Всё, что нужно знать о стропильной системе

Как выбрать: что учесть?

Стропильная система должна быть выбрана максимально правильно и четко.

При поиске подходящего решения нужно обращать внимание на следующие моменты:

• прочность;
• возможность подпереть скаты и кровлю в целом определенного размера и геометрии;
• создание позитивного эстетического образа здания в целом.

Технические параметры имеют приоритетное значение. Даже самые красивые конструкции, соответствующие принципам дизайна, не проявят своих позитивных качеств, если они прослужат слишком мало. Опытные строители всегда анализируют среднегодовые и сезонные температуры, финансовые возможности застройщиков, предельно возможный темп ветра и тяжесть вышележащей кровли

Во внимание также принимают будущее использование подкровельного пространства, необходимый для него масштаб. Недооценивать ветер, снег и дождь нельзя, поскольку эти факторы могут оказать очень сильное воздействие на кровлю, а через нее и на стропила

Избежать ошибок можно, если посмотреть на уже построенные поблизости и длительное время эксплуатируемые дома. Точно воспроизведя конструкцию их кровли и взаимосвязанную с нею стропильную систему, можно наилучшим образом учесть местную специфику. Но не все идут по этому пути, иной раз ставится задача выработать исключительно оригинальный проект. Тогда придется тщательно собирать исходные данные, проводить скрупулезные расчеты. При отсутствии специальных знаний на помощь лучше привлечь квалифицированных исполнителей.

Проанализировав совокупную нагрузку, создаваемую ветром и снегом, можно обнаружить иногда, что те или иные части стропильного комплекса нуждаются в выборочном усилении

При оценке необходимого угла наклона кровли обращают внимание также и на вид используемого покрытия. Тяжелая металлочерепица или профнастил при очень большом уклоне может самопроизвольно сползать вниз, приходится дополнительно их крепить, усложняя себе работу и удорожая монтаж

Кроме того, отдельные материалы имеют склонность задерживать воду или пропитываться ей, бороться с этим можно только делая склон круче. Создание хорошей кровли и стропильной системы, удовлетворяющей столь противоречивым требованиям, не всегда доступно для неспециалистов.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Элементы конструкции мансардной крыши

Стропильная система под мансардную крышу состоит из таких конструктивных элементов:

• мауэрлата;
• стропильных ног или стоек из балок;
• вертикальных стоек;
• прогонов;
• конькового бруса;
• обрешетки;
• дополнительных балок, регелей и прогонов.

Основой всей конструкции кровли является мауэрлат, который состоит из деревянных брусов квадратного сечения, крепящихся к внешним стенам здания. К этим доскам крепятся остальные элементы каркаса мансардной крыши. Главным предназначением мауэрлата является восприятие и равномерное распределение всей нагрузки от общей системы кровли на несущие стены здания.

Стропильные ноги или стойки из балок образовывают каркас кровельной конструкции. Для данных элементов следует подбирать доски, которые способны выдержать нагрузку кровельного пирога совместно с наружным покрытием. Для поддержания стоек из балок или стропильных ног используются прогоны, устанавливаемые под углом. Вертикальные стойки удерживают центральную часть стропильных брусьев, предохраняя их от изгиба. Они также создают поддержку для конькового бруса.

Схема устройства конька мансардной крыши

Для обеспечения жесткости будущей кровельной конструкции на длинных стропильных системах монтируется коньковый брус. Обрешетка представляет собой дополнительную деревянную конструкцию, что крепится к стропильной системе, и является основанием для будущей кровли.

Пример монтажа стропильной системы двускатной крыши

Устройство нарожников

Посредством нарожников формируются вальмы и треугольные части больших скатов. В верхней части элемент упирается на диагональную стропилину, внизу — на мауэрлат или балки перекрытия.

Нарожники устанавливаются двумя способами:

• С помощью врубки. В диагональных стропилинах вырубают гнезда на расстоянии 20 см друг от друга, при этом следует помнить, что врубка нарожников смежных скатов не должна выполняться напротив друг друга.
• Монтаж черепных брусков, которые будут выступать в качестве опор для нарожников. Для этого берут бруски 5*5 см и наколачивают их на нижнюю часть накоса. Этот вариант считается более эффективным, так как врубка может ослабить прочность и устойчивость накоса. Кроме того использование такого способа позволяет располагать нарожники напротив друг друга.

Крепление нарожников в нижней части выполняется по аналогии установки рядовых стропильных ног.

Навигация

Рейтинг лучших сушилок

Стропильная система

Вся стропильная система односкатной крыши предельно проста и понятна: прямые стропила опираются на противоположные стены. Высота стен специально подбирается чтоб организовать угол наклона в диапазоне 30-35 градусов. Этим достигается нормальный самопроизвольный сход снега, что очень желательно. Ведь здесь нет деления крыши на два или несколько скатов и вся конструкция испытывает сравнительно повышенные нагрузки.

А вот устойчивость ветровым нагрузкам наоборот хорошая – сама крыша относительно невысока, и с наветренной стороны легко им противостоит.

Стропильная система односкатной крышиИсточник comfort-da.ru

Способ наклона стропил заранее проектируется или выбирается в зависимости от конструктивных особенностей дома:

Наружные стены возводятся сразу неравнозначной высоты. При кажущейся дороговизне масса преимуществ: заранее предполагаются надёжные стены, не требующие дополнительного утепления, а сама сборка стропильной системы значительно упрощается – все основные промеры сделаны и созданы идеальные условия для устройства крыши. Причём её надёжность уже обусловлена таким основательным подходом.

Каркас небольшого дома с односктной крышейИсточник yandex.uz

Конечно с небольшой натяжкой, но способ актуален и для каркасного строительства. Ведь высота основного каркаса наружных стен так же легко делается по нужным параметрам.

• Если все наружные стены одинаковы, по одной из них устанавливаются вертикальные стойки нужной высоты. При кажущейся ненадёжности конструкция ничем не отличается от каркасного строительства, имеет те же достоинства и недостатки. Причём односкатная крыша по каркасной технологии – разумное решение, которое не требует сравнительно значимых затрат именно на первоначальном этапе. При этом создаёт хороший задел на перспективу.
• Но есть более элегантный способ – где сразу изготавливаются так называемые стропильные фермы. А прочность стропильной системы обусловлена жёсткостью ферм. В допустимых пределах их применение позволяет обходиться без промежуточных опор или минимизировать их количество. Примечательно, что стропильные фермы можно чередовать с обычными стропилами. То есть повысить надёжность крыши, при этом сам конструктив гармонично увязать с дизайном помещения.
• Когда односкатная крыша примыкает к капитальной стене основного здания, стропила возможно закрепить на индивидуальные опоры или общий горизонтальный прогон. Другой край стропил укладывается на стену пристройки.

Примыкание односкатной крыши к стенеИсточник stroimkubik.ru

Важно: хотя уклон для ската выбирается индивидуально, он всё равно «привязан» к типу кровельного материала:

• Мягкие кровельные материалы позволяют занизить его до 5-7 градусов.
• Необходимый минимум для профнастила 8 град.
• Оптимальный уклон для металлочерепицы 30 град.
• Шиферу так же необходим уклон 20-30 град.

Однако, для регионов с большим количеством зимних осадков оптимален угол наклона в 40-45 градусов, что является пределом – подобная односкатная крыша редко где встречается. Примечательно, что в любом случае выдерживается общий уклон ската, гарантирующий сход осадков, а прочность при этом достигается разными способами.

Перкаль или сатин: что лучше

Способы крепления стропила к мауэрлату

Крепление стропил – один из наиболее важных моментов монтажа кровли. От способа крепления зависит уровень сопротивляемости крыши неблагоприятным погодным условиям: ветру, снежным завалам, резким колебаниям температуры.

Дерево сжимается при высоком температурном режиме и расширяется при повышенной влажности.

Поскольку вся система стропил как бы «дышит», для профилактики смещений и разрывов соединения не следует делать жесткими.

Особенно большую опасность при некорректном монтаже предоставляет возможность возникновения действующих на стены дома распорных сил.

Есть два способа соединения мауэрлата и стропил: жесткое и скользящее. Тип сопряжения выбирают в зависимости от формы кровли и конкретного вида стропил: висячих или наслонных.

Жёсткое крепление

Основным правилом жесткого крепления является абсолютное исключение каких бы то ни было взаимодействий (поворотов, сдвигов, кручения, изгибов) между деталями конструкции.

Этого можно достичь двумя способами крепления:

• при помощи уголков с опорным подшивным бруском;
• путем создания на стропильной ноге «седла» (запила) с последующим закреплением получившегося соединения при помощи гвоздей, проволоки, скоб.

При первом варианте стропила опираются на мауэрлат при помощи опорного бруска.

Благодаря использованию подшитого бруска длиной до 1 метра, стропило жестко опирается по линии давления и при помощи уголков из металла фиксируется с боков, чтобы избежать поперечных смещений.

Второй метод практикуется намного чаще: гвозди забивают по направлению один к другому с боков. Таким образом, внутри мауэрлата они скрещиваются. Третий гвоздь забивают вертикально.

Данный способ позволяет получить максимально жёсткий узел крепления стропил к мауэрлату.

При обоих типах сопряжения для страховки производится дополнительное соединение стропил со стеной с применением анкеров и проволоки-катанки.

Скользящее крепление

Данный тип соединения (с двумя степенями свободы) называют также шарнирным. Создается оно посредством применения крепежа для свободного перемещения (в некоторых пределах) одной из деталей сопряжения.

Конкретно в этом случае такой деталью становится стропило по отношению к мауэрлату.

Есть несколько способов данного вида крепления, сохраняющего возможность сдвига.

1. Создается запил, а стропильная нога укладывается запилом на мауэрлат:

• производится крепление при помощи двух гвоздей наискосок (с боков) по направлению один к другому;
• крепление осуществляется с использованием одного гвоздя, который забивается вертикально по направлению сверху вниз в мауэрлат через стропило;
• вместо гвоздей может использоваться пластина из металла с отверстиями для гвоздей;
• стропило и мауэрлат соединяются с помощью скобы.

Стропило выпускается за стену, при этом применяется единичное крепление с помощью крепежных пластин.
Соединение производится с использованием «салазки» – особого металлического крепежа, предназначенного для стропил.

Все перечисленные способы позволяют стропильной ноге упираться в мауэрлат, однако элементы конструкции сохраняют возможность передвижения относительно друг друга при подвижках.

Скользящий тип крепления очень часто применяется при строительстве домов, но особенной популярностью он пользуется при возведении деревянных домов из бруса и бревен, в которых усадка стен приводит к искажению геометрии постройки.

При применении жесткого типа соединений это может стать причиной разрушения стен. Скользящие соединения дают возможность фронтонам, бревенчатым стенам и всей кровле постепенно как бы подстраиваться под происходящую усадку.

Конструкцию собирают на земле: делают все необходимые замеры, в стропильных ногах и мауэрлате выпиливают врезки, основательно подгоняют. После этого элементы крыши по порядку устанавливают на здание.

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.

Расчет конструкции

Расчет кровли начинается с выбора строительного материала для перекрытия

Почему это важно? Дело в том, что разный кровельный материал имеет разный угол наклона, на который производитель допускает его монтаж. Поэтому прежде всего, вам следует определить, каким именно материалом вы будете перекрывать крышу

Соответственно, отталкиваясь от этого, и будет планироваться стропильная система.

Плюс ко всему, важно учитывать и количество осадков, которые выпадают в вашей местности на протяжении одного года. Если в вашем регионе наблюдаются сильные ветра, то угол наклоны крыши должен быть пологим и иметь уклон до 20°

Итак, это одни из основных факторов, которые необходимо учитывать при расчете формы кровли.

Определившись с этими важными характеристиками, вы сможете определить какой расход материала вам необходим для изготовления стропильной системы. Более того, это поможет вам выбрать тот или иной вид стропильной конструкции.

Какую лучше приобрести модель электросушилки в 2020 году

О двускатной крыше в двух словах

Расстояние между стропилами двухскатной крыши и толщина стропила

Шаг стропил двускатной крыши — это пустое место между стропилами. От правильного расчета шага зависит функциональность крыши. Как правило, шаг составляет около метра.

Для более точного расчета расстояния между стропильными досками существует определенная схема расчета:

1. Определяют длину ската.
2. Длину ската делят на расстояние между стропилами.
3. Чтобы определить количество стропильных досок, к полученному значению добавляют единицу и округляют в сторону большего значения. Так определяют, сколько досок надо на скат.
4. Длину ската делят на количество досок, получают расстояние между стропилами.

Такой расчет не всегда окончательный.

Дополнительно следует учесть нагрузку кровельного покрытия (его массу), толщину стропила, а так же размеры стропил для двухскатной крыши.

Толщина стропильной доски во многом зависит от покрывного материала:

• Ондулин. Доски применяют сечением 5х20 см при шаге от 60 до 90 см с настилом обрешетки сечением 4х5 см;
• Металлочерепица. Доски стропильные — 5х15 см, шаг — от 60 см до 95 см;
• Керамическая черепица. Сечение доски — 6х18 см или 5х15 см, расстояние между брусками — от 80 см до 130 см;
• Профнастил. Сечение стропила — 5х15 см, 5х10 см при шаге от 60 см до 90 см;
• Шифер. Сечение бруса такое же, как на профнастил при шаге 60-80 см.

ВАЖНО!
Следует учитывать все показатели и точно рассчитать толщину стропила, чтобы не было чрезмерной нагрузки на фундамент.

Неправильный расчет длины стропил двускатной крыши, а так же неправильный расчет показателей шага могут привести к провисанию кровли.

Установка стропил двухскатной крыши своими руками требует учесть еще вес стропильной доски и всех дополнительных креплений конструкции.

Как рассчитать стропильную систему двухскатной крыши

Какие размеры выбрать

Если древесина выбрана, то перед покупкой следует разобраться с еще несколькими  параметрами. Чтобы сделать стропила правильно, нужно определиться с их сечением и длиной. Оба параметра определяются путем расчетов.

Чтобы определить длину стропил, следует узнать высоту расположения конька и ширину дома. Кроме того, следует определиться и с конструкцией крыши. В двухскатной стропильной системе все стропила будут одинаковой длины. Но если используется четырехскатный или вальмовый вариант, то  элементов с разными размерами будет очень много. Прежде всего, следует составить чертеж. После этого можно легко посчитать, сколько стропил понадобиться и какие у них будут размеры.

Для расчета сечения элементов нужно узнать, какая нагрузка будет оказывать влияние на крышу. Эту информацию можно узнать, сложив следующие значения:

• вес кровельного материала. При этом следует учитывать фактор утепления. Если теплоизоляционный слой использовался, то его вес также следует прибавить;
• масса всего оборудования, которое будет смонтировано на стропильной системе крыши. Это может быть система вентиляции, различные трубы, антенны и телевизионные тарелки;
• также следует прибавить нагрузку от атмосферных осадков. Тут, главным образом, высчитывается вес снегового покрова. Этот параметр будет зависеть от количества выпадающих осадков в зимний период, и угла наклона скатов;
• еще один вид нагрузки – это влияние ветра.

Чтобы посчитать последние два параметра правильно, следует воспользоваться специальными погодными картами. В них указывает и сила ветра, и его преобладающее направление, а также толщина снегового покрова, подробнее читайте здесь и тут.

Узнав, какую нагрузку должны выдерживать стропила, можно высчитать их сечение. В интернете есть множество таблиц. В них указываются несущие возможности стропил, в зависимости от используемого при изготовлении материала, длины и сечения. С их помощью можно легко подобрать искомый параметр. Единственное, что еще нужно учитывать при расчетах – это шаг установки стропил. Чем они ближе расположены друг к другу, тем меньше сечение можно использовать.