Требования к стропилам крыши

Обновлено: 28.04.2024

Для крыши стропильная система – что-то вроде скелета. В ней тоже есть основные элементы, удерживающие весь каркас, и дополнительные, которые обеспечивают прочность и наличие внутреннего пространства под кровлей. Не зная названий всех этих элементов, довольно сложно разобраться в процессе строительства крыши. А разбираться нужно! Минимум для того, чтобы контролировать качество происходящих работ, когда вы нанимаете бригаду, и вникать в тонкости проектирования. А уверенные в себе мастера и вовсе берутся за устройство крыши самостоятельно, будучи хорошо теоретически подкованными.

Предлагаем вам рассмотреть основные понятия: что такое стропильная система и из каких элементов она состоит. Теперь для вас не останется непонятных терминов!

Содержание

Формы и виды крыши: сложность устройства

Первым делом давайте разберемся с основными понятиями. Чем больше нагрузка на крышу, чем сложнее ее форма, тем вероятнее в такой стропильной системе окажется много внутренних элементов. Например, самое простое устройство стропильной системы – у крыши с одним скатом, а самое сложное – у многоскатной или необычной крыши.

В зависимости от количества имеющихся скатов стропильную систему крышу называют односкатной, двускатной, четырехскатной или многоскатной. Так, у односкатной крыши есть только плоскость – в виде прямоугольника. А у двухскатной крыши обе плоскости опираются на две наружные стены. При этом с торцевых сторон дома образуются два треугольника, которые называется щипцами (поэтому двухскатную крышу еще нарекают щипцовой).

Обычно такую крышу обустраивают с уклоном от 14 до 60 градусов. Состоит она ряда двух стропильных ног, упирающиеся в горизонтальный брус. В самом простом варианте эти две стропильные ноги соединены бруском, который называется затяжкой, но богата дополнительными элементами. Это лежни, стойки, прогоны, подкосы и многое другое.

А вот уже более сложная четырехскатная крыша. У такой стропильной системы нет фронтонных стен, их заменяют дополнительные скаты. В какой-то степени это экономит строительные материалы, но спроектировать и построить такую крышу уже труднее. Для этого понадобятся стропила наслонного типа либо целостные стропильной фермы:

Кроме того, четырехскатная крыша еще и имеет подвиды. Так, если все скаты представляет собой одинаковые треугольники, такую крышу называют шатровой. При этом вершины треугольников всегда сходятся в одной точке. Если два ската крыши представляют собой трапеции, а другие два – срезанные треугольники, то это уже полувальмовые крыши: датские или голландские.

Еще один вид крыш – это ломаная или мансардная. Обычно такие скаты крутые, до 60 градусов, а возле конька – более пологие. Благодаря такой структуре стропильной системы площадь мансарды позволяет обустраивать там вполне комфортные помещения. Такая крыша особенно хороша для домов, у которых ширина менее 10 метров.

Нередко сегодня встречается также многоскатная крыша со сложной архитектурой, которая становится день ото дня все более модной. Но и ее стропильная система интуитивно понятна, ведь любое сложное можно разделить визуально на несколько простых сегментов. Поэтому, посмотрев на необычную крышу, вы увидите, что в ней эффектно сочетались сразу несколько самых типичных конструкций.

Скелет крыши: стропила, конек и дополнительные элементы

Теперь давайте перейдем к изучению отдельных элементов. Итак, когда вы смотрите на грамотно спроектированную и со вкусом выполненную крышу, то наверняка подозреваете (или знаете наверняка), что у нее внутри есть определенный костяк. И это действительно так: как у живого организма, у крыши есть самый настоящий скелет, а у скелета позвоночник (конек), ребра (стропила) и все остальное:

Начнем с самых важных понятий: что такое стропила или стропильные ноги? Это – металлические или деревянные брусья или балки, на которых держится вся конструкция. В основном стропила соединены между собой шарнирно, т.е. подвижно, или статично, и принимают на себя все динамические и статические нагрузки.

Стропильная нога – главный функциональный элемент стропильной системы. Она определяет угол наклона ската, общую структуру кровли и служит чем-то вроде «ребер», которые крепятся к «позвоночнику» – коньку крыши:

Но если уложить кровельное покрытие прямо на стропила, между которыми достаточно широкий шаг, то оно провиснет или вовсе упадет вниз. Поэтому прямо на стропила, перпендикулярно им кладут обрешетку – доски, бруски или металлические планки.Отдельный элемент обрешетки называется обрешетиной. Минимальное сечение бруска – 30 на 50 мм, а в остальном его параметры зависят от выбранной кровли.

Давайте тут же обозначим такой термин, как контробрешетка. Ее изготавливают сечением 30х50 мм и устанавливают вдоль стропильных ног. Она необходимы, чтобы закрепить гидроизоляционную пленку и создать под кровельным покрытием вентиялционный зазор. Причем контробрешетку устанавливают раньше, чем саму обрешетку.

Идем далее. У здания со стенами из бетона, пенобетона или кирпича еще есть такой дополнительный элемент стропильной системы как мауэрлат. Это деревянная балка, которая принимает на себя всю нагрузку от крыши и аккуратно распределяет ее по всей длине стен. Этот элемент обязательно отделен от стены плотным слоем рулонной гидроизоляции:

Чтобы стропильные ноги не разъезжались, их скрепляют внизу затяжкой, а подкосы и стойки придают стропилам дополнительную устойчивость.

Свес крыши представляет собой выход стропильных ног за стену, чтобы отвести дождевой поток подальше от дома. Если при этом длины стропильных ног недостаточно, применяют кобылки.

Есть еще такой важный элемент как балка, которую заготавливают из деревянного бруса или проката. Это важная часть конструкции, которая рассчитана на изгиб.

А вот более редкий элемент стропильной системы – это бабка. По сути, это деревянный брус, который подпирает стропильные ноги. Его устанавливают перпендикулярно затяжке, чтобы соединить стропила.

Вот как выглядят все эти элементы:

И, наконец, в том месте. где пересекаются два ската во внутреннем изгибе, образуется внутренний угол, который называется ендовой. Там, где скаты пересекаются на внешней стороне, образуются хребты (или ребра), но не стоит путать их с ребрами жесткости — это специальные элементы конструкции в виде борозд и пластинок, который иногда используется в строительстве крыши. Сама наклонная поверхность крыши называется скатом.

А сама стропильная система – это совокупность всех перечисленных элементов, которые входят в нее.

Материал изготовления стропил: какой лучше?

В зависимости от того, какие нагрузки планируются и каковы пожарные требования, каркас крыши изготавливают из самых разных материалов. Вот как, к примеру, выглядит классическая деревянная и металлическая система крыши:

Предлагаем ненадолго остановиться на особенностях используемых материалов для стропильства крыши.

Деревянные стропила: преимущества и недостатки

Возведение крыши для многих представляется как работа с деревянными досками, которые в нужном месте подпиливают и скрепляют. Отчасти так, конечно, и есть:

В качестве древесины используется обычно высушенная хвойная или же клееная, если стропильные элементы должны выдерживать повышенную нагрузку. Но работать с деревом на самом деле не проще, чем с металлом, хотя многие так думают.

Так, при изготовлении деревянных стропил подходит исключительно только древесина высокого качества. Это сухие доски и брусья с влажностью, не превышающую 25%. Также внимательно следят за тем, чтобы в таких досках и брусьях не было больших сучков, обзолов, трещин или ненужного наклона волокон.

В чем суть? Любой серьезный дефект способен привести к тому, что стропильная нога попросту треснет под нагрузкой. Если же возможности купить добротный сухой пиломатериал нет, тогда его сушат прямо на объектив в специальном вентилируемом штабеле. Но на это уходит не один месяц, да и после сушки около 30% досок приходится отбраковывать.

Стальные балки: для особых нагрузок

Сегодня стропильную систему нередко собирают из стальных оцинкованных балок. Вы наверняка встречали их название: двутавры, швеллера или тавры. Такие элементы получаются куда более дорогими, чем деревянные или обычные металлические, но этого стоит.

Да, в монтаже они намного сложнее, но ценят их за одно важное преимущество — это высокая устойчивость к изгибающим нагрузкам. Благодаря этому в строительстве крыши получается обойтись без всяких там вертикальных подпорок и других элементов. Но в жилом домостроении балки сегодня не часто используются, хотя такая практика есть, и сейчас объясним, почему.

Например, сложность стропильной системы и наличие внутренних элементов напрямую влияет на планировочное решение мансарды. Ведь чем больше разных перемычек и ригелей между строительными ногами, тем ниже получится потолок чердака.

Причем все это важно не только для обустройства еще одного жилого помещения под крышей. Дело в том, что сегодня популярны так называемые бесчердачные крыши, под которыми расположены самые обычные комнаты дома. И всякие дополнительные элементы там попросту не поместятся.

Но есть своя ложка дегтя: металлические балки часто служат мостиками холода, а потому для них обязательно монтируют кровельный пирог. В основном начинкой здесь служат ориентированно-стружечные плиты и экструдированный пенополистирол в качестве утеплителя. Это отличная альтернатива традиционным висячим стропилам!

Лучше всего в этом плане на практике показали себя LVL-брус и комбинированные двутавры. Двутавры обходятся сравнительно недорого, но пока еще временем не проверены, а вот LVL-брус в три раза дороже обычных пиломатериалов. Стоит или не стоит отдавать такой стропильной системе предпочтение – вам решать.

Расчет совокупности нагрузок на стропила

Теперь переходим к самому сложному вопросу – проектированию стропильной системы. Давайте сразу поясним: динамические нагрузки — это время от времени падающий снег, подъемная сила ветра и работающие на крыше люди. Статические нагрузки подразумевают давление своим весом кровельного покрытия, установленная на крыше спутниковая антенна и другое подобное оборудование, а также снеговая шапка, которая неподвижно лежит всю зиму.

Главная задача стропильной системы – правильно передать всю эту нагрузку на стены и фундамент дома. А также защитить все то, что находится внизу на земле, от лавинообразно исходящего снега, сплошной стены дождя и других проявлений непогоды.

Сечение и шаг стропил никогда не выбирается на глаз: для этого существуют строгие строительные нормы и правила, коротко обозначаемые как СНиПы. По этим причинам расчет стропильной системы достаточно сложный и по правилам его доверяют только профессионалам.

К слову, сегодня немало организаций занимаются проектированием стропильной системы, для любого типа дома. Обращаться к специалистам, конечно же, есть смысл, ведь крыша официально признана как объект первого значения по обеспечению безопасности дома.

Чтобы самостоятельно произвести точный расчет такой стропильной системы, нужно иметь необходимые навыки и даже образование. Вот некоторые особенности такого расчета:

Так, учитывать необходимо не только желаемый уклон ската, но и снеговые и ветровые нагрузки, вес выбранного кровельного покрытия и еще такие возможные моменты давления, как работающие на крыше люди. Вот почему стропильную систему крыши всегда строят с определенным запасом прочности.

Например, шаг и сечение балок всегда делают не меньше, чем на 25% больше расчетных. При этом сами расходы вырастают незначительно, зато крыша прослужит намного дольше.

Виды стропил по распределению нагрузки

С понятиями разобрались, теперь рассмотрим, как устроена стропильная система изнутри.

Стропила наслонного и висячего типа

Конструкция крыши в зависимости от ее внутреннего устройства может быть распорной или безраспорной. В зависимости от этого сами стропила делятся на два основных вида: наслонные и висячие.

Наслонные более просты в изготовлении, а вот с висячими придется повозиться. Их довольно сложно проектировать, ремонтировать или изменять, но именно к такой конструкции придется прибегнуть, если вся стропильная система будет опираться только лишь на наружное ограждение:

Главное преимущество висячих стропил в том, что они отлично работают на сжатие и изгиб. Но такая стропильная система создает немалые горизонтальные распирающие усилия, которые действуют на стены.

Для того чтобы уменьшить это физическое явление, устанавливается промежуточная металлическая или деревянная затяжка, которая будет соединять стропильные ноги. Чаще всего это ригель – специальный элемент, который используется при строительстве мансардных крыш. И чем выше он расположен, тем выше будет потолок в мансарде, и тем больше должно быть сечение такого элемента.

Наслонные стропильные системы более экономичны и просты в своем устройстве, но их применяют только тогда, когда у здания уже есть два или даже несколько рядов вертикальных опор, между которыми пролет не превышает 8 м.

Крыша на прогонах: для бревенчатых построек

Выбор между наслонными и висячими стропилами имеет значение, когда мы говорим об обычной крыше жилого дома, но вот баня или дача из оцилиндрованного бревна строится по-другому, по своим законам. Например, основой такой крыши часто служат слеги, или прогоны.

Это специальные длинные доски, которые расположены параллельно коньку и опираются на бревенчатые фронтоны. В этом есть свой смысл!

Конечно, на устройство такой крыши понадобится и время, и затраты, но сама технология достаточно надежна и проверена временем.

Хотя, стоит отметить, что еще довольно часто кровельщики применяют другую технологию для таких построек. Они берут заранее сухие бревна и стягивают их подпружинными глухарями (так называются специальные элементы). От классических прогонов при этом отказываются, а фермы устанавливают с вертикальными подпорками или подкосами.

В итоге все усадка фронтонов уже не сказывается на геометрии крыши, а те зазоры, которые появятся со временем, закрывают декоративными планками. Так получаются красивые русские бани и дачные дома в соответствующем стиле.

Целостные стропильные фермы: для особой прочности

Стропильную систему, как обычный конструктор, можно собрать прямо на месте, в процессе строительства дома, или же заказать в виде готовых стропил на заводе, и только потом устанавливать на крыше. Одним словом, наверх поднимаются цельные элементы, которые остается только закрепить. Это удобнее в плане стропильных работ, ведь на высоте многие манипуляции с инструментами не удобно производить.

Сегодня немало фирм занимается подобным производством. Они адаптируют проект клиента под нужную технологию, точно рассчитывают, какая должна быть структура стропильной системы, до миллиметра высчитывают все поперечные сечения элементов под выбранный тип кровли, уклон и покрытие. Также время уделяется расчету планируемых нагрузок на крышу, коих немало. Но при определенных знаниях и навыках все это реально сделать самостоятельно.

Давайте внимательно рассмотрим устройство таких стропильных рам. Они представляют собой треугольник, который достаточно жесткий по своей структуре и не деформируется при давлении или усилии распора:

Благодаря таким фермам крыша обеспечена необходимой устойчивостью, а для многих современных проектов это – главный критерий надежности.

Методы крепления стропил в каркасе крыши

Теперь давайте обратим внимание на узлы стропильной системы. Чтобы крыша получилось надежной, она должна хорошо выдерживать все нагрузки. Даже свои внутренние! Например, если сропила изготовлены из дерева, они могут менять свои геометрические параметры в разную пору года, а подвижные узлы системы позволяют добиться свести такие деформации на нет.

С давних времен на Руси все детали стропильной системы соединяли между собой при помощи врубок, и это было вполне надежный метод. Правда, не слишком экономный, ведь для этого все деревянные конструкции стропильной системы должны были иметь большие сечения.

В более тонких изделиях врубку уже делать было небезопасно, ослабляется само стропило. Хотя до сегодняшнего дня этот прием монтажа стропил все еще практикуется. Так, кто-то привержен традициям и считает врубку наиболее надежной, а кто-то доверяет современным технологиям. Нельзя сказать, что тот или иной метод лучше или хуже. Отметим только, что специализированный крепеж все-таки облегчает и ускоряет монтаж, а традиционные врубки и их качество намного зависит от навыков плотника.

Сегодня стропила чаще скрепляют болтами и шпильками, и намного реже – сварными швами. Но что касается последнего, то такие швы требуют особого строгого контроля качества, защиты от коррозии и периодического наблюдения. Также сам шов делает узел статичным, без какой-либо возможности принять на себя динамическую нагрузку.

Также стропильную сегодня систему соединяют при помощи стальных перфорированных накладок. Они надежно защищены от коррозии и держатся за счет пластин с зубьями, которые утапливается в дерево. Благодаря всему этому расход дерева на изготовление стропильной системы уменьшается примерно на 20%, чем со врубками.

Давайте подведем итог. Изначально неправильно спроектированная стропильная система в последствии практически не поддаются ремонту, а неисправности обнаруживаются только после завершения строительства крыши. Вот почему так важно разбираться в элементах строительной системы, знать значение каждого бруска и стоит ли отказываться от важных конструктивных элементов ради экономии. Зная все эти нюансы, вы легко заметите, что изначальный проект отличается от реализации вот в таком-то и таком-то месте, в какой части лучше укрепить скат и почему лучше пожертвовать высотой мансарды ради будущей долговечности крыши.

СНиП 31-02 предъявляет к крыше дома требования по несущей способности, степени огнестойкости и классу пожарной опасности, долговечности. Крыша должна соответствовать также требованиям:

защиты от проникновения в конструкции крыши и дома дождевой и талой воды, а также снега;

сопротивления теплопередаче из условий энергосбережения;

защиты от паропроницания и воздухопроницания.

8.1 Общие требования к конструкции

8.1.1 Крыши выполняются скатными или плоскими. К скатным относятся крыши с уклоном 1:6 и более, к плоским - крыши с уклоном менее 1:6. Плоские крыши должны иметь уклон не менее 1:50 для обеспечения стока дождевой и талой воды. В скатных крышах в пространстве между кровлей и горизонтальным перекрытием верхнего этажа(чердачным перекрытием) устраивается чердак или мансарда. Плоские крыши выполняются бесчердачными.

8.1.2 Крыша дома состоит из деревянного несущего каркаса, к которому крепится:

- сверху - сплошной кровельный настил или обрешетка, на котором располагается кровля, обеспечивающая необходимую защиту от проникновения атмосферных осадков и талой воды;

- снизу - подшивка потолка, над которой располагается пароизоляция и утеплитель, обеспечивающий необходимую теплоизоляцию.

В домах высотой 3 этажа подшивка потолка должна быть выполнена из гипсокартонных листов типа ГКЛ или гипсоволокнистых листов типа ГВЛ толщиной не менее 12,5 мм (по требованиям пожарной безопасности).

Требования к обеспечению теплоизоляции и защиты от паропроницания приведены в разделе 9.

8.1.3 В состав конструкций скатных и плоских крыш дома входят карнизы, обеспечивающие частичный отвод стекающей с кровли талой и дождевой воды от наружных стен, а в состав конструкций скатных крыш - при необходимости, также торцевые фронтоны с карнизами над ними.

8.1.4 В конструкциях крыш необходимо предусматривать вентиляционные отверстия, позволяющие выводить наружу влажный воздух, проникающий на чердак из отапливаемых помещений.

8.1.5 Для скрепления элементов каркаса крыш могут использоваться крепежные детали, непредусмотренные в настоящем разделе (например, металлозубчатые пластины). В этом случае прочность соединений должна быть не менее обеспечиваемой предусмотренными способами, что должно быть подтверждено расчетами или испытаниями.

8.1.6 Положения 6.1.2 -6.1.9 настоящего Свода правил распространяются также на крыши домов.

8.2 Несущий каркас крыши

8.2.1 Общие положения

8.2.1.1 В скатных крышах несущий каркас состоит из балок чердачного перекрытия, стропил, а также коньковых досок или балок и, при необходимости, промежуточных опор стропил. Нижние концы стропил опираются на каркас наружных несущих стен, а верхние могут соединяться между собой через коньковую доску без вертикальных опор или с опиранием на коньковую балку, которая в свою очередь опирается настойки, передающие нагрузку на внутреннюю несущую стену или на прогон. В качестве промежуточных опор стропил могут использоваться: стропильные затяжки; стены мансарды; стойки, передающие нагрузку на каркас чердачного перекрытия; сжатые раскосы (рисунок 8.1).

Предусматривается также возможность применения деревянных стропильных ферм заводского изготовления или собираемых на земле.

Несущим каркасом плоских крыш являются кровельные балки, совмещающие функции стропил и балок чердачного перекрытия.

8.2.1.2 Сечения, пролеты и шаги элементов несущего каркаса крыши должны рассчитываться по СНиП II-25 в зависимости от принятой расчетной нагрузки на них, определяемой в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07.

Рисунок 8.1 -Элементы несущего каркаса скатной крыши

8.2.1.3 Для крыш при ширине дома не более 9,8 м и шаге деревянных несущих конструкций каркаса (стропил, балок), не превышающем 600 мм, сечения элементов каркаса допускается принимать без расчета в зависимости от их пролета и шага не меньшими, чем приведены в следующих таблицах приложения Б:

для стропил и кровельных балок в зависимости от расчетной снеговой нагрузки (минимальное значение 1,0 кПа) - в таблицах Б.6, Б.7 и Б.4, Б.5 соответственно;

для балок чердачного перекрытия при временной расчетной равномерно распределенной нагрузке на пол чердачного помещения с ограниченным доступом (когда исключается хранение оборудования и материалов) не более 0,35 кПа - в таблице Б.3;

для балок чердачного перекрытия, когда предусматривается в дальнейшем возможность устройства в чердачном пространстве жилых помещений (мансарды), - в таблицах Б.1 и Б.2;

для коньковых балок в зависимости от расчетной снеговой нагрузки (минимальное значение 1,0 кПа) - в таблице Б.11.

8.2.1.4 Если на балки чердачного перекрытия через стойки передается нагрузка от стропил (см. 8.2.1.1), высота сечения таких балок должна превышать не менее чем на 25 мм высоту, указанную в таблице Б.3 приложения Б. Если при этом уклон крыши составляет 1:4 или меньше, сечения балок перекрытия следует определять по таблицам Б.4 и Б.5.

8.2.1.5 В домах высотой 3 этажа ширина сечения открытых стропил, кровельных балок и прогонов бесчердачных покрытий по требованиям пожарной безопасности должна быть не менее 89 мм.

8.2.1.6 Балки перекрытия, несущие потолок из древесно-волокнистых плит, для предотвращения скручивания вдоль кромок нижней грани должны закрепляться путем устройства обрешетки или вертикальных диагональных связей.

8.2.1.7 В случаях, когда требуется, чтобы крыша выдержала дополнительную равномерно распределенную нагрузку, создаваемую тяжелыми кровельными материалами (такими, как бетонная кровельная плита), возможность восприятия этой дополнительной нагрузки должна проверяться расчетом.

8.2.1.8 Диагональные стропила на ребрах и под ендовами крыши должны быть выполнены из пиломатериала, высота сечения которого больше высоты сечения рядовых стропил не менее чем на 50 мм при ширине сечения не менее 38 мм.

8.2.1.9 В случаях использования составных по длине стропил, кровельных балок и балок чердачного перекрытия стыки составляющих их элементов должны располагаться над вертикальными опорами.

8.2.1.10 Стропила, кровельные балки, а также балки чердачного перекрытия должны быть сдвоены на каждой стороне проемов в кровле или чердачном перекрытии, превышающих по ширине расстояние между двумя стропилами или балками.

8.2.1.11 Элементы каркаса крыши должны быть изготовлены из древесины хвойных пород не ниже 2-го сорта по ГОСТ8486.

8.2.2 Несущий каркас скатной крыши с уклоном 1:3 и более, собираемый на месте

8.2.2.1 В скатных крышах с уклоном 1:3 и более вертикальная опора для верхних концов стропил под коньком обычно не устраивается. Горизонтальный распор стропил в этих случаях воспринимается балками чердачного перекрытия, которые одновременно являются затяжками.

8.2.2.2 Стропила противоположных скатов должны располагаться непосредственно друг против друга и соединяться верхними концами через коньковую доску толщиной не менее 19 мм встык или, когда балки чердачного перекрытия составлены из элементов, соединяемых между собой внахлест, - со смещением на собственную толщину.

8.2.2.3 Стропила и балки чердачного перекрытия должны опираться непосредственно на деревянные конструкции наружных стен.

Длина крайней опорной площадки балок и стропил должна быть не менее 38 мм.

Стропилам на опорных участках необходимо придать определенную форму, чтобы обеспечить ровные площадки опирания.

8.2.2.4 Соединения опорных концов стропил и балок чердачного перекрытия, а также элементов балок чердачного перекрытия между собой, воспринимающие горизонтальный распор (8.2.2.1) стропил, выполняются на гвоздях. Концы стропил и балок соединяются при этом внахлест, концы элементов составных по длине балок - внахлест или в торец с накладкой из бруса того же сечения. Количество гвоздей в каждом соединении стропил с балками в зависимости от уклона крыши, шага балок и стропил и снеговой нагрузки принимается по таблице 8.1. В соединении балок между собой следует применять по крайней мере на один гвоздь больше, чем указано в таблице 8.1.

Рады сообщить, что наша компания развивается и переехала в более комфортабельный офис.

Наш новый адрес: 210026, Витебск, ул. Грибоедова, 27, помещение 6

Стропильная система крыши. Требования к стропильным системам. Из чего состоит стропильная система крыши.

Из чего состоит стропильная система крыши. Ознакомимся с основными требованиями требованиями к стропильной системе крыши.

Крыша дома это один из основных элементов, который во многом определяет долговечность и надёжность всей конструкции. «Скелетом», крыши становится стропильная система. Стропильная система определяет форму и дизайн крыши, она принимает и перераспределяет на различные элементы здания удары стихии, на ней лежит ответственность за комфорт, тепло и, во многом, уют в доме. Крыша - основа долговечности дома, а стропильная система - основа долговечности крыши.

Основными требованиями к стропильной системе являются:

Жёсткость конструкции. Детали стропильной системы должны обеспечивать жёсткое противодействие как боковым нагрузкам, так и вертикальным. Элементы конструкции стропильной системы должны выдерживать как усилия сдвига, так и распора. Места соединений элементов должны прочно фиксировать всю конструкцию распределяя нагрузку с одного элемента на максимальное количество элементов системы. В основе расчёта стропильных систем – геометрия, а самые применяемые геометрические фигуры стропильных систем – треугольники, треугольную форму чаще всего имеют фермы стропильной системы.
Минимальный вес в сочетании с прочностью. Стропильная система призвана нести вес кровельного покрытия и принимать на себя нагрузку, такую как ветер и снег и, для этого, она должна быть максимально прочной, но не создавать дополнительную нагрузку на здание. Основной материал для строительства стропильных систем в частном домовладении – дерево, в промышленных масштабах применяется и металл, и бетон…
Качество и требования к древесине. Дерево для строительства стропильной системы применяется хвойное, с влажностью не выше 18%. Кроме этого, материалы для изготовления стропильной системы обрабатываются антисептиком и противопожарными составами. Отдельные ответственные элементы, такие как прогоны или подушки стропильной системы рекомендуют изготавливать из твёрдых лиственных сортов дерева.

Стропильная система крыши включает в себя следующие составные элементы:

Мауэрлат – брус, идущий по всему периметру стен и служащий основой строительства стропильной системы.
Стропильная нога – несущий элемент стропильной системы, две, расположенные напротив, стропильных ноги образуют ферму и соединяют конёк и мауэрлат. Угол уклона стропила определяет угол уклона всего ската, а её длинна – высоту ската и длину свеса крыши.
Прогон – элемент стропильной системы. Прогон бывает коньковый и боковой, этот брус скрепляет стропильные ноги в единую конструкцию и придаёт им жёсткость.
Затяжка – деревянный брус, скрепляющий стропила снизу, предотвращая их сдвиг от вертикальной нагрузки.
Стойки и подкосы – обеспечивают жёсткость и устойчивость ферм и всей конструкции.
Лежень – брус, расположенный параллельно коньку, но внизу, в него упираются стойки и подкосы.
Обрешётка. Крепится поперёк стропильных ног и выполняется из обрезной доски с шагом, обусловленным применяемым кровельным покрытием. Обрешётка распределяет нагрузку кровельного покрытия по элементам стропильной системы.
Конёк – ответственная часть крыши, это то место, где соединяются два ската.
Кобылки – специальные элементы, призванные организовать свес крыши, в случае, когда недостаточно длины стропильных ног.
Свес – специальный конструкционный элемент, призванный защищать фасады от осадков.

Ферма – элемент призванный распределять нагрузку с крыши вертикально на наружные стены здания. Фермы стропильной системы включают в себя стропильные ноги, растяжки, стойки и подкосы. Стропильная ферма –элемент, расположенный в одной плоскости, геометрия фермы зависит от требований к кровле. Количество ферм, частота их установки рассчитывается и зависит от нагрузки на кровлю. Основные типы стропильных ферм представлены на рисунке.

О том какие бывают крыши по типу, можно почитать здесь . и здесь.

Если у Вас возникли вопросы – звоните, чем можем – поможем…

Надеемся, статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё со своими друзьями в социальных сетях, достаточно просто нажать кнопочку на странице…

Крыша здания защищает его от холодов, дождя и ветра. Это такой же важный элемент, как наружные стены и фундамент. Стропильная система является несущим каркасом крыши. Она берет на себя все нагрузки: от конструкций, от снега и ветра. Чтобы не возникло проблем при эксплуатации, конструкция крыши дома должна быть прочной и надежной. Монтаж стропильной системы своими руками стоит выполнять только после тщательной подготовки и изучения всей необходимой информации.

Крыша и кровля

Прежде чем начать устройство крыши частного дома, нужно разграничить два понятия. Непрофессионалы часто путают, но строители четко разделяют определения крыша и кровля. Крыша — это вся конструкция, которая отделяет здание от улицы сверху. Конструкция крыши частного дома включает в себя стропила, все другие несущие элементы, теплоизоляционный материал, кровельное покрытие.

Кровля — это верхняя часть крыши. Она же является кровельным покрытием. Устройство кровли требует внимательного подбора материала. Ведь именно от него будет зависеть надежность гидроизоляции и комфортность проживания.

Требования к системе

Чтобы правильно смонтировать стропильную систему своими руками, необходимо учитывать определенный набор правил. Без их учета строение не сможет эффективно сопротивляться негативным воздействиям извне.

В первую очередь стоит учесть прочность. Все элементы должны выдержать нагрузку без разрушения. Устройство стропильной системы крыши предполагает предварительный расчет несущих конструкций по первому предельному состоянию. Именно он проверяет элементы стропильной системы на прочность.

Второе требование — жесткость. Здесь учитывается максимальный прогиб. Конструкция крыши деревянного дома или любого другого не должна провисать слишком сильно. Допустимые деформации в середине пролета равняются длине этого пролета, разделенной на 200. Перед началом стройки конструкция стропильной системы должна быть рассчитана по второй группе предельных состояний — на жесткость.

Стропиловка крыши своими руками производится с учетом того, чтобы конструкция имела небольшой вес. В противном случае сильно возрастает нагрузка на стены и фундаменты. Именно по этой причине древесина получила широкое распространение в качестве основного материала. Деревянная стропильная система обладает достаточной прочностью, но весит сравнительно немного. Внимание стоит уделить не только конструкции кровли, но и грамотно выбрать кровельный материал. Он не должен быть слишком тяжелым. Керамическая черепица потеряла свою популярность не только из-за стоимости, но и из-за того, что под нее должна быть усилена крыша дома, его стены и фундаменты.

Особые требования предъявляются к качеству материала. Изготовление деревянных элементов должно выполняться только из хорошего сырья. Стоит учесть следующие рекомендации:

Для основных элементов используют древесину 1 или 2 сорта. 3 сорт может быть применен только для обрешетки и других мелких деталей.
Стропильные конструкции скатных крыш рекомендуют изготавливать из хвойных пород. Они обладают большей устойчивостью к гниению и другим неприятностям, поскольку содержат смолу. При одинаковом сечении допустимый пролет для лиственных пород будет меньше.
Пред началом работ все элементы обязательно обрабатывают антисептиком. Такой этап подготовки позволяет предотвратить множество неприятностей в дальнейшем. Также по желанию можно обработать дерево антипиренами. Это повысит сопротивляемость возгоранию.
Лучше закупать древесину из северных регионов, которая заготовлена в зимний период. Именно такой материал обладает наивысшим качеством.

Части конструкции

Схема стропильной системы включает в себя множество элементов. Чтобы понимать чертежи и правильно воспринимать информацию, нужно знать хотя бы основные из них. Итак, из чего состоит крыша?

В первую очередь – это конек, карниз и скаты. Эти элементы являются основными частями. Конек — это самая верхняя часть конструкции. Карниз или свес — нижняя. Скаты — это наклонные поверхности, которые располагаются между коньком и карнизом.

Возведение стропильной системы требует знания несущих элементов. К таким относятся:

Мауэрлат — брус, который укладывают по обрезу стен здания. Мауэрлат нужен, чтобы равномерно передать нагрузку от стропильных ног, которые опираются точечно. Обычно для его изготовления используют брус размерами 150х150 мм или 200х200 мм (для больших зданий).
Стропильные ноги представляют собой наклонные балки, которые передают нагрузку от собственного веса крыши, снега и ветра на мауэрлат. Такие балки обычно устанавливаются от конька до карниза. Но при возведении вальмовой крыши появляются элементы, которые имеют только одну из указанных точек. Их опирают на конек или на карниз. Такие детали называют нарожниками. Они обычно имеют такое же сечение, как и стропила. По сути, нарожники — это обрезанные с одной стороны стропильные ноги.
Прогон — балка, на которую опираются элементы крыши. Прогон может быть установлен под стойки. Еще один вариант — коньковый прогон (ригель). На него опираются стропила в верхней точке. Сечение прогона зависит от его пролета, обычно принимается 200х200 мм.
Накосные ноги нужны только для вальмовых крыш. Они представляют собой диагональные стропила, опирающиеся на мауэрлат по углам. Сечение принимается увеличенным, обычно 150х200 или 100х200 мм.
Конструкция деревянной крыши предполагает наличие затяжек, подкосов и стоек. Они предназначены для того, чтобы уменьшить нагрузку на основные элементы. При строительстве дома своими руками важно помнить, что стойки нельзя опирать на пролет перекрытия. Установка возможна только на нижележащие стены или на прогоны, перекинутые между стенами. Монтировать такие элементы на перекрытие можно только в том случае, если оно рассчитано на такую нагрузку и усилено в нужной зоне.
Обрешетка нужна для того, чтобы сделать основание под покрытие. Для металлочерепицы и фальцевой кровли обрешетка может быть разреженной из досок толщиной 32—40 мм. Для битумной черепицы нужно сплошное основание из досок толщиной 25—32 мм или влагостойкой фанеры.
Для того чтобы сделать вылет карниза, устанавливают кобылки. Они становятся продолжением стропил. Крепление кобылки к стропилу выполняется на длину минимум 1 м. Сечение элемента обычно принимается 50х100 мм.

Еще один элемент стропильной системы — ферма. Это цельная конструкция, которая состоит из стропил, затяжек, подкосов и стоек, жестко соединенных между собой. Ферма имеет треугольную форму, а внутри разбита на несколько более мелких треугольников, что обеспечивает ей хорошую устойчивость.

Формы крыш

Кровли скатных крыш бывают разных форм. Здесь стоит выделить:

Самый распространенный вариант — это двухскатная или четырехскатная вальмовая крыша. Первая требует устройства фронтонов. Ломаные актуальны при возведении мансарды. Сначала стропила идут под крутым углом, а потом под меньшим. Такая технология позволяет поднять потолок мансардного помещения. Также рекомендуем прочитать про стропильную систему полувальмовой крыши.

Типы стропил

Выделяют две конструкции:

с наслонными стропилами;
с висячими стропилами.

Устройство крыши деревянного дома возможно только с использованием первых. Это вызвано двумя правилами:

висячие стропила должны крепиться к мауэрлату жестко;
в деревянном доме стропила должны крепиться к мауэрлату шарнирно.

Два этих высказывания противоречат друг другу, поэтому стропильная система деревянного дома может содержать только наслонные элементы.

Наслонные балки представляют собой элементы, которые опираются на мауэрлат в нижней точке и на коньковый прогон в верхней. Это позволяет уменьшить горизонтальный распор, который действует на стены, когда стропила пытаются разъехаться и принять горизонтальное положение. Элементы могут быть усилены стойками или подкосами. Схватки в этом случае можно располагать через одну пару ног.

Висячие баки опираются только в нижней точке на мауэрлат. Наверху они просто упираются друг в друга. Чтобы система из деревянных элементов не разъехалась, обязательно делают затяжки. Лучше устанавливать их на каждую пару ног. Такой вариант характеризуется сильным действием распора на наружные стены, но зато позволяет получить больше свободного пространства внутри мансарды.

Соединения

Перед тем как сделать стропильную систему своими руками, нужно внимательно изучить узлы. Чтобы построить свой дом, не стоит экономить время или деньги. Только в этом случае результат будет радовать долгие годы.

Узлы крепления стропильной системы кровли, которые заслуживают особого внимания, представлены следующими:

крепление мауэрлата к стене;
крепление стропил к мауэрлату;
крепление стропил в верхней точке;
сращивание стропил по длине.

Мауэрлат к стене

Этот узел может быть выполнен несколькими способами. Выбор во многом зависит от материала стены. Строительство здания из кирпича, блоков или бетона позволяет использовать следующие методы:

При деревянном строительстве в качестве мауэрлата выступает верхний венец стены. Его соединяют с предыдущими на нагеля. В каркасном доме мауэрлат — это верхняя обвязка стен. Ее фиксируют на стойки каркаса за счет врубки и металлических уголков с отверстиями для саморезов. Подробнее о креплении мауэрлата к стене.

Стропила к мауэрлату

Крепеж осуществляют двумя способами:

жестко для зданий из кирпича, бетона или бетонных блоков;
шарнирно для деревянных домов.

Жесткое крепление может быть с врубкой или без нее. Врубку рекомендуют делать на стропилах, а не на мауэрлате, поскольку это ослабляет его. В обоих случаях ногу жестко фиксируют гвоздями, саморезами, скобами или металлическими уголками.

Для шарнирного крепления используют специальную деталь — салазки. Они позволяют балке без препятствий перемешаться при усадке стен здания.

Дополнительно стропильные ноги крепят к стене. Это нужно для того, чтобы крышу не сорвало ветром. Для крепления используют скрутку из двух проволочек диаметром 4 мм, закрепленные в стену на анкер или ерш. В деревянном доме скрутку можно заменить скобами. Крепление осуществляют на каждую балку или через одну.

В уровне конька

Наслонные элементы опирают на коньковый прогон с врубкой. Дополнительно с двух сторон делают накладку из доски. Накладка нужна и для висячих элементов. Она может быть деревянной или металлической с отверстиями под саморезы.

Сращивание стропил

Существует несколько методов сращивания стропил на крыше своими руками. Выбор между ними во многом зависит от опыта мастера. Место сращивания располагают на расстоянии 0,15 длины пролета от опоры. При этом опорами считаются не только коньковый прогон и мауэрлат, но и подкосы и стойки.

Выделяют пять способов:

стыковое соединение;
косой прируб;
внахлестку;
составные ноги;
спаренные ноги.

Чтобы построить качественную крышу, нужно внимательно изучить технологию, правильно выбрать тип стропил и способы соединения элементов в важных узлах. Это особенно важно, когда возводится стропильная система своими руками.

Стропильная система двускатной крыши считается одной из самых простых в чисто конструктивном плане. В ее составе всего лишь несколько элементов, количество которых уменьшается или увеличивается за счет размеров самой кровли. Но при кажущейся простоте сам процесс возведения двускатной крыши требует знания некоторых нюансов, которые влияют на качество конечного результата.

Что собой представляет двускатная крыша

Из названия становится понятным, что конструкция крыши – это два ската, имеющие прямоугольную форму в плоскости. Чаще скаты имеют одинаковые размеры, но существуют так называемые асимметричные конструкции, в которых скаты по габаритам отличаются друг от друга.

При этом скаты установлены друг к другу под определенным углом, который называют наклоном. Линией соприкосновения является коньковый брус, являющийся частью стропильной системы. По-простому его называют коньком, и он является наивысшей точкой крыши.

Боковые плоскости, сформированные скатами, называются фронтонами. Они имеют треугольную форму. После сооружения крыши боковины облицовывают листовыми или панельными материалами: фанера, ОСП, даже доски и прочее.

Что собой представляет стропильная система двускатной крыши

Основой конструкций скатов являются стропильные ноги, они же стропила. Изготавливают их или из пиломатериалов (брусы, доски), или из стального профиля (уголок, швеллер). В частном домостроение применяют древесину. С ней проще работать, плюс пиломатериалы дешевле.

Устройство стропильной системы двускатной крыши – это не только стропила. Кроме них есть еще несколько обязательных элементов. На фото ниже все элементы двускатной кровли показаны. Обозначим их.

Элементы стропильной системы двускатной кровли

Мауэрлат. По сути, это балка, на которую упираются стропилы. Ее назначение – равномерно распределить нагрузки от стропильных ног на стены дома. Если мауэрлат не использовать, то стропила будут давить на стены точечно, то есть в местах установки возникнут большие напряжения, которые приведет к растрескиванию стен.
Стропила, установленные под наклоном.
Конек, он же коньковый брус или прогон. Его задача – сформировать место стыковки стропильных ног. Коньковый брус – необязательный элемент двускатной крыши. Есть конструкции, в которых его не устанавливают. Но об это чуть ниже.
Затяжки. Используются не всегда, а только на висячих стропилах или, если стропильная система устанавливается на широкий дом.
Балки перекрытия, которые формируют потолок в комнате и пол в чердаке.
Одна из балок перекрытия, которую называют лежнем. Она дополнительно выполняет функции основания для опорных стоек, которые поддерживают стропила. Используется не всегда.
Опорные стойки, они же бабки, поддерживающие стропильные ноги. Их устанавливают лишь в том случае, если длина пролета дома составляет не менее 6 м.
Подкосы, они же диагональные подпорки. Их используют лишь в том случае, если опорные стойки не могут обеспечить общую надежность стропильной системы.

Есть еще один элемент, который хорошо виден на фото ниже. Это опорные стойки для конькового прогона. Их устанавливают, если конструкция стропильной системы имеет большой вес. То есть все строение собирается под тяжелый кровельный материал, к примеру, под керамическую черепицу.

Читайте также: