Балки підстропільні: види, поперечний переріз, установка. Підстропильна ферма

Балки підстропільні: види, поперечний переріз, установка. Підстропильна ферма

Основою конструкції при влаштуванні покрівель виступають кроквяні та підстропільні елементи. Несуча система покрівельного покриття - це кроквяні балки і ферми. Балки підстропільні є опорою для кроквяних елементів. Вони застосовуються при влаштуванні покриттів в одноповерхових багатопролітних промислових будівлях, в житлових будинках при влаштуванні мансардних поверхів.

Види підстропільних балок і ферм

Надійність всієї покрівельної системи повною мірою залежить від міцності і ґрунтовності несучої кроквяної і підстропільної конструкції. На неї виявляється велика кількість різноманітних зовнішніх навантажень.

Балки підстропільні - це вироби з одного цільного елемента, який приймає зовнішнє навантаження, розподіляючи його по всій своїй довжині. У цьому випадку найбільші напруги виникають по кінцях балки. Застосовується вона в балкових кроквяних системах пристрою покрівлі.

Підстропільна ферма - це складна складова конструкція, яка збирається з окремих стрижнів, жорстко сполучених один з одним. Навантаження виникають тільки у вузлових з 'єднаннях стрижнів. Використовуються такі конструкції в покрівельних системах зі кроквяними фермами.

Залежно від матеріалу виготовлення підстропільні конструкції можна розділити на:

  • Залізобетонні.
  • Сталеві.
  • Дерев 'яні.
  • Армовані дерев 'яні системи.

Залізобетонні та сталеві балки і ферми найбільш часто використовуються в будівництві промислових будівель і споруд. Дерев 'яні та посилені арматурою елементи з дерева активно застосовуються для пристрою не тільки виробничих покрівель, а й при будівництві дахів у житлових будинках.

У промисловому будівництві підстропільними конструкціями перекривають 12-метрові, 18-метрові, 24-метрові та 30-метрові прольоти між колонами. При шестиметровому кроці крокових конструкцій підстропільні балкові елементи і ферми служать для них проміжними опорними елементами.

За видом поперечного перерізу балки підрозділюються на:

  • Прямокутні.
  • Таврові.
  • Двутаврові.
  • Коробчасті балки.

В індивідуальному житловому будівництві конструкції, призначені для опори кроквяної системи, застосовуються не часто. В основному їх використовують при влаштуванні мансардних приміщень.

Залізобетонні підстропільні балки

Залізобетонні вироби застосовуються для влаштування покрівельних покриттів з невеликим ухилом, а також скатних дахів. Виготовляються вони на заводах ЖБІ, де відразу застосовується попередня напруга балок сталевою арматурою. Види використовуваної арматури:

  • Стрижні з періодичним профілем зміцнені.
  • Дротяні пучки з особливо міцного дроту.
  • Виті зволікальні пряді.
  • Струнна арматура.

За формою розрізняють балки підстропільні з паралельними і не паралельними поясами. Їх розрахунок проводиться виходячи з навантаження, яке надає кроквяна балка, що спирається точково на середину підстропільного елемента, і навантаження від ваги самої балки, що розподіляється по її довжині. Вироби виготовляються зі строповочними отворами, призначеними для монтажу і підйому, іноді замість них використовуються монтажні петлі.

Встановлюються в середніх рядах споруд для опори кроквяних балок і ферм, якщо ширина їх кроку 6 метрів, а ширина установки середніх колон - 12 метрів. Встановлення підстропільних балок проводиться на колони, закріплюються вони методом зварювання закладних деталей. У середині балок підстропільних і по їх кінцях виконані спеціальні опорні площі з закладними листами і анкерними болтами для установки кроквяних конструкцій.

Мають тавровий або двутавровий поперечний переріз з нижньою полицею і форму трапеції. Нижня полку посилюється в місцях, де передбачається встановлення кроквяних балок.

По довжині балки підстропільні в основному бувають 12-метрові, іноді застосовуються 18-метрові або 24-метрові вироби. Висота по центру становить 1,5 метра, в місцях опор - 0,6 метра. Ширина нижньої полиці - 0,7 метра. Повинна мати певні двотаврова балка розміри. ГОСТ 19425-74.

Підстропильна залізобетонна ферма

Залізобетонні підстропільні ферми застосовуються при влаштуванні скатних покрівель. Мають форму трапеції, у якої два пояси: нижній - горизонтального вигляду і верхній - ламаної конструкції. На даний момент найбільш актуальними є безрозкі ферми зі збірного залізобетону.

Для надійності кріплення кроквяних ферм опорні ділянки підстропільних елементів посилюються. Для встановлення плит покриття передбачені стійки біля опор. Стійки і нижній пояс підстропільної ферми виготовляються з попередньою напругою. Для виробництва використовується бетон марок 300-500.

Як і в балочному варіанті, в підстропільних фермах для кріплення до колон і опори передбачені закладні металеві елементи.

Сталеві підстропильні балки

Сталеві системи мають довжину 12 метрів, 18 метрів, 24 метри, можуть вироблятися довжиною 48 метрів. Конструкційно вони аналогічні застосовуваним кроквяним балкам. Складаються з двох поясів: верхнього і нижнього. Верхній спирається на монтажний столик на колоні і кріпиться до нього болтами. Нижній пояс балки прикріплюється до колони за допомогою горизонтальних планок.

Підстропільна сталева ферма

Виготовляються з паралельними верхнім і нижнім поясами. Довжина уніфікована і становить 12 метрів, 18 метрів, 24 метри. Залежно від виду кроквяної ферми, висота підстропільної конструкції може бути 3,13 метра, 3,27 метра або 3,75 метра.

Кріплення до колон проводиться за допомогою надопорних стійок, на які спирають кроквяні ферми.

В даний час в промисловому будівництві стали застосовуватися полегшені сталеві варіанти виготовлення ферм. Наприклад, трубчасті системи або балки з тонкими стінками. Завдяки такій конструкції ферми виходять більш легкі, зменшується витрата сталі на їх виготовлення, скорочується термін їх монтажу.

Дерев "яні підстропильні системи

Конструкції з дерева, призначені для опори на них кроквяної системи, мають досить велику міцність і стійкість до багатьох агресивних впливів. Вони довговічні при застосуванні їх у спорудах з нормальними режимами по температурі і вологості. У промисловому будівництві вони використовуються в будівлях, де присутні несприятливі для залізобетону і металу середовища.

За конструктивним виглядом розрізняють підстропільні елементи у вигляді:

  • Балок.
  • Ферм.
  • Арок!
  • Рам.

Якщо довжина прольотів у будівлі до 18 метрів, то застосовується підстропільна балка дерев 'яна. У будівлях, де прольоти досить великі - до 30 метрів, доцільніше використання дерев 'яних підстропільних ферм. Арки та рамки з дерева в якості підстропільних елементів використовуються не часто.

Дерев "яна підстропильна балка

У промисловому будівництві найчастіше використовуються балки, склеєні з дощок. Такі конструкції набагато міцніші і довговічні, ніж цільні вироби, можливе виготовлення різних форм підстропільних балок. Вироби з конструкційного клеєного бруса отримали широке поширення при влаштуванні покрівельних систем. Цільні круглі колоди можуть витримати більш серйозні навантаження, але вони сильно поступаються клеєному брусу за міцністю на вигин.

Вузол стикування дерев 'яної підстропільної балки можна побачити на фото нижче.

Поперечний переріз балки буває прямокутним або двотавровим. Верхній і нижній пояси підстропільної балки можуть бути паралельними, або двоматний верхній пояс і горизонтальний або ламаний нижній пояс. При довжині прольоту до 15 метрів часто використовуються двутаврові балки зі стінками з дощок або фанери і брусковими ребрами жорсткості.

Дерев "яна підстропільна ферма

Основними матеріалами для виготовлення підстропільних дерев 'яних ферм є бруси, дошки або колоди. Кріплення елементів можливе за допомогою металевих метизів, пластин. Велике поширення отримали клеєні дерев 'яні підстропільні ферми. Пояси їх виготовляються суцільними за шириною. При такому способі виготовлення на кінцях сполучних елементів виконуються нарізні зубчасті шипи і аналогічні їм за формою пази. Клей наноситься на всю поверхню стику, далі деталі конструкції пресуються.

Армовані дерев 'яні підстропільні балкові елементи та ферми

Армуються дерев 'яні підстропільні елементи з метою їх посилення. В якості арматури використовуються сталь або склопластик. Кріпиться арматурна деталь всередину дерев 'яної за допомогою епоксидного клею. Іноді використовується попередня напруга арматури.

Встановлення

Установка підстропільних балок і ферм проводиться наступним чином. Залізобетонні підстропільні балкові елементи та ферми за допомогою закладних металевих деталей приварюються безпосередньо до оголовок колон. Можливо кріплення їх на болти. Залізобетонні консолі або металеві столики на підстропільних виробах виконують функцію опорних майданчиків для несучих кроквяних конструкцій.

Сталеві ферми кріпляться до колон збоку до металевого надколонника нижнім поясом. Його висота становить 0,7 м. Один з одним ферми скріплюються верхніми поясами. Кроквяні ферми спираються на столики підстропільних ферм і на закріплені на колонах надколінники.

Дерев 'яні підстропільні балки в пристрої покрівель виглядають наступним чином (див. фото).

Встановлення балок для двостороннього даху

Коли в будівлі існують дві несучі внутрішні стіни, кроквяна система встановлюється на підстропільні елементи. У цьому випадку вони спираються на лежень, за допомогою стійок з брусів, а також внутрішні стіни. Зазвичай це дві підстропільні балкові конструкції, розміщені вздовж даху. Застосовується такий варіант при висоті від перекриття до коника даху від 1,4 метра до 2,5 метра. У цьому випадку під дахом утворюється досить вільний простір, який можна використовувати в якості мансарди.

Підстропільна балка, або затяжка, може встановлюватися безпосередньо на кроквах на відстані однієї третини висоти від перекриття до коника. Такий варіант дозволяє збільшити обсяг внутрішнього приміщення під дахом. Кроквяна, підстропильна системи і дах тут відіграють роль зовнішніх стін і покриття.

Кроквяні та підстропільні балки можна побачити на фото у статті.

В першу чергу, на мауерлат укладаються крайні підстропільні балки на обидві стіни будинку. При варіанті дерев 'яного будинку замість мауерлата використовується верхній вінець зрубу. Балки повинні бути строго паралельними один одному, перевірити це можна, вимірявши відстань між їх кінцями по діагоналі. Балки лягають з виступом не менше 0,5 метра за краї периметра будинку. Якщо дошки по довжині менше, ніж потрібно для балки, то проводиться зрощування підстропільних балок.

Потім необхідно натягнути мотузки між покладеними балками по обох краях, і вивірити їх за рівнем. На відстані одного метра від крайньої встановлюється наступна підстропільна балка. Також лягає дошка на протилежному боці. Обов 'язково перевіряється їх горизонтальність. Таким чином укладаються інші балки підстропільні по всій довжині стіни.

Щоб вирівняти виступи дощок за межі стін, відміряється 0,5 метра на кожній крайній балці, простягається мотузка. На середніх балках робляться позначки по мотузці, зайві кінці відпилюються. Далі на підстропильну систему встановлюються несучі стропила.

ГОСТи з підстропильних конструкцій

На виготовлення залізобетонних підстропільних конструкцій поширюється ГОСТ 20372-2015, введений в дію з 1 січня 2017 року. Згідно з цим документом, для виробництва використовується важкий або легкий конструкційний бетон. Сталеві підстропільні ферми виробляються згідно з ДСТУ 27579-88. Має певні і клеєна двутаврова балка розміри. ГОСТ 19425-74.