Заказчикам

Большой выбор стройматериалов для застройщика

далее
Архитекторам:

Подбор оптимальных узлов и конструктивных решений

далее
Строителям

Качество и скорость кровельных работ зависят от материала

далее

Основа для кровли

Страницы : 1 2

 

Глядя на красивую, грамотно и со вкусом выполненную кровлю, редко кто задумывается о том, что находится глубоко под кровельным «пирогом». А ведь опорой кровли, гарантом ее надежности и безопасности являются скромные труженики – стропила. О типах стропил, новых и традиционных материалах, а также о программном обеспечении для автоматизированного проектирования стропильных систем и пойдет речь в этой статье.

1. Что такое стропила? Типы стропильных систем

стропильная конструкцияСтропила – это, образно говоря, «скелет» кровли. Шарнирно соединенные между собой элементы стропильного каркаса поддерживают кровлю и передают на стены или другие присутствующие опоры постоянные (вес кровельного покрытия, элементов безопасности, установленных на кровле, и т.д.) и временные (снег, ветер, гололед и т.д.) нагрузки. Стропильные системы могут быть простыми и сложными. Простая система состоит из двух стропильных ног, упирающихся в горизонтальный брус, – затяжку. Сложная включает в себя: стропильные ноги, прогоны, лежни, стойки, подкосы (подстропильные ноги), распорки и мауэрлаты. В зависимости от того, является ли стропильная система безраспорной или распорной конструкцией, стропила разделяются на две основные группы: наслонные и висячие.

Висячие стропильные системы сложнее в изготовлении, требуют более тщательного надзора при эксплуатации, к тому же их труднее ремонтировать и усиливать. Применяются такие стропила в том случае, когда внутренние стены отсутствуют и система опирается только на наружные ограждения. Их стропильные ноги работают на сжатие и изгиб. Кроме того, конструкция создает значительное горизонтальное распирающее усилие, которое передается стенам. Уменьшить это усилие помогает деревянная или металлическая затяжка, соединяющая стропильные ноги. Она монтируется как у основания стропил (и в этом случае служит ригелем – именно этот вариант наиболее часто используется при строительстве мансардных крыш), так и выше. Чем выше она располагается, тем больше должно быть ее сечение и надежнее сопряжение со стропилами. Наслонные стропильные системы являются конструктивно простейшей и экономичной альтернативой. Применяют их в тех случаях, когда в здании имеются два или несколько рядов вертикальных опор (стен или колонн), расстояние между которыми, обычно, не превышает 5–8 м. Такие пролеты легче перекрыть стропилами, раскладываемыми вдоль скатов на небольшом расстоянии друг от друга.

На практике деревянного домостроения помимо общепринятых стропил в последнее время набирают обороты в применении и скользящие стропильные системы. Суть данных систем заключается в том, что скользящее опирание предотвращает выпячивание и скручивание стропил. Данное воздействие, возникающее при усадке здания, в свою очередь, приводит к незамедлительному нарушению кровельного «пирога». Разрабатывать проект для данного вида стропильных систем следует специализированной организации, имеющей опыт в проектировании и монтаже подобных конструкций.

2. Традиционные материалы

Для нужд многоэтажного монолитного или кирпичного домостроения, а также для строительства большепролетных сооружений промышленного или социально-культурного назначения фермы стропильных систем выполняются чаще всего из металлических профилей или массивных железобетонных статически определимых балок-ригелей. Однако ряд технико-экономических исследований, а также анализ российского и зарубежного опыта позволяют обратить более пристальное внимание на деревянные элементы: цельные или клееные. Их с успехом можно применять в покрытиях тех же производственных зданий пролетами до 18 м, спортивных, выставочных и других общественных большепролетных сооружений. Деревянные стропила применяют также в качестве несущих конструкций временных зданий, зданий промышленного назначения с химически агрессивной средой и хозяйственно-бытовых помещений (беседок, бунгало, навесов т.д.). В строительстве же индивидуальных малоэтажных деревянных или кирпичных домов дерево является очевидным лидером.

