Стропила стропильные ноги для чего

Какие стропила для крыши следует применять? Виды и расчет стропил крыши

Возведение кровли – процесс непростой, требующий определенных знаний и навыков. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, которые, несомненно, интересуют начинающих застройщиков. А начнем, пожалуй, с самого главного – с типов существующих крыш и стропильных систем, что используются при их возведении.

Стропила (стропильные ноги) это основные несущие элементы любой скатной крыши. Именно они принимают на себя основные нагрузки и воздействия окружающей среды, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также несут на себе весь кровельный пирог. Стропила это составляющие стропильной системы, куда входят еще многие элементы, такие как стойки, подкосы, прогоны, мауэлат и т.д..

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

• верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
• верхняя обвязка в каркасных домах;
• мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Стропила для разных видов крыш

В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.

Стропила для односкатной крыши

Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.

Стропильная система односкатной крыши состоит из отдельных элементов, точками опоры которым служат противоположные стены здания. Чаще всего в этом случае используются стропила для крыши длиной около 4,5 метров. Если производится перекрытие относительно большой площади необходимо использовать подстропильные ноги и стойки.

Стропила для двухскатных крыш

Стропила, предназначенные для двухскатной крыши, представляют собой конструкцию, сложенную в виде домика. Процесс ее обустройства более сложен, нежели в односкатной кровли. Чаще всего этого вида стропила применяются при возведении небольших построек. Они подразделяются на два основных типа – наслонные и висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Вальмовая крыша отличается наличием дополнительных скатов, что создаются при помощи стропильной системы вальмовой кровли. Конструкция этой кровли состоит из двухскатной крыши, которая по длине не полностью закрывает боковую часть строения, а также вальма, покрывающего боковую, не закрытую часть кровли.

Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.

Особенности стропил четырехскатной крыши

К четырехскатным крышам можно отнести и вальмовые и шатровые кровли. Их очевидным преимуществом является отсутствие фронтонов, что подразумевает изрядную экономию стройматериалов, а значит и денежных средств. К тому же эти дома отличает замечательный внешний вид, выглядят они на редкость эффектно.

Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.

Стропила для ломаной кровли

Применение ломаной крыши способствует значительному увеличению площади чердака, которая, в ряде случаев используется в качестве мансарды. При возведении такой стропильной системы применяются два коротких стропила, в месте перегиба которых применяется стойка. Вследствие этого уклон нижней части крыши составит 80 градусов, а уклон верхней части лишь 25-30 градусов.

Разновидности стропил для крыши

При строительстве любой кровли находят свое применение стропила всего лишь двух видов – наслонные и висячие. Висячие стропила имеют две точки опоры, которые находятся у основания, к примеру, опора на несущие стены здания, наслонные помимо этого могут опираться на столбчатые опоры, либо внутренние стены.

Материал для изготовления стропил

Дерево и металл – вот основной материал, из которого чаще всего изготавливаются стропила.

При возведении кровельных перекрытий жилых домов, хозяйственных построек применяются деревянные стропила, реже металлические. Металлические (железобетонные) стропила в основном используются при строительстве кровель с большими пролетами и нагрузками на кровлю, в основном для перекрытия производственных зданий. Цена данных стропильных конструкций довольно высока, так все ее элементы выполняются из металла, в основном используется швеллер.

Стропила из дерева

В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:

1. Самым популярным и широко использованным видом стропил являются конструкции выполнены из обрезной доски, обычно это доска сечением 150х50 мм или 200х50 мм. Популярности данный вид стропил приобрел благодаря своей дешевизны и простоты изготовления.
2. Стропила для крыши, изготовленные из бревен. В качестве исходного материала используют стволы деревьев диаметром 10-20 см, зачищенные и обработанные.
3. Стропила, сделанные из клееного бруса. Клееные стропила производятся из брусков древесины и досок, склеенных при помощи специальным составом. Такие стропила более удобны в работе, брус имеет в сечение квадрат или прямоугольник. Вследствие чего, он легко укладывается на обрешетку, к тому же упрощается их крепление к мауэрлату, а также процесс наращивания. Данный вид стропил намного прочнее обычных деревянных.

Расчет стропил крыши

До того как начать расчет стропил крыши, необходимо четко осознавать какие типы нагрузок и с какой силой они будут действовать в течение всего года на кровлю нашего дома.

Факторы, которые влияют на кровлю, принято классифицировать в зависимости от интенсивности:

1. Постоянные нагрузки. Данная категория объединяет нагрузки, постоянно воздействующие на конструкцию строения. К ним относятся как вес самой кровли, так и гидроизоляция, тепло и пароизоляция, обрешетка, а также другие конструкционные элементы двускатных или мансардных крыш, создающих постоянное значение веса.
2. Нагрузки переменного типа. Данный тип объединяет все типы климатического воздействия, в том числе осадки, потоки ветра и пр.
3. Нагрузки особого типа. В данной группе учитываются климатические воздействия, обладающие высокой силой. Данную характеристику требуется принимать во внимание в сейсмически активных зонах и в зонах, в которых возможны проявления штормовых ветров или ураганов.

Постоянные нагрузки

Размер стропил для крыши нужно начинать рассчитывать с общего веса «пирога» кровли. Чтобы получить конечное значение требуется вычислять вес квадратного метра каждого из используемых материалов. В большинстве случаев кровля будет состоять из следующих компонентов:

• внутренняя отделка (в случаи устройства мансардной кровли, учитывается материал отделки и элементы креплений);
• стропила (вес стандартного стропила размером 150х50 мм, в дальнейшем этот параметр может корректироваться);
• утеплитель;
• гидро-ветроизоляция (учитывается вес пленок и мембран);
• обрешетка, смонтированная из досок малой толщины (чаще всего 25 мм).
• контобрешетка (зачастую брусок 30х50, 40х50 или 50х50 мм);
• покрытие кровли (вес квадратного метра кровли можно найти на сайте производителя).

При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.

Снеговые нагрузки

Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.

Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:

где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.

Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.

Ветровые нагрузки

Данный тип нагрузок имеет очень высокий уровень критичности, потому что она может влиять на кровлю интенсивными ветрами, вне зависимости от угла крыши. Даже маленький угол наклона делает возможной ситуацию со срывом крыши под воздействием аэродинамических нагрузок. Слишком большой уклон способен привести к тому, что вся крыша будет испытывать на поверхности сильное ветровое давление.

Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:

где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.

После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.

Расстояние между стропил

Шаг стропил — это расстояние между стропильных ног. Среднее значение данного параметра при частном строительство, обычно составляет один метр, однако точная цифра выбирается исходя из полного расчета несущих способностей выбранной системы кровли.

Чтобы самостоятельно вычислить расстояния между стропил, необходимо следовать следующему алгоритму:

• Нужно определиться будет ли утеплено междустропильное пространство. Если да, то шаг стропил будет равен ширине утеплителя за вычетом 2 см. Если нет, то шаг принимается произвольный в пределах 1 метра.
• Исходя из конструктивной схемы стропильной системы, определяем длину стропилы.
• Далее воспользуемся программой «Расчет деревянных балок» и подставим в нее данные: суммарную нагрузку, шаг и размер поперечного сечения (исходное значение 150х50 мм). Смотрим на результаты, если в программе указано, что данного сечения недостаточно, то изменяем высоту балки (ширина незначительно влияет на результат), например до 200х50 мм. Также можно изменять расстояние между стропил, если нет утеплителя или используется рулонный материал.

На первый взгляд расчет стропил крыши кажется сложным и не понятным, но потратив всего несколько часов можно во всем разобраться, тем самым точно подобрать нужный размер стропильных ног.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

Источник

Что такое стропильная нога и как ее крепить?

Стропильная система – многоэлементная конструкция, одной из важных частей которой является стропильная нога. Без стропильных ног крыша прогнулась бы от снега, нагрузки во время прохода людей, обслуживающих крышу, ветра, града, дождя и конструкций, установленных наверху, над кровлей.

Что это такое?

Диагональная стропильная нога – отвесный сборный элемент, количество экземпляров которого подбирается по длине крыши, да и здания, сооружения в целом. Это цельная или сборная наклонная балка, на которой лежат перпендикулярные ей элементы обрешётки. К ним, в свою очередь, крепится гидропароизолирующий слой и кровельные (проф) листы.

В системе, которую представляет собой крыша с чердаком в полном и окончательном сборе, накосные стропильные ноги, наряду с мауэрлатом и внутренними горизонтальными, диагональными и вертикальными стойками, довершают прочную и надёжную на десятки лет вперёд конструкцию. В результате та защищает помещения в доме и чердак от дождя, снега, града и ветра.

Особенности расчёта

Шаг стропильных ног – не более 60 см. Если соорудить большие пролёты между ними, крыша будет «играть» от ветра, града и ливня. От снега кровля с обрешёткой прогнутся. Некоторые мастера располагают стропилины заметно чаще. Вышесказанное не значит, что толстые доски или брусья нужно располагать слишком близко – вес крыши вместе с перекрытием, горизонтальными, вертикальными и диагональными балками может быть завышенным, а стены из пено- или газоблоков могут начать растрескиваться и проседать.

Одна доска для стропильной ноги – наращённой или цельной – достигает массы до 100 кг. 10-20 лишних стропильных ног могут добавить тонну-другую ко всей конструкции, а это приводит к ускоренному растрескиванию стен при ураганах, при проходе бригад рабочих, обслуживающих крышу, при ливнях и снегопадах.

Выбор запаса прочности должен предусматривать, к примеру, до 200 кг снега на квадратный метр профстали, которой выстлана крыша.

Пусть в качестве примера строится небольшой дачный дом из пеноблоков со следующими параметрами.

• Периметр фундамента и стен (наружный) – 4*5 м (занимаемая площадь участка – 20 м2).
• Толщина пеноблоков, из которых возведены стены, как и ленточный фундамент снаружи, равна 40 см.
• В строении отсутствуют перегородки – внутренняя площадь дома похожа на квартиру-студию (одно помещение, зонированное на кухонный, санузловый и жилой блоки).
• В доме один вход и четыре окна – по окну в каждой из стен.
• В качестве мауэрлата – деревянного элемента, опоясывающего сверху стены по периметру, применён брус 20*20 см.
• В качестве горизонтальных балок перекрытия – доска 10*20 см, поставленная горизонтально на ребро. Из этой же доски выполнены вертикальные упоры и диагональные усиливающие проставки («треугольники»), не дающие тем покоситься. Все элементы соединены при помощи шпилек и болтов не менее М-12 (гайки, пресс- и гроверные шайбы прилагаются). Аналогичной доской выложены подконьковые (горизонтальные) проставки – тоже с «треугольниками» (диагоналями).
• Этой же доской – размеры 10*20 см – выложены стропильные ноги.
• Обрешётка выполнена доской в 5*10 см либо брусом, например, сечения 7*7 или 8*8 см.
• Толщина кровельного профлиста – 0,7-1 мм.
• Выполнены стальная обшивка по периметру и уложены водосточные желоба с ливнёвкой.

Вывод – сечение стропильной ноги должно быть в 1,5-2 раза меньше, чем у мауэрлата. Для окончательного расчёта берётся плотность породы дерева, использованного при строительстве потолочно-чердачной и крышной конструкций. Так, по ГОСТ, лиственница имеет удельный вес в 690 кг/м3. Общий тоннаж крыши в сборе считается по кубометрам досок и бруса, посчитанного при проекте и заказанного на ближайшей лесобазе.

В данном случае стропилины поделены по половине ширины строения – 2 м от края более длинных стен до середины коньковой подпорки. Пусть конёк крыши поднят над уровнем верхнего края мауэрлата на высоту 1 м.

Необходимо рассчитать следующее.

• Отнимая от метра высоту балок, получаем 80 см – длину подконьковых упоров. Делаем разметку по ходу дальнейшей работы.
• По теореме Пифагора считаем длину стропил от конька до края фасадной или задней стены – 216 см. С выносом (для исключения попадания осадков на стены) длина стропилины равна, скажем, 240 см (24 составляют припуск), на который крыша выйдет за периметр строения.
• Доска длиной 240 см и сечением в 200 см2 (10*20 см) занимает объём в 0,048 м с учётом небольшого запаса – пусть он равен 0,05 м3. На кубометр уйдёт 20 таких досок.
• Соблюдается зазор между серединами стропил в 0,6 м. Выходит, что для строения длиной в 5 м потребуется 8 стропилин с каждой стороны. Это равно 0,8 м3 древесины.
• Лиственница объёмом 0,8 м3, затраченная чисто на стропилины, весит 552 кг. С учётом крепежа пусть вес стропильной подсистемы – без дополнительных опор – равен 570 кг. Значит, на мауэрлат с любой из сторон давит вес в 285 кг. С учётом небольшого запаса прочности – пусть этот вес равняется 300 кг на мауэрлатную перекладину. Именно столько будут весить стропильные ноги.

Но расчёт запаса прочности стен не ограничивается лишь весом стропильных ног. Сюда входят все дополнительные проставки, крепёж, кровельное железо и гидропароизолятор, а также возможная снего-ветровая нагрузка во время метели, сопровождающейся ураганом.

Способы крепления

Опорные элементы, связывающие воедино мауэрлат со стропилинами, обладают разной степенью подвижности в диапазоне от 0 до 3 единиц. Значение «0» – наиболее жёсткая степень, не дающая элементам перемещаться в любую из сторон даже на миллиметр.

Жесткое

Полностью неподвижное опирание по длине используют в случае передачи распирающего воздействия от стропилин к несущим стенам. Данный способ применяется в домах, построенных исключительно из кирпича, щитовых панелей и блоков. Постепенную усадку кровли полностью исключают, чтобы нагрузка на несущие стены не сместилась. Большинство опытных строителей настоятельно советует устраивать запилы в точках стыка стропилин с балками перекрытия.

Это придаст усиленную прочность и неподвижность каждому узлу на стыке с мауэрлатом. Для придания прочности конструкции дополнительного запаса используют шпильки, болты, пресс-шайбы и пластины, а также анкерный крепёж. В наименее нагруженных местах применяют и длинные саморезы диаметром резьбы в 5-6 мм и с длиной шурупа не менее 6 см.

Габариты запила бруса – не более третьей части его общего сечения. Иначе стропильные ноги попросту сместятся, что не исключает их выскальзывания и падения вниз. Жёсткие стыки без запиливания стропилин предусматривают метод крепления посредством подшивного бруска, применяемого в наслонных стропилинах.

В этом случае последние подпиливаются по трафарету и скашиваются, чтобы крыша приняла нужный угол наклона в местах пристыковки к мауэрлату. С внутренней стороны стропилины ужесточаются посредством подпирающих брусьев и закрепляются посредством уголков по обе стороны от несущей части основы.

Нестыковая точка опоры может выполняться методом жёсткого закрепления стропилин с усилением брусовыми накладками по обе стороны.

• Пара отрезков досок – с длиной каждой от 1 м – закрепляется по обе стороны стропильной ноги.
• На одном конце спил выполняется под углом наклона ската.
• Отрезки повёрнуты спилом к мауэрлату. Они закрепляются по предварительно размеченным точкам – поодиночке.
• К накладкам с одной из сторон прикручиваются стропильные ноги. Мастер усиливает их накладками с противоположной стороны. Вместо уголков можно использовать скобы и кронштейны.

Разумеется, можно сделать и наоборот – вначале установить доски-накладки, а между ними вставить стропилину. Такой способ требует предварительной подгонки – нога может не войти в зазор либо останутся щели, а это недопустимо.

Скользящее

Подвижное соединение используется, когда, в зависимости от температуры, элементы меняют свою длину и толщину (поверочный интервал температурных колебаний). В качестве примера – рельсошпальная решётка: бесстыковая дорога искривляется на жаре и выпрямляется обратно на морозе. Летом кривые рельсы приводят к сходу поездов с путей. Стропилины, мауэрлат, упоры и обрешётка, установленные зимой в мороз, летом могут вздыбиться, выгнуться.

И наоборот – установленное в жару на морозе вытягивается, растрескивается и размочаливается, поэтому стройработы проводят весной и осенью. Для скользящего соединения стропилины опирают на высокопрочную коньковую перекладину. Нижние узлы динамичны – они могут отклоняться в пределах нескольких миллиметров по длине стропилины, зато конёк со всеми его стыками фиксируется жёстко.

Дополнительное усиление выполняют при помощи ригельного стыка. Динамичное соединение стропилин даёт им небольшую степень свободы. Иначе говоря, жёстко запиливается и стыкуется лишь верхний, а не нижний, торец стропилин. Такая возможность даст лучше утеплить крышу мансардного типа, снизить давление на мауэрлатный брус.

Запил верхнего торца используется в основном для деревянных домов – для кирпично-монолитных и композитно-блочных стен, включая постройки из экспериментальных материалов, мауэрлатный брус делается цельным, однородным по всей длине.

Удлинение и усиление

Для сращивания стропилин используют два способа.

С помощью досок накладочного типа (двустороннее укрепление расшивкой)

Отрезки удлиняющих накладок стыкуются и выравниваются относительно стропильных элементов, которые нужно удлинить. В торцах стропильных брусьев или досок предварительно сверлятся отверстия под болты или отрезки шпильки. Одновременно засверливаются и накладки. Длина засверливаемого торца – не менее полуметра от общей протяжённости стропильного элемента (половина длины накладок). Длина накладки – не менее метра.

Отверстия располагаются в ряд или в шахматном порядке, соседние равноудалены друг от друга. Места стяжки накладок и досок (или брусьев) надёжно затягиваются болто-гаечным соединением, с установкой гровер- и пресс-шайб по обе стороны.

С помощью ввинчивания бруса или бревна торцами

В центре торцов сверлятся глубокие продольные отверстия – например, на глубину 30-50 см. Диаметр отверстия должен быть на 1-2 мм меньше диаметра шпильки – для плотного ввинчивания её в брус или бревно. Завинтив половину шпильки (по длине) в одно бревно или брус, на неё навинчивают второе бревно. Способ отличается значительной трудоёмкостью – рекомендуется использовать калиброванное, идеальное круглое бревно, чтобы его удобнее было вращать на ременном блоке, подобно вороту колодца.

Брус навинтить сложнее – требуется идеальное скругление его в местах, где блочный ремень поворачивает его, либо согласованная помощь десятка рабочих, вращающих этот брус. Малейший перекос при навинчивании может привести к появлению продольной трещины, и наращённая таким образом стропилина потеряет свою изначальную прочность.

Как показывает опыт, накладки – предпочтительный, более современный и лёгкий вариант, чем навинчивание на штырь или шпильку М-16… М-24.

В следующем видео вас ждет пошаговый процесс установки стропильных ног.

Источник