Усиление стропильной системы

Как сделать усиление стропил – варианты укрепления стропильной системы

Усиливать систему стропил потребуется, если во время эксплуатации оказалось, что она не способна выдерживать требуемую нагрузку и начинает деформироваться. Ниже мы детально расскажем о том, как произвести усиление стропильной системы изнутри, чтобы устранить все ошибки, которые были допущены во время расчетов перед монтажом.

Усиление нижней части дощато-гвоздевой фермы

Схема усиления стропил дополнительными подкосами.

Нередко самой уязвимой частью стропильных конструкций являются нижние части стропильных ног, которые подгнивают с течением времени, или сам мауэрлат. В этом случае решить проблему можно с помощью дополнительных подкосов. Прикрепленные к нижнему концу стропильной ноги дополнительные подкосы, которые, в свою очередь, упираются в дополнительный лежень или мауэрлатную балку, позволяют сделать опорный узел более надежным. Для обеспечения лучшей устойчивости конструкций фермы рекомендуется чуть раздвинуть нижние концы дополнительных подкосов. Чтобы в пролете между мауэрлатом и подстропильной ногой частично уменьшить прогиб, можно подкосы опереть на дополнительный лежень.

Если при строительстве крыши использовать сырую древесину (влажность выше 25%) и при недостаточной вентиляции чердачного помещения, мауэрлат и нижние концы стропильных конструкций могут со временем загнивать. Загнивание может произойти в крышах любого типа при протечке кровли, при увлажнении древесины мауэрлата или стропильных ног, при увлажнении древесины от кладки или при отсутствии гидроизоляционного слоя между кладкой стены и древесиной. К тому же это может быть следствием повреждения воздушных продухов, пароизоляции или закупоривание их концов в конструкции утепленной мансардной крыши.

Технологии ремонта стропильной системы

Можно ли отремонтировать стропильную систему крыши своими руками? В большинстве случаев без профессионалов не обойтись, даже если повреждена не вся конструкция, а только один элемент. Не помогут инструкции с фото и видео, так как нужно начинать с главного: тщательного обследования объекта и выявления причины.

Если причина поломки — некачественная древесина, мы оцениваем, можно ли заменить элемент, или потребуется демонтаж всего участка, кровельного покрытия. Капитальный ремонт необходим, если гнилью поражена половина площади системы.

При неверно выбранном сечении стропил есть 2 способа.

1. Усиление стропильной системы методом установки дополнительных прогонов. Это уменьшает нагрузку на стропила.
2. Полный демонтаж с заменой стропил на большее сечение.

Если повреждена стропильная нога

1. При надломе стропила на предварительно подготовленную доску устанавливают домкрат, выравнивают материал и соединяют части.
2. На участке повреждения снимают обшивку, изоляционные материалы, покрытие кровли. Разбирают обрешетки.
3. Временными стойками подпирают стропила. Сгнившие участки конструкции ликвидируют.
4. На стропильную ногу монтируют протез, по размерам в 2-2,5 раза длиннее пораженного участка доски.
5. Оценивают надежность, только после этого снимают стойки.

Если стропила целы, но обрешетка повреждена и не может держать кровлю, нужно сделать усиление или полностью заменить обрешетку. Иначе крыша прогибается и трескается.

Создание новой стропильной системы

Также иногда при реконструкции крыши требуется сделать новую стропильную систему, с ее помощью можно, например, сделать скат более крутым. Необходимость в увеличении угла ската возникает, если снег скапливается на крыше и создает на нее большую нагрузку. Новые стропила устанавливают над старыми или под ними. В таких случаях, чтобы не разбирать старых стропильных конструкций, новые связывают с ними.

Для соединения используют перекрестную дощато-гвоздевую стенку (ферму): новые стропильные ноги связывают перекрестно расположенными досками с уже имеющимися. Чаще всего такой способ применяется в наслонных стропильных системах, которые опираются на расположенную в центре здания стенку. С помощью такого приема нельзя увеличить высоту мансардного помещения.

Рекомендации

Комплекс мер, направленных на усиление стропильной конструкции, выполняется для:

• устранения деформаций;
• замены поврежденных элементов.

