Усиление деревянных конструкций

Ремонт деревянных элементов

123

РЕМОНТ И РЕКОНСТРУКЦИЯ КРЫШ

Основные дефекты

Основными недостатками несущих элементов крыш явля­ются:

· деревянных — нарушения соединений в сопряжениях стропил, плохая гидроизоляция между каменными стенами и деревянными конструкциями, значительный прогиб стро­пильных ног, гниение мауэрлата, стропильных ног, обре­шетки и др.;

· железобетонных — разрушение бетона на поверхности элементов, отсутствие защитного слоя армату­ры и ее коррозия.

Недостатки кровель:

· стальных — раскрытие гребней и фальцев, наличие одинарных фальцев в желобах, коррозия, пробоины и свищи, разрушение окраски;

· из штучных элементов (асбестоцементных плиток и листов, черепицы, дра­нок и др.) — повреждение и смещение отдельных кровель­ных элементов, отсутствие надлежащего напуска, неплот­ности в местах сопряжений, ослабление крепления элементов к обрешетке;

· рулонных — воздушные и водяные мешки, разрывы и пробоины, местные просадки, расслоение полот­нищ в швах, расслоение рулонного ковра, растрескивание покровного слоя.

Причины:

· Гниение стропильных ног, обрешетки и мауэрлата проис­ходит из-за увлажнения древесины при отсутствии или недо­статочной изоляции деревянных частей (концов стропильных ног, мауэрлата, прокладок под висячие стропила) от камен­ной кладки, при протечках в кровельном покрытии.

· В железобетонных несущих конструкциях преждевре­менному износу способствуют низкая марка бетонных изде­лий и недостаточная толщина защитного слоя конструктив­ных элементов.

· Кроме того, одной из основных причин разрушения конструкций крыш является неудовлетвори­тельный температурно-влажностный режим чердачных поме­щений. При этом из-за конденсации паров воздуха на по­верхности ограждений и их переувлажнения происходит обледенение водоотводящих устройств и самой крыши.

· несвоевременная очистка их от снега и мусора,

· повреждения кров­ли при ходьбе по ней и очистке,

· несвоевременное восстанов­ление защитных слоев кровли,

· неисправность водоотводящих устройств (настенных желобов, водосточных труб, воронок и т. д.),

· неудовлетворительное устройство сопряжений кров­ли с конструкциями и оборудованием, проходящим через кровлю, архитектурные детали, мешающие водоотводу.

Демонтаж крыш с кровлей из листовой стали начинают со снятия покрытий около труб, брандмауэрных стен и дру­гих выступающих частей. Для разборки рядового покрытия участка кровли раскрывают один из стоячих фальцев на всем скате кровли и отсоединяют лежачий фальц, скрепляю­щий картину с листами желоба. При висячих стропилах оставляют каждую пятую-шестую обрешетку, чтобы пред­отвратить обрушение стропильных ферм. При замене ме­таллической кровли на другую соответственно изменяют уклон крыши.

При разборке кровли из волнистых асбестоцементныхлистов шурупы, прикрепляющие к обрешетке элементы кровли, вывинчивают, причем первыми снимают коньковые элементы, прикрывающие верхние концы рядового покры­тия, а затем рядовые листы до первого сливного (карнизно­го) ряда. покрытия возле труб, брандмауэрных стен и слу­ховых окон снимают одновременно со снятием листов рядо­вого покрытия, а лотки и уголки в ендовах разбирают в последнюю очередь.

При разборке кровли из черепицы первыми снимают черепицы конькового ряда и на скате, а затем все остальные ряды от конькового до сливного; про­волоки, прикрепляющие черепицы к обрешетке, предварительно обрезают; желоба, карнизные свесы, покрытие ендов, различные покрытия из листовой стали разбирают после снятия всех рядов черепицы.

Разборку кровельного покрытия из рулонных материа­лов начинают с разрезки его на полосы, которую делают от конька к карнизному свесу и от последнего к коньку, исполь­зуя усиленные ножницы. До разрезки рулонного покрытия под ковер подсовывают ломик, с помощью которого ковер отрывают от основания. Покрытие шириной 50. . .100 см свертывают в рулон.

Желоба, лотки, воронки и водосточные трубы устраива­ют как единую водоприемную систему с соблюдением необ­ходимых уклонов, для чего лежащие фальцы загибают по направлению стока, лотки в нижней части заводят под же­лоба, колена и звенья водосточных труб вставляют один в другой—всегда верхние внутрь нижних. Трубы, отводя­щие воду с кровли, подвешивают вертикально на расстоя­нии не менее 120 мм от стены. Выпускные отверстия труб располагают не выше 0,4 м над уровнем тротуара.

