Опирание стропил на коньковый прогон

как правильно сделать конек стропил

Строительство дома от фундамента до макушки — удивительное событие! Особенно, если какую-то часть работ вы делаете своими руками, живете и дышите будущим гнездом. И вы знаете, что какая бы усталость не накопилась к финишным работам, все равно все нужно делать грамотно и основательно. Особенно, когда дело касается крыши, где любые ошибки чреваты дорогостоящими неприятными ремонтами.

А потому, чтобы «зонт» вашего дома мечты служил исправно, правильно выполняйте все конструктивные узлы, особенно сращивание стропил в районе конька — это самая верхняя точка! А мы поможем вам разобраться с видами соединений и важными технологичными нюансами.

Полезная видео-инструкция:

Итак, для начала немного разберемся с понятиями.

Так, прогон – это дополнительная балка, которая ставится параллельно коньку крыши и мауэрлату. Говоря простым языком, этот тот же мауэрлат, только поднятый по уровню. И в итоге конек должен располагаться на определенном расстоянии от прогона – смотря какой угол крыши был выбран.

Конек – это горизонтальный элемент крыши, который соединяет в верхней точке оба ската крыши.

А главная задача соединительных элементов в коньке – создание надежной жесткости и прочности всей конструкции крыши. О чем сейчас и будет идти речь.

Всего есть три способа, как это сделать:

Способ №1. Внахлест

Этот способ отличается от всех предыдущих тем, что здесь стропила соединяются боковыми плоскостями и стягиваются шпилькой или болтом. Достаточно популярная технология на сегодняшний день.

Если дом деревянный, тогда в качестве опора для этого способа подойдет верхнее бревно или брус, а вот на блоки придется положить мауэрлат.

Самое популярное такое крепление — сращивание стропил вполдерева:

Можно, конечно, использовать металлическую фиксирующую пластину – но это только соединение, но никак не затяжка. Суть затяжки как раз в том, что она располагается ниже и берет на себя часть нагрузки.

Внахлест стропила в коньке чаще всего соединяются при помощи гвоздей. Обычно это крыши беседки, навесов, бани и гаража – здесь нет особых требований к прочности стропильной системы.

Способ №2. Соединение встык

Для этого вам нужно:

Обрезать под углом край стропила так, чтобы этот угол был равен углу ската крыши.
Сделать упор стропила.
Применить крепежный элемент.

Намного легче делать подобные обрезки по шаблону – просто изготовьте его заранее. Так все плоскости будут прилегать друг друга плотно.

Если вы скрепляете стропила гвоздями, берите их не менее двух. Каждый из гвоздей забивайте в верхнюю полость стропил под углом так, чтобы гвоздь шел в срез второго стыкуемого стропила. Дополнительно укрепите сращивание стропил в коньке металлической пластиной либо д

Как соединить стропила между собой в коньке своими руками — фото и видео

На опорный каркас крыши ложится большая нагрузка, создающаяся кровельным материалом, слоем термоизоляции и веса снега, лежащего на поверхности скатов. Чтобы конструкция не разрушилась, проектируют стропильную систему с учетом всех потенциально воздействующих на нее сил. В процессе расчета определяют необходимое количество и размер сечения стропильных ног, на которые ложится основной вес кровли. Однако, не менее важно, насколько качественно выполняется соединение стропил в коньке. Эта статься расскажет какие виды соединений существуют, как правильно их выполнить и от чего зависит выбор того или иного способа крепежа.

Содержание статьи

Разновидности соединительных узлов

Основа каркаса крыши – стропильные фермы, в которые отдельные элемента, соединятся между собой в конструкции различной геометрической формы, к примеру, треугольной или пятиугольной. Одной из наиболее прочных и устойчивых к внешним воздействиям фигурой является треугольник, именно такой вид имеют фермы двухскатных и полувальмовых, вальмовых и шатровых крыш. Соединительным узлом называют место сращивания или крепления стропил друг с другом, с мауэрлатом, дополнительными опорами. При сооружении стропильной системы используются следующие виды узлов:

Узел крепления к мауэрлату. Каждая стропильная нога имеет точку крепления к основанию каркаса, называемому мауэрлатым брусом. Его задача – равномерно распределять нагрузку от веса кровли и передавать ее через несущие стены к фундаменту сооружения. Нарушение целостности мауэрлата снижает его прочность, поэтому соединение выполняю, используя бруски, металлические уголки или делая выпилы на концах стропильных ног.
Схема крепления стропил на мауэрлат
Узел соединения стропил между собой. Соединение стропил крыши между собой выполняют в коньке крыши. Помимо веса кровельного материала, ноги каркаса испытывают нагрузку на распирание и на прогиб. Поэтому коньковый узел находится под постоянным давлением. От прочности и аккуратности этого крепления зависит надежность и несущая способность стропильной системы.
Соединение стропильных ног между собой в коньковом узле
Узел стыковки с дополнительными опорными элементами. Чтобы снизить и перераспределить нагрузку со стопил, используют ригели, затяжки, подкосы и стойки. Их связывают между собой с помощью крепления «в полдерева», металлическими накладками или гвоздями.
Схема крепления стропил с ригелем
Узел сращивания. Для изготовления стропил для крыш с шириной ската, превышающей стандартную длину досок 6 м, применяют метод сращивания пиломатериалов из 2-3 фрагментов.
Способы сращивания стропильных ног

Важно! В процессе строительства стропильного каркаса используют два типа соединительных узлов: жесткие и подвижные. Жесткими называют крепления, когда элементы фиксируются между собой неподвижно. Подвижные соединения имеют возможность изменять свое положение, для них применяют специальные металлические «ползунки».

Способы соединения стропил в коньке

Коньковый узел стропильной системы располагается в верхней точке крыши и образуется за счет соединения между ногами одной стропильной пары. Не этот участок каркаса ложится огромная нагрузка, чтобы конек ее выдержал, опытные кровельщики применяют следующие варианты крепления:

Встык. Чтобы выполнит соединение стропил встык, один конец досок, используемых для изготовления ног, опиливают под углом таким образом, чтобы при совмещении они образовывали угол. Чтобы зафиксировать стропила в этом месте используют гвозди, забивая в торцевую часть ноги под углом так, чтобы он проходил через обе ноги. Чтобы усилить крепление встык используют специальные металлические пластины с отверстиями под саморезы. Из накладывают на место соединения стропил с двух сторон и закрепляют саморезами или гвоздями.
Соединение стропил встык
На балку. Другой вариант крепления встык предусматривает использование бруска, называемого коньковым прогоном. Выбрав этот способ соединения, стропила также подрезают под углом по шаблону, но не скрепляют не друг с другом, а фиксируют на брус. При креплении на балку конек имеет не остроконечную вершину, а плоскую.
Крепление стропил на балку
Внахлест. Чтобы закрепить стропильные ноги внахлест в коньковом узле, концы ног соединяют и фиксируют с помощью металлической шпилькой или болтом с гайкой. Для надежности с обеих сторон на болт надевают шайбы большого диаметра, а некоторые мастера дополнительно используют резиновый уплотнитель.
В паз. Соединение стропил в паз подходит для искусных, опытных плотников. Оно заключается в изготовление в одной стропильной ноге выпила, а в другой шипа, состыковывая которые, стропила закрепляют деревянным нагелем или гвоздем.
В полдерева. Крепление в полдерева немного проще, чем соединение в паз. Так как, чтобы его выполнить, следует выпилить на конце стропил выемку, равную половине толщины доски. Соединив эти выемки как паззл и закрепив нагелем или гвоздями, плотники получают прочный коньковый узел.
Соединение стропил в полдерева

Технология монтажа конькового узла в полдерева

Внимание! Работа с деревянными домами из бруса и бревна требует особого подхода. Так как натуральное дерево изменяет размер в процессе изменения процента влажности, дом, построенный из этого материала, уседает в первые 5 лет эксплуатации. Чтобы компенсировать усадку, величина которой достигает иногда 20 см, требуются специальные подвижные крепления. Оно представляет собой пластины для фиксации стропил, соединенные металлическим стержнем.

Подвижное крепление для конькового узла

Принципы крепления

Чтобы качественно соединить крепление стропил друг другу в коньковом узле, требуются самые обычные инструменты: карандаш, рулетка, пила, строительный уровень, шуруповерт и крепеж. Качество выполнения работ зависит от соблюдения следующих правил:

Тип используемого крепления для каждого соединительного листа определяется при расчете и проектировании стропильной системы. Чтобы не возникло путаницы, эта информация отражается на чертеже.
Чтобы все узлы крепления имели одинаковый размер и угол, из изготовляют по одному, предварительно размеченному и изготовленному, шаблону.
Если в процессе фиксации используются болт или саморезы и необходимо проделать отверстия, то их диаметр должен превышать размеры крепежного элемента. Это предотвращает образование на древесине трещин, коробления и деформации.
Затягивая болты, саморезы или заколачивая гвозди, из не заглубляют ниже поверхности досок, а наоборот, оставляют небольшой зазор, чтобы древесина не повредилась при изменении влажности.
Каждый соединение стропильных ног в коньке должно быть плотным, но не тугим. После завершения монтажа, обязательно проводится проверка на плотность прилегания всех узлов.

Коньковый узел крыши – участок, на который ложится самая большая нагрузка. Поэтому от правильности расчета и качества соединения стропил зависит несущая способность всей стропильной системы.

Видео-инструкция

Стропильная система двухскатной крыши: устройство, узлы

Главная » Крыша » Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Содержание статьи

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Как устроена мансардная крыша (с чертежами и схемами) читайте тут.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Как сделать двухскатную крышу (фотоотчет) читайте тут.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Как правильно смонтировать коньковый прогон на фронтоны стен

Для чего нужен коньковый прогон

Наслонные стропила двускатной крыши, не имеющие верхней опоры, не являются достаточно устойчивыми и потому любое сильное воздействие снаружи или изнутри сможет привести к повреждениям крыши. Казалось бы - выхода нет, ремонт крыши неизбежен. Ан нет! Есть несколько вариантов решения проблемы.

Наиболее рациональным (и наиболее дешевым) является монтаж горизонтальной балки опирающейся на противоположные друг другу фронтоны дома или смонтированного на вертикально расположенных упорах. Эту балку и называют прогоном.

На прогон опираются стропильные ноги кровельной системы. Он является « позвоночником» прочно удерживающим « скелет» крыши и обеспечивающим его жесткость.

Какими бывают прогоны

Прогоны бывают цельными и составными.

Цельные прогоны изготавливаются из одного куска древесины и укладываются своими концами на противоположные фронтоны стен.

Однако при большой длине, из –за того, что на них действуют серьезные изгибающие нагрузки, они становятся слишком громоздкими. Громоздкими настолько, что их изготовление обходится дорого, а монтаж возможен исключительно при помощи грузоподъемных механизмов. Между тем, в этом нет необходимости в случае если будут укладываться легкие кровельные материалы (например, ондулин).

Кроме того они практически сразу изогнутся под собственным весом.

При больших длинах конькового прогона его рационально делать составным. Для того чтобы нагрузки не деформировали и не разрушили его необходимо установить вертикальную стойку на которую прогон будет опираться и передавать часть действующих нагрузок.

Правила монтажа коньковых прогонов

Опирание концов конькового прогона будет осуществляться на противолежащие фронтоны здания.

До начала монтажа необходимо подготовить места укладки конька, очистить их от строительного мусора.

Перед монтажом необходимо проверить горизонтальность отверстий предназначенных для монтажа конькового прогона. Сделать это можно при помощи лазерного уровня или любого другого современного прибора.

Совет. Перед укладкой конькового прогона на фронтоны обмотайте его концы гидроизоляционным материалом. Этим вы увеличите срок службы конькового прогона. Для этой цели прекрасно подойдут пленки Ондутис.

После укладки еще раз проверьте горизонтальность. На этот раз следует положить на прогон строительный уровень. Наиболее достоверный результат покажет уровень большой длины.

В случае отклонения конька от вертикали следует подложить под его торцов подкладки. Закреплять коньковый прогон следует после выставления его по вертикали.

Обязательной является проверка параллельности конька срезу стен. Выполняется проверка в 2 этапа:

Замеряется длина от конька до края среза стены. Замеры осуществляются по всем четырем краям фронтонов. Размеры на одном скате должны быть одинаковы.
Замеряются диагонали предполагаемых скатов. Длины диагоналей на одном скате должны быть одинаковы.

Пренебрегать описанными проверками не стоит. Монтаж конькового прогона с отклонениями от вертикали, несоответствие размеров может привести к проблемам при монтаже кровельных материалов , образованию протечек, необходимости провести авральный ремонт кровли.

Как можно усилить коньковый прогон

Бывают ситуации, когда кажется невозможным установить коньковый прогон требуемого сечения или требуемой длины. Как решить проблему?!

Ну, во- первых, можно установить вертикальные стойки под прогон. Они будут принимать на себя нагрузки воспринимаемые прогоном и не давать ему деформироваться или разрушаться. Они же позволят использовать в качестве прогона пиломатериалы меньшего сечения.

Во-вторых, можно уложить вместе два бруса меньшего сечения. Это позволит нагрузить коньковый прогон большими нагрузками.

Удачного Вам строительства!

Коньковый прогон как срастить - Строим сами

Соединение стропил — 3 способа сращивания и тонкости монтажа

Три способа сращивания балок

На больших кровлях размеры стропильных ног в длину могут доходить до 7-12 м, в то время как ходовой стандарт для бруса составляет порядка 6 м. Конечно можно сделать длинные стропила под заказ, но обойдутся они на порядок дороже, поэтому сращивание без потери качества является прекрасным выходом.

Иллюстрации	Рекомендации
	Способ №1. Сращивание встык. Сращивание при помощи 2 деревянных накладок считается простым и весьма надежным способом соединения. Вы накладываете своеобразную шину с обеих сторон на стропильную ногу и сбиваете ее. В данном случае главное не экономить на накладках. В качестве накладок лучше использовать тот же брус. На каждую сторону балки накладки должны заходить на расстояние от 1 м.
	Способ №2. Косой прируб. Показанные на схеме слева варианты соединений относят к одному способу под названием косой прируб Главное здесь, чтобы с обеих сторон смежные секции упирались в порожек. Такой прием обеспечивает прочность на сжатие. Стыковка выполняется шпильками, но на этом мы остановимся чуть позже. Способ косого прируба подходит только для соединения бруса большого сечения.
	Способ №3. Стыковка внахлест. Едва ли не самый простой и популярный способ стыковки. Единственный минус здесь в том, что верхняя и нижняя точки стыковки не совпадают из-за смещения, но на больших прогонах это практически не играет роли.

Тонкости обустройства стыковочных узлов

Нарастить стропильную ногу до нужных размеров — это только часть дела, ее еще нужно состыковать с нижней опорной балкой и правильно прикрепить к коньковому брусу. Но для начала давайте разберемся, при помощи чего такое крепление выполняется.

Основные крепежные элементы

Каждый узел нужно как-то крепить, сам он держаться не будет и здесь есть несколько вариантов:

Гвозди — крепление гвоздями самый простой и распространенный способ фиксации. Существует 2 вида гвоздей — гладкие и ершеные. Гладкие привлекательны по цене, но для прочности их нужно набивать в полтора раза больше. Ершеные чуть дороже, зато они имеют заусенца, которые при входе в массив цепляются там намертво;

Ершеные гвозди в деревянном массиве держатся на порядок лучше, чем гладкие.

Саморезы — фиксация саморезами, по сравнению с гвоздями на порядок качественней. Плюс саморезы всегда можно выкрутить, а те же ершеные гвозди извлечь весьма проблематично;

Для монтажа стропильной системы лучше использовать саморезы с антикоррозийным покрытием.

Шпильки — металлические шпильки и болты считаются самым прочным и надежным видом стыковки. Правда под них нужно вначале просверлить сквозное отверстие и только после этого узел можно стянуть при помощи гаек. Для прочности под гайки обязательно подкладываются широкие шайбы, плюс ставится гравер и контргайка;

Стягивание узлов шпильками считается самым надежным.

Скобы — в недавнем прошлом гвозди, и металлические скобы были основными способами крепления. Сейчас мастера больше переходят на соединение стропил пластинами, тем не менее, для страховки во многих ответственных узлах по-прежнему забиваются мощные скобы.

Металлические скобы используются практически в каждой стропильной системе.

Варианты соединения в районе конька

Существует несколько распространенных способов соединения стропильных ног в районе конька. Выбор того или иного способа зависит от вида стропильной системы и наличия или отсутствия конькового прогона.

Наиболее распространенные способы соединения стропильных ног в районе конька.

Самым простым соединением считается стыковка внахлест. Здесь смежные балки просто накладываются друг на друга, после чего по центру высверливается сквозное отверстие и узел скрепляется болтом или шпилькой. Соединение считается подвижным, поэтому узел должен опираться на коньковый прогон;
Более сложным видом считается соединение типа шип-паз. При такой стыковке в одной из стропильных ног выбирается паз, а на другой вырезается шип. При соединении бруски заходят друг в друга и фиксируются саморезами или гвоздями. Стыковка относится к жестким, поэтому может выполняться как с коньковым прогоном, так и без него;
Соединение вполдерева похоже на предыдущий вариант, только в этом случае на смежных стропильных ногах вырезаются пазы в половину толщины бруса и после стыковки, узел также скрепляется саморезами или гвоздями;

Варианты жесткой стыковки стропильных ног без опоры на коньковый прогон.

Стыковка стропильных ног при помощи накладок может выполняться как в жестком, так и в подвижном вариантах. Жесткие разновидности стыковки не требуют опоры на коньковый прогон, а шарнирное соединение выполняется только в связке с коньковым прогоном.

Жесткое соединение при помощи двух деревянных накладок применяется довольно широко. Зачастую накладки фиксируются несколькими сквозными шпильками. Помимо стыковки такие накладки еще исполняют роль поперечных затяжек, поэтому их может быть несколько;

Деревянные накладки выступают как дополнительные элементы и исполняют роль поперечных затяжек.

Металлические накладки бывают нескольких видов. Самый простой вариант это перфорированная пластина, которая фиксируется в нескольких точках, тем самым обеспечивая жесткое соединение. Как вариант, вместо пластины может прикручиваться уголок. Так соединение стропил уголками используется для вальмовой крыши;

На вальмовой крыше стропила стыкуются уголками через коньковый прогон.

Для обеспечения подвижного соединения из металлических накладок собирается шарнирный узел, который скрепляется металлической шпилькой. Подвижный шарнирный узел обычно монтируется на крышах деревянных домов для компенсации деформаций при усадке дома.

Подвижный шарнирный узел компенсирует деформации при усадке дома.

Стыковка стропил со стенами дома

Любая стропильная система опирается не на несущие стены дома, а на так называемый мауэрлат. Он представляет собой брус большого сечения. Если дом блочный или кирпичный, то стропильные ноги с мауэрлатом стыкуются жестко. То есть в стропильной ноге делается треугольный вырез, который и опирается на мауэрлат.

В блочных домах стропила с мауэрлатом стыкуются жестко.

Деревянные дома первые несколько лет довольно сильно усаживаются, поэтому здесь используются скользящие крепления стропил к мауэрлату. То есть балка опирается на брус и с обеих сторон прикручиваются подвижные металлические крепления.

Скользящее соединение стропил используется только на крышах деревянных домов.

Вывод

Соединений подходящих для любых стропильных систем в принципе не существует. Мы описали наиболее часто встречающиеся виды конструкций, опираясь на данные рекомендации, вы легко сможете выбрать подходящее соединение стропил. На видео в этой статье есть дополнительные рекомендации по обустройству стропил. Если остались вопросы, пишите в комментарии, постараюсь помочь.

В деревянных домах все соединения стропил делаются подвижными.

Соединение стропил в коньке – способы и техника крепления

Разновидности соединительных узлов

Узел крепления к мауэрлату. Каждая стропильная нога имеет точку крепления к основанию каркаса, называемому мауэрлатым брусом. Его задача – равномерно распределять нагрузку от веса кровли и передавать ее через несущие стены к фундаменту сооружения. Нарушение целостности мауэрлата снижает его прочность, поэтому соединение выполняю, используя бруски, металлические уголки или делая выпилы на концах стропильных ног.

Важно! В процессе строительства стропильного каркаса используют два типа соединительных узлов: жесткие и подвижные. Жесткими называют крепления, когда элементы фиксируются между собой неподвижно. Подвижные соединения имеют возможность изменять свое положение, для них применяют специальные металлические «ползунки».

Способы соединения стропил в коньке

Встык. Чтобы выполнит соединение стропил встык, один конец досок, используемых для изготовления ног, опиливают под углом таким образом, чтобы при совмещении они образовывали угол. Чтобы зафиксировать стропила в этом месте используют гвозди, забивая в торцевую часть ноги под углом так, чтобы он проходил через обе ноги. Чтобы усилить крепление встык используют специальные металлические пластины с отверстиями под саморезы. Из накладывают на место соединения стропил с двух сторон и закрепляют саморезами или гвоздями.

Внимание! Работа с деревянными домами из бруса и бревна требует особого подхода. Так как натуральное дерево изменяет размер в процессе изменения процента влажности, дом, построенный из этого материала, уседает в первые 5 лет эксплуатации. Чтобы компенсировать усадку, величина которой достигает иногда 20 см, требуются специальные подвижные крепления. Оно представляет собой пластины для фиксации стропил, соединенные металлическим стержнем.

Принципы крепления

Тип используемого крепления для каждого соединительного листа определяется при расчете и проектировании стропильной системы. Чтобы не возникло путаницы, эта информация отражается на чертеже.
Чтобы все узлы крепления имели одинаковый размер и угол, из изготовляют по одному, предварительно размеченному и изготовленному, шаблону.
Если в процессе фиксации используются болт или саморезы и необходимо проделать отверстия, то их диаметр должен превышать размеры крепежного элемента. Это предотвращает образование на древесине трещин, коробления и деформации.
Затягивая болты, саморезы или заколачивая гвозди, из не заглубляют ниже поверхности досок, а наоборот, оставляют небольшой зазор, чтобы древесина не повредилась при изменении влажности.
Каждый соединение стропильных ног в коньке должно быть плотным, но не тугим. После завершения монтажа, обязательно проводится проверка на плотность прилегания всех узлов.

Видео-инструкция

Как сделать крышу дома своими руками – понятная пошаговая инструкция

Крыша является одним из основных конструктивных элементов здания, который обеспечивает его целостность, надежность, защиту от холода и осадков, комфортабельность. В настоящем материале мы подробно расскажем о том, как своими руками построить крышу от начала до конца.

Разновидности кровельных конструкций

Тип кровли во многом определяется размерами и формой сооружения, материалами, из которого оно изготовлено, а также экономической целесообразностью. Стоит отметить, что в большинстве случает все работы можно выполнить самостоятельно.

Крыши с двумя скатами

При постройке крыши своими руками чаще всего предпочтение отдают двускатной конструкции, поскольку она наиболее проста в проектировании и монтаже.

Уклон скатов при этом может колебаться в пределах 20-50 градусов, что зависит от величины снеговых и ветровых нагрузок в конкретном регионе. Поскольку произвести расчет расхода материалов очень просто, такую кровлю вполне возможно соорудить самостоятельно.

Кровля вальмового типа

В данном случае строение крыши будет несколько отличаться от двускатной. Такая кровля имеет два дополнительных боковых наклонных ската. Хотя произвести необходимые расчеты будет чуть труднее, все же возвести ее своими руками вполне возможно.

При строительстве датской вальмы крыше придают форму с усеченным фрагментом фронтона. Как правило, такая конструкция делается для расширения внутреннего пространства под крышей, например, для обустройства мансарды. В большинстве случаев скаты делают прямыми, лишь иногда скругляя их в нижней части.

Норвежской вальмой называют конструкцию, в которой перекрывается лишь верхняя часть фронтона. В таком случае появляется возможность сделать козырек над лоджией или балконом.

Наиболее сложными и вместе с тем красивыми и функциональными являются крыши с большим количеством скатов. Их проектирование и расчет, а также дальнейшее строительство являются довольно сложными, так что своими руками возвести такую крышу не получится.

Для перекрытия таких крыш целесообразнее применять малоформатные кровельные материалы, в частности, черепицу – их расход будет более экономным, чем крупноформатных. Да и укладывать их легче.

Как сделать стропильную систему

Установка крыши на дом своими руками включает в первую очередь монтаж каркасной конструкции, то есть стропильной системы.

Она состоит из таких деталей:

Мауэрлат – то есть основа стропильной системы, которая связывает крышу с основным зданием. Для этого элемента в основном используют брусья сечением 120х150 или 150х150 мм, укладывая их по периметру коробки здания поверх стен. Так как сделать обвязку из бруса для крыши нужно максимально надежно, в процессе возведения стен в верхнем ряду кладки монтируют шпильки с резьбой марки М16.
Стропила или стропильные ноги – это длинные балки, на которые через обрешетку будет крепиться финишное кровельное покрытие, а также укладываться утепление. Поскольку на этот элемент приходится основная нагрузка, материал для них должен быть максимально качественным, а установка – выполнена с соблюдением всех правил. Изготавливают стропила из доски размера 150х50 или 200х50 мм хвойных пород дерева. Крепления могут быть различными – гвозди, саморезы, оцинкованные пластины с самонарезающими винтами.
Опорные элементы – стойки, лежни, распорки и прочие детали.
Защитные и утепляющие материалы для кровельного пирога.
Система сбора воды с крыши и ее отвода в ливневку.

Установка стропил на вальмовую крышу

Перед тем, как сделать крышу дома своими руками, нужно сначала уложить потолочные балки и сделать черновой пол на чердаке.

Обязательно следует составить подробную схему каркаса кровли. По ней будет легче рассчитать расход материалов и сделать чертежи конструкционных элементов крыши самостоятельно.

Как поставить коньковый прогон

Если скаты будут расположены симметрично, можно начинать установку конька крыши своими руками – пошаговая инструкция выглядит так:

Согласно известным размерам из чертежа вырезают и укладывают лежень – в него будут упираться стойки для монтажа конькового прогона.
Из пиломатериалов отмеряют и отпиливают балки для стоек, упирают их в лежень и фиксируют в вертикальном положении с помощью укосин.
На стойки укладывают хребтовую балку и крепят ее пластинами с длинными саморезами (не менее 50 мм) симметрично в четырех точках.
Выравнивают конек до полного совпадения с продольной осью здания, еще раз проверяют вертикальность стоек, после чего основательно фиксируют их в лежне с помощью уголков в 8 местах – потребуется 4 уголка и 4 пластины.
Четко под размер вырезать накосные стропила для стыковки мауэрлата и конькового прогона, закрепить их уголками и пластинами. Можно считать, что установка выполнена правильно, если все диагональные стропильные элементы получатся одного размера.
Установка стропильных ног выполняется в запилы. Чтобы правильно прорезать эти элементы, рекомендуется изготовить шаблон, по которому и выполнять дальнейшую работу.
Расстояние между стропилами стоит выбирать исходя из ширины материала для дальнейшего утепления кровли. Целесообразно подобрать такую ширину, чтобы отходов было как можно меньше.
Следующим шагом выполняют укрепление всей конструкции – монтируют шпренгели и подкосы, которые замеряют и нарезают на месте монтажа.
Размер нарожников также подбирают, исходя из ширины утепляющего материала. Их крепят посредством пластин.
Завершенный вид установленная стропильная система приобретает после подрезки свесов по периметру здания. Эту операцию выполняют по шнуру. Если вы хотите удлинить свесы, можно установить кобылки.

Далее уже можно приступать к работам по утеплению каркаса крыши. Однако если погодные условия неблагоприятны, то утепление будет выполняться уже после полной укладки кровельного материала, то есть с внутренней стороны крыши.

Сборка кровельного пирога своими руками

Работы по утеплению призваны не только обезопасить стропильную систему от преждевременного разрушения, но и существенно сократить расходы на отопление в доме. Согласно расчетным данным, экономия в таком случае составляет до 25 %. Это значит, что излишние расходы на укладку утеплителя будут скомпенсированы в будущем за счет снижения потребления топливных материалов.

Последовательность действий выглядит таким образом:

Со стороны укладки утепляющего материала набивают опорные доски (обрезные или необрезные), шириной 15 см и толщиной 2,5 см, которые затем обязательно зачищают мелкой шкуркой.
Поверх досок настилают полиэтиленовую пленку, которая послужит паробарьером. Отдельные куски укладывают с нахлестом в 10 см, для надежности проклеивая шов скотчем.
Далее следует слой утеплителя. При работе с крышами стоит учесть, что материалы с волокнистой структурой быстро впитывают влагу, становясь комковатыми, появляется неприятный запах. Как следствие, деревянные элементы подвергаются гниению. Предпочтение для утепления крыши следует отдавать плиточным материалам, например, пенопласту.
Последний слоем пирога будет защитная мембрана. Она способна выпускать влагу изнутри через микропоры, чтобы утеплитель проветривался, но препятствует проникновению воды внутрь.

Монтаж обрешетки – пошаговая инструкция

Обрешетка служит в первую очередь для крепления кровельного материала, а также позволяет соединить вместе отдельные элементы стропильной системы.

По способу укладки она может быть:

сплошной – это значит, что доски крепятся с минимальными зазорами в 5-10 мм;
разреженной – отступы между обрешетинами могут достигать 25 см;
редкой – отдельные доски крепятся с отступом в пределах 90 см;
контробрешетка – перпендикулярно уложенные доски для обустройства вентиляционных ходов под финишной кровлей из черепицы или профнастила.

Если используются мелкие кровельные материалы, например, черепица, то обрешетка крепится сплошным способом.

Для набивки обрешетки обычно применяют обрезные или необрезные доски 2,5 см толщины. При этом ширина таких досок не должна превышать 15 см, иначе, под воздействием влаги они начнут коробиться и могут повредить кровельное покрытие. Поскольку крепление обрешетин не составляет большого труда, с этой работой можно справиться самостоятельно.

Монтаж кровельного покрытия на кровлю дома

Если конфигурация крыши в вашем доме достаточно сложная, то для укладки финишного кровельного покрытия лучше пригласить опытных строителей. А вот работу на двускатной крыше можно выполнить и самому. Обратите внимание, что соблюдение очередности работ по монтажу обрешетки и кровельного материала очень важно, поскольку иногда нарушение установленного порядка приводит к повреждению стыкуемых между собой деталей.

Обустройство пристроек

При желании добавить к зданию какие-либо пристройки, будь то веранда или жилое помещение, стоит помнить, что фундамент окончательно усядется только по прошествии 5 лет, как минимум. Следовательно, крыша в помещении тоже будет подвергаться усадке и смещению. Поэтому при строительстве вспомогательных объектов вплотную к дому на крыше нужно предусмотреть возможность некоторого движения отдельных ее элементов без ущерба функциональному назначению.

Итоги

Любой из этапов возведения крыши требует от исполнителя внимательности и ответственности. Не забудьте, что любая древесина, даже очень качественная – подвержена гниению. Поэтому перед началом строительства обязательно обработайте несущие конструкции антисептическими и антипиреновыми составами.

Итак, мы пролили немного света на вопрос, как поставить крышу на дом своими руками. Надеемся, что вся приведенная информация будет вам полезной и поможет при строительстве собственного дома.

Конек крыши и сращивание стропил: способы и крепеж

Крыша – венец любого строения. Ошибки в ее возведении чреваты тяжелыми последствиями для всего возведенного вами дома. Одним из важных элементов этого крышного «венца» является конек, где происходит сращивание стропил. О нем-то мы сегодня и поведем речь.

Конек крыши: что это и для чего он предназначен

Конек является горизонтальным элементом, имеющимся в любой крыше и соединяющим все ее скаты. Этот элемент должен находиться на определенном удалении от прогона, задаваемом выбранным склоном крыши. Прогон же представляет собой дополнительную балку, устанавливаемую параллельно как коньку, так и мауэрлату. Иначе говоря, прогон – это приподнятый по высоте мауэрлат.

Основная задача всей совокупности соединительных элементов, объединяющихся в коньке, — обеспечить надежную жесткость всей крышной конструкции и ее прочность.

Сращивание стропил: какие способы используются в коньке

В общей сложности таких способов насчитывается всего лишь три:

Внахлест

Отличительной чертой этого способа является соединение стропил их боковыми плоскостями с последующим стягиванием с использованием шпилек или болтов. Эта технология является наиболее популярной при строительстве крыш.

В деревянном доме опорой может явиться верхнее бревно, в блочном же по блокам придется уложить мауэрлат.

Наиболее популярным приемом объединения стропил является их сращивание в полдерева:

Зачастую стропила при их соединении внахлест скрепляются гвоздями.

Встык

Для этого потребуется:

край стропила срезать на угол так, чтобы угол равнялся уклону крыши;
сформировать упор стропила;
использовать крепежный элемент.

Применение шаблона может облегчить задачу и обеспечит плотное прилегание полотен.

Для взаимного скрепления стропил можно использовать гвозди, которые лучше всего дополнить накладкой из дерева или металлической пластиной, устанавливаемой в коньке.

Стык может быть частичным:

Подгонка стропил в такой конструкции выполнена с такой точностью, что нагрузка между ними располагается равномерно. В соединении нужно использовать как гвозди, так и насадки. Для этого прибейте доску 30мм с двух сторон узла.

На брус

Стропила в данном случае крепятся прямо на брусе конька. Достоинство способа заключается в возможности обеспечения центральной подпорки для бруса, тогда как стропила можно укреплять поочередно, когда появится удобный момент. Этот способ удобен, когда время на изготовление шаблона отсутствует.

Соединение с помощью конькового бруса рекомендуется, если ширина крыши превышает 4,5м. Высокая надежность конструкции обеспечивается установкой дополнительных опор, что (обратите внимание!) значительно снижает функциональность чердака.

Такое сращивание стропил является комбинированным, поскольку в нем используется стыковый метод.

Крепежные элементы для сращивания

Формирующие крышный контур стропильные ноги передают нагрузку конструкции на мауэрлат, который распределяет ее по несущим стенам.

Крепление стропил издавна обеспечивалось с помощью:

штырей из дерева;
брусков;
накладок;
металлических скоб;
нагелей;
клиньев.

Сейчас этот крепеж дополнен другими элементами, обеспечивающими надежность и простоту работы с ними. Современные строители пользуются:

шурупами и болтами;
саморезами;
перфорированными и гвоздевыми пластинами, а также другими изделиями.

Выбор соответствующего крепежа определяется нагрузкой, которая приходится на скрепляемый с их помощью коньковый узел, а также задачами, возлагаемыми на крепеж.

С использованием саморезов стропила сращиваются следующим образом:

Сращивание гвоздевыми и перфорированными пластинами:

Использование подобных пластин требует наличия пресса:

Итак, в нашей статье мы рассказали о методах сращивания стропильных балок в коньке. Следующую статью мы намерены посвятить методике их сращивания в составе крыш различной конфигурации.

На этом видео вы можете рассмотреть то, о чем мы писали выше:

Ваши комментарии сделают наши публикации более интересными. Пишите нам!

Опирание стропильной ноги на прогон. Наслонные стропила: тонкости устройства

Наслонная система стропил может быть распорной или безраспорной конструкцией. От правильного выбора узлов опирания и сочленения стропильных ног зависит будут стропила распирать стены или не будут, нужно под них предусматривать различные мероприятия для перехвата распора или не нужно.

На расчетных схемах в узлах конструкций рисуют кружочки, означающие шарнирное соединение. Шарниры лапками соединяются с условными опорами, по которым можно визуально представить степень свободы узла. Шарнир с двумя заделанными в опору лапками предполагает, что узел неподвижен, но балка может крутиться в шарнире, то есть узел обладает одной степенью свободы - поворотом. Шарнир с лапками, стоящими на скользящей опоре или ползуне, показывает, что узел обладает двумя степенями свободы - возможностью поворота балки и горизонтального смещения. Три степени свободы узла позволяют горизонтальное, вертикальное смещение и поворот, такой узел рисуется просто кружочком и может быть врезан в стержень, обозначающий балку. Если узел врезан в балку, то ее называют разрезной, то есть балки, находящиеся слева и справа от шарнира, с некоторыми допущениями могут рассматриваться как отдельные элементы. Если кружочек (шарнир) нарисован под балкой, то балка, лежащая на нем, называется неразрезной. Шарнир с тремя степенями свободы, врезанный в балку, во многих случаях, делает ее мгновенно изменяемой системой, то есть довольно неустойчивой конструкцией. Узел с нулевой степенью свободы означает жесткое защемление конца балки и запрещает ей всякие смещения: горизонтальное, вертикальное и поворот (рис. 19).

Рис. 19. Примеры схематического изображения узлов

В расчетных схемах могут применяться и другие схематические изображения узлов, но все они в обшем-то понятны, а если вдруг возникнут неясности, надо просто мысленно представить в какую сторону может «пойти» узел при приложении к нему нагрузки. Поперечные размеры балок относительно их длины малы, поэтому балки (стропила и пр.) рисуются как стержни, а нагрузка в них распределяется как бы только вдоль продольной оси элемента и расчет всей конструкции ведется для стержневой схемы.

Необходимо отметить, что слова: горизонтальное смещение и поворот совсем не означают, что, например, ползун - узел с двумя степенями свободы произвольно передвигается в горизонтальном направлении. На самом деле, этот узел достаточно хорошо закреплен, но допускает возможность перемещения конца балки от нагрузки, температурных и влажностных изменений без чрезмерного развития в нем внутренних напряжений. Этот узел просто не передает распора, а поворот при изгибе балки возможен только в нормативных пределах. По настоящему ползун поползет (простите за тавтологию) только при нагрузках превышающих предельно допустимые. Слово «шарнир» тоже не нужно понимать буквально. Да, концы балок могут соединяться болтом или настоящим специально спроектированным шарниром, но, чаще всего, это обычное гвоздевое соединение. Например, можно взять доску и приколотить ее одним концом 3–4 гвоздями, предположим, к деревянной стене. Ничто не мешает нам взять ее за другой конец и преспокойно повернуть на некоторый у

Комплексный пример проектирования моста надстройки с балками из предварительно напряженного бетона (PSC) - Пример моста - LRFD - Конструкции - Мосты и конструкции

Пример комплексного проектирования для моста надстройки с фермами из предварительно напряженного бетона (PSC) - Пример моста

2. Пример моста

2.1 Геометрия моста и материалы

Геометрия надстройки моста

Тип надстройки:	Железобетонный настил, опирающийся на простые пролетные предварительно напряженные балки, выполненные непрерывно для временной нагрузки.
Пролет:	Два пролета по 110 футов каждый
Ширина:	Всего 55 футов 4 ½ дюйма. От линии желоба до линии желоба 52 фута-0 дюймов (три полосы шириной 12 футов 0 дюймов каждая, 10 футов правого уступа и 6 футов левого уступа. полосы движения могут располагаться в любом месте конструкции. Для конструкции основания учитывается максимальное количество полос шириной 12 футов, т. е. 4 полосы движения)
Перила:	Бетонные парапеты типа F, ширина у основания 1 '- 8 ¼ дюймов
перекос:	20 градусов, действительно в каждом месте опоры
Расстояние между балками:	9'-8 "
Тип балки:	AASHTO Фермы типа VI, 72 дюймаглубокий, верхний фланец шириной 42 дюйма и нижний фланец шириной 28 дюймов (фермы AASHTO 28/72)
Расположение прядей:	Прямые пряди с некоторыми отслоившимися прядями на концах балок
Вылет:	3'-6 ¼ "от средней линии балки фасада до конца свеса
Промежуточные диафрагмы:	Для расчета нагрузки, одна промежуточная мембрана, 10 дюймов.толщина, 50 дюймов, предполагается в середине каждого пролета.

На рисунках 2-1 и 2-2 показаны вертикальная проекция и поперечный разрез надстройки соответственно. На рис. С 2-3 по 2-6 показаны размеры балки, расположение прядей, места опор и места отсоединения прядей.

Обычно для конкретной юрисдикции доступно относительно небольшое количество размеров балок для выбора. Первоначальный размер балки обычно выбирается на основе прошлого опыта.Во многих юрисдикциях есть вспомогательные средства проектирования в виде таблицы, которая определяет наиболее вероятный размер балки для каждой комбинации длины пролета и расстояния между балками. Ожидается, что такие таблицы, разработанные с использованием динамической нагрузки HS-25 в соответствии со стандартными спецификациями AASHTO, будут применимы к мостам, спроектированным с использованием спецификаций AASHTO-LRFD.

Рисунок прядей и количество прядей были первоначально определены на основе прошлого опыта и впоследствии уточнены с помощью программы компьютерного проектирования.Эта конструкция была усовершенствована методом проб и ошибок до тех пор, пока модель не создавала напряжения при передаче и при рабочих нагрузках, которые находились в пределах допустимых напряжений и создавали нагрузочные сопротивления, превышающие приложенные нагрузки в предельных состояниях прочности. Для расслоенных прядей в S5.11.4.3 указано, что количество частично отслоившихся прядей не должно превышать 25 процентов от общего количества прядей. Кроме того, количество отслоившихся прядей в любом горизонтальном ряду не должно превышать 40 процентов нитей в этом ряду.Выбранный узор имеет 27,2 процента отслоившихся прядей. Это немного выше, чем 25 процентов, указанных в спецификациях, но приемлемо, поскольку спецификации требуют, чтобы этот предел «должен» соблюдаться. Использование слова «следует» вместо «должен» означает, что спецификации допускают некоторое отклонение от предела в 25 процентов.

Как правило, наиболее экономичное расположение прядей требует расположения прядей как можно ближе к низу балок.Однако в некоторых случаях может оказаться невозможным удовлетворить все технические требования при сохранении минимального размера балки и сохранении прядей вблизи нижней части балки. Это более выражено при использовании отслоившихся прядей из-за ограничения на процент отслоившихся прядей. В таких случаях дизайнер может рассмотреть следующие два решения:

Увеличьте размер балки, чтобы уменьшить диапазон напряжений, то есть разницу между напряжением при переносе и напряжением на конечной стадии.
Увеличьте количество прядей и сместите центр тяжести прядей вверх.

Любое решение приводит к некоторой потере экономии. Проектировщик должен учитывать конкретные условия площадки (например, стоимость более глубокой балки, стоимость дополнительных прядей, доступный недосвет и стоимость подъема подъездной дороги для размещения более глубоких балок) при определении того, какое решение принять.

Геометрия основания моста

. .

Промежуточная опора:

Многоколонный изогнутый (4 столбца с шагом 14 футов 1 дюйм)
Фундамент на песчаной почве
См. Рис. 2-7 для получения информации о геометрии промежуточной опоры

Концевые абатменты :

Интегральные опоры, опирающиеся на одну линию стальных двутавровых свай, опирающихся на фундамент.U-образные перегородки консольно выступают из заливной поверхности абатмента. Подходящая плита поддерживается на интегральной опоре с одного конца и шпальной плитой с другого конца. На Рисунке 2-8 представлена геометрия интегрального абатмента

Материалы

Прочность бетона

Предварительно напряженные балки:	Начальная прочность при переносе, f ′ _ci = 4,8 тыс. Фунтов / кв. Дюйм 28-дневная прочность, f ′ _c = 6 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Плита настила:	4.0 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Основание:	3,0 тыс. Фунтов / кв. Дюйм
Перила:	3,5 тыс. Фунтов / кв. Дюйм

Модуль упругости бетона

(рассчитан с использованием S5.4.2.4)

Конечный модуль упругости балки, E _c	= 4696 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Модуль упругости балки при переносе, E _ci	= 4200 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Модуль упругости плиты настила, E _s	= 3 834 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Сталь арматурная

Предел текучести,

f _y = 60 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Пряди предварительного напряжения

0.Пряди с низкой релаксацией диаметром 5 дюймов, марка 270
Площадь пряди, A _пс	= 0,153 дюйма ²
Предел текучести стали, f _py	= 243 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Предел прочности стали, f _pu	= 270 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Модуль упругости стали для предварительного напряжения, E _p	= 28 500 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Другие параметры, влияющие на расчет фермы

Время передачи	= 1 день
Средняя влажность	= 70%

Рисунок 2-1 - Примерный мост, вид сбоку

Рисунок 2-2 - Поперечное сечение моста

2.2 Геометрия фермы и свойства сечения

Свойства сечения основной балки

Длина балки, L	= 110 футов - 6 дюймов
Глубина	= 72 дюйма
Толщина стенки	= 8 дюймов
Площадь, A _г	= 1085 дюймов 2
Момент инерции, I _г	= 733320 дюймов 4
Н.A. наверх, y _т	= 35,62 дюйма
N.A. до низа, y _b	= 36,38 дюйма
Модуль упругости сечения, S _TOP	= 20,588 дюймов 3
Модуль упругости сечения, S _BOT	= 20,157 дюймов 3
CGS снизу, на 0 футов	= 5,375 дюйма
CGS снизу, на высоте 11 футов	= 5.158 дюймов
CGS снизу, на высоте 54,5 фута	= 5,0 дюйма
Эксцентриситет силы P / S на 0 футов, e _{0 '}	= 31,005 дюйма
Эксцентриситет силы P / S на 11 футах, e _{11 '}	= 31,222 дюйма
Эксцентриситет силы P / S на 54,5 футах, e _{54,5 '}	= 31,380 дюйма

Свойства составного сечения внутренней балки

Эффективная ширина плиты	= 111 дюймов(см. расчеты в разделе 2.3)
Толщина плиты перекрытия	= 8 дюймов (включая внутреннюю поверхность износа ½ дюйма, которая не учитывается при расчете свойств составного сечения)
Глубина окантовки	= 4 дюйма (максимальное значение - обратите внимание, что глубина вута изменяется по длине балки и, следовательно, не учитывается при расчете свойств сечения, но учитывается при определении статической нагрузки)
Момент инерции, I _c	= 1,384,254 дюйма ⁴
Н.A. до верхней части плиты, y _sc	= 27,96 дюйма
Н.А. до верха балки, y _tc	= 20,46 дюйма
N.A. до низа балки, y _bc	= 51,54 дюйма
Модуль упругости сечения, S _{TOP SLAB}	= 49 517 дюймов ³
Модуль упругости сечения, S _{TOP BEAM}	= 67 672 дюйм ³
Модуль упругости сечения, S _БОЧКА	= 26 855 дюймов ³

Свойства составного сечения внешней балки

Эффективная ширина перекрытия	= 97.75 дюймов (см. Расчеты в разделе 2.3)
Толщина плиты перекрытия	= 8 дюймов (включая внутреннюю поверхность износа ½ дюйма, которая не учитывается при расчете свойств составного сечения)
Глубина окантовки	= 4 дюйма (максимальное значение - обратите внимание, что глубина вута изменяется по длине балки и, следовательно, не учитывается при расчете свойств сечения, но учитывается при определении статической нагрузки)
Момент инерции, I _c	= 1,334,042 дюйм ⁴
Н.A. до верхней части плиты, y _sc	= 29,12 дюйма
Н.А. до верха балки, y _tc	= 21,62 дюйма
N.A. до низа балки, y _bc	= 50,38 дюйма
Модуль упругости сечения, S _{TOP SLAB}	= 45 809 дюймов ³
Модуль упругости сечения, S _{TOP BEAM}	= 61,699 дюйм ³
Модуль упругости сечения, S _БОЧКА	= 26,481 дюйм ³

Рисунок 2-3 - Поперечное сечение балки с 44 прядями

Рисунок 2-4 - Общая отметка луча

Рисунок 2-5 - Пряди предварительного напряжения, вид сверху

Расположение секций A-A, B-B и C-C см. На рис. 2-5.

Рисунок 2-6 - Балка в сечениях A-A, B-B и C-C

Рисунок 2-7 - Промежуточный изгиб

Рисунок 2-8 - Интегральный абатмент

2.3 Эффективная ширина фланца (S4.6.2.6)

Продольные напряжения во фланцах распределяются по фланцу и композитной плите перекрытия за счет касательных напряжений в плоскости, поэтому продольные напряжения не являются однородными. Эффективная ширина полки - это уменьшенная ширина, по которой предполагается, что продольные напряжения распределены равномерно и все же приводят к той же силе, что и неравномерное распределение напряжений, если интегрировать по всей ширине.

Эффективная ширина фланца рассчитывается с использованием положений S4.6.2.6. См. Маркированный список в конце этого раздела для ознакомления с некоторыми требованиями S4.6.2.6. В соответствии с S4.6.2.6.1 эффективная ширина фланца может быть рассчитана следующим образом:

Для внутренних балок:

Эффективная ширина фланца принимается как наименьшее из следующих:

Эффективная ширина полки внутренней балки составляет 111 дюймов.

Для внешних балок:

Эффективная ширина полки принимается равной половине эффективной ширины смежной внутренней балки плюс наименьшее из:

Следовательно, эффективная ширина полки для внешней балки составляет:

(111/2) + 42.25 = 97,75 дюйма

Обратите внимание, что:

Эффективная длина пролета, используемая при расчете эффективной ширины фланца, может быть принята как фактическая длина пролета для пролетов с простой опорой или как расстояние между точками перегиба постоянной статической нагрузки для непрерывных пролетов, как указано в S4.6.2.6.1 . Для расчета двутавровых балок эффективная ширина полки обычно рассчитывается на основе эффективного пролета для положительных моментов и используется по всей длине балки.
Толщина плиты, используемая в анализе, представляет собой эффективную толщину плиты без учета каких-либо жертвенных слоев (т. Е. Неотъемлемых поверхностей износа)
S4.5 позволяет учитывать непрерывные препятствия при анализе предельных состояний по эксплуатации и усталости. Комментарий к S4.6.2.6.1 включает приблизительный метод учета влияния непрерывных барьеров на секцию путем изменения ширины свеса.Традиционно влияние сплошного барьера на секцию игнорируется при проектировании новых мостов и игнорируется в этом примере. Этот эффект можно учитывать при проверке существующих мостов с конструктивно прочными сплошными ограждениями.
Непрерывные балки с простыми пролетами ведут себя как непрерывные балки при всех нагрузках, прилагаемых после затвердевания плиты настила. Для двух равнопролетных балок эффективная длина каждого пролета, измеренная как расстояние от центра концевой опоры до точки перегиба для составных статических нагрузок (предполагается, что нагрузка распределяется равномерно по длине балок), составляет 0.75 длина пролета.

Пример комплексного проектирования для моста надстройки с фермами из предварительно напряженного бетона (PSC) - LRFD - Конструкции - Мосты и конструкции

Пример комплексного проектирования для моста надстройки с фермами из предварительно напряженного бетона (PSC)

Этап проектирования 5 Проектирование верхнего строения

Этап проектирования 5.1 Коэффициенты распределения динамической нагрузки (S4.6.2.2)

Спецификации AASHTO-LRFD позволяют использовать передовые методы анализа для определения коэффициентов распределения временной нагрузки.Однако для типичных мостов в спецификациях перечислены уравнения для расчета коэффициентов распределения для различных типов мостовых надстроек. Типы надстроек, охватываемых этими уравнениями, описаны в таблице S4.6.2.2.1-1. В этой таблице мосты с бетонными настилами, опирающимися на двутавровые железобетонные балки или балки с треугольными балками, обозначены как поперечное сечение «K». В других таблицах в S4.6.2.2.2 перечислены коэффициенты распределения для внутренних и внешних балок, включая поперечное сечение «K». Уравнения коэффициента распределения в значительной степени основаны на работе, проведенной в рамках проекта NCHRP 12-26, и были проверены для получения точных результатов по сравнению с 3-мерным анализом мостов и полевыми измерениями.Несколько факторов присутствия уже включены в уравнения коэффициентов распределения, за исключением тех случаев, когда таблицы требуют использования правила рычага. В этих случаях при вычислениях необходимо учитывать несколько факторов присутствия. Обратите внимание, что в таблицах коэффициентов распределения есть столбец с заголовком «Диапазон применимости». Диапазоны применимости, перечисленные для каждого уравнения, основаны на диапазоне для каждого параметра, используемого в исследовании, ведущем к разработке уравнения. Когда расстояние между балками превышает значение, указанное в столбце «Диапазон применимости», спецификации требуют использования правила рычага (S4.6.2.2.1). Один или несколько других параметров могут выходить за пределы указанного диапазона применимости. В этом случае уравнение все еще может оставаться действительным, особенно когда значение (значения) лишь немного выходит за пределы диапазона применимости. Однако, если один или несколько параметров значительно превышают диапазон применимости, необходимо принять инженерное решение.

Статья S4.6.2.2.2d спецификаций гласит: «В поперечных сечениях моста балка-плита с диафрагмами или поперечными рамами коэффициент распределения для внешней балки не должен приниматься меньше, чем тот, который был бы получен в предположении что поперечное сечение отклоняется и вращается как жесткое поперечное сечение ".Это положение было добавлено в спецификации, потому что в первоначальном исследовании, в котором были разработаны уравнения коэффициента распределения, не рассматривались промежуточные диафрагмы. Применение этого положения требует наличия достаточного количества промежуточных диафрагм, жесткость которых достаточна, чтобы заставить поперечное сечение действовать как жесткое сечение. Для предварительно напряженных балок в разных юрисдикциях используются разные типы и количество промежуточных диафрагм. В зависимости от количества и жесткости промежуточных диафрагм положения S4.6.2.2.2d может не применяться. В этом примере одна глубокая железобетонная диафрагма расположена в середине каждого пролета. Жесткость диафрагмы была сочтена достаточной, чтобы заставить поперечное сечение действовать как жесткое, поэтому применяются положения S4.6.2.2.2d.

Обратите внимание, что в Стандартных спецификациях AASHTO коэффициенты распределения выражены как доли колесных линий, тогда как в спецификациях AASHTO-LRFD они выражены как доли полных полос.

В этом примере будут использоваться коэффициенты распределения, перечисленные в S4.6.2.2.2.

Обратите внимание, что усталость предварительно напряженной стали не нужно проверять для обычных предварительно напряженных балок (S5.5.3), когда максимальное напряжение в бетоне при предельном состоянии по Службе III принимается согласно таблице S5.9.4.2.2-1. Это утверждение действительно для этого примера. Коэффициенты распределения усталости вычисляются в следующих разделах, чтобы предоставить пользователю полную справочную информацию по применению коэффициентов распределения LRFD.

Необходимая информация:
Двутавровая балка типа ААШТО (28/72)

Площадь несоставной балки, A _г	= 1,085 дюйма ²
Момент инерции несоставной балки, I _г	= 733320 дюймов ⁴
Толщина плиты перекрытия, т _с	= 8 дюймов
Длина пролета, L	= 110 футов.
Расстояние между балками, S	= 9 футов - 8 дюймов
Модуль упругости балки, E _B	= 4696 тысяч фунтов на квадратный дюйм (S5.4.2.4)
Модуль упругости настила, E _D	= 3,834 тысяч фунтов / кв. Дюйм (S5.4.2.4)
C.G. в верхней части основного луча	= 35,62 дюйма
C.G. к нижней части основного луча	= 36,38 дюйма

Этап проектирования 5.1.1

Рассчитайте n, модульное соотношение между балкой и настилом.

= E _B / E _D
= 4,696 / 3,834
= 1,225

(S4.6.2.2.1-2)

Этап проектирования 5.1.2

Рассчитайте e _g, расстояние между центром тяжести несоставной балки и настилом. Не обращайте внимания на толщину бедра при определении e _g.Также можно не учитывать интегральную поверхность износа, т. Е. Использовать t _s = 7,5 дюйма. Однако разница в коэффициенте распределения будет минимальной.

и _г	= NA _YT + t _s/2 = 35,62 + 8/2 = 39,62 дюйма

Этап проектирования 5.1.3

Рассчитайте K _g, параметр продольной жесткости.

K _г

= п (I + Ae _г ²)
= 1.225 [733 320 + 1,085 (39,62) ²]
= 2,984,704 дюйма ⁴

(S4.6.2.2.1-1)

Этап проектирования 5.1.4 - Внутренняя балка

Рассчитайте коэффициент распределения момента для внутренней балки с двумя или более расчетными дорожками, нагруженными, используя таблицу S4.6.2.2.2b-1.

D _M	= 0,075 + (S / 9,5) ^0,6 (S / L) ^0,2 (K _g / 12,0Lt _с ³) ^0.1 = 0,075 + (9,667 / 9,5) ^0,6 (9,667 / 110) ^0,2 [2,984,704 / [12 (110) (8) ³]] ^0,1 = 0,796 переулок (1)

Этап проектирования 5.1.5

В соответствии с S4.6.2.2.2e, коэффициент коррекции перекоса для момента может применяться для перекоса моста более 30 градусов. Мост в этом примере наклонен на 20 градусов, поэтому коэффициент коррекции перекоса для момента не допускается.

Рассчитайте коэффициент распределения момента для внутренней балки с одной загруженной расчетной полосой, используя таблицу S4.6.2.2.2b-1.

D _M	= 0,06 + (S / 14) ^0,4 (S / L) ^0,3 (K _г / 12,0Lt _с ³) ^0,1 = 0,06 + (9,667 / 14) ^0,4 (9,667 / 110) ^0,3 [2,984,704 / [12 (110) (8) ³]] ^0,1 = 0,542 дорожка (2)

Обратите внимание, что рассчитанный выше коэффициент распределения для одной загруженной полосы уже включает 1.2 многократный коэффициент присутствия для одной полосы движения, поэтому это значение может использоваться для предельных состояний обслуживания и прочности. Однако для определения предельного состояния усталости не следует использовать несколько факторов присутствия. Следовательно, коэффициент многократного присутствия 1,2 для одной полосы необходимо исключить из значения, рассчитанного выше, чтобы определить коэффициент, используемый для предельного состояния усталости.

Для однополосной нагрузки, используемой для расчета усталости, удалите коэффициент множественного присутствия, равный 1.2.

D _M	= 0,542 / 1,2 = 0,452 пер. (3)

Этап проектирования 5.1.6 - Поправочный коэффициент перекоса для сдвига

В соответствии с S4.6.2.2.3c, косой поправочный коэффициент для поддержки сдвига при тупом угле должен быть применен к коэффициенту распределения всех перекошенных мостов. Значение поправочного коэффициента рассчитывается по таблице S4.6.2.2.3c-1

SC	= 1.0 + 0,20 (12,0 л _с ³ / K _г) ^0,3 tan θ = 1,0 + 0,20 [[12,0 (110) (8) ³] / 2 984 704] ^0,3 тангенциальный 20 = 1,047

Этап проектирования 5.1.7

Рассчитайте коэффициент распределения сдвига для внутренней балки с двумя или более расчетными дорожками, нагруженными, используя таблицу S4.6.2.2.3a-1.

D _V	= 0,2 + (S / 12) - (S / 35) ² = 0.2 + (9,667 / 12) - (9,667 / 35) ² = 0,929 полоса

Примените коэффициент коррекции перекоса:

D _V	= 1,047 (0,929) = 0,973 пер. (4)

Этап проектирования 5.1.8

Рассчитайте коэффициент распределения сдвига для внутренней балки с одной загруженной расчетной полосой, используя таблицу S4.6.2.2.3a-1.

D _V	= 0.36 + (S / 25,0) = 0,36 + (9,667 / 25,0) = 0,747 полоса

Примените коэффициент коррекции перекоса:

D _V	= 1,047 (0,747) = 0,782 переулок (5)

Для однополосной нагрузки, которая будет использоваться для расчета усталости, удалите коэффициент множественного присутствия 1,2.

D _V	= 0,782 / 1,2 = 0,652 переулок (6)

Этап проектирования 5.1,9

Из (1) и (2) коэффициент распределения момента в предельном состоянии по эксплуатации и прочности для внутренней балки равен большему из 0,796 и 0,542 полосы. Следовательно, коэффициент распределения момента составляет 0,796 полос.

Из (3):
Коэффициент распределения момента предельного состояния усталости составляет 0,452 пол.

Из (4) и (5) коэффициент распределения сдвига в предельном состоянии по эксплуатации и прочности для внутренней балки равен большему из 0,973 и 0,782 полосы. Следовательно, коэффициент распределения сдвига равен 0.973 пер.

Из (6):
Коэффициент распределения сдвига в предельном состоянии усталости составляет 0,652, дорожка

Этап проектирования 5.1.10 - Внешняя балка

Рисунок 5.1-1 - Правило рычага

Этап проектирования 5.1.11

Рассчитайте коэффициент распределения момента для внешней балки с двумя или более расчетными полосами, используя таблицу S4.6.2.2.2d-1.

D _M

= eD _{M Интерьер}

e = 0.77 + д _е / 9,1

, где d _e - расстояние от средней линии внешней балки до внутренней поверхности бордюра или барьера.

е = 0,77 + 1,83 / 9,1 = 0,97

D _M

= 0,97 (0,796)
= 0,772 дорожка (7)

Этап проектирования 5.1.12

Рассчитайте коэффициент распределения момента для внешней балки с одной расчетной полосой, используя правило рычага согласно Таблице S4.6.2.2.2d-1.

D _M	= [(3,5 + 6) + 3,5] / 9,667 = 1,344 колеса / 2 = 0,672 пер. (8) (Усталость)

Обратите внимание, что это значение не включает множитель присутствия, поэтому оно подходит для использования с предельным состоянием усталости. Для предельных состояний обслуживания и прочности необходимо включить множественный коэффициент присутствия для одной загруженной полосы.

D _M	= 0.672 (1,2) = 0.806 переулок (9) (сила и сервис)

Этап проектирования 5.1.13

Рассчитайте коэффициент распределения сдвига для внешней балки с двумя или более расчетными полосами движения, нагруженными, используя таблицу S4.6.2.2.3b-1.

где:

e	= 0,6 + d _e/10 = 0,6 + 1,83 / 10 = 0,783

D _V	= 0.783 (0,973) = 0,762 пер. (10)

Этап проектирования 5.1.14

Рассчитайте коэффициент распределения сдвига для внешней балки с одной загруженной расчетной полосой, используя правило рычага в соответствии с таблицей S4.6.2.2.3b-1. Это значение будет таким же, как коэффициент распределения момента с примененным коэффициентом коррекции перекоса.

D _V	= 1,047 (0,672) = 0,704 полоса (11) (Усталость)
D _V	= 1.047 (0,806) = 0,845 дорожка (12) (прочность и надежность)

Обратите внимание, что S4.6.2.2.2d включает дополнительные требования для расчета коэффициентов распределения для внешних балок, когда балки соединены с относительно жесткими поперечными рамами, которые заставляют поперечное сечение действовать как жесткое сечение. Как указано на этапе проектирования 5.1, эти положения применяются к этому примеру; расчеты показаны ниже.

Этап проектирования 5.1.15 - Дополнительная проверка жестко связанных балок (S4.6.2.2.2d)

Коэффициент многократного присутствия m применяется к реакции внешнего луча (Таблица S3.6.1.1.2-1)

м ₁	= 1,20
м ₂	= 1,00
м ₃	= 0,85
R	= N _L / N _b + X _ext (Σe) / Σx ² (SC4.6.2.2.2г-1)

где:
R = реакция на внешнюю балку по полосам
N _L = количество рассматриваемых загруженных полос
e = эксцентриситет проектного грузовика или расчетная нагрузка на землю от центра тяжести массива балок (футы)
x = горизонтальное расстояние от центра тяжести массива балок до каждой балки (футы)
X _ext = горизонтальное расстояние от центра тяжести массива до внешней балки (футы.)

Размеры см. На Рис. 5.1-1.

Загружена одна полоса (применяется только крайняя левая полоса):

р	= 1/6 + 24,167 (21) / [2 (24,167 ² + 14,5 ² + 4,833 ²)] = 0,1667 + 0,310 = 0,477 (усталость)

Добавьте коэффициент многократного присутствия 1,2 для одной полосы:

р	= 1,2 (0,477) = 0,572 (сила)

Две полосы загружены:

р	= 2/6 + 24.167 (21 + 9) / [2 (24,167 ² + 14,5 ² + 4,833 ²)] = 0,333 + 0,443 = 0,776

Добавьте коэффициент многократного присутствия 1,0 для двух загруженных полос:

р	= 1,0 (0,776) = 0,776 (сила)

Три полосы загружены:

р	= 3/6 + 24,167 (21 + 9–3) / [2 (24,167 ² + 14,5 ² + 4,833 ²)] = 0.5 + 0,399 = 0,899

Добавьте коэффициент многократного присутствия 0,85 для трех или более загруженных полос:

р	= 0,85 (0,899) = 0,764 (сила)

Эти значения не контролируют коэффициенты распределения, указанные на этапе проектирования 5.1.16.

Рисунок 5.1-2 - Общие размеры

Этап проектирования 5.1.16

Из (7) и (9) коэффициент распределения момента в предельном состоянии по эксплуатации и прочности для внешней балки равен большему из 0.772 и 0.806 пер. Следовательно, коэффициент распределения момента равен 0,806 полосе.

Из (8):
Коэффициент распределения момента предельного состояния усталости составляет 0,672 пол.

Из (10) и (12) коэффициент распределения сдвига в предельном состоянии по эксплуатации и прочности для внешней балки равен большему из 0,762 и 0,845 полосы. Следовательно, коэффициент распределения сдвига равен 0,845 полос.

Из (11):
Коэффициент распределения сдвига в предельном состоянии усталости составляет 0,704, дорожка

Таблица 5.1-1 - Сводка коэффициентов распределения предельных состояний службы и прочности

	Нагрузка	Момент балки межкомнатные	Момент наружных балок	Срезанные внутренние балки	Срезанные внешние балки
Коэффициенты распределения из таблиц в S4.6.2.2.2	Несколько полос загружено	0,796	0,772	0,973	0.762
Коэффициенты распределения из таблиц в S4.6.2.2.2	Однополосная загрузка	0,542	0,806	0,782	0,845
Дополнительная проверка жестко связанных балок	Несколько полос загружено	NA	0,776	NA	0,776
Дополнительная проверка жестко связанных балок	Однополосная загрузка	NA	0,572	NA	0,572
Расчетное значение		0.796	0,806	0,973	0,845

Таблица 5.1-2 - Сводка коэффициентов распределения предельного состояния усталости

	Нагрузка	Момент балки межкомнатные	Момент наружных балок	Срезанные внутренние балки	Срезанные внешние балки
Коэффициенты распределения из таблиц в S4.6.2.2.2	Несколько полос загружено	NA	NA	NA	NA
Коэффициенты распределения из таблиц в S4.6.2.2.2	Однополосная загрузка	0.452	0,672	0,652	0,704
Дополнительная проверка жестко связанных балок	Несколько полос загружено	NA	NA	NA	NA
Дополнительная проверка жестко связанных балок	Однополосная загрузка	NA	0,477	NA	0,477
Расчетное значение		0.452	0,672	0,652	0,704

Балочный мост | HowStuffWorks

Строительство моста не может быть проще этого. Чтобы построить балочный мост (также известный как балочный мост ), все, что вам нужно, - это жесткая горизонтальная конструкция (балка) и две опоры, по одной с каждого конца, на которые она будет опираться. Эти компоненты непосредственно поддерживают опускающийся вниз вес моста и любой транспортный поток, движущийся по нему.

Однако, удерживая вес, мост из леща выдерживает как напряжение сжатия, так и растяжение.Чтобы понять эти силы, давайте воспользуемся простой моделью.

Если вы возьмете дом размером два на четыре и положите его поперек двух пустых ящиков из-под молока, у вас будет грубый балочный мост. Теперь, если вы поместите тяжелый груз в его середину, два на четыре будут сгибаться. Верхняя сторона изгибалась бы под действием силы сжатия, а нижняя сторона изгибалась бы под действием силы натяжения. Добавьте достаточно веса, и два на четыре в конечном итоге сломаются. Верхняя сторона будет изгибаться, а нижняя - ломаться.

Во многих мостах с балками для выдерживания нагрузки используются бетонные или стальные балки. Размер балки, и в частности высота балки, определяет расстояние, на которое балка может простираться. При увеличении высоты балки в балке появляется больше материала для снятия напряжения. Чтобы создать очень высокие балки, проектировщики моста добавляют к балке моста опорную решетку или ферму . Эта опорная ферма добавляет жесткости существующей балке, значительно увеличивая ее способность рассеивать сжатие и растяжение.Как только балка начинает сжиматься, сила распространяется по ферме.

Но даже с фермой балочный мост годен только для ограниченного расстояния. Чтобы достичь большей длины, вам нужно построить большую ферму, пока вы в конечном итоге не достигнете точки, в которой ферма не сможет выдержать собственный вес моста. Приготовьтесь к серьезным статистическим данным по ферменным мостам на следующей странице.

Балочные мосты со всего мира

Найдите структуру или проект ...

название

Тип структуры - Все типы конструкций - Арочный мостМост из канатной сети

Функция - Функция --Акведуковый мостВелосипедно-пешеходный мостКанальный мостКонвейерный мостЖивой мостМаглевский мостМонорельсовый мостТрубопроводный мостЖелезнодорожный (железнодорожный) мостДорожный мостВъездной мостТакси-мостТранспортный мостПереход дикой природы

Метод - Методы - Сбалансированный консольный метод Конструкция кантилевера с использованием временных опор в вертикальном положении с последующим вращением в горизонтальное Опалубка из сборных конструкций с монолитной плитой перекрытия Дополнительный спуск Боковой / поперечный спуск Продольный спуск Подвижная система строительных лесов Готовые бетонные элементы с монолитными швами Готовые балки с монолитными балками Плита Вращение вокруг горизонтальной оси Вращение вокруг вертикальной оси Сегментная конструкция Покадровое литье на месте на опалубке Метод Тарзана

Год завершен

Смотрите также

Отзывы

Здравствуйте, заказали дом № 17 в компании «Русские традиции”, потому что посоветовали друзья построившиеся весной, мой муж контролировал весь процесс от разгрузки материала, до вбивания гвоздей и так далее. По факту, он принимал участие в строительстве (так как позволяло время, он находился в отпуске), очень сдружился с ребятами которые строили нам дом. Огромное спасибо.
Румянцева Наталья

Здравствуйте строители компании “Русские традиции”, мы с семьей хотим выразить огромную благодарность за строительство и отделку замечательной бани построенной по проекту 5, нравится — обалденно!!! Вы лучшие!!! Самый замечательный отзыв, советуем всем друзьям, родственникам и соседям!!! Спасибо!!! .
Ларионова Ольга

Спасибо ребятам большое, строителям и строительной компании, вели долгие переговоры в связи с тем что вносили свои изменения в дом из бруса 6х6, все было сделано без претензий с нашей стороны и делали все по нашим требованиям и желаниям, а главное все было сделано в сроки. Очень все понравилось, советую уже своим знакомым обращаться в эту строительную компанию “Русские традиции”.
Семенов Роман

Здравствуйте! Вашу компанию нам посоветовали друзья, которые строились раньше, честно говоря изначально мы планировали строить дом из бревна, но почитав статьи на сайте изменили свое мнение в пользу профилированного бруса. Строили дом по проекту 18 с небольшими изменениями, очень понравилось, дом получился большим и светлым. Будем советовать всем знакомым! Ребята, вы лучшие.
Черменин Константин

Давно хотели построить баню, но или не хватало денег или времени, наткнулись на ваш сайт, увидели скидку. Позвонили, собрали необходимую сумму и наша баня из бруса 6х6 готова. Очень нравится наша баня. Так-же заказали бытовку, из которой нам построили летнюю кухню. Еще раз спасибо.
Александрова Татьяна