При осмотре деревянного каркаса крыши, особое внимание уделяют месту соединения конька со стропилами. Любой выявленный здесь дефект следует устранить максимально быстро. В ходе выполнения работ используют либо домкрат или же временные опоры. Для обеспечения надежного прилегания балок применяют перфорированные стальные накладки или деревянные доски не меньше 20 миллиметров толщиной. Устанавливают их непосредственно под коньком так, чтобы они стягивали оба опирающихся на него стропила.

Для устранения обнаруженного прогиба бруса также применяют домкрат. После выравнивания с нижней стороны балки крепят треугольные упоры и жесткую распирающую перемычку.

Когда же решено усилить имеющиеся стропила путем наращивания его сечения, то потребуется брус подходящей ширины и высоты (обычно выбирают элемент, аналогичный по этим параметрам уже установленному). Его предварительно крепят на саморезы, а затем просверливают дырки под болтовые стяжки. Данные отверстия делают не по одной линии, а в шахматном порядке. Наиболее оптимальное расстояние между точками крепления – полметра. Такой подход позволяет в числе прочего снизить силу момента изгиба. В дырки вставляют соответствующей длины шпильки, на оба конца надевают широкие обычные и пружинные шайбы, а затем навинчивают гайки.

Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций

Дерево, как никакой другой материал, подходит для сборки каркаса крыши, но при этом деревянные стропила оказываются самой уязвимой частью конструкции. В теории древесина может легко простоять без потери основных прочностных качеств более 50 лет, но на практике обеспечить сохранность материала стропильных балок оказывается не так просто. Процессы гниения древесины, деформации и растрескивание из-за усыхания и неправильного распределения нагрузки зачастую могут привести к потере несущей способности конструкций стропильных ног.

Наиболее критичные зоны системы стропил можно перечесть по пальцам:

• Опорная часть мауэрлата и стропильных ног;
• Места соединений и креплений подкосов или распорок, любых силовых элементов каркаса;
• Места опор стропил на коньковый брус;
• Срединные части висячих стропильных балок.

Чтобы правильно выполнить усиление, необходимо ясно представлять причины, по которым каркас начинает проседать или терять прочность:

1. Если собрать систему стропил из недосушенного или «больного» материала, распределение нагрузки на балки будет неравномерным, в результате часть балок будет перегруженной, а часть работать «вхолостую». Поэтому, прежде чем стараться провести усиление прогибающихся или подламывающихся стропил, необходимо снять и перераспределить нагрузку;
2. Нижняя половина стропильных ног всегда находится в более тяжелом состоянии, особенно, если усиление при сборке было выполнено неправильно. Любые точки опоры на стойках или подкосах, в местах соединения стропил с мауэрлатом заставляют балку стропило работать в самом тяжелом режиме – при знакопеременной циклической нагрузке. Именно в этой точке рвутся волокна древесины, и требуется правильное усиление;
3. Нарушение условий вентиляции и удаления избытка влаги из подкровельного пространства. В этом случае поверхность стропил покрывается трещинами, что приводит к интенсивному поглощению влаги, развитию процессов гниения и деформации.

В этом случае усиление возможно лишь за счет замены пораженных участков, установки подкладных балок и элементов.

Варианты усиления

Итак, усилить крышу можно двумя способами:

Варианты усиления стропильных систем

Как правило, оба метода применяются одновременно, поэтому далее отдельно рассмотрим каждый из них.

Способ 1: усиление стропил

Потребность в усилении конструкции может возникнуть по разным причинам. Чаще всего начинающие строители допускают следующие ошибки:

• Неправильно подбирают сечение стропил;
• Делают слишком большой шаг ферм, в результате чего прогибаются как сами ноги, так и обрешетка;

Невысокая несущая способность может быть связана с большим шагом ферм (параметр «Н»)

• Неправильно собирают конструкцию, поэтому она обладает недостаточной прочностью и жесткостью;
• В целях экономии используют пиломатериалы низкого качества.

Если деформировался скат, вне зависимости от причины данной проблемы, прежде всего необходимо выполнить усиление стропильных ног. Сделать это, в зависимости от ситуации, можно тремя способами:

• На участке расположения испорченных ног демонтируется кровельный материал;
• Испорченные ноги временно подпираются опорами;
• Испорченный участок стропил обрезается;
• Длина наращивается прутковыми протезами. Последние изготавливаются согласно приведенной схеме из арматуры диаметром не менее 10 мм.

Чтобы стропильные ноги не гнили, перед их монтажом обязательно должна применяться антисептическая защита. Также пропитка периодически наносится в течение всего срока эксплуатации кровли, так как время действия состава ограничено.

Следует отметить, что прутковый способ ремонта применяется крайне редко, так как в подобных ситуациях чаще меняют стропило целиком. А вот использование подмог и накладок — это достаточно простые и распространенные методы усиления стропильных ног, поэтому пользуются большой популярностью.

Причем накладки могут применяться не только для усиления опорной части стропильной ноги, но и в случае появления на стропилах трещин. Кроме того, накладки отлично справляются с усилением горизонтальных балок.

Накладки можно использовать для ремонта горизонтальных балок

Способ 2: усиление конструкции

Существует довольно много различных способов увеличения несущей способности крыши, а точнее – деталей, которые способны увеличить прочность стропильной системы. Далее рассмотрим все наиболее распространенные элементы:

• Ригели (затяжки). Представляют собой горизонтальные балки, расположенные между стропильных ног. С их помощью нижние части ног, как бы, притягиваются друг к другу, в результате чего снижается распорная нагрузка на стены, т.е. скаты не разъезжаются.

Надо сказать, что затяжки могут устанавливаться у самого основания ферм, и выполнять функцию деревянных балок, на которые устанавливаются опоры и подстропильные ноги для разгрузки скатов;

Ригель позволяет стянуть стропильные ноги и тем самым уменьшить распорную нагрузку на стены

• Опоры. Представляют собой вертикальные стойки. Они могут подпирать как отдельные стропила, так и весь скат. В последнем случае опоры подпирают не стропила, а прогон (горизонтальную балку), а та в свою очередь служит опорой для всех стропил ската.

Чаще всего опоры устанавливаются на несущие стены. Но, если стропильная система висячая, как я уже сказал выше, они могут упираться в затяжку или балки перекрытия, как показано на схеме ниже;

Опоры и подкосы снимают нагрузку со скатов крыши и передают их несущим конструкциям или балкам

• Подкосы (подстропильные ноги). Представляют собой наклонные опоры, выполняющие те же функции, что и стойки. Они могут устанавливаться между балок перекрытия и стропилами, либо между несущими стенами и ногами;
• Бабка (коньковая стойка). Представляет собой опору, которая подпирает коньковый прогон. Бабка может устанавливаться не только на несущие стены, но и ригель, расположенный под самым коньком.

Коньковая стойка может устанавливаться между коньковым прогоном и ригелем

Если опоры передают нагрузку от крыши несущим стенам, под них обязательно подкладывается лежень. Он представляет собой балку, выполняющую ту же функцию, что и мауэрлат — равномерно распределяет нагрузку на стену.

Все эти элементы устанавливаются изнутри, т.е. со стороны чердака, благодаря чему можно усилить конструкцию, не демонтируя кровельное покрытие. Это конечно, большой плюс, однако имеется и минус — в случае деформации стропильных конструкций, вышеописанными элементами, в большинстве случаев, не получается выровнять кровлю.

Они лишь усиливают систему, т.е. как я уже говорил, повышают несущую способность и предотвращают еще большую деформацию.

Ремонт деформированной двухскатной крыши осуществляется путем накладки нового коньки и обрешетки

Для выравнивания конька или скатов, придется все же демонтировать кровельное покрытие, так как принцип ремонта заключается в накладке новой обрешетки и, при необходимости, нового конькового прогона. Но, учтите, что прибегать к данному методу можно только после усиления опорных узлов и всех несущих элементов.

Прогиб стропильной ноги

Основной причиной этого дефекта является ошибка или отсутствие расчетов на изгиб. Выбранное сечение стропильной ноги вполне удовлетворяет требованиям к прочностным характеристикам, однако под нагрузкой, создаваемой снежным сугробом, давлением ветра и весом кровли конструкция прогибается. Для усиления стропильная нога наращивается по высоте.

