Элементы стропильной крыши: Виды и схемы стропильных систем – Стропильная система крыши, ее элементы, виды, крепления

Стропильная система крыши, ее элементы, виды, крепления

Ежедневно на земле появляются новые дома, которые строятся по абсолютно разным технологиям. Методом проб и ошибок люди выбирают для себя оптимальную конструкцию, которая будет долго и качественно им служить. Выбор системы строительства крыши – одни из важнейших вопросов, решаемых в процессе проектирования дома. В настоящее время востребованной становится стропильная система крыши, которая применяется уже довольно давно и имеет много плюсов.

Стропильной системой называют несущую конструкцию крыши, которая является основой герметичности кровли и устойчивости стен. То есть, от качественно сделанной работы в этом направлении зависит, насколько долговечным будет дом. Это каркас крыши, который состоит из ряда взаимодействующих между собой деталей.

Элементы стропильной системы крыши

Это довольно сложная конструкция, и важность каждой ее составляющей части не стоит недооценивать. Вот из чего она обычно делается:

1. Стропило, или стропильная нога. Это балка, которую используют для формирования угла наклона всей крыши. Кроме того, стропило – это для кровли еще и опора. К выбору материала, из которого будет сделана стропильная нога, нужно подойти серьезно, ведь на него будет воздействовать ветер, вес людей, осадков. Поэтому данныеэлементы стропильной системы изготавливают из досок, имеющих большой размер сечения, особенно в вертикальном направлении.
2. Затяжка. Это брус или доска, соединяющая стропила, которые находятся на противоположных скатах. Она располагается горизонтально и не допускает того, чтобы стропила расползались.
3. Прогон. Это брус, который служит опорой для стропил вверху или посредине.
4. Стойка. С помощью этого элемента поддерживают прогон или стропила. Стойка – это составляющая системы, расположенная вертикально, опорой для нее зачастую служат стены.
5. Мауэрлат. Это брус чаще всего квадратной формы, опора для нижней части стропил. Мауэрлат укладывают по всему периметру строения на стены.
6. Ветровая балка. Этот элемент связывает стропила друг с другом, образовывая скат крыши. Речь идет о доске, которая прикрепляется под углом к стропильным ногам от чердака. Благодаря ветровой балке предотвращается движение стропил при сильном ветре.
7. Подкос. Стропильная система крыши предполагает наличие бруса, который должен подпирать стропила, чтобы они не прогибались. Крепят подкос под углом к вертикальным элементам строения.
8. Шпренгель. Это балка, сделанная из бревна или бруса, благодаря которой укрепляется вся конструкция. Ее расположение горизонтальное. Шпренгель находится на смежных стенах, правильно будет его установить перпендикулярно биссектрисе угла, который создают данные стены.
9. Кобылка. Это доска, которую крепят к стропилам, а именно к их нижней части. Главная роль этого элемента – создать свес кровли.
10. Нарожник. Это стропило, но укороченное, опирающееся одной стороной на мауэрлат, а другой – на диагональную ногу.

элементы стропильной системы крыши

к содержанию ↑

Особенности стропильной системы двухскатной крыши

Двухскатная крыша – это наиболее распространенный вид кровли для домов до 3-х этажей включительно. Монтировать такую крышу совсем нетрудно, это можно сделать и самостоятельно. Данная установка стропильной системы предполагает наличие двух наклоненных друг к другу прямоугольных плоскостей, которые делают верхнюю часть строения треугольной.

устройство стропильной системы двухскатной крыши

Двухскатные крыши в основном состоят из стропил и мауэрлатов. Бывает наслонная и висячая стропильная система такого вида кровли. При наслонной системе стропильные ноги перекрывают крышу и имеют пролет до 7 м. Если нужно перекрыть больший пролет, прибегают к установке промежуточных опор, что увеличивает длину пролета до 12-15,5 м. Наслонные стропила имеют опоры на верхней части стен или же на венце сруба. В качестве опоры служат средние и нижние части стропильных ног.

варианты стропильной системы двухскатной крыши

Висячая стропильная система крыши – это конструкция, в которой стропила опираются на несущие стены, при этом промежуточных балок нет. Такой вид кровли приемлем для домов, в которых стены сделаны из легкого материала. Преимущество висячей системы в следующем: она отлично подходит для формирования длинных пролетов. Чтобы конструкция была прочна, используют прогоны, подкосы, стойки.

к содержанию ↑

Стропильная система четырехскатной крыши: преимущества и недостатки

Четырехскатная крыша – одна из самых популярных для современных частных домов. Она имеет ряд преимуществ:

• устойчивость к ураганам;
• стойкость к деформациям;
• хорошая защита фасадов здания от осадков;
• красота внешнего вида.

Однако существуют и недостатки такой стропильной системы:

• конструкция дороже двухскатной;
• скаты уменьшают площадь чердака;
• установить четырехскатную стропильную систему самостоятельно очень сложно.

к содержанию ↑

Главные крепления стропильного каркаса крыши

Чтобы знать, как правильно делать каркас кровли, нужно понимать, какие есть основные узлы стропильной системы. Основные узлы следующие:

1. Узел крепления к балке. Стропильную ногу необходимо прикрепить к балке с помощью зуба с шипом (в стропиле) и гнезда (в балке). При этом гнездо должно иметь глубину, которая будет составлять 25-30% от объема балки. Если речь идет о крыше с углом наклона в менее чем 35°, используется узел с двумя шипами. Для создания конструкции применяются металлические шурупы, гвозди, уголки, болты, а также деревянные косынки, шипы и брусья.
2. Узел крепления к мауэрлату. Для крепления делается запил, или седло на стропиле, далее соединение фиксируется с помощью гвоздей, скоб и проволоки. Два гвоздя скрещивают между собой, а между ними по центру забывают третий. Так происходит крепление стропил двухскатной крыши и мауэрлата.
3. Узел конькового соединения. Можно крепить встык, внахлест и на коньковой брус. Чаще всего это делают внахлест, в этом случае стропильные ноги соприкасаются между собой не торцами, а плоскостями. Крепление происходит при помощи шпильки, гвоздей или болта.

 

узел крепления к балке

узлы крапления к мауэрлату и коньку

 

Видео с ошибками при строительстве стропильной системы. Так строить нельзя:

к содержанию ↑

Пример расчета стропильной системы обычной двухскатной крыши

Построить стропильную крышу самостоятельно вполне реально, важно суметь правильно рассчитать количество материалов, необходимых для данных работ, а также учесть все существенные нюансы.

Необходимо рассмотреть конкретный пример расчета стропильной системы крыши, и тогда все станет совсем ясно. Итак, возьмем дом шириной в 4 м, а длиной в 6 м. При этом угол наклона стропил равняется 120°. Будет реализовано устройство крыши из металлочерепицы, между стропилами 1 м. 0,5 – припуск на козырек крыши.

• Находим высоту центральной опоры: 0,5х(Ширина дома)/tgY/2=0,5х4/1,73=1,2 м.
• Вычисляем длину стропильной ноги. Размер стропил для крыши находится так: 0,5х(Ширина дома)/sinY/2+0,5=2,8 м.
• Площадь крыши: (Длина дома)х(Длина стропильной ноги)х2=33,6 м². Это число листов металлочерепицы, которое нужно будет иметь для крыши.
• Рассчитаем длину бруса: 2х(Длина стропильной ноги)+(Ширина дома)+(Высота центральной опоры)=75,5 погонных метров.
• Поскольку длина дома 6 м, а расстояние между стропилами 1 м, необходимо будет иметь 7 стропил.

к содержанию ↑

Установка стропил

Начинать работу следует с балочных перекрытий. Чтобы понять, как установить стропила на крышу, нужно разобраться в вариантах монтажа. Если чердаком не планируют пользоваться как жильем, можно брать доски 50х150 мм. Если же надо сделать мансарду, нужен брус 150х150 мм, который будет устанавливаться на несущие стены дома.

Процесс установки стропил предполагает следующие этапы:

1. Заготовка элементов конструкции. Для этого изготавливаются доски и брусья нужного размера, используя круглопильный станок.
2. Разметка всех составляющих частей конструкции по шаблонам.
3. Сборка стропильной системы крыши согласно разметке. После завершения данных работ следует произвести маркировку всех элементов.
4. В стропильных ногах и других элементах подбираются гнезда. Все крепления производятся с помощью гвоздей, шурупов, саморезов, металлических уголков, дюбелей и проволоки.

Стропила, имеющие небольшие пролеты, вполне можно собирать вне стройки на специальных предприятиях и приобретать их уже в таком виде. Благодаря этому каркас крыши делается гораздо быстрее.

Стропильную систему не зря выбирают для монтажа крыши, ведь она проста и надежна. Зная алгоритм действий, можно создать долговечную кровлю, которая будет защищать от ветра, холода и осадков.

