Etm2000.ru

Стройка и ремонт
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металлические стропила для крыши

Металлические стропила для кровли: плюсы и минусы

Немного о стропилах

Стропила — это несущая система скатной кровли состоящая из наклонных стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов.

Стропила могут быть наслонными и висячими.

Наслонные стропила концами опираются на стены здания, а средней частью — на промежуточные опоры. Висячие стропила опираются только концами на стены здания. Висячие стропила устраивают в том случае, если ширина дома достаточно большая, а промежуточные опоры отсутствуют.

В индивидуальном строительстве используют деревянные либо металлические стропила.

Конструкцию из металла, как правило, применяют в том случае, когда необходимо сделать крышу более жесткой и прочной. Еще один безусловный случай выбора металлических стропил — когда дом строится из бруса, длина которого составляет более 10 м.

В последней ситуации металлическими будут не только сами стропила, прогоны и опоры коньков. Вместо деревянного мауэрлата — бруса, уложенного сверху по периметру стены и служащего нижней опорой для стропил, — укладывают мощный швеллер. Стропильные ноги к нему крепят сваркой.

При этом металл никоим образом не должен соприкасаться с деревом: при изменении температурного режима металлом выделяется конденсат, который при попадании на древесину вызывает ее гниение. Дерево от металла изолируют с помощью рубероида.

Плюсы металлических стропил

Помимо обеспечения металлическими стропилами высокой прочности и жесткости кровли, у таких стропил есть и другие преимущества.

По сравнению с деревянными они гораздо более долговечны, срок их службы — более ста лет.

Металлические стропила не подвержены гниению, не боятся ни грызунов, ни грибка и плесени. От коррозии их защищает оцинковка.

Существенный плюс такой стропильной системы — ее негорючесть и пожаробезопасность. В случае пожара металлические стропила будут какое-то время сдерживать огонь и предотвращать обрушение кровли.

Металлические стропила можно устанавливать в любое время года.

Высокие прочностные характеристики металлических стропил позволяют при их использовании выбирать любые, даже очень тяжелые кровельные материалы.

Минусы металлических стропил

Металлические стропила обладают значительной массой. Отсюда — дополнительные сложности при транспортировке и необходимость использования специальной техники для их подъема на нужную высоту и установки.

Металлические стропила существенно утяжеляют здание в целом, значит, ему потребуется более мощный фундамент, что, в свою очередь, ведет к удорожанию строительства.

И сами по себе металлические стропила — дорогое удовольствие для индивидуального застройщика.

Наслонные металлические стропила фиксируются сваркой, и в области сварных швов впоследствии появляется ржавчина.

В промышленном строительстве стропильные системы делаются из цельного металла: балок, уголка, швеллера. Индивидуальные застройщики для облегчения веса конструкции вместо цельного металла нередко применяют квадратную «трубу». Эта «труба» способна усиливать звуковые волны, поэтому в таком случае вполне можно получить «поющую» крышу. Кроме того, в металлической трубе, как ее ни изолируй, — все равно будет скапливаться конденсат, приводящий к деформации и разрушению металла.

Металлические детали в любой постройке — это «мостики холода», через которые идут теплопотери.

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.

Преимущества и недостатки металлических стропил

Стропильная система выполняет роль основы любой скатной кровли. Ее элементы, как правило, изготавливают из древесины. Этот материал является экологичным, имеет малый вес, что облегчает процесс монтажа.

Возводить стропильную систему дерева можно без привлечения специальной техники. Однако использование деревянных стропил не всегда целесообразно. Если длина кровельного ската превышает десять метров, то лучше использовать металлические стропила.

Применение металлических стропил

Металл представляет собой тяжелый и довольно дорогой материал. Но в то же время он обладает высокой прочностью и ему можно придать практически любую форму.

В некоторых случаях при возведении каркаса крыши намного удобнее использовать металлические элементы вместо традиционных деревянных.

Стропильная система из металла применяется в следующих случаях:

  • Для изготовления стропильной системы требуется длинный брус (более 10 метров);
  • Для придания крыше дополнительной жёсткости.

Металлическая стропильная система применяется в основном при строительстве промышленных зданий, таких, как вокзалы, супермаркеты, бассейны, склады и т.д. В частном строительстве металлические стропила для крыши применяются достаточно редко, поскольку эти элементы имеют высокую стоимость. К тому же выполнить их транспортировку и монтаж довольно трудно.

Стропила из металла используются в случаях, когда длина ската кровли превышает 10 метров. В таких случаях уместно использовать выполненные из металла прогоны, опоры конька и мауэрлат. Мауэрлатный брус заменяется на мощный швеллер. Металлические стропила закрепляются к нему посредством приваренных уголков.

Читать еще:  Фото домов обшитых профлистом разных расцветок

Преимущества и недостатки

Технология с применением легкого стального каркаса является передовой технологией использования металлических элементов. Элементы металлических ферм изготавливают из парного облегченного оцинкованного профиля

Конструкции из металла обладают следующими преимуществами:

  • Пожаробезопасность. Стропильная система не содержит элементы из горючих материалов. За счет этого исключается вероятность возгорания постройки с крыши.
  • Не нужно выполнять ежегодную обработку конструкции с помощью антипиренов и антисептиков.
  • Длительный срок службы. Изготовители дают гарантию на сто лет. Такая конструкция не подвергается воздействию плесени, грибка и гнили. Защита металла от коррозии обеспечивается нанесением цинкового покрытия.
  • При выполнении работ полностью отсутствуют отходы. Это связано с высокой точностью параметров конструкции из металла. Выполнять монтаж подобной конструкции можно круглый год.
  • Экологичность. Конструкции состоят из экологически чистых материалов, которые легко поддаются утилизации. Важно отметить, что детали конструкции не нужно обрабатывать химическими реагентами, которые оказывают негативное влияние на организм человека.

Металлические стропила будут хорошим вариантом для многоэтажных зданий. Их также применяют в качестве основы под керамическую черепицу, так как этот материал оказывает существенную нагрузку на стропильную систему.

Однако в других случаях использование стропил из металла нецелесообразно, так как они имеют следующие минусы:

  • Выполнить транспортировку и монтаж таких стропил достаточно трудно.
  • Металлические стропила имеют большой вес. Потребуется специальная техника для их подъема и последующей установки.
  • При высоких температурах стропильные фермы из металла достаточно быстро деформируются. При пожаре они очень быстро провисают, в результате чего происходит обрушение всей крыши.
  • Высокая стоимость кровельной конструкции из металла.

Комбинированные стропильные системы

При возведении крыш достаточно часто применяются комбинированные стропильные системы. В них используются не только деревянные, но и металлические элементы.

У данного способа есть определенные нюансы, которые следует учитывать. Деревянные и металлические элементы не должны контактировать, так как при резком изменении температуры на металлических деталях образуется конденсат, который вызывает гниение частей из дерева.

Этого можно избежать, если предварительно обработать деревянные элементы влагостойкими составами и антисептиками. Также можно изолировать дерево от металла с помощью рубероида.

Виды металлических ферм

Классификация стропильных ферм из металла по поясам:

  • с параллельным поясом. Этот вариант имеет множество однотипных деталей, одинаковую длину пояса и стержней решетки, малое количество стыков, а также полную унификацию конструкции. Все это делает процесс монтажа металлических ферм достаточно легким. Стропильные фермы этого типа можно применять под мягкое покрытие кровли.
  • трапецеидальная(односкатная). Ее характеризует устройство узлов повышенной жесткости, а также отсутствие в средней части фермы длинных стержней. Такая конструкция является достаточно экономичной.
  • ферма полигональной конструкции. Этот вариант является достаточно сложным и обычно применяется при строительстве зданий с большим пролетом и весом. Использование ферм этого типа позволяет сэкономить большое количество стали. Применять подобную конструкцию для небольших построек нецелесообразно, поскольку экономия будет небольшой.
  • треугольная конструкция фермы.К преимуществам этого типа можно отнести легкость изготовления, а также возможность использования для крыш, имеющих большой угол уклона. Следует отметить, что большинство опорных узлов имеют сложное устройство. Для изготовления длинных стержней в центральной части фермы требуется значительное количество материала.

Что нужно учитывать при расчете металлических конструкций

Для выполнения расчета металлических ферм нужны определенные знания. Обычно расчеты выполняются специальных компьютерных программах. Расчеты должны быть точными, поскольку от этого будет зависеть прочность и надежность конструкции. При этом необходимо брать в расчет следующие факторы:

  • Постоянные нагрузки на конструкцию (вес кровельного покрытия и стропильной системы);
  • Дополнительные нагрузки (ветровые, снеговые, вес людей, находящихся на кровле);
  • Периодически возникающие нагрузки (ураганные, сейсмические).

