Много было написано о связывании стропил с кладкой. Кажется, что все об этом уже сказано. После наблюдения еще одной неудачи в соединении стропил с кирпичем на ферме, я понял, что такое соединение необходимо. В этой статье рассказывается о одном из многих случаев, которые я наблюдаю каждый год.
Реакция строителей, подрядчиков и проектировщиков на статью "Усиление соединения стропила с черепицей на примере разрушения стропила" (FD&C 2017-3) еще раз показывает, насколько важно это соединение для стропила.К сожалению, разрушения этого соединения и, соответственно, всего стропила происходят очень часто. Каждый год я получаю как минимум несколько звонков по этому вопросу. Трудно обобщать, но можно с уверенностью сказать, что неудачи являются результатом небрежного проектирования, изготовления или экономии средств инвестора.
Неудачи в результате очевидных ошибок проектирования редки. Скорее, это упущения, возникшие в результате копирования решений из предыдущих проектов. На данном этапе стоит предупредить проектировщиков о необходимости обратить особое внимание на стропильные и стропильно-воротные конструкции. Это явно раскосые системы с тенденцией "раздвигаться" наружу. Для таких статических схем соединение стропил с воротником играет особенно важную роль в удержании стропил на опорах.Другой вопрос — объем проекта здания.
Проектировщик в построенном проекте не обязан делать чертежи деталей соединения или указывать конкретные решения. Это уже входит в рамки детального проекта. Очевидно, что при строительстве большинства односемейных домов подрядчик работает на основе построенного проекта. Следовательно, выбор правильных типов соединений является его обязанностью, а также обязанностью начальника участка, если он бывает на участке более 2-3 раз. У подрядчика нет помощи от проектировщика в виде указанного в проекте столярного соединения, также он часто не может рассчитывать на совет начальника участка. В результате, а также с целью ускорения монтажа, он выбирает столярное винтовое соединение.
К сожалению, столярные винты, которые так легко используются на многих строительных площадках, не обладают необходимой несущей способностью для передачи больших усилий от стропил к кладке, с которыми мы имеем дело в таких статических схемах. Вся эта цепочка халатности, недосмотра и зачастую очевидных ошибок приводит к очень опасным разрушениям конструкций.
Рисунок 2. Схема стропильной фермы крыши.
Неудача — пример, подобный многим
Структура, которая будет описана в этой статье, очень типична. Размеры фермы в плане составляют 14 х 11 м. Расстояние между рейками — около 8,5 м, карнизный свес — около 1,2 м. Наклон склона — 35 градусов. Кровля — керамическая черепица. В основной части здания стропильная схема стропильно-фанерной конструкции. Балки, которые выглядят как обрешетка на фото 1, — это просто надставки, поддерживающие крайние стропила. Это не обрешетка, которая поддерживает каждое стропило фермы. Мой визит на объект был инициирован строителем, который заметил тревожные смещения в кладке.
Крыша была построена во время предыдущего строительного сезона, а провал был замечен после зимы. Кстати, во время этой конкретной зимы снеговая нагрузка даже не приблизилась к нормальной нагрузке, ожидаемой для этого региона. Тем не менее, даже при небольшой нагрузке наблюдались два симптома разрушения фермы.
Рисунок 3. Разрушение — смещение стропил по каменной кладке.
Первое — это соскальзывание стропил с каменной кладки под действием подкосов (рис. 3). Второе явление было связано уже с соединением кладки с обвязочной балкой и привело к повороту кладки (рис. 4). Можно с уверенностью сказать, что если бы кладка не поддалась и не произошел поворот, горизонтальное смещение стропил было бы еще больше. Стропила были соединены с кладкой с помощью столярных шурупов Ø8×280. Вопреки мнению некоторых подрядчиков, шурупы не являются хорошим решением для стропильных крыш. В данном случае мы имеем дело именно с такой крышей.
Рисунок 4. Неудача — поворот кладки стены.
В первую очередь, я хотел увидеть проект, на котором основана ферма. Проект был "каталожным", поэтому я не ожидал увидеть в нем подробную спецификацию соединения стропил с каменной кладкой. Поскольку это был проект здания, а не детальный проект, такая деталь вообще не должна была присутствовать. Зная, что это дизайн каталога, я ожидал, что дизайнер ограничился минимумом. Каково же было мое удивление, когда я увидел в проекте очень подробную спецификацию соединителей вместе с количественным и качественным перечнем необходимых гвоздей для использования с соединителем. Кроме того, в разделе чертежей были подготовлены подробные детали соединения .
Все очень подробно и на высоком уровне. Больше ничего не потребовалось подрядчику, чтобы правильно выполнить это соединение в соответствии с расчетами проектировщика. Я возвращаю честь дизайнеру и дизайну "каталога". Как видите, этот тип дизайна может значительно отличаться по качеству и вниманию к деталям. Я спросил строителя, почему это не было перенесено в конструкцию?
В конце концов, здесь есть все, что подрядчик может потребовать от детального проекта. Я узнал, что подрядчик сказал, что нет смысла покупать "эти листы" и что такую крышу можно легко прикрутить столярными шурупами. Инвестор поверил подрядчику, что указанные стыки были просто прихотью проектировщика, и решил, что опытный специалист знает, что делает. Я также проверил силы, действующие от стропил на кладку. Усилие на раскосе составило около 13 кН (~1,3 тонны). Интересно и очень показательно, что величина этой силы была почти равна вертикальной силе, прижимающей стропило к кладке (рис. 6).
Рис. 6. Силы, передаваемые от стропил на кладку. Значения из дизайна.
Значения усилия распорки сравнивались с несущей способностью указанного соединения SFH в техническом каталоге Simpson Strong-Tie. Возможно, самым печальным выводом этой проверки было то, что мощность указанного соединения была достаточной для того, чтобы выдержать это усилие. Если бы подрядчик выполнил этот шов в соответствии с проектом и чертежами, то разрушения этого шва не произошло бы.
Вторым элементом разрушения стало вращение кладки. Это может быть вызвано недостаточным количеством анкерных штифтов в обвязочной балке. Кроме того, желательно проверить, соответствует ли класс используемых штырей классу, указанному в проекте. В случае больших усилий, действующих на стойку, целесообразно заменить стандартные шайбы под гайками на более крупные и толстые прижимные пластины. Это позволяет избежать вдавливания шайбы в кладку. Что касается проектирования, то стоит обратить внимание строителей на то, чтобы они не указывали расстояние, диаметр и марку шпилек "на глазок". Этот элемент в стоечных крышах имеет очень важную функцию и должен быть детально рассчитан.
У меня сложилось впечатление, что в некоторых конструкциях штифты задаются на основе "копирования-вставки" из предыдущей конструкции. Эта неудача, вероятно, была усугублена неправильным содержанием влаги во встроенной кладке. Если, как это часто бывает, она была слишком высокой, то через некоторое время это привело к усадке древесины и ослаблению прокладок и всего соединения между кладкой и ободом.
Мой личный вывод из этой неудачи довольно печален. Дизайнер отдал много себя, можно сказать, больше, чем должен был. Несмотря на это, конструкция разрушилась так, что этого легко можно было избежать. К сожалению, именно к этому приводит игнорирование проектных положений и спецификаций. Также стоит спросить, знал ли руководитель строительства о таком изменении и разрешил ли он его. Если он или она не знали, проверили ли они во время приемки ферменной конструкции, что она соответствует проекту?"
Добавить комментарий