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 (стр. 2)

Страницы : 1 2

 

4. Основные параметры деревянных стропил: толщина бруса и шаг установки

Стропильные конструкции могут изготавливаться из одиночных брусьев, а также из цельных или клееных дощатых составных профилей. По экономическим соображениям, чем массивнее применяемые брусья и доски, тем дороже стропила. Строительные нормативы предписывают для тяжелого типа кровли (покрытие – керамическая черепица) брать в качестве стропил брус минимум 70х150 мм, при этом шаг стропил рекомендуется брать минимальный, кратный ширине плиты утеплителя, т.е. около 600 мм. Если рассматривать легкое кровельное покрытие – металлочерепица, рулонный материал, металлические штучные пластины (ромбы, гонты), дранка, – то шаг стропил можно увеличивать до 2 м, а сечение профиля стропилины можно принять 50 х150 мм.

кровельный пирогБезусловно, шаг установки стропил принимается в каждом конкретном случае свой. Нужно просчитать несколько вариантов установки стропил, подобрать их сечение, удовлетворяющее требованиям расчета по несущей способности (первая группа предельных состояний) и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации (вторая группа предельных состояний), с учетом характера и длительности действия нагрузок, сравнить расход материалов для того, чтобы выбрать экономически выгодный вариант.

Наименьшая материалоемкость, при прочих равных показателях, указывает на правильность принятого шага установки стропил. Элементы стропильной системы, на которые опираются стропильные ноги, должны быть горизонтальными. В противном случае наклон опорных площадок приводит к сползанию стропильной ноги или потере устойчивости стропильной системы. Мауэрлаты в зданиях с наружными стенами из облегченных кладок, а также в случаях частого расположения стропил (шаг стропильных ног менее 700 мм) устраиваются непрерывными. При шаге стропильных ног более 700 мм мауэрлаты можно устраивать из коротышей длиной 500–700 мм.

Чтобы предохранить мауэрлат и другие части стропил от отсыревания и загнивания, в местах соприкосновения конструкций с кладкой прокладывают гидроизоляцию. Не рекомендуется делать врезки в мауэрлатном брусе и в коньковом прогоне для опирания на них стропильных ног, так как это вызывает ослабление мауэрлата и прогона и повышает возможность их загнивания при попадании влаги во врезку. По конструктивным требованиям, мауэрлаты выполняют из брусьев сечением 140х160 или 160х180 мм. Расстояние от мауэрлата до верха чердачного перекрытия не следует делать больше 500 мм, а до низа среднего лежня – больше 400 мм. В свою очередь, расстояние от чердачного перекрытия до низа ригелей для удобства передвижения по мансардному этажу не должно быть меньше 1,8 м.

Несмотря на все рекомендации по изготовлению элементов стропильного системы, сечения сжатых и изгибаемых элементов стропильной фермы определяются согласно требованиям прочности и жесткости по СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции? и подбираются в зависимости от их длины, нагрузок, действующих на них, и узлов сопряжения элементов системы.

5. Узлы сопряжения

Прочность и долговечность кровли проектируемого здания во многом зависят от грамотного решения узлов сопряжения элементов стропильной системы друг с другом. Соединение должно обеспечивать передачу расчетных усилий, обеспечивать работу узлов при усадке деревянных конструкций, высыхании древесины и появлении трещин от усушки. Если необходимо увеличить размеры деревянных элементов, а также образовать узловые сопряжения, используют следующие способы соединений:

  • сплачивание (в поперечном направлении);
  • сращивание или наращивание (в продольном направлении);
  • узловые соединения (под углом).

На практике строительства существует много способов соединений элементов стропильного каркаса между собой:

  • соединение на лубовой врубке (в узловых соединениях брусчатых и бревенчатых конструкций, лобовым упором (в узловых соединениях и стыках сжатых элементов);
  • соединение прямыми продольными, наклонными и поперечными шпонками;
  • соединение зубчатыми металлическими пластинами (для выполнений узловых сопряжений дощатых элементов);
  • соединение на растянутых связях, работающих на выдергивание (гвозди, шурупы, скобы (рис. 7, в), стяжные болты, в которых действующее усилие направлено по оси стержня);
  • соединение уголками;
  • клеевое соединение.

стропилаВсе детали для соединения элементов стропильной системы должны быть выполнены качественно и надежно, согласно ГОСТ, ТУ и Техническим рекомендациям. Запилы должны быть точными, с плотным прилеганием. Не рекомендуется использование различных подкладок, подложек и прочих элементов, которые могут со временем вылететь, деформироваться, тем самым разрушив пространственную жесткость системы. Клеевые соединения должны отвечать следующим требованиям: водо-, био-, теплостойкости, монолитности, устойчивости адгезионных связей (сцепление со склеиваемыми материалами), а также равнопрочности с древесиной (кроме растяжения вдоль волокон).