Теплоизоляция металлических стропильных ферм

Важно отметить, что конденсат опасен не только для стропильного каркаса, но и для теплоизоляционного материала. Большая часть утеплителей утрачивают полезные качества при намокании. По этой причине его следует укладывать над стропильными ногами из металла или под ними.

При укладке теплоизоляционного материала под стропилами все остальные элементы кровельного пирога должны располагаться выше слоя утеплителя. Это делают для того, чтобы не допустить появление мостиков холода.

При возведении металлического каркаса крыши необходимо обратиться к кровельщикам, имеющим подобный опыт.

Металлическая стропильная система

Многие считают, что металлическая стропильная система – достойная альтернатива традиционной, из дерева. Я понимаю, почему так коммунальщики бросились на это новшество, несмотря на то, что объемы капитальных вложений при строительстве стропильной системы из оцинкованного холодногнутого металлопрофиля довольно велики. Дело в том, что при дальнейшей эксплуатации они требуют меньше ухода и имеют солидный срок службы.

Таким образом, заменив прохудившуюся рубероидную крышу, крышей, собранной из удобного металлопрофиля и металлочерепицы, работники УЖКХ облегчают себе жизнь.

Однако не так все просто, и я объясню, почему. Но сначала рассмотрим достоинства металлической стропильной системы.

Статьи по теме

Преимущества стропильной системы из металла

Пожалуй, наиболее прогрессивный вариант использования металлических элементов в стропильной системе – технология с применением ЛСТК (легкого стального каркаса).

Обратите внимание

Итак, со слов производителей стропильные системы из оцинкованной тонкостенной стали имеют следующие преимущества:

  • Высокий уровень пожарной безопасности – стропильная система монтируется из негорючих материалов, что исключает возгорание строения с кровли, что часто бывает основной причиной возникновения пожаров. В случае же локального очага металлическая стропильная система предотвратит обрушение кровли.
  • Нет необходимости проводить ежегодную обработку несущих конструкций крыши веществами, препятствующими возгоранию, как это необходимо в случае с древесиной.
  • Длительный срок службы – производители гарантируют нормальную эксплуатацию стропильной системы, как минимум, в течение 100 лет, так как она не подвержена порче от насекомых-вредителей, разрушительному воздействию грибков, гнили, плесени и т.п. Гарантированной защитой от коррозии металла является цинковое покрытие, толщиной 275 грамм на квадратный метр.

  • Возможность круглогодичного монтажа.
  • Полное отсутствие отходов при проведении работ обеспечивается высокой точностью всех размеров конструкций.
  • Простой и удобный монтаж стропильной системы с применением лишь шуруповерта и дрели, обеспеченная наличием детальных чертежей и сквозной маркировки всех элементов. Отсутствие необходимости привлечения грузоподъемной техники.
  • Экономичность – расход металла сводится к минимуму благодаря использованию гнутого профиля для стропильных систем от 6 до 15 метров из листового металла толщиной от 1,2 до 2,5 мм.

  • Незначительные нагрузки на несущие стены здания и его фундамент обеспечивается малым весом конструкций.
  • Высокие показатели в плане сохранения тепла — специальное решение узлов соединения стропильной системы и чердачного перекрытия не образует мостиков холода.
  • Экологичность – благодаря применению экологически чистых и легко утилизируемых материалов, которые не впитывают и не выделяют вредных веществ, а также отсутствие необходимости обработки конструкций химическими реагентами исключает вредное воздействие на человека и окружающую среду.

Металлическая стропильная система: за или против

Возможно, в случае с многоэтажками, нуждающимися в постоянном ремонте кровли, дела и будут обстоять весьма неплохо. Также иногда строится из металла стропильная система под черепицу из керамики: она способна выдерживать значительные нагрузки.

Однако я в своей практике подобных решений не применяю и вот почему:

Обратите внимание

Я отдаю предпочтение дереву, так как оно способствует качественному утеплению кровли, что при растущих ценах на энергоносители, очень актуально.

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.

  1. Преимущества стропильной системы из металла
  2. Плюсы и минусы стропильной системы из металла
  3. Металлическая стропильная система для крыши
  4. Затяжка в стропильной системе из металлического троса
  5. Стропила для крыши
  6. Металлическая стропильная система односкатной крыши
  7. Система для двускатной крыши

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.

