Элементы стропильных систем кровли

Стропильная система крыши: элементы, виды, крепления, расчет

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.

Содержание

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

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.

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:

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:

Источник

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Требования предъявляемые к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего, каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А вот если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы кровли будут прочными и крепкими.

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть следующим:

• Древесина берется 1 — 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
• Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см 2 .
• Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
• Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.

Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.

Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.

Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.

Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.

Устройство ломанной крыши.

• Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Типы стропильных систем — чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

• Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
• На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
• Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу — мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что необходимо обращать особое внимание:

• Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
• Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
• Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
• Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
• Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
• Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
• Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
• Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

• Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
• они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
• они закрепляются весьма быстро.

Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Источник