Зачастую в практике разборку деревянных крыш производят поэлементно.

· Деревянную обрешетку, опалубку и стропила разбира­ют специальным ломиком, а бруски и доски пакетируют и опускают вниз на площадку.

· Наклонные стропила демонтируют по принципу удаления свободнолежащих конструктивных элементов. Сначала ло­миком и топором снимают металлические крепежные детали (ско­бы) подкосов. Затем удаляют подкосы и крепления стропильных ног, разбирают стропильные ноги, прогоны, стойки.

· При демонтаже висячих стропильных ферм, разбирая обрешет­ку, оставляют каждую пятую-шестую доску, чтобы предотвратить обрушение всей конструкции.

· После выполнения этих работ фермы освобождают от оставших­ся досок обрешетки. Слегка отталкивая в сторону верхнюю часть фермы, осторожно опускают ее на чердачное перекрытие, после чего разбирают на отдельные элементы и опускают вниз. При наличии башенного крана ферму стропят и опускают на стройплощадку для последующей разборки или грузят непосредственно в автотранспорт. Недостатками этой технологии разборки является высокая трудо­емкость и стоимость работ, а также низкий процент возврата мате­риалов для повторного использования. После надстройки или комп­лексного капитального ремонта здания устраивается новая крыша с частичным использованием сохранившихся материалов.

Наиболее эффективным способом является демонтаж крыши блоками по безотходной технологии выполнения работ с сохранени­ем всех материалов и деталей.

· Демонтаж крыши с деревянными наклонными стропилами (рис. 10) в этом случае начинают с деле­ния на панели, состоящие из стропильных ног и обрешетки (линии деления проводят у стропильных ног),

· затем приступают к разборке кровли (например, из асбестоцементных волнистых листов). Для этого перерезают гвозди и спускают листы вниз лебедкой, перепили­вают обрешетку наискосок по диагонали на стропильных ногах или поясах ферм, освобождают стропильные ноги от крепления к конь­ковому прогону и мауэрлату, а также к стропильным ногам второго ската крыши и кобылке, снимают подкосы к стропильным ногам, отрывают блок крыши от смежных конструкций, стропят щит крыши с наслонными стропилами многоветвевым стропом за стропильные ноги, освобождают от скруток крепления стропильных ног к стенам, опускают панели крыши на место складирования или в автотранс­порт. После демонтажа крыши одного ската производят демонтаж второго.

Если после выполнения ремонта крышу устанавливают на преж­нее место, необходимо выполнить:

· промазку клеем обрезанных концов обрешетки,

· строповку пане­ли крыши на площадке складирования и ее подачу наверх;

· крепление стропильных ног к стенам скрутками, освобождение панели от стропа, соединение стропильных ног с мауэрлатом, конь­ковым прогоном, стропильными ногами второго ската, кобылкой, обрешеткой и существующей или рядом смонтированной панелью;

· склеивание обрешетки, установку подкосов, затяжек, восстанов­ление кровли в пролетах деления на панели.

Рис. 10. Демонтаж крыши с наклонными стропилами

Линии деления крыши на панели; 2 — места перепиливания обрешетки; 3 — блок крыши; 4 — устройство для демонтажа крыши панелями; 5—швел­леры, по которым перемещается устройство; 6 выдвижной упор; 7 — верх­няя рама устройства; 8— мауэрлат; 9 — балка; 10 — коньковый прогон; И— второй скат крыши; 12 — многоветвевой строп; 13 — концы обрешетки; 14 —Кровля

Перестановка деревянных крыш с наклонными стропилами бло­ками по сравнению с традиционной технологией поэлементной раз­борки и устройства новой крыши намного экономичнее, так как при этом стоимость работ снижается в 4, а трудоемкость в 3 раза. Раз­мер блоков при висячих стропильных, состоящих из стропил, обре­шетки, кровли, определяются в зависимости от габаритов места скла­дирования, грузоподъемности подъемного крана, конфигурации крыши.

