Что такое подстропильная балка

Что такое подстропильная балка

В покрытиях зданий (рис. 13) не­сущими элементами служат балки и фермы, укладываемые поперек или вдоль здания.

Несущая конструкция покрытий могут быть:

1)По характеру работы

— деревянные (клееная древесина)

-смешенные конструкций, комбинированные

Применяют в качестве несущих элементов покрытий балки и фермы используя бетон класса В15/40, С16/20, С40/50 и предварительно напряжённую арматуру. Могут располагаться вдоль и поперёк здания.

3)По характеру укладки

— стропильные покрытия (если они перекрывают пролет, поддерживают опертые на них конструкции покрытия)

— подстропильные покрытия (опирают на колонны с шагом 12 – 18м в продольном направлении, а на них опирают стропильные фермы или балки с шагом 6м).

Рисунок 13. Несущие элементы покрытий

а — из стропильных и подстропильных балок; б — из стропильных и подстропильных ферм; 1 — колонны;

2 — подстропильные балки; 3 — стро­пильные балки; 4 — подстропильные фермы; 5 — стропильные фермы

Стропильные балки изготовляют из бетона марки 300—500 и пере­крывают пролеты 6, 9, 12 и 18 м (при шаге колонн 6 м). Название балок зависит от очертания верхне­го пояса.

1)Односкатные (Рис 14, а, б) – для однопролётных зданий и пристроек. Пролёты 6, 9, 12м. Могут иметь тавровое сечение с утолщением на опорах и с толщиной стенки 100 мм и двутаврового сечения с предварительно напряженной арматурой. Высота от 600 до 1,20м.

2)Двускатные балки предназначены для зданий со скатной кровлей или с «ломаным покрытием». Для пролётов 6 и 9 м применяют балки (Рис 14, в) таврового сечения с утолщением на опоре и с толщиной стенки 100мм.

Для 12-18- метровых пролётов предназначаются балки (Рис 14, г) двутаврового сечения с вертикальной стенкой толщиной 80 мм и с предварительно напряженной арматурой.

Рисунок 14. Железобетонные стропильные балки

а – односкатная таврового сечения; б – односкатная двутаврового сечения; в – двускатная (пролетом 6 -9 м);

г – двускатная (пролетом 12-18 м); д – решётчатая (пролётом 12-18 м); е – с параллельными поясами;

1 — опорный стальной лист; 2 – закладные детали.

3)Решетчатые балки (рис. 14,д) имеют прямоугольное сечение с от­верстиями для пропуска труб, элект­рокабеля и др.

4)Балки с параллельными поясами (рис. 14,е) используют для зданий с плоской кровлей. Они имеют дву­тавровое сечение с утолщением в опорных узлах и толщиной верти­кальной стенки 80 мм.

На верхней полке стропильных балок через 1,5м располагаются закладные детали для крепления покрытия. На ниж­ней полке и стенке балки закладные элементы служат для крепления пу­тей подвесного транспорта

Фермы. Стропильные и подстропильные.

Применяются для пролётов 18, 24, 30, 36м. Изготавливают из бетона класса В25, В40, и предварительно напряжённой арматурой. Более эффективны чем балки.

Фермы различают по виду решётки и очертанию верхнего пояса.

а, б — стропильные сегментные раскосные; в — стропильная арочная безраскосная;

г — стропиль­ная безраскосная с рожками для устройства плоских покрытий;

д — стропильная с параллельными поясами; е — подстропильная для скатных покрытий;

ж — подстропильная для плоских покрытий

1)Раскосные сигментные фермы (рис. 15,а, б) – предназначены для скатных покрытий с фонарями и без фонарей. Сечения верхнего и ниж­него пояса прямоугольные.

Для пролётов l=18,24,30м

2)Прочные без раскосные фермы (рис. 15,в, г)используют для устройства скатных кровель.

Разновидность с « выступающими рожками» для плоских покрытий.

Пролёты 18, 24, 30м.

3)Фермы с параллельными поясами (рис. 15,д) – предназначены для плоских бес фонарных покрытий.

4)Трапецеидальная (полигональная) – для скатных покрытий.

Пролёты 18, 24,30 м.

Плиты опираются на фермы в узлах стоек и раскосов, межферменное пространство используется для пропуска коммуникаций. Крепят фермы аналогично к стропильным балкам анкерными болтами и сваркой.

2)Подстропильные фермы (рис 15,е, ж) используют при шаге стропильных ферм и балок 6м и шаге колонн средних рядов 12м. Укладывают вдоль продольного ряда колонн с шагом 12м. Используют для опирания стропильных балок. Стойки на концах фермы служат опорами для укладки крайних плит покрытия.Длинна 12м. Есть с выступающими «рожками» по концам для опирания плит покрытия.

ТИПЫ КОЛОНН. ПОДКРАНОВЫЕ И ОБВЯЗОЧНЫЕ БАЛКИ

Колонна — вертикальные несущие элементы железобетонного каркаса называют колоннами. Их изготовляют из бето­нов марки 300-600. По расположе­нию в здании колонны подразделя­ют на крайние и средние.

Колонны постоянного сечения (рис. 32,а, б) предназначены для бескрановых зданий, а также для зданий с подвесными кранами, имеющих высоту этажа до 9,6 м, пролеты до 24 м, шаг 6 м. Колонны среднего ряда (сечение 400×400 мм) имеют уширенный оголовок для опирания конструкций покрытия.

Колонны, имеющие консоли (рис. 32,в, г), применяют в зданиях высотой этажа до 10,8 м, с пролета­ми 18 и 24 ч, при шаге 6-12 м, обо­рудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 т. В таких колоннах различают нижнюю (под­крановую) и верхнюю (надкрановую) части. Поперечное сечение ко­лонн прямоугольное или двутавровое. Последнее решение экономично по расходу бетона и массе, однако усложняется технология изготовле­ния конструкции.

Двухветвевые колонны (рис. 32, д, е) применяют в зданиях с высотой этажа 10,8-18 м, пролетом 18-30 м и шагом 6-12 м. В таких зда­ниях устанавливают мостовые «кра­ны грузоподъемностью до 50 т.

Сваи-колонны (рис. 32,ж, и) це­лые или составные используют при возведении акладских и других легких производственных зданий. Це­лые сваи-колонны длиной до 6 м и сечением 300х300 мм погружают в грунт на глубину не менее 2 м. Точ­ность забивки свай контролируют геодевическими инструментами.

Читайте также:  Собачья будка на колесах

Составные сваи-колонны имеют в уровне пола цилиндрическую насад­ку. Такая насадка облегчает задел­ку конца колонны в полость трубча­той сваи.

Нижние концы колонн (на глу­бину 0,85-1,2 м) заделываются в стакан фундамента. Высота колонн (среднего ряда при опирании под­стропильных конструкций) уменьша­ется на 700 мм. Для сопряжения с другими конструктивными элемен­тами предусмотрены закладные де­тали.

Тип колонн для определенного вида здания выбирают по каталогам индустриальных изделий в зависи­мости от грузоподъемности крана, величины пролета, шага колонн, высоты здания, нагрузки от покры­тия и т. д.

Железобетонные подкрановые балки предназначены для зданий с мостовыми кранами грузоподъем­ность 10, 20 и 30 т. Их изготовля­ют из бетонов марки 300-500 и укладывают на консоли или высту­пы колонн. Подкрановые балки с уложенными по ним рельсами обра­зуют пути для движения мостовых кранов и, выполняя роль продоль­ных связей, повышают пространст­венную жесткость каркаса.

Балки таврового сечения (рис. 33,а) с утолщенной стенкой на опо­ре имеют высоту 800 или 1000 мм и применяются при шаге колонн 6 м; балки двутаврового сечения (рис. 33,6) высотой 1400 мм используются при шаге колонн 12 м. Стальные трубки в верхней полке балок пред­назначены для пропуска болтов крепления кранового пути, отвер­стия в стенке — для навески токоподводящих проводов.

Опоры подкрановых балок (рис. 33,в) в торцах здания и у деформа­ционных швов на 500 мм смещены внутрь пролета.

Рано или поздно перед вами станет вопрос, какую стропильную ферму строить для вашего деревянного дома из сруба. В этой статье вы познакомитесь с некоторыми разновидностями и решите, подойдут они под ваши требования или нет.

Наслонные стропила своими концами распирают стены здания, а средней частью опираются на опоры. В рубленых домах стропильные ноги опираются на верхние венцы. Такие крыши устанавливают на домах с внутренней несущей стеной или столбчатыми промежуточными опорами. Наслонные стропила устраивают в том случае, если расстояние пролетов не превышает 6 м. Наличие опоры в виде внутренней стены позволяет увеличить ширину пролета, перекрываемую наслонными стропилами до 10 м, а двух внутренних опор — до 14 м. Рассмотрим три схемы устройства наслонных стропильных систем:

Стропила без подкосов. Безраспорные и распорные наслонные стропила

Односкатные крыши с пролетом до 5 м и двухскатные крыши с пролетом около 9 м можно устраивать таким образом, что стропила опираются на две опоры без других дополнительных упоров (рис.). Стропильные ноги всей конструкции могут при различном подходе передавать распор на стену или не передавать распор. Рассмотрим ниже виды наслонных стропил.

Безраспорные наслонные стропила

Безраспорные наслонные стропила представляют собой конструкцию, при устройстве которой стропильная нога работает на изгиб и не передает горизонтально-распирающего давления на стены. Существует всего три варианта установки наслонных стропил, которые решают вопрос происхождения опасных нагрузок на стены здания:

  1. Стропило упирается в мауэрлат или подшивается опорным брусочком, крепится врубкой зубом, страхуется дополнительно узел хомутами, прикрепленными к стене или проволокой (рис.). Врубка стропильной ноги в верхней ее части глубиной должна быть не более, а = 0,25h, длину площадки опирания делают не больше высоты сечения стропильной ноги (h). Площадку опирания стропила в практике рекомендуют скашивать, для того, чтобы ничего не препятствовало изгибу стропильной ноги. Следовательно, если не скашивать подрезку, то запил боковой щекой упрется в прогон и получится распорная стропильная система. Не меньше двум глубинам а должна соответствовать длина скошенной площадки. Бывает, что подрезку стропила в верхней части сделать невозможно, то ногу подшивают обрезком бруска, прикрепленным с обеих сторон деревянными досками гвоздевым прибоем или монтажными пластинами. Верхи стропильных ног укладывают на коньковый прогон (при возведении двухскатной крыши) и крепятся по типу скользящей опоры, как например, горизонтальная врубка, не скрепляясь со встречным стропилом. В данном примере двухскатную крышу считаем за две односкатные, просто примкнутые друг к другу высокими сторонами. Существует в рассматриваемом возведении крыши условие, которое обязывает горизонтально делать прибоины подшивки верха стропилин или верхней опорной врубки. В случае не выполнения обязательного условия, стропило при измененной схеме опирания на прогон, показывает распор. В практике почти не применяют данную схему для двухскатных крыш, потому что малейшая неточность в выполнении узлового крепления безраспорная схема превращается в распорную. Еще один недостаток выявляется в раскрывании конькового узла при прогибе стропильных ног под большой нагрузкой, потому что распор на мауэрлате отсутствует. Хотя парадокс состоит в том, что наслонные стропила в нижней части имеют упор, но система не показывает горизонтального распора. Чаще всего данную схему безраспорных наслонных стропил используют для возведения односкатных крыш.
  2. Второй и самый практикуемый метод устройства стропил на двухскатных крышах производится вот как: низы стропильных ног крепятся приемом подвижного соединения (рис.), по типу ползуна, к мауэрлату, а можно и штучным бруском. Достаточно для нижнего укрепления ноги вбить один гвоздь сверху или поставить стальную гибкую пластину, чтобы не превращать ползун в шарнир и получить распор на мауэрлат. Верхние концы стропил, которые уложены на коньковый прогон, закрепляются деревянными пробоинами друг с другом или каждое стропило с прогоном.
  3. В третьем способе крепления стропил отличие от второго в жестком закреплении стропильных ног и прогона в едином узле, методом гвоздевого боя с двух сторон деревянных брусков и дощечек параллельно коньковому брусу (рис.). За счет такого жесткого крепления стропильных ног к коньку, в балке появляется изгибающее напряжение, которое может ее разрушить, в то же время стропильные ноги несут меньший прогиб. Получаем большую несущую способность стропильных ног благодаря такому устройству конькового узла. Такой узел изготовить на практике достаточно трудно, поэтому все формулы для внутренних пролетов стропил на определение прогиба и изгибающего момента принимают как для однопролетных обыкновенных балок. Формулы указаны на рисунке.
Читайте также:  Как устроен патрон дрели

Каждый вариант установки наслонных стропил предполагает правильно подобрать крепежи, которые будут препятствовать или позволять движению стропила в опоре. Три варианты установки несут в себе одно правило, при котором один конец стропильного бруса устанавливается по типу ползуна, а второй конец на шарнире, который допускает только поворот.

Расчет прочности наслонных стропил производится стандартной расчетной схемой, которая предполагает равномерную нагрузку на все плоскости крыши. Поскольку равномерного давления на скаты крыши не бывает практически никогда, поэтому, для удачного применения трех вышеуказанных вариантов, остается лишь условие жестко закрепить коньковый прогон от горизонтального смещения. Это произвести можно путем ввода концов балки во фронтальные стены или подпереть накосными стропилами.

Первый рассмотренный вариант хорошо сохраняет неравномерную нагрузку на скаты крыши, при абсолютной вертикальной установке стоек, что удерживают коньковый прогон от сдвига в сторону. В третьем и втором варианте крыша может пытаться съехать в сторону большей нагрузки. Эти условия следует учесть при возведении щипцовой крыши, и где прогоны не опираются концами на стены фронтонов, а только на стойки (рис.).

Во избежание потери устойчивости стропильной системы вводят дополнительный элемент – схватку (рис.). Устанавливают схватку на высоте около 2 м от перекрытия, но чем ниже она установлена, тем практичнее служит. Данный элемент обладает несколькими функциями. Например, в безраспорных стропильных системах, если нет никакой нагрузки на скаты крыши, то она не выполняет никакой функции. При появлении на скаты крыши небольшой равномерной нагрузки, то схватка работает на сжатие. Работу на растяжение ей может дать только аварийное положение, например, просадка фундамента здания или прогиб коньковой балки. Желательно, все пересечения схватки со стойками, которые поддерживают коньковую балку, скрепить методом гвоздевого боя.

Наиболее устойчивой конструкцией при всех сочетаниях нагрузок можно сделать во втором и третьем вариантах, если нижние узлы ползунов заменить другие конструктивные типы ползунов с выносом концов стропил за стены (рис.). Можно рассмотреть другой вариант для повышения устойчивости системы – если жестко закрепить низы стропил поддерживающих коньковый прогон, превратить нижний узел крепления в узел с жестким защемлением (рис.).

При возведении стропильной системы, схватку принимают таким же размером, как и стропила, но можно использовать схватку и с меньшим сечением. Сечение схваток принимают конструктивно, поскольку в них развивается небольшое напряжение. Схватки устанавливают с обеих сторон или с одной стропильной ноги и крепят болтами или гвоздями (рис.). Если схватка крепится гвоздевым боем, то ослабления в древесине стропильной ноги не происходит, но следует произвести расчет по количеству забиваемых гвоздей. Другими словами, в расчеты соединения схватки со стропилом гвоздями вводят распор (Н). В случае прикручивания схватки к стропилу болтом, то несущая способность древесины уменьшается с помощью коэффициента 0,8, по причине проделанных в балке отверстий под болты.

Устраиваются еще и добавочные опоры, например, подкосы, ригели или прогоны, для обеспечения противоаварийной устойчивости. Однако, безраспорная стропильная система достаточно устойчива, если у конькового прогона не появляется возможность смещаться по горизонтали, чего можно избежать, жестко его закрепив.

Распорные наслонные стропила

Распорные наслонные стропила – такое устройство системы, при котором, давления, что действуют на стропила, передаются на стены здания. Вот если взять все три вышерассмотренных способа устройства безраспорных наслонных стропил, и в каждом из трех случаев крепеж стропильных ног сменить на жесткое крепление, т.е. крепления по типу ползуна обратить в неподвижные соединения стропильных ног с мауэрлатом или брусьями. В данном случае вся система получает напряжение, которое будет проявляться в распирающем давлении на стены дома.

Закрепить стропила, например, в первом варианте схемы можно, таким образом: верхние концы стропильных ног, которые опираются на коньковый пролет, сшить гвоздевым боем или болтами и получим шарнирную опору. Основательно расчетные схемы стропильных систем не меняются (рис.). Внутренние напряжения системы изгиба и сжатия прежние, но появляется распор в нижних опорах стропил равный H = (qL/2)?ctg µ. Распор в верхних узлах стропил гасится направленным противоположно распором от конца других стропильных ног. Можно проверить на смятие древесины концы стропильных ног, которые уперты друг в друга или через коньковую балку, но практически этой проверки не требуется.

По своей конструктивности распорные наслонные стропила являются переходной схемой от безраспорных наслонных стропил к висячим стропилам. Но в схеме висячих стропил в коньковом прогоне уже нет большой необходимости. В результате усадки фундамента или под воздействием собственного веса прогон прогибается и выходит из общей работы. Давящие силы распределяются по стропилам и превращаются в висячие стропила. Схватка в распорных системах стропил срабатывает на сжатие, снижая распор на стены стропильных ног (рис.), но не препятствует снятию распора полностью. Снимает полностью распор схватка, если она приспособлена в самом низу между стропильных ног, но это уже является затяжка и применяется другая конструктивная схема.

Читайте также:  Рецепт квашеных яблок в банке

Распор – это горизонтальная составляющая вертикальной нагрузки. В стропильной ноге возникает сжимающее напряжение S. Это не распор от прогиба стропильной балки, потому что в расчетах стропила считают стержневой составляющей, которая не имеет высоты, и распор от прогиба не учитывают. На распор от прогиба обращают внимание только при строительстве домов из газобетонов, блоки которого не держат изгиб и разрушаются. Снизить силу распора можно путем жесткого закрепления конькового прогона. Увеличить жесткость прогона можно за счет установки консольных балок, стоек или подкосов. Распорная стропильная система требует основательного жесткого крепления мауэрлата на стене здания, а стены должны быть достаточно массивными или содержать в себе железобетонный пояс, охватывающий весь периметр.

Два сочетания нагрузок принимается при расчете стропильной системы с применяемой в ней схваткой, что работает на сжатие. Стропила подбираются сечением по наибольшему прогибу и изгибающему моменту, не учитывая работы схватки.

Стропила с подкосами

Подстропильная нога, а иначе называют, подкос является третьей опорой стропильной ноги (рис.). Это подкос превращает однопролетную балку в двухпролетную неразрезную. Устанавливают подстропильную ногу по отношению к горизонту под углом 45°, что позволяет применять балки стропил с меньшим сечением, не уменьшая на стропильную ногу нагрузки, а пролеты перекрывать с большей длиной до 14 м.

Для расчета сечения двухпролетной неразрезной балки принимают максимальный изгибающий момент, находящийся над средней опорой (рис.).

Прогиб стропильной ноги считают по стандартной формуле прогиба однопролетной балки для максимального пролета, а в нашем случае для нижнего пролета – от узла слияния с мауэрлатом до узла сочленения с подкосом. Это объясняется тем, что балка подпирается наклонным подкосом и, прогибаясь, стропильная нога может сместить узел соединения с подкосом.

Крепеж подкоса не требует никаких расчетов, подкос подставляют под стропило и прибивают по двум бокам и снизу, фиксируя, таким образом, от смещения. Единственный обязательный момент заключается в том, чтобы подкос был срезан точно под углом наклона стропильной ноги, что не дало бы зазора для стропила при движении под нагрузкой, т.е. не дало бы ноге прогибаться. Расчетом на сжатие определяют сечение стропильной ноги, но чаще подбирают сечение конструктивно.

На верхней части рисунка изображена распорная стропильная система, которая не нуждается в схватке, потому что она не снимает распор, в системе определены элементы, что работают на сжатие – подкосы. Изображение в нижней части рисунка показывает безраспорную стропильную систему с затяжкой. Затяжка в данной системе незаменимый элемент, который принимает участие в работе целой системы. В этом случае схватку нужно приспособить немного ниже креплений подкосов, а то есть риск, что ползун при варьировании нагрузок может поползти по мауэрлату.

Стропила на подстропильных балках

Рассмотрим схему устройства крыши при наличии в сооружении двух несущих стен, не зависимо от расположения – продольного или поперечного. В таких случаях используют две подстропильные конструкции, которые состоят из балок, что уложены вдоль крыши. Балки опираются через брусья стоек на лежень и на внутренние стены (рис.). Можно обходиться и без устройства прогонов (второй рисунок в этой разделе), но в таком решении под каждую стропильную ногу подводят стойки.

Верхи стропильных ног стыкуем одну в другую и вяжем парой стальных или деревянных накладок, получаем таким образом коньковый узел. В данной схеме не применяем коньковый прогон, что дает в стропильной системе распор. Затяжка, которая устанавливается ниже сквозных прогонов, в безраспорной системе нейтрализует распор и работает растяжение. Стабильную устойчивость системы обеспечивают схватки, что идут по низу стоек. Расшивки тоже обеспечивают устойчивость стропильной системы, они предотвращают конструкцию от складывания, а крепятся накрест.

В распорной системе схватка будет приниматься уже как ригель и принимать работу на сжатие, правильно будет установить этот элемент по верху сквозных прогонов. Эта же схватка будет держать сквозные прогоны и стойки от опрокидывания.

Расчет наслонных стропил на прогиб принимается согласно формуле, которая учитывает влияние изгибающего момента на промежуточной опоре. Стойки или сквозные прогоны под стропильными ногами дают возможность возводить мансардные крыши, но стоит учитывать, что необходим расчет на дополнительную нагрузку для жесткого перекрытия. Для решения свободного полезного пространства в мансардных помещениях можно в безраспорных конструкциях расшивки установить с наружной стороны стоек и приладить их к нижним концам стропильных ног.

У многих мог возникнуть вопрос, почему многие рисунки про кирпичные дома. На самом деле — это не ошибка, просто чаще всего такие системы используют при строительстве кирпичных домов, но и для строительства сруба они подойдут и будут служить долгие годы.

Ссылка на основную публикацию
Что сделать чтобы планшет быстро заряжался
Вам необходимо быстро уходить, на сборы всего минут двадцать, вы хватаете в руки планшет — а там заряда всего на...
Черные розы фото высокое качество
Роза является символом красоты. Представлена она в виде разветвлённого кустарника, на стеблях есть шипы, листья зелёного цвета, бутоны имеют различный...
Черный жемчуг цвет авто
В каталоге приведены автомобильные цвета российских и иностранных автопроизводителей. В основном, данные цвета относятся к краскам Mobihel и Duxone, автоэмали...
Что слышно про пенсионный возраст в россии
Мы в любом случае столкнемся с увеличением пенсионного возраста. Уже многократно были обозначены причины этого неприятного мероприятия. Разберём их ещё...
Adblock detector