3. Инновационные материалы

3.1. Обычный клееный брус и брус LVL

Основная идея производства разнообразных клееных материалов – получение однородных изделий из неоднородного сырья. Деревянные ламели, распиленные вдоль линий напряжения и склеенные качественными смолами, образуют материал, намного более прочный, чем его прародитель – натуральная древесина. Еще более прочный и монолитный материал образует склеенный деревянный шпон.

Любой клееный брус в отличие от обычных пиломатериалов способен сохранять точные линейные размеры вне зависимости от сезонных факторов и климатических условий. Он не деформируется и не коробится от сырости, не трескается и не гниет, имеет минимальные показатели естественной усушки, практически не впитывает влагу, а потому собственный вес балки во влажной среде остается неизменным. Стабильность линейных размеров бруса гарантирует высокую точность сопрягаемых деталей, благодаря чему конструкции долговечны и не теряют свою привлекательность со временем, чего нельзя сказать об изделиях из обычной древесины, которые подвержены разбуханию и короблению.

Продукция LVL была изобретена в США в 1930-х годах. Первоначально этот материал использовался для производства самолетных пропеллеров и других высокопрочных авиационных компонентов во время Второй мировой войны. В 1970-х годах основатели компании Trus Joist International Арт Траутнер и Герольд Томас стали использовать параллельно набранные склеенные слои шпона для формирования строительных двутавровых балок, балок перекрытия, ферм.

Клееный брус обладает высокими прочностными характеристиками при сравнительно малом весе. Длина цельных элементов может достигать 20 м. В единственном экземпляре в мире существует даже 60-метровый пресс для непрерывного производства LVL! Производство бруса ведется по технологии непрерывного прессования с микроволновым предподогревом. Она способствует лучшему проникновению смолы в древесную структуру и образованию нового, однородного, высокопрочного материала.

Брус LVL активно используется в строительстве и особенно в реконструкции мансардных помещений. Малый вес конструкции позволяет использовать этот материал в зданиях с ограниченной несущей способностью, т.е. старый фундамент и несущие стены здания можно полностью сохранить. Основная сложность задачи реконструкции зданий зачастую связана с работой в условиях плотной городской застройки, не позволяющей использовать тяжелую строительную технику – однако в работе с LVL-брусом она и не нужна. Наряду с широко применяемыми плоскостными несущими конструкциями (стропильными фермами, рамными и арочными несущими конструкциями) интерес представляют объемные пространственные системы (сетчатые своды, купола, тонкостенные и ребристые своды оболочки). Применение LVL-бруса в пространственных конструкциях позволяет значительно разгрузить фундамент здания путем равномерного распределения нагрузки от покрытия по контуру здания. LVL-брус и изделия из него легко поддаются обработке лакокрасочными покрытиями, антисептиками и антипиренами, а его естественная древесноволокнистая структура позволяет применять его не только как материал несущих конструкций, но и как составную часть интерьера. Существует несколько технологий старения балки из LVL и покрытия различными лаками и красками. Современные конструкторы и архитекторы с успехом используют этот прием.

 

Сравнение клееного бруса из ламелей и бруса LVL (Laminated Veneer Lumber – клееный брус из шпона)
  Клееный брус из ламелей Брус LVL
Назначение Получение поверхности, готовой к эксплуатации без дополнительной отделки Изготовление силовых конструктивных элементов – балок перекрытия, несущих элементов стен, кровли
Прочность Прочностные характеристики LVL-материала превышают аналогичные параметры клееного бруса на 45%
Стоимость длинномерных изделий При увеличении длины вырастает в геометрической прогрессии Мало зависит от их длины
Огнестойкость LVL-брус обладает более высокой огнестойкостью по сравнению с обычным брусом, которая достигается путем большой многослойности и меньшей пористости. При температуре 300°С на поверхности брус сохраняет свои свойства на протяжении 30–60мин, при этом происходит медленное обугливание балки со скоростью 0,6 мм/мин по плоскостям и 1 мм/мин по торцам

 

Акчурин Тимур Исхакович, генеральный директор ООО «Талион Трейдинг»

