Если сделать упор подкоса на вспомогательно установленный лежень, можно устранить изгибающие усилия между мауэрлатом и подстропильными элементами.
Ремонт поврежденной системы стропил
Чтобы выполнить ремонт деревянных стропильных ног или мауэрлатной балки, обычно используются дополнительные накладки. Такой способ применяется, если оказались повреждены одиночные стропила. Фиксируют такие элементы гвоздями или болтами, опирая накладку нижней частью на мауэрлат и прикрутив ее вязальной проволокой.
Принимая решение, как усилить стропильную систему при наличии многочисленных повреждений, обычно используют прутковые протезы. При этом все деформированные и пришедшие в негодность деревянные элементы необходимо снять. Прежде всего, стропило фиксируют временными опорами, после чего демонтируют кусок кровельного настила и удаляют поврежденный участок. На его место крепят аналогичный элемент – «протез», изготовленный из свежей древесины. Для надежности он должен опираться на марала.
В случае необходимости замены отдельных участков мауэрлата, работы выполняются в такой последовательности:
- перед тем, как усилить крышу дома, под стропильный каркас устанавливаются временные опорные столбы;
- затем демонтируют поврежденный кусок балки мауэрлата;
- подготавливают балку соответствующего размера (около 1 метра) и надевают на шпильки, расположенные в кладке стены;
- затем на стену или балки перекрытия монтируют кусок лежня такого же размера;
- в конце стропила дополнительно фиксируют двумя подкосами, которые опираются на новую балку.
Вопрос, как укрепить стропила, возникает в тех случаях, когда необходимо устранить дефекты деревянных конструкций, которые появились в результате естественного износа или утраты жесткости деревянного каркаса и повреждения отдельных его элементов. Как правило, в первую очередь деформации подвергаются стропильные ноги, которые начинают прогибаться. Такое явление может возникать, если во время строительства дома или гаража установка стропил двухскатной крыши на сруб не была выполнена по всем правилам.
Место стыковки стропильных ног с коньковой балкой крыши является одним из самых важных. Если обнаружены малейшие отклонения, в этом месте следует укрепить стропила крыши как можно быстрее. Иногда для того, чтобы притянуть стропила к прогону или друг другу, используют домкрат. После этого стык как следует укрепляют перфорированной металлической полосой или деревянной накладкой с толщиной от 2 см. Устанавливают такую накладку под коньком.
На следующем этапе переходят к выравниванию стропил. Для этого применяется гидроцилиндр. Перед тем как усилить стропила и выполнить их выравнивание, изнутри к ним саморезами прикрепляют треугольные деревянные упоры. После их установки можно выпрямить стропильную ногу гидроцилиндром и установить распорку, которая в будущем защитит каркас крыши от воздействия внешних нагрузок.
Перед тем как укрепить крышу дома с помощью наращивания дополнительных брусьев, следует закупить материал необходимой ширины (она должна соответствовать или слегка превосходить сечение стропил) и длины. Сначала подготовленный брус крепится на стропильной ноге на саморезах. После этого просверливают ряд отверстий сквозь брус и стропило, чтобы эти элементы можно было зафиксировать шпильками.
Рассверливать отверстия следует с отступом в 30-50 см в шахматном порядке. Таким образом, достигается усиление сопротивляемости каркаса изгибающим усилиям. Сечение отверстий и крепежных шпилек должно соответствовать. Шпильки с резьбой продевают в подготовленные отверстия, надевают шайбы и закручивают самозатягивающиеся гайки. Они обеспечат качественное крепление и эксплуатацию кровли без необходимости подтягивать крепеж. Завинчивать гайку нужно до тех пор, пока не появится характерный скрип древесины.