Металлические стропила для односкатной крыши: полевой справочник

Для стропильных ног односкатной крыши применяют горячекатаный швеллер, квадратную или прямоугольную трубу, а также собираемые балки из профильной трубы и листа. Швеллер обеспечивает большой момент инерции при малом весе, но требует усилий по предотвращению потери устойчивости полок. Прямоугольная труба с высотой граней не менее 100 мм удобна за счет закрытого сечения, устойчивого к кручению, и простоты крепления обрешетки на саморезы. Собираемые балки (двухтавровые из профиля) оправданы на больших пролетах, где стандартный ассортимент не покрывает расчетное сечение.

Выбор между швеллером и трубой определяется не только расчетом, но и доступностью профиля нужной длины без стыковок на пролете. Стыковка стропильной ноги в зоне максимальных моментов недопустима без полноценного расчетного узла, что усложняет технологию. Для несущих балок (балки намоченных) чаще используют швеллер или двутавр большей высоты, так как они работают на изгиб от нагрузки всей скатовой плоскости.

Расчет начинается с определения расчетной нагрузки: сумма веса кровельного пирога, нормативной снеговой нагрузки района и ветровой нагрузки с учетом коэффициентов надежности. Шаг установки стропильных ног подбирается кратным рабочей ширине листов обрешетки или профнастила, чтобы избежать нарезки и обеспечить опору листа по крайним волнам. Стандартные шаги лежат в диапазоне от 600 до 1200 мм, но точное значение выдает только расчет на прочность и жесткость выбранного профиля.

Длина пролета стропилы — расстояние между осевой линией мауэрлата и опорой на высокой стене или балке намоченных. Для односкатной схемы стропила работают как консоли или балки на двух опорах с жестким заделом в узле стыка со стеной. Необходимо учитывать выдвижную силу, возникающую при нагрузке на скате: она передается на стены и требует надежного крепления мауэрлата к перекрытию или армопоюсу. Игнорирование выдвижной составляющей приводит к раздвижанию стен и обвалу каркаса.

Узел опоры на мауэрлате должен воспринимать вертикальную реакцию опоры, горизонтальную выдвижную силу и, при необходимости, момент закрепления. Наиболее надежный вариант — стальная пластина с приварными шпильками или анкерными болтами, заделанными в армопояс, на которую садится стропила и фиксируется болтами через проушины или сваркой. Прямое упорение швеллера на деревянный мауэрлат без металлической подкладки недопустимо: при нагрузке профиль прогорает в дереве, теряя несущую способность.

Верхний узел на высокой стене или балке намоченных выполняется с возможностью поворота (шарнир) или жестким заделом в зависимости от расчетной схемы. При шарнирном опорении стропила должна иметь свободу углового поворота под нагрузкой, что исключает сварку к опоре без специальных втулок. Жесткий задел требует полноценного сварного соединения или болтового узла с жесткими пластинами, переносящих момент в стену. Промежуточные связи (перемычки, стропильные связи) устанавливаются по расчету на устойчивость сжатых поясов стропил, как правило, в одной или двух третях высоты.

Металлические стропилы контактируют с деревянным мауэрлатом, бетонным армопоясом и влажным паром из подкровельного пространства. В зонах контакта с деревом обязательна прокладка из рулонной гидроизоляции (битумная или полимерная) толщиной не менее 2 мм или мастикирование концов стропил. Без этого конденсат на холодном металле нависает на дереве, вызывая гниение и потерю несущей способности опоры за 3–5 лет. Сварные швы и повреждения цинкового слоя при монтаже обрабатывают цинкосодержащими составами (холодная цинковка) в два слоя с высыханием.

При использовании оцинкованной профильной трубы или швеллераfactory оцинковка дает базовую защиту, но в точках сварки и среза цинк отсутствует. Покраска всей конструкции эпоксидными или полиуретановыми эмалями перед монтажом обрешетки продлевает срок службы каркаса в 2–3 раза по сравнению с неокрашенным оцинкованным профилем. Внутри контура стропилы окрашиваются полностью, снаружи — минимум на 200 мм от краев кровельного покрытия.