стропилаПри возведении спортивного сооружения в Grossachsenheim, Германия, первоначально было запланировано использование стального профиля для перекрытия прогонов несущего каркаса. Здание построено полностью из клееных строительных элементов с применением каркасных технологий и массивных деревянных панелей. В проекте использованы перекрытия с расстоянием между опорами более 6 м и нагрузками в 500 кг/м2. Однако вместо того, чтобы использовать для всех прогонов несущего каркаса первого этажа стальной профиль HEB 340, был использован брус Ultralam шириной 75 мм и длиной 600 мм. В результате: 14 м3 Ultralam заменили 9 т стали, что привело к экономии 60% стоимости и 45% веса материала. Для стропильных систем используется брус типа R и X – в первом из них все слои шпона имеют параллельное направление волокон, а во втором отдельные слои имеют перпендикулярное направление волокон.

3.2. Двутавровые балки

3.2.1. Дерево + OSB (HDF)

Двутавровые балки изготавливаются из композитных плит (OSB или HDF), соединяющих цельнодеревянные или клееные полки. HDF (High Density Fiberboards – древесноволокнистая плита высокой плотности) – материал, получающийся прессованием очень мелких древесных опилок. OSB (Oriented Strand Board – ориентированно стружечная плита) – это древесные плиты, полученные путем трехслойного формирования и горячего прессования крупноразмерной древесной стружки (щепы). Длинные тонкие щепы длиной до 140 мм и толщиной около 0,6 мм укладываются в ковре тремя слоями. Внешние слои образуются щепой, ориентированной параллельно длине готовой плиты. Во внутреннем слое щепа укладывается перпендикулярно длине готовой плиты. Балки из композитных плит выдерживают большую нагрузку и не дают изгиба, усадки или трещин после укладки. В стенках деревянных балок можно легко прорезать отверстия для канализации, электропроводки, газоснабжения, водоснабжения, вентиляции и т.д. Мировыми производителями деревянных двутавровых балок являются компании GP, Nascor (со стенкой из OSB) и Steico (стенка из HDF). В России по собственному ТУ двутавровые деревянные балки перекрытия и стропил производит компания DOMMA System. Одно из интересных решений – полностью композитная деревянная двутавровая балка с полками из LVL-бруса длиной до 13 м. На подобную продукцию предоставляется пожизненная гарантия.

Андрей Герасимов, компания DOMMA SYSTEM

Двутавровые балки идеально подходят для перекрытия основания плоской кровли, они успешно используются в кровлях любых типов, в том числе и эксплуатируемых. За счет высокой несущей способности балка пригодна для возведения кровель, которые планируют покрыть натуральной черепицей или сланцем. Для соединения балок между собой применяется в основном классический крепеж – кронштейны, но для прочности и экономии можно при проектировании заложить опирание на несущие стены и элементы. Сопряжение кровельной системы из двутавровых балок со стенами дома принципиально не отличается от такового для цельнодеревянных балок.

Дерево + металл

Пояса деревометаллических двутавровых балок изготавливаются из высококачественной химически защищенной древесины. Поперечную нагрузку обеспечивают стенки из высоколегированной и защищенной двойным горячим цинкованием стали. Для устойчивости сталь профилируется и имеет волнистую форму. На ребрах выштампованы зубья с шагом 50 мм, в горизонтальной проекции образующие букву S: это сделано для того, чтобы во время запрессовывания в дерево не происходило расщепления. Незначительный собственный вес таких конструкций практически не дает усадки. Это важно в сложных условиях, когда несущая способность фундаментов и конструкций ограничена, невозможно применение тяжелой техники, а доставка материалов затруднена. Балка длиной 6 м и шириной 230 мм весит всего 40 кг, при этом при нагрузке в 2 т она прогибается всего на 7 мм. Возможно также производство этих балок из LVL-бруса. Прирост прочности по сравнению с деревометаллической балкой, при одинаковом сечении, достигает 25%, при этом вес и стоимость отличаются очень незначительно.

В Германии деревометаллические двутавровые балки производятся уже больше 40 лет. В России единственным производителем таких балок является предприятие HTS Rusland, входящее в группу компаний MEISER GmbH.

 

Страницы: 1 2