Видео по установке стропильной системы:

устройство конструкции скатной крыши с деревянными стропилами, что входит в кровлю, названия кровельных элементов

Содержание:

Для обеспечения надёжности крыши при её обустройстве наибольшее значение имеет прочность несущих систем, функцию которых главным образом выполняют стропильные конструкции. Устройство скатной кровли может быть различным, в зависимости от типа и тяжести кровельного покрытия.

Разновидности стропильных систем

Различают несколько типов стропильных сооружений, в частности:

• наслонные;
• висячие;
• комбинированные.

Каждый из указанных вариантов имеет свои отличительные характеристики и особенности. В зависимости от разновидности конструкции, элементы стропильной системы также могут различаться. Однако во всех случаях основным предназначением стропил является обеспечение надёжности кровли по отношению к различным нагрузкам.

Нагрузки на кровельное покрытие, в свою очередь, также подразделяются на несколько типов:

• Постоянные, куда относится вес самой кровли со всеми её составляющими.
• Временные, такие как дождь, снег, ветровые порывы, вес рабочих, выполняющих кровельные работы и т. д.
• Нестандартные, например, возникающие при землетрясениях и прочих непредвиденных ситуациях.

Поскольку основная часть нагрузки в любом случае выпадает на стропильную кровельную систему, необходимо как следует позаботиться о её прочности и надёжности. Грамотное устройство кровли из стропил является гарантией долговечности крыши в целом. Важным при этом является правильный выбор разновидности несущих сооружений, а также материалов для их изготовления. С этой целью стоит более подробно рассмотреть основные типы стропильных систем – что входит в них, каковы их основные характеристики, особенности монтажа и прочие технологические свойства.

Стропильные конструкции наслонного типа

Такие системы устанавливаются на кровлях домов, в которых имеется несущая средняя перегородка либо промежуточные опоры столбчатого типа. Стропила при этом представляют собой наклонные балки, упирающиеся внизу в несущие внешние стены, а вверху – в коньковый прогон. Опорой для самого конькового прогона служат вертикальные стойки, упирающиеся во внутреннюю несущую стену.

Подобная конструкция стропильной системы обуславливает то, что она функционирует исключительно посредством изгиба. При необходимости сооружение дополнительно укрепляется подкосами, затяжками и вспомогательными ветровыми элементами.

Главным достоинством наслонной системы стропил является облегченность её структуры при любой ширине здания, что позволяет обойтись минимальным количеством материалов. Помимо этого, благодаря постоянной сквозной вентиляции, в конструкциях такого типа предотвращаются гнилостные процессы, что обусловливает длительный срок их эксплуатации.

В значительном числе случаев стропильные системы наслонного типа изготавливаются из дерева, что связано с несколькими причинами:

• Устройство стропильной системы крыши из деревянных элементов обходится значительно дешевле по сравнению с прочими материалами.
• Конструкция скатной крыши с деревянными стропилами легче по весу, а значит, оказывает меньшую тяжесть на фундамент и стены.
• Деревянная стропильная система кровли более проста в монтаже.
• Зачастую прочие внутренние конструкции крыши также изготавливаются из дерева. В результате, сборка стропильной системы деревянной крыши из того же материала облегчает соединения между элементами, являясь наиболее приемлемым вариантом.

Деревянные элементы наслонной системы

Если же говорить о том, что входит в стропильную систему наслонного типа, то основные элементы здесь следующие:

• стропильные ноги;
• мауэрлат;
• подкосы;
• стойки;
• лежни;
• распорки;
• коньковая балка (прогон).

Помимо этого, для устройства скатных крыш по деревянным стропилам используется ряд дополнительных приспособлений и элементов, таких как болты, скобы, нагели, металлические пластины и т. д.

Висячие стропильные системы

Такие конструкции имеют только две точки опоры, которыми они упираются к стенам здания, и выполняют свою функцию посредством изгиба и сжатия. Нагрузка, падающая на подобное устройство, довольно велика, и часть ее передается на стены. С целью уменьшения тяжести, падающей на стропила и стены, у основания стропильных ног обычно монтируется затяжка, выполняющая одновременно функции балки перекрытия.

В простейшем случае стропильная система висячего типа состоит из стропильных ног, мауэрлата и дополнительных связующих конструкций. Стоит отметить, что в названиях элементов стропильных систем используется строительная терминология, знакомая далеко не всем. Стропильные ноги – это те же самые балки, часто называемые просто стропилами. Они образуют основной каркас несущей конструкции кровли. Мауэрлат представляет собой бревно или брус, который может изготавливаться из различных материалов, и служит крайней нижней опорой для стропил. В случае стропильных сооружений висячего типа он укрепляется железобетонным поясом для придания большей прочности.

Висячие стропильные системы обладают следующими достоинствами:

• высокая жёсткость конструкции;
• простота проектировки и монтажа;
• отсутствие в структуре стропильного сооружения сложных узлов и механизмов.

Конструкции из стропил висячего типа чаще всего находят применение для нежилых строений, либо для жилых зданий с двускатными крышами.

Комбинированные стропила

В ряде случаев в строительстве приходится иметь дело с обустройством стропильных систем для многоскатных, ломаных и прочих сложных кровель. Такая работа довольна сложна и требует особого мастерства и умения. Обычно в подобных ситуациях используется чередование висячих и наслонных стропильных конструкций.

С целью повысить жёсткость сооружения снизу от конькового прогона производится установка стойки с подкосами. В результате, промежуток между боковыми опорами становится возможным увеличить до 10-12 метров.

Устройство элементов стропильной системы

Крепление нижних частей системы стропил производится к мауэрлату, который, в свою очередь, устанавливается и крепится к верхней поверхности несущих стен. Для прочной фиксации мауэрлата к стене в ней производится установка резьбовых шпилек, на которые он насаживается, закрепляясь посредством гаек. Вместо шпилек для монтажа мауэрлата иногда используются анкерные болты.

Диаметр бруса для мауэрлата обычно составляет 18-20 сантиметров. Важно отметить, что между стенами и мауэрлатом необходимо присутствие гидроизоляции.

Другим важным элементом для монтажа стропильной системы является коньковый прогон. К нему стропильные конструкции крепятся в своей верхней части. Сам же прогон в концевых частях чаще всего фиксируется к торцевым стенам строения. Фактически, посредством конькового прогона стропильные ноги соединяются в верхней части в единую конструкцию. Поэтому прочность его имеет особенно большое значение, а монтаж должен производиться на основании точных расчётов, с соблюдением всех технологических правил.

Если в соответствии с проектом в поперечных стенах строения имеются некоторые интервалы, тогда возникает необходимость в использовании дополнительных опор, таких как подкосы, шпренгели и стойки.

При обустройстве стропильной системы кровли следует уделить существенное внимание силе ветровых нагрузок, выпадающих на кровельные фронтоны. Поскольку при прямом воздействии сильных порывов ветра фронтоны принимают на себя довольно значительную нагрузку, это может в определённой степени повлиять на прочность кровельной конструкции. Поэтому уместным будет уменьшить на них давление ветра, установив диагональные связующие элементы. Их функцию могут выполнять доски сечением в 3-4 сантиметра, монтаж которых произведён к основанию стропильных ног.

Особо тщательное внимание требуется при обустройстве стропильных сооружений для сырых деревянных срубов, поскольку в этом случае материалу требуется усадка. Одним из возможных вариантов является выжидание необходимого времени для высыхания древесины, однако в сырое время года на это может потребоваться довольно значительный срок, а отсрочка строительства возможна не всегда. Оптимальным решением в таком случае может послужить установка скользящих опорных конструкций, либо компенсаторов усадки – винтовых домкратов.

Монтаж скользящих опор технологически более прост и может быть осуществлён собственными силами, в то время как установка винтовых домкратов должна осуществляться только специалистами с высокой квалификацией (требует высокой точности производимых расчётов и работ).

Свойства материалов, из которых изготавливаются конструкции

Выше уже было отмечено, что дерево является одним из самых распространённых материалов при обустройстве стропильных систем, что связано с его низкой стоимостью, лёгким весом и простотой в монтаже. Наряду с этим, деревянные стропильные конструкции имеют и свои недостатки: они менее прочны и долговечны по сравнению с металлическими, могут впитывать влагу, а значит изменять некоторые свойства даже после усадки. Для компенсации последнего фактора наилучшим вариантом является использование скользящих креплений и опор.

Стропильные сооружения нередко изготавливаются также из других, более прочных материалов. Наибольшее распространение среди них имеют металлические и железобетонные конструкции. Конечно, они значительно прочнее и надёжнее деревянных, однако вместе с тем во много раз превышают их по весу. По этой причине, монтаж и крепление таких стропил является достаточно трудоёмким процессом. Ещё одним минусом является то, что если конструкция уже готова, очень трудно вносить в неё какие-либо изменения и корректировки.

Железобетонные и металлические стропила оказывают значительную тяжесть на фундамент и несущие конструкции, а потому применение их возможно только для прочных каменных или бетонных строений.

В последнее время на рынке строительства появились также полимерные изделия для обустройства стропильных систем, однако этот вариант пока новый и не испытанный временем. Ввиду отсутствия достаточного опыта по использованию таких стропил, нужно как следует подумать, прежде чем выбирать их для обустройства кровли.

Как видно, при выборе материала для устройства стропильной системы необходимо основательно взвесить все плюсы и минусы тех или иных вариантов. Правильный выбор стропил служит гарантией того, что кровельное покрытие будет иметь надёжную и прочную основу, способную прослужить долгие годы без каких-либо проблем в процессе эксплуатации.

Стропильная система крыши — конструкция, устройства и виды (фото, видео)

Кровельные конструкции – один из сложнейших в проектировании, монтаже узлов жилого сооружения. Кровля первой принимает на себя «удар», защищая дом от осадков, ветра и холода, поэтому от ее герметичности, долговечности, качества зависит комфорт всех домочадцев. Основа надежной крыши – стропильная система, которая придает конструкции форму, задает оптимальный уклон, а также служит для крепления гидроизоляционного материала. Состав и взаимное расположение элементов каркаса зависят от конфигурации кровли. В этой статье мы расскажем, какие виды стропильных систем бывают, а также чем они отличаются друг от друга.

Содержание статьи

Функции

Стропильная система – совокупность опорных элементов, поддерживающих геометрию крыши, каркас кровельной конструкции, придающий ей жесткость, нужный уклон. Состав, толщину сечения, расположение частей «костяка» кровли определяют с помощью расчетов, учитывающих постоянные и временные нагрузки. Стропильный каркас выполняет следующие функции, определяющие функциональность крыши:

1. Задает геометрию, уклон. Стропильные ноги каркаса придают крыше необходимый угол наклона и форму, способствующие облегченному сходу снега или атмосферных осадков с поверхности. Именно от каркаса зависит, сколько щипцов или скатов будет иметь кровля, а значит именно этот элемент конструкции определяет ее внешний вид.
2. Служит основанием для крепления гидроизоляционного материала. Обрешетка стропильного каркаса используется для фиксации финишного покрытия крыши.
3. Равномерно распределяет вес крыши. Взаимосвязанные элементы стропильной системы равномерно распределяют, а затем перенаправляют нагрузку от финишного покрытия и вес снежной массы между несущими стенами сооружения, не допуская перекоса или деформации конструкции.
4. Обеспечивает функционирование кровли. Строение каркаса, учитывающее особенности устройства крыши и кровельного покрытия, обеспечивает поддержку, аэрацию и защиту от конденсата.

Учтите, что грамотно спроектированная стропильная система – залог долговечности, надежности и механической прочности крыши, поэтому ее проектирование и монтаж доверяют профессиональным архитекторам. Опытные мастера считают, что качественный каркас намного важнее финишного кровельного покрытия, поэтому экономить на нем не стоит.

Функции стропильных систем

Критерии выбора

Устройство стропильной системы отличается большим количеством вспомогательных элементов и повышенной сложностью. Оно составляется согласно расчету постоянных и временных нагрузок, действующих на конструкции, проекту, учитывающему выбранный кровельный материал, а также факторы внешней среды. При выборе вида стропильного каркаса принимают во внимание следующие критерии:

• Климатические условия в регионе, где ведется строительства. Чтобы кровля выдержала вес снега и воды во время обильных ливней, определяется среднегодовое количество осадков в зимний и летний период.
• Ветровая нагрузка. Для выбора оптимальной конструкции кровли определяют преобладающую розу ветров в районе строительства, а также учитывают среднюю скорость воздушных порывов.
• Характер использования пространства под кровлей. На этом этапе определяется, будет ли оборудоваться жилая мансарда в подкровельном помещении или неотапливаемый чердак.
• Разновидность финишного покрытия. Для каждого материала рассчитывается оптимальный угол наклона скатов, учитывающий его форму и способ крепления.
• Бюджет застройщика. Стропильная система – одна из самых затратных по материалу и работе часть конструкции крыши, поэтому вид определяют финансовые возможности застройщика.

Опытные мастера считают, что бороться с природой бесполезно, вы все равно останетесь в проигрыше, поэтому во главу угла при выборе типа стропильного каркаса ставят климатические условия в местности, где ведется стройка. Если регион ветреный, то угол наклона скатов делают пологим, а если снежный – более крутым.

Зависимость высоты мансарды от уклона

Влияние климатических факторов

Влияние кровельного материала

Материалы

Стропильная система – обязательный элемент скатных кровель любой формы и конфигурации, состоящий из вертикальных опор, горизонтальных затяжек и стропильных ног, обеспечивающих поддержку и надежное крепление кровельному материалу. Материал, используемый для изготовления каркаса, должен обладать легким весом, высокой прочностью, несущей способностью, а также устойчивостью к воздействию влаги. Наиболее подходящими вариантами считают:

1. Древесина. Дерево – природный, экологически безопасный материал, который отличается легким весом и прочностью. Для изготовления каркаса применяют бруски квадратного сечения 100х100 мм или 150х150 мм, доски сечением 50х150 мм твердых пород. Существенным недостатком деревянных элементов каркаса является то, что они прогибаются под собственным весом при большой длине, а также обладают слабой устойчивостью к воздействию влаги.
2. Металл. Металлические стропильные системы дороже деревянных, они используются в основном при большой площади скатов и большом весе кровельного материала. Высокая несущая способность металлического профиля или уголка позволяет увеличивать шаг между элементами каркаса без потери прочности конструкции. Чтобы снизить вероятность распространения ржавчины, применяются коррозионностойкие виды металла.

Обратите внимание! Дерево считается наиболее подходящим материалом для изготовления стропильного каркаса крыши жилых построек, так как оно обладает 3 важными качествами: легким весом, прочностью, воздухопроницаемостью. Чтобы увеличить устойчивость древесины к воздействию влаги, нужно провести обработку элементов стропильной системы глубоко проникающим антисептиком.

Устройство

Устройство стропильной системы крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые поддерживая друг друга, придают конструкции жесткость, необходимую прочность, а также распределяю вес кровельного материала равномерно между несущими опорами. Состав каркаса, величина сечения отдельных элементов и их размещение зависят от типа финишного покрытия, уклона ската и способа использования подкровельного пространства. Обычно каркас состоит из:

• Мауэрлата. Мауэрлатом называют подстропильный брус, который крепится поверх верхнего венца или ряда несущих стен дома. Он изготавливается из прочной, твердой древесины хвойных пород. Крепят мауэрлат с помощью длинных металлических шпилек или анкерных болтов.
• Леженя. Лежнем называют мауэрлатный брус, расположенный не на внешних несущих стенах, а на внутренних перегородках. На лежень устанавливают центральные стойки, поддерживающие конек крыши.
• Стоек. Стойками называют вертикальные опорные элементы, которые поддерживают коньковый прогон или центральную часть стропильных ног каркаса.
• Стропил. Стропильные ноги опираются на мауэрлат и коньковый прогон, располагаясь под углом к основанию кровли.
• Ригеля и затяжки. Эти терминами называют горизонтальные элементы каркаса, стягивающие между собой попарно стропильные ноги. Ригель располагается в верхней части стропил, прямо под коньком, он толще и прочнее затяжки, размещающейся гораздо ниже.
• Подкосов. Подкос устанавливают под углом к стропилам, чтобы предотвратить их прогибание под действием собственного веса. Одним концом они упираются в ногу, а вторым – в стойку или затяжку.

Важно! Самая простая стропильная система состоит только из мауэрлата, стропил и конькового прогона. С увеличением сложности кровли повышается количество дополнительных элементов, упрочивающих конструкцию, а также компенсирующих нагрузки на прогиб и распирание.

Устройство каркаса

Виды

Конфигурация каркаса крыши зависит от архитектурных особенностей перекрываемого сооружения. Кровля должна учитывать количество несущих опор внутри или снаружи дома, чтобы равномерно распределить ложащуюся на них нагрузку. Различают следующие виды стропил:

1. Наслонные. Наслонными стропилами называют каркас крыши, который опирается как на наружные несущие стены, так и на внутренние. В роли внутренних пор может выступать ряд колонн или капитальная перегородка между комнатами, предусмотренная проектом. Дополнительная внутренняя опора используется в качестве поддержки под коньковый прогон. С помощью наслонных стопил можно перекрывать сооружения большой площади без потери жесткости.

   Наслонные стропила

2. Висячие. Стропила висячего имеют опору только в одной точке – в месте стыковки с мауэрлата. Другим концом они опираются друг на друга без поддержки конькового прогона. Такая система подходит для сооружений, в которых не предусматривается внутренняя капитальная стена. Стропильные фермы такого типа имеют устойчивую форму в виде равностороннего треугольника, поэтому не нуждаются в стабилизирующих элементах.

   Висячие стропила

Учтите, что финальный вид стропильного каркаса из деревянных или металлических элементов зависит от количества скатов и разновидности крыши. Наиболее простыми вариантами считают односкатную и двухскатную кровлю, а сложными – вальмовую, полувальмовую, шатровую.

Виды крыш

Зависимость устройства каркаса от уклона

Видео-инструкция

4 элемента конструкции, виды, инструкция, видео и фото

На фото — стропильная конструкция — это основа, «скелет» кровли.

Чтобы крыша дома была надежной и крепкой, ей необходима качественная и прочная стропильная система. Кровля защищает здание от атмосферных воздействий – сильного ветра, дождя, снегопадов, града. Она должна многие годы выдерживать эти нагрузки благодаря системе стропил. Я расскажу вам об устройстве этой конструкции, какие ее типы существуют и о том, как правильно ее построить.

Элементы системы стропил

Основные элементы стропильной системы крыши:

Изображение	Основные элементы крыши
	Мауэрлат Этот опорный брус является основанием конструкции. Он позволяет нагрузкам равномерно распределяться по несущим стенам.
	Кровельный конек Он расположен в верхней части конструкции, в которой соединяются два ската. По обе стороны конька (вдоль него) настилается сплошная обрешетка, которая его усиливает.
	Стропильные ноги (стропила). Этот элемент задает угол наклона скатов и определяет внешний вид крыши, жестко фиксируя ее отдельные детали.
	Затяжки Они снизу соединяют стропила и не дают им расходиться.
	Подкосы и стойки Сообщают стропильным ногам дополнительный уровень устойчивости.
	Лежень Этот элемент укладывается снизу параллельно кровельному коньку. Он служит опорой стойкам и подкосам.
	Прогоны Они фиксируют стропильные ноги. Коньковый прогон расположен наверху, а боковые – по бокам.
	Кобылки Они используются для наращивания стропил, если их длина недостаточна для создания кровельных свесов.
	Обрешетка Она устанавливается из обрезных досок либо бруса перпендикулярно стропилам. Служит каркасом кровельному покрытию и передает нагрузку от него на стропила.
	Кровельные свесы Этот элемент заходит на 30-100 см за плоскость наружных стен и защищает их от осадков.
	Стропильные рамы (фермы). У этого узла плоская треугольная форма. В него входит стропильная пара, растяжки, раскосы и стойки. Фермы размещаются таким образом, чтобы внутри здания не создавалось нагрузок на стены. Опорами рам служат несущие стены, при этом они испытывают вертикальные нагрузки.

Когда у пролетов значительная длина, то фермы должны состоять из нескольких элементов. Для чердака нижняя часть рам служит потолком. Расстояние ферм друг от друга следует определять при помощи расчетов.

Параметр 1. Каркас кровли

Надежная конструкция может получиться только из качественной строганной и сухой древесины.

1. Высокое качество стройматериалов. Для стропил можно использовать древесину 1, 2 и 3 сорта. У материала должно быть минимальное количество сучков и трещин. На 1 м допустимы три сучка длиной не больше 3 см. Трещины не должны идти на всю глубину бруса или доски:

• Для несущих элементов конструкции надо использовать древесину толщиной от 5 см и более. У хвойного бруса, досок максимальная длина может быть 6,5 м, у лиственного материала — 4,5 м. Для мауэрлата, подушек и прогонов следует использовать твердые лиственные сорта древесины.
• Все деревянные элементы системы обязательно надо обработать антисептиком для защиты от вредных микроорганизмов и антипиреном для защиты от возгорания.

Металлические стропила — удовольствие дорогое и в бытовом строительстве используются очень редко.

2. Масса каркаса крыши и кровельного материала не должна быть чрезмерной. Исходя из этого, стропильная конструкция в подавляющем числе случаев монтируется из древесины. Когда масса крыши получается большой, то ее основу следует делать металлической.
3. Конструкция крыши должна быть жесткой. Все элементы ее каркаса и точки их соединений следует надежно зафиксировать. Они не должны деформироваться при сдвигающих и распирающих воздействиях.

Не жестко закрепленные элементы системы стропил грозят обрушением крыши.

Все виды стропильной системы располагают основой треугольником. Такая форма у ферм, устанавливаемых между собой параллельно. Их жесткое закрепление дает кровле достаточную устойчивость.

Когда рамы получаются подвижными, это создает большие проблемы. Такой некачественный монтаж стропильной конструкции может привести к разрушению кровли и стен дома.

Виды стропильных конструкций

Устройство стропильной системы крыши может быть разным. Выбирайте ее вид, исходя из конструкции здания и его габаритов.

Стропила кровли могут быть наслонные или висячие.

Параметр 2. Наслонная система

Наслонная система оптимальна для крыши с пролетом 10-16 метров.

Наслонные стропила оптимальны для крыш, у которых длина пролета равна 10-16 м. Наклон у скатов можно делать любым. В здании должны быть колонны либо несущие стены. Снизу стропила опираются на мауэрлат, а сверху на прогон.

Коньковый прогон в свою очередь поддерживается стойками или лежнем (внутренним простенком). Нагрузки в такой конструкции возникают только вертикальные, поэтому в затяжках надобности нет.

Если длина пролета значительна, коньковый прогон лучше поменять на две боковые балки. Они должны опираться о стойки. Чтоб стропила не сгибались, они усиливаются ригелями и подкосами. Если вы строите своими руками мансарду, стропила можно сделать ломаными либо опереть их о стенку высотой 1-1,5 м.

Что учесть при сооружении наслонной системы стропил:

1. У всех узлов конструкции должна быть гладкая струганная поверхность. Это уменьшит вероятность их гниения и заражения грибком.
2. Подошву мауэрлата следует располагать точно по горизонтали относительно внешних стен. Строго горизонтальной должна быть и стыковка мауэрлата со стропилами. В противном случае опора может опрокинуться.
3. Подкосы и стойки надо монтировать с максимальной симметрией.

Примыкания стропил к стенам необходимо влагоизолировать.

4. Чтобы не возникало необходимости делать ремонт стропильной системы, ее элементы не должны мокнуть и гнить. Поэтому в подкровельном пространстве нужна эффективная вентиляция. Для этого в чердачной крыше оставляются продухи, а в мансардной — щели.
5. Те точки, в которых стропильная система соприкасается с каменными, бетонными, кирпичными стенами, надо гидроизолировать. В противном случае из-за конденсата древесина начнет гнить.
6. Стропила без подкосов или опор не должны иметь длину больше 4,5 м.

Параметр 3. Висячие стропильные ноги

Система висячих стропил выбирается при пролете до 6 м.

Каркасная система двухскатной крыши чаще всего бывает висячей. При этом пролет ее не должен превышать 6 м, а у дома не должно быть внутренних стен.

Наверху стропила опираются друг о друга, внизу – на мауэрлат. Нагрузку конструкции на стены здания понижают затяжки. Балочные стяжки укладываются внизу стропил и дополнительно служат перекрытием. Есть еще ригели – это затяжки, которые ставятся повыше.

Инструкция рекомендует при пролете между внешними стенами больше 6 м использовать опорные раскосы и стойки. Они будут поддерживать стропила. Длина низа ног после подпорки не должна тут быть больше 4,5 м.

Правильное оформление карнизного свеса.

Что учесть при сооружении висячей системы стропил:

1. Не надо опирать кровельные свесы на низ стропильных ног, выходящих за плоскость стен. Для опоры такой конструкции лучше всего подходят кобылки. При их использовании стропила смогут всей своей плоскостью опираться о мауэрлат.
2. На скатах от опорной балки до конька следует набить ветровую планку (лобовая доска).
3. Уклон необходимо начинать от чердака. Так кровля получится жесткой, она не будет раскачиваться, и разрушаться от ветра.

Когда влажность древесины больше 18%, стропильная система двухскатной крыши после усадки может разболтаться. Поэтому влажный стройматериал скрепляйте не гвоздями, а винтами или болтами — их можно будет подкрутить.

Каркас крыш с разными формами

У односкатной крыши очень простая система стропил.

Стропильные системы крыш разных видов могут отличаться:

1. Односкатная кровля. У ее каркаса самое простое устройство. Единственный скат тут наклоняется под углом 14-26°. Когда здание небольшое и пролет между стенами не более 5 м, оптимальный выбор — наслонные стропила.
   Опираются они на внешние стены разной высоты и внутренний простенок, когда он есть. Если длина пролета больше 5 м, необходимо сооружать стропильные фермы.

Варианты стропильной конструкции двускатной кровли.

2. Крыша с двумя скатами. Такая конструкция несложная, под ней размещается чердак либо жилая мансарда. Наклон ее скатов может составлять 14-60°.
   Если пролет между внешними стенами не больше 6 м, используется висячая каркасная система двухскатной кровли. Если пролет больше 6 м и внутри дома есть стены, применяются наслонные стропила.

Особенности системы с четырьмя скатами.

3. Четырехскатная кровля. Наклон ее скатов может составлять 20-60°, пролет — до 12 м. Внутри дома должны быть опоры для кровельного каркаса. Фронтонных стен при такой конструкции нет, это экономит стройматериалы.
   Сооружать четырехскатную крышу сложнее, чем двухскатную. Для нее используются наслонные стропила или фермы.

Схема каркаса мансардной крыши.

4. Мансардная кровля. У ломаной крыши внизу наклон может составлять до 60°, наверху она более пологая. Благодаря этому площадь чердака расширяется и в нем можно обустраивать жилую мансарду.

Пролет между стенами дома тут не должен быть более 10 м. Система стропил может быть наслонной или рамной.

Параметр 4. Крепежные элементы

Крепление элементов конструкции врубками очень неэкономно.

Чтобы стропильная система двускатной кровли была надежной, ее узлы нужно крепить правильно. Перед этим надо учесть силу и направление динамических и статических нагрузок. Важно не забыть и про усушку древесины.

Раньше все виды стропильной конструкции скреплялись врубками. Они надежны, однако не экономны. В этом случае надо, чтобы у деревянных элементов было большое сечение, позволяющее делать врубки безопасными.

Современные варианты крепления стропил.

Поэтому сейчас крепления стропильных узлов делаются не врубками, а болтами или нагелями. Популярны и перфорированные накладки из стали-нержавейки. Цена их достаточно высока, зато они удобны и убыстряют строительство.

Накладки фиксируются гвоздями либо зубчатыми пластинками, утопленными в древесину. Они понижают затраты стройматериала на 20%, так как при их использовании нужен брус, доски с меньшим сечением, чем при врубках.

Вывод

Стропильная система — это несущий каркас кровли. Она должна полностью соответствовать форме и конструкции крыши, быть надежной, прочной и долговечной. В этом случае и сама кровля будет служить многие годы. Видео в этой статье раскроет тему наглядно. Задавайте свои вопросы в комментариях, если они появились.

Что такое стропильная система и стропила: виды, назначение, устройство

Для крыши стропильная система – что-то вроде скелета. В ней тоже есть основные элементы, удерживающие весь каркас, и дополнительные, которые обеспечивают прочность и наличие внутреннего пространства под кровлей. Не зная названий всех этих элементов, довольно сложно разобраться в процессе строительства крыши. А разбираться нужно! Минимум для того, чтобы контролировать качество происходящих работ, когда вы нанимаете бригаду, и вникать в тонкости проектирования. А уверенные в себе мастера и вовсе берутся за устройство крыши самостоятельно, будучи хорошо теоретически подкованными.

Предлагаем вам рассмотреть основные понятия: что такое стропильная система и из каких элементов она состоит. Теперь для вас не останется непонятных терминов!

Первым делом давайте разберемся с основными понятиями. Чем больше нагрузка на крышу, чем сложнее ее форма, тем вероятнее в такой стропильной системе окажется много внутренних элементов. Например, самое простое устройство стропильной системы – у крыши с одним скатом, а самое сложное – у многоскатной или необычной крыши.

В зависимости от количества имеющихся скатов стропильную систему крышу называют односкатной, двускатной, четырехскатной или многоскатной. Так, у односкатной крыши есть только плоскость – в виде прямоугольника. А у двухскатной крыши обе плоскости опираются на две наружные стены. При этом с торцевых сторон дома образуются два треугольника, которые называется щипцами (поэтому двухскатную крышу еще нарекают щипцовой).

Обычно такую крышу обустраивают с уклоном от 14 до 60 градусов. Состоит она ряда двух стропильных ног, упирающиеся в горизонтальный брус. В самом простом варианте эти две стропильные ноги соединены бруском, который называется затяжкой, но богата дополнительными элементами. Это лежни, стойки, прогоны, подкосы и многое другое.

А вот уже более сложная четырехскатная крыша. У такой стропильной системы нет фронтонных стен, их заменяют дополнительные скаты. В какой-то степени это экономит строительные материалы, но спроектировать и построить такую крышу уже труднее. Для этого понадобятся стропила наслонного типа либо целостные стропильной фермы:

Кроме того, четырехскатная крыша еще и имеет подвиды. Так, если все скаты представляет собой одинаковые треугольники, такую крышу называют шатровой. При этом вершины треугольников всегда сходятся в одной точке. Если два ската крыши представляют собой трапеции, а другие два – срезанные треугольники, то это уже полувальмовые крыши: датские или голландские.

Еще один вид крыш – это ломаная или мансардная. Обычно такие скаты крутые, до 60 градусов, а возле конька – более пологие. Благодаря такой структуре стропильной системы площадь мансарды позволяет обустраивать там вполне комфортные помещения. Такая крыша особенно хороша для домов, у которых ширина менее 10 метров.

Нередко сегодня встречается также многоскатная крыша со сложной архитектурой, которая становится день ото дня все более модной. Но и ее стропильная система интуитивно понятна, ведь любое сложное можно разделить визуально на несколько простых сегментов. Поэтому, посмотрев на необычную крышу, вы увидите, что в ней эффектно сочетались сразу несколько самых типичных конструкций.

Теперь давайте перейдем к изучению отдельных элементов. Итак, когда вы смотрите на грамотно спроектированную и со вкусом выполненную крышу, то наверняка подозреваете (или знаете наверняка), что у нее внутри есть определенный костяк. И это действительно так: как у живого организма, у крыши есть самый настоящий скелет, а у скелета позвоночник (конек), ребра (стропила) и все остальное:

Начнем с самых важных понятий: что такое стропила или стропильные ноги? Это – металлические или деревянные брусья или балки, на которых держится вся конструкция. В основном стропила соединены между собой шарнирно, т.е. подвижно, или статично, и принимают на себя все динамические и статические нагрузки.

Стропильная нога – главный функциональный элемент стропильной системы. Она определяет угол наклона ската, общую структуру кровли и служит чем-то вроде «ребер», которые крепятся к «позвоночнику» – коньку крыши:

Но если уложить кровельное покрытие прямо на стропила, между которыми достаточно широкий шаг, то оно провиснет или вовсе упадет вниз. Поэтому прямо на стропила, перпендикулярно им кладут обрешетку – доски, бруски или металлические планки.Отдельный элемент обрешетки называется обрешетиной.  Минимальное сечение бруска – 30 на 50 мм, а в остальном его параметры зависят от выбранной кровли.

Давайте тут же обозначим такой термин, как контробрешетка. Ее изготавливают сечением 30х50 мм и устанавливают вдоль стропильных ног. Она необходимы, чтобы закрепить гидроизоляционную пленку и создать под кровельным покрытием вентиялционный зазор. Причем контробрешетку устанавливают раньше, чем саму обрешетку.

Идем далее. У здания со стенами из бетона, пенобетона или кирпича еще есть такой дополнительный элемент стропильной системы как мауэрлат. Это деревянная балка, которая принимает на себя всю нагрузку от крыши и аккуратно распределяет ее по всей длине стен. Этот элемент обязательно отделен от стены плотным слоем рулонной гидроизоляции:

Чтобы стропильные ноги не разъезжались, их скрепляют внизу затяжкой, а подкосы и стойки придают стропилам дополнительную устойчивость.

Свес крыши представляет собой выход стропильных ног за стену, чтобы отвести дождевой поток подальше от дома. Если при этом длины стропильных ног недостаточно, применяют кобылки.

Есть еще такой важный элемент как балка, которую заготавливают из деревянного бруса или проката. Это важная часть конструкции, которая рассчитана на изгиб.

А вот более редкий элемент стропильной системы – это бабка. По сути, это деревянный брус, который подпирает стропильные ноги. Его устанавливают перпендикулярно затяжке, чтобы соединить стропила.

Вот как выглядят все эти элементы:

И, наконец, в том месте. где пересекаются два ската во внутреннем изгибе, образуется внутренний угол, который называется ендовой. Там, где скаты пересекаются на внешней стороне, образуются хребты (или ребра), но не стоит путать их с ребрами жесткости — это специальные элементы конструкции в виде борозд и пластинок, который иногда используется в строительстве крыши. Сама наклонная поверхность крыши называется скатом.

А сама стропильная система – это совокупность всех перечисленных элементов, которые входят в нее.

В зависимости от того, какие нагрузки планируются и каковы пожарные требования, каркас крыши изготавливают из самых разных материалов. Вот как, к примеру, выглядит классическая деревянная и металлическая система крыши:

Предлагаем ненадолго остановиться на особенностях используемых материалов для стропильства крыши.

Деревянные стропила: преимущества и недостатки

Возведение крыши для многих представляется как работа с деревянными досками, которые в нужном месте подпиливают и скрепляют. Отчасти так, конечно, и есть:

В качестве древесины используется обычно высушенная хвойная или же клееная, если стропильные элементы должны выдерживать повышенную нагрузку. Но работать с деревом на самом деле не проще, чем с металлом, хотя многие так думают.

Так, при изготовлении деревянных стропил подходит исключительно только древесина высокого качества. Это сухие доски и брусья с влажностью, не превышающую 25%. Также внимательно следят за тем, чтобы в таких досках и брусьях не было больших сучков, обзолов, трещин или ненужного наклона волокон.

В чем суть? Любой серьезный дефект способен привести к тому, что стропильная нога попросту треснет под нагрузкой. Если же возможности купить добротный сухой пиломатериал нет, тогда его сушат прямо на объектив в специальном вентилируемом штабеле. Но на это уходит не один месяц, да и после сушки около 30% досок приходится отбраковывать.

Поэтому рациональнее для изготовления стропильной системы приобретать готовые доски, причем с запасом по ширине. И это еще не все. Обычно пиломатериал выглядит идеально ровным только на глаз, а для стропильной системы геометрия – крайне важный параметр. И как раз имея запас по ширине, мастер получает возможность самостоятельно выправить стропила при помощи строгального оборудования. Только так скаты получается действительно ровными, и на них удачно ложится абсолютно любое кровельное покрытие.

Стальные балки: для особых нагрузок

Сегодня стропильную систему нередко собирают  из стальных оцинкованных балок. Вы наверняка встречали их название: двутавры, швеллера или тавры. Такие элементы получаются куда более дорогими, чем деревянные или обычные металлические, но этого стоит.

Да, в монтаже они намного сложнее, но ценят их за одно важное преимущество — это высокая устойчивость к изгибающим нагрузкам. Благодаря этому в строительстве крыши получается обойтись без всяких там вертикальных подпорок и других элементов. Но в жилом домостроении балки сегодня не часто используются, хотя такая практика есть, и сейчас объясним, почему.

Например, сложность стропильной системы и наличие внутренних элементов напрямую влияет на планировочное решение мансарды. Ведь чем больше разных перемычек и ригелей между строительными ногами, тем ниже получится потолок  чердака.

Причем все это важно не только для обустройства еще одного жилого помещения под крышей. Дело в том, что сегодня популярны так называемые бесчердачные крыши, под которыми расположены самые обычные комнаты дома. И всякие дополнительные элементы там попросту не поместятся.

Но есть своя ложка дегтя: металлические балки часто служат мостиками холода, а потому для них обязательно монтируют кровельный пирог. В основном начинкой здесь служат ориентированно-стружечные плиты и экструдированный пенополистирол в качестве утеплителя. Это отличная альтернатива традиционным висячим стропилам!

Лучше всего в этом плане на практике показали себя LVL-брус и комбинированные двутавры. Двутавры обходятся сравнительно недорого, но пока еще временем не проверены, а вот LVL-брус в три раза дороже обычных пиломатериалов. Стоит или не стоит отдавать такой стропильной системе предпочтение – вам решать.

Теперь переходим к самому сложному вопросу – проектированию стропильной системы. Давайте сразу поясним: динамические нагрузки — это время от времени падающий снег, подъемная сила ветра и работающие на крыше люди. Статические нагрузки подразумевают давление своим весом кровельного покрытия, установленная на крыше спутниковая антенна и другое подобное оборудование, а также снеговая шапка, которая неподвижно лежит всю зиму.

Главная задача стропильной системы – правильно передать всю эту нагрузку на стены и фундамент дома. А также защитить все то, что находится внизу на земле, от лавинообразно исходящего снега, сплошной стены дождя и других проявлений непогоды.

Сечение и шаг стропил никогда не выбирается на глаз: для этого существуют строгие строительные нормы и правила, коротко обозначаемые как СНиПы. По этим причинам расчет стропильной системы достаточно сложный и по правилам его доверяют только профессионалам.

К слову, сегодня немало организаций занимаются проектированием стропильной системы, для любого типа дома. Обращаться к специалистам, конечно же, есть смысл, ведь крыша официально признана как объект первого значения по обеспечению безопасности дома.

Чтобы самостоятельно произвести точный расчет такой стропильной системы, нужно иметь необходимые навыки и даже образование. Вот некоторые особенности такого расчета:

Так, учитывать необходимо не только желаемый уклон ската, но и снеговые и ветровые нагрузки, вес выбранного кровельного покрытия и еще такие возможные моменты давления, как работающие на крыше люди. Вот почему стропильную систему крыши всегда строят с определенным запасом прочности.

Например, шаг и сечение балок всегда делают не меньше, чем на 25% больше расчетных. При этом сами расходы вырастают незначительно, зато крыша прослужит намного дольше.

С понятиями разобрались, теперь рассмотрим, как устроена стропильная система изнутри.

Стропила наслонного и висячего типа

Конструкция крыши в зависимости от ее внутреннего устройства может быть распорной или безраспорной. В зависимости от этого сами стропила делятся на два основных вида: наслонные и висячие.

Наслонные более просты в изготовлении, а вот с висячими придется повозиться. Их довольно сложно проектировать, ремонтировать или изменять, но именно к такой конструкции придется прибегнуть, если вся стропильная система будет опираться только лишь на наружное ограждение:

Главное преимущество висячих стропил в том, что они отлично работают на сжатие и изгиб. Но такая стропильная система создает немалые горизонтальные распирающие усилия, которые действуют на стены.

Для того чтобы уменьшить это физическое явление, устанавливается промежуточная металлическая или деревянная затяжка, которая будет соединять стропильные ноги. Чаще всего это ригель – специальный элемент, который используется при строительстве мансардных крыш. И чем выше он расположен, тем выше будет потолок в мансарде, и тем больше должно быть сечение такого элемента.

Наслонные стропильные системы более экономичны и просты в своем устройстве, но их применяют только тогда, когда у здания уже есть два или даже несколько рядов вертикальных опор, между которыми пролет не превышает 8 м.

Крыша на прогонах: для бревенчатых построек

Выбор между наслонными и висячими стропилами имеет значение, когда мы говорим об обычной крыше жилого дома, но вот баня или дача из оцилиндрованного бревна строится по-другому, по своим законам. Например, основой такой крыши часто служат слеги, или прогоны.

Это специальные длинные доски, которые расположены параллельно коньку и опираются на бревенчатые фронтоны. В этом есть свой смысл!

Дело в том, что бревнам свойственно давать усадку, и обычная стропильная система на них просто перекашивается. Исправить это будет почти невозможно, а в приведенном методе с усадкой фронтонов будет изменяться угол наклона стропил. Вот почему здесь ко всему на стропилах используется подвижный крепеж, а укладывать кровельное покрытие разрешается только через полтора-два года.

Конечно, на устройство такой крыши понадобится и время, и затраты, но сама технология достаточно надежна и проверена временем:

Хотя, стоит отметить, что еще довольно часто кровельщики применяют другую технологию для таких построек. Они берут заранее сухие бревна и стягивают их подпружинными глухарями (так называются специальные элементы). От классических прогонов при этом отказываются, а фермы устанавливают с вертикальными подпорками или подкосами.

В итоге все усадка фронтонов уже не сказывается на геометрии крыши, а те зазоры, которые появятся со временем, закрывают декоративными планками. Так получаются красивые русские бани и дачные дома в соответствующем стиле.

Стропильную систему, как обычный конструктор, можно собрать прямо на месте, в процессе строительства дома, или же заказать в виде готовых стропил на заводе, и только потом устанавливать на крыше. Одним словом, наверх поднимаются цельные элементы, которые остается только закрепить. Это удобнее в плане стропильных работ, ведь на высоте многие манипуляции с инструментами не удобно производить.

Сегодня немало фирм занимается подобным производством. Они адаптируют проект клиента под нужную технологию, точно рассчитывают, какая должна быть структура стропильной системы, до миллиметра высчитывают все поперечные сечения элементов под выбранный тип кровли, уклон и покрытие. Также время уделяется расчету планируемых нагрузок на крышу, коих немало. Но при определенных знаниях и навыках все это реально сделать самостоятельно.

Давайте внимательно рассмотрим устройство таких стропильных рам. Они представляют собой треугольник, который достаточно жесткий по своей структуре и не деформируется при давлении или усилии распора:

Благодаря таким фермам крыша обеспечена необходимой устойчивостью, а для многих современных проектов это – главный критерий надежности.

Теперь давайте обратим внимание на узлы стропильной системы. Чтобы крыша получилось надежной, она должна хорошо выдерживать все нагрузки. Даже свои внутренние! Например, если сропила изготовлены из дерева, они могут менять свои геометрические параметры в разную пору года, а подвижные узлы системы позволяют добиться свести такие деформации на нет.

С давних времен на Руси все детали стропильной системы соединяли между собой при помощи врубок, и это было вполне надежный метод. Правда, не слишком экономный, ведь для этого все деревянные конструкции стропильной системы должны были иметь большие сечения.

В более тонких изделиях врубку уже делать было небезопасно, ослабляется само стропило. Хотя до сегодняшнего дня этот прием монтажа стропил все еще практикуется. Так, кто-то привержен традициям и считает врубку наиболее надежной, а кто-то доверяет современным технологиям. Нельзя сказать, что тот или иной метод лучше или хуже. Отметим только, что специализированный крепеж все-таки облегчает и ускоряет монтаж, а традиционные врубки и их качество намного зависит от навыков плотника.

Сегодня стропила чаще скрепляют болтами и шпильками, и намного реже – сварными швами. Но что касается последнего, то такие швы требуют особого строгого контроля качества, защиты от коррозии и периодического наблюдения. Также сам шов делает узел статичным, без какой-либо возможности принять на себя динамическую нагрузку.

Также стропильную сегодня систему соединяют при помощи стальных перфорированных накладок. Они надежно защищены от коррозии и держатся за счет пластин с зубьями, которые утапливается в дерево. Благодаря всему этому расход дерева на изготовление стропильной системы уменьшается примерно на 20%, чем со врубками.

Давайте подведем итог. Изначально неправильно спроектированная стропильная система в последствии практически не поддаются ремонту, а неисправности обнаруживаются только после завершения строительства крыши. Вот почему так важно разбираться в элементах строительной системы, знать значение каждого бруска и стоит ли отказываться от важных конструктивных элементов ради экономии. Зная все эти нюансы, вы легко заметите, что изначальный проект отличается от реализации вот в таком-то и таком-то месте, в какой части лучше укрепить скат и почему лучше пожертвовать высотой мансарды ради будущей долговечности крыши.

Остались ли у вас еще вопросы после прочтения статьи? Задавайте!

крепление стропил двускатной крыши, размер двухскатной стропильной конструкции, изготовление

Содержание:

Чтобы готовый дом радовал вас долгие годы, он должен быть крепким и надежным, и обязательно стоять на качественном фундаменте. Очень важным также является и устройство стропильной системы крыши, так как она будет противостоять любой непогоде. В этой статье расскажем о том, каким должно быть устройство стропил двухскатной крыши, и какие требования стоит учитывать, проводя строительные работы.

Каким требованиям нужно следовать во время возведения стропильной системы

Жесткость

Очень важно, чтобы все элементы крыши, включая соединительные точки, были достаточно жесткими, и не деформировались под воздействием силы сдвига и распора. Вся конструкция должна представлять собой треугольник. Такую же форму придают и рамам, закрепляющимся параллельно друг другу. Благодаря их жесткому закреплению, крыше придается достаточная устойчивость. Если же фермы получатся подвижными, с большой долей вероятности в будущем может случиться беда. Такую крышу можно считать недоделанной, а значит, она может не только разрушиться сама по себе, но и обвалить стены.

Малый вес

Нельзя, чтобы крыша была тяжелой, поэтому стропильную систему двускатной крыши изготавливают из древесины. Если же крыша получается достаточно увесистой, то несущее основание изготавливают из металлических элементов. Как вариант, используют хвойное дерево, выше первого сорта с влажностью менее 18 %. В этом случае все элементы из дерева обязательно обрабатывают антисептическими и антипиреновыми средствами. Такая обработка стропил, как правило, выполняется еще до монтажа. Лишь после такой обработки можно быть уверенным в том, что система стропил двухскатной крыши будет достаточно прочной и крепкой.

Высококачественный материал

Выбирая материал для стропильной системы, нужно обращать внимание на его качество. Древесина для стропильной системы должна обладать следующими качествами:

• Подходит дерево 1-3 сорта. Допускается минимальное количество сучков и трещин. На каждом метре может присутствовать не более 3 сучков диаметром менее 3 см. Возможно наличие трещин лишь с частичным углублением, их длина не должна превышать ½ протяженности доски. Несущие конструкции изготавливают из деревянных элементов толщиной не менее 5 см, площадью от 40 см².
• Доски из древесины хвойных пород могут иметь длину не более 6,5 метров, а из лиственных – не более 4,5 метров.
• Мауэрлат, подушки и прогоны изготавливают из лиственного дерева твердых сортов. Они подвергаются обработке антисептиком.

Элементы стропильной системы крыши

Разрабатывая устройство стропил двускатной крыши, рассмотрим, какие детали входят в ее конструкцию:

1. Стропила – они задают уклон ската, обуславливают внешний вид крыши, а также накрепко фиксируют элементы всей конструкции.
2. Прогоны или балки – служат для состыковки стропил. Коньковую балку устанавливают вверху, а боковую – соответственно, сбоку.
3. Мауэрлат – считается основой всей конструкции. С его помощью нагрузка на стены распределяется одинаково.
4. Стойки и подкосы – придают стропилам улучшенную устойчивость.
5. Обрешетка – она располагается под прямым углом к стропилам. Делается из обрезных брусков или досок, с ее помощью можно передать всю нагрузку с кровельного покрытия на стропила.
6. Конек кровли – считается местом стыковки двух кровельных скатов. По всей длине конька набивают обрешетку с целью усиления этого элемента крыши.
7. Кобылки – используются для формирования свеса в случаях, когда длины стропил не хватает.
8. Затяжка – скрепляет нижние концы стропил, не давая им разъехаться.
9. Свес кровли – данная часть конструкции используется для защиты стен от чрезмерных осадков.

Далее стоит рассказать о стропильной ферме. Она имеет плоскую форму и состоит из стропильных ног, стяжек, стоек и раскосов. Фермы устанавливают таким образом, чтобы усилия на стены с внутренней части дома не было. Опорами служат лишь внешние стены, при этом нагрузка распространяется вертикально. Промежутки между фермами высчитываются по формулам. При большом пролете ферма должна состоять из нескольких элементов. Нижнее основание чердака играет роль потолка.

Тип стропильной части кровли определяется, исходя из конструкционных особенностей возводящегося здания, а также его размеров. Ниже опишем все виды стропильных систем.

Система с висячими стропилами для двухскатной крыши

Такая система отлично подходит для двускатных крыш с пролетом, длиной менее 6 м, при этом внутри дома нет промежуточных стен. В качестве нижней опоры для стропил используется мауэрлат, а в верхней части – они опираются друг на друга. Для уменьшения распирающего усилия стропил на стены дома, используется затяжка. Затяжки для балок устанавливают внизу стропил.

Вместе с тем, эти элементы используются и как балки перекрытия. Стоит отметить, что железобетонное перекрытие верхнего этажа тоже может выступать в роли затяжки. Если затяжку установить выше, то она уже называется ригелем. Если расстояние между внешними стенами превышает 6 метров, возникает необходимость в использовании опорных стоек и раскосов для удержания стропил. Вместе с тем, размер стропил для двухскатной крыши по длине в месте за подпоркой не должен превышать 4,5 м.

Стоит выделить ряд важных фактов о конструкции висячих стропил:

• Упор для свеса крыши не стоит располагать на нижней части свисающих за пределы стен стропильных ног. Для этих целей оптимально подойдет кобылка. В таком случае нога сможет опираться на поверхность мауэрлата всей плоскостью. Диаметр бруса для кобылок, как правило, не превышает сечение стропил.
• На скат крепится ветровая доска, по направлению от конька к мауэрлату. Уклон делается от чердака. Это нужно, для придания крыше жесткости, чтобы она не деформировалась под действием ветра.
• Если в вашем распоряжении имеются деревянные стропила с влажностью, превышающей 18 %, имейте в виду, что стропильная система, после того как дерево высохнет, может начать шататься. В этой связи, при соединении деревянных элементов, в качестве крепежа используйте не гвозди, а болты, так как их можно в любой момент подтянуть. Лучше всего, конечно, подойдут ершенные гвозди или саморезы.

Стропильные системы двусктной крыши наслонного типа

Данный тип стропильной части крыши устанавливают в тех местах, где длина пролета достигает 10 — 16 м. Есть возможность предусмотреть любой уклон, при этом внутри дома должны присутствовать несущие стены или колонны. Верхняя часть стропильных ног стыкуется с коньковым прогоном, а нижняя – фиксируется на мауэрлате. Коньковая балка в свою очередь опирается на внутреннюю стену дома или на стойки. В применении затяжек нет надобности, поскольку нагрузка распределяется только в вертикальной плоскости.

В случае длины пролета до 16 метров, вместо коньковой балки можно использовать два боковых прогона, подпирающих стойки. Для предотвращения прогиба стропильных ног нужно установить подкосы и ригели. Если вы планируете установить мансарду, в качестве опоры под наслонные стропила можно использовать стену с высотой от 1 до 1,5 метров. Как вариант, можно установить ломаную мансардную крышу.

Во время строительных работ по установке стропильной конструкции двускатной крыши стоит учитывать такие факторы:

• Все конструкционные элементы должны быть толще 5 см.
• Все элементы системы стропил должны быть гладкими и прогаблеванными. Это защитит их от гниения и поражения грибком.
• Выполняя устройство крыши, настрого запрещено дополнять конструкцию сомнительными элементами, так как это может привести к неправильному распределению нагрузки и порчи кровли в будущем.
• Мауэрлат должен быть уложен четко по горизонтали относительно стен. Горизонтально должна быть состыкована и поверхность мауэрлата со стропильной ногой. В противном случае опора может попросту опрокинуться.
• Стойки и подкосы должны быть расположены максимально симметрично.
• Нужна хорошая вентиляция для того, чтобы стропила не намокали и не начинали гнить. Для вентилирования в крыше мансарды делают просветы, а в крыше чердака – продухи.
• В местах стыковки стропильных узлов с кирпичной кладкой, требуется монтаж гидроизоляции. Иначе, сконденсированная влага начнет портить древесину.
• Стропильная нога, у которой нет опоры, должна быть длиной, не превышающей 4,5 м.

Устройство стропил с помощью крепежных деталей

Чтобы крепление стропил двухскатной крыши было максимально надежным, элементы системы стропил должны быть корректно соединены. При этом стоит учитывать направление, а также величину статических и динамических нагрузок. Кроме того, нужно учесть возможность растрескивания древесины вследствие усушки. Это необходимо для того, чтобы все узлы деревянных конструкций кровли продолжали исправно функционировать.

Некоторое время назад при изготовлении стропил двускатной крыши использовали скрепление элементов между собой методом врубки. Такой способ считается надежным, но недостаточно экономичным. Все потому, что необходимо применять конструкции из дерева больших сечений для обеспечения безопасной врубки без ослабления деревянных элементов.

По этой причине в настоящее время элементы стропил скрепляются не методом врубки, а при помощи нагелей и болтов.

Довольно широко распространено использование перфорированных накладок из стали с покрытием против окисления. Крепят такие накладки при помощи гвоздей или пластин с зубьями, которые утапливаются в древесину.

Такой метод крепежа удобен благодаря тому, что:

• накладки дают возможность снизить расход дерева на 1/5;
• их можно устанавливаться даже мастерам с малым опытом;
• высокая скорость монтажа.

виды стропил, конструктивные элементы, детали крыши, что входит, части

Содержание:

Кровельная конструкция считается самым сложным узлом жилого здания в плане проектирования и монтажа. На крышу обрушиваются ветер, осадки и холод, следовательно, она должна быть герметичной и долговечной для создания комфортных условий проживания. Основной частью крыши является стропильная система, с помощью которой создается форма конструкции, задается оптимальный угол наклона и крепится гидроизоляционный материал. Количество элементов стропильной системы, а также их расположение определяется конфигурацией кровли.

Назначение стропильной системы

Стропильная система представляет собой определенное количество опорных элементов, которые создают геометрию крыши и каркаса, придающего жесткость кровельной конструкции и нужный уклон. Основные параметры составляющих частей стропильной системы и их расположение определяются с учетом постоянных и временных нагрузок.

В целом стропильной системе отводятся следующие задачи:

• Создание формы и угла наклона. Расположение стропильных ног определяет форму крыши, следовательно, количество щипцов и скатов. Кроме того с помощью этих элементов формируют угол наклона скатов для быстрого схода снега, талой и дождевой воды.
• Равномерное распределение нагрузки крыши на несущие стены дома. Стропила системы взаимосвязаны между собой и распределены в конструкции так, что вес кровельного покрытия и снежной массы равномерно передается на коробку здания, при этом не происходит перекос или деформация строения.
• Создание условий для нормальной вентиляции и защита от влаги. Каркас крыши собирается таким образом, чтобы в подкровельном пространстве свободно циркулировал воздух, а сам материал был надежно защищен от скопления конденсата.

Кроме того система стропил служит основой, на которую крепится гидроизоляционный материал и обрешетка под финишное покрытие.

При правильном составлении схемы стропильной системы крыша будет надежной и прочной и  прослужит долгое время.  По мнению специалистов качественно возведенный каркас имеет большее значение, следовательно, экономить на этом этапе не нужно. Поэтому лучше всего, составление проекта крыши и ее монтаж доверить профессиональным мастерам.

Особенности выбора

Стропильная система здания состоит из определенного набора дополнительных элементов и имеет свой уровень сложности монтажа. Количество вспомогательных деталей определяется с учетом нагрузок от кровельного материала и некоторых факторов внешней среды.

Выбирая тип стропильной системы, следует обратить внимание на следующие факторы:

• Особенности климата местности, где предполагается строительство. Защитить кровлю от разрушения в период снегопадов или обильных осадков можно лишь в том случае, если правильно рассчитать среднегодовое количество выпадающих осадков. Оптимальным вариантом крыши в снежных регионах является крутой скат.
• Нагрузка от ветра. Оптимальный вариант конструкции выбирается на основании розы ветров в месте строительства и средней скорости воздушных порывов. В ветреных регионах скаты делают более пологими.
• Использование чердачного пространства. Создание жилого помещения под кровлей имеет большое значение при выборе формы стропильной системы.
• Используемое финишное покрытие. Чтобы кровельное покрытие максимально выполняло свои функции, нужно правильно выбрать угол наклона ската с учетом формы и способа крепления материала.
• Финансовые возможности. Монтаж кровельной конструкции требует больших финансовых вложений, следовательно, выбирать тип крыши нужно в соответствии с бюджетом строительства.

Виды конструкции стропил

Ни одна крыша не обходится без стропильной системы. Качество кровельной конструкции во многом зависит от того, что входит в стропильную систему крыши. Вертикальные опоры, горизонтальные затяжки и стропильные ноги служат надежным основанием и поддержкой для кровельного покрытия. Для изготовления каркаса необходимо использовать легкие материалы, не нагружающие коробку дома. Они должны быть прочными, с высокой несущей способностью и хорошей устойчивостью к негативным явлениям природы.

Чаще всего встречаются следующие варианты:

• Деревянный каркас. Такая стропильная система имеет незначительный вес и хорошую прочность, а природное происхождение материала обеспечивает безопасность жильцам и окружающей среде. Каркас собирают из брусков сечением 10*10 см или 15*15 см или досок 5*15 см. Среди недостатков древесины можно отметить плохую сопротивляемость влаге. Кроме того большая длина изделий способствует их изгибу под собственным весом.
• Металлическая стропильная система отличается высокой стоимостью, но при монтаже большой площади скатов и использовании тяжелых кровельных материалов она становится незаменимой. Металлический профиль обладает высокой несущей способностью, что позволяет увеличивать расстояние между элементами конструкции без снижения прочностных характеристик. Единственным недостатком металла является плохая устойчивость к коррозии. Для решения проблемы в этом случае используют металлы, устойчивые к этому явлению.

Конструктивные элементы и детали

Все элементы стропильной системы взаимосвязаны между собой. Благодаря этому конструкция обладает жесткостью и необходимой прочностью, а вес от кровельного покрытия равномерно распределяется на несущие стены и перегородки. Присутствие определенных элементов конструкции, их сечение и расположение зависит от выбранного кровельного материала, угла наклона скатов и назначения чердачного помещения.

Основными деталями стропильной системы является следующее:

• Мауэрлат. Этот элемент представляет собой подстропильный брус, располагающийся на верхнем ряду или венце несущих стен дома. Для его изготовления используется древесина хвойных пород, которая отличается твердостью и прочностью. Крепление мауэрлата выполняется металлическими шпильками или анкерными болтами.
• Лежень. Этот элемент, выполненный из бруса, располагается на внутренних несущих перегородках. Лежень служит опорой для стоек, которые необходимы для поддержания конька.
• Стойки — это опоры, располагающиеся вертикально по всей длине лежня и поддерживающие конек или центральную часть стропильной фермы.
• Стропила располагаются под определенным углом к основанию крыши. Опорой для стропильных ног служит мауэрлат и коньковый брус.
• Ригель и затяжка — необходимые горизонтальные элементы для парного соединения стропильных ног. Ригель стягивает стропилины непосредственно под коньковым прогоном, затяжки — немного ниже.
• Подкосы. Эти элементы кровли располагают под углом к стропильной ноге для предотвращения прогиба. Верхний край подкоса упирается в стропилину, нижний — в стойку или затяжку.

Для сооружения простой конструкции стропильной системы достаточно использовать мауэрлат, коньковый брус и стропила. Повышение уровня сложности приводит к использованию дополнительных элементов, которые делают конструкцию более прочной и устойчивой к прогибам.

Виды стропильной системы

Архитектурные особенности строения оказывают большое влияние на конфигурацию кровли, так как нагрузка от кровельной конструкции должна равномерно распределяться между всеми несущими стенами и перегородками.

В связи с этим различают такие виды стропильной системы:

• Наслонная стропильная система. В такой конструкции каркас крыши упирается непосредственно на несущие стены снаружи строения и внутри. Опоры на внутренние несущие перегородки необходимы для поддержки конькового прогона. Наслонные стропилины позволяют перекрывать большую площадь  с сохранением прочностных характеристик.
• Висячая стропильная система предполагает опору стропильных ног только на мауэрлат. В верхней части стропилины упираются друг в друга без конька. Такие виды стропил используются при перекрывании сооружений, не имеющих внутренних несущих перегородок. Стропильная ферма в этом случае имеет форму равностороннего треугольника, следовательно, стабилизирующие элементы не требуются.

Результатом выбора видов стропильной системы и их конструктивных элементов может стать простая крыша с одним или двумя скатами, или более сложная — вальмовая и шатровая.