Автоматизированное проектирование: шаг вперед!

Кровельные работы, особенно на ответственных и сложных объектах, невозможно грамотно осуществить без детальных планов стропильной системы и технической поддержки профессионалов.

Ускорить и упростить процесс проектирования призвано специальное программное обеспечение. С его помощью инженеры-проектировщики могут сформировать полный пакет документов, достаточный для реализации проекта, в самый короткий срок! Этот пакет включает в себя всю рабочую документацию – чертежи, пояснительные записки и сметы. На современном рынке автоматизированного проектирования существует много программ для быстрого и наглядного конструирования, статического расчета и последующей визуализации стропильных систем.

Если рассматривать немецкие программы, то на российском рынке наиболее популярными являются: CadWork, SEMA Experience и Dietrich's. Программа Cadwork предназначена для свободного конструирования деревянных конструкций, поддерживающая полный цикл проектирования от создания эскиза до формирования производственной чертежной документации. Данная САПР содержит в себе ряд модулей, один из которых, например, «Cadwork 3D – Стропильные конструкции», позволяющих грамотно разработать проекты зданий различного назначения. Преимущества данной программы заключаются в следующем:

  • в ходе разработки проекта проектировщик может использовать простые прямоугольные и круглые сечения, стальные, деревянные или специальные профили, а также перекошенные и S-образные детали свободной формы;
  • система содержит каталоги соединительных элементов известных производителей, кроме этого конструкторы могут создавать свои собственные библиотеки;
  • все строительные элементы можно свободно резать и сочетать друг с другом;
  • для беспроблемного обмена данными между Cadwork и другими САПР-системами поддерживаются несколько интерфейсов, которые позволяют обмениваться чертежными данными с большинством современных САПР.
    Это: Интерфейс ACIS-3D (формат SAT), предназначенный для обмена сложными 3D-конструкциями c AutoCAD или другими, поддерживающими этот формат программами и их дальнейшую обработку;
    Интерфейс DTH, который делает возможным обмен данными между несколькими столярно-строительными программами и системами автоматизированного проектирования. С помощью этого интерфейса происходит передача свойств, важных для строительства из деревянных конструкций, таких например, как ось бруса, материалы и строительные группы;
    Интерфейс 3D-HLI (интерфейс высокого уровня) позволяет принимать модели зданий из архитектурных систем ArCon, Speedikon или Spirit, для последующей разбивки их на элементы в модуле «CadWork – Строительные элементы»;
    Интерфейс IGES или интерфейс DXF/DWG (Cadwork понимает информацию как в DXF, так и в DWG-формате), в которые можно экспортировать объемные 3D-фигуры;
    Интерфейс STEP/ STP, через который Cadwork поддерживает также обмен данными в статических программах, например, RSTAB.

Dietrich's так же имеет модульную систему построения и состоит из независимых, но совместимых программных комплексов, что позволяет конструировать необходимые стропильные системы. Основные преимущества данной программы заключаются в следующем:

  • конструирование стропильной системы посредством использования включенных в программу или разработанных в процессе типовых решений вальм, примыканий, обрамлений проемов;
  • возможность создания как отдельных блоков стропильной системы, так и большепролетных деревянных ферм;
  • учет всех нагрузок и автогенерирование грузовых сочетаний при расчете статики фермы; автоматический подбор сечений древесины для стропильных ферм.

Один из программных комплексов – «Крыша» разработан специально для профессионалов в области деревянного строительства и предназначен для проектирования крыш разного уровня сложности геометрии и конструкции. Программный пакет состоит из трех модулей: «Базис», «Крыша» и «Крыша Плюс», которые позволяют выполнять сложнейшие заказы быстро и точно. Программа охватывает, как обычно, полный цикл разработки проекта, включающий конструирование, статический расчет и последующее формирование проектной документации. Простой интерфейс и дополнительные иллюстрации обеспечивают простое пользование программой.

По сравнению с другими программами включает в себя только болтовое соединение конструкций кровли, что существенно снижает потребность в данной программе при использовании другого рода соединений стропильной системы.

SEMA Experience представляет собой единый программный комплекс, осуществляющий разработку проектов коттеджного типа. Позволяет как создавать проекты с нуля без использования AutoCAD, так и импортировать DWG-файлы в систему с последующей автоматической расстановкой или самостоятельной проработкой стропильной системы.

 

стропильная системаМинус данной программы в том, что при не точно обведенном контуре здания, от которого программа строит модель, возможны несостыковки. То есть при неточном чертеже кровли и стен программа может неправильно построить модель, поэтому следует либо тратить время и создавать проект заново, либо до импортирования DWG-файла проверять чертеж на наличие погрешностей. Статический расчет по кровле заключается только в расчете элементов стропильной системы, сложные фермы программа не считает. Что является явным минусом при проектировании деревянных сооружений, однако данная программа позволяет конвертировать Sema-файлы в такие расчетные программы, как Lira, Scad. Также возможен импорт файлов таких программ, как MiTek 2020 и Profcon, для дальнейшей проработки и изменений проекта.

Помимо немецких программ на российском рынке также широко распространена и американская технология MII2020 (MiTek 2020). Программное обеспечение включает в себя разнообразные рабочие модули. Что касается разработки кровли здания, то это: Layout (модуль для конструирования крыш, создания монтажных схем, трехмерных моделей); Engineering (осуществляет статический расчет и конструирование деревянных ферм); Repor ting (содержит рабочую документацию); PrimeCAD (2D CAD модуль – создание монтажных чертежей, библиотека примитивов).

Данная программа позволяет возводить объекты жилого, промышленного, спортивного, сельскохозяйственного назначений, а также изготавливать отдельные конструкции (крыши, мансарды, надстройки, перекрытия, большепролетные конструкции).

Основные преимущества данной программы заключаются в следующем:

  • конструирование стропильной системы посредством использования включенных в программу типовых решений вальм, примыканий, обрамлений проемов;
  • использование широкого набора стандартных ферм, отличающихся не только формой, но и расположением раскосов;
  • создание ферм произвольной формы как в самой программе, так и с использованием AutoCAD в особо сложных случаях;
  • учет всех нагрузок и автогенерирование грузовых сочетаний при расчете статики фермы; полный доступ к результатам расчета – эпюры моментов, деформации в элементах и узлах конструкции; автоматический подбор сечений древесины для стропильных ферм;
  • автоматический подбор крепежных элементов (уголки, кронштейны т.п.), подбор и размещение металлических зубчатых пластин; готовый набор рабочей документации для изготовления и монтажа.

На российском рынке представлены:

  • программное обеспечение MiTek 2020 для управления заказами, расчета и проектирования конструкций, а также оформления проектной документации;
  • программное обеспечение WoodEngine, разработанное MiTek в сотрудничестве с AutoDesk;
  • оборудование для производства деревянных конструкций;
  • зубчатые пластины и соединительные элементы для деревянных конструкций.

Все эти товары сертифицированы для использования в России.

При проектировании кровли, помимо представленных выше, существуют и другие немецкие программы, такие как: Alphaschift, ArCon Eleco Professional, Das Abbund-CAD, комплекс немецких программ Abbund –3D-CAD/CAM и Statikanbindung. Но в отличие от своих конкурентов данный ряд программ не представлен на российском рынке интерфейса.

Бесспорно, для того чтобы грамотно разработать проект и осуществить точный расчет для дальнейшего монтажа кровельной системы, каждая проектная организация индивидуально выбирает пакет расчетных программ, исходя из экономических соображений.

Максим Красников, ООО «Баурекс»

При классическом решении крыши вертикальную нагрузку воспринимают стропильные ноги, опирающиеся на мауэрлат стены, создавая горизонтальный распор. При этом статическим расчетом стропильных ног обычно никто серьезно не занимается, что приводит к перерасходу материала в несколько раз. Если такой расчет осуществить, то для монтажа стропильной системы нужно будет всего лишь расставить фермы и связи в проектное положение и закрепить. Также можно одновременно решить конструкцию перекрытия верхнего этажа. Нет необходимости его отдельно проектировать и монтировать, нижний пояс ферм служит несущими балками перекрытия. При этом за счет того, что нижний пояс фермы растянут, достигается экономия сечения пиломатериала, по сравнению с классическими балками, где древесина работает на чистый изгиб.

В заключение хотелось бы привести слова профессора кафедры архитектуры Московского государственного строительного университета А.И. Герасимова:

«Стропильные конструкции при кажущейся своей второстепенности оказываются на первом месте по обеспечению безопасности объектов. Необходимо уделять самое пристальное внимание не только внедрению современных методов расчета прочности и выносливости, но и применению в одной конструкции различных материалов, наиболее полно отвечающих нагрузкам того или иного элемента. И не следует забывать, что в ряде случаев стропильная система является частью интерьера. Поэтому она должна удовлетворять не только требованиям по прочности и надежности, но и эстетическим критериям».

Автор: Виктория Мирзабекова, инженер-конструктор, Dr.Schiefer

 

Страницы : 1 2