Во время проведения демонтажа деревянных крыш из висячих стропил и ферм (кроме перечисленных выше технологических опе­раций) дополнительно выполняют:

· освобождение опорных частей ферм и висячих стропил, отсоединяя их от мауэрлатов, каменных стен;

· перерезку гвоздей крепления обрешетки к стропильным ногам на линии деления крыши на блоки, которые состоят из ферм, висячих стропил двух скатов, а также перерезку обрешетки и кровли приводной ножовкой в пространстве между обрешеткой и стропильной ногой или верхним поясом фермы;

· разрезку стальных деталей крепления опорных узлов ферм и стропильных ног к подстропильному и опорному брусам, а также обрешетки по диагонали сечения на висячих стропилах и фермах;

· крепление обрешетки к ферме;

· сверление отверстий в скате или фронтоне для заводки балок нижней рамы траверсы;

· заведение под нижний пояс ферм или затяжку висячих стропил балки нижней рамы траверсы в местах опор узлов на стены рядом с подстропильным или опорным брусами и средней бал­кой около лежня при висячих стропилах;

· перемещение балки ниж­ней рамы по каткам из арматурной стали, уложенных на стенах в местах опор стропильных ног и узлов ферм: опускание поворот­ных крюков, закрепленных на балках траверсы для присоединения опорных узлов ферм и опор висячих стропил к траверсе;

· установку верхней рамы траверсы на конек крыши и соединение нижней рамы с верхними подвесками;

· крепление узла конька к средней балке верхней рамы траверсы путем опускания поворотных крюков, уста­новленных на средней балке.

При выполнении монтажа крыши из висячих стропил и ферм под нижний пояс ферм или под затяжку висячих стропил заводят балки , нижней рамы траверсы в местах их опорных узлов, перемещают балки нижней рамы по деревянным каткам, уложенным на грунт в местах складирования, опускают поворотные крюки, закрепленные на балках траверсы для присоединения опорных узлов ферм и опор ви­сячих стропил к траверсе (для отрыва узлов ферм и наклонных стропил от стен при подъеме устанавливают верхнюю раму с верх­ней подвеской), крепят узел конька к средней балке верхней рамы траверсы путем спускания поворотных крюков, установленных на средней балке верхней рамы. Затем поднимают блок крыши наверх и устанавливают на прежнее место, производят крепление узлов ферм и висячих стропил к подстропильным брускам, лежням, опор­ным частям узлов ферм, удаляют траверсы, соединяют обрешетку, восстанавливают кровлю в местах соединения обрешетки блоков крыши.

При перестановке блоков деревянных крыш с висячими стро­пильными ногами и фермами и монтаже после надстройки здания по сравнению с пооперационной разборкой и устройством новой крыши стоимость работ снижается в 7,8, а трудоемкость в 8 раз, сохраня­ются почти полностью строительные материалы для повторного ис­пользования.

Перестановка крыши из железобетонных стропил таврового се­чения, укладываемых при двухскатной кровле одним концом на на­ружную кирпичную стену, а другим на коньковый железобетонный прогон, расположенный на кирпичных столбах средней продольной стены здания, включает в себя демонтаж, перемещение и монтаж на новом месте.

1. Для обрешетки по железобетонным стропилам ис­пользуют деревянные бруски сечением 60X60 мм, уложенные по толевой ленте, предохраняющей их от гниения. Стропила имеют по­перечные сечения 280X60; 260X60 320X80 и 360X80 мм в зависи­мости от принятой длины; шаг расположения стропил — 2250 мм.

2. Демонтаж крыши из железобетонных стропил производят бло­ками, состоящим из двух-трех пар стропил, обрешетки, затяжек и кровли.

3. При производстве работ выполняют такие операции:

· про­водят линии деления на стропилах,

· разбирают кровлю (например, из асбестоцементных волнистых листов) на ширину одного листа в пролетах деления на блоки,

· перерезают гвозди чердачного пере­крытия,

· спускают листы на карниз лебедкой, перепиливают обрешет­ку скосом по диагонали на стропилах, освобождают стропила от креплений к стенам и железобетонному прогону,

· расширяют гнезда заделки концов стропил в стены,

· стропят блок крыши многоветвевым стропом за стропила,

· отрывают концы стропил от стен подъемным краном и опускают на место складирования.

4. Во время установки блоков крыши на место после надстройки здания эпоксидным клеем промазывают обрезанные концы обрешет­ки, стропят блок крыши на месте складирования и подают его на место монтажа.. Затем закрепляют стропила к стенам и коньковому прогону, освобождают блок крыши от стропов.

5. После окончания монтажа крыши производят заделку стыков стропил в пространстве между стеной и концами стропил бетоном, а также соединение и склеивание обрешетки в пролетах деления перекрытия на блоки.

6. Демонтаж крыши блоками следует производить в указанной по­следовательности, опускаясь сверху вниз таким образом, чтобы уда­ление одной части крыши не вызывало обрушения другой.

Во время производства работ по замене перекрытий разбирают дощатые и паркетные полы.

Ремонт деревянных элементов

Часто вполне пригодная для эксплуатации крыша тре­бует ремонта отдельных элементов.

1. Так, загнивший учас­ток опорного бруса вырезают и на его место укладывают новый из здоровой древесины. Брус сращивают с обрезан­ными концами посредством косой накладки или вполдерева. Врезанный брус надо изолировать от стены толем.

2. Повреж­денный гнилью нижний конец стропильной ноги усиливают одинарной или парными накладками, укладываемыми на ее боковые стороны (рис. II 1.5.1, а). Сечение накладок прини­мают равным сечению ноги; дощатые накладки крепят гвоз­дями, а накладки из пластин — болтами. Обособленный конец ноги может быть усилен подбалкой, устраиваемой внизу (рис. II 1.5.1, б). Крепление подбалки производят болтами. В более тяжелом случае, когда поврежден весь опорный узел, (нога и мауэрлат), усиление выполняют по­средством подведения под ногу подкоса (рис. III.5.1, в).

Рис. III.5.1. Способы укрепления стропильных ног:

Усиление и ремонт стропильных конструкций

Для того чтобы увеличить несущие способности стропильных ног во всех видах стропильных систем, необходимо провести усиление стропил. Для этого используют установку разгружающих балок, или, как их еще называют, подмог, и двухсторонних накладок и подкосов.

Основные виды крыш. Для всех типов крыш своя стропильная система.

Как показала практика, стропила, подобранные по прочностным характеристикам, не всегда подтверждаются расчетами на прогиб по СНиПу «Нагрузки и воздействия», и поэтому приходится увеличивать площадь их поперечного сечения. Провести усиление стропильных ног очень просто: достаточно включить дополнительную деревянную балку — подмогу. Подмога крепится к нижнему поясу стропильной ноги в пролете между мауэрлатом и подстропильной ногой. Усиление стропил крепится металлическими зубчатыми пластинами или болтовыми хомутами.

В неразрезной стропильной ноге есть и другой опасный узел — опирание на подкос.

Простой пример: если поломать палку через колено, то получается, что в этом случае колено и есть подкос. Поэтому в этом месте возникает самый большой изгибающий момент. Так как прогиба в этом узле быть не может, увеличить сечение вдоль всей стропильной ноги можно при помощи усиливающих двухсторонних дощатых накладок. Иными словами, нужно увеличить ее ширину, а не высоту. Размеры накладок выбираются исходя из необходимого сечения, которое определяется расчетами на максимальный изгибающий момент.

Накладки крепятся болтами, болтовыми хомутами или обычными гвоздями. Если стропильная нога уже усилена подмогой, то ее нужно просто сделать длиннее и вывести за край опирания на подкос. В этом случае мы решаем две задачи: достигаем удовлетворяющих нас показателей прогиба в пролете и усиливаем опорный узел.

Иногда при реконструкции необходимо выбрать более крутой скат кровли. В этом случае старые и новые элементы стропил сращиваются при помощи дощато-гвоздевой перекрестной стенки. При этом новые стропила могут быть установлены как ниже, так и выше старых стропил. Ферма, образованная в результате этих действий, обеспечивает повышенную жесткость стропильных конструкций и новый уклон. Этот метод позволяет не демонтировать существующую стропильную конструкцию, что позволяет значительно ускорить работы, но он и не увеличивает подкрышное пространство. Если это делать под устройство мансарды, то следует знать, что объем чердака не увеличится.

Перечень необходимых инструментов и материалов:

Виды стропильных систем крыш.

  • топор;
  • молоток;
  • гвоздодер;
  • ножовка по дереву или ручная циркуляционная пила;
  • угольник;
  • строительный уровень;
  • карандаш;
  • рулетка;
  • дрель;
  • сверла d=4-10 мм;
  • брус (сечение такое же, как у существующих стропил);
  • доска 25-40 мм (определяется расчетами);
  • крепежный материал: гвозди, скобы, хомуты, саморезы.

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.

Способы восстановления и усиления поврежденных конструкций

Существует несколько способов усиления и восстановления поврежденных конструкций:

Схема усиления стропил накладками.

  1. Установка деревянных накладок. Они используются при повреждении одиночных стропильных ног. Деревянные накладки закрепляются при помощи гвоздей или болтов. Таким образом, с их помощью производится усиление поврежденного участка крыши. Накладки должны опираться на мауэрлат всем торцом и крепятся к нему при помощи проволочной скрутки.
  2. Установка прутковых протезов. Этот метод используется при массовом повреждении стропильных конструкций. Вначале при помощи временных опор закрепляют поврежденную стропильную ногу. После этого разбирают покрытие и выпиливают прогнившую часть стропильной ноги. Затем подготавливается точно такой же элемент из нового бруса (так называемый «протез»), который вставляется на место сгнившего и опирается на мауэрлат.
  3. Применение накладок, опирающихся на балку. Этот способ подойдет при замене сгнившего участка конца стропильной ноги или участка мауэрлата. Участки сгнивших конструкций вырезают, предварительно укрепив стропильную ногу временными опорами, и на забитые в кладку костыли укладывают балку длиной около 1 метра. Затем на перекрытие или стену укладывают такой же длины кусок лежня. После этого закрепленные гвоздями с обеих сторон стропильной ноги два подкоса упирают в новую балку.

Вентиляция чердачного помещения

Усиление стропильной системы — важная, но не единственная часть реконструкции кровли. Для ее длительной эксплуатации на чердаке должен быть достаточный воздухообмен. При недостаточном воздухообмене на чердаке, при загнивании древесины и развитии грибковых спор на деревянных конструкциях крыши необходимо провести мероприятие по восстановлению вентиляции. В чердачном помещении дополнительно устраивают продухи и слуховые окна. Соотношение площади поперечного сечения к площади чердачного перекрытия должно составлять 1:300 — 1:500.

Необходимо также выяснить, какова температура воздуха на верхней границе утеплителя (при любой отрицательной наружной температуре воздуха она не должна превышать 2°С), изучить характер движения воздуха. Слежавшийся утеплитель, примерно раз в пять лет, необходимо разрыхлять. При толщине наружных стен до 1 метра, его фактическую толщину лучше увеличить на 50%, так как с течением времени его теплоизоляционные свойства ухудшаются. Ширина продухов должна находиться в пределах 2 — 2,5 см. Также необходимо проверить и восстановить, если это нужно, пароизоляцию под слоем утеплителя.

Виды деревянных ферм

Подобные конструкции могут использоваться не только при строительстве крыш, раньше, например, они использовались при строительстве мостов. Но, учитывая восприимчивость дерева к влаге и воздействию насекомых (несмотря на все защитные пропитки), в последнее время они используются главным образом именно для устройства крыши, или в качестве перекрытий между этажами в частном строительстве.

Что же касается классификации, то по назначению можно выделить:

  • деревянные стропильные фермы – их можно собрать на земле, а потом просто поднять и закрепить на уже почти готовом доме. Это очень удобно и сокращает время строительства;
  • фермы-перекрытия – в этом случае они используются в роли перекрытия между этажами.

На фото – заготовки для перекрытия

Есть определенные отличие и в форме конструкции, можно выделить такие типы как:

  • с параллельными поясами – используются для устройства перекрытия между этажами;

Обратите внимание! Этот тип может использоваться и при сооружении крыши с небольшим уклоном.

  • треугольные – при строительстве частных домов каркас крыши состоит из нескольких треугольных ферм, соединенных поверху деревянным брусом;
  • прямоугольные фермы могут использоваться для устройства крыши с небольшим уклоном;
  • возможны варианты с трапециевидным очертанием, а также с искривленным верхним поясом.

На схеме представлены разные варианты очертания верхнего пояса

Как правило, ферма из дерева изготавливается либо из деревянного бруса, либо из достаточно широких досок (если нагрузка будет главным образом вертикальной).

Но возможны и другие варианты:

  • при необходимости восприятия больших нагрузок могут использоваться комбинированные конструкции. В них, например, нижний пояс может быть изготовлен из стали, а остальные элементы – быть деревянными. Это позволит максимально снизить вес, а металл без проблем выдержит эксплуатационную нагрузку;
  • встречаются и фермы, изготовленные из фанерных труб. Главным преимуществом такого вида можно считать малый вес (даже по сравнению с аналогом из бруса или доски). Небольшая цена также может считаться преимуществом. Конечно, прочность таких сооружений несколько меньше, чем у аналогов, изготовленных из толстых брусьев, поэтому и используют их главным образом не в качестве несущих конструкций;

Схема узла из фанерных труб

  • фермы, в которых сочетается стеклопластик и дерево можно считать экзотикой, но они существуют. Стеклопластик довольно прочный, к тому же обладает малым весом, так что конструкция получается довольно прочной и легкой;
  • но чаще всего встречаются обычные конструкции, изготовленные из цельного либо клееного бруса, а также досок.

Подробнее о деревянных фермах

Человеку, далекому от строительства, использование ферм из дерева может показаться нелогичным – к чему тратить время на сборку такой конструкции, если можно просто перекрыть пролет деревянной балкой (читайте также статью «Деревянные панели для стен: выбор и установка»).

На самом деле – это не больше чем заблуждение и эти конструкции в некоторых случаях просто незаменимы. Например, балка пролетом 12 м только под действием собственного веса даст немалый прогиб и не может использоваться без дополнительных опор.

Преимущества и недостатки использования ферм из пиломатериалов

Использование подобных конструкций имеет ряд преимуществ:

  • можно без труда перекрывать большие пролеты без установки дополнительных опор. Никакая балка не сможет составить им конкуренцию при пролете в несколько десятков метров;

Длина этой конструкции превышает 30 метров

  • благодаря жесткости и невысокому весу их сборку можно организовать на земле, а потом уже доставлять на место установки;
  • по сравнению с балками деформации намного меньше, прогибы настолько малы, что это никак не сказывается на состоянии потолков нижних этажей в случаях, когда используются деревянные перекрытия фермы;
  • в просветах между элементами можно спрятать коммуникации, что положительно повлияет на интерьер помещения;
  • при должной сноровке такие конструкции можно использовать и как элемент дизайна.

Конечно, не обошлось и без недостатков:

  • по сравнению с балками толщина ферм все-таки намного больше, соответственно и толщина перекрытий между этажами велика;
  • покупные конструкции стоят немало;
  • если попытаться изготовить такую конструкцию самостоятельно, то особое внимание придется уделять узлам и качеству сборки в целом. Желательно, чтобы даже простенькая деревянная ферма 8 метров должна быть собрана идеально, без зазоров и щелей.

Узлы ферм

Узлы деревянных ферм – места соединения 2 и более элементов, именно его можно считать слабым местом всей конструкции. При небрежной сборке, некачественном соединении о жесткости конструкции можно забыть.

Соединение отдельных элементов в одно целое может выполняться несколькими способами, рассмотрим простейшую стропильную ферму:

  • в коньковом узле стропила соединяются вполдерева и закрепляются болтами. Допускается использование металлических либо деревянных накладок для большей жесткости;

Коньковый и опорный узлы

  • для жесткости необходима затяжка, соединяющая оба стропильных бруса. В этом случае в стропилах делается паз по размеру затяжки, и она фиксируется болтами;
  • деревянная ферма 6 метров и большей длины (до 12) требует установки дополнительных связей (вертикальных и наклонных брусков) для обеспечения жесткости. Схема соединения будет выглядеть так – в вертикальной связи делаются небольшие пазы, в которые упираются наклонные связи. Дополнительно узел укрепляется металлической пластиной;
  • также конструкция фермы крыши из дерева потребует надежного соединения со стеной. Самый простой способ сделать это – просто уложить деревянные брусья на стену и установить стропила в пазы, закрепив болтами.

На схеме – различные варианты стропильных ферм

Обратите внимание! Возможны варианты опорного узла с использованием потолочных балок, в таком случае они будут выполнять еще и роль затяжки. Правда, конструкция узла несколько усложнится.

Конструкции с параллельными поясами создаются, как правило с использованием специальных металлических пластин. Такие пластины для соединения деревянных ферм с одной стороны имеют ряд зубцов, которые надежно фиксируют узел.

Схема крепления с использованием потолочной балки

Самодельные фермы из дерева

Классификация конструкции и расчет деревянных ферм – это скорее забота специализированных организаций. Когда возникает необходимость в ее постройке своими силами, то чаще всего просто пользуются готовыми чертежами, тем более, что частные дома, как правило строятся типовыми.

Чаще всего фермы в частном строительстве используются при строительстве крыши. В этом случае можно посоветовать классическую конструкцию в виде треугольника с затяжкой, расположенной посередине либо внизу.

Точнее говоря, понадобится не 1, а несколько одинаковых конструкций, собрать которые можно на земле своими руками, а потом уже поднять наверх. Причем понадобится минимум инструментов – пила, молоток, накладки для узлов, болты либо гвозди.

Металлическая пластины для узлов

Обратите внимание! Исключением можно считать крыши сложной конфигурации с обилием скатов. В этом случае понадобится индивидуальный подход и лучше обратиться в проектную организацию.

В случае с такой крышей лучше не заниматься самодеятельностью

В принципе можно изготовить и перекрытия своими руками. Достаточно знать простейшую зависимость – для поясов опасное сечение находится в середине пролета, а для наклонных связей – у опор. Некоторые сложности может представлять точная разметка и обрезка брусков и досок, но это проблема решаемая.

В завершение

Фермы из дерева позволяют значительно расширить область применения пиломатериалов. Если обычные балки вряд ли получится использовать для перекрытия больших пролетов, то фермы такого недостатка лишены. Важно и то, что при небольшой сноровке изготовить такую конструкцию можно своими силами (см.также статью «Как в домашних условиях сделать состаренное дерево»).

На видео в этой статье показана сборка и установка стропильных ферм.

Усиление стропильных конструкций может потребоваться в тех случаях, когда еще на стадии проектирования или строительства сооружения были допущены ошибки. Неправильно рассчитанные нагрузки или свойства материала могут привести к частичной деформации крыши, а то и к ее полному разрушению. В этом случае усиление стропил становится остро необходимой процедурой, которая может спасти ваш дом.

Способы усиления стропильной системы.

Стропила, являющиеся основой любой крыши, необходимо периодически проверять на наличие каких-либо дефектов или повреждений, образовавшихся при эксплуатации крыши. В случае обнаружения таковых, необходимо усилить и укрепить стропильную систему дома, гаража, сарая, бани или иных построек. Ошибки при монтаже и расчетах могут возникнуть при любом типе стропильных систем, поэтому домашним мастерам необходимо умение по усилению стропил для каждой из них.

Усиление стропильных ног

Устройство стропильной системы.

Усиление стропил может проводиться несколькими способами, подробно основные из них будут рассмотрены ниже. Эти способы могут применяться как по отдельности, так и в своей совокупности. В каждом конкретном случае домовладельцы сами должны решить данный вопрос. Но лучше всего не экономить и учесть, что разрушение крыши над тем же гаражом может повредить автомобиль и причинить существенный материальный ущерб, не говоря уже об опасности деформации конструкции крыши дома.

Итак, усиление несущих функций осуществляется с помощью:

  • «подмог», балок, которые принимают на себя часть нагрузок, приходящихся на конструкцию стропил;
  • установки подкосов;
  • двусторонних накладок.

Подмоги устанавливаются в тех случаях, когда были проведены неверные расчеты нагрузок на стропила, и в итоге требуется увеличение поперечного сечения балок, удерживающих конструкцию всей крыши. Провести такое усиление довольно легко, для этого нужно эту дополнительную балку установить и закрепить между мауэрлатом и подстропильной ногой. Крепится она либо болтовыми хомутами, либо специальными стальными пластинам с зубцами.

Основные виды стропильных систем.

Место наложения стропильной ноги на подкос также требует особого внимания домовладельца, так как именно в этом месте возникает максимальное давление на изгиб. В качестве наглядности вспомните, как вы в детстве ломали через колено палку, именно роль колена и выполняет подкос. Чтобы уменьшить нагрузку и риск деформации неразрезных стропил в том месте, где они опираются на подкос, советуем увеличить сечение бруса за счет обшивки его накладками из досок. Толщина накладок зависит от расчета необходимого сечения для конструкции при планируемых нагрузках на изгиб. Соединяются стропила с усиливающими накладками с помощью различных крепежных элементов, но чаще гвоздями или специальными болтами. Если при этом длину подмоги продлить за точку опоры, то можно увеличить не только прочность балки, но и весь соединительный узел.

Иногда в проекте может быть ошибка в определении угла ската крыши, и эксплуатация выявляет этот просчет. Например, при недостаточно крутом скате скапливается снег, который может повредить крышу. В этом случае появляется необходимость привнести некоторые изменения в конструкции стропил. Для этого к старым элементам с помощью дощатых стенок и гвоздей прикрепляют новые части стропил, благодаря чему новообразованные фермы становятся более жесткими и меняют уклон крыши в нужную сторону.

Данный способ позволит вам внести изменения в стропильные конструкции и при этом не разбирать всю крышу заново, правда, и особых изменений в подкрышное пространство внести не удастся, так как ни увеличить, ни как-то конфигурировать его не получится.

Укрепление нижних частей стропил

Схема усиления стропил накладками.

Стропильная конструкция крыши у любого строения наиболее уязвима в своей нижней части, именно там она чаще всего и требует усиления — это низ стропильных ног и брус мауэрлата. Причиной этой уязвимости является то, что именно в зоне контакта дерева и кирпичной кладки чаще всего образуется конденсат и происходит попадание влаги в случае нарушения целостности кровли. Еще одной причиной является использование некачественной древесины, которая была либо сырой, либо просушена с нарушением технологий. Все это приводит к образованию гнилостных процессов в древесине и ее разрушению. Поэтому при строительстве важно уделить внимание выбору качественного материала и обеспечить надежную гидро- и пароизоляцию. Отсутствие или неправильное функционирование вентиляционных продухов также может стать причиной скопления влаги и разрушения древесины.

Для усиления каркаса крыши в этом случае используют подкосы. Они крепятся к нижней оконечности стропильной ноги и упираются мауэрлат или лежень. Число таких дополнительных подкосов зависит от вашей ситуации. Для придания дополнительной устойчивости подкосы крепятся немного под наклоном, то есть нижняя их часть чуть раздается в стороны. Именно упор в лежень позволит снять воздействие изгибающей деформации на пролет стропил в этой части.

Укрепление подгнивших частей системы стропил

Схема усиления стропил дополнительными подкосами.

Если все же не удалось уберечься от разрушительного воздействия гнили на древесину, можно попробовать укрепить поврежденные участки стропил или мауэрлата вашего дома или гаража. Если речь идет об одном случае повреждения стропил, то можно обойтись деревянными дощатыми накладками. Крепятся они гвоздями или болтами, при этом своей нижней частью доски накладки должны упираться в мауэрлат, для обеспечения дополнительной надежности фиксации, при этом накладки в этом месте лучше прикрепить к мауэрлату с помощью стальной проволоки.

Но если речь уже идет о массовом повреждении стропил, когда деформация или гниль обнаруживается на многих стропилах, то необходимо применить специальную систему протезов. Данные протезы делаются из стальных прутьев и крепятся на неповрежденный участок конструкции, в то время как деформированная часть попросту удаляется. Для данной операции необходимо зафиксировать стропило специальными временными подставками и удалить поврежденную часть (для этого придется разобрать часть кровли). Затем следует вырезать аналогичного размера протез из такого же дерева и установить его на место удаленного участка, нижней своей частью он должен упираться в мауэрлат. Стальные прутья протеза обеспечивают дополнительную фиксацию всей конструкции.

Если укрепления с частичной заменой требует не нога стропила, а мауэрлат, то необходимо провести следующие манипуляции:

  • фиксируются временными подпорками стропила каркаса крыши;
  • прогнивший участок мауэрлата вырезается и удаляется;
  • в кладку вбиваются стальные костыли, на которые укладывается брус нужного сечения, длиной не менее одного метра;
  • на перекрытие устанавливают кусок лежня длиной равной брусу;
  • затем нога стропила фиксируется с двух сторон подкосами, которые опираются на только что установленную балку.

Некоторые советы по укреплению

Работы по усилению стропил любой крыши — это целый комплекс работ, в который входят различные операции по исправлению деформации и разрушения самих деревянных элементов либо места их скрепления.

Узлы крепления стропильной системы.

Деформации чаще всего выражаются через искривление и образование трещин в брусьях и досках стропил и других деревянных элементов крыши, но иногда вмешательство требуется и когда необходимо исправить некачественное скрепление между собой частей системы.

В последнем случае стоит обратить внимание на ключевые места соединения. Прежде всего, убедитесь в надлежащей фиксации стропил и конка вашей крыши, в этом узле очень часто возникают проблемы при недостаточной внимательности при монтаже.

При исправлении дефектов необходимо добиться максимально плотной стыковки стропил и конькового бруса, в этом может помочь использование специального домкрата. Для качественного укрепления данного узла используют различные методики. Крепится данный узел с помощью либо специальной стальной полосы с перфорированными отверстиями, либо различных деревянных дощатых накладок, либо насаживая стропила на стальной крепежный болт. В каждом из этих способов можно выделить несколько вариантов, например, деревянные накладки могут крепиться как выше, так и ниже конькового бруса, существует и несколько разновидностей металлических пластин для надежной фиксации стропил и накладок.

Есть некоторые секреты и при исправлении прогиба стропил. Для этого на внутренней стороне балок надежно крепятся специальные деревянные упоры, после чего с помощью домкрата стропила выпрямляются, и между ними поочередно вставляются прочные перемычки-распорки. Такая система поможет противостоять внешнему давлению на крышу и стропила и остановить деформацию последних.

При укреплении ног стропил через наращивание брусом необходимо правильно подобрать его параметры. По ширине он должен быть либо равным стропилу, либо чуть шире. Для удобства монтажа брус крепят саморезами к стропильной балке, а затем проделывают насквозь отверстия через оба элемента, после чего насаживают всю конструкцию на специальные стальные болты или шпильки.

Эти отверстия лучше сверлить в шахматном порядке, что увеличивает сопротивляемость конструкции нагрузкам при деформации на изгиб. Диаметр сверла и крепежных шпилек должен быть равным. Крепеж выполняется стальными шпильками самоконтрящимися гайками и шайбами. Такая конструкция не только проста в монтаже, но и надежна в эксплуатации. Она не разболтается и продержится столько, сколько выдержит древесина.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *