Стропила деревянные: Деревянные стропила для крыши – Деревянные стропила для крыши

Стропила деревянные – традиционное решение для качественного монтажа крыш

Малоэтажное строительство очень часто затевается людьми, которые до этого не имели ничего общего с возведением домов. Чтобы здание получилось качественное и долговечное, приходится уделять внимание каждой мелочи. Когда с фундаментом и стенами покончено, наступает черед крыши, которая не может существовать без специальной опорной конструкции – стропильной системы. Здесь важно понять, какие элементы должны быть применены, как выбирать строительный материал – деревянные стропила или металлические, и как грамотно подойти к их установке. Однако чтобы разобраться в этом вопросе, стоит начать с азов.

Стропильная система представляет собой несущую конструкцию, на которую осуществляется монтаж кровли. Задача стропил выдержать и перераспределить вес всех нагрузок, которым подвергается крыша: снежный покров, сильный ветер, дождь и иные природные аномалии.

Каждый элемент стропильной системы имеет собственную функцию, и этот фактор стоит учитывать при создании конструкции:

• Стропильные ноги – должны обладать высоким запасом прочности, чтобы выдерживать нагрузку всей кровли.
• Мауэрлат – это брус, уложенный поверх возведенных стен, который равномерно перераспределяет вес от стропил.
• Стойки – деревянные балки, имеющие вертикальное расположение.
• Стяжки – на них ложится вся нагрузка от растягивающих усилий крыши.
• Обрешетка – основа, на которую в дальнейшем укладывают кровлю. Брусья конструкции монтируют перпендикулярно расположению стропильных ног.

Стропильная система – это та основа, на которой базируется крыша всего дома

Классическим решением для стропильной системы является древесина, однако это не единственный возможный вариант. Можно встретить предложения на изготовление стропил из следующих материалов:

• Древесина, как уже говорилось, наиболее востребованный материал.
• Железобетон. Возможны три конфигурации: стропильные системы, фермы или панели.
• Металл.

Выбор материала осуществляется обычно при помощи трех факторов:

• его стоимость;
• сложность монтажа;
• соответствие конструкции возводимого здания.

Кроме того, немаловажную роль играют и параметры кровли. Не зная их, невозможно принять окончательное решение. Из чего будут сделаны стропила зависит от:

• огнестойкости;
• срока службы;
• требуемого размера пролетов;
• угла наклона;
• теплотехнических показателей.

Конструктивные элементы стропильной системы двускатной крыши

И все-таки лидер в возведении данного элемента здания – деревянные стропильные конструкции, которые, благодаря разнообразию технологии, могут соответствовать практически любым проектным требованиям.

Обычно для изготовления стропил используется древесина хвойных пород. К ней весьма серьезны требования по сортности, наличию дефектов и ряду иных показателей, основной из которых влажность (не более 18%). Кроме того, согласно СНиП кровельные конструкции обязаны выдерживать совокупную нагрузку порядка 200 кг на один квадратный метр. Это значит, что толщина и прочностные показатели бруса должны быть высоки.

Важно!
Оптимальным считается сечение стропил, равное 50×150 мм, при этом величина площади поперечного сечения должна быть не менее 50 кв. см.

Иногда случается, что доски для стропильной системы не соответствуют заявленным требованиям. В таком случае их соединяют вместе, наращивая необходимые величины длины или ширины.

К основным недостаткам древесного материала относятся:

• огнеопасность;
• восприимчивость к вредителям;
• недостаточный выбор брусьев по длине при строительстве больших зданий.

Для производства стропил используется брус сечением 50х150 мм

Первые два фактора нейтрализуются при помощи специальных средств, регулярное нанесение которых и пропитка древесины до начала монтажных работ помогают справиться с природными особенностями дерева. Что касается третьего момента, то здесь возможны два решения: наращивание длины при помощи соединения необходимых элементов или выбор иного материала.

Обычно останавливают на первом варианте, несмотря на трудоемкость данного процесса. Причина в преимуществах деревянных стропил перед другими системами:

1. Экологичность материала;
2. Небольшой вес;
3. Возможность проведения монтажа без участия строительных машин;
4. Невысокая стоимость;
5. Возможность корректировки размера на рабочем участке;
6. Многообразие способов крепления элементов системы между собой и к стенам дома.

Таким образом, получается, что древесина – это не только дань традиции, но и действительно удобное решение при разработке и монтаже стропильной системы.

Дерево – материал наиболее часто используемый для стропил

Деревянные стропильные системы представлены тремя типами:

1. Наслонные;
2. Висячие;
3. Стропильные фермы.

Каждая конструкция имеет свои особенности и рекомендации для проведения монтажа.

Наслонные стропила и их характеристики ↑

Считаются самым недорогим и наиболее распространенным решением при строительстве домов. Их основной конструктивной особенностью является то, что упор системы осуществляется не только на периметр внешних стен, но и на внутреннюю несущую стену или заменяющую ее опору. Такой подход позволяет увеличить ширину стропильной системы.

Важно!
Наслонные стропила испытывают только один вид нагрузки – на изгиб, что повышает их прочностные показатели и срок службы.

Наслонные стропила получили распространение в домах со следующими параметрами:

• Для односкатных крыш – при ширине дома до 7 метров;
• Для двухскатных крыш – ширина здания до 18 метров при увеличении числа стоек от 1 до 3;
• Для четырех- и двухскатных крыш – при угле наклона до 40 градусов.

Наслонные стропила – недорогое и надежное решение для формирования крыши здания

Удобство наслонных стропил заключается в том, что они отлично устанавливаются практически в любом здании. Удобная схема, несложный монтаж и классическое решение крыши – все это служит стабилизатором спроса на стропильные системы такого рода.

Основной особенностью монтажа этой стропильной системы является то, что после укладки мауэрлата на него стоит постелить гидроизоляционный слой. И только следующим этапом станет установка стропильных ног.

Важно!

Наслонные стропила помогают создать более легкую крышу, чем при использовании иных конструкций.

Но не всякая конфигурация строящегося дома позволяет произвести в нем установку наслонных стропил. Иногда стоит воспользоваться альтернативным вариантом.

Особенности висячих стропил ↑

О монтаже висячих стропил стоит задуматься, если конструкция здания не предусматривает наличие внутренних несущих стен. Рекомендуемая ширина пролета в данном случае может колебаться от 6 до 12 метров. В редких случаях возможно еще большее расстояние, но требования к конструкции стропильной системы ужесточатся.

Особенность висячих стропил в том, что они всем весом ложатся на внешние несущие стены

Висячие стропила давят всем весом крыши на наружные стены здания. Для обеспечения более жесткой конструкции в системе стропил используется стяжка, которая и обеспечивает оптимальную жесткость конструкции.

Крепление стропил осуществляется в распор, а чердачное перекрытие, если оно есть, крепится непосредственно к стропильным фермам. Чаще всего подобные конструкции находят применение в домах с одно-, двух- или четырехскатными крышами.

Для информации!
Висячие системы монтируются отдельно, и на крышу устанавливается уже готовая конфигурация стропил

Третье решение для монтажа стропильной деревянной системы – это фермы. К сожалению, они практически не встречаются в малоэтажном строительстве. В тех редких случаях, когда они применимы, можно увидеть сложную решетчатую систему, где распределение нагрузки происходит разными методами.

Если раньше деревянные конструкции стропил собирали по факту на территории строящегося объекта, то теперь в этом нет необходимости. Имея на руках проект дома, очень легко заказать необходимую конфигурацию на предприятиях, занимающихся подобным типом работ.

Стропильные системы для крыш сложной конфигурации должны рассчитываться и монтироваться специалистами

Такое решение позволит получить стропила с точно выполненными размерами и надежным креплением. От строителей потребуется только собрать из заготовок необходимую конструкцию и поднять ее для установки на несущие стены дома.

Если же все-таки есть желание выполнить самостоятельно все работы, то стоит придерживаться строгой последовательности и соблюдения ряда условий. В инструкции по монтажу можно встретить следующие требования:

• Обработка всех деревянных элементов антисептиком и противопожарными составами. В первую очередь это касается мауэрлатов и опор внутренних несущих стен.
• Стропильные ноги одним концом упираются в мауэрлат, лежащий на наружных стенах здания. В качестве крепления используется врубка и гвозди.
• Для наслонных стропил стоит учитывать ширину здания, так как если ее величина менее 6,5 метров, то использовать опору на внутреннюю стену нет необходимости. Если ширина колеблется до 12 метров, то требуется одна промежуточная опора, если более 12 метров – две.
• Монтаж ведется снизу вверх.
• К высоте мауэрлата выдвинуто особое требование – над высотой чердачного перекрытия он должен возвышаться не менее чем на 400 мм.
• Крепеж вертикальных стоек осуществляется при помощи двух альтернативных методов: врубка потайным шпоном в лежни и дополнительное укрепление гвоздями.
• Стойки выверяются по отвесу и оснащаются парой раскреплений. Это помогает сохранить целостность конструкции при сильном ветре или иных плохих погодных условиях.
• Параллельно коньку укладывается прогон, который допустимо изготавливать путем наращивания досок до необходимого сечения.
• Прогон служит опорой верхних концов стропильных ног.

Традиционно стропила монтируют сразу на строительной площадке, однако можно заказать готовую конструкцию на производстве

Важно!
Некоторые проекты допускают упор стропил сразу в стойки, без участия прогона.

• В коньке стропила соединяются накладками.

Если говорить о последовательности работ, то сначала монтируются согласно проекту две крайние пары, а потом уже и остальные элементы.

Важно!
Верхняя часть первых пар должна иметь строго горизонтальное расположение.

После установки стропильных ног, можно начинать работы по установке обрешетки, а затем продолжить и остальные кровельные работы.

Без стропильной конструкции построить уютный деревянный дом невозможно. Также не будет комфорта в новом здании, если монтаж проведен с ошибками и недочетами. Поэтому стоит выбирать: заказать готовую стропильную систему или же пригласить профессиональных мастеров, чтобы они согласно проекту собрали необходимую конфигурацию.

Важен точный расчет стропильной системы под нагрузки кровли

Самостоятельно браться за такие работы лучше не стоит – слишком уж много нюансов надо учесть при работе с деревянным материалом. Чтобы стропила радовали качеством, как и весь дом, стоит ответственно решать вопросы по их монтажу.

Стропила деревянные наслонные, железобетонные, стропильные фермы раскосные

В данной статье будут рассмотрены стропила деревянные наслонные и висячие, их основные плюсы и минусы и монтаж системы деревянных стропил.

Для изготовления несущих элементов скатных кровель обычно используются следующие материалы:

• Древесина, являющаяся наиболее популярным материалом;
• Стропильные железобетонные системы;
• Железобетонные стропильные фермы — раскосные стропильные элементы;
• Крупные панели из железобетона.

Выбор конкретной конструкции зависит от целого ряда параметров кровли:

• Размер пролетов;
• Угол наклона;
• Требования к долговечности кровли;
• Огнестойкость;
• Теплотехнические показатели и т.д.

Для изготовления деревянных систем стропил используется круглая древесина (бревна), брусья и доски. Существует два вида деревянных стропил: наслонные и висячие стропила.

Наслонные стропила

Наслонные стропила

Наслонные деревянные стропила представляют собой распорную конструкцию, применяемую для перекрытия пролетов небольшого размера.

При монтаже несущей средней стены они могут использоваться при перекрытии пролетов, ширина которых не превышает 18 метров. В случае односкатных крыш максимальная ширина перекрываемого пролета составляет 7 метров.

Стропила должны обладать высокими прочностью и устойчивостью, а также выдерживать максимальные ветровые и снеговые нагрузки и вес самой кровли.

При строительстве двускатных кровель нижние концы наслонных стропил опираются на мауэрлат (подстропильный брус), а верхние поддерживаются при помощи системы стоек, прогонов и подкосов, при помощи которых нагрузка передается на стены. Стропила односкатных кровель опираются на уложенный по стенам мауэрлат.

Назначением подстропильных брусьев является распределение на стены нагрузки, создаваемой стропильными ногами. Выполняя укладку на стену подстропильного бруса, под него следует уложить материал гидроизоляции, а после укладки обработать брус антисептиком.

Висячие стропила

Висячие деревянные стропила – это система элементов, состоящая из ряда стропил, соединенных при помощи гвоздей, болтов или врубок. Различают несимметричные и симметричные системы висячих стропил, а также односкатные и двускатные.

Висячие стропила включают в себя две пары ног стропил, соединенных при помощи затяжки, которая воспринимает распор.

В случае, если ширина пролета менее 18 метров, следует повысить жесткость и уменьшить прогиб ног стропил при помощи ригелей. Стропильная система собирается на врубках и крепится при помощи скоб.

При выполнении соединения элементов стропил между собой следует точно подгонять все сопряжения. Для изготовления таких деталей, как ноги стропил, ригели и подкосы используется чаще всего древесина хвойных пород в виде брусьев, досок или бревен.

Полезно: стропильная система домов заводского производство создается из дощатых стропил, оснащенных подкосами и стойками. Сечение стропил составляет 100х50 мм, а сечение обрешетки – 50х50 мм.

Основными преимуществами деревянных стропильных систем являются:

• Низкий вес конструкции;
• Быстрый и простой монтаж системы;
• Невысокая стоимость системы стропил по отношению к другим материалам, соответственно, снижается и стоимость возведения всей крыши.

К основным недостаткам деревянных стропил относятся:

• Небольшая по сравнению с прочими материалами длина ног стропил;
• Более короткий, чем для железобетонных или металлических конструкций, срок эксплуатации;
• Потребность в использовании дополнительных средств для защиты древесины от огня.

Монтаж деревянных стропил

Обрешетка крыши

Прежде чем приступать к монтажу, на участке следует организовать площадку, на которой будут размечаться и обрабатываться элементы стропил.

Мауэрлат чаще всего изготавливается сплошной и представляет собой бревна, отесанные на два каната.

Рассмотрим основные нюансы монтажа деревянной стропильной системы:

• Мауэрлаты наружных стен и лежни несущих внутренних стен перед монтажом необходимо обработать антисептиком и толем для дополнительной защиты;
• Концы ног стропил деревянных домов опираются на наружные стены;
• В случае небольшой ширины пролета, не превышающей 6,5 м, монтаж наслонных стропил можно выполнять, не используя промежуточную опору. При ширине пролетов от 10 до 12 метров следует применять одну, а при ширине до 15 м – две промежуточные опоры;
• Монтаж системы стропил производят снизу вверх, начиная с промежуточных опор с подкладными досками или лежнями.
• Опорные брусья, мауэрлаты и подкладные доски, сечение которых обычно составляет 100х50 мм или больше, крепят к обработанным антисептиком деревянным пробкам. Пробки должны быть уложены в кладку, причем шаг их должен составлять 400-500 мм. Крепление производится при помощи гвоздей К4х100.
• Высота мауэрлата над верхней кромкой перекрытия чердака должна составлять как минимум 40 см.
• После укладки и крепления элементов опор на лежнях устанавливают стойки, используя врубку потайным шипом, после чего их дополнительно прибивают гвоздями к опорным элементам.
• Производят выверку стоек по отвесу и оборудуют два раскрепления. Первое делается при помощи временных дощатых схваток, а второе – путем прибивания диагональных противоветровых постоянных связей при помощи легких переносных подмостков.

Важно: связями называют перекрестное крепление стоек, для которого используются доски сечением 100х50 мм. Данные крепления предотвращают складывание стоек в случае сильного потока ветра с фасадной стороны здания. Для крепления связей к стойкам используют гвозди, расстояние между которыми вдоль волокон составляет как минимум 60 мм, а поперек – как минимум 20 мм.

• Вдоль конька по верхней части стоек производят укладку прогона. В случае отсутствия древесного материала достаточного сечения прогон изготавливают из двух досок, толщина которых составляет 50 мм. Крепление досок выполняют гвоздями, шаг которых равен 200 мм.
• Выполняют выверку укладки прогонов, после чего их раскрепляют при помощи металлических скоб. Если мауэрлат является нижней опорой ног стропил, то прогон делают верхней опорой. Тем не менее, в ряде проектов допускается опирание верхних концов непосредственно на стойки.
• Нижние части стропильных ног соединяют врубкой с мауэрлатом, дополнительно выполняя крепление гвоздями.
• Мауэрлат при помощи скрутки из двух 4-миллиметровых проволок привязывают заложенным в стены во время кладки ершам. В случае рубленых стен крепление привязи осуществляется крупными гвоздями.
• Встречные стропила в коньке соединяются при помощи накладок.
• Наслонные стропила из круглой древесины вяжутся между собой вполдерева либо на открытый одинарный шип, после чего схватываются деревянным нагелем или болтом. В ноге и прогоне для этого выполняются соответствующие врубки.

Схема связей стропил из древесины
1. Стойка:
2. Связь из досок сечением 50х100 мм;
3. Доска подкладная;
4. Толь в два слоя;
5. Крепление гвоздями К4х100.

Сначала производится монтаж, выверка и раскрепление двух крайних пар конструкций стропил. При этом важно, чтобы их верхняя часть располагалась горизонтально.

В соответствии с выверенными конструкциями производят монтаж остальных, после чего можно приступать к выполнению обрешетки.

Важно: в случае больших пролетов обычные дощатые стропила заменяются шпренгельными фермами, либо система плоских стропил заменяется объемными конструкциями, позволяющими существенно снизить расход древесины.

Обрешетка выполняется практически одновременно с монтажом стропил, поскольку начинается сразу после того, как смонтированы первые рядовые стропила.

Это позволяет не утруждаться использованием большого количества временных связей при креплении стропил.

В зависимости от типа кровли существенно изменяется и конструкция обрешетки, которая обеспечивает крепление покрытия кровли и сопротивлениям нагрузок снежного покрова, людей, выполняющих работы на крыше и различного инструмента для данных работ.

Сплошные обрешетки являются наиболее универсальными, но во многих случаях оказывается достаточным обустройство обрешетки с зазорами.

Понятно, что чем больше межстропильное расстояние, тем большее значение принимает сечение обрешеточных брусьев. Крепление обрешетки к стропилам выполняется при помощи гвоздей, длина которых должна как минимум вдвое превышать толщину брусьев.

Важно: в наиболее уязвимых местах кровли, таких как конек, ребра крыши, ендовы и свесы карнизов, следует обязательно монтировать сплошную обрешетку.

Вот и все, что хотелось рассказать о деревянных стропильных системах и их применении и монтаже.

Древесина является наиболее популярным материалом для изготовления стропил, но для наибольшей надежности и эффективности системы стропил следует придерживаться различных описанных в статье правил и требований.

Деревянная крыша — конструкция, устройство деревянной кровли своими руками

Для увеличения жесткости всей конструкции стойки дополнительно связывают досками шириной 0,2м. Для большей стойкости к ветровым нагрузкам наслонную стропильную систему фиксируют проволокой, которая крепится к деревянным элементам с помощью анкеров. Данная стропильная конструкция на сегодня является самой популярной и подходит домам любых форм.

Важно: для установки наслонной стропильной системы потребуется одна несущая стена посередине сооружения. Ширина дома не может быть меньше 7 м.

Если конструкция дома не предполагает наличие поперечной несущей стены, то рекомендуется строительство деревянной крыши из висячих стропил. Главная особенность данных стропил – это отсутствие верхней опоры как у наслонных стропил. Допустимая ширина дома ни менее 8 м. Чаще всего такая система применяется для небольших хозяйственных построек. В нижней части стропила опираются на наружную верхнюю часть стены, в результате чего на нее оказывается значительное давление. Для придания большей жесткости стропила стягиваются. Все части конструкции соединяются болтами, строительными гвоздями или металлическими скобами.

Важно: если чердачное помещение в дальнейшем будет использоваться, как жилое стропильные стяжки рекомендуется располагать как можно выше.

Деревянные фермы сегодня редко используются в частном строительстве. Такие конструкции подойдут зданиям с большими пролетами – до 20 м. Сама система сложная в реализации. Состоит из нескольких узлов, которые образуют балки с сечением до 150 мм.

Выбор кровельного материала

Для покрытия деревянной крыши рекомендуется использовать:

• Гонт. Деревянный кровельный материал, состоящий из небольших пластин, стыкующихся между собой шипами и пазами. Гонт изготовляется из особо прочных пор дерева.

• Лемех – это разновидность шинделя. Его форма сложнее – верхняя часть выполнена в лопатной форме, нижняя – ажурная.

• Тес – представляет собой обрезную доску из хвойных пород дерева.

Важно: важное отличие деревянной кровли от любой другой – это высокая ремонтопригодность. Произвести работы по замене элемента кровли можно быстро и самостоятельно.

Устройство деревянной кровли своими руками

Прежде чем приступить к возведению деревянной крыши необходимо обработать весь брус, доски специальными антисептиками и антипиренами для защиты от грибка, гнили и огня.

Начинается кровельная работа с укладки мауэрлата. Для его монтажа рекомендуется использовать брус шириной 15 см и толщиной от 5 до 10 см. Установка может быть произведена двумя способами:

• Проложить в кирпичную стену дома проволоку катанового типа, затем с помощью ее закрепить мауэрлат на стене дома. Для этого необходимо будет продеть проволоку сквозь ранее сделанные в брусе крепежные отверстия и прочно закрепить.

• Установить в стену вертикально стальные прутья с сечением не менее 1,5 см или монтировать на стену бетонную балку, на которой уже есть вертикальные стальные шпильки. Допустимый шаг между прутьями не более 12 см. На данные шпильки надевается брус, через крепежные отверстия. Полученные отверстия крепятся гайками.

Важно: недопустимо чтобы брус соприкасался с кирпичными или бетонными поверхностями! Чтобы защитить дерево от данных материалов необходимо проложить защитную прокладку из рубероида.

Далее устройство деревянной крыши своими руками продолжается по следующему плану:

• Укладка лежней из бруса. Устанавливаются параллельно боковым стенам дома, сечение бруса 15*15 см. Укладка происходит строго по линиям стен бедующего чердака. Если длина бруса будет недостаточной можно нарастить его с помощью соединения нескольких отрезков шипами.

• Установка стоек на лежни. Сечение бруса 5*15 см. Шаг стоек равен выбранному шагу стропил.

• Установка крайних стропил. Монтируются на мауэрлат с опорой на стойки. Место, где стропила фиксируются с мауэрлатом должно иметь фигурный запил с усилением соединения накладками из металла.

• Установка конькового прогона на полученные верхние углы фронтона.

• Монтаж рядовых стропил с необходимым шагом. Опираются на мауэрлат, коньковый элемент и опорные стойки.

• Зашивка фронтона. Для этого используется доска 5*15 см.

Важно: во время установки стропильных ног нужно всегда помнить, что карнизные свесы будут сформированы концами стропильных ног. Если длины брус не хватит, наращивание необходимо произвести кобылками.

Каркас деревянной крыши фото

После того как стропильная система будет собрана начинается следующей этап сборки крыши:

• Укладка кровельного «пирога».

• Монтаж обрешетки.

• Установка кровельного покрытия.

Кровельный «пирог» может состоять из разных слоев. Все зависит от того будет крыша теплой или нет. Если дом постоянного проживания или чердак в будущем будет использоваться как жилое помещение крышу лучше сделать теплой.

Если крыша будет теплой, то рекомендуется такая последовательность укладки слоев:

• Слой пароизоляции. Материал крепится со стороны чердака строительным степлером. После того как крыша будет окончательно собрана пароизоляция зашивается досками. Пленки укладываются обязательно с нахлестом, швы закрывают скотчем.

• Утеплитель. Чаще всего — это базальтовая вата. Плиты укладывают между стропильными ногами в место распора.

• Гидроизоляция. Укладывается на утеплитель, фиксируется степлером.

Конструкция деревянной кровли: видео

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!

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.

изготовление и ремонт наслонных стропил

Для любой скатной крыши необходима система несущих элементов. В противном случае кровля либо не будет держаться вообще, либо рухнет в самом ближайшем будущем. Тот «корсет», который принимает на себя нагрузку от самого материала покрытия, и воздействующих на него нагрузок, называется стропильные конструкции.  О том, для чего они нужны, и как рассчитываются – далее в статье.

Можно выбрать для своего дома очень качественный и красивый кровельный материал, но без должного каркаса установить его не получится. Этот каркас называют стропильной системой, и возводится он для любого типа скатной крыши.

Даже если кровля имеет всего один скат – покрытие крепится к несущей конструкции, которая, как правило, в этом случае представлена горизонтальными наслонными стропилами, опирающимися непосредственно на стены фасада.

Важная информация! Стропильная система – это совокупность силовых элементов крыши, воспринимающих вес кровельного материала и атмосферных нагрузок на него, и передающая эти усилия несущим конструкциям здания. Состоит из стропил, соединительных и усиливающих элементов, подстропильных конструкций и обрешеток.

Поскольку стропильная конструкция будет воспринимать на себя не только вес кровельного материала, но и ветровые нагрузки, а в зимнее время – массу лежащего снега, эти воздействия сразу закладываются в расчет необходимой мощности несущих элементов.

Вообще, из факторов, определяющих структуру стропильной системы, можно выделить:

• Кровельный материал
• Нормативную снеговую нагрузку для данной местности
• Соблюдение требований по огнестойкости
• Угол наклона кровли
• Длину пролетов
• Соображения долговечности
• Особенности архитектурного решения
• Материал, выбранный для устройства системы
• Наличие чердака

Материал, используемый для несущих конструкций кровли, очень важен. Ведь каждый материал для крыши имеет свои прочностные характеристики, вес, коррозионную стойкость, что не может не отразиться на расчетных параметрах.

Изготовление стропильной системы производят из:

• Дерева
• Металла
• Железобетона
• Сочетания дерева и металла

Простейшая стропильная система

Железобетонные конструкции не нашли особого распространения в жилищном строительстве ввиду большого собственного веса, сложностей монтажа и отсутствия гибкости архитектурных решений.

Как правило, конструкции стропильных систем из железобетона используют при возведении производственных и общественных зданий большой площади, и в качестве покрытия используют железобетонные же плиты.

Металлические системы находят все более широкое применение, особенно для кровель со сложной конфигурацией. Им легче придать практически любую форму, они долговечны и обладают большой прочностью.

К их недостаткам можно отнести:

• Необходимость применения специального оборудования на месте, или изготовления в заводских условиях
• Большой вес
• Относительно высокую стоимость

Наиболее распространенным материалом для изготовления несущих конструкций кровли по-прежнему остается дерево. Оно позволяет выполнить все требования к крыше, и проблемы возникают лишь в случае особо ломаной формы, либо чрезмерного веса материала покрытия.

Поскольку стропила изготавливаются из пиломатериалов уже столетия, свойства этой системы хорошо изучены и предсказуемы, а технология изготовления отработана до мелочей.

В частном домостроении стропильные деревянные конструкции применяются в подавляющем большинстве случаев.

Смешанные металлодеревянные конструкции – также редкость в возведении индивидуального жилья в связи со сложностями в изготовлении и монтаже.

Как правило, из дерева выполняют верхнюю часть таких конструкций, работающую на сжатие, а нижняя часть, подверженная растягивающим усилиям, производится из металла.

Как правило, этот тип систем используют при строительстве больших сооружений со значительной длиной пролета (15-20 м) – бассейнов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Термины, обозначающие различные элементы стропильной системы:

1. Стропильная нога – основной элемент, крыши, воспринимающий нагрузку от кровельного материала, и передающий ее несущим конструкциям здания – стенам или колоннам. Служит для крепления обрешетки, на которую устанавливается покрытие
2. Мауэрлат (подстропильный брус) – деревянная обвязка, проходящая по верху стен здания, на которую опираются стропила
3. Подкос – распорка между верхним и нижним поясами стропильной системы, работающая на сжатие
4. Стойка (опора) – силовой элемент, через который конструкция стропильная передает давление от стропильных ног на внутренние несущие конструкции (стены или колонны)
5. Прогон – брус, прокладываемый по стойкам, на который опираются стропильные ноги, в том числе – и в тех местах, где стоек нет
6. Лежень – брус, проложенный по несущим внутренним стенам или колоннам, воспринимающий нагрузку от стоек, в том числе – на тех участках, где нет капитальной конструкции (в случае с колоннами)
7. Распорка – элемент, работающий на сжатие, и препятствующий схлопыванию и сдвигу внутрь подкосов и стоек
8. Затяжка (ригель) – элемент, воспринимающий нагрузку стропильных ног в горизонтальной плоскости

Сложная стропильная система из металла

В случае висячих стропил в конструкцию добавляются еще два элемента: стяжка 2, которая препятствует «разбеганию» стропильных ног в стороны под весом кровли, и бабка 4, которая похожа на стойку, но работает по другому принципу.

Подкосы 5 под действием веса кровли растягивают бабке, а она, в свою очередь, передает это усилие стяжке, одновременно компенсируя растяжение последней.

Наслонные стропила

Существуют две общепринятых схемы организации стропильной системы скатной кровли. Первая из них – это наслонная стропильная конструкция.

Она применяется при организации кровель для сравнительно небольших зданий, с размерами пролета (расстоянием между несущими конструкциями):

• до 6 м– без установки внутренних опор (стоек)
• до 12 м– с установкой одной стойки на несущие конструкции (причем стойка не обязательно устанавливается точно по центру стропильной системы – она может быть смещена ассиметрично к одной из стен)
• до 15 м– с установкой двух опор

Наслонными этот вид стропил называют, поскольку они накладываются сверху на мауэрлат, а также, если есть коньковый брус (прогон) – продольный элемент, связывающий между собой вершины всех стропильных ферм.

Ферма – единичный элемент системы, состоящий из пары стропил и опорных/связующих элементов между ними. Эта система монтируется в зданиях малой ширины, либо имеющих несущие конструкции внутри.

Характерная особенность наслонных стропил – малый вес конструкции и небольшой расход пиломатериалов.

Также они (особенно при отсутствии стоек) удобны для организации мансардного этажа, так как не имеют элементов, идущих параллельно перекрытию на небольшой высоте.

СОВЕТ! Не стоит использовать наслонные стропила (во всяком случае, в «чистом» виде) для устройства кровель из тяжелых материалов покрытия, в частности – минеральных (черепица, асбестоцементный лист, сланец). Это вызовет необходимость применения бруса и доски большого сечения, а также – установки мощных откосов, стоек, ригелей.

Висячие стропила

Элементы висячих стропил

Второй тип — висячая конструкция стропил. Она названа так, поскольку концы стропил опираются только на внешние несущие стены, без промежуточных опор внутри здания.

Поскольку под действием веса крыши на стропильные ноги возникают распирающие нагрузки на стены здания, стропила снабжают стяжкой, которая компенсирует возникающее усилие.

При необходимости, используются вспомогательные элементы – подкосы, бабки и стойки. С помощью висячих стропил можно создавать пролеты длиной до 20 м и даже более.

Комбинированные варианты

В случаях особо сложной формы кровли, или использования тяжелых материалов покрытия, применяют конструкции стропильные комбинированные – специальные  фермы.

Они могут быть выполнены в виде конструкции одного вида (наслонного или висячего), а могут – включать в себя комбинацию обоих на разных участках фермы.

Также встречаются кровли, где «чистые» висячие и наслонные фермы чередуются: наслонные используются в тех местах, где под кровлю выходит несущая конструкция, а висячие – в тех точках, где ее нет.

Это позволяет равномерно распределить нагрузку и создать скаты необходимой величины и длины, при этом не выходя за пределы выбранной формы кровли.

Важная информация! При организации двускатной кровли в обязательном порядке фермы любой конструкции связываются вдоль крыши прогонами по каждому ряду стропил, либо – диагональными перевязками соседних ферм.

Образцы комбинированных ферм

Возможно изготовление стропильных конструкций по месту, непосредственно при монтаже стропильной системы, сборка на земле, с последующим подъемом на крышу, либо в условиях заводского производства.

Два последних варианта привлекательны достижением геометрической точности всех блоков, зато монтаж по месту позволяет учесть все нюансы данной конкретной кровли.

Существенное значение имеет шаг стропил – расстояние между соседними фермами. Она варьируется в пределах между 0, 8 –2 м, и зависит от типа фермы, сечения стропил и материала кровельного покрытия, определяется расчетным путем.

Помочь в определении шага может следующая таблица:

Определение шага стропил

Дереву нужна защита

Поскольку пиломатериалы имеют сравнительно низкую биологическую стойкость, гигроскопичны и склонны к загниванию и повреждению вредителями, а также легкогорючи, им необходима защита.

При соблюдении несложных правил можно быть уверенным, что ремонт стропильной конструкции не потребуется на весь период ее эксплуатации (по нормативу – 50 лет).

Предохранение крыши от преждевременного старения заключается в следующих мероприятиях:

• обработка антисептиками, гидро- и огнезащитными пропитками
• устройство гидроизолирующих прокладок в местах соприкосновения дерева с металлом или стеновыми материалами
• предупреждение протечек кровли
• поддержание сохранности гидро- и пароизолирующих слоев крыши
• обеспечение надлежащей вентиляции подкровельного пространства

Несущий каркас крыши – важнейший элемент здания. От его надежности зависит в значительной мере и атмосфера внутренних помещений, и срок жизни самого сооружения.

Поэтому, выбраны ли для дома классические деревянные стропильные конструкции, или более экзотический металл – крыша требует тщательного расчета и не менее качественной установки.

Какой должна быть древесина для стропил

Несущая опорная конструкция крыши включает стропильную систему и обрешетку.

Стропильная система – каркас, или так называемый скелет крыши – испытывает различные нагрузки.

Нагрузки бывают:

• постоянные – вес обрешетки и собственно кровли. Это может быть очень серьезное значение, в особенности при использовании тяжелых материалов для покрытия, таких, как натуральная черепица;
• временно действующие – снеговые и ветровые. Рассчитываются в соответствии с географическим расположением, с учетом угла наклона ската крыши.

Материалы для стропильной конструкции:

• железобетон;
• металл;
• дерево.

Металл или дерево

Для монтажа железобетонных конструкций требуется привлечение тяжелой строительной техники.

В возведении частных домов такой материал применять нецелесообразно.

В индивидуальной застройке пальма первенства принадлежит натуральному, прочному и долговечному материалу – дереву.

Деревянные стропильные системы имеют преимущества перед металлическими.

Недостатки металлоконструкций:

• электропроводность;
• весят больше, чем деревянные конкуренты;
• сложнее обрабатываются;
• имеют более высокую стоимость;
• появляется дополнительная проблема – как избавиться от мостиков холода, ведь металл отлично проводит холод. Приходится утеплитель располагать не между стропилами, а под или над ними. Кроме того, существует вероятность намокания теплоизолирующего слоя из-за скапливающегося конденсата.

В то же время, металлические конструкции применяются для создания больших пролетов – цельное стропило может достигать 30 метров, и по этому показателю деревянные балки значительно проигрывают.

Ограничения по длине деревянных элементов:

• цельные стропила из хвойных пород должны быть не длиннее 6,5 м;
• стропила из лиственных пород – не длиннее 4,5 м.

Впрочем, существует возможность применить и более длинные стропильные ноги. Для наращивания длины брусьев используют различные способы: соединение встык, внахлест, методом косого прируба.

Как к металлическим, так и к деревянным стропильным элементам предъявляются серьезные требования, ведь от их прочности зависит надежность всей крыши.

Основные требования:

• каждый элемент опорной конструкции должен быть достаточно жестким;
• немаловажным является также вес;
• исходные материалы для стропил должны быть высокого качества.

Деревянный каркас крыши

Выделим основные критерии, по которым подбирают подходящий материал для стропильной системы.

Условия произрастания

Деревья в средней полосе растут быстро, однако качество их не всегда отвечает требованиям.

Виной всему – благодатные условия для размножения насекомых, ходы которых могут появиться даже на готовых стропилах: к примеру, из-за некачественной обработки антисептиками.

Наилучший пиломатериал дают северные регионы с суровым климатом – плотный, с прекрасными механическими свойствами и без жучков и подобной живности.

Влажность пиломатериалов

Спиленное дерево имеет влажность 50 процентов и даже больше.

Для использования в качестве элементов стропильной системы показатель не должен превышать 18-22 процентов.

Поэтому при покупке леса обязательно нужно обратить внимание на то, насколько хорошо он просушен.

Если хранение лесоматериалов осуществляется правильно, то даже дерево, срубленное, когда сокодвижение еще не окончено, естественным образом просохнет, нужно лишь обеспечить достаточную вентиляцию.

Стропила из влажной древесины, просыхая на крыше, со временем трескаются, выгибаются.

Деформация при сушке чревата нарушением геометрии ската, узлы соединения могут разойтись, сделав неустойчивой всю конструкцию.

Сухое дерево не будет синеть и чернеть, и хотя считается, что синева не влияет на эксплуатационные характеристики, все же подсознательно выбор делается в пользу древесины без таких эстетических изъянов.

В случае использования более влажной древесины соединительные узлы рекомендуется дополнительно закрепить болтами. Во избежание провисания балок под собственным весом под ними устанавливаются опоры.

Комплексная защита

В деревянном скелете крыши могут использоваться дополнительные металлические элементы – в таком случае между металлом и деревом необходима прокладка гидроизоляционного материала.

Как известно, на металле образовывается конденсат, который при контакте со стропилами может привести к загниванию древесины.

Влагонепроницаемый материал следует укладывать также в местах соприкосновения с кирпичом – в первую очередь, под мауэрлат.

Древесина, подверженная биологическим воздействиям, быстро разрушается. Защита ее от грибков, плесени, насекомых-древоточцев с помощью пропитки антисептиками позволит серьезно увеличить срок службы.

Чрезвычайно важна также обработка пиломатериала антипиренами, позволяющими многократно повысить пожарную безопасность.

Современные огнебиозащитные составы могут быть комбинированного типа – способные предотвращать и возгорание, и биологическое разрушение.

Выбираем породу

Древесина должна обладать прочностью и в то же время гибкостью. Важна также легкость обработки.

Хвойные породы:

• сосна. Смолянистость дерева обеспечивает высокую стойкость к загниванию. Сосновый брус пользуется популярностью также благодаря таким качествам, как легкость, прочность, привлекательна для строителей прямизна ствола. У соснового пиломатериала невысокая, в сравнении с благородными породами, цена;
• лиственница – отличные прочностные характеристики ее сравнимы с дубом, также на высоте долговечность выполненных из лиственницы элементов;
• ель – отлично подходит для балок перекрытия, стропил: сухая ель не менее прочна, чем сосна, однако хуже сопротивляется воздействию влаги.

Лиственные породы:

• дуб – подойдет для ответственных участков, к примеру, из него делают мауэрлат. Его сравнительно легко обрабатывать, главный минус – ценовая категория;
• осина – прочная и упругая, но в основной массе имеет гнилую сердцевину, непригодную к обработке, очень сложно выбрать первосортную осину надлежащего качества;
• бук – древесина сложная в обработке, но долговечная и прочная.

Кровельщики рекомендуют использовать во всей конструкции древесину или только хвойных пород, или только лиственных.

Каким должен быть сорт

Различные дефекты понижают прочность и несущую способность стропил.

Совершенный ствол – ровный, без гнили и других поражений, с минимальным количеством сучков и трещин.

Для устройства каркаса крыши лучше всего подходит 1 сорт с влажностью не более 12 процентов, допускается также применение 2-3 сорта.

На один метр стропила не должно приходиться более 3-х небольших сучков.

Клееный брус

Более дорогой, в сравнении с массивом, вариант. Клееный брус рекомендуется приобретать только у проверенного производителя, так как отмечались случаи некачественного материала.

При условии покупки у добросовестного поставщика такой материал имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Его плюсы:

• не подвержен деформации;
• относительно легкий;
• прочный. Для сравнения: прочность склеенных из третьесортной древесины стропил такая же, как у цельного массива первого сорта;
• удобный в сборке – готовые элементы можно собирать как конструктор;
• не провисает со временем, то есть можно устанавливать меньшее количество опор.

Стандартные сечения несущих элементов:

• для мауэрлата выбирается брус 100 на 100, 100 на 150, 150 на 150 мм;
• диагональные стропильные ноги, как правило, имеют сечение 100 на 200 мм;
• прогоны – 100 на 100, 100 на 150, 100 на 200 мм;
• доски для карниза, кобылки, подкосы – 50 на 150 мм.

В идеале балки и стропила должны быть строганными, но это необязательное условие.

Нарезанный лес во много раз сократит расходы – благодаря уменьшению количества отходов.

Чтобы заказать готовые элементы, нужно знать их точные размеры и количество. Однако запас нужен в любом случае.

Возведение стропильной системы лучше доверить специалистам, сведущим в этой области и знакомым со всеми нюансами строительства, или воспользоваться их советами.

К примеру, неопытный монтажник постарается как можно прочнее прикрепить каждый элемент, а от излишнего количества гвоздей доски попросту трескаются.

Для того чтобы верхняя конструкция дома была крепкой и надежной, нужно предоставить строителям качественный материал, соответствующий всем вышеперечисленным требованиям.