Виды системы стропильной системы – каркас, установка стропил и что такое мауэрлаты крепления, брус для опоры кровли в строительстве, устройство ломаной и многощипцовой конструкции кровли, укладка поперечин

Виды стропильных систем

Стропильная система – сложная инженерная конструкция. Она может быть выбрана для:

• Обустройства кровли двускатной и многоскатной;
• Для организации крыши в помещениях с большими расстояниями между стенами, обычно в производственных здания, на складах;
• Для обустройства мансарды в жилом доме.

Множество разновидностей крыш обусловлено многообразием стропильных систем. Выбор той или иной перед строительством объекта определяется множеством факторов:

• Форма крыши или мансарды;
• Возможные нагрузки на стены или опоры;
• Желаемый состав системы и т.д.

Состав и основные виды стропильных систем крыш и мансарды рассмотрим в этой статье.

Конструктивные элементы комплекса

Двухскатная крыша и мансарда схожи по строению за исключением некоторых особенностей каждой конструкции, но состав стропильных систем в обоих случаях аналогичный. Выбор материала для изготовления элементов определяется, исходя их конструктивных расчетов, для небольших крыш часто применяют деревянный брус, для производственных сооружений – металлический прокат. Разные типы стропильных систем крыши и мансарды содержат все перечисленные элементы в разных видах и количествах:

1. Мауэрлат – брус, часто с размерами 100×150 или 200×250 мм. Его укладывают по периметру несущей стены-основания, в дальнейшем на него опирается вся система, а поступающая нагрузка равномерно распределяется мауэрлатом на стены. Дерево для изготовления предпочтительно хвойное, хорошо высушенное и обработанное.
2. Лежень – родственник мауэрлата. Это такой же брус, который укладывают на внутреннюю несущую стену. На него устанавливают несущие стойки и распорки для поддержания центральной части кровельной системы.
3. Стропильная нога – основной элемент системы, который занимает больший объем по сравнению с остальными частями конструкции. Размер бруса и шаг рассчитываются индивидуально методом сложных конструктивных вычислений, на сегодняшний день с этой задачей успешно справляются компьютерные программы. Очень важно грамотно определить сечение и шаг стропильных ног, от этого зависит прочность всей крыши, ведь именно эти элементы воспринимают основную нагрузку от ветра, дождя, снегового покрова. Для односкатной и двускатной крыши стропила едины, для мансарды делятся на 2 вида: коньковые и боковые.
4. Затяжка – балка, монтируемая между несущими стенами со значительными расстояниями. На нее устанавливаются стойки для поддержания конструкции. В качестве затяжки часто применяют металлический швеллер или двутавр, для небольших пролетов может быть применен деревянный брус.
5. Стойки призваны поддерживать конек двускатной крыши, в мансардах на них опирается балка чердачного перекрытия, балки обвязки. Стойка устанавливается строго вертикально, изготавливают ее из бруса квадратного сечения.
6. Бруски обвязки предназначены для создания жесткости между вертикальными опорными стойками и стропилами.
7. Коньковый брус устанавливают на месте соединения противоположных стропильных ног. Он служит местом их крепления, а может вовсе отсутствовать, тогда коньком называют верхнюю часть кровли, защищающую лицевой материал от проникновения воды. Обычно это угол из металла, ПВХ или дерева.
8. Кобылки – доски, продолжающие стропила, к которым и крепятся. Кобылки создают свес карниза на проектную длину.
9. Лобовая доска, доска карнизного короба – элементы карниза. Лобовая венчает торец вылета крыши, карнизный короб – обшивка нижнего края карниза.

Виды стропильных систем для скатной крыши

Существует 2 разновидности систем стропил для двускатных крыш:

• Висячего типа;
• Наслонного типа.

Основная разница между ними – способ опирания деревянного каркаса на стены и колонны.

Стропильная система висячего типа

Систему применяют для организации кровли при небольших пролетах между стенами – опорами не более 10 метров. Характерная особенность системы – опирание на несущие стены, вследствие чего на них действует большая нагрузка, способная привести к постепенному распиранию конструкции. Чтобы этого не произошло, помимо принятия подходящей толщины стены, основания стропил соединяют затяжками, которые частично компенсируют поступающие усилия. Вместо отдельных затяжек могут выступать балки перекрытия, которые выступают в качестве основания для пола чердака или мансарды.

Достоинства висячих стропил:

• Не обязательно устройство мауэрлата;
• Простой монтаж составляющих системы;
• Арка стропильная на шарнирах, что способствует ее адаптации к незначительным изменениям в положении стен при усадке.

Варианты стропильной системы крыши:

1. Трёхшарнирная арка простая треугольная. Это привычная всем крыша правильной треугольной формы, в которой скаты воспринимают всю нагрузку. Затяжка для расстояния между стенами не более 6 метров может быть заменена стальным тяжем.
2. Усиленная бабкой или подвесом трёхшарнирная балка. Такая система пригодная только для строительства больших производственных или сельскохозяйственных помещений, где расстояние между несущими стенами превышает 6 метров. Принцип работы системы: вес затяжки принимает на себя коньковый брус. Эти элементы соединены между собой бабкой – деревянным бруском с металлическим хомутом и регулятором провиса. Соединение осуществляется болтовым методом.
3. Трёхшарнирная арка с бабкой и подкосами. Эта система напоминает упомянутую выше, только используется при длинных провисающих стропилах. Поскольку опорной промежуточной стены у подвесных систем нет, подкосы в нижней части опираются на бабку, верхней – в стропило. Таким образом получается жесткое кровельное основание, нагрузка концентрируется в верхней части крыши. На фото приведены способы крепления затяжки к бабке.
4. Трёхшарнирная арка с приподнятой затяжкой. В этой схеме затяжная балка располагается не у основания стропильных ног, а выше. Этот вариант отлично подходит для обустройства кровли в мансарде. Получается, стропила держатся на мауэрлате методом ползуна, но при условии, что стропильный брус выступает за пределы наружной стены. Затяжка крепится к стропиле методом врезки с дополнительной фиксацией гвоздём. Чтобы затяжка не провисала, её крепят методом подвеса к коньковому брусу.
5. Треугольная акра на трёх шарнирах с затяжкой и ригелем. В этой системе может отсутствовать мауэрлат: стропила смыкаются между собой затяжкой по основанию, сверху крепят ригель для уменьшения распорных усилий. В этом случае балка будет работать не на растяжение, а на сжатие. Ригель необходимо прикрепить жестко, а не шарнирно, для обеспечения устойчивость конструкции.

Наслонные стропила

Тип системы применяется удя установки между большими пролетами стен, в центре между которыми должна присутствовать промежуточная опорная стена или колонна.

1) Безраспорные стропила опираются на мауэрлат и центральную вертикальную стойку. Таким образом, они не распирают стены, а полностью принимают на себя нагрузку, работая на изгиб.

3 варианта обустройства системы:

1. Нижнюю часть ноги врубают в мауэрлат, фиксируя соединение хомутами. Верхняя часть методом подвижного соединения укладывается на коньковый прогон.
2. Второй вариант – скользящее крепление нижней части стропила к мауэрлату, возможно – штучным бруском. Верхние части ног соединяются попарно или крепятся к коньковому брусу.
3. В третьем случае верх стропильных ног жестко фиксируют к коньку. Для этого ноги соединяют попарно, дополнительно прибивая их дощечками, зафиксированными перпендикулярно мауэрлату как на схеме ниже. Суть метода: конек принимает большую нагрузку на растяжение, стропила прогибаются значительно меньше. Это уменьшает риск деформации и разрушения крыши.

2) Наслонные распорные стропила жестко закреплены на мауэрлате и соединены со стеной, передавая на нее основную распорную нагрузку. Для частичной её компенсации к конструкции можно добавить поперечные прогоны. Система, как и предыдущие 3, не имеет распорок.

