Устройство стропильной системы двухскатной крыши: сборка и установка. Стропильные схемы
Схема стропильной системы двухскатной крыши – Ремонт на даче
Крыши домов могут выполняться в самых разных модификациях. Наиболее популярным вариантом остается двускатная крыша, с максимально одинаковыми сторонами. Она состоит из двух скатов и двух фронтонов (щипцов). Ее конструкция зависит от площади, которая должна быть перекрыта, материала несущих стен, наличия и конфигурации внутренних опор. Часто в таких крышах оборудуются мансардные этажи. Однако, не зависимо от модификации двускатной конструкции, необходимо создавать надежную и долговечную стропильную систему, которая позволит обеспечить качественное укрытие от осадков, а также даст возможность создать мансардный этаж или оборудовать чердак. Такое небольшое помещение обычно используется в качестве подсобного склада вещей и материалов. Если решено сделать работу своими руками, стоит учитывать самое важное:
Элементы и узлы двускатной крыши
Прежде чем приступать к началу кровельных работ, нужно составить проект, который будет учитывать не только особенности конструкции, но и тип используемых материалов. Он поможет сократить расход древесины и крепежных материалов на 1/3. По нему также можно рассчитать итоговый вес всей крыши и определить, справится ли фундамент и внешние стены здания с предполагаемой нагрузкой. Если этого не сделать, неизбежны деформации, которые в итоге приведут к обрушению самой кровли и даже дома. Вот почему еще до начала монтажных работ важно знать, из чего будет сделана крыша и какие конструктивные элементы будут применяться.
Вариант двускатной стропильной системы
Основными элементами двускатной крыши являются:• Мауэрлат – деревянный фундамент крыши, который состоит из лиственного деревянного бруса, обработанного антисептиком, а иногда из армированного стальными прутьями бетона. Мауэрлат крепят по внешнему периметру крайних несущих стен. Его задачей является равномерное распределение нагрузки на каменные или кирпичные стены дома и привязка покрытия к нему. Именно на мауэрлат крепят стропила. В некоторых случаях для экономии материала основу крыши делают не по всему периметру, а только в местах пересечения со стропилами, но такая конструкция проигрывает в жесткости. На деревянные срубы мауэрлаты не ставятся.
Крепление стропил к мауэрлату
• Стропила – несущая конструкция кровли, образуемая стропильными ногами, которые для прочности связывают вертикальными бабками. К ним крепится затяжка – горизонтальная связка из бруса, которая служит основанием треугольника, а также ригели – дополнительные затяжки, фиксируемые ближе к пересечению скатов. Затяжки предотвращают разъезжание скатов и устраняют распирающее усилие, негативно действующее на несущие стены. Расстояние между парами стропильных ног должно быть в равным и располагаться они должны в пределах 60-120 см друг от друга. Стропила ставятся непосредственно на венцы деревянного дома, верхнюю обвязку каркасного или мауэрлат каменного дома.
Схема устройства двускатной крыши
• Конек – горизонтальная доска, которая соединяет все стропильные ноги в самой верхней точке крепления двух скатов.• Стойки – вертикальные брусья, которые перераспределяют нагрузку от конька и скатов на затяжки и внутренние стены дома.• Обрешетка – настил из тонких необрезных досок, который крепится перпендикулярно к стропилам. Задача обрешетки – дополнительно скреплять стропильные доски и равномерно распределять вес кровли и осадков. Непосредственно на нее кладется кровельный материал, а если кровля мягкая – на листы влагостойкой фанеры.• Гидро-, паро-, теплоизоляция – обязательные слои, которые препятствуют влаге, ветру и холоду проникать в дом, но при этом не мешают удалению парового конденсата из помещения. Их желательно настилать перед укладкой каждого деревянного элемента конструкции, который будет иметь непосредственный контакт с внешним миром: между внешними стенами и мауэрлатом, мауэрлатом и стропилами, стропилами и обрешеткой, обрешеткой и кровлей.• Крепеж. К нему относятся шурупы, саморезы, дюбеля, гвозди, металлические угольники, полоски и проволока, словом, все, что помогает скрепить и удержать отдельные элементы конструкции и придает ей дополнительную прочность и жесткость.
Выбор вида стропильной конструкции
Основная задача, которая преследуется в любом из типов стропильной системы – это достижение максимальной прочности конструкции, при этом с минимальным количеством деталей и, конечно же, затрат материалов. Выбирая и собирая стропильную систему своими руками, важно помнить о так называемом «треугольнике жесткости». Этот треугольник входит в основу решений в расположении дополнительных балок и стропил. Существует прямо-пропорциональная зависимость надежности конструкции от размеров катетов треугольника. Поэтому кроме принятых типов стропильных систем, есть также ограничение их использования в зависимости от размеров дома и, соответственно, запросов хозяев.В качестве скрепляющих деталей используются резьбовые шпильки, диаметром не менее 10 – 12 мм, гвозди, саморезы, металлические скобы, и накладки из фанеры или широкой доски, если используется лист фанеры – толщина листа должна быть не менее 10 – 15 мм. В случае применения накладок достигается фиксация детали в конструкции относительно остальных балок. Накладка крепится саморезами и гвоздями. Использование комбинаций из саморезов и гвоздей позволяет достигать максимальной прочности креплений.
Угол наклона двускатной крыши
При составлении схемы стропильной системы нужно правильно рассчитать величину угла наклона стропильных ног. Она определяется на основе климатических условий, особенностей древесных материалов будущей крыши и архитектурных условий. Если дом находится в местности, подверженной сильным порывам ветра, угол наклона будет минимальным, но не менее 5 градусов, чтобы уменьшить площадь, на которую будет оказываться ветровое давление. Но если здание расположено в регионе, где выпадает большое количество осадков и долгое время минусовые температуры, предпочтительнее делать угол стыка стропильных ног максимально острым, чтобы снежные массы не скапливались, а скатывались с крыши.
Установка подкосов под углом 45 градусов к стропильным ногам позволяет снизить как ветровые нагрузки, так и давление масс снега, поэтому в регионах с резко-континентальным климатом и на Севере подкосы в конструкции крыши просто необходимы. А в степной зоне, для которой характерны сильные ветра, при создании стропильной системы возводят диагональные доски, один конец которых упирается в пятку одной ноги, а другой – в середину противоположной.
Если по архитектурной задумке скаты будут иметь различную площадь, угол их наклона также будет разным. Поэтому для дополнительной прочности места перелома (стык ног) и боковые прогоны стягивают вертикальными стойками.
Элементы стропильной системы
Свес крыши
В схеме стропильной системы крыши нужно предусмотреть карнизный вылет, или свес. Он необходим дому для того, чтобы снег или вода, стекающие с крыши, не попадали на стык стены и крыши, становясь причиной плесени и проникновения влаги внутрь дома. Минимальная длина свеса – 40 см. Как правило, длины балок хватает только на стропильные ноги, но при этом на свес длины балки уже недостаточно. В таком случае ее наращивают дополнительной доской – кобылкой, которая может быть немного уже стропильного бруса. Она дает ряд преимуществ перед цельной длинной балкой. Во-первых, ее легче разметить, поднять на высоту и монтировать. Да и сами балки – чем короче, тем проще их устанавливать. Во-вторых, доска позволяет сэкономить на покупке длинных брусьев, которые стоят не в пример больше. В-третьих, при ремонте свеса не нужно будет менять всю стропильную ногу – достаточно будет заменить кобылку и участок обрешетки.
Крепление свеса производится при помощи двух гвоздей с противоположных сторон, которые затем загибаются. Между кобылкой и брусом вставляется вкладыш из короткой доски. Такая конструкция является достаточно прочной, ведь нагрузка на этот узел небольшая. Если же длина балки позволяет конструировать стропильную систему без дополнительного удлинения, нужно вырубать стропила относительно и стены дома, и мауэрлата, чтобы они держались не только за счет крепежа, но и за счет зарубов.
Четыре основных типа стропильной системы крыши их особенности, преимущества и недостатки
Выбор типа стропильной системы зависит в первую очередь от расстояния между скатами – так называемого фронтона. Во всех случаях используются висячие стропила, но чем шире его пролет, тем сложнее конструкция:• висячие стропила с ригелем ставятся на стены с пролетом не более 6 м;• с бабкой – до 7,5 м;• с бабкой и подкосами – до 10 м;• со шпалами – более 10 м.
Крепление стропил
Введении в конструкцию дополнительных опор поможет увеличить пролет до 15 м. При такой значительной ширине пролета используются прогоны, укрепленные ригелями и подкосами, что поможет избежать прогиба стропильных ног, а значит, и провала обрешетки. При очень больших пролетах и необходимости уменьшить высоту крыши деревянные конструкции заменяют металлическими, но это значительно увеличивает смету.Первый и самый простой – простые висячие стропила с ригелем. Конструкция представляет собой крепление балок к мауэрлату, который уже уложен по периметру дома и закреплен к стене. В верхней точке соприкосновения используется накладка из фанеры или дерева. Ниже, немного выше середины высоты образуемого чердака, закрепляется дополнительный ригель, который уменьшает длину катетов получаемого треугольника жесткости. По низу, то есть непосредственно на сам мауэрлат, крепится затяжка, которая служит основанием для всего большого треугольника данной стропильной системы. По нижним углам рекомендуется использовать металлические скобы или стяжки. На острых концах треугольника, что у самого основания тоже применяются накладки из фанеры. Крепление ригеля тоже производится с фиксированием углов путем применения скоб или стяжек.
Пирог двускатной крыши
Висячие стропила с балкой и подкосами
Эта стропильная система применяется на больших домах, где между несущими стенами расстояние около 10 метров. В данном случае на мауэрлат крепится нижняя затяжка, которая служит основанием для большого треугольника жесткости стропильной системы. К мауэрлату балка крепится болтами и металлическими уголками. Конструкция данной стропильной системы основывается на принципе разделения треугольников жесткости и вставки дополнительных ребер – подкосов. Разделяющей деталью является балка, которая крепится к верхнему стыку стропил и распирается о затяжку. В результате получается два треугольника, которые в дальнейшем разделяются подкосами, закрепляющимися у места соединения балки и затяжки, а другой конец подкоса крепится к стропилу. Важно, чтобы в местах соединения подкосов со стропилами и балки с затяжкой, соблюдался строго вертикальный угол – 900. В местах соединения, все детали фиксируются накладками и скобами. Толщина балок и стропил выбирается в зависимости от размеров дома и покрывного материала.Хотя система позволяет использование на больших домах, все же она исключает оборудование мансардного этажа.
Висячие стропила с балкой
При использовании этой стропильной системы размеры дома допускаются в пределах 7,5 метров. Конструкция представляет собой упрощенный вариант стропильной системы с балкой и подкосами. Основное отличие данного варианта от предыдущего – это отсутствие подкосов, при этом условие крепления балки к затяжке остается тем же, строгое соблюдение прямого угла у основания. К мауэрлату стропила крепятся таким же образом, как и в предыдущих вариантах. Эта стропильная система более проста и дешева в сооружении, однако предполагает значительно меньшие нагрузки на грани треугольника жесткости, а также не дает возможности оборудовать мансардный этаж в полноценном варианте. Некоторые мастера решают все же не отказываться от обустройства мансарды. В этом случае балка остается как декоративная стойка, ее украшают, или просто шлифуют ручным фуговочным станком, после чего вскрывают лаком.
Висячие стропила со шпалами
Этот вариант подразумевает увеличенное расстояние между несущими стенами, а также позволяет оборудовать полноценный мансардный этаж. Конструкция стропил представляет собой систему из больших продольных стропил, ригеля, который может крепиться на выгодной для мансарды высоте, а также системы прогонов, балок и подкосов. Кроме того, в этом случае затяжка разделяется, а жесткость конструкции достигается путем соединения частей затяжки с балкой через прогоны. Коньковый угол стропильной конструкции скрепляется фанерным листом и металлическими скобами. Подкосы и балка тоже фиксируются металлическими скобами.
Схема двускатной мансардной крыши
Преимущество мансардной крыши перед обычной двускатной в том, что внутри нее появляется достаточно пространства для оборудования жилого помещения. Стоимость строительства мансарды многократно ниже, чем стоимость возведения дополнительного этажа. Поэтому, несмотря на большую сложность по сравнению с самой простой конструкцией на висячих стропилах с ригелем, двускатная мансардная крыша выигрывает в функциональности.
Вариант мансардной крыши
Беспрогонная система стропил такой крыши сооружается по принципу все тех же висячих стропил, которые не имеют вертикальных опор и образуют единое пространство. Стропила опираются друг на друга и на внешние стены дома и образуют конек. Чтобы они не разъехались, в системе предусматривают затяжки, которые одновременно являются балками перекрытия. Дополнительные затяжки (в случае с мансардой — ригели) находятся на уровне чуть выше будущего потолка помещения, которые являются дополнительными ребрами жесткости. Если пролет оказывается больше 6 метров, стропильные фермы дополнительно укрепляют раскосами и стойками, упирающимися в прогоны на перекрытии.
Чтобы уже существующий чердак можно было преобразовать под полноценную жилую комнату, стропила усиливают стойками, а к ним крепят затяжки. После этого подкосы, которые ранее принимали на себя изрядную часть нагрузки, выпиливают.
Если двускатная крыша с мансардой ломаная, ее схема будет немного иная. Чаще всего такую крышу устанавливают на небольших – с прогоном до 6 метров – домах. После установки мауэрлата и балок перекрытия при помощи вертикальных стоек намечается помещение мансарды. Их высота должна быть больше высоты потолка на 10 см. Затем стойки скрепляются продольными прогонами, а сверху – балками, которые в дальнейшем станут ригелями для верхних стропил. Сначала монтируются наслонные, а затем – висячие. При необходимости наслонные стропила можно подпереть подкосами, а верхние затяжки-ригели – подвесить на бабку к коньковому стыку стропил.
Некоторые важные моменты
При выполнении стропильной системы своими руками, важно помнить о необходимости делать запилы, чтобы соединения фиксировались не только соединительными деталями, но и самой структурой дерева. Запил не должен превышать 30% от всей толщины балок и бруса. Также для достижения максимального результата, рекомендуется ответственно подходить к выбору самого леса, из которого планируется вести строительство. Древесина, должна быть максимально ровной, это легко проверить даже новичку, достаточно просто посмотреть вдоль одного из углов бруса или балки, и все изъяны сразу же будут заметны даже неопытному глазу. Для накладок не рекомендуется использовать OSB и тем более ДСП. Лучший вариант – это толстая фанера, не менее 10 – 15 мм. В работе рекомендовано использовать гвозди, саморезы, этот факт сделает крепеж более надежным и фиксированным.
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)
binural.ru
Устройство стропильной системы
Практически любая современная крыша малоэтажного дома построена на стропильной системе каркаса. В теории устройство крыши можно выполнить в виде плоского потолочного перекрытия. Но простое изготовление конструкции такой крыши нивелировано массой недостатков, потребуется основательное увеличение теплоизоляционного слоя и обеспечение принудительного удаления снега и дождевой — талой воды. Даже при строительстве гаражей или хозпостроек к такому устройству крыши прибегают в крайних случаях, предпочитая более сложный стропильный вариант.
Почему стропильные системы так популярны
Стропильная система появилась, как результат естественного отбора среди множества различных вариантов построения каркаса. Современное устройство стропильной системы крыши основывается на нескольких базовых элементах конструкции:
- Стропильный каркас, представляющий собой набор балок одинаковой длины, образующих плоскость ската крыши. Стропила укладываются симметрично «шалашиком», верхним краем на самую высокую горизонтальную часть каркаса — коньковый прогон, и опираются на мауэрлат –толстую доску, пришитую на верхнюю горизонтальную плоскость кирпичной коробки здания;
- База или система креплений, на которые опирается стропильный каркас,состоит из мауэрлата, лежней и балок потолочного перекрытия на верхней части стен здания. Благодаря такому устройству нагрузка от веса кровли и стропил пере распределяется, выравнивается и передается на внутренние и наружные стены дома;
- Кровельная обрешетка совместно с дополнительными силовыми элементами – подкосами, распорами, ригелями служит для придания дополнительной жесткости стропильным балкам.
Для устройства стропильной системы крыши малоэтажного дома традиционно используются сосновые бревна и брусья. Это позволяет обеспечить легкое и одновременно жесткое устройство крыши. Попытки заменить деревянный брус стальным профилем приводят к утяжелению веса и стоимости стропильной системы минимум в два-три раза, а из-за многочисленных мостиков холода потребуется уложить дополнительный слой теплоизоляции.
Одной из наиболее популярных стропильных систем является устройство в виде двух или четырехскатной крыши с парным расположением стропил. В этом случае каркас из симметричных силовых элементов отлично воспринимает нагрузку в вертикальном и поперечном направлении по отношению к коньковому прогону.
Если преимущественное направление ветров на данной местности примерно одинаково, то возникающее из-за потока воздуха продольное усилие на устройство крыши чаще всего компенсируют, складывая фронтоны из кирпича. При сильном и переменчивом ветре более рационально применить четырехскатную вальмовую конструкцию.
Устройство и особенности стропильной системы
Понятно, что использование стропильной технологии направлено на формирование скатов крыши с наиболее рациональным для данной местности углом наклона ската. Чем круче угол наклона, тем быстрее и легче удаляются дождевая вода и снег.
Для оценки нагрузки можно использовать сведения метеорологической службы о мощности и максимальном давлении слоя снега на метре квадратном плоской крыши для различных регионов страны.
Для стропильной системы нагрузка на элементы стропильной системы снижается, исходя из угла наклона ската кровли:
- Для вариантов с углом наклона до 10-20о уменьшение давления массы снега крайне незначительно, в среднем на низкую кровлю приходится усилие в 80-90% от значения для плоской поверхности;
- Для скатов кровли, установленных под наклоном в 25о, нагрузка составит 70% от «плоской» величины, тогда как для угла в 65о давление снега снизится на 70-80%;
- На более крутых скатах давление вообще не берется во внимание, в этом случае расчет прочности стропильной системы делается на основе ветровой нагрузки.
Важно! Даже небольшой одноэтажный дом, с наклоном скатов кровли в 45о, расположенный в средней полосе России, при высоком уровне осадков получает дополнительную нагрузку от снега, достигающую 5 тонн.
Поэтому даже в небольших коттеджах и домах в качестве материала для устройства стропильной системы используют бревно или брус, сечением не менее 100-150 мм.
Виды стропильных систем
Конструкция стропильной системы каркаса крыши чаще всего выполняется по схеме с висячими или наслонными стропилами. Использование конкретной схемы определяется множеством факторов, среди которых определяющее значение играют размеры дома и потолочного перекрытия, наличие внутренних стен или перегородок, характер использования чердачного помещения.
Основные различия между наслонными и висячими стропилами сводятся к следующему:
- Система с наслонными стропильными элементами или ногами всегда используется в случаях, когда есть возможность подпереть коньковую балку крыши вертикальной стойкой с опорой на капитальную стену внутри здания. Чаще всего это большие коробки с расстоянием между наружными стенами более шести метров. В конструкции висячих стропил такой опоры не предусмотрено, кроме того, коньковая балка должна быть поднята над горизонтальным уровнем мауэрлата не менее чем в 1/6 расстояния между стенами;
- У висячих стропил верхние концы стропил жестко скрепляются между собой и коньковым прогоном. Нижние опоры стропильных балок опираются на мауэрлат с частично скользящей посадкой. Такое устройство позволяет частично компенсировать и выровнять дрейф и боковой крен при нагрузке от ветра. Система с наслонными стропилами может иметь узел врезки в коньковую балку в двух вариантах – со свободной посадкой и жесткой фиксацией.
В случае со свободной посадкой конца стропила на коньковый прогон каждая пара балок двухскатной крыши между собой не скрепляется, а врезается по скользящей схеме. В нижней части стропильные ноги крепятся к мауэрлату в виде жестко закрепленного шарнира, с помощью болтового соединения или гвоздей. Под нагрузкой такое устройство работает, как безраспорная стропильная система, благодаря тому, что любое вертикальное или боковое усилие на стропильную систему не приводит к появлению в опорных точках на мауэрлате горизонтальных распирающих сил.
Важно! Важной особенностью такого устройства каркаса является минимальное распирающее действие на стены дома, что необычайно важно для деревянных домов из бруса или бревна. Но практическая сборка такой конструкции требует максимально точного и тщательного соблюдения размеров и точности установки элементов.
Во втором случае наслонные балки на коньковом прогоне крепятся жестко с усиливающими накладками из металла или доски, примерно как в случае с висячими стропилами. Нижний край устанавливается на мауэрлате с вырезом на стропиле опорной поверхности и боковыми направляющими, предотвращающими скручивание доски или бруса.
Узлы стропильной системы
Чтобы обеспечить необходимую прочность устройства стропил, особенно для зданий с пролетами более 8-9 м длиной, требуется использовать бревна и брус значительной толщины, что делает сборку каркаса крыши очень тяжелым и дорогостоящим занятием. Проще и эффективнее установить дополнительные силовые элементы, компенсирующие прогиб или передающие основную часть усилия на менее нагруженные части каркаса.
Например, для компенсации прогиба стропильной ноги используют два основных элемента- подкосы и вертикальные стойки. В зависимости от устройства стропильной системы силовые стойки могут устанавливаться в центральной части и поддерживать коньковый прогон, принимая на себя часть нагрузки от веса каркаса. Элементы могут комбинироваться с подкосами в срединной части стропил, тем самым передавать нагрузку от боковых прогонов на затяжку или лежни — продольные брусы, опирающиеся на потолочное перекрытие или внутренние капитальные стены. Подкосы не врезаются в тело стропил, а крепятся гвоздями, болтами, саморезами через стальные пластины или деревянные накладки.
Вторым по популярности элементом для усиления висячих стропил является ригель или поднятая затяжка. Этот элемент позволяет уменьшить горизонтальное распирающее действие стропильных ног и всей системы, в отличие от предыдущих, работает на растяжение, поэтому устройство крепится к боковой поверхности стропил с помощью хитрого самозатягивающегося узла, называемого полусковороднем.
Для наслонных стропильных балок используется похожий элемент, называемый схватка. Если устройство каркаса, длина и толщина стропильных балок не обеспечивают должной устойчивости треугольника, в этом случае приходится устанавливать дополнительную горизонтальную распорку – схватку. Такой способ усиления системы эффективен для противодействия неравномерным ассиметричным нагрузкам, например, сильному косому ливню или резким порывам ветра.
Для получения длинного потолочного бруса или затяжки, длиной более 8 м, часто приходится сращивать два шестиметровых куска по схеме, приведенной на рисунке.
Одной из проблем, характерной для висячих стропил при большой длине пролета, может быть прогиб в центре затяжки основания потолочного перекрытия. В этом случае прибегают к устройству подвеса или бабки. Несмотря на внешнюю схожесть со стойкой, этот элемент работает на растяжение, поэтому его сечение может быть значительно меньше. При установке бабки необходимо предусмотреть устройство натяжения, позволяющее выбрать зазоры и выровнять прогиб затяжки.
Крепление элементов стропильной системы в узлах и соединениях, как правило, выполняется с помощью гвоздей 150-200 мм, забиваемых под разным углом и расстоянии от края бруса. С обратной стороны гвоздь загибается с заворотом. Такое устройство крепежа позволяет избежать эффекта «самовытягивания» гвоздя из посадки в бревно или брус. Если в стропильной системе применяется брус, наиболее удобным будет выполнить соединение с помощью накладных стальных профилированных пластин, уголков и держателей.
В ряде случаев применение таких устройств позволяет выполнить временную или предварительную сборку стропильных балок на саморезах, точно вымерять размеры и места запилов, и только после этого сделать капитальный крепеж.
Заключение
Устройство стропильной конструкции крыши достаточно эффективно, требует специальных навыков и знаний конструирования кровли. В особо сложных случаях стропильный каркас приходится собирать на земле в виде готовых ферм, выравнивать и подгонять систему в размерах, и только после этого последовательно поднимать на стены и завершать устройство крыши.
bouw.ru
Узлы стропильной системы: перечень, описание
Деревянные стропильные фермы строятся либо из наслонных, либо из висячих стропил, соответственно, их вид называется наслонным или висячим. Выбирая устройство того или иного вида системы кровли, руководствуются следующими критериями:
- климатические характеристики региона,
- нагрузка на крышу атмосферных осадков (дождевые и талые воды, ветер),
- функциональность кровли,
- архитектурная форма выбранного владельцем проекта кровли.
Какой бы вид системы деревянных ферм ни был выбран, профессиональное и прочное устройство узлов системы гарантирует основательность и долговечность всей крыши. Поэтому устройство конструкций и узлов наслонных кровельных систем стоит поручить квалифицированным мастерам: их расчетная схема и качественная установка подвластна только специалистам.
Коньковый способ соединения наслонных стропильных ног друг с другом вверху с помощью ригеля делают вполдерева, когда у соединяемых между собой бревен вырубают паз в полтолщины бревна и пазы бревен идеально входят один в другой.
Основные термины
- Стропила — несущая часть крыши из наслонных стропильных ног, подкосов и вертикальных стоек, опирающихся на мауэрлат.
- Стропильная нога — одна стропилина.
- Мауэрлат — опора для стропил, горизонтальный брус, расположенный на стенах, распределяющий на них равномерную нагрузку крыши с атмосферными осадками.
- Затяжка — горизонтальная балка, соединяющая стропила; освобождая их от действий горизонтальной силы, придает крыше устойчивость.
- Бабка — вертикальная опорная деталь для укрепления стропил, нижней частью опирается на затяжку, верхняя — служит опорой для стропил.
- Распорка — брус, вставленный между бревнами, чтобы препятствовать их соединению.
- Подкос — наклонный брус, поддерживает горизонтальные элементы кровли (балки и перекрытия), опираясь на вертикальные детали (стойки и колонны).
- Конек — верхняя горизонтальная балка, образуемая стыком скатов кровли.
Узлы соединения кровельной системы делятся на три условные группы:
- узел соединения ног и мауэрлата,
- узел соединения ног и элементов деревянной фермы для придания жесткости и прочности конструкций,
- узел стыкования частей стропил для их удлинения.
Способ соединения стропил и мауэрлата бывает жестким и скользящим.
Узел соединения конструкций нельзя делать жестким всегда: от погодных условий древесина может разжиматься и сжиматься, и при жестком соединении конструкций наслонных систем есть опасность деформации несущих стен из-за возникновения на них больших распорных нагрузок.
Жесткие узлы
Чтобы получить жесткий узел соединения, применяют:
- устройство врубки на стропильной ноге: врубка делается глубиной не более 1/3 высоты доски; стропило упирается в мауэрлат и фиксируется гвоздями: двумя, вбитыми под углом друг к другу с боков стропила, и одним гвоздем, вбитым вертикально.
- нашивка подпорного бруса на стропильную ногу: к стропильной ноге подшивается метровый брусок, и им нога упирается в мауэрлат, сбоку, чтобы не сдвинуться в сторону, стропильная нога крепится металлическими уголками.
Узлы опирания наслонных стропил
Скользящие узлы
Система скользящих узлов соединения применяют в конструкциях наслонных стропил. Висячие стропила применяют для возведения кровли зданий из оцилиндрованного бревна, в которых стропила имеют упор на коньковый прогон, несущие стены распорных нагрузок не несут, а поэтому и не требуют скользящего крепления.
После постройки конструкций деревянных наслонных ферм кровля в течение нескольких лет дает усадку, ферма при этом находится в постоянном движении, поэтому жесткие крепления могут деформировать стены. Перед соединением стропил в узлах крепления узел получает некоторую свободу движения следующими способами.
На стропильной ноге производится упирающийся в мауэрлат запил. Далее нога укрепляется гвоздями: два гвоздя наискосок в мауэрлат с обеих сторон стропила и одним — в мауэрлат сверху вертикально (или металлическими пластинами с отверстиями для гвоздей) и скобами.
- Стропило опускается за границы стены и металлическими уголками фиксируется на мауэрлат.
- Применение металлических конструкций крепления под названием «салазки».
- Стропильная нога упирается в мауэрлат всегда, но и стропило, и мауэрлат могут двигаться друг относительно друга, если возникает такая необходимость.
- Для уменьшения риска сноса наслонных крыш штормовым ветром подкосы, бабки и распорки соединяются с висячими стропилами хомутами и скобами, а ноги — проволочным скрутками.
Схема соединения стропильных ног
Узел опирания скользящим способом
При значительных пролетах кровли необходимо удлинение конструкций стропильных ног следующими способами соединения:
- косым прирубом: торцы стропильных досок сращиваются сверху болтом с диаметром 12-14 мм под углом 45%,
- встык: торцы стропильных досок обрезаются под углом 90%, накладками досок стыки в шахматном порядке с обеих сторон прибиваются гвоздями (прикручиваются саморезами),
- внахлест: торцы досок обрезаются под любым углом, и доски укладываются друг на друга внахлест.
Система соединения наслонных стропил с прочими элементами конструкций
Коньковый способ соединения сверху:
- Доски под углом обрезаются таким образом, чтобы устройство их соединения друг с другом было плотным, и прибиваются гвоздями с двух сторон.
- Ноги крепятся прямо к коньку с помощью запила необходимой формы на торце стропил.
- Ноги соединяются между собой внахлест в коньковый верх гвоздями или металлическими саморезами.
- Используя любой вид крепления, следует дополнительно подстраховаться — сделать укрепление всех конструкций соединения металлическими пластинами или досками.
- Висячие стропила при больших нагрузках соединяются друг с другом одинарным или двойным зубом или «в шип» (см. сноску-примечание).
Примечания:
Основные узлы висячих стропил
- Система соединения в шип очень прочная, поэтому часто применяется в работе с деревом. Шип — выступающая часть на конце бревна, входящая в гнездо, шпунт или проушину другого бревна. Размер и форма шипа должна совпадать с формой и размером гнезда или проушины.
- Соединение зубом: в конце одного бревна вырубается ступенька, в конце другого — выемка; ступенька и выемка должны соответствовать друг другу по форме и размеру, тогда соединение бревен будет плотным.
Все узлы соединения ног с прочими элементами крыши для большей надежности требуют дополнительных конструкций закрепления: болтов, шурупов, скоб или саморезов, при этом в досках отверстие делается на 1 мм меньше диаметра самореза, а скобы забиваются с двух сторон соединяемых элементов.
Коньковый способ соединения наслонных стропильных ног друг с другом вверху с помощью ригеля делают вполдерева, когда у соединяемых между собой бревен вырубают паз в полтолщины бревна и пазы бревен идеально входят один в другой. Затем узел укрепляют болтами и дополнительными скобами.
Чтобы кровля была ровной, стропильные ноги должны быть одинаковыми. Для этого предварительно необходимо изготовить шаблон для последующих врезок и запилов остальных стропил. Так поступают профессионалы.
Кажется, все не сложно, если есть голова и руки. Но, как в любом деле, требуется опыт: крыша — серьезная конструкция, ни один любитель не изготовит системы узлов соединения деревянной фермы лучше, чем профессионал.
kryshikrovli.ru
Стропильная система: расчет, монтаж, устройство, виды
Стропильная система полностью определяет форму крыши. Конструкции крыш и стропильные системы теснейшим образом взаимосвязаны, кроме того, от надежности стропильной системы зависит прочность и долговечность кровли.
Материал, изложенный здесь, поможет вам сделать расчет стропильной системы и собрать каркас для крыши своими руками.
Вы узнаете про основные типы стропильных систем, какие элементы стропильной системы можно изготовить самостоятельно, а какие лучше заказать у специалистов.
Разновидности стропильных конструкций
Главная деталь любой стропильной системы — это сами стропила или стропильные ноги.
Их делают из досок, уложенных на ребро, или брусков квадратного сечения. Уложить стропила можно наклонным или висячим способом.
В зависимости от варианта установки этих элементов выделяют следующие виды стропильных систем:
- наслонная (от слова «наслать») — конструкция подходит для зданий со стенками разной высоты;
- висячая — данная конструкция подойдет для дома с небольшими пролетами (до 6-ти метров).
Рассмотрим подробнее схемы наслонной и висячей систем. В наслонной постройке стропильные ноги налегают одним концом во внешнюю стенку, а другим — на более высокую внутридомовую, или на опорную балку, закрепленную на внутренней стенке.
Если внутридомовых стен нет, то для подпорки верхней части ножек на фасадных стенках ставят вертикальные опоры, на которых закрепляют деревянный прогон.
Мауэрлат, лежащий на стенах, надежно закрепляется, чтобы нейтрализовать распор ног.
Висячие стропила выполняют из деревянных или металлических ферм. Эту разновидность систем проще рассчитать. Кроме того, монтаж системы висячего типа проще, чем монтаж наклонной схемы.
Верхние части висячих стропил поддерживают друг друга, а нижние опираются на стенки.
Чтобы стропильные ноги не распирали и не разрушали коробку, нижние части противоположных стропил стягивают затяжкой таким образом, чтобы стропильная ферма образовывала треугольник.
На стены такой узел передает только вертикальную нагрузку от давящей на них сверху кровли и снежного покрова.
На практике устройство кровли может быть не «чистым», а комбинированным. Например, скаты крыши могут быть сформированы не каркасом из стропил, а фронтонами, с уложенными на них слегами — балками, идущими вдоль верха стен.
На слеги могут опираться верхние концы наслонных стропильных ног или ферм, собранных из висячих стропилин.
Если стены коробки сделаны из материалов, легко впитывающих влагу, то, выполняя монтаж стропильной системы, пятки ног укладывают не на них, а на закрепленную поверх них деревянную балку — мауэрлат.
Подстропильные элементы
Статичность стропильной системы обеспечивается подстропильными деталями: несущими балками (мауэрлатом и лежнями), подкосами и косыми привязками.
Назначение мауэрлата — равномерно распределять давление на стенки. Для этого брусья мауэрлата соединяются в одну неподвижную раму, охватывающую весь периметр здания.
Брусья соединяют зубчатой врезкой и закрепляют болтами, углы рамы фиксируют скобами.
Видео:
Таким способом получают жесткий прямоугольник, способный принять на себя распорное влияние стропильных ног и одинаково эффективно справляющийся с давлением на растяжку и изгибание. К стенам мауэрлат крепят анкерами.
Для изготовления мауэрлата используют только дерево, а именно брус сечением не меньше 15 сантиметров. Установка стропильной системы начинается с изготовления и монтажа на стенки мауэрлата.
Его отделяют от стен слоем гидроизоляции. Такое устройство стропильной системы крыши защищает стропильные ноги и кровельные покрытия от сырости, поднимающейся от грунта по стенам коробки.
В деревянных домах крепление стропильной системы ведется не на мауэрлат, а на последний венец, или же стропильные ноги соединяют с балками, врубленными между двумя верхними венцами сруба.
На длинных пролетах увеличивается опасность прогиба или поломки стропильных ног, поэтому их подпирают дополнительными деталями: подкосами или подстропильными ногами.
Эти элементы устанавливают и для поддержки срощенных по длине стропил. Они не только поддерживают стропильную ногу и предохраняют ее от деформации, но и позволяют ей нести на себе большую нагрузку.
Стропильные ноги одинаковой толщины и длины, снабженные подстропильные ножками, можно устанавливать с большим шагом, чем стропилины без таких опор.
Особое внимание нужно обратить на коньковую балку. В стенах, на которые она опирается, не должно находиться размещенных высоко окон.
Если окна есть, то в верхней части стены делают армированную кладку или укладывают железобетонный мостик.
Длинный коньковый прогон всегда лучше выполнить в виде нескольких однопролетных или подставить под него несколько опор.
Из-за таких массивных элементов, как мауэрлат, лежни и прогоны, общая давящая на стены масса достигает значительных цифр.
Поэтому крышу приходится проектировать одновременно со всем домом еще до начала постройки здания. В противном случае будет трудно свести воедино множество значений, включая тип грунта, площадь фундамента, уклон скатов, тип кровельного материала и др.
Расчет нагрузки
На стропильную систему давит снег, порывы ветра и материал кровли. Все эти нагрузки должны быть учтены при выборе сечения стропил и шага их установки.
Выполнить нужные расчеты можно, основываясь на СНиП 11-3-79 «Строительная теплотехника», откуда можно взять данные по толщине утеплителя. На стропильную конструкцию будет действовать свой собственный вес.
Усредненный вес лесоматериалов (кв. м):
- деревянной обрешетки — 12 кг;
- наслонных стропилин и прогонов — 10 кг;
- висячих стропилин под неутепленную кровлю — 15 кг.
Прочность стропильной конструкции рассчитывают, исходя из полных нагрузок, то есть складывая вес снега, кровельного покрытия, утеплителя, обрешетки, ветрового давления и собственный вес стропильных элементов.
Для большей надежности полученное значение умножают на 1,2. Далее следует заняться следующей достаточно сложной математической операцией — рассчитать шаг установки стропил.
Нужно учитывать, что на каждую стропильную ногу давит только тот вес, который будет расположен непосредственно над ней.
Поэтому полученную совокупную нормативную нагрузку умножают на шаг установки ног. Изменяя ширину шага, можно увеличить или уменьшить расчетную нагрузку на отдельную ногу.
Традиционно проектирование шага установки стропил зависит от длины стен. Например, если протяженность стены составляет 7 метров, то на ней можно расположить 8 стропилин с шагом 1 м.
Видео:
Но на семиметровой стене можно поставить и 7 стропилин с шагом 120 см, а при шаге 1,5 метра потребуется всего 6 стропильных ног.
На длинных стенках стропила ставят с шагом 2 или 3 м, но при шаге 3 м придется использовать сплошную обрешетку, поэтому традиционно стропила не монтируют на расстоянии более 2 м.
Если крышу будут утеплять, то удобно устанавливать стропильные ноги на расстояния, соответствующие ширине плит утеплителя. Иначе говоря, шаг монтажа стропил может быть любым.
Главное, чтобы ноги в ряду располагались через равные промежутки. При таком подходе главным критерием при выборе шага стропилин можно считать экономический.
Нужно просчитать разные варианты и найти тот, при котором расход материала будет наименьший.
Монтаж наслонной стропильной системы двускатных крыш
Специалисты рекомендуют устанавливать стропильную систему наклонного типа, действуя по следующему алгоритму:
- промеряют коробку — если диагонали не совпадают, то это означает, что стенки здания имеют неодинаковую высоту или углы здания не прямые (оба дефекта надо устранить цементно-песчаной стяжкой;
- устанавливают мауэрлат;
- размечают места установки лежней и укладывают их на двойной слой гидроизоляции, не забывая выверять уровнем горизонтальность;
- устанавливают леса;
- изготавливают подстропильные стойки нужной высоты;
- монтируют стойки на лежень, проверяя их вертикальность грузиком;
- укладывают на стойки коньковый прогон.
Если все перечисленные этапы выполнены правильно, то есть лежень установлен строго горизонтально, стойки равны по высоте и выровнены в обоих вертикальных плоскостях, то прогон легко уляжется на приготовленное для него место.
Далее:
- устанавливают накладки, скобы, металлические фиксаторы;
- устанавливают первую ногу в нужное положение, затем с помощью врубок задвигают ее на место, сохраняя требуемый наклон;
- используя первую ногу как шаблон, изготавливают остальные;
- если стенки коробки не выровнялись стяжкой, то стропильные ноги придется изготавливать не по трафарету, а по отдельности, так как все они будут иметь разную длину;
- во время установки стропил шнуром постоянно проверяют плоскостность будущих скатов;
- устанавливают фронтонные пары стропил и натягивают от одной пары к другой тонкую веревку;
- закрепляют остальные ноги с запроектированным шагом, используя шнур как разметку по высоте;
- после установки всех стропил для контроля еще раз измеряют расстояние между ними и окончательно закрепляют все узлы пластинами, нагелями, болтами;
- изготавливают и устанавливают кобылки, формируя карнизный свес;
- подшивают карниз.
Но этом монтаж стропильной системы наслонного типа считается законченным. Далее предстоит укладывать слои кровельного пирога: обрешетку, утеплитель, парогидроизоляционные материалы, кровельное покрытие.
Висячие стропильные системы в малоэтажном жилье устанавливают редко, так как они сложнее наслонных из-за того, что висячие стропила приходится монтировать в виде массивных ферм, собранных на земле. Для выполнения этой работы требуется кран или другое подъемное устройство.
Нюансы проектирования и монтажа
В двускатных кровлях скаты должны иметь 4 угла каждый по 90 градусов, в вальмовых — представлять собой равнобедренные геометрические фигуры.
Такое требование объясняется тем, что единичные кровельные материалы чаще всего имеют вид прямоугольника, и при их монтаже на непрямоугольные скаты образуется незакрытый участок обрешетки в виде клина.
Чтобы избежать этого, приходится подрезать каждую единицу кровельного покрытия, укладываемого по краю ската. Это увеличивает расход кровельного материала и портит дизайн здания.
Но самое неприятное, что это во много раз увеличивает возможность протекания.
Скат в виде равнобедренных треугольника или трапеции позволяет разрезать штучные элементы по единому трафарету и пускать в дело обе половинки.
Видео:
Например, лист металлопрофиля, разделенный по диагонали, можно настелить на два противоположных ската.
Если проект будет разработан таким образом, что скаты окажутся разной формы или расположены под разными углами, то штучные элементы придется разрезать в индивидуальном порядке, что снизит скорость работы.
При установке мауэрлата нужно учесть следующий нюанс — его высота должна быть подобрана так, чтобы кобылки, набитые на ногу, смогли пройти над стеной. В этом случае стенки не придется подрубать.
Еще при расчетах стропильной системы определяют высоту мауэрлата в соответствии с высотой конька. В противном случае может возникнуть ситуация, когда придется отодвигать мауэрлат к наружной части стены, чтобы без помех пропустить через него кобылки.
Часто мауэрлат или лежни приходится дополнительно фиксировать на стене проволочными скрутками.
Удобнее заранее заложить их в стенку еще во время ее строительства, иначе скрутки придется закреплять на самозаклинивающиеся анкера, забитые в стенку.
Еще одно правило, касающееся лежня, — если его опирают не на внутреннюю стенку, а на опорные столбики, выложенные из кирпича, то закреплять скрутки нужно не на столбиках, а на самой стенке.
Если используются перекрытия из железобетона, то скрутки можно закрепить на петлях железобетонной плиты.
После закрепления мауэрлата и лежней наступает время для строительства лесов. Многие пренебрегают этой операцией, экономя материалы и время, избегая тратить ресурсы на непроизводительный труд.
Однако строительные леса нужны, причем они должны быть надежными, скрепленные крестообразными перехватами для максимальной устойчивости.
Видео:
Теперь вы знаете, как собирается стропильная система крыши своими руками.
Возможно, после прочтения этой статьи кто-то сможет реально оценить сложность предстоящей задачи и не станет самостоятельно разрабатывать план стропильной системы, а тем более – изготавливать и монтировать узлы стропильной системы на высоте.
Если схема стропильной системы сложна, то мало знать, как сделать стропильную систему — вдобавок к знаниям нужен опыт кровельных работ.
Новичку лучше начинать с совсем простых конструкций, например, сделать плоскую крышу для гаража или двускатную для дачного домика.
kroemsami.ru
Стропильная система. Устройство двухскатной крыши: план, монтаж
Крыша – этот тот элемент конструкции дома, который придает ему неповторимый вид. Вариантов сооружения такого конструкционного элемента – великое множество. Но есть среди них одна, двухскатная, вид которой замечательным образом меняется в зависимости от угла наклона ската.
Чтобы строение было максимально прочным, надежным и долговечным устройство стропильной системы двухскатной крыши должно быть продумано еще на этапе разработки проекта дома. Грамотно выполненная конструкция должна быть способна справиться с постоянными нагрузками, скажем, весом кровли, а также с временными, которые преподносит природа – снеговыми, ветровыми, дождевыми. Самым оптимальным считается план двухскатной крыши, в котором стропильные ноги своими концами упираются в опорный брус, так называемый мауэрлат, и особым образом фиксируются. В этом случае нагрузку удается равномерно распределить по периметру дома.
Конструкция системы стропил ↑
Как уже было отмечено, залогом прочности любой крыши является ее стропильная система. По конструкции они подразделяются на наслонные и висячие.
Висячая ↑
Висячие стропила представляют собой брусья, имеющие только две точки опоры, а именно стены дома. На каждую ногу в этом случае действуют в основном нагрузки двух типов – изгиб и сжатие.
Висячие передают по горизонтали приходящуюся на них нагрузку (вес кровли, снеговую, ветровую) на свои точки опоры, то есть на стены, как разводящее усилие. Для снижения его влияния стропила соединяют деревянной или металлической затяжкой. В стропильное устройство ломаной двухскатной крыши подобные затяжки – балки перекрытия. При величине пролета от 8 м, под каждую ферму дополнительно устанавливают бабки с подкосами.
На заметку
«Фермой» называют 2 стропильные ноги, которые соединены между собой и усилены раскосами.
Наслонная ↑
Наслонные стропила представляют собой брусья, имеющие промежуточную подпорку, которая опирается на дополнительные опоры или внутреннюю стену дома. Основное воздействие этой системы на опоры – изгиб. В несущей конструкции крыши можно использовать только наслонные, если промежуточные опоры находятся друг от друга на расстоянии до 6.5 м.
На заметку
Устройство двухскатной крыши может предполагать наличие обоих типов как наслонных, так и висячих.
Наслонная конструкция легче, чем система висячая или комбинированная.
Схема также может содержать элементы будущей мансарды. Вертикальные стойки, укрепленные подкосами и ригелями, которые устанавливают в этом случае, могут служить в будущем частью мансарды. Опорой для них служат балки перекрытия. Читайте: Монтаж стропильной системы двухскатной крыши.
Установка стропильной системы ↑
Способы монтажа мауэрлата ↑
В домах, которые сложены из бревен или бруса, опорой нижней части стропил служит верхний венец, а в кирпичных или каменных – специальный опорный брус, мауэрлат. Его укладывают на гидроизоляционную прокладку с внутренней стороны стены по чердаку.
Мауэрлат фиксируют к стене:
- посредством армирующего пояса (на бетон шпильками),
- на шпильки, вмурованные в кладку стен,
- с помощью катанки.
Последний способ больше подходит для небольших строений, отличающихся малой парусностью. Шпилька представляет собой металлический прут с резьбой. Ее длину выбирают из расчета, что одной половиной шпилька будет вмурована в стену, а выступающей части должно на 3–4 см хватить, чтобы поверх мауэрлата закрутить гайку.
Коньковый прогон ↑
Конструкция двухскатной крыши своей верхней частью опирается на так называемый коньковый прогон. Он представляет собой бревно или брус, к которому крепят верхние концы стропильных ног. Именно этот прогон будет в дальнейшем служить коньком крыши.
- При длине дома до 6 м допускается готовить коньковый прогон из единого бруса или бревна. Он может при этом опираться в два фронтона без дополнительных опор.
- При длине дома более 6 для монтажа составного конькового прогона используют строительные фермы.
Дополнительные элементы ↑
- Боковые прогоны служат дополнительной опорой для самой системы. Опорой для них служат либо строительные фермы, либо фронтоны дома. Если конструкция тяжелая, прогоны делают в виде «строительного подъема» или коромысла.
- Подкосы помогают разгрузить стропила в центре. Их устанавливают под все «ноги» под углом в 45° и больше. Таким образом можно устраивать двухскатную крышу до 14 м.
- Раскосы (диагональные балки) укрепляют стропила и помогают фронтонам противостоять сильным ветровым нагрузкам. Опора их верхней части – угол фронтона, нижней – центральная балка перекрытия.
Порядок монтажа ↑
Стропила можно устанавливать двумя способами:
- собрать ферму на земле и поднять ее наверх;
- собрать фермы прямо на месте установки.
Выбор способа установки, конечно, за исполнителем, однако, в любом случае при создании однотипных ферм удобнее использовать шаблон, согласно которому стропила будут подрезаться и соединяться.
Сделать подобный шаблон совсем нетрудно.
- Для этого берут две доски, чуть длиннее стропил, подымают наверх и устанавливают наподобие будущего строения.
- Выравнивают их по вертикали так, чтобы верхушка конька при этом была установлена в соответствии с чертежом, доски соединяют одним гвоздем.
- Опуская или подымая концы досок, добиваются требуемого угла наклона и соединяют доски при помощи поперечной планки и таким образом зафиксируют их в нужном положении.
- Чистовой вариант подгоняют под этот шаблон и соединяют.
Технология крепежа к мауэрлату ↑
Крепление – один из важных моментов при монтаже крыши. Стропила крепят к мауэрлату двумя способами.
Жесткое крепление.Главным принципом данной технологии является исключение каких-либо воздействий на соединение – изгибов, поворотов, сдвигов. Такой статичности можно достигнуть выполняя крепления стропил при помощи уголков или опорных брусов. Можно также выполнить запилы на стропилах, использовать скобы, вбивать гвозди. Дополнительно крепят к стене проволокой или анкерами.
Скользящее (шарнирное). Такое крепление, имеющее 2 степени свободы, особо рекомендуется для деревянных домов. Движущейся частью в данной конструкции являются стропила. Его выполняют при помощи специального запила, закрепляя место сцепления двумя гвоздями, забиваемыми под углом, или металлической пластины, снабженной отверстиями для гвоздей и другими.
Фермы сначала монтируют в начале и в конце строения, после чего натягивают между ними шнур. Уровень горизонта должен получиться идеально ровным. Если обнаружится перекос, одну из ферм можно немного приспустить. Все другие стропила устанавливают под этот шнур с заданным в проекте шагом. После чего монтируют дополнительные элементы: подпорные балки, раскосы, рамы и ригеля.
В качестве примера, посмотрите видео: «Двухскатные крыши: монтаж стропильной системы».
На заметку
Затруднений в установке простого каркаса не возникнет, если знать, каким образом устроена двускатная крыша — стропильная система под металлочерепицу, профнастил, ондулин или другое покрытие с учетом технических и технологических особенностей той или иной кровли.
© 2022 stylekrov.ru
stylekrov.ru
Разрабатываем схему стропильной системы односкатной крыши для самостоятельного возведения
Высокая популярность данного варианта возведения кровли обусловлена более простой конструкцией по сравнению с прочими видами. Особенно важен данный фактор для начинающих строителей, а также для тех, кто хочет справиться с такой задачей совершенно самостоятельно без обращения к наемным бригадам. Наиболее часто он используется для перекрытия пристроек на участке (гаражи, амбары или бани), но с таким же успехом может быть возведен и на любом жилом здании без каких-либо потерь в плане конструктивности использования.
Варианты схем стропильной системы и виды стропил
1. Наслонная разновидность.
В данном варианте обычные или составные стропильные ноги опираются на несущие стены строения. Чтобы снизить нагрузку при больших пролетах (более 4,5м) устраивают промежуточные опоры (середину ноги подпирают подстропильной ногой, один ее конец размещается непосредственно под основной ногой, а второй упирается в стойку). Конструкция кровли с наслонной разновидностью стропил применяется чаще всего, в том числе и на односкатных кровлях (на простых пристройках, сараях, дачных домиках и т.д.). Основные моменты и узлы соединения стропил для односкатных крыш приведены на рисунке 1.
2. Висячая разновидность.
В данном варианте основные ноги опираются на собственную затяжку, излишняя нагрузка ослабляется посредством внедрения наклонных опор и стоек. Такая конструкция собирается не сразу на отведенном месте, а на плоскости, после чего поднимается и устанавливается на место. При слишком большом расстоянии между опорными стенами без наличия между ними промежуточных объектов, которые можно было бы использовать в качестве опор, это единственный вариант монтажа кровли, т.е. применимы они в основном на двускатных кровлях в зданиях без внутренних несущих стен. В продаже существует ряд специальных металлических креплений, предназначенных для висячих стропил и облегчающих их сборку. Особенности такой конструкции и основные узлы представлены на рисунке 2.
наслонные стропила односкатной кровли (рис. 1) 
висячие стропила (рис. 2)
3. Скользящая разновидность.
В данном варианте основные ноги упираются одним своим концом на бревно в коньке будущей кровли, а вторым упираются в опорные стены. Стыковка со стенами осуществляется не напрямую, а посредством использования специальных скользящих соединений (рисунок 3). Используется такой способ монтажа преимущественно только в деревянных зданиях для компенсации его усадки. Если соединения не будут подвижными, то при смещении опор вся система может быть разрушена. Однако стоит отметить, что применяются такие соединения довольно редко.
ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:
Стропильная система полувальмовой крыши: преимущества и недостатки.
Преимущества и правила монтажа стропильной системы односкатной крыши со схемами
К преимуществам можно отнести:
- несложный монтаж, относительно других типов кровельных систем,
- более низкие затраты на материалы,
- надежность конструкции,
- необычный дизайн, если применять для жилых зданий, так как в основном такую конструкцию используют в дачных строениях, подсобных помещениях и т.д.
скользящие крепления (рис. 3) 
загородный дом с односкатной крышей (рис. 4) 
рис. 5 
упрощенная схема стропильной системы односкатной крыши (рис. 6)
Для жилых домов недостатком такой кровли будет отсутствие полноценного чердака или мансарды, монтаж дополнительной гидроизоляции для предотвращения возможных протечек при небольшом угле наклона кровли, для невентилируемых вариантов с небольшим углом наклона к отрицательным моментам относят также и необходимость ухода за кровлей в снежный период. Примеры загородных домов, у которых один скат, приведены на рисунках 4-5.
ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:
Сложность исполнения и величие устройства многощипцовой крыши.
Разрабатывается схема стропильной системы односкатной крыши с учетом следующих показателей:
1. Отдаленность и размещение относительно друг от друга тех стен, которые были выбраны в качестве опор, т.е. протяженность пролетов.2. Общая конструкция, назначение и форма здания, которое будет перекрываться.3. Количество выпадаемых в регионе атмосферных осадков и ветровые нагрузки.4. Наличие промежуточных стен, обустройство чердачного перекрытия.5. Общий вес кровли, включающий стропильную систему, обрешетку и кровельное покрытие.
Отличаться схемы стропильной системы односкатной крыши друг от друга будут в зависимости от расчетного проекта, учитывающего все вышеперечисленные факторы. Некоторые варианты схем приведены на рисунке 6-7.
стропильная система в зависимости от длины пролетов (рис .7) 
пример соединения стропила с мауэрлатом (рис. 8)
На итоговой схеме стропильной системы односкатной крыши должно быть отражено следующее:
1. Угол наклона. Первый шаг – расчет угла наклона кровли.
2. Материал стропильной системы. Чаще всего это дерево (доски, жерди или брус). Сечение и диаметр зависит от несущей способности всех элементов каркаса. Чаще всего для ног применяют доску 50х150мм. Стойки, подкосы и затяжки подбирают с сечением, соизмеримым с сечением стропил (не менее 120 мм). Все конструктивные детали должны быть изготовлены только из сухой древесины, которая была дополнительно обработана антисептиками
3. Кровельный материал. Выбор материала для кровли осуществляется также в самом начале, так как от него зависит и расчет угла наклона плоскости. Чем тяжелее вес материала для укрытия, тем больше угол наклона. Кровельное покрытие должно быть надежным, долговечным, устойчивым к воздействию атмосферных осадков. Также от выбора покрытия зависит внешний вид здания и итоговая стоимость кровельных работ.
4. Обрешетка. Частота обрешеточных поперечин определяется весом монтируемого кровельного покрытия (и особенностями его монтажа) с прибавкой предполагаемого веса зимних осадков. Выделяют сплошную и каркасную обрешетку. Первый вариант выполняется в виде деревянного настила из досок. Второй вариант подходит для черепичной и металлической кровли, состоит из брусков (50х50 мм) с шагом не менее 50 см.
5. Соединения и крепления. Долговечность и надежность определяется не только правильными расчетами, но и прочностью всех соединений. Пример крепления стропильных ног к мауэрлату можно видеть на рисунке 8.
пример строительства простой односкатной кровли этапы 1-6 (рис. 9) 
этапы 7-12 ( рис. 10)
Монтаж проходит в следующем порядке:
1. Сначала происходит монтаж сейсмопояса, на который затем укладываются основные балки.2. После монтируются основные стропильные ноги, лежни и стойки, схватки.3. Затем переходят к обустройству обрешетки. Расстояние между элементами диктуется выбранным кровельным материалом.4. Завершительными этапами являются укладка кровельного материала и утепление конструкции.
Перечисленные основные этапы можно видеть на примере строительства гаражной крыши на рисунках 9-10.
Подобная конструкция позволяет существенно сэкономить расходный материал, по сравнению с прочими вариантами может уйти почти в три раза меньше древесины. Из-за отсутствия высокого угла помещение под кровлей получается меньшим по размерам и его намного проще обогреть, а значит, использоваться оно может не только в качестве кладовой. Постройки, возведенные на открытых и продуваемых местностях, лучше перекрывать именно таким образом, дабы избежать сильной нагрузки на плоскости кровли.
papamaster.su
устройство конструкции, узлы, схема, шаг стропил
Крыша должна выдерживать большие нагрузки. Для придания ей крепости устраивается специальная конструкция, которая состоит из стропильных ферм и обрешетки. Ее предназначение — передать нагрузку от веса кровли и снежного покрова на внутренние опоры сооружения. Наслонные стропила используются в зданиях с небольшими пролетами или в сооружениях со средней несущей стеной или промежуточными опорами. Если таковые отсутствуют, то применяется конструкция из висячих стропил.
Правила и тонкости устройства наслонных стропил
Наслонной стропильной конструкцией можно перекрыть пролет, максимальная длина которого составляет от 6 до 6,5 метров. При условии, что внутри здания могут быть такие несущие конструкции, как колоны или стены, то появляется дополнительная возможность устанавливать на них стойки.
Схема наслонных стропил
Поскольку большие пролеты встречаются в частном строительстве довольно редко, то в индивидуальных постройках в основном применяются наслонные стропила.
По технологии стропильная нога опирается на мауэрлат (в случае с деревянной постройкой его функция передается верхнему ряду стены). Это узловое соединение считается особенно важным.
Если стропильные ноги стянуть при помощи ригеля, то величина пролета может быть увеличена до 8 м, при одной опоре – до 12 м, с использованием двух опор – до 16 метров.
Нельзя укладывать деревянные стропила на каменные стены. На них постоянно образовывается конденсат, который будет разрушать дерево. Чтобы оно не гнило, мауэрлат нужно заизолировать. То же нужно делать во всех местах, где дерево примыкает к конструкциям из камня или металла. В качестве изолирующего материала используется рубероид в 2 слоя или похожий материал.
Во время монтажа наслонной кровельной системы особого внимания заслуживает правильное закрепление стропил на подстропильном бруске.
Схема креплений стропил
В первую очередь, нужно надежно закрепить мауэрлат. Он представляет собой брус со сторонами размером 140-160 мм. Делается это с помощью металлических штырей, которые бетонируют в стену не менее чем на 40 см. Таким же образом можно закрепить и болты.
С этой целью могут использоваться проволочные скрутки диаметром не меньше 6 мм. Они закладываются при возведении стен не выше, чем в третьем ряду кладки, считая с верхнего края.
Наслонные стропила могут крепиться к мауэрлату с помощью скоб. К брусу, который кладут поверх внутренних наружных конструкций и называют «лежнем» предъявляют аналогичные требования.
При строительстве домов используются наслонные стропильные системы, изготовленные из дерева. Использование таких элементов из металла или железобетона себя не оправдывает и, вообще, трудно реализуемо.
Для соединения и крепления деревянных стопил, опорных брусьев и других деталей удобно использовать соединения в виде шипов, зубьев и сковородень, которые широко применяются в плотницком деле.
Наслонная система, конструкция которой выдерживает давление кровельного пирога и самой себя, должна быть хорошо рассчитана еще до того, как начнут укладывать стропила.
Когда срубы домов еще хорошо не высохли, и не произошла их полная усадка, монтаж несущих конструкций кровли необходимо производить особенно внимательно.
Помните, что при коэффициенте усадки сруба дома (изготовленного из бревен или брусьев и имеющего высоту 3 метра), который составляет 4-6%, дом может за год усесть на 10-20 см. При этом могут пострадать несущие элементы крыши и вставленные столярные изделия. Вот почему размеры дома принято закладывать в проекте в двух вариантах – первоначальном и после усадки.
Одним из решений проблемы может быть использование висячих стропильных систем. В противном случае придется
- ожидать окончательной усадки дома,
- использовать стропила, которые имеют скользящие опоры,
- укрепить все опорные конструкции, подставив под них в качестве компенсаторов усадки винтовые домкраты.
В первом случае, недостаток состоит в длительном ожидании, в последнем – требует высоких профессиональных навыков и точности во время проведения работ ручным способом. А вот использование скользящих креплений, которые можно считать саморегулирующими, дает дополнительные преимущества.
Например, скользящая конструкция прекрасно компенсирует свойство древесины давать усадку и способность «дышать» и деформироваться (хотя и незначительно) на протяжении всего срока службы.
Эту конструкцию делают следующим образом: на мауэрлат под нужным углом набивают брусок или делают вырубку нужной формы. Затем на него крепят уголок, одна полка которого загибается. Под загиб продевают рабочую рельефную пластину.
Пластина на стропиле закрепляется так, чтобы по направлению к коньку дома оставалось значительное расстояние для свободного скольжения, которое происходит в наружную сторону.
Приобретая соединение для скольжения, необходимо знать, что оно может быть разного рабочего размера (опорные площадки пластин находятся на разном расстоянии). Выбирать его нужно, учитывая планируемую степень усадки здания. При этом обращают внимание, что распределение размера усадки будет происходить на стропила двух скатов.
Упор стропил на подстропильный брус является не единственным подвижным узлом стропильной конструкции. Конек также нуждается в устройстве шарнирного соединения какого-либо типа. Наслонные стропила можно соединять встык, используя металлические пластины. С торца оставляют значительный угол. Он не позволяет стропилам во время схождения упираться друг в друга. Можно использовать и другой вариант, когда стропила соединяются внакладку. В этом случае в обеих ногах делаются отверстия, через которые проходит болт.
Конструкция наслонных стропил
Стропильную систему, в которой крепление верхнего узла осуществляется при помощи шарнира, а нижнего – при помощи шарнира и плавающего соединения (выше описывался вариант ползуна), принято называть безраспорной. В такой системе не происходит передача нагрузок на мауэрлат , а через него – на стены.
В отличие от них, в распорной системе жестко выполняется коньковое соединение, а опора на мауэрлат происходит с помощью шарнира (как вариант, соединение «зубом»). В этом случае,на стены передаются раздвигающие усилия.
Такую систему, которая объединяет наслонные и висячие стропила, можно считать гибридной.
В этом случае происходит перераспределение нагрузки. Вес кровли принимают на себя исключительно стропильные ноги, которые соединены встык и работают на изгиб. Коньковый брус в этом случае перестает быть обязательным элементом стропильной системы, поскольку, практически, бездействует.
При распорной схеме особенно важно учитывать качество выполнения болтовых соединений. Их производят с помощью предварительно просверленных отверстий , диаметр которых должен быть на 1 миллиметр меньше диаметра шпильки или болта. В том случае, если они будут излишне большими, в процессе выбора деталью свободного хода может произойти повреждение мауэрлата.
Работа стропил будет отличаться в зависимости от того, какие из соединений стропил будут работать в жестком режиме, а какие будут шарнирными.
Когда эксплуатация кровли происходит в нормальных условиях, без перегрузок, то вся нагрузка, которую испытывает стропильная система, равномерно распределяется на все ее элементы. Но с приходом зимы и выпадением снега на каждый скат приходится разная нагрузка. В случае плохо закрепленных или неправильно смонтированных стоек может произойти сдвиг кровли в сторону перегруженного ската. Возможность такого смещения наиболее вероятна,когда речь идет о безраспорной схеме. Проблему можно предотвратить, если надежно закрепить коньковый брус, исключая его продольные сдвиги.
В каком порядке производится устройство стропил
Технологический процесс устройства кровли состоит из следующих этапов:
- Приведенная таблица дает возможность рассчитать сечение стропильных ног, отталкиваясь от их длины;
Сечение стропильных ног
- В случае, когда в наличии нет пиломатериалов, которые имели бы требуемую по проекту длину и толщину, их можно получить путем сращивания при помощи саморезов или гвоздей;
- Необходимо изготовить шаблон стропил, а если конструкция состоит из стоек и подкосов, было бы неплохо сделать шаблоны и для них;
Помните, что при устройстве вальмовых крыш, которые в основном имеют 4 ската, важно принять во внимание некоторую особенность. Длина стропил, которые располагаются в месте, где происходит смыкание скатов, должна уменьшаться по мере спуска от конька в сторону мауэрлата. Ее называют диагональной стропильной ногой или накосной ногой. Поскольку вальмовая кровля имеет сложную конструкцию, шаблоны в этом случае изготавливаются для элементов скатов, которые являются основными. Все остальные элементы приходится собирать и подгонять непосредственно на месте.
- Подготовленные и подогнанные материалы поднимаются на кровлю;
- Монтаж начинают со стоек и конькового бруса (прогона)– это делается, когда они предусмотрены проектом. Для большей уверенности было бы неплохо дополнительно прикрепить стойки к несущим конструкциям сооружения. Такие меры предотвратят возможные, но нежелательные сдвиги;
- Учитывая вышеприведенныеправила, в дальнейшем стропила устанавливают к крепежу и закрепляют наиболее подходящим способом к мауэрлату. В местах верхнего соединения их крепят к коньковому брусу или закрепляют друг с другом;
- В случае, когда проектом предусмотрено применение горизонтальных схваток (что в некоторой степени объединяет наслонные и висячие стропила), то на этом этапе происходит их крепление;
- В дальнейшем происходит установка подкосов, шпренгелей и других опорных элементов;
- Затем производят устройство отвесов, на которые влияет конструкция крыши и длина стропильных ног; Всевозможные осадки могут попадать на нижнюю часть ограждающих конструкций дома (стен). Чтобы это не произошло, кровля сооружается так, что в большинстве зданий выходит за пределы наружных стен на расстояние не менее 50 см. Если упор стропил на мауэрлат осуществляется при помощи зуба или шипа, к их нижнему краю, расположенному с боковой стороны, с целью удлинения прибивается специальный элемент – кобылка.
- В случае, когда проектом предусмотрено устройство кобылок, их необходимо обшить по всему периметру дома деревянной сплошной обрешеткой.
Следующий этап, когда наслонные стропила, конструкция которых рассматривалась выше, обшиваются обрешеткой, является последним перед производством кровельного пирога. В него входит устройство пароизоляции, гидроизоляции, а также работы по утеплению и покрытию кровли.
Здравствуйте! Меня зовут Виктор Каплоухой. По образованию я инженер, окончил технический университет. Увлечения: IT, техника и технологии. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!roof-tops.ru
