Деревянный дом сегодня пользуется большой популярностью среди многочисленных застройщиков. И это несмотря на то, что стоимость таких строений может намного превышать цену дома из современных материалов, а сравнение достоинств не всегда на стороне деревянных строений. Один из недостатков – деревянные дома дают естественную усадку, а это увеличивает общее время выполнения строительных работ. Дело в том, что некоторые архитектурные конструкции можно строить только на стабильных несущих упорах, а фасадные стены из бруса примерно год изменяют свои размеры, это правило касается и крыши.
Перечень элементов ее конструкций зависит от типа стропильной системы. Какие стропильные системы рекомендуется использовать для деревянного дома?
Деревянные дома редко имеют большие размеры и этажность. Еще одна особенность таких строений – они постоянно немного изменяют линейные параметры из-за колебаний влажности пиломатериалов. Как следствие – к стропильным системам предъявляются повышенные требования по надежности, они должны компенсировать возможные колебания.
Чем сложнее крыша, тем больше у нее дополнительных элементов, а это в совокупности уменьшает ее прочность и надежность. Вывод – для деревянных домов не рекомендуется выбирать сложные многоскатные крыши.
| Тип стропильной системы деревянного дома | Эксплуатационные характеристики и технические параметры |
|---|---|
| Встречается очень редко и только на небольших по размерам домах. Единственное заслуживающее внимания преимущество – простота конструкции. Но не все так однозначно. Площадь односкатной крыши всегда намного больше площади одного из скатов, а угол наклона меньше. Это значит, что нагрузки на элементы стропильной системы односкатной крыши существенно превышают нагрузки на скаты двускатной или вальмовой. Как следствие, для изготовления стропильной системы нужно брать более прочные и дорогие пиломатериалы, но часто и этого недостаточно, для увеличения прочности такой крыши нужно монтировать дополнительные упоры или прогоны. Чем больше элементов крыши – тем она сложнее вне зависимости от названия и вида, единственное преимущество исчезает. |
| Наиболее часто используемый вариант конструкции крыш деревянных домов. По всем показателям занимает одну из лидирующих позиций, традиционная конструкция крыши деревянных строений. |
| По техническому устройству несколько сложнее обыкновенной двускатной. Преимущество – увеличиваются размеры чердачных помещений. Часто именно такая конструкция применяется для мансардных помещений. |
| Сложная конструкция крыши, используется на больших по площади фундамента домах. Имеет несколько разновидностей, но они ставятся только на эксклюзивных индивидуальных сложных проектах. Самостоятельно построить такие стропильные системы невозможно, нужно делать точные расчеты и иметь большой практический опыт выполнения подобных работ. Желательно доверять такие крыши профессиональным строительным компаниям. |
Все типы крыш могут быть теплыми или холодными. Рассмотрим более подробно, из каких отдельных элементов состоит конструкция крыш.
Общие требования к стропильным системам
Крыша любого дома, вне зависимости от ее конструкционных особенностей, должна отвечать требованиям строительных норм и правил.
Устойчивость к постоянным и временным нагрузкам
Во время проектирования конструкции принимаются во внимание существующие в регионы снеговые и ветровые нагрузки, вес кровельных материалов, эпюры распределения усилий по узлам и т. д. При этом архитекторы обязательно используют коэффициент запаса прочности, для крыш деревянных домов он установлен не ниже 1,4. Это вызвано тем, что не все материалы могут отвечать расчетным показателям по прочности, возможны определенные отклонения от технологии и т. д. Кроме того, деревянные дома имеют колебания линейных размеров, стропильная конструкция должна их компенсировать за счет повышения устойчивости.
Минимально возможный вес
Чем меньше нагрузка на фундамент, тем надежнее строение. Крыша на деревянном доме должна противостоять динамическим и статическим усилиям и при этом иметь минимальный вес. Во время расчета конструкции определяется оптимальный вариант сечения несущих элементов. В целях понижения веса может уменьшаться сечение стропильных ног (именно они в основном влияют на вес конструкции) за счет установки различных упоров и распорок. Уменьшение веса конструкции крыши одновременно приводит к понижению ее сметной стоимости.
Качество пиломатериалов
Для изготовления стропильной системы крыши надо использовать пиломатериалы не ниже первого сорта. Дерево – уникальный живой материал, невозможно найти две доски одного и того же сорта с абсолютно одинаковыми техническими параметрами. Каждая имеет свое количество и расположение сучков, пороки естественного развития, незначительные трещины и отклонения по размерам. К подбору досок и брусьев для крыши надо подходить очень внимательно, делать ревизию пиломатериалов перед тем, как использовать их. Все отбракованные материалы можно применять для строительства неответственных или ненагруженных конструкций деревянного дома.
Из каких элементов состоит конструкция крыши деревянного дома
Существует большое разнообразие типовых стропильных систем, но каждый мастер вносит свои изменения с учетом конкретных особенностей здания и наличия сортамента пиломатериалов.
Используется как несущая конструкция пяток стропильных ног, изготавливается из бруса 100×100 мм. Если нет бруса, то для мауэрлата можно использовать двойные доски толщиной 50 мм. В срубах не применяются, функцию мауэрлата выполняет верхний венец. Для увеличения устойчивости фиксируется к нижним венцам металлическими шкантами. В каркасных деревянных домах этот элемент конструкции стропильной системы устанавливается, он позволяет равномерно распределять точечные нагрузки по всему периметру несущих стен и предупреждает прогиб непрочного обвязочного верхнего пояса.