К нижней грани стропила крепится подмога — деревянный брус, равный по толщине стропилу. Подмога монтируется между подстропильным брусом и подстропильной ногой, и крепится к стропилу хомутами или монтажными гвоздевыми пластинами. Нижний конец подмоги упирается в брус, а верхний ложится на подстропильную ногу.

Укрепление поврежденной стропильной системы

Если надо подмена сгнившей части мауэрлата или
участков стропил крыши гаража или
второй постройки, применяются дополнительные накладки. Усиление с помощью деревянных накладок выполняется при
единичном повреждении одиночных стропил. Накладки крепятся при
помощи болтов или
гвоздей, при
этом накладка
должна нижним торцом опираться на балку мауэрлата и дополнительно
фиксироваться на немой при
помощи скрутки из
катаной проволоки.

Усиление конструкций при
помощи прутковых протезов применяется при
массовых повреждениях деревянных стропил. В этом случае приумножение подразумевает разбирание поврежденных частей конструкций. Поврежденная стропильная ножка закрепляется на временных опорах, оттого участок кровельного покрытия разбирается, и истлевший ветучасток стропила выпиливается. Из нового бруса изготавливается «протез» — элемент, размеры которого соответствуют выпиленному куску стропила. Протез устанавливается на ремиз удаленного фрагмента с опорой на мауэрлат.

Если приумножение конструкций требует частичной замены мауэрлата, рост каркаса крыши выполняется река следующей технологии. Стропильные ноги закрепляются на временных опорах, истлевший часть мауэрлата демонтируется. На костыли, забитые в
кладку, существенно уложить балку подходящего сечения, долгота которой должна составлять возле 1 метра. На антаблемент или
стену укладывается шматок лежня праздник же длины. Затем стропильную ногу надо укрепить двумя подкосами, упирающимися в
новую балку.

Укрепление стропил: практические советы

Усиление конструкций скатной крыши подразумевает совокупность работ, направленных на редактура повреждений деревянных элементов, подвергшихся биологическому разрушению, или
на отсеивание деформаций стропил и узлов крепления. Чаще всего лишь разрешается столкнуться с разэтакий проблемой, подобно как геосинклиналь стропильных иног в
процессе эксплуатации кровли, так внимательно
подобает отнестись и к качеству крепления стропил вновь на этапе возведения кровли гаража или
других построек.

Одним из
принципиально
важных узлов является ремиз крепления стропил к коньку крыши. При наличии расхождений, существенно оперативно
исправить это дефект. Технология работ может быть потребовать применения домкрата, с тем чтобы обеспечить плотное прилегание
стропильной ноги в
коньковой части. Место, где-либо стыкуются стропила, существенно добротно укрепить. Усиление выполняется при
помощи металлической перфорированной полосы, или
деревянной накладки из
доски толщиной не меньше 2 см. Накладка монтируется непосредственно
лещадь коньком.

Далее подобает устранить геосинклиналь стропил. С этой целью задействуется гидроцилиндр. При помощи саморезов рекомендуется с внутренней стороны стропила выполнить вулинг деревянных треугольных упоров. После почему опора выпрямляется при
помощи гидроцилиндра и устанавливается жесткая распирающая перемычка, которая предотвращает деформацию фермы крыши лещадь внешними нагрузками.

Чтобы выполнить приумножение деревянных стропильных иног методом наращивания бруса, существенно подготовить шлагтов необходимой ширины – она должна соответствовать размерам стропила, или
крошку превосходить их. Прежде нежели выполнять надежную фиксацию усиливающего бруса, сей элемент
скорее всего лишь закрепить на стропиле при
помощи саморезов. Далее подобает выполнить отчасти сквозных отверстий вследствие стропильную ногу и поднимающий шлагтов ради крепления элементов шпильками.

Отверстия должны располагаться в
шахматном порядке, с шажком возле 30-50 см. Такой воззрение крепежа дает возможность
увеличить импеданс конструкции при
нагрузках на изгиб. Диаметр отверстий должен
доподлинно соответствовать диаметру крепежных элементов. В подготовленные отверстия вставляются резьбовые шпильки, на их концы надеваются широкие шайбы и навинчиваются самоконтрящиеся гайки – это позволяет создать основательный крепеж, какой не разболтается в
процессе эксплуатации стропильной системы. Затягивание гаек выполняется до
появления звука потрескивания древесины.