3) Стропила с подкосом помогают построить крышу с длинными скатами. Для этого к центральной опоре прибивают брус, соблюдая угол 45° к основанию. Для компенсации нагрузок может быть применен прогон как в предыдущем варианте.

4) Стропила на подстропильных балках устраивают при наличии 2-х промежуточных несущих стен между наружными при большом пролете крыши. Конструкцию поддерживают вертикальные, поставленные на лежень, стойки, по верху которых уложены опорные балки. Стропила соединяются попарно жестким замком без конькового бруса (он отсутствует). Для поддержания соединения устанавливается распор.

Ниже поддерживающих прогонов устанавливается затяжка. Низ стоек фиксируется схватками – брусками между параллельными прогонами. Могут быть применены расшивки крест-накрест.

Стропильная система для односкатной крыши

Односкатная крыша обычно обустраивается над пристроями, банями, гаражами. Как правило, здания небольшие, пролеты не требуют особенного усиления. Принцип их обустройства аналогичен двускатным кровлям, только один пролет отсутствует. В таком случае стропила опираются в верхней части на стену. Остальной принцип устройства остается прежним, что видно на приведенной схеме.

Длинные скаты опираются на подстропильные ноги, очень длинные – на две стойки с подпорками. Для коротких скатов подстропильные опоры не требуются.

Виды стропильных систем для мансарды

Стропильные системы для мансарды схожи с кровельными, ведь в обоих случаях речь идет о создании каркаса под кровлю.

Какой бывает стропильная система для мансардной крыши:

• Двускатная классическая образована двумя скатами под углом 30-60°. Способ обустройства у нее такой же, как у двускатной крыши. Предпочтение отдают тем схемам, в которых отсутствует большое количество внутренних опорных деталей, занимающих пространство.
• Ломаная двускатная мансардная крыша более выгодна для обустройства эксплуатируемой мансарды, но и более сложная для строительства. Стропила в данном случае состоят из 2 частей: боковые и коньковые. Конструкцию составляют опорные балки, стойки, опорные прогоны и сами стропильные ноги.
• Вальмовая крыша мансарды приобретает дополнительные наклонные грани, что расширяет и гармонизирует внутренне пространство. Она отличается от ломаной только заменой фронтона на скаты. В остальном обустройство остается прежним.
• Полувальмовая система стропил срезает только верхнюю часть скатов.
• Для зданий круглой или многоугольной формы подойдет купольная система стропил мансарды. Такая встречается крайне редко и состоит из комплекса распорок, стропильных ног и подкосов.

Существуют и другие виды систем стропил для устройства мансарды, их проектируют для каждого дома персонально. Создать схему можно самостоятельно, опираясь на представленную в статье информацию: принципы конструирования распространяются на все виды конструкций без исключения. В каждом случае необходимо рассчитать поступающую нагрузку и правильно рассредоточить ее со слабых мест.

Стропила — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Эта статья — о конструктивном элементе кровли. О геральдическом знаке и знаке различия см. Стропило (знак). Стропила одной из башен в крепости Орешек

Стропи́ла (стропильная система) — несущая система скатной крыши, состоящая из наклонных стропильных ног, вертикальных стоек и наклонных подкосов. При необходимости стропила «связываются» понизу горизонтальными подстропильными балками.

Стропила можно подразделить на наслонные, висячие и висячие фермы со шпалами.

Наслонные стропила концами опираются на стены здания, а средней частью (при пролёте между опорами более 4,5 м) — на промежуточные опоры. Висячие же стропила опираются только концами на стены здания. Висячие стропила устраивают в том случае, если расстояние между опорами (противоположными наружными стенами здания) не превышает 6,5 м. Наличие дополнительной опоры позволяет увеличить ширину, перекрываемую стропилами, до 12 м, а двух опор — до 15 м.

Конец стропильной ноги с шипом Конец затяжки с выемкой под шип стропильной ноги Соединение верхних концов стропильных ног

Стропила состоят из:

• наклонных стропильных ног,
• вертикальных стоек,
• наклонных подкосов.

Опора стропил производится:

• в деревянных брусчатых или рубленых зданиях — на верхние венцы;
• в каркасных — на верхнюю обвязку;
• в каменных домах — на мауэрлат брусья толщиной 140—160 мм.

Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу. В том случае, если стропильные ноги в сечении имеют небольшую ширину, они могут со временем провиснуть. Чтобы избежать этого, необходимо применять специальную решётку, состоящую из стойки, подкосов и ригеля. Для изготовления стоек и подкосов используют доски шириной 150 мм и толщиной 25 мм или деревянные пластины, получаемые из бревна, диаметром не менее 130 мм.

Для закрепления стропильной ноги применяется затяжка, связывающая нижние концы стропильных ног каждого стропила. При скольжении по затяжке стропильный конец может нарушить её целостность. Чтобы предотвратить скольжение, врубать стропильную ногу в затяжку рекомендуется зубом, шипом или тем и другим одновременно. Стропила устанавливаются на расстоянии 300—400 мм от края.

• Кобы́лка — отрезок доски, удлиняющий нижний конец стропильной ноги для расположения на нём свеса крыши или сплошной обрешётки, лежащей на карнизе.
• Наро́жник — элемент кровельной системы здания, укороченная стропильная нога, поддерживающая участок ската между накосной стропильной ногой и свесом крыши.

• Воротынцев Владислав Александрович. Конструкция норвежских каркасных домов. — Екб: Ridero, 2016. — 146 с. — ISBN 978-5-4483-5576-9.
• Шепелев А. М. «Как построить сельский дом». — М.: Россельхозиздат, 1976. — С. 184-191. — 352 с. — 150 000 экз.

Силовые элементы стропильной системы: конфигурация и назначение

Силовые элементы стропильной системы: конфигурация и назначение

Огромная значимость качественной сборки кровельной конструкции ни у кого не вызывает сомнений. Но иногда будущие домовладельцы (и даже практикующие строители) самое пристальное внимание уделяют монтажу финишного покрытия, упуская из виду важные нюансы обустройства несущего скелета крыши.

А стропильная система, работающая ненадлежащим образом, не прощает ошибок. Тут даже незначительные деформации обычно приводят к разгерметизации ковра и появлению протечек. В лучшем случае, страдает внешний вид дома. Для ремонта стропильной конструкции крышу придётся перебирать практически полностью.

Требования, предъявляемые к стропильной системе

Крыши большинства частных домов выполняются в виде сложного пространственного каркаса. Сборка кровли из штучных элементов позволяет добиться:

• Снижения веса всей конструкции и соответственно – снижения нагрузок на несущие стены дома и на фундамент.
• Каркасная технология позволяет утеплять крышу, закладывая изоляционный материал в имеющиеся между стропилами полости.
• Благодаря явному преобладанию сухих работ, скатная кровельная конструкция монтируются в любое время года.
• Используя «стандартные» общедоступные доски и брусья можно на месте собирать самые разные крыши по форме и по рабочим качествам.

Задачи, которые ставятся перед хорошей стропильной системой – всегда будут одни и те же:

• Сформировать проектную конфигурацию крыши (общая геометрия по периметру, углы наклона…).
• Обеспечить всестороннюю стойкость кровли к любым оказываемым нагрузкам (снег, ветер, вес кровельного покрытия и прочих рабочих прослоек).
• Хорошо перераспределять нагрузки на стены и вообще снижать вес, который давит на несущие стены.
• Обеспечить минимум необходимого ухода во время эксплуатации, способствовать экономии средств, сил и времени во время строительства.