Главный элемент конструкции крыши, формирует ее геометрию и внешний вид. Стропильные ноги воспринимают на себя все нагрузки, в том числе и вес кровельных покрытий. Чаще всего изготавливаются из досок 50×150 мм, шаг стропильных ног рассчитывается индивидуально или может быть стандартным. Стандартный шаг применяется в тех случаях, когда планируется строить теплую крышу. Делается это для упрощения и ускорения процесса монтажа кровельного пирога. Дело в том, что все утеплители, вне зависимости от материала изготовления, имеют ширину 60 см. Стандартный шаг стропильных ног в пределах 57–58 см, что позволяет сразу устанавливать в ниши утеплители без предварительной подгонки размеров.
Для стропил нужно выбирать только качественные доски, если длины недостаточно, то их разрешается наращивать.
В зависимости от длины стропил, типа кровельной системы и климатической зоны расположения здания подбираются варианты и места установок прогонов, упоров и раскосов. Пятки стропильных ног могут фиксироваться к мауэрлату или верхнему венцу жестко или при помощи специальных соединений, позволяющих совершать возвратно/поступательные движения во время усадки и изменения линейных параметров деревянного дома.
Прогоны
Служат точкой упора длинных стропильных ног, не позволяют стропильной системе прогибаться под воздействием различных усилий. Очень часто применяются в мансардных крышах, за счет них удается существенно увеличить высоту жилых помещений.
Прогоны изготавливаются из бруса, вертикальные ноги упираются о несущие конструкции дома. В зависимости от места монтажа могут быть боковыми или коньковыми.
Прогон — деревянный брус, с назначением поддерживать стропила (не дать им прогнуться)
Затяжки
Специальные балки, устанавливается специально для упора стропильных ног в случае отсутствия мауэрлата. Затяжки одновременно служат потолочными балками перекрытия. Изготавливаются из бруса 100×100 мм или досок 50×100 мм. Снимают распирающие нагрузки со стен деревянного дома, рекомендуются к использованию во время капитального ремонта старых строений. Затяжки значительно повышают устойчивость конструкции крыши, к ним могут дополнительно фиксироваться нижние части вертикальных опор.
Монтируются в вертикальном положении, принимают на себя изгибающие нагрузки на стропила. Количество и расстояние между стойками рассчитывается индивидуально для каждой конструкции крыши. Элементы изготавливаются из бруса 100×100 мм, в верхней части делается косой запил с таким расчетом, чтобы упор был по всей поверхности. Для исключения скольжения применяются специальные методы фиксации или набиваются упорные доски.
Могут работать самостоятельно или в паре со стойками, упираются о стропильные ноги под прямым углом. Целесообразность установки подкосов определяет опытный кровельщик. Если планируется использовать чердачные помещения под мансарду, то подкосы не делаются – они значительно уменьшают свободное пространство. Удерживают относительно небольшие нагрузки, могут изготавливаться из таких же досок, как и стропильные ноги.
Растяжки
Соединяют две стропильные ноги в единую ферму, противодействуют распирающим усилиям. Растяжки работают на растяжение, что позволяет применять для них тонкие доски. Дело в том, что доски на растяжение работают значительно лучше, чем на сжатие.
Лежень
Продольная балка посредине коробки деревянного дома. Рекомендуется устанавливать в тех случаях, когда конструкция стропильной системы требует прогона под коньком. Элемент может быть цельным или наращенным, материал изготовления – брус 100×100 мм. Лежень обязательно должен располагаться над несущими перегородками деревянного дома, об него упираются нижние части вертикальных стоек конькового прогона.
Обрешетка
Тип зависит от кровельных материалов. Под мягкие покрытия деревянных домов делается только сплошная обрешетка из плит ОСП или клееной фанеры, есть варианты изготовления сплошной обрешетки их обрезных досок. Но они применяются очень редко – дорого, долго и сложно.
Под металлические или штучные кровельные материалы обрешетка делается из необрезных или обрезных досок и реек. Шаг обрешетки подбирается с учетом технических параметров покрытий.
Контробрешетка
Этот элемент конструкции стропильной системы устанавливается только для теплых крыш с утеплителем из минеральной ваты. Задача контробрешетки – обеспечивать эффективную естественную вентиляцию подкровельного пространства.
Минеральная вата очень негативно относится к увеличению показателей относительной влажности, показатели ее теплопроводности увеличиваются в разы, эффективность утепления существенно понижается. Кроме того, длительный контакт влажной минваты с деревянными конструкциями стропильной системы становится причиной появления гнилостных процессов со всеми негативными последствиями. Никакие самые современные парозащитные барьеры не могут полностью исключить проникновение пара в вату. Для удаления требуется вентиляция, но не накрывать утеплитель нельзя, холодный ветер выдувает теплый воздух, что также понижает показатели теплосбережения. Для решения проблемы используется специальная ветрозащита, позволяющая испаряться влаге и защищать минвату от ветра. Влага должна постоянно удаляться, для этого и делается контробрешетка. Между ветрозащитой и кровельными материалами есть продухи, процесс естественной вентиляции эффективно удаляет испарившуюся из минеральной ваты влагу.
Применяются для экономного увеличения длины стропильных ног. К толстым доскам прибиваются тонкие, они не несут значительных нагрузок. За счет удлинения стропилин удается увеличить защиту фасадных стен деревянного дома, отрегулировать параметры карнизного свеса.
Наслонные и висячие крыши деревянных домов
Используются только для небольших домов. Особенность таких конструкций – стропильные ноги упираются только о верхний венец или мауэрлат, а в коньке между собой. Дело в том, что дом не имеет внутренних несущих стен, позволяющих устанавливать надежные вертикальные упоры или горизонтальные прогоны. Для недопущения распирания стропилины фиксируются стяжками.
В некоторых случаях в качестве упора могут служить балки потолочного перекрытия. Но так поступать следует очень осторожно и только в том случае, когда прочность балок позволяет выдерживать дополнительные нагрузки.
Схема — стропила со скользящей опорой и пропилами
Практический совет. Если возникает крайняя необходимость делать вертикальные опоры на затяжках, то изготавливать их надо из нескольких скрепленных между собой тонких досок, установленных на ребро. Такие конструкции имеют существенно большее сопротивление на изгиб, чем брус такой же ширины.
Монтируются на больших строениях, дополнительная жесткость стропильной системы обеспечивается за счет подкосов или горизонтальных прогонов, установленных на лежне.
Соединительные элементы для стропильных систем
Раньше конструкции собирались на обыкновенных гвоздях и скобах, отдельные элементы соединялись в запил. Это довольно трудоемкие работы, требуют практических навыков. В настоящее время редко можно встретить мастеров, использующих старые технологии, промышленность выпускает большой выбор металлических креплений, упрощающих и облегчающих процесс строительства крыши.
Наименование соединительного элемента Назначение Держатель стропильной ноги Предназначен для крепления стропильной ноги к верхнему венцу или мауэрлату. В зависимости от особенностей конструкции обеспечивает жесткое или плавающее соединение. Плавающее соединение позволяет стропильным ногам во время усадки дома скользить, при этом не появляются непредусмотренные напряжения в узлах стропильной системы, она сохраняет все свои первоначальные параметры. Жесткий держатель стропильной ноги используется в тех случаях, когда вероятность усадки деревянного дома минимальная. Опора бруса Элемент дает возможность соединять два бруса под прямым углом, при этом нет надобности делать соединение в полдерева. Надо помнить, что все соединения такого типа заметно уменьшают несущие способности элементов. Чем больше их запиливать, тем тоньше становится балка или доска, соответственно, отрезанная часть не работает. Крепежные уголки Могут быть равносторонними и разносторонними, обыкновенными и усиленными. Наиболее часто используемые крепежные элементы, универсального назначения. Могут применяться как самостоятельные элементы или в дополнение к другим методам фиксации. Угловой соединитель Фиксирует положение двух примыкающих плоскостей конструкции, работает на разрыв.
Кроме этих стандартных соединительных элементов, могут применяться шпильки для соединения верхней части стропильных ног. Такое соединение имеет одну степень свободы, что позволяет компенсировать колебания размеров деревянного дома.
Практический совет. Если правильно соединять несущие конструкции крыши, то обыкновенные гвозди по надежности ничем не уступают современным элементам. Кроме того, вбить несколько гвоздей намного проще и быстрее, чем вкручивать в каждую балку или доску по 5–8 саморезов.
И еще один нюанс. Количество саморезов должно быть в разумных пределах. Если их очень много, то прочность пиломатериалом заметно уменьшится, они могут расколоться даже при относительно небольших усилиях.
Каждый деревянный сруб может иметь свои проблемы, дадим несколько советов по их устранению.
Как выровнять плоскость стропильных ног по неровному венцу сруба
Такие ситуации возникают при строительстве дома из обыкновенного, а не оцилиндрованного бревна. Обыкновенное бревно имеет различные диаметры по длине, что не позволяет сделать идеально горизонтальной плоскость верхнего венца. А все стропильные ноги должны лежать строго в одной плоскости, это аксиома строительства любой крыши. Выравнивание положения нужно делать в такой последовательности:
Для того чтобы можно было быстрее измерять глубину прорезания цепной пилы, сделайте на шине метки через каждый сантиметр. Это позволит контролировать работы одновременно с пропиливанием, а не вынимать каждый раз пилу для проведения замеров.
Как исправить фронтон
Исправлять его приходится после нерадивых строителей сруба. Если они элемент не закрепили должным образом, то со временем он обязательно наклонится в ту или иную сторону. Делать на таком доме стропильную систему нельзя, брак надо исправлять.
- Прибейте укосину поверх установленных стропил, она должна держать вместе не менее 4–5 элементов стропильной системы. Это нужно для обеспечения необходимой жесткости.
- Удалите укосину, которая ранее фиксировала положение фронтона.
- Наживите толстую доску с обратной стороны фронтона и большими струбцинами прижимайте ее к стропильной ноге.
Работайте осторожно, периодически обухом топора или кувалдой постукивайте по брусьям фронтона, так они легче будут ложиться на свое место. Имея практический опыт, можно полностью выровнять фронтоны.
Видео – Выравнивание стропил
Прогон в строительстве - это способ усиления конструкции с минимальными затратами времени и средств. Я расскажу о видах изделий, используемых при укреплении кровельных систем. На основании моих рекомендаций вы сможете подобрать лучшее решение для своего дома.
Разберемся, что такое прогон. В строительстве эти элементы играют роль ребер жесткости, не давая стропилам прогнуться и повышая прочность конструкции. Продольные опоры обязательны в крышах большой длины и с большой массой.
Если посмотреть толковый словарь, то там прогон определен как опорная балка в сооружениях. То есть он может использоваться как на кровлях, так и при сооружении перегородок.
Он может быть трех типов:
- Бетонный;
- Металлический ;
- Деревянный .
Разберем каждый из вариантов отдельно.
Тип 1: бетонные изделия
Изготавливаются из бетона и усиливаются железобетонным каркасом. Можно выделить такие виды изделий:
| Иллюстрация | Описание |
 |
Прямоугольный прогон
. Имеет квадратное или прямоугольное сечение. По краям могут присутствовать выемки для упрощения процесса монтажа.
Основные параметры таковы:
В зависимости от размеров варьируется и вес, он может составлять от 150 кг до полутора тонн. |
 |
Прогон с полкой . Этот вариант имеет специальный выступ, на который могут опираться другие элементы конструкции. Монтаж подобных опор удобнее, но они подходят только там, где нужен упор только с одной стороны. |
 |
Прогон таврового сечения . Самый популярный вариант ввиду высокой прочности и удобства монтажа. Этот вариант хорошо подходит несущим конструкциям перегородок и железобетонных кровель в ангарах. |
Такие элементы нечасто используются в частном строительстве из-за того, что для монтажа требуется наличие грузоподъемной техники. Зато цена этого варианта невысока.
Тип 2: металлические изделия
Этот тип изделий имеет такие преимущества:
- Высокая прочность . Сталь намного надежнее бетона и дерева, поэтому с ее помощью можно усилить сооружение очень эффективно. Важно, чтобы поверхность была покрыта антикоррозионным составом, иначе со временем прочность может снизиться;
- Небольшая масса . Если сравнивать соотношение веса и надежности, то этот вариант выигрывает у любого аналога. Поэтому такие конструкции очень хорошо подходят там, где важно ограничить нагрузку на строение и при этом обеспечить прочность;
- Простота монтажа . В металлических элементах делаются проушины или сверлятся отверстия, через которые их очень легко зафиксировать на любых поверхностях. Главное - подобрать надежный крепеж.
Прогоны можно изготовить и самостоятельно, если у вас есть необходимые материалы и сварочный аппарат для соединения элементов.
Прогон из металла может быть следующих видов:
| Иллюстрация | Описание |
 |
Сплошной прогон
. Самый прочный и надежный вариант, для которого используется швеллер или двутавр. Вам нужно просто разрезать элементы на куски требуемого размера и покрыть их антикоррозионным покрытием.
Затем в нужных местах сверлятся отверстия и можно проводить монтаж. Металлические балки - это самый прочный вариант. |
 |
Гнутые элементы
. Этот тип изделий изготавливается из оцинкованного профиля путем выгибания на специальных станках. Полученный профиль универсален, он может применяться и как прогон, и как ригель. Его основное преимущество - небольшой вес, благодаря этому элементы можно крепить и своими руками.
Изготавливаются и элементы крепления, и соединители (показаны на фото), они еще больше упрощают рабочий процесс. |
 |
Решетчатый прогон . Этот вариант сваривается из профильной трубы или уголка. Между верхней и нижней перекладиной размещаются перемычки и раскосы, придающие надежность конструкции. При небольшом весе получается очень прочный узел, который может иметь длину 10 и более метров. |
Металлические изделия можно использовать и в деревянных конструкциях. Они удобны тем, что с помощью уголков на них можно быстро зафиксировать деревянные стропила.
Тип 3: деревянные изделия
Самый распространенный вариант ввиду следующих преимуществ:
- Доступность . Для использования в качестве опор подходит брус или доска, которую можно купить во всех строительных магазинах. Главное - подобрать элементы нужного сечения, чтобы обеспечить необходимую надежность;
- Простота монтажа . Элементы закрепляются саморезами, специальными шурупами, резьбовыми шпильками или специальными скобами. Особых требований к типу крепежа нет, главное - обеспечить надежное соединение, способное выдержать высокие ветровые нагрузки и вес конструкции;
- Выбор вариантов . Если бетонный прогон имеет четкие параметры, то деревянный подбирается по ситуации. Вы можете использовать как одинарный элемент, так и скрепить несколько досок или брусков.
Инструкция по проведению монтажа проста:
- Боковой прогон проще всего крепить уголками . В качестве опоры могут использоваться деревянные балки, а можно закрепить между стропилами ригель, который будет фиксировать элемент;
- Коньковая опора крепится между стропилами . Для этих целей можно использовать доску толщиной 50 мм или брус. Чтобы усилить конек между стропильными элементами, с обеих сторон дополнительно прибиваются доски так, как показано на фото ниже;
- Если используются гнутоклееные конструкции, то продольные опоры служат как несущая часть крыши . Они крепятся с верхней стороны, и на них укладывается кровельное покрытие.
Вывод
Вы узнали, каких типов бывает прогон, и сможете без труда выбрать лучший вариант для своей кровли. Видео в этой статье поможет разобраться в теме еще лучше, при возникновении вопросов задавайте их в комментариях.
Прогоны являются несущими конструкциями покрытий, рабочих площадок, платформ и элементами ряда сооружений из дерева. П рогоны являются опорами настилов и укладываются на основные несущие конструкции с шагом от 1 до 3 м. Они бывают однопролетными, свободно опертыми и многопролетными неразрезными и консольно-балочными. Рассчитываются на изгиб от равномерно распределенной нагрузки q , которая состоит из собственной массы покрытия g и снега р, отнесенных к горизонтальной проекции покрытия. При угле наклона покрытия и шаге расстановки прогонов В нагрузку находят из выражения q =(g + p ) B . Максимальный относительный прогиб прогонов покрытий не должен превышать 1/200 пролета.
Цельные прогоны покрытий:
1 - прогон; 2 - болт; 3 - гвозди; 4 - бобышки
Однопролетные прогоны представляют собой продольные ряды свободно опертых балок, установленных на основные несущие конструкции и поперечные стены крыши. Нейтральные оси их сечений получают при этом такой же уклон к горизонту, как и покрытие. Прогоны соединяются по длине на опорах при помощи косого прируба или дощатых накладок. От сползания по скату прогоны удерживаются отрезками толстых досок - бобышками, прибиваемыми к опорам гвоздями или металлическими уголками. Дощатыми прибоинами снизу к концам прогонов основные несущие конструкции закрепляются в покрытии от выхода из плоскости.
Прогоны рассчитывают на изгиб от действия только нормальной составляющей нагрузки от настила, определяемой с учетом шага прогонов q x = q cos а, если настил, как, например, двойной перекрестный, воспринимает скатные составляющие, и может при этом иметь любое, в том числе дощатое, сечение. Если такой настил отсутствует, прогоны работают и рассчитываются на косой изгиб от нормальной и скатной q y = qsin а составляющих нагрузки и изготовляются из брусьев или бревен, в которых косого изгиба не возникает.
Спаренные многопролетные прогоны располагаются поперек скатов крыши и опираются на основные несущие конструкции покрытия и поперечные стены, к которым крепятся так же, как однопролетные прогоны. Спаренный прогон состоит из двух рядов досок, соединенных гвоздями.
Спаренный неразрезной прогон:
а - общий вид; б - деталь стыка; в - расчетная схема; 1 - доски; 2 - гвозди
Продольные стыки соседних досок располагаются вразбежку на расстоянии 0,2 длины пролета от опор, где значения изгибающих моментов близки к нулю. В стыке прямо обрезанные концы соединяемых досок прибивают к соседней сплошной доске расчетными гвоздями. Между стыками доски соединяют конструктивными гвоздями через каждые 0,5 м. Крайние пролеты, где изгибающие моменты больше, усиливают третьей доской. Такие прогоны рекомендуется применять только в сочетании с настилами, воспринимающими скатные составляющие нагрузки и закрепляющими прогон от косого изгиба, при котором требуются доски значительной толщины и большое количество гвоздей. Эти прогоны требуют меньшего расхода древесины, чем однопролетные, но их изготовление более трудоемко.
Расчет спаренного прогона производят по схеме многопролетной неразрезной балки на нормальную составляющую нагрузки. Максимальные изгибающие моменты возникают в прогоне над опорами- над второй опорой момент равен М=ql 2 /10 и над промежуточными M = q × l 2 /2. Сечение на второй опоре, усиленное третьей доской, как правило, работает с достаточным запасом прочности.
Гвоздевые соединения стыков рассчитываются на действующие в них поперечные силы Q в стыкуемых досках, определяемые в зависимости от величины опорного момента М и расстояния от опоры до ближайшей группы гвоздей х гв из выражения Q = M /2 x rv .
В некоторых случаях имеется возможность сократить длину первых пролетов прогона до 0,8 /, уменьшив крайний шаг основных несущих конструкций. При этом изгибающие моменты на всех промежуточных опорах и прогибы всех пролетов могут считаться одинаковыми. Отпадает необходимость усиления прогона в первых пролетах и максимальные прогибы уменьшаются в 2,5 раза.
Консольно-балочные прогоны представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор. При этом более длинные брусья образуют в промежуточных пролетах две консоли, а в крайних - одну, на которые опираются более короткие брусья при помощи косого прируба, стянутого болтом. Такие прогоны применяют в покрытиях при шаге основных несущих конструкций не более 4,5 м, допускающем использование лесоматериалов стандартной длины.
Прогон в строительстве крыш – это горизонтально размещенная балка между несущей конструкцией и обрешеткой кровли. Его ключевые функции – передача нагрузки от кровельного покрытия, ее равномерное распределение в стропильной системе, а также обеспечение жесткости обрешетки.
Прогоны изготавливают из дерева, стали и железобетона и используют при возведении крыш промышленных зданий и частных домов. Также их устанавливают в качестве оснований для плит перекрытий и для укрепления проемов.
Прогон в стропильной системе
Устройство кровли и строительные балки
Перед началом строительства изучите разновидности балок, чтобы представлять, как устроена крыша. Каждая балка имеет свое назначение и занимает определенное место в системе перекрытий.
Перекладины для крыш производят из металла, цельного дерева или склеенных между собой ламелей. Гнуто-клееные брусья изготавливают согласно ГОСТ. Они легки в обработке, мало подвержены воздействию погодных условий и используются, чтобы увеличить промежутки между прогонами. Сечение элементов может быть прямоугольным, Т-образным или двутавровым. Форма двутавра (Н) гарантирует жесткость балки, уменьшает изгибающий момент практически до нуля.
Схема ломанной кровли с прогоном
Виды деревянных строительных балок в опорной системе крыши:
- мауэрлат – квадратный брус, уложенный на стены для опоры стропил;
- конек – опорный брус вверху кровли;
- стропильный брус – формирует угол уклона крыши;
- затяжка и ригель – соединяют стропила противоположных скатов;
- кобылка – удлиняет стропила, образуя свес крыши;
- подкос – располагается под углом к вертикальным элементам и подпирает стропила;
- прогон.
Схема обрешетки из деревянных элементов
Прогоны закрепляют на опорах на расстоянии 4-5 метров от конька, а между ними помещают распирающие опоры. Если нужно удлинить стропила, стык располагают над прогонной балкой.
Структура и виды металлических балок для кровель:
- нижний пояс
- верхний пояс
- решетка.
Решетку собирают из стоек и раскосов и крепят к поясам с двух сторон с помощью фасонных элементов.
Типы прогонов для возведения кровли
Прогонные опоры классифицируются по месту расположения в системе перекрытий крыши, а также по форме и материалу.
Виды по месту применения в стропильной системе
Выделяют три вида прогонных опор – боковую, конек и мауэрлат.
Коньковый прогон – это наивысшая балка крыши, его монтируют в верхние части фронтонных стен, а края оборачивают водонепроницаемым материалом. При необходимости конструкцию усиливают стойками. На конек верхним концом опираются стропила.
Конек, закрепленный во фронтонах стен
Мауэрлат или матица – толстый брус сечением 150х150 мм, который укладывают на несущие стены параллельно коньку, чтобы одинаково распределить нагрузку от кровли. Доски мауэрлата именуют фундаментом крыши и крепко закрепляют анкерными болтами на стенах, предварительно подстелив гидроизоляционный материал. В кирпичных строениях матицу устанавливают в заранее подготовленный армопояс из железобетона на арматуре.
Мауэрлат, уложенный на стену из бетона поверх гидроизоляционного материала
Боковой прогон соединяет стропила посередине – с его помощью усиливают кровлю, уменьшая нагрузку стропил на изгиб. Чтобы передать нагрузку на перекрытие, под боковые прогоны устанавливают вертикальные стойки.
Классификация балок по материалу
Как упомянуто выше, по материалу прогонные опоры классифицируют на железобетонные, металлические и деревянные. Металлические прогоны производятся промышленным путем и могут быть однородными или решетчатыми. Первые выполняют из швеллеров и двутавров – они просты в производстве и установке, стоят на 10% дешевле решетчатых. Недостаток прогонов-решеток – высокая стоимость и большое количество сложных узловых элементов. Преимущество – малый вес.
Прогоны могут быть:
- цельными;
- составными.
Составные балки применяют, когда необходимо покрыть крышу большой площади, чтобы избежать искажения от изгибающих нагрузок.
Категории деревянных опор по конструкции
Конструктивно прогоны классифицируются на:
- неразрезные;
- разрезные;
- с подкосами;
- консольно-балочные;
- с подбалками.
Разрезные представляют собой ряды деревянных опор, закрепленных на скатах крыши и опирающихся на несущие конструкции – стойки. Часто закрепляются подкосами и распорками.
Схема консольно-балочного и неразрезного прогонов
Консольно-балочные – это анфиладные ряды досок длиной менее 6,5 м, стыки которых расположены за пределами опорных балок. При этом в средних промежутках образуются две консоли, а в крайних – одна. Консольные балки применяют при строительстве крыш с шагом несущих конструкций до 4-5 м.
Неразрезные прогонные брусья годятся для крыш с уклоном до 15° и покрытием из легких материалов – рубероида или гибкой черепицы. При большем уклоне тонкие балки не выдерживают изгибающих нагрузок и ломаются.
Для упрочнения конструкции в строительстве используют подкосы и подбалки:
- Подбалка – это небольшой брусок, установленный на опорную стойку. На нее опирается несущая балка обрешетки.
- Подкос – наклонный брус, поддерживающий горизонтальные балки и работающий на сжатие.
Подкосы способствуют равномерному перераспределению нагрузок с покрытия на опорные элементы.
Группировка железобетонных прогонов по профилю
Прогоны из железобетона маркируются по форме сечения и нагрузке. По сечению прогоны бывают:
- тавровые;
- прямоугольные.
Железобетонный блок прямоугольный
Балки таврового типа делятся еще на две группы:
- балки с металлом, перпендикулярно прикрепленным к ребрам прогона – устанавливаются на кровли с уклоном до 25%;
- опоры, выдерживающие угол уклона крыши более 25%.
Тавровые опоры применят при возведении крыш неотапливаемых помещений большой площади, а также в сейсмически активных регионах. Они выдерживают минусовые температуры до -50°С. Ключевая особенность тавровых железобетонных опор – наличие отверстий для крюков и других захватных устройств, обеспечивающих удобство монтажа.
Опоры прямоугольного сечения – высокие и тонкостенные, прочные за счет отгибов. Они классифицируются на сплошные и решетчатые.
Градация металлических составляющих по профилю
Сплошные металлические прогоны – это балки гнутого профиля нескольких видов:
- С-образного;
- двутаврового;
- Z-образного;
- таврового;
- швеллерного.
Тавровый профиль в сечении напоминает букву T, двутавровый – Н, а швеллер – букву П.
Виды металлических балок с решетчатым профилем:
- прутково-шпренгельная с нижним поясом и решеткой из круглой стали;
- трехпанельная.
Трехпанельный прогон принят в качестве типового, благодаря меньшему числу узлов и простоте в изготовлении. Верхний пояс балки выполняют из двойного швеллера, а решетку – из выгнутых одиночных швеллеров.
Маркировка изделий промышленного производства
Прогоны в строительстве – это ответственные конструкции, их изготавливают в строгом соответствии с ГОСТ и маркируют. Чтобы выбрать балки, соответствующие назначению кровли, нужно ориентироваться в маркировке продукции.
Железобетонные блоки для кровли
Железобетонные прогоны маркируют буквами и цифрами, вкладывая в значение информацию о габаритах и опорной нагрузке изделий. Буквы обозначают серию и конструктивные особенности прогонной балки:
- ПР – балка в форме тавра с бортиком;
- П – прогон цельный;
- ПРГ – опора прямоугольного сечения.
Цифры обозначают длину, ширину и высоту прогона, а последняя – нагрузку, которую он способен выдержать, в тоннах. Также в маркировку могут быть включены значения об армировании изделия. Прогоны бывают ненапряженными, усиленными стальным каркасом либо предварительно напряженными, с дополнительными продольными стержнями арматуры для увеличения несущей способности.
Габариты изделия учитывают при маркировке
Также в производстве железобетонных конструкций используют маркировку вида:
- 1ПР – для плоских крыш с арматурой без усиления;
- 2ПР – для плоских крыш с усиленной арматурой;
- 3ПР – для сооружений с уклоном до 5%;
- 4ПР – для крыш с уклоном до 25%;
- 5ПР – с диагональной полкой для крутых кровель.
Пример маркировки железобетонного прогона с расшифровкой: ПРГ 48-2-5-4тAIII-1. Это прогон прямоугольного сечения с габаритами 4800х200х500 мм и допустимой нагрузкой 4 тонны. Он предварительно-напряженный, усилен дополнительной арматурой. Подходит для возведения отапливаемых и неотапливаемых ответственных конструкций в районах с плохими погодными условиями и сейсмически активных зонах.
Металлические элементы крыш
Металлические балки маркируют по профилю, конструкции, материалу и габаритам.
Классификация и маркировка двутавров:
- Ш – с широкой полкой;
- К – колонные;
- Б – обычные.
Номер перед буквой обозначает условную высоту балки в мм, остальные размеры выбираются в соответствии с ГОСТ. Например, для опоры 30Б1 высота составляет 296 мм, а буква «Б» обозначает нормальную балку. Размеры балок находятся в пределах 10-100 мм.
Производство горячекатаных прогонов
Металлические балки для прогонов изготавливают из стали путем сварки или горячей прокатки – для каждого способа изготовления предусмотрен ГОСТ, где описана маркировка изделий.
Преимущества и недостатки прогонов в зависимости от материала
Собираясь возводить крышу, сравните положительные стороны и недостатки каждого материала. Например, металл не обеспечивает достаточную энергоэффективность здания, зато он долговечен. А дерево подвержено гниению, но сохраняет тепло.
Металлические балки в строительстве
Список плюсов и минусов для металлических прогонов.
Преимущества:
- выдерживают значительную нагрузку;
- пожаробезопасны;
- долговечны;
- при установке отсутствуют отходы, благодаря высокой точности деталей.
Недостатки:
- промерзают при низких температурах;
- сложности в транспортировке;
- большой вес относительно дерева;
- дорогостоящий материал.
Металл подвержен коррозии
Список положительных и отрицательных характеристик деревянных балок.
Преимущества:
- экономичны;
- просты в установке;
- сохраняют и передают тепло.
Недостатки:
- необходима ежегодная обработка антисептиками;
- есть риск возгорания кровли.
Ниже приведены плюсы и минусы изделий из железобетона.
Стропильная система из дерева
Преимущества:
- повышенная пожаробезопасность;
- экологичность;
- прочность и долговечность;
- не подвержен коррозии и гниению.
Недостатки:
- большой вес;
- трудоемкость установки и закрепления элементов.
В частном домостроении стропильные системы чаще всего производят из дерева, а металлическими элементами – прогонами или ригелями, дополнительно усиливают конструкцию. Железобетонные блоки используют при строительстве крыш зданий промышленного назначения.
Надежность кровли не допускает экономии, поэтому обязательно проконсультируйтесь со специалистом, чтобы уточнить все нюансы и получить консультацию именно по своей стройке.
Часть 7. Перекрытия. (раздел 6, п.1.)
Нормы [СНиП 31-02-2001. Дома жилые одноквартирные.] предъявляет к перекрытиям дома требования по прочности и деформативности при расчетных значениях воздействий и нагрузок, пределу огнестойкости и классу пожарной опасности, долговечности. Чердачные перекрытия и перекрытия
над неотапливаемыми подвалами или подпольями должны соответствовать также требованиям к сопротивлению теплопередаче из условий энергосбережения, защиты от воздухопроницания и накопления влаги внутри конструкции.
Требования к обеспечению теплоизоляции, защиты от воздухопроницания и паропроницания перекрытий приведены в разделе 9.
Дополнительные требования к устройству чердачного перекрытия приведены в разделе 8.
6.1. Общие требования к конструкции
6.1.1. Перекрытия состоят из каркаса, черного пола, подшивки потолка или конструкции подвесного потолка, отделочного покрытия пола (чистого пола)
.
6.1.2. Для изготовления деревянных элементов каркаса должны использоваться пиломатериалы хвойных пород не ниже 2-го сорта по [ГОСТ 8486-86. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия.].
6.1.3. Влажность и плотность древесины, сопротивление которой механическим воздействиям учтено при проектировании конструкций, должны удовлетворять требованиям [СНиП II-25-80. Деревянные конструкции].
6.1.4. В настоящем Своде правил указаны минимальные размеры сечений элементов конструкций из строганых пиломатериалов. Предусмотренные для применения при строительстве конкретных домов номинальные размеры сечений таких элементов должны быть указаны в рабочей документации на дом. Отклонения фактических размеров сечений этих элементов от номинальных не должны превышать предельных, указанных в [ГОСТ 8242-88. Детали профильные из древесины и древесных материалов для строительства. Технические условия]. Элементы не должны иметь пороков, превышающих нормы, установленные в [ГОСТ 8242-88. Детали профильные из древесины и древесных материалов для строительства. Технические условия].
6.1.5. Изготовление элементов конструкций путем сращивания пиломатериалов, имеющих размеры, меньшие чем номинальные размеры этих элементов, недопустимо, за исключением случаев, указанных в тексте настоящего Свода правил.
6.1.6. Для крепления и соединения элементов конструкций должны применяться строительные гвозди с плоской или конической головкой, в том числе гвозди трефовые с перемычкой по [ГОСТ 4028-63. Гвозди строительные. Конструкция и размеры], шурупы по [ГОСТ 1145-80. Шурупы с потайной головкой. Конструкция и размеры.] и самонарезающие винты по [ГОСТ 11652-89. Плиты древесностружечные. Технические условия].
6.1.7. При соединении элементов конструкций могут использоваться оцинкованные накладки из листовой стали толщиной не менее 0,40 мм.
6.1.8. Для крепления элементов обшивок могут использоваться металлические скобки.
Диаметр (толщина) скобки должен быть не менее 1,6 мм, а размер ее верхней части, которая вбивается параллельно элементу каркаса, должен быть не менее 10 мм.
6.1.9. Для крепления и соединения элементов конструкций могут использоваться не предусмотренные в данном Своде правил виды крепежных деталей (например, металлозубчатые пластины, Н-образные скобы), а также различные клеящие составы. В этом случае соответствие прочности соединений той прочности, которая достигается при применении предусмотренных в настоящем Своде правил способов крепления и соединения элементов конструкций, должно быть подтверждено расчетами или испытаниями.
6.2. Устройство каркаса.
6.2.1. Каркас перекрытия состоит из прогонов (главные балки), балок перекрытия (второстепенные балки), обвязочных балок (балки, встраиваемые в несущие стены и располагаемые между обвязками каркаса стен или на фундаментной стене).
Прогоны при двухпролетной схеме опираются одним концом на стеновой каркас или фундаментную стену, другим - на колонну (в подвале), на деревянную стойку или на несущую внутреннюю стену. Возможно применение неразрезных прогонов (на два или более пролетов между опорами).
Балки перекрытия опираются на прогоны
(сверху или сбоку - на черепные бруски или полки) или на внутренние стены. Крайние балки прикрепляются к обвязочным балкам
, через которые нагрузка передается на каркас стен. При опирании балок перекрытия на внутренние стены прогоны не предусматриваются.
Жесткость балочного перекрытия обеспечивается путем подшивки потолка и устройства черного пола из жестких листовых или плитных материалов, а также путем раскрепления балок жесткими связями.
Балки и прогоны разделяют внутреннее пространство перекрытия на замкнутые ячейки и выполняют функции противопожарных диафрагм.
6.2.2. Предусматривается применение балок из цельных пиломатериалов и прогонов составного сечения из сбитых гвоздями досок. В перекрытии, опирающемся на фундаментные стены, в домах высотой не более двух этажей могут применяться также стальные прогоны.
6.2.3. Стальные прогоны
должны изготовляться из стального проката двутаврового сечения, соответствующего техническим требованиям [ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия.]
6.2.4. Положения настоящего раздела относятся к каркасу перекрытий, в котором шаг балок перекрытий не превышает 600 мм.
При большем шаге балок, а также в случаях, когда необходим учет временных равномерно распределенных нагрузок, значения которых превышают указанные в 4.2.1. или дополнительных сосредоточенных нагрузок, сечения элементов каркаса, а также прочность соединений этих элементов должны приниматься по расчету. Расчет требуется также в случаях, когда размеры сечения элементов каркаса приняты меньшими, чем указано в настоящем разделе. Расчетная величина максимального прогиба прогонов и балок перекрытий должна определяться по результатам расчета с учетом возможных колебаний исходя из физиологических требований в соответствии с 10.10 [СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия]. Принятая расчетная величина максимального прогиба должна быть не более 1/360 пролета в свету.
6.2.5. При соблюдении условий, указанных в 4.2.1 и в 6.2.4 размеры сечения деревянных балок перекрытия должны приниматься не менее
, а шаги и пролеты с учетом предусмотренных способов раскрепления балок (см. 6.2.9.) - не более указанных в таблицах Б.1 - Б.З приложения Б; размеры сечения деревянных прогонов составного сечения
в зависимости от принятой ширины грузовой площади и от количества этажей, нагрузка от которых передается на прогон, должны приниматься не менее, а пролеты прогонов - не более указанных в таблицах Б.8 - Б. 10 приложения Б.
Минимальные размеры сечения и максимальные пролеты прогонов из двутавровой стали должны определяться на основе расчета.
Также на основе расчетов должны устанавливаться минимальные размеры сечения и максимальные пролеты балок, конструкция которых отличается от установленной в данном Своде правил (например, балок комбинированного двутаврового сечения с полками из пиломатериалов и стенкой из древесноволокнистой плиты).
6.2.6. Деревянные прогоны составного сечения
6.2.6.1. Деревянные прогоны составного сечения должны изготовляться из отдельных деревянных элементов (досок) толщиной не менее 38 мм, установленных на ребро и сбитых гвоздями в соответствии с рисунком 6.1 . Соединения элементов прогонов (отдельных досок) не должны совпадать с соединениями в смежных элементах (устраиваться "вразбежку"). При этом в одном сечении прогона допускаются соединения не более половины элементов.
Рис. 6.1. Деревянные прогоны составного сечения. |
6.2.6.2. Соединение прогонов составного сечения встык должно располагаться над опорой. Допускается использовать неразрезные прогоны (на 2 или более пролетов). Элементы таких прогонов (отдельные доски) должны соединяться встык на расстоянии четверти пролета от опоры ± 150 мм в соответствии с рисунком 6.2 Элементы прогона, соединяемые на расстоянии четверти пролета от одной опоры, должны быть непрерывными над соседней опорой.
 |
Рис. 6.2. Стыки досок в неразрезаных прогонах составного сечения. |
6.2.6.3. В пределах любого пролета в любом элементе прогона со ставного сечения не должно быть более одного стыкового соединения.
6.2.7. Стальные прогоны.
6.2.7.1. Для прогонов рекомендуется применять стальные двутавры, сортамент которых приведен в [ГОСТ 8239-89 (СТ СЭВ 2209-80). Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент].
6.2.7.2. Стальные прогоны должны быть предварительно загрунтованы антикоррозионными составами.
Предыдущий материал: Строительство каркасных домов. СП 31-105-2002. Дренаж фундаментов и поверхностный дренаж. Влагоизоляция и гидроизоляция подвалов технических подполий. Защита полов по грунту и обратная засыпка. >>>
Строительство деревянных каркасных домов:
-