Читать еще:  Кровля из сланца

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.

Металлические стропила. Достоинства и недостатки стропил из металла

Металлические стропила – не такая уж новинка, как кажется на первый взгляд. Одной из первых крыш, возведенных с помощью металлических балок, реек и стропил, была крыша Зимнего Дворца в Санкт-Петербурге. Было это ещё в 1832 году и, как известно, дворец стоит до сих пор.

Неоспоримо, что стропила из металла прочнее и надёжнее деревянных, так как они могут выдерживать значительно большие нагрузки. Но у каждого материала есть свои положительные и отрицательные стороны.

Чаще всего, полностью металлическую конструкцию выбирают для повышения жесткости крыши, а также для создания стропильных систем, в которых требуется брус длиной более 10 метров. При этом заменяются не только деревянные стропила, прогоны и коньковые опоры, но и мауэрлат. Вместо деревянного бруса укладывается мощный швеллер, к которому, с помощью приваренных уголков, крепятся ноги стропил из металла (крепление деревянных стропил происходит по иному).

Также практикуется строительство комбинированных стропильных систем, которые имеют при этом некоторые недостатки.

В первую очередь необходимо исключить непосредственный контакт дерева с металлом, так как при перепадах температур на металле появляется конденсат и, если дерево прилегает к нему, то в скорости оно начинает гнить. Поэтому все деревянные элементы должны быть пропитаны защитными влагостойкими и антисептическими составами, а также изолированы от металла рубероидом.

Отдельно следует остановиться на утеплении чердачного помещения. В стропильных системах с металлическими элементами, утеплительный материал нужно прокладывать не между стропилами из металла, как это обычно делается, а над или под ними. При этом нужно оставлять зазор между утеплителем и металлом, дабы устранить возможность намокания утеплителя от конденсата.

Если утеплитель прокладывается под металлическими стропилами, то все составляющие кровельного «пирога» – внутренняя обшивка, пароизоляционный материал, кровельное покрытие (например, профнастил или металлочерепица) и вентиляционный зазор – оказываются выше утеплительного слоя. Только так можно уберечь чердак от потерь тепла и образования мостиков холода.

Другой вариант использования металлоконструкций – это изготовление из металла всей стропильной системы. В этом случае не нужно бояться загнивания дерева, так как деревянные элементы отсутствуют вовсе. В принципе, металлическая крыша – это выгодно, так как она долговечна и даёт возможность использовать длинные цельные стропила (от семи до тридцати метров).

Металлические стропила можно изготавливать, как самостоятельно, а можно приобретать готовые.

Эти конструкции или, как их ещё называют – фермы, изготавливаются из классических периодических профилей, спаренных уголков и др. Фермы имеют два наклонных плеча, в совокупности образующие треугольник. Они больше подходят для возведения промышленных зданий и ангаров, потому что позволяют перекрывать большие по площади и значительные по высоте помещения.

Применяют фермы также и в модульном строительстве жилых домов, каркас которых также является металлическим. В этом случае фермы заказываются индивидуально под определённый каркас, доставляются на участок, и монтируются совместно с основой.

Из всего вышеописанного можно увидеть, что металлические стропила имеют много преимуществ. Но существуют и недостатки, связанные с доставкой и монтаж конструкций из металла.

Металлические фермы очень тяжелые, и требуется специальная техника, чтобы поднять их на определённую высоту и установить. Также стальные фермы очень плохо переносят повышенные температуры, и в случае пожара через 15-30 минут они провисают и кровля рушится.

Кроме всего вышеизложенного, необходимо отметить, что возведение металлической стропильной системы обойдется в весьма кругленькую сумму.

Металлические стропила: их преимущества и недостатки

Металлические стропила надежнее и прочнее деревянных, поскольку способны выдерживать более существенные нагрузки. В данной статье речь пойдет об их основных плюсах и минусах, а также о выборе материала для металлических стропил и их монтаже.

Стропильная система из металла чаще всего выбирается с целью повысить жесткость кровли, а также используется при создании систем стропил, требующих монтажа бруса, длина которого превышает 10 метров.

В таком случае следует заменять не только стропила, прогоны и опоры коньков из древесины, но и брус мауэрлата. Вместо него производят укладку мощного швеллера, крепление металлических стропильных ног к которому производится при помощи приваренных уголков.

На практике также применяются комбинированные стропильные системы — деревянные с металлом, обладающие рядом недостатков.

Наиболее важным является недопустимость контакта металла и дерева, поскольку при резком изменении температуры на поверхности металла образуется конденсат, вызывающий гниение прилегающей к нему древесины.

Во избежание этого следует обрабатывать элементы из дерева специальными антисептическими и влагостойкими средствами. Кроме того, следует изолировать древесину от металла при помощи рубероида.

Отдельного рассмотрения заслуживает также утепление помещения чердака.

В случае металлической системы стропил требуется укладка материала не между стропилами, как требуют деревянные стропильные системы, а под или над ними.

Кроме того, между металлом и утеплителем для кровли следует оставить зазор, предотвращающий намокание утепляющего материала от конденсата.

В случае укладки утеплителя под стропилами из металла, остальные слои пирога кровли, такие как внутренняя обшивка, материал пароизоляции, покрытие кровли и зазор вентиляции, располагаются выше слоя утеплителя.

Это предотвращает потери тепла чердачным помещением и возникновение мостиков холода.

Другим вариантом являются металлические стропильные системы без использования древесины. В данном случае отсутствие деревянных элементов позволяет не опасаться гниения.

Данный вариант крыши является довольно выгодным с учетом длительного срока службы и возможности применения цельных стропил довольно большой длины (от 7 до 30 метров).

Стропила из металла, которые также называют фермами, могут быть как изготовлены самостоятельно, так и приобретены в готовом виде. Для их изготовления используют периодические классические профили, спаренные уголки и т.д.

Фермы состоят из двух наклонных плеч, образующих в совокупности треугольник. Возможность перекрывать помещения большой площади и высоты делает их наиболее пригодными для строительства ангаров и промышленных зданий.

В строительстве жилых зданий с металлическим каркасом также применяются стропильные металлические фермы, которые изготавливаются в данном случае по индивидуальному заказу под конкретный каркас, доставляются на место строительства.

Их монтаж производится вместе с основой.

Помимо перечисленных выше преимуществ металлических стропил следует рассмотреть также и их недостатки, к которым в первую очередь относятся доставка и монтаж металлических конструкций:

  • Стропила металлические обладают довольно большим весом, поэтому для их подъема на нужную высоту и установки требуется использование специальной техники;
  • Стальные фермы обладают плохим сопротивлением высоким температурам, поэтому при пожаре уже через 15-30 минут происходит их провисание и обрушение кровли;
  • Наконец, строительство металлической системы стропил является довольно дорогостоящим мероприятием.
  1. Выбор материала для металлических ферм
  2. Стальные конструкции крыши
  3. Пример монтажа металлических стропил

Выбор материала для металлических ферм

Для изготовления элементов ферм обычно применяется парный профиль, а для выполнения сопряжений узлов используются косынки. Соединение элементов выполняется путем сваривания или клепки.

Перед изготовлением металлической конструкции следует рассчитать сечение используемых элементов, количество сварных швов, необходимое количество заклепок и т.д.

Изготовление фермы выполняют следующим образом:

  • Для изготовления верхних поясов ферм используют два неравнобоких уголка с тавровым сечением, стыковку которых выполняют по меньшим сторонам.
  • Нижние пояса изготавливают, используя два уголка равнобоких.
  • В случае нагрузок на ферму, возникающих в пределах ее панелей, применяют парные швеллеры.
  • Для изготовления раскосов и стоек используют равнобокие уголки, сечение которых тавровое или крестообразное.
  • Для изготовления полностью сварных ферм применяют тавры.

Наибольшую популярность в индивидуальном строительстве получила ферма стропильная, изготавливаемая из профильных труб.

Данная ферма обладает значительно более низким весом, чем конструкции, изготовленные из швеллера, тавра или уголка, а ее сборка может быть выполнена непосредственно на площадке при помощи сварки.

Полезно: для изготовления ферм применяют гнутые или горячекатаные трубы. Горячекатаные трубы производят, используя стальную ленту прямоугольного или квадратного сечения, толщина которой составляет 1,5-5 мм.

Стальные конструкции крыши

Стальные кровельные конструкции изготавливаются из стропильных ферм, предназначенных для довольно длинных пролетов – от 6 до 30 метров.

Фермы являются конструкциями из профилей с периодическим сечением, таких как спаренные уголки или гнутосварные трубы квадратного или прямоугольного сечения.