Стропильная система кровли

Как выбирается форма кровли

В подавляющем большинстве случаев крыши частных домов «в разрезе» имеют вид треугольника (в том числе с ломаным профилем – мансарда вместо нежилого чердака). Данная форма с двумя, тремя или четырьмя скатами — показывает себя как наиболее выгодный вариант с точки зрения организации пространства. Треугольник, без преувеличения, можно назвать самой стабильной фигурой, конструкции в виде треугольника лучше всего выдерживают «складывающие» поперечные нагрузки (ветер) и любой вид вертикального давления (например, вес снега). 

Плоские скатные кровли, конечно же, имеют право на существование. Крыша, где стропила лежат параллельно друг другу в одной единственной плоскости, довольно часто собирается, когда нужно перекрыть небольшое строение типа гаража, хозяйственной постройки и тому подобное. Такая конструкция получается наиболее дешёвой, она очень просто, быстро монтируется.

Если сделать под односкатную стропильную систему правильную подготовку, то можно таким образом обстроить крышу и полноценного крупного коттеджа. Причём на выходе удастся добиться при этом весьма необычного современного внешнего вида.

Форма и конфигурация стропильной системы

Обратной стороной медали для плоских крыш является некоторое ограничение по габаритам перекрываемого дома. Ведь в данном случае расстояние между несущими стенами будет являться размером висячего пролёта для стропил. А учитывая относительно небольшие углы наклона односкатных крыш, пролёт в 5-6 метров уже может быть на грани допустимого. Поэтому для обеспечения дополнительной линии опоры, в таких домах заранее проектируется внутренняя несущая стена, расположенная посреди коробки или близко к центральной оси здания. От неё вверх выставляют подпирающие колоны-стойки, прогоны, подстропильные ноги…

При реализации крыши с несколькими скатами, стропила которых сходятся в коньке – проблем с габаритами практически не стоит. В данном варианте пространство разделяется на несколько отдельных плоскостей, причём углы наклона многоскатных крыш обычно достаточно велики, чтобы снег не оказывал слишком большого давления.    

Проект стропильной системы

Делать крышу вальмовой или создавать конструкцию двухскатную с фронтонами, зависит скорее от эстетических предпочтений хозяев, чем от технических условий. Единственное, где двухскатные (как и ломаные крыши) конструкции выигрывают явно – это когда нужно сделать мансарду. Тогда во фронтоне можно без проблем расположить окно или сформировать выход на балкон. Но, в свою очередь, трёх- и четырёхскатные варианты лучше работают в местности, где наблюдаются довольно интенсивные ветра.

Работа элементов стропильной системы

Стропила

Главным элементом любой скатной крыши является «стропильная нога». По сути, стропило представляет собой наклоненную балку, которая в основном работает в крыше на изгиб, а вот стропильная пара – ещё и на растяжение двух её элементов относительно друг друга.

Стропила смежных скатов редко собираются в пары без использования дополнительных усиливающих и стабилизирующих элементов. Поэтому мы имеем такое понятие как «стропильная система», а сама стропильная пара обычно имеет вид сложной рамы — «фермы». 

Стропила в основном собираются в ферму по месту, но иногда фермы по одному, разработанному заранее шаблону, делаются где-то на земле (в цеху) и уже в готовом виде поднимаются, выставляются, закрепляются в проектном положении. Соединение всех деталей стропильной системы производится при помощи различного типа врубок или с использованием метизов (пластины гвоздевые, стальные скобы из прута, резьбовые шпильки, перфорированные крепежи, деревянные накладки…). Чаще всего данные способы комбинируются.

Шаг расстановки стропил и сечение стропил выбирается по прогнозируемым нагрузкам (снег, вес кровельного покрытия…) с обязательным учётом размера неподкреплённых пролётов, которые стропилами должны перекрываться. Шаг монтажа и сечение стропильных ног являются параметрами взаимосвязанными, то есть при желании можно увеличить сечение стропил, одновременно увеличивая дистанцию между ними, и наоборот – можно использовать менее массивные пиломатериалы для создания каркаса крыши, если шаг расстановки стропил уменьшить.

Интересно, что стропила не обязательно должны быть одного размера, например, при создании вальмовой конструкции помимо основного поля из однообразных стропил на преобладающих скатах ещё монтируются более длинные «коньковые» («диагональные» стропильные ноги), а также используются так называемые «нарожники» (укороченные стропила). Кстати, в некоторых более нагруженных местах (допустим, возле дымоходов или кровельных окон) стропила используют с увеличением по толщине – например, в виде сдвоенной доски. 

Затяжка (схватка)

Именно такой элемент как затяжка формирует из пары стропил – замкнутый треугольник. Она представляет собой горизонтальную балку, которая чаще всего соединяет нижние края стропильных ног. Затяжка не даёт стропилам «разъезжаться» под нагрузкой и, соответственно, устраняет возможность поперечного приложения сил, действующих на наружные стены. Стропила, соединённые затяжкой, давят на стены только сверху вниз.

Именно через затяжку вес стропильной системы (если реализована конструкция наслоненная) переносится на промежуточную несущую стену.

Заметим, что затяжки не обязательно монтируются только в самом низу стропильной системы (кстати, роль затяжек могут играть как узкоспециализированные дополнительные детали, так и балки чердачного перекрытия), но она может стоять также ближе к средине стропильной ноги или ближе к коньку крыши. Такой элемент часто называют ригелем, он помимо стягивающей функции, которая, к слову, тут будет слегка купированная – ещё работает на распор, то есть увеличивает несущие способности стропил, не даёт им прогибаться.

Прогоны

Прогонами называют элементы каркасной кровельной системы, которые располагаются перпендикулярно направлению стропильных ног. Прогоны работают как соединяющие и распределяющие нагрузки детали деревянной крыши, они служат принимающей основой, на которую опирают стропила. Прогоны ставят либо в самом верху фермы (коньковый прогон), либо в районе их середины (например, когда под крышей делается мансарда).

Разновидностью прогона можно считать «коньковую балку». Этот элемент часто используется при строительстве коттеджей-каркасников по канадской технологии. Коньковая балка – это длинный прогон, выполненный из мощной доски, на котором стыкуются стропила смежных скатов.

Стойки

Стойки – это вертикальные элементы, что являются опорой для всех видов прогонов. Посредством стоек, расставленных по центральной оси дома, исключается прогиб конькового прогона или коньковой балки, через них более точно передаётся вес на затяжку висячей кровельной системы или на промежуточную несущую стену, когда кровля реализована наслонной.

Если под крышей делается мансарда, то боковые стойки, подпирающие промежуточные прогоны, одновременно могут выступать ключевыми элементами каркаса для обустройства стен. 

Подкосы

Основная функция подкосов – устранить возможность прогиба стропил. В большинстве случаев, подкосы закрепляются к низу центральных стоек и под углом (в идеале близком к 45-ти градусам) расходятся к стропильным ногам.

Мауэрлат

Лишь с некоторой натяжкой мауэрлат можно отнести к элементам стропильной системы. Между тем, без него крайне сложно выполнять выставление и фиксацию стропильных ног на своих местах и практически невозможно равномерно перераспределить нагрузки от крыши на несущие стены.

В домах, сложенных из бревна или массивного бруса функции мауэрлата выполняет верхние венцы. А в случае с каркасным домостроением эту же роль играют доски верхней обвязки. Мауэрлат применяют, если дом у нас каменный, даже если стены увенчаны монолитным поясом. Он, как правило, представляет собой обрезной брус со сторонами от 75 до 150 мм, который (с использованием гидроизолирующей прокладки) анкерами закрепляется на стене по периметру дома. Затем врубкой, скобами или кронштейнами стропильные ноги закрепляют к мауэрлату. В некоторых случаях, когда строится сруб, и нужно компенсировать существенную усадку стен по высоте – для крепления стропил к мауэрлату используют скользящие опоры.   

Отдельным подвидом мауэрлата можно считать так называемый «лежень». Этот элемент делают из аналогичного пиломатериала, но закрепляют его на внутренней несущей стене. Лежень тоже принимает/распределяет нагрузку, но он служит опорным элементом для стоек, затяжек и подкосов.

Обрешётка

Через обрешётку на стропила передаётся вес кровельного материала и прочие нагрузки, действующие извне. Разряжённая обрешётка в виде обрезной доски или обрезного бруска крепится к стропилам перпендикулярно. Шаг расстановки разряжённой обрешётки в основном выбирается в соответствие с требованиями производителей финишного кровельного покрытия. Нередко обрешётка выполняется из крупнолистовых материалов (OSB-3 или фанера марки ФСФ), что необходимо, например, под битумную черепицу. В обоих случаях обрешётка стабилизирует крышу, связывая стропила каждого ската в единое целое. 

Стропильная система — вид изнутри

Стропильная система — вид снаружи

Прогоны

Мауэрлат

Обрешетка

Схема

конструкция и узлы крепления наслонных и висячих стропил, типы подкосов, как усилить стропила

Содержание:

Хозяева, решившие построить частный дом, как правило, отдают предпочтение более дешевой крыше с двумя скатами. Устройство такого типа кровли – довольно простое и практичное. Благодаря своей прочности, она отлично защищает дом от практически любой непогоды. В этой статье мы подробно расскажем об устройстве стропильной системы двухскатной крыши – как самой важной составляющей ее конструкции.

Коротко о понятии двускатной крыши

Двускатной именуют такую крышу, которая имеет два плоских ската в виде прямоугольника, закрепляемых вверху под углом, и треугольных проемов, расположенных в торцах, в которые монтируются фронтоны. Для обеспечения надежности и долговечности конструкции используются разного рода подпорные и поддерживающие узлы. Самой главной считается система стропил, о которой мы и поговорим ниже.

Узлы конструкции крыш с двумя скатами

По большому счету, все составные части крыш с двумя скатами – это пиломатериалы с различной формой, сечением и длиной, то есть брусья и балки, доска и рейки.

Мауэрлат

Делают мауэрлат из квадратного, размерами сечения, как правило, от 10 до 15 см. Он укладывается по всей длине несущих стен, с последующим закреплением при помощи резьбовых стержней или анкеров. Служит данный элемент кровли для распределения нагрузки от стропил к несущим стенам.

Стропильная нога

Различные типы стропил также изготавливаются из бруса, сечением 15 на 5 (иногда 10) см. Из них собирают контур кровли в виде треугольника, на который будет приходиться вся сила ветра, града, снега и иных проявлений непогоды. Для обеспечения нормальной прочности стропила размещают с промежутками от 0,6 до 1,2 м. С уменьшением этих показателей крыша, соответственно, будет становиться более тяжелой. Промежутки между стропилами также будут зависеть и от конструкционных особенностей применяемого кровельного материала.

Лежень

Представляет собой аналогичный мауэрлату квадратный брус — 10×10 или 15×15 см. Укладывается он на внутреннюю часть несущей стены, для обеспечения равного распределения нагрузки, идущей от кровельных стоек.

Затяжка

Этот узел используют для каркасной конструкции с висячими стропилами. Он является завершающей частью треугольника стропил, не дающий ему расходиться.

Стойки

Также используется квадратный брус. Располагают стойки вертикально, они будут поглощать нагрузку от конька и перенаправлять ее на несущую стену дома.

Подкосы

Данные компоненты играют роль передаточных звеньев от стропил к несущим конструкциям. После соединения стяжек с подкосами образуется крепкая ферма. Даже если представить, что имеется большой пролет, ферма все равно сможет противостоять всем нагрузкам.

Обрешетка

Обрешетку получают путем укладки брусков под прямым углом к стропилам. Перенося всю массу кровли на стропильные ноги, этот элемент конструкции скрепляет их еще лучше. Лучше всего для создания обрешетки применять обрезные доски или бруски. Если таковых нет, подойдет и необрезная доска, но с нее должна быть снята кора. Если вы будете использовать любой тип мягкой кровли, то понадобится сплошная обрешетка. В этих целях можно воспользоваться водоотталкивающими фанерными листами.

Конек крыши

Коньком называется место кровли в верхней ее части, где происходит соединение двух скатов крыши. Формируется он после соединения стропильных ног – укладывается горизонтально.

Свес кровли

Является элементом, выходящим из-за стены приблизительно на 40 см, он не дает дождевым осадкам промочить стены.

Кобылки

Давайте разберемся,что такое кобылка и для чего она нужна. Этот узел крепления стропильной системы необходим для организации свеса крыши. Кобылки используют лишь в тех случаях, если стропильные ноги получаются очень короткими, и их недостаточно для свеса. В таких ситуациях ноги приходится удлинять при помощи кобылок, которые представляют собой не что иное, как доски чуть меньшего сечения.

Разновидности стропильных систем

Таких систем насчитывается две: наслонного и висячего типа. Ко второму типу прибегают тогда, когда внешние стены дома находятся на удалении друг от друга на 10 м или еще меньше. К нему еще прибегают в случае, когда между стенами не планируется устанавливать несущую стену, разделяющую дом на две части.

В иных случаях нужно устанавливать систему стропил наслонного типа. Если возводящийся дом разделяют не несущей стеной, а колонами, то устанавливают одновременно две стропильных системы. Стропила, которые укладывают под укосом, будут опираться на колонны, а висячие должным образом будут расположены между ними.

Висячая стропильная система

Такая конструкция характеризуется тем, что в качестве опор под стропила выступают боковые стены. Негативным нюансом является то, что возникают распирающие нагрузки, которые спустя некоторое время могут повреждать стены. Для недопущения этого, соединение стропильных ног осуществляют при помощи затяжек. Таким образом создается жесткий треугольник, который не деформируется из-за нагрузок, а висячая стропильная система двухскатной крыши остается надежной и устойчивой. Нередко затяжки заменяют балками перекрытия, в особенности это требуется, если вы планируете возводить мансарду под крышей.

У такой стропильной конструкции двухскатной крыши есть и положительные стороны, а именно – можно не производить крепление мауэрлата. К тому же, довольно просто устанавливаются узлы конструкции, в которых стропильные ноги опираются на стены. Для придания ферме ровных очертаний и устойчивости, через слой изоляции прокладывают доску, тем самым увеличивая площадь опоры. Ниже опишем главные типы трехшарнирных висячих стропил.

К первому виду можно отнести обычную треугольную трехшарнирную арку. Такая конструкция является несложной – это закрытый треугольник с двумя верхними сторонами, предназначенными для противодействия нагрузкам на изгиб. Вместо затяжки в этой конструкции можно использовать стальной тяж. Карнизный узел можно выполнить одним из существующих конструкционных решений: при помощи ортогональной лобовой врубки или с использованием дощатых или пластинчатых креплений.

Особенности крепления узлов висячих стропил

Далее следует трехшарнирная треугольная арка с усиленной бабкой или подвеской. Такую разновидность использовали давным-давно, при строительстве огромных помещений промышленного или сельскохозяйственного назначения, имеющих пролеты свыше шести метров. Она не подходит для сооружения частных домов. В основе ее лежит то, что масса затяжки приходится на конек. Данные узлы скрепляются между собой и хомутом подвески методом косого или прямого прируба. В качестве крепежных элементов применяются болты. Подвеску из дерева именуют бабкой, а из стали – тяжом. Данный элемент свисает с узла карниза. Затяжку закрепляют к ее низу через накладки из дерева. В качестве переходников используются хомуты, дающие возможность изменять прогиб затяжки в случае ее провисания.

Третьей следует трехшарнирная треугольная арка с приподнятой затяжкой. Если вы собираетесь обустроить под крышей мансарду, то такая схема в данном случае подойдет, как нельзя лучше. Растяжка устанавливается не снизу, а сверху. Стропила закрепляются на балке мауэрлата методом ползуна. Таким образом, нагрузка распределяется равномерно, а вся система становится устойчивой. При этом торцы стропил должны выходить за пределы наружных стен дома с крышей с открытыми стропилами. Если вы собираетесь устанавливать подвесной потолок или прокладывать слой изоляции, то затяжку лучше уравновесить подвеской.

Существует и трехшарнирная треугольная арка с ригелем. Ее устанавливают, когда присутствуют довольно высокие распорные нагрузки. В нижней части закрепляется затяжка, а сверху – ригель. Установка мауэрлата в данном случае не нужна. Учтите, что ригель не должен быть оснащен шарнирным креплением к стропилам, иначе конструкция получится шаткой.

Далее стоит рассказать об арках с дополнительными подкосами в стропильной системе. Если вы решили устанавливать длинные стропила, то их нужно будет подпирать. Для этой цели потребуются подкосы, которые будут уменьшать нагрузку на прогиб на стропила. В виду отсутствия несущих стен, подкосы придется убирать в бабку. Как правило, затяжка в такой системе – комбинированная, скрепленная прирубом. Таким образом, происходит подтягивание вниз конькового узла, который, в свою очередь, сжимает подвес и стропила.

Наслонная стропильная система двухскатной крыши

Имеют свои узлы конструкции и наслонные стропила. Прямо в центре такой системы устанавливается вертикальная балка, через которую масса всей крыши направляется от конька к несущей стене, расположенной посредине здания.

В безраспорном типе наслонных стропил стропильные ноги испытывают лишь усилие на изгиб.

Их установку можно осуществлять одним из трех вариантов:

• В роли опоры под стропила выступает мауэрлат. Крепление осуществляется при помощи метода врубки зубом. Для надежности используют хомуты или проволоку. Верхушки стропил укладывают на прогон конька, скрепляют конструкцию методом скользящих опор. Пробоины сверху стропил нужно не забыть закрепить.
• Второй вариант является наиболее популярным. В данном случае нижняя часть стропил закрепляется к мауэрлату подвижным методом соединения – ползуном, или штучным бруском. Для лучшей фиксации ноги, сверху можно вбить гвоздь или закрепить гибкую стальную пластину. Уложенные на прогоне конька стропила закрепляют или пробоинами попарно, или по одному к прогону.
• Наконец, последний из методов монтажа выделяется тем, что стропила и прогон конька закрепляются наглухо. Достигается это за счет набивания дощечки с двух сторон в одном направлении с брусом конька. Данный метод сложнее реализовать, из-за чего применяется он не так часто.

Правила установки стропил наслонного типа

Наслонные стропила распорного типа по своей конструкции практически не отличаются от описанных выше трех вариантов, за исключением одного нюанса: вместо жесткого крепления стропил нужно использовать подвижное крепление. Распорные стропила такого типа отличаются тем, что для них не обязательно устанавливать прогон. Для распорной системы нужно очень тщательно закреплять мауэрлат к стенам дома. При этом они должны быть толстыми и крепкими.

Немного о наслонных стропилах с подкосами. Они представляют собой третью подстропильную ногу, которая работает на сжатие, и устанавливается с наклоном в 45 градусов. В итоге можно перекрывать даже 14-метровые пролеты, при этом балки могут быть использованы не самых больших сечений.

В расчете крепления подкосов нет необходимости, можно просто зафиксировать их с двух сторон, расположив под стропилами. Это предотвратит подкос от смещения. Нужно всего лишь ровно срезать угол подкоса, беря во внимание наклон стропил. Чтобы определиться с тем, какого сечения нужны узлы наслонных стропил, вычисляют усилие на нажатие.

К последнему типу наслонных стропильных систем стоит отнести конструкции на подстропильных балках.

Если в вашем доме будет две несущие стены, ты понадобится устанавливать две подстропильные системы. В них входят балки, смонтированные на стороне крыши, которая длиннее. Под балками смонтированы стойки, а в качестве опор служит лежень и расположенные внутри стены дома. В случае отсутствия прогонов, стойки устанавливаются под всеми стропилами. Верхушки стропильных ног соединяются друг с другом, после чего их перевязывают накладками из дерева или стали. В виду отсутствия конькового прогона создается распор.

Затяжку устанавливают ниже сквозного прогона – таким способом избавляются от распора в безраспорной системе. Снизу стоек для улучшения устойчивости закрепляют схватки. Они выполняют функции ригеля, принимая на себя нагрузки сжатия, а также не дают стойкам упасть. Фиксируются расшивки крест-накрест.

В этой статье мы подробно рассказали о том, как усилить стропила двухскатной крыши, какими бывают такие системы, и как их устанавливать. 

Виды стропильных систем, стропил, ферм: металлическая система, чем обработать

Для возведения каркасов крыш сегодня используются разные виды стропильных систем. Однако, несмотря на их разнообразие, в основе каждой из таких стропильных систем лежат общие принципы, которые и обеспечивают кровле необходимый запас прочности.

В данной статье мы проанализируем особенности конструкции наиболее распространенных стропильных систем, и попытаемся формулировать рекомендации, которые будут вам максимально полезны при самостоятельном обустройстве крыши.

Стропильные системы: общие сведения

Итак, стропильная система: что же она собой представляет? В самом общем виде стропильная система – это каркас кровли, опирающийся на несущие конструкции здания и служащий основой для гидроизоляционных, утеплительных и кровельных материалов.

Конструкция и размеры стропильной системы зависят от:

• Размеров здания
• Габаритов здания
• Выбранного кровельного материала (в первую очередь – его удельного веса)
• Материала стропильных ферм
• Актуальных для региона нагрузок на кровлю (в первую очередь — ветровых и снеговых)
• Личных предпочтений относительно формы кровли

Каждый из этих факторов, безусловно, важен для понимания того, какие виды стропильной системы будут оптимальными для той или иной конкретной ситуации.

Материал для стропильной системы

Стропильный брус

В качестве наиболее распространенного материала для обустройства стропильных систем сегодня выступает дерево.

Чаще всего используется сосновый брус 150х150 мм или же доски 50х150 мм, однако при необходимости усиления конструкции брус берут более толстый, а доски – сшивают между собой.

Обратите внимание! В данном случае речь идет, естественно, о строительстве частных жилых домов. При  возведении многоквартирных домов или же промышленных зданий используются совершенно другие материалы и технологии.

Деревянные стропила перед установкой в обязательном порядке подлежат обработке:

• Антибактериальной – она предотвращает развитие процессов гниения в том случае, если древесина стропил будет находиться в увлажненной среде (например, под воздействием внутрикровельного конденсата)
• Противопожарной – такая обработка снижает горючесть древесины.

На сегодняшний день вопрос «чем обработать стропила?» ни в коей мере не является критичным. На рынке представлен широкий выбор как антисептиков, так и антипиретиков, а также – препаратов для комплексной защиты древесины («Сенеж», «Рогнеда», «Ловин» и другие).

Обрабатывать древесину стропил лучше с помощью кисти, так как распыление не обеспечивает достаточный уровень пропитки.

В качестве альтернативы дереву и для повышения надежности конструкции стропильной системы возможно использование дополнительных элементов из металла.

Чаще всего стойки из металлического профиля устанавливают в качестве опор под коньковыми прогонами, которые подвергаются максимальным нагрузкам.

Однако в этом случае область контакта металла с деревом необходимо защитить с помощью изоляционных материалов, иначе возможно загнивание древесины вследствие переувлажнения от конденсата на металле.

Полностью металлическая стропильная система, которая возводится сварным способом, лишена этого недостатка, так как ее металл не контактирует с деревянными частями.

Однако стропила из металла требуют более серьезного подхода к утепления кровли, так как металл выступает в качестве «мостика холода».

Однако вне зависимости от того, из какого материала изготовлены сами стропила, стропильная система создается таким образом, чтобы ее конструкция была максимально жесткой.

Именно поэтому основные виды стропильных ферм стремятся к треугольной форме – ведь как известно, именно треугольник является самой жесткой фигурой.

Исходя из особенностей конструкции стропильных систем выделяют их следующие типы:

• Висячие стропила
• Наслонные стропила

Далее мы рассмотрим каждую из них максимально подробно.

Стропильная система висячего типа

Обработка стропил антисептиком

Самый простой тип стропильных систем – висячие стропила. Их особенности следующие:

• Стропила для крыши своими руками висячего типа имеют только две точки опоры для каждой пары стропильных ног. Чаще всего в качестве таких точек опоры выступают несущие стены дома. Стропильные ноги в этом случае работают как на сжатие, так и на изгиб.

Обратите внимание! Стропильные ноги должны опираться не на сами стены, а на опорный брус – мауэрлат. Мауэрлат представляет собой толстый деревянный брус или конструкцию из сшитых между собой досок, жестко закрепленных на торце несущей стены. Крепление стропильной ноги к мауэрлату производится с помощью врубки, дополнительно стропило фиксируется скобой или кронштейном.

• При этом вся конструкция стропильной системы создает распирающее усилие, которое передается стеновому ограждению.
• Наиболее распространенный способ компенсации распирания – обустройство затяжки, соединяющей каждую стропильную пару в нижней части. Чаще всего затяжка ставится в самом низу – тогда она выступает одновременно и перекрытием кровли. Однако затяжку можно располагать и выше – но тогда она должна обладать большей мощностью, ведь нагрузка на нее многократно усиливается.
• Кроме компенсации распирающего усилия затяжка препятствует разъезжанию стропильных ног.

Стропильная система наслонного типа

Наслонные стропила

В отличие от висячих стропил наслонная стропильная система требует наличия в здании средней несущей стены.

Структуру наслонных стропил  отличают следующие признаки:

• Концы стропил наслонного типа опираются на стены дома, а средняя часть – на внутреннюю несущую стену или внутренние столбчатые опоры.
• Стропильные ноги наслонной стропильной системы работают только на изгиб, при этом нагрузка на сжатие с них снимается. Вследствие этого для создания наслонной стропильной системы можно использовать более тонкие элементы, а вся стропильная система получается более легкой. При этом экономия пиломатериалов может быть очень существенной.
• При обустройстве кровли на здании сложной конструкции типы стропил могут чередоваться. Там, где средняя несущая стена или опора есть – устанавливаем наслонные стропила, а там, где опора отсутствует – стропила висячего типа.

Стропила вальмовой кровли

Вальмовая четырехскатная кровля требует обустройства особой стропильной системы.

Ввиду сложной геометрии данной кровли ее стропила выполняют разное назначение, поэтому выделяют несколько их типов:

• Накосные (диагональные) стропила  — соединяют углы здания с торцами конькового бруса, и формируют ребра будущей крыши. Накосные стропила являются самыми длинными и должны быть наиболее прочными, так как именно на них приходится основная нагрузка.
• Рядовые (центральные) стропила  — соединяют коньковый брус с мауэрлатом по бокам скатов. Рядовые стропила устанавливаем строго параллаельно.
• Угловые стропила – нарожники – короче рядовых, и соединяют мауэрлат не с коньком, а с накосными стропилами. Все вместе они формируют плоскости скатов кровли.

Как видите, данная система несколько сложнее, чем традиционные висячие или наслонные стропильные системы, однако она обеспечивает необходимую прочность для кровли с четырьмя скатами.

Таким образом, правильно выбрав стропильную систему и используя соответствующие конструктивным особенностям виды стропил вы сможете самостоятельно создать прочный и надежный каркас вашей будущей крыши.

типы, варианты, элементы и узлы

Во время строительства любого сооружение непременно обращается внимание на качество и особенности стропильной системы. От крыши зависит, насколько безопасным, красивым, долговечным и теплым будет здание. Существует много видов крыш, отличающихся внешним видом, конструкцией и используемыми материалами. Поэтому перед непосредственными работами изучаются все виды стропильных систем, что позволит для каждого отдельного сооружения выбрать оптимальный вариант.

Специфика строительства крыши

Важно! Некоторые конструкции считаются идеально подходящими для частных жилых домов, а другие используются только для коммерческих или промышленных сооружений.

При создании стропильной системы учитываются некоторые требования к ней:

• высокая прочность и практичность;
• невысокие затраты на строительство;
• привлекательный внешний вид;
• долгий срок эксплуатации;
• стойкость перед разными осадками или иными воздействиями атмосферы;
• легкость и оперативность создания;
• идеальное соответствие требованиям, которые предъявляются к крышам в конкретной климатической зоне.

Наиболее часто для создания конструкций применяется древесина, но важно грамотно выбрать данный материал, чтобы он был правильно обработан и высушен. Не допускается превышение влажности брусков или досок, поэтому оптимальным значением будет 20 процентов. Храниться элементы стропильной системы крыши до непосредственного использования должны штабелями, причем они укладываются на специальные поддоны.

Важно! Все деревянные части перед использованием покрываются антисептиками и антипиренами, чтобы сделать их более устойчивыми к возгоранию, воздействию влажности или насекомых.

Основные разновидности стропильных систем

Виды стропильной системы являются многочисленными, поэтому перед возведением дома важно разобраться во всех разновидностях, чтобы выбрать оптимальный вариант для конкретного строения. К этим типам относится:

• Односкатная стропильная система. В такой крыше все стропила представлены балками, опирающимися о стены строения. Нередко стены обладают в строениях разной высотой, а в этом случае формируется скат с некоторым уклоном. Если стены обладают одинаковой высотой, То можно сделать даже плоскую крышу. Такой вид стропильной системы редко применяется для жилых домов, так как оптимально пользоваться им для разных небольших строений, например, бани или гаража.
• Двускатная стропильная система. Этот вид представлен рядом ферм в форме треугольника. Соединяются все стропила под некоторым углом, что создает два ската. Данный вариант стропильной системы считается простым в формировании, поэтому нередко владельцы сооружений занимаются данным процессом самостоятельно. По-другому она называется щипцовой.

Видео по теме:


• Ломаная. Считается разновидностью двускатной конструкции, но в процессе ее создания формируется скат с определенным изломом. Под такой крышей оптимально делать мансарду, обладающую просторными размерами и другими оптимальными параметрами.
• Четырехскатная стропильная система. По-другому называется полувальмовой, причем представлена она двумя скатами в форме трапеции, а также двумя треугольными скатами, которые находятся на торцах сооружения. Такая крыша обладает привлекательным видом, но процедура ее создания считается сложной и специфической.
• Четырехскатная. Она так же называется вальмовой. Состоит из двух вальм, имеющихся в торце строения, а также из двух боковых скатов, представленных в форме трапеции. При грамотном формировании такой конструкции обеспечивается организация крыши, отличающейся повышенной устойчивостью перед сильными ветрами и прекрасной теплоизоляцией.
• Шатровая стропильная система. В нее входит четыре вальмы треугольной формы, которые сходятся в центре. Используется этот вариант только для строений, имеющих квадратную форму. Неплохо смотрятся на небольших архитектурных формах, к которым относятся беседки или бани.
• Судейкина. Эта конструкция используется достаточно редко, хотя некоторые люди предпочитают именно ее создавать на своих домах за счет наличия многочисленных плюсов. Для ее организации формируется ряд из балок, соединенных особым способом, поэтому по внешнему виду напоминает пологую шатровую крышу. К ней прикрепляется 4 треугольных ската, причем их вершины направлены вниз, а именно к углам строения. Между ними формируются значительные по размеру фронтоны, поэтому под такой конструкцией легко можно сделать крупную мансарду, отличающуюся прекрасными теплоизоляционными свойствами и хорошим освещением. Еще одним плюсом такой крыши является то, что на ней практически не задерживается снег, поэтому во время монтажа водосточной системы можно сэкономить значительное количество средств.

Таким образом, виды стропильных конструкций являются многочисленными, причем каждая разновидность создается особым образом и обладает некоторыми плюсами и недостатками. Выбирается конкретный вариант в зависимости от самого строения.

Из какого материала создаются стропильные системы?

Для формирования этих конструкций могут использоваться различные материалы. Наиболее оптимальным считается применение элементов из древесины.

Важно! Узлы стропильной системы, сделанные из дерева, отличаются высоким качеством, долговечностью и надежностью, но для их долгого срока службы перед применением надо обработать их особыми защитными составами.

Для создания конструкций используется брус, причем желательно, чтобы он имел размеры 150х150 мм. Дополнительно применяются доски 50х150 мм, а для усиления крыши подходят более толстые бруски и доски, которые надежно фиксируются друг с другом.

Во время формирования стропил оптимальным считается использование сосновой древесины, причем брус предварительно должен вылежаться, чтобы после организации кровли не изменил свою форму и размеры, поэтому при таких условиях значительно увеличивается стойкость всей конструкции перед разными факторами.

Небольшого размера стропила делаются из досок, причем для придания им оптимальной прочности рекомендуется сшивать несколько элементов.

Некоторые люди предпочитают при возведении частного строения пользоваться металлическими элементами для создания крыши. Но применение металлического профиля обладает некоторыми минусами, так как металл подвергается процессу коррозии. Обычно устанавливаются такие элементы под прогонами конька, что дает возможность сделать оптимальную опору, так как именно прогоны обычно подвергаются значительным нагрузкам.

Виды систем в зависимости от используемых стропил

Типы стропильных систем отличаются не только конструкцией, но и используемыми стропилами. К их разновидностям относится:

• Висячие стропила. Они называются по-другому выносными. Обладают двумя точками опоры, причем они применяются для любой пары. В качестве этих точек выступают несущие стены строения. Это позволяет работать стропилам не только на изгиб, но и на сжатие. Важно устанавливать стропильные ноги таким образом, чтобы они опирались не на сами стены, а на смонтированный мауэрлат, представленный опорным брусом значительной толщины. Для формирования мауэрлата применяется деревянный опорный брус, а также допускается делать его из досок, которые надежно и правильно соединяются друг с другом, после чего он фиксируется на торцах стен. Стропила прикрепляются к мауэрлату врубкой, после чего дополнительно крепятся разными крепежными элементами, причем обычно для этого используются скобы или кронштейны. При таком устройстве формируется распирающее усиление, передающееся стенам. Для компенсации этого распирания формируется затяжка, которая соединяет внизу все пары стропил. За счет того, что она монтируется внизу, то дополнительно выступает в качестве перекрытия.
• Наслонные стропила. Данные виды стропил применяются исключительно для домов, в которых имеется несущая стена, находящаяся в середине строения. Опорой для них выступают сами стены сооружения, а вот средняя часть фиксируется за счет внутренних опор или несущей стены, находящейся посередине дома. Работают такие элементы только на изгиб, поэтому даже если на них будут воздействовать многочисленные нагрузки, они не будут работать на сжатие. За счет такого специфического устройства допускается во время создания системы пользоваться достаточно тонкими элементами, что позволяет получить легкую систему, которая не будет оказывать существенного воздействия на стены и фундамент строения. За счет этих стропил можно сэкономить дополнительно на строительных материалах.
• Комбинирование стропил. Вышеуказанные виды стропил могут сочетаться в одной крыше, причем обычно такой вариант применяется для строений, обладающих необычной и сложной конструкцией.

Важно! Оптимально для строений, у которых нет опоры, применять висячую систему, а для сооружений, оснащенных опорой, идеально подходят наслонные элементы.

Таким образом, стропильные системы представлены в многочисленных видах. Каждая разновидность создается особым образом и обладает своими особенностями и параметрами. Для простых строений оптимальным считается применение односкатной крыши, а для полноценных жилых домов рекомендуется делать двускатную или вальмовую конструкцию. Последний вариант считается наиболее сложным в создании, но если грамотно подойти к процессу, то обеспечивается получение долговечной, красивой и прочной конструкции. При отсутствии опыта работы рекомендуется обращаться к профессионалам, но простые виды стропильных систем легко монтируются своими руками без специфических материалов и особых необычных навыков.

Посмотрите еще статьи:

Устройство стропильной системы двухскатной крыши – конструкция и монтаж своими руками

Правильно сконструированная и собранная согласно технологии, крыша служить барьером, предотвращающим проникновение внутрь дома холодного воздуха и влаги. Снаружи невооруженным взглядом мы видим только малую часть конструкции – кровельное покрытие. Но каркас крыши, который является наиболее важным компонентом, выполняет основные опорные функции и принимает на себя воздействие ветровой и снеговой нагрузок.

Чтобы он не деформировался в результат эксплуатации, необходимо правильно рассчитать величину сечения его элементов и определить расстояние между ними с учетом веса кровельного материала, уклона и климатических условий. В этой статье мы расскажем, что собой представляет стропильная система двускатной крыши дома, из чего она состоит, как проектируется и собирается своими руками.

Содержание статьи

Что такое стропильная система?

Стропильная система для двускатной крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов, которые в совокупности составляют каркас конструкции.

Она изготавливается из древесины или металла в соответствии с расчетом нагрузок, которые будут воздействовать на них в процессе эксплуатации. Стропильный каркас кровли выполняет следующие функции:

1. Придает кровельным скатам необходимый уклон. Традиционную форму в виде равностороннего прямоугольника двухскатной крыши придает именно стропильный каркас, формирующий уклон между основанием кровли и ее коньком. Расположенная под углом поверхность, позволяет снегу и воде свободно соскальзывать со ската.
2. Распределяет нагрузку от веса кровельного пирога. Вес кровельного пирога с учетом снеговой нагрузки может достигать до 500 кг/м2, поэтому двухскатная кровля подвергается интенсивной нагрузке особенно в зимний период. Стропила двускатной крыши равномерно распределяют вес, который на них ложиться, а затем передают нагрузку на несущие стены и фундамент дома.
3. Служит основой для крепления термоизоляции и кровельного материала. Стропильный каркас кровли служит своеобразным скелетом конструкции, вокруг которого строится ее «тело». Между стропильных ног должна устанавливаться термоизоляция, а на обрешетку фиксируется кровельное покрытие, которое защищает от проникновения влаги.

Обратите внимание, что конструкция стропильной системы двухскатной крыши достаточно сложна для проектирования и сборки, особенно если у мастера не хватает опыта. Ведь чтобы она была способна выдерживать интенсивные нагрузки, нужно правильно рассчитать сечение стропил и шаг стропил, учитывая уклон и длину скатов, используемый кровельный материал, а также составить чертеж, по которому будет выполняться сборка.

Конструкция двухскатной крыши

Виды стропильных систем

Стропильные системы отличаются по многим факторам, их состав зависит от особенностей планировки деревянного или кирпичного дома, совокупного веса кровельного пирога, материала, из которого изготавливается каркас, а также вида кровельного покрытия.

Важной характеристикой конструкции считается их несущая способность, определяющая, какой вес они могут выдержать без деформации. По характерным особенностям различают следующие виды стропильных систем:

Наслонная

Стропильным каркасом наслонного типа называют каркас, стропила которого имеют 2 точки опоры. Верхний конец ноги опирается на коньковый прогон, устанавливаемый на вертикальные стойки, закреплённые на внутренних стена. А нижним концом она устанавливается на мауэрлат.

Сборка стропильной системы наслонного типа на двухскатную крышу возможна, только если внутри дома располагается не менее 1 несущей перегородки или капитальной колонны. Такую конструкцию часто называют безраспорной, потому что вторая точка опоры стропил компенсирует распирающую нагрузку на стены дома, которую предполагает висячая схема установки каркаса.

Стропильные ноги наслонного типа испытывают нагрузку только на изгиб, который можно ликвидировать различными подкосами. Наслонная стропильная система позволяет перекрывать дома шириной до 14 метров.

Наслонная система двускатной кровли

Висячая

Висячая стропильная система отличается тем, что ее стропила опираются только нижним концом на мауэрлатный брус, установленный на наружные несущие стены. Верхний конец стропильных ног такой конструкции ни на что не опирается, а как бы висит в воздухе, из-за чего возникает 2 типа нагрузки: на изгиб и на распирание.

Распирающая нагрузка такой схемы расположения элементов на наружные стены настолько велика, что компенсировать ее приходится с помощью многочисленных ригелей и завязок, за счет которых происходит завязывание стропильных пар между собой.

Устройство двускатной крыши с висячими стропилами состоит из треугольных ферм, жесткая форма которых не подвергается нагрузкам. Считается, что сложность висячей схемы крепления стропил намного выше.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками монтируется без труда, если правильно рассчитать шаг стропил, то есть расстояние между стропилами и величину их сечения.

Висячая стропильная система двускатной кровли

Комбинированная

Сочетая в себе лучшее от той и другой системы, признана самой надежной. Применяют ее в случаях, когда внутри помещения в качестве опоры внутри дома используются не стены, а колонны. Тогда висячие и наслонные стропила можно чередовать, чтобы усилить конструкцию за счет дополнительных элементов, не увеличивая расход строительных материалов.

Комбинированная стропильная система

Важно! Скользящая стропильная крыша – еще одна разновидность каркаса, которая отличается тем, что стропильные ноги устанавливают на мауэрлат не с помощью жесткого крепления, а используя подвижную опору. Скользящее крепление позволяет кровле менять в пределах запаса хода размеры в процессе усадки деревянного дома.

Конструкция

Устройство стропильной системы двухскатной крыши любого из перечисленных видов представляет собой совокупность вспомогательных и опорных элементов. Они распределяют равномерно вес кровельного пирога, а также компенсируют распирающие и изгибающие нагрузки, возникающие между ними.

Сечение, длина и шаг стропил определяются с помощью инженерного расчета, учитывающего вес кровельного пирога, климатические условия в регионе строительства, а также уклон конструкции. В состав стропильного каркаса двухскатной кровли обычно входят следующие элементы:

1. Мауэрлат. Мауэрлатный брус установить на наружные стены дома, на которые опираются кровельные скаты. Он служит для смягчения давления на опоры и равномерного распределения нагрузки от веса кровельного пирога. Он изготавливается из прочного бруса с сечением 150х150 мм или 200х200 мм и крепится к верхнему поясу стен с помощью анкерных болтов или длинных металлических шпилек.
2. Лежень. Это аналог мауэрлата, только он устанавливается на внутренние несущие стены, а на него нужно выставлять вертикальные стойкий для монтажа конькового прогона.
3. Стропильные ноги. Этим термином обозначают элементы каркаса, которые изготавливаются из досок с сечением 150-40 мм и устанавливаются под углом к основанию крыши, формируя угол наклона ската. Какое делать расстояние между стропилами, их длину и толщину определяют с помощью расчета, учитывающие совокупные нагрузки, которым они подвергаются в процессе эксплуатации.
4. Затяжка. Затяжкой называют балки, которые располагают горизонтально и связывают между собой ноги одной стропильной пары, чтобы снизить распирающую нагрузку на наружные стены конструкции. Ригель – это затяжка, установленная под самым коньком конструкции.
5. Стойки. Стойкой называется вертикальный брус, выставленный на лежень для поддержки конькового прогона. Определить какое расстояние должно быть межу стойками просто, ведь оно повторяет шаг стропил.
6. Подкосы. Диагонально расположенные подпорки, поддерживающие стропильные ноги посредине или в нижней части, предотвращая их прогиб, называют подкосами.

Конструкция стропильного каркаса

Учтите, что определить, как правильно расположить элементы стропильной системы может только расчет временных и постоянных нагрузок, которым они будут подвергаться в процессе эксплуатации. Вычисление совокупного веса кровельного пирога помогает определить верное расстояние между стропилами, вычислить их длину и необходимую толщину.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

• Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
• Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
• Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
• Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

Помните, что перед тем, как рассчитать стропила на крышу, нужно определиться с основными параметрами конструкции. В частности, необходимо точно знать высоту конька и уклон крыши, а также размеры перекрываемого помещения. Результатом выполнения расчета элементов крыши должен стать подробная схема стропильной системы, отражающая их размеры и углы между ними.

Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Выбор сечения стропил

Расчет нагрузок

Выбор материала

Рассчитываем угол наклона

Угол наклона склонов подбирается не в зависимости от эстетических предпочтений, а ориентируясь по погодным условиям, с учетом кровельного материала. Более крутые скаты 40-45 градусов сооружаются в районах с большим количеством снежного покрова, а более пологие 10-20 градусов в местах с сильным порывистым ветром.

Учитывайте, что чем круче склон, тем выше расход материалов, тем больше итоговая стоимость кровли. Обязательно во внимание принимают требования материала:

1. Черепица, шифер требуют уклона не менее 22 градусов, в противном случае, через стыки между элементами просачиваются осадки.
2. Металлочерепицу укладывают под углом не менее 14 градусов, так как она сильно страдает при порывах ветра, она может деформироваться или вообще слететь.
3. Мягкая кровля допускает угол наклона до 5-10 градусов, делая возможным покрытие ею склоны любой геометрии.
4. Ондулин считается одним из самых надежных материалов и может использоваться даже для крыши с уклоном менее 6 градусов.
5. Профлисты нельзя укладывать под углом менее 15 градусов, однако склоны даже с допустимым уклоном желательно обработать герметиком для лучшей гидроизоляции.

Угол наклона скатов двухскатной крыши

Технология сборки

Перед тем, как монтировать каркас крыши, необходимо выполнить расчет параметров ее элементов, основанный на вычислении совокупной нагрузки на конструкцию, а также создать подробный чертеж, отражающий его результаты.

Имея перед собой схему каркаса, качественно осуществить монтаж стропильной системы двухскатной крыши намного проще. Технология сборки конструкции подразумевает следующую очередность:

1. Сначала на верхний пояс наружных стен, на которые будут опираться скаты укладывают мауэрлат, а на внутренние перегородки, если система наслонная, монтируют лежень. Эти элементы должны прочно фиксироваться с помощью анкерных болтов или шпилек.
2. Затем выполняют крепление стропил. Они фиксируются с помощью гвоздей к мауэрлату, а также соединяются между собой с помощью металлической накладки. Стоит напомнить, что в стропилах изготавливают выпил под мауэрлатный брус, а не наоборот. Сначала выполняется установка стропил, располагающихся с краю, чтобы по ним выставить уровень, по которому будут выравниваться остальные пары.
3. После установки стропил следует поставить вспомогательные опорные элементы, которые буду их поддерживать – подкосы, затяжки, схватки. Чтобы надежнее зафиксировать ригель, его конец делают с выступом в половину толщины бруса и подрубают его к стропилу, фиксируя гвоздями в нескольких местах.
4. Поверх стропильных ног приколачивают обрешетку, на которую фиксируется кровельный материал. Материал и шаг обрешетки выбирают в соответствии с характеристиками кровельного материала и уклоном крыши.

Помните, что грамотно сконструированная и качественно собранная стропильная система – залог прочности, надежности и долговечности двухскатной кровли. Поэтому не пренебрегайте помощью профессиональных кровельщиков и проектировщиков при создании проекта кровельной конструкции для вашего дома.

Схема сборки стропильного каркаса

Схематичный алгоритм сборки стропильной системы

Видео-инструкция