Железные стропила — конструкция, расчёт и крепление

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, исходя из этого они должны владеть высокой несущей свойством, прочностью. Мысль применять железные стропила, дабы конструкция кровли оказалась более твёрдой, не нова, но ранее она использовалась по большей части для перекрытия промышленных либо хозяйственных сооружений. на данный момент обрешётка и стропильный каркас из металлопрофиля считаются настоящей альтернативой древесным элементам крыши, в случае если протяженность ската превышает 10 метров.

Функции стропил

Конструкция стропильного каркаса крыши складывается из множества взаимосвязанных элементов, каковые образуют фермы. Ход, величину сечения между другими опорами и стропилами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в ходе эксплуатации. Кровельный каркас делает следующие функции:

1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может быть около с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше ход между ними, тем громадную несущую свойство имеет конструкция.
2. формы и Придание уклона. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается вода и снег.
3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как база 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. Дабы выяснить нужную несущую свойство каркаса, нужно вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, большую снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается стропила и обрешётка каркаса кровли, считается древесина. Но, в случае если вес кровельного материала велик, а протяженность ската больше 6 метров, то конструкция получается через чур массивной. Строителям приходится уменьшать ход между стропильными ногами, увеличивать их сечение, почему узлы кровли покупают громадной вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие основание и стены постройки возможно, применяя более прочные, но легкие железные стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

• Древесные. Стропила и обрешетка из дерева используются для возведения крыш, протяженность ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит посредством саморезов, гвоздей либо подвижных железных элементов. Ход между ногами в большинстве случаев не редкость в пределах 50-80 см.
• Железные. Железные кровельные каркасы изготавливают из металлического металлопрофиля с цинковым покрытием, который не опасается жидкости. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, исходя из этого ход между ними возможно расширить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля делают при помощи сварки либо крепежных элементов. Железные узлы крыши используют при длине ската от 10 метров.
• Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий железные и древесные узлы, именуют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали разрешает сделать более недорогую конструкцию, владеющую высокой несущей свойством, увеличив ход между стропилами.

Учтите, что железные и древесные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала либо обработки антисептическим препаратом. Так как металл владеет высокой теплопроводностью, его соседство с деревом ведет к загниванию стропил и образованию конденсата.

Способы крепления

Железные стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной либо арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, каковые образуют уголки, существенно увеличивающие несущую свойство каркаса. Такая система разрешает сделать ход между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление железных элементов каркаса крыши делают одним из следующих способов:

1. Крепление посредством сварки. В случае если сварить подробности стропильной системы посредством сварочного аппарата, возможно взять твёрдую конструкцию, владеющую большой прочностью и несущей свойством. В случае если верно выполнить расчет кровли, возможно уменьшить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недочёт этого способа в том, что выполнить сварку может лишь специалист посредством особого оборудования.
2. Крепление посредством болтов. Фиксация стропил посредством крепежных элементов разрешает выполнить менее твёрдое крепление. Данный метод сборки стропильного каркаса на базе металлопрофиля употребляется в частном домостроении, где протяженность скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки разрешает ускорить монтаж крыши.

Умелые мастера делают расчет на то, что стропила и металлическая обрешётка смогут выдержать больший вес, чем древесные, исходя из этого возможно расширить ход между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось способом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Железный стропильный каркас применяют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, употребляются металлические уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Дабы верно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать ход между ними, делают расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, каковые передаются стропильным балкам в ходе эксплуатации. Преимуществами стропильной системы из этого материала считают:

• Пожарная безопасность. В отличии от древесных, железным балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
• Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают металлические уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока работы. Им, в отличии от древесных, не нужно ежегодная обработка антисептиком.
• Безотходность. Не смотря на то, что железные конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается рентабельным, поскольку крепление выполняется сварным способом, а отходов фактически не остается.
• Продолжительный срок работы. В случае если верно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации кроме того самых устойчивых кровельных покрытий.

Опытные кровельщики уверены в том, что целесообразно применять сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. Наряду с этим основная задача – верно выполнить расчет нагрузок, а после этого выяснить ход между ногами в соответствии с свойствами и климатическими характеристиками кровельного материала.

Недочёты

Не обращая внимания на очевидные преимущества, железные стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Кроме того громадный ход между стропилами и разреженная обрешетка при большой стоимости метала не смогут сделать конструкцию дешевле древесной. Недочётами железных стропил считают:

1. Высокая теплопроводность. Металл владеет высоким коэффициентом теплопроводности, исходя из этого стропила и обрешетка крыши образуют мостики холодна. С позиций энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
2. Проблематичность монтажа и транспортировки. Выбирая железную стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление долгих и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
3. Сложность монтажа. Для подъема на фиксации и высоту ферм употребляется особая техника, аренда либо приобретение которой обходится дорого.
4. Деформация под действием большой температуры. Не смотря на то, что металл считают негорючим материалов, на протяжении пожара он очень сильно деформируется, что в большинстве случаев ведет к обрушению кровли.

Дабы выяснить имеет ли суть применять более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, необходимо выполнить расчет каркаса крыши. В случае если протяженность ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж железного каркаса экономически целесообразен.

Видео-инструкция