Стропильные фермы состоят из двух скатов, уклона которых равны и составляют не мене 20 градусов. Для их опирания на стены используются специальные колонны или железобетонные распределительные подушки с закладными.

Прогоны из деревянного бруса и уголков, на которые будет набиваться обрешетка, крепятся к фермам методом сварки. Для того, чтобы повысить жесткость данной системы, вдоль нижних поясов ферм изготавливают из уголка горизонтальные связи.

Читать еще:  Металлочерепица норман технические характеристики

При строительстве частных домов металлические фермы используются довольно редко, более часто они применяются в гражданском и промышленном строительстве для таких зданий, как:

  • Фабрики;
  • Заводы;
  • Склады;
  • Ангары;
  • Многоэтажные общественные здания и т.д.

При строительстве жилых частных домов фермы применяются обычно с легким модульным стальным каркасом.

Производство стальных ферм является довольно простым процессом, который может быть выполнен на любом промышленном заводе.

Основными преимуществами данных конструкций являются:

  • Высокая прочность;
  • Возможность перекрытия длинных пролетов;
  • Хорошая жесткость.

К недостаткам стальных ферм относятся:

  • Большой вес (20-30 кг/м 2 ), требующий использования специальной техники при монтаже;
  • Низкая огнестойкость кровельной конструкции (15-30 минут);
  • Образование коррозии при отсутствии специальной обработки.

Пример монтажа металлических стропил

Рассмотрим в качестве примера монтаж металлической стропильной конструкции для крыши, угол наклона которой составляет 22-30º, материал покрытия кровли – железо, шифер или этернит:

  • Наиболее подходящим вариантом в данном случае будет треугольная стропильная ферма, высота которой составляет 20% от длины пролета (фиг. 1 на схеме). Ее небольшой вес позволяет возводить стены возле ее опор на сравнительно небольшую высоту в пределах чердачного помещения;
  • В случае, когда длина пролета составляет 14-20 метров, рекомендуется выбирать ферму с нисходящими раскосами в связи с наименьшим весом данной конструкции;
  • Длина панели, расположенной в верхнем поясе фермы, следует выбрать в диапазоне 1,5-2,5 м;
  • Количество панелей в обеих частях фермы должно быть четным, в соответствии с указанным размером пролета число панелей составляет 8.

В случае строительства промышленного сооружения стропильные фермы монтируют на подстропильных фермах, связывающих опорные колонны между собой и являющихся основанием для монтажа ферм.

Длина пролетов в подобных зданиях достигает 20-35 метров, в связи с чем следует применять фермы Полонсо (фиг. 2). Это конструкция, составленная из двух треугольников, соединенных между собой при помощи затяжки.

Это позволяет ликвидировать в средних панелях длинные раскосы, сечение которое необходимо увеличивать для сопротивления изгибу вдоль, что приведет к повышению веса конструкции фермы.

Верхний пояс разбивают на 12 или 16 панелей длиной 2-2,75 метров каждая. В случае подшивания к фермам потолка к узлам верхнего пояса производят крепление затяжки, длина которой составляет 4-6 длин панелей.

Несмотря на то, что металлические стропильные системы обладают большей жесткостью и надежностью, чем деревянные, их применение при строительстве загородных домов и коттеджей чаще всего не является оправданным в силу ряда причин.

Наиболее целесообразным является применение металлических стропил при строительстве промышленных зданий, где требуется перекрытие достаточно длинных пролетов.

Металлические стропила и фермы

Металлическая стропильная система используется, в основном, на зданиях промышленного или общественного назначения – цеха, склады, гипермаркеты, бассейны, вокзалы и другие подобные сооружения. В жилищном строительстве применение металлических стропил экономически не выгодно, причине их высокой стоимости, трудности доставки и монтажа.

Металлические стропила обладают гораздо большей прочностью и надежностью, чем деревянные конструкции, так как способны выдержать большие нагрузки. Они значительно повышают жесткость всей крыши здания.

Как правило, подобные элементы кровельной конструкции применяются на скатах длиной более 10 метров.

В этом случае рекомендуется все части крыши также делать из металла: прогоны, опоры конька и мауэрлат, который собирается из швеллера.

Особенности металлических стропил

В строительстве могут использоваться и комбинированные системы стропил, которые делают из металла и дерева. Однако в такой конструкции слабым звеном являются места примыкания дерева к металлу. На металлических деталях вследствие перепада температуры окружающего воздуха образуется конденсат, который может вызвать гниение древесины.

Чтобы этого не было, деревянные части необходимо обязательно обработать антисептиком и изолировать их с помощью рубероида.

  • Если крыша с металлическими стропилами нуждается в утеплении, то его проводят или под самой конструкцией или над ней.
  • Между металлическими частями и материалом утепления нужно сделать небольшой зазор для вентиляции, чтобы влага, образующаяся вследствие конденсата, не намочила утепляющий материал.
  • Если утеплитель располагать под стропильной системой, то остальные части кровли необходимо крепить выше его. Такая конструкция позволяет удерживать тепло в чердачном помещении.
  • Стропильная система из металла выгодна с точки зрения длительного срока эксплуатации и возможности крепления стропил большой длины до 30 метров.

Легкие стропила из профиля

В современном строительстве появились новые технологии, которые позволяют устраивать легкие стропильные конструкции на жилых зданиях. Это система, состоящая из оцинкованного холодногнутого профиля. Такие конструкции, кроме своей долговечности отличаются:

  • стойкостью к гниению, разрушению вследствие порчи насекомыми;
  • высокой пожаростойкостью;
  • тем, что не требует периодической обработки антисептиками;
  • возможностью производить монтаж в любое время года;
  • высокой точностью изготовленной конструкции, что влечет за собой отсутствие отходов;
  • простотой монтажа с использованием примитивных инструментов типа дрели и шуруповерта;
  • легкостью доставки в разобранном виде, что позволяет также исключить присутствие на стройплощадке подъемных дорогостоящих механизмов.

Кроме этого использование подобных стропильных металлических ферм позволяет застройщику существенно сэкономить финансовые средства, в отличие от стропил из профильного металла, так в этих конструкциях используется металл толщиной до 2.5 мм.

Легкость конструкции позволяет не увеличивать несущую способность стен и фундамента, что также ведет к сокращению затрат на строительство. Легкость монтажа обеспечивается наличием скрупулезно составленных чертежей и маркировкой деталей. Со сборкой конструкции из металлопрофиля способен справиться каждый мужчина. Поэтому данный вид металлических стропил мансардной крыши являются наиболее выгодными во всех отношениях.

Единственный недостаток облегченных стропильных конструкций заключается в сложности утепления, поскольку металл служит хорошим проводником холода.

Кроме этого на нем постоянно образуется конденсат, который может вызвать разрушение составляющих кровельного пирога. Специалисты советуют для жилых построек использовать все же древесину.

Некоторые нюансы монтажа

Традиционно изготовляемые стропильные конструкции из металла содержат в своей основе профилированный металл – двутавры, уголки, швеллеры и пр. По своему виду они могут быть треугольными, трапециевидными, прямоугольного вида или иметь другие сложные формы.

Несмотря на имеющиеся преимущества таких конструкций, как то – долговечность и способность перекрывать достаточно большие пролеты, основной недостаток – это сложность с доставкой, большой вес и необходимость в подъемных механизмах для монтажа. Все эти факторы значительно влияют на стоимость строительства, поэтому стропила из металла, практически, не используются при возведении частных домов.

  • Металлические стропильные фермы могут перекрывать пролеты длиной до 50 метров.
  • Часто такие конструкции устанавливаются на подстропильные фермы, имеющие вид прямоугольников.
  • На подстропильных фермах в промышленных помещениях часто устанавливается технологическое оборудование, например, кран- балки или мостовые краны.
  • Опорами для установки металлических ферм служат отдельные колонны из железобетона, металла или бетонные армированные подушки, выполненные наверху кирпичной стены.
  • В этом случае на опорные части стальной фермы снизу приваривается стальная пластина, в железобетонные подушки устанавливается металлическая закладная пластина.
  • Узлы металлических стропил выполняются путем соединения отдельных частей стальными косынками, которые крепятся при помощи сварки или болтового соединения.

При самостоятельном изготовлении металлических стропил, рекомендуется приобретать уголки с разными полками и одинаковыми. Неравнобокие уголки используются для изготовления верхнего пояса фермы, равнобокие для нижнего. Уголки сваривают таким образом, чтобы они имели вид тавра. Для устройства связей делают конструкции из уголков, имеющие в разрезе крестообразный или тавровый вид.

Металлические крепления для стропил могут выполняться из уголка, листовой стали (косынки), металлической полосы. Все эти элементы крепятся между собой посредством сварки, болтовым соединением или заклепками.

В частном домостроении чаще всего изготавливаются металлические стропильные конструкции из горячекатаных гнутых труб разного профиля ( круглого, квадратного, прямоугольного). Это позволяет значительно облегчить вес всей конструкции, при этом, не нарушая её несущей способности.

Малый вес такой трубы объясняется тем, что при её производстве используется сталь толщиной всего до 5 мм, в то время как другие профильные изделия могут иметь толщину исчисляемую сантиметрами, что и дает большую массу изделию.

Металлические стропила

Стропила из металла, столь современны и популярны сегодня, тем не менее, они отсчитывают уже не первый год и даже не первый век своей истории. Впервые металлические балки, рейки и стропила нашли применение в Санкт-Петербурге в далеком 1832 году при возведении Зимнего дворца. Однако и по сей день это монументальное здание служит украшением северной столицы.

Безусловно, металлические стропильные конструкции обладают высокой прочностью и способны выдерживать даже самые значительные нагрузки, которые вряд ли под силу деревянным сооружениям. Но, как и у каждого материала у них есть как положительные, так и отрицательные качества. Остановимся на них подробнее.

Конструкция из металла, как правило, применяется для придания дополнительной жесткости крыши. Иной случай, когда для строительства стропильной системы, требуется брус значительной длины, более 10 метров, вместо него укладывается швеллер. С помощью приваренных уголков к нему крепятся металлические стропила. И сам мауэрлат, и все прогоны и коньковые опоры также должны быть выполнены из металла.

В современной строительной практике можно наблюдать и применение комбинированных стропил, к сожалению, эти конструкции имеют ряд недостатков.

При сооружении комбинированной стропильной системы не следует допускать контакт дерева с металлом. Объясняется это просто – на металлических элементах при изменении температуры образуется конденсат, поэтому дерево в местах соединений со временем будет подвергнуто гниению. Чтобы этого не случилось все деревянные детали необходимо в целях защиты обрабатывать антисептическими и влагостойкими составами, а также при помощи рубероида изолировать их.

Утепление кровли с металлическими стропилами

Не меньше внимание стоит уделить утеплению чердака, которое проводится особым способом. В металлических стропильных системах утеплитель укладывается не между стропил как принято, а сверху или под ними. Не стоит забывать и о зазоре, который должен присутствовать между утеплителем и стропилом, это позволит уберечь материал утеплителя от намокания от выступившего на металле конденсата.

Сохранить тепло в чердачном помещении и не допустить образования мостиков холода можно в том случае, если утеплитель проложен под металлическими стропилами. Тогда все слои кровельного пирога, в которые входит внутренняя обшивка, материал пароизоляции, покрытие кровли, вентиляционный зазор окажутся выше слоя утеплителя.

Преимущества и недостатки металлических стропил

Изготовление стропильной системы полностью состоящей из металла – еще один вариант применения металлоконструкций. Деревянные детали здесь полностью отсутствуют, поэтому и нет опасений по поводу их загнивания. Такая система долговечна, предполагает использование цельных стропил, достигающих длиной от семи до десяти метров.

Можно конечно изготовить металлические стропила самостоятельно, а можно приобрести готовые.

Произведенные из спаренных уголков, периодических профилей и других элементов эти металлические конструкции иначе еще называются фермами. Они представляют собой треугольник, состоящий из двух наклонных плеч. Фермы позволяют покрывать большие площади значительных по высоте помещений, поэтому чаще всего они находят применение при строительстве ангаров либо промышленных построек.

С большим успехом применяются фермы и при строительстве жилых домов, в основе которых заложен металлический каркас. Для этого ферму делают по специальному заказу с расчетом определенного металлического каркаса. Ее доставляют на строительную площадку, и, вместе с основой производят монтаж.

Несомненно, металлические стропила имеют массу преимуществ. Однако не обошлось здесь и без недостатков. В основном они связаны с доставкой и проведением монтажа металлических конструкций.

Его не сделаешь голыми руками, потребуется специальная техника для подъема тяжелых конструкций и их установки. Весьма небезопасны они и в противопожарном плане, уже через 10-15 минут после возгорания ферма провисает и массивная кровля рушится.

Помимо сложности монтажных работ неприятно удивит и сумма, в которую обойдется возведение металлической конструкции.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector