Кровельные материалы

Сложные стропильные системы. Виды и особенности стропильных конструкций

Стропильная система крыши своими руками

Стропильная система – это несущая конструкция скатной крыши.

Она передаёт нагрузку от кровельного материала, снега и ветра на стены или внутренние опоры строения. От надёжности и долговечности стропил зависит надёжность и долговечность всего здания.

И потому так важно правильно спроектировать и смонтировать эту конструкцию

Стропильная система требует продуманного расчёта: возведение её без проекта чревато деформацией и разрушением крыши.

Расчёт следует доверить профессиональному инженеру-конструктору. Вместе с тем заказчику нужно хотя бы в общих чертах понимать, как устроена эта система.

Её конструкция зависит от целого ряда факторов: формы, размера, уклона крыши; веса кровельного материала; снеговой и ветровой нагрузки, характерной для региона, где ведётся строительство; возможности устройства внутренних опор; величины безопорных пролётов стропил и пр.

Обратите внимание: чем проще форма крыши, тем надёжнее её конструкция.

Одна из главных нагрузок на стропила – вес снегового покрова. Его расчётная величина для средней полосы России – 180 кг/м 2 в горизонтальной проекции крыши. Чем меньше уклон крыши, тем ближе к расчётной величине будет снеговая нагрузка на неё.

С увеличением уклона эта нагрузка уменьшается, а при уклоне свыше 60′ ее не принимают в расчёт.

Материалы для стропильной системы

Для возведения стропильной системы чаще всего используют пиломатериалы из древесины хвойных пород не ниже 2 сорта, без пороков, с влажностью 18-22%.

Чтобы защитить дерево от гниения и возгорания, его обязательно обрабатывают био- и огнезащитными составами (антисептиками и антипиренами). В некоторых случаях стропильную систему выполняют целиком или частично из стальных элементов (двутавра, швеллера, уголка и др.), соединяемых сваркой. Стальные конструкции тяжелее и сложнее в монтаже, но они позволяют создавать безопорные пролёты значительной длины.

Помимо прочего, это даёт возможность полноценно использовать всё пространство под кровлей (жилое помещение не будет ограничено стойками, подпорками, дополнительными стенами и пр.).

Обычно поверх металлического каркаса делают деревянную стропильную систему, в которой предусматривают теплоизоляционный слой: металл должен обязательно находиться в тёплой зоне.

Специалисты отмечают, что в этом случае утепление деревянных стропил должно быть выполнено очень качественно, иначе вероятно промерзание металлической конструкции, появления на ней конденсата, способного вызвать коррозию. Кроме того, протяжённые безопорные пролёты можно создать из клеёного бруса, LVL-бруса и других современных пиломатериалов, главным минусом которых является высокая цена. И всё же в большинстве случаев стропильную систему делают из обычной древесины.

Элементы стропильной системы

Основной элемент несущей конструкции крыши – стропильные ноги (стропила), устанавливаемые вдоль ската.

К стропилам крепят обрешётку (в случае мансардной крыши – сначала контробрешётку и только потом обрешётку), а к ней – кровлю. Одним концом стропильная нога опирается на – деревянный брус (или бревно в срубовых сооружениях), который укладывают поверх ограждающей стены здания.

Другим концом стропило опирается либо на коньковый прогон (брус), либо на конец стропильной ноги с противоположного ската.

Монтаж стропильной системы обеих видов

Стропильная система бывает двух типов – висячая и наслонная. Первая предполагает, что стропила опираются только на две наружные стены, без промежуточных опор. Такая конструкция создаёт серьёзное распирающее давление на стены.

Чтобы уменьшить его, обычно предусматривают горизонтальные затяжки (ригели) – деревянные балки, соединяющие стропила с соседних скатов.

Две стропильные ноги и затяжка формируют треугольник – фигуру, которая обеспечивает максимальную жёсткость конструкции. Высоту расположения затяжек определяют расчётом. На мансардной крыше чаще всего их ставят на уровне потолка жилого помещения (их можно тем или иным способом обыграть в интерьере).

Висячие стропила сложны в монтаже, поэтому конструкторы стараются по возможности использовать более простые в исполнении наслонные стропила.

Их устанавливают в зданиях, где есть одна или несколько внутренних несущих стен либо промежуточные опоры того или иного типа. Тогда нижними концами стропильные ноги опираются на наружные стены, а в средней части – на внутренние стены или промежуточные опоры, тем самым оказывая значительно меньшее распирающее давление на ограждающие стены.

Нагрузка от средней части стропил передаётся на основание за счёт вертикальных стоек и наклонных балок (подкосов), установленных поверх мощной горизонтальной балки, называемой лежнем.

Для усиления наслонной системы могут также применяться горизонтальные затяжки. Отметим, что деревянные элементы стропильной конструкции соединяют, как правило, при помощи болтов (шпилек) в сочетании с гайками и широкими шайбами, гвоздей, саморезов в сочетании со стальными фасонными деталями – пластинами, уголками и пр. По мнению ряда специалистов, саморезы – не лучшее решение: под нагрузкой их шляпки могут срываться.

Мнение:
«Желательно, чтобы крыша, под которой будет располагаться мансардное помещение, обладала достаточно простой формой. Дело в том, что в стропильной конструкции для крыши сложной геометрии приходится предусматривать либо очень мощные, дорогостоящие и трудновыполнимые несущие элементы, либо большое количество стоек и других опор для поддержания стропил, что вступает в противоречие с необходимостью создать под кровлей просторное жилое помещение. Если же обязательно требуется крыша сложной формы, имеет смысл выполнить перекрытие мансардного этажа из железобетонных плит или монолитного железобетона. В этом случае можно на любое место перекрытия установить так называемый «лежень» -брус, на который будут опираться стойки, поддерживающие те или иные элементы крыши, например диагональные хребтовые или ендовные стропильные ноги. Когда в здании предусмотрены перекрытия по деревянным балкам, установить «лежень» в нужном месте зачастую оказывается невозможным».

Чаще всего стропильную ногу длиной до 4 м делают из доски сечением 50 х 200 мм. Доска такой высоты выбрана в том числе с учётом необходимости теплоизолировать мансардную крышу.

Дело в том, что плиты или маты утеплителя устанавливают в пространство между стропил, притом для средней полосы России требуется теплоизоляционный слой толщиной как раз 200 мм. Стропильную ногу длиной более 4 м, как правило, делают из доски сечением 100 х 200 мм.

В ендовах и хребтах, где происходит схождение двух скатов, необходимо устанавливать диагональную (накосную) стропильную ногу (к которой будут под углом примыкать основные стропила). Поскольку на эту ногу приходится повышенная нагрузка, обычно для неё берут доску увеличенного сечения – например, 150 * 250 мм, предусматривая под ней тот или иной подпорный элемент.

Также при устройстве ендовы или хребта может быть использована металлическая балка (без подпорок). Важный момент; чтобы повысить несущую способность деревянного стропила, можно увеличивать как его толщину (в частности, объединяя две доски в одну балку), так и его высоту. Предпочтительнее второй вариант, поскольку увеличение высоты даёт стропилу больший прирост несущей способности.

Иными словами, стропило сечением 100х 150мм будет иметь меньшую несущую способность, чем стропило сечением 50 х 250 мм. Максимальная длина досок, представленных на рынке, -6 м. Отметим, что конструкция с применением рядовых стропил длиной до б м зачастую не требует усиления затяжками или стойками. Когда необходимо более длинное стропило, обычно приходится сращивать две доски.

Тут существует несколько стандартных решений.

Например, метод «косого прируба»: концы стыкуемых досок подрезают под определённым углом, затем накладывают один на другой и жёстко скрепляют болтом (диаметром, как правило, 12 мм) или прижимают дощатыми накладками по бокам от стропила, которые фиксируют гвоздями и 2-4 болтами (каждый болт стягивает три элемента: две доски и находящуюся между ними ногу).

Шаг стропил в большинстве случаев – 580-590 мм, что также обусловлено удобством укладки теплоизоляции: стандартная ширина плит утеплителя – 600 мм; когда плиту устанавливают враспор между стропил, имеющих такой шаг, она удерживается в конструкции крыши без зазоров.

Мнение специалиста
«Основные соединительные узлы стропильной системы, требующие усиления. – это места сращивания стропильных ног по длине и стыковки рядовых стропил с диагональными хребтовыми и ендовными балками. В этих узлах желательно выполнять крепёж с использованием гвоздей и болтов (шпилек) с гайками и широкими шайбами, которые жёстко стягивают деревянные элементы друг с другом. Применять здесь саморезы в сочетании с металлическими пластинами не стоит: шляпки саморезов могут срезаться под нагрузкой. Для повышения несущей способности конструкции крыши нередко используют составные стропильные ноги, сделанные за счёт объединения двух досок в одну балку. Однако зачастую доски неплотно прилегают друг к другу – из-за своей кривизны или из-за осадки деревянной конструкции. Неплотности приводят к промерзанию крыши. Поэтому мы рекомендуем прокладывать в стыки досок уплотнительный материал, например синтепон, который будет препятствовать промерзанию в случае появления зазоров».

Варианты крыш с наслонными и висячими стропилами

Как уже говорилось, нижний конец стропильной ноги опирают на мауэрлат – брус, установленный поверх наружной стены.

Его сечение – расчётная величина, но в большинстве случаев оно составляет 100 х 150 или 150 х 150 мм. Основание под мауэрлатом должно обладать достаточной несущей способностью, Поэтому, если стены здания возведены из материалов с невысокой прочностью (пено- или газобетонных блоков, поризованных кирпичей и др.), приходится их усиливать с помощью железобетонного пояса (армопояса ).

Чаще всего мауэрлат закрепляют на наружной стене анкерными болтами (шпильками) диаметром 12-16 мм. Шпильки закладывают с расчётным шагом (обычно 60-100 см) в армопояс на этапе заливки бетона.

В мауэрлате просверливают отверстия и нанизывают его на шпильки, притягивая к основанию гайками с широкими шайбами. Отметим, что в бревенчатом здании в качестве мауэрлата выступают брёвна верхнего венца. Чтобы влага из бетона не проникала в древесину (вызывая её гниение), между поясом и мауэрлатом обязательно предусматривают слой рулонной отсечной гидроизоляции (чаще всего битумной или полимерно-битумной).

Существуют разные технологии опирания стропил на мауэрлат. Так, нередко в стропильной ноге вырезают так называемую «пятку» – угол (не более 1/3 от высоты ноги), за счёт которого стропило насаживается на мауэрлат. Другой вариант предполагает установку стропильной ноги в паз, проделанный в самом мауэрлате. Кроме того, можно обрезать ногу полностью (или почти полностью – оставляя небольшую «пятку» со стороны помещения) и опирать её торцом на мауэрлат. В каменных домах (из кирпича, газобетона и т. п.)для крепления стропил к мауэрлату используют металлические уголки, закрепляемые гвоздями или саморезами. Специалисты рекомендуют фиксировать уголок к стропильной ноге ершёными гвоздями, а к мауэрлату – болтами с шестигранной шляпкой, имеющими резьбу по дереву.

В бревенчатых и брусовых домах для компенсации осадки здания предусматривают «плавающий» крепёж стропила к мауэрлату: их соединяют при помощи специальных пластин, способных смещаться одна относительно другой в плоскости ската. При этом в мауэрлате прорезают паз, и стропильная нога свободно движется по нему.

Что касается верхней части стропил, то проще всего опереть их на коньковый прогон. Его изготавливают из очень мощного бруса (или двух спаренных досок), сечение которого доходит до 200 * 250 мм. Впрочем, зачастую и у такого бруса оказывается недостаточная несущая способность, и тогда конструкторам приходится придумывать особые решения. Например, использовать в качестве прогона металлическую балку.

Прогон опирают на фронтонные стены здания (и по возможности – на внутренние несущие стены, когда они предусмотрены).

Зачастую в стропильной ноге выпиливают небольшой угол (высотой не более 50 мм) для более жёсткого её опирания на прогон. Кроме того, ногу обязательно механически закрепляют на нём. Есть ограничения подлине прогона.

Так, даже металлическая балка не может быть длиннее 12 м. Если длина конька больше, если крыша имеет вальмовую форму (то есть не имеет фронтонов), а также в ряде других случаев стропило опирают на стропило с противоположного ската. Для усиления конструкции их дополнительно соединяют, например, горизонтальными деревянными накладками, фиксируемыми шпильками.

Ещё один важный узел – карнизный свес, защищающий фасад здания от осадков. Его выносят на расстояние не менее 600 мм от наружной стены. По возможности свес формируют, выпуская стропильные ноги за пределы фасада. При этом стропила не режут, и их несущая способность не снижается.

Однако зачастую вынести стропила невозможно: например, при большом уклоне крыши, толстых наружных стенах и пр. Тогда стропило торцом опирают на мауэрлат, а свес устраивают с помощью «кобылок» – досок сечением, как правило, 50 х 100 мм, прибитых к верхней части стропила -по одну или по обе стороны от него.

Вариант с двумя досками предпочтительнее, так как обеспечивает большую жёсткость свеса. Обычно к каждой «кобылке» крепят ещё две доски – горизонтальную и вертикальную, упирающуюся в фасадную стену {все вместе они образуют треугольник), тем самым создают прочный каркас для кровли и декоративной подшивки карнизного свеса. К торцам «кобылок» прибивают лобовую доску, которая жёстко связывает их в единую конструкцию.

Хотя для хорошей крыши важен каждый этап ее создания, стропильную систему можно назвать основой всей кровельной конструкции, поскольку тип крыши зависит именно от конфигурации стропильной системы. Существуют различные виды стропильных систем, правильный выбор которых может существенно повлиять на качество и функциональность всей крыши.

Выбирая тип крыши, владельцы будущего дома фактически выбирают и его стропильную систему. Например, конструкция двухскатной и четырехскатной крыши заметно отличается. Неизменными остаются принципы монтажа таких элементов, как:

мауэрлат (основание крыши к которому крепятся стропила, выполняется из деревянного бруса или армированного бетона);
обрешетка (тонкий настил из досок, поверх которого укладывается кровельный материал);
гидроизоляционный слой (специальная пленка, препятствующая проникновению влаги от осадков под кровлю);
пароизоляционный слой (мембранная пленка, впитывающая образующийся внутри дома паровой конденсат, а затем испаряющая его наружу);
теплоизоляционный слой (утеплитель, который монтируется в пространстве между стропилами).

Тип и вид стропил выбирают в зависимости от того, какую крышу планируется возвести. Неправильно спроектированная или изготовленная стропильная система может привести к повреждениям кровли уже вскоре после начала ее эксплуатации.

Совет : До начала кровельных работ в обязательном порядке составляется проект, в котором учитываются не только особенности стропильной конструкции, но и тип кровельного материала, обвязки, обрешетки, изоляции и т. п. Лучше всего пригласить для этого опытного инженера, который сможет рассчитать проектный вес будущей кровли и сравнит его с допустимой нагрузкой для стен и фундамента здания. В процессе строительства нельзя изменять проект, не согласовав это со специалистом. Увеличение нагрузки, например, замена кровельного материала на более тяжелый, может привести не только к порче самой крыши, но и к обрушению стен дома.

От стропильной системы зависит конфигурация крыши и ее качество

Какими бывают крыши: типы конструкций

Кровельных конструкций придумано за годы человеческой истории впечатляющее количество. Одни больше подходят для промышленных зданий, другие - для изящных произведений архитектурного искусства. В частном строительстве применяют ряд кровельных конструкций, в которых сочетаются такие качества, как:

практичность;
относительно невысокие затраты;
эстетичный внешний вид;
простота изготовления;
функциональные особенности, подходящие для конкретной климатической зоны и т. п.

Совет : Поскольку для изготовления стропильных конструкций чаще всего используется древесина, следует уделить внимание правильному выбору, обработке, а также хранению этого материала. Влажность бруса и досок должна находиться в пределах 20-25%. Хранят древесину в штабелях, уложенных на поддоны. Лучше всего складывать материалы в крытом помещении, надежно защищенном от непогоды и хорошо проветриваемом. Перед началом работ дерево обрабатывают антисептиками и антипиренами, чтобы повысить его устойчивость к огню, плесени, жучкам и т.п.

Наиболее распространенные типы крыш

Наиболее широкое распространение в частном строительстве нашли следующие виды кровельных конструкций:

Кроме того, различают бесчердачные, чердачные и мансардные кровли.

Крыша Судейкина имеет необычную конфигурацию и превосходные функциональные характеристики

Висячие и наслонные стропила – в чем разница

Именно так называют профессиональные кровельщики основные типы стропильных конструкций. Висячая стропильная система дома чаще всего используется при строительстве однопролетных зданий со стенами из кирпича, камня и т. п. В верхней точке висячие стропила опираются друг на друга, а внизу - на верхнюю обвязку (мауэрлат). Чтобы стропильные ноги не разъезжались, их нижние концы на противоположных скатах дополнительно соединяют горизонтальной затяжкой. Затяжки можно использовать как балки перекрытия, однако железобетонное перекрытие, жестко связанное со стенами, также может выполнять роль затяжки. Выше основания стропил иногда располагают дополнительную затяжку - ригель. Таким образом монтируют висячие стропильные системы в зданиях, с шириной пролета менее шести метров.

Совет : Если уклон крыши достаточно крутой, например, 40-60 градусов, целесообразно устроить мансарду. В этом случае в проекте следует соотнести место монтажа ригелей и высоту мансардного помещения.

Висячие стропила имеют очень простую конструкцию и опираются только на наружные стены

Для строений с пролетом более шести метров висячие стропила подпирают специальными стойками и подкосами. Устанавливают эти дополнительные элементы на специальные прогоны, основанием для которых служит перекрытие. В этом случае длина нижней части стропильных ног не должна превышать четыре с половиной метра.

Висячие стропильные системы оптимально подходят, чтобы перекрыть большой пролет, не устанавливая промежуточные опоры. Однако элементы, компенсирующие нагрузку, которая приходится на стропила, существенно увеличивают вес собственно стропильной системы, что может ограничить выбор кровельных материалов.

Навесные стропила подходят практически для всех типов кровельных конструкций, используются при длине пролета в пределах 10-16 метров, для крыш с уклоном ската 20-60 градусов, независимо от материала стен. При большом пролете требуется наличие промежуточных опор (внутренних несущих стен, колонн и т.п.).

Верхняя часть наслонных стропил опирается на коньковый брус, который поддерживается специальными опорами. Нижние части стропильных ног упираются в верхнюю обвязку. В результате основная нагрузка передается по вертикали, что облегчает вес, приходящийся на стены, и избавляет от необходимости монтировать горизонтальную затяжку.

Совет : Для зданий со значительной длиной пролета вместо конькового бруса иногда целесообразно использовать два боковых прогона, дополнительно укрепленных подкосами и ригелями, чтобы уменьшить возможный изгиб стропильных ног.

Наслонные стропила монтируются с опорой на промежуточные элементы

Наслонные стропила широко используют для создания мансардных крыш различного типа. Оптимальная высота аттиковой стены при этом должна составлять примерно метр-полтора. Для устройства крыши с ломаным скатом также используют наслонные стропила. Этот тип стропил считается универсальным, они просты в изготовлении и не требуют высоких трудозатрат, однако обязательное условие их монтажа - наличие дополнительных опор.

Видео-мануал по сращиванию и усилению стропил

Если пролет больше 16 метров, целесообразным может быть использование стропильных ферм. Каждая ферма представляет собой самостоятельную плоскую конструкцию, которая включает стропильные ноги, ригели, затяжки, раскосы, стойки и т. п. Предварительно стропильную ферму тщательно рассчитывают. В результате все элементы стропильной системы располагают в пределах верхнего и нижнего пояса фермы. Такая конструкция не нуждается в дополнительных опорах на колонны или внутренние несущие стены. Давление на наружные стены фермы оказывают только по вертикали.

С помощью стропильных ферм можно создать крышу любой подходящей конфигурации и с любым допустимым уклоном. Стропильные фермы можно изготовить прямо на стройплощадке или заказать готовые конструкции на заводе. Их поднимают на крышу, а затем устанавливают на заданном расстоянии.

Конструкция стропильной фермы, предназначенной для мансардной крыши, будет несколько сложнее, чем для чердачного варианта. Если пролет очень велик, целесообразно собирать стропильные фермы на крыше из нескольких составных частей.

Несмотря на сложность конструкции, стропильные фермы позволяют ускорить монтаж кровли

Помимо потрясающей универсальности и отсутствия требования к наличию дополнительных опор, применение стропильных ферм существенно увеличивает сроки монтажа и положительно сказывается на его качестве. При этом точный расчет конструкции позволяет сократить расходы на древесину почти на треть по сравнению с кустарным изготовлением стропил. Еще один плюс использования готовых ферм в том, что они предоставляют большую свободу в планировке обширных пространств. Однако следует учесть, что на точные расчеты и конструирование этих элементов понадобятся некоторые дополнительные затраты.

От правильности изготовления стропильной конструкции зависит надежность и правильное функционирование всей крыши, а в конечном счете - комфорт всех жильцов дома. Без профессиональной помощи в этом непростом деле не обойтись.

Качество крыши зависит вовсе не от выбора кровельного материала. Главное в ней находится под красивой черепицей или практичным профлистом. Это основа основ, скелет крыши и узел проблемы – система стропил и обрешетка. Именно стропильная система крыши служит основой для кровли и определяет срок ее службы. А от качества исполнения стропильной конструкции зависит благополучие хозяев дома. Поэтому при строительстве крыши особое внимание должно уделяться операции возведения стропил. И чтобы эта операция прошла успешно, придется некоторое время уделить изучению принципов «работы» стропильной системы.

Итак, стропилами называют конструктивные элементы, передающие нагрузки от атмосферных воздействий и веса крыши на стены и внутренние подпорки (если таковые имеются).

Стропила бывают:

деревянные;
стальные;
смешанные.

Чаще всего используются деревянные стропила. Соединение стропил выполняют встык или внахлест.

Главное требование, которое предъявляется к стропильным конструкциям, – способность выдерживать определенные нагрузки.

Нагрузки и воздействия на крышу бывают следующими:

атмосферные осадки;
ветер;
колебания температуры;
водяной пар;
насекомые и микроорганизмы.

Что касается атмосферных нагрузок, то дождь и сосульки – проблема не несущих конструкций, а кровли. А вот выдерживать тяжесть снега должна в первую очередь стропильная система. Поэтому в районах, где зимой бывают обильные снегопады, уменьшают расстояние между стропилами и делают крыши с крутыми – более 30 градусов – скатами.

Серьезный враг крыши – ветер. Встречая на своем пути здание, ветер обходит его, образуя тем самым участки положительного и отрицательного давления вблизи стен постройки. Отрывающей силы ветра может хватить для отрыва части кровли, образования вздутий и т.п. Чтобы минимизировать риск повреждения, основание крыши делают герметичным, а кровлю дополнительно крепят к основанию.

Могут повредить крышу и температурные колебания. Как известно, все стройматериалы подвержены растяжению и сжатию. Чтобы избежать деформаций и разрушения крыши, все материалы, входящие в ее конструкцию, должны иметь примерно равные коэффициенты температурного расширения.

Внутри любого здания скапливается водяной пар. Он оказывает крайне отрицательное влияние и на деревянные, и на металлические элементы крыши. Для частичного решения проблемы используют специальную пароизоляционную пленку.

Чтобы защитить деревянные конструкции от насекомых и микроорганизмов, применяют специальные пропитки.

Вывод: стропильная система должна обеспечивать сопротивление определенным механическим нагрузкам. Исходя из этого требования подбирают шаг стропил или расстояние между стропильными ногами. Обычно это расстояние составляет 0,3-1 м.

Виды стропильных систем

Существуют следующие виды стропильных систем:

с висячими стропилами;
с наклонными стропилами.

Два вида стропильных систем

Стропильная система с висячими стропилами

Висячие стропила имеют две точки опоры, расположенные на стенах здания. Стропильные ноги такой конструкции подвергаются сжатию и изгибу, стенам же передается горизонтальное распирающее усилие. Для уменьшения этого усилия выполняют деревянную или металлическую затяжку, соединяющую стропильные ноги. Ее располагают у основания стропил или немного выше. Первый вариант используют в основном при строительстве мансард – затяжкой в данном случае служит балка перекрытия.

Стропильная система с наслонными стропилами

Наслонные стропила используются при строительстве крыш зданий с центральной несущей стеной или столбчатыми опорами. Стропильные ноги такой системы опираются на стены здания, а средняя ее часть – на несущую стену или опоры.

Важно: чем круче наклон крыши, тем меньшим должен быть шаг стропильных ног при устройстве кровли.

Стропильные конструкции скатных крыш

Крыши бывают:

односкатные;
двухскатные;
четырехскатные или вальмовые;
полувальмовые;
шатровые;
многощипцовые.

Виды крыш

Односкатные крыши в строительстве жилых домов применяются крайне редко. Такую форму чаще всего имеют крыши хозпостроек, веранд, террас и т.п. Односкатную кровлю монтируют на стенах различной высоты. При этом скат делают с наветренной стороны. Такая кровля может покрывать все здание целиком, а может входить в состав сложной крыши. Например, с одной из сторон дома расположен гараж, который накрывают односкатной крышей. При устройстве односкатной кровли используют систему с наслонными стропилами.

Самая распространенная форма крыш дачных домов и небольших коттеджей, размеры которых не превышают 6×6 м, – двухскатная. Скаты в этом случае образуют две наклонные плоскости и два фронтона. Такая конструкция стропильной системы позволяет использовать легкие кровельные материалы. Еще одно ее преимущество – простота монтажа. В основе двухскатной кровли может лежать как система с наслонными стропилами, так и с висячими.

Крыши, состоящие из двух трапециевидных и соединенных с ними двух треугольных скатов (вальм), называются четырехскатными или вальмовыми. Такие крыши наряду с шатровыми считаются самыми сложными вариантами. Их целесообразно использовать в местностях, где ветровая нагрузка очень высока.

У полувальмовых крыш (их еще называют датскими) вальмы занимают неполную высоту. Полувальмовая крыша – по сути модифицированная двухскатная.

Если крыша образована из нескольких сходящихся в одной точке треугольников, ее называют шатровой. Такие конструкции крыш стропильные системы имеют весьма замысловатые, но количество используемых материалов в них невелико.

Многощипцовые крыши имеют довольно сложную конфигурацию. Их образуют множество ребер и примыканий. Под кровлей многощипцовых крыш обычно устраивают жилые мансарды. А поскольку любой мансарде требуется дополнительное утепление, данный пункт учитывают в расчетах. Стропила либо закрывают отделочными материалами, либо оставляют на виду. В последнем случае они несут еще и декоративную нагрузку, а потому требуют выбора материала с хорошими интерьерными качествами.

Достоинства многощипцовых конструкций:

красивый внешний вид;
возможность покрыть сразу несколько помещений.

Недостаток: высокая трудоемкость работ.

Узлы стропильной системы

Тип, конструкцию и узлы стропильной системы определяют исходя из следующих факторов:

форма кровли;
площадь, которую требуется перекрыть;
наличие несущих стен и внутренних опор, а также их расположение.

Рассмотрим ряд схем стандартных двух скатных крыш зданий с различным расстоянием между несущими стенами.

Узлы крепления стропил

Если это расстояние не превышает 6 м, рекомендуется выполнить систему с наслонными стропилами. При этом стропильные ноги должны опираться на мауэрлат (опорный брус), расположенный по всему периметру здания. Такие стропильные конструкции скатных крыш позволяют намного снизить расход пиломатериалов.

Если расстояние между несущими стенами составляет от 6 до 8 м, следует связать ригелем противоположные стропила.

Еще один вариант использования системы с наслонными стропилами – применение промежуточных стоек, опирающихся на несущие стены или столбы. Применение такой конструкции позволяет перекрывать до 12 м при установке одной опоры и до 16 м при установке двух опор.

Если внутренние опоры отсутствуют, и расстояние между несущими составляет до 12 метров, следует использовать систему с висячими стропилами.

В стропильную систему входят следующие узлы:

конька;
опоры стропил;
«стойка-подкос-стропило»;
«подкосы-стойка-балка».

После выбора конструктивного решения и расчета основных узлов составляют план стропил – систему обозначений элементов крыши.

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.

Видео-презентация программы расчета стропил и ферм

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:

Экологичность материала;
Небольшой вес;
Возможность проведения монтажа без участия строительных машин;
Невысокая стоимость;
Возможность корректировки размера на рабочем участке;
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

Типы стропильных систем

Деревянные стропильные системы представлены тремя типами:

Наслонные;
Висячие;
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.

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.

Изготовление и монтаж деревянных стропильных систем

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.

Выводы

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.