Устройство и монтаж стропильной системы. Основные функциональные задачи стропильных систем

При обустройстве скатных конструкций крыш, стропильная система является каркасом для покрытия и для удержания материалов «кровельного пирога». При грамотном монтаже каркасной конструкции будут создаваться необходимые условия для правильной «работы» утепленных и неутепленных типов кровель, защищающих стены и внутреннее пространство дома от различных атмосферных воздействий.

При выборе вида стропильной системы приходится учитывать немало разносторонних критериев

Кровельная конструкция также всегда является завершающим архитектурным элементом экстерьерного оформления строения, своим видом поддерживая его стилистическое направление. Тем не менее, конструктивные особенности стропильных систем в первую очередь должны соответствовать требованиям прочности и надежности, которым должна соответствовать крыша, и лишь затем уже – эстетическим критериям.

Каркас стропильной системы формирует конфигурацию и угол наклона крыши. Эти параметры во многом зависят от природных факторов, характерных для конкретного региона, а также от желания и возможностей домовладельца:

Количество осадков в разные периоды года.
Направление и средняя скорость ветра в местности, где будет возводиться постройка.
Планы по применению пространства под крышей – обустройства в нем жилых или нежилых помещений, или же использования его лишь в качестве воздушной прослойки для термоизоляции расположенных ниже помещений.
Разновидность планируемого материала кровельного покрытия.
Финансовые возможности домовладельца.

Атмосферные осадки и сила потоков ветра дают весьма чувствительную нагрузку на строение кровли. Например, в регионах с обильными снегопадами не стоит выбирать стропильную систему с небольшим углом наклона скатов, так как снеговые массы будут задерживаться на их поверхности, что может привести к деформации каркаса или кровельного покрытия или к протеканиям.

Если же местность, где будет производиться стройка, славится своими ветрами, то лучше выбирать конструкцию с небольшим уклоном ската, чтобы случающиеся резкие порывы не сорвали отдельных элементов крыши и кровли.

Стропильная система.

Эта статья — о конструктивном элементе кровли. О геральдическом знаке и знаке различия см. Стропило (знак) .

Стропила одной из башен в крепости Орешек

Стропи́ла (стропильная система) — несущая система скатной крыши , состоящая из наклонных стропильных ног , вертикальных стоек и наклонных подкосов. При необходимости стропила «связываются» понизу горизонтальными подстропильными балками .

Стропила можно подразделить на наслонные, висячие и висячие фермы со шпалами .

Наслонные стропила концами опираются на стены здания, а средней частью (при пролёте между опорами более 4,5 м) — на промежуточные опоры. Висячие же стропила опираются только концами на стены здания . Висячие стропила устраивают в том случае, если расстояние между опорами (противоположными наружными стенами здания) не превышает 6,5 м. Наличие дополнительной опоры позволяет увеличить ширину, перекрываемую стропилами, до 12 м, а двух опор — до 15 м.

Конец стропильной ноги с шипом

Конец затяжки с выемкой под шип стропильной ноги

Соединение верхних концов стропильных ног

Стропила состоят из:

Опора стропил производится:

Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу. В том случае, если стропильные ноги в сечении имеют небольшую ширину, они могут со временем провиснуть. Чтобы избежать этого, необходимо применять специальную решётку, состоящую из стойки, подкосов и ригеля. Для изготовления стоек и подкосов используют доски шириной 150 мм и толщиной 25 мм или деревянные пластины, получаемые из бревна , диаметром не менее 130 мм.

Для закрепления стропильной ноги применяется затяжка, связывающая нижние концы стропильных ног каждого стропила. При скольжении по затяжке стропильный конец может нарушить её целостность. Чтобы предотвратить скольжение, врубать стропильную ногу в затяжку рекомендуется зубом, шипом или тем и другим одновременно. Стропила устанавливаются на расстоянии 300—400 мм от края.

М.

Установка стропил без конькового прогона. Обзор видов и типов установки стропильных систем для двухскатной крыши

Двускатные крыши одни из самых популярных кровельных конструкций. Их основой является стропильный каркас, где в роли главных несущих элементов выступают стропильные ноги.

Они могут быть висячими и наслонными стропилами. В чём их различия, какие бывают виды стропильных систем для двухскатной крыши, где их чаще всего применяют – обо всём этом узнаете, прочитав данную статью.

Варианты

В поперечном разрезе двускатная крыша выглядит в виде треугольника. Это профиль двух стропил под прямоугольными скатами кровли, которые вверху объединены с коньковым прогоном в единый узел. Их нижние концы опираются на мауэрлат и связаны балкой перекрытия.

На схеме изображены основные несущие элементы двускатной кровли. Более подробно о них ниже:

– горизонтальная деревянная балка, уложенная поверх наружных несущих стен дома. В этом качестве используют брус или доски. Крепят к кладке с гидроизоляцией анкерными болтами или шпильками. В каркасных домах мауэрлат крепят скобами. В срубах роль мауэрлата исполняет верхнее бревно венца.
— основные несущие элементы крыши. Они являются опорой для обрешётки с кровельным покрытием, образуя два вида каркаса. Это наслонные и висячие стропильные системы. О них подробно ниже.
(коньковый прогон или брус) является связующим звеном для стропил. Бывает несущим ригелем при опоре на стойки.
– поперечный брус, стягивающий противоположные стропила. Балку называют ещё затяжкой и ригелем в зависимости от вида сопротивления (растяжение или сжатие), возникающего в элементе.
выполняет ту же функцию, что и мауэрлат. Балка служит основанием для стоек на несущей внутренней стене.
– брус, передающий нагрузку от прогона на лежень.
– параллельные коньку балки, поддерживающие стропильные ноги.

Стропильная система двускатной крыши. Устройство конструкции для двускатной кровли

Стропильные несущие конструкции для 2-х скатных крыш могут быть висячие или наслонные . Эти виды различаются не только по способу устройства и крепления, они предназначены для определенных типов домов в соответствии с их параметрами/размерами.

Стропильная система двухскатной крыши представляет собой конструкцию треугольного вида, где две наклонные плоскости-скаты соединяются в верхней точке воедино коньковым прогоном.

Классический вариант стропильной системы включает в себя следующие основные составляющие модули:

Мауэрлат – располагается в нижнем основании, является связующим звеном между несущими стенами и крышей. Представляет собой брус, на который опираются стропильные ноги, и другие стропильные элементы.
Ноги стропильные – чаще деревянные, но при строительстве больших зданий, используют металлические элементы. Это основные детали стропильной системы, они образуют угол уклона, создают два ската. Стропила должны быть из качественного материала, прочными и крепкими, так как они обеспечивают основную опору для обустройства кровельного пирога, укладки финишного покрытия.
Конек или коньковый брус – наружное, горизонтальное соединительное ребро, на котором фиксируются верхние части стропильных ног.
Затяжки – элементы, которые соединяют противоположные стропила поперек, обеспечивают жесткость и прочность.
Боковые прогоны – дополнительно поддерживают стропила.
Лежни – равномерно перераспределяют нагрузку от кровельной конструкции. Это бруски, которые устанавливают вдоль мауэрлата.
Стойки – «снимают» нагрузки от прогонов, направляя на лежни.

Стропильная система чертеж. Устройство и изготовление стропильной системы крыши

Стропила — традиционный способ обустройства. Они собираются из удлинённых деревянных брусьев, которые обычно имеют уклон от центральной балки конька.

Стропильная система обязательно соединяется с внешними стенами строения.

Возведение крыши с использованием стропил представляет собой сооружение деревянного каркаса, каждая часть которого тщательно измеряется и отрезается по размерам, после чего стягивается под нагрузкой.

Устройство деревянного каркаса кровли

Если вкратце, то стропила используются для поддержки сооружения крыши и её кровельного настила. Если вы строите новый дом,или техническую/хозяйственную пристройку к уже существующему зданию, то одно из важнейших решений, которые приходится принимать, — это выбор способа поддержки кровли . Во многих случаях оптимальным решением будет установка стропил.

Стропильная система включает в себя:

Два основных внешних бруса, которые предназначены для поддержки конструкции крыши.
Центральный продольный брус – конёк крыши.
Совокупность наклонных поперечных брусьев, угол установки которых должен совпадать с углом ската кровли.
Горизонтальные доски обрешётки/контробрешётки, служащие основой для настила чердачного пола.
Стальные стяжные скобы, предназначенные для соединения каждого поперечного бруса с внешней рамой стропильной системы.
Рёбра жёсткости (опционально), которые устанавливаются в местах повышенных нагрузок на кровлю. Такие рёбра, например, предусматриваются в тех случаях, когда на крыше будет монтироваться резервуар для сбора дождевой воды или система солнечных батарей.

Во многих случаях стропильные конструкции эффективнее ферм. Основные преимущества :

Допускают значительное увеличение высоты чердачного помещения, вследствие чего чердак можно приспособить под дополнительную комнату или в качестве склада сезонных вещей.
Универсальность. Стропила изготавливаются и собираются непосредственно на стройплощадке, поэтому при доставке компонентов сооружения логистические проблемы отсутствуют.
Идеально подходят для небольших строительных проектов домов или пристроек к ним, поскольку подгонка брусьев производится прямо на месте.
Сокращение времени проектирования, поскольку нет необходимости в детальной проработке всей конструкции.

Важно : стропильная система разрабатывается под конкретное планировочное решение дома (как правило, небольших размеров).

Виды стропил

Поскольку стропила определяются как наклонные элементы кровли, то основная часть каркаса строится в соответствии с выбранным типом крыши. Кровельные стропила — это элементы кровли, поэтому они подразделяются на горизонтальные и наклонные .

Размеры стропил зависят от геометрических характеристик кровли. Низ опирается на раму, которая является связующим звеном между стеной и крышей. Верх (конёк) крепится к наклонным элементам одним из множества способов, определяемых типом кровли – скобами или гвоздями.

По расположению, форме и размерам стропила бывают:

Обычные/прямые , которые идут под углом в 900 от верхней части стеновой плиты к коньку крыши, но имеют и наклонные элементы (которые поддерживаются обрешеткой), а также горизонтальные подкосы. Располагаются на расстоянии от 300 до 450 мм от центра, в зависимости от материала кровельного покрытия. Чем больше высота прямого участка, тем выше будет чердак дома. Монтаж стропил традиционного исполнения обычно не встречает каких-либо сложностей.
Криволинейные (наклонные) . Каждая доска в этом случае состоит их двух элементов, образующих переменный по углу скат крыши. Архитектурная выразительность увеличивается, но для обустройства потребуются специально подготовленные пиломатериалы. Технология их подготовки достаточно сложна.
Каркасы горизонтального типа , которые используются при строительстве плоских крыш строений, не предусматривающих наличие вспомогательных помещений под кровлей. Наиболее просты в изготовлении и монтаже. Представляют собой ряды поперечных досок, попеременно прикрепляемых то к верхней, то к нижней части продольных брусьев.
Для обеспечения необходимой жёсткости сечение продольных брусьев должно быть развёрнуто в положение «на ребро».

Монтаж стропильной системы вальмовой крыши. Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крыши Схема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Правила установки стропильной системы. Стропильные конструкции наслонного типа

Стропильные конструкции наслонного типа значительно проще в исполнении, чем их висячие собратья. Обоснованный плюс наслонной схемы заключается в обеспечении полноценного проветривания, которое напрямую связано с долгосрочностью службы кровли.

Отличительные конструктивные особенности:

Обязательное наличие опоры под коньковой пяткой стропильной ноги. Роль опоры может играть прогон – деревянная балка, опирающаяся на стойки или на внутреннюю стену строения, или верхний торец смежной стропилины.
Использование мауэрлата для возведения стропильной конструкции по стенам из кирпича или искусственного камня.
Применение дополнительных прогонов и стоек там, где стропильным ногам по причине крупного габарита крыши требуется дополнительные точки опоры.

Минус схемы заключается в наличии конструктивных элементов, влияющих на планировку внутреннего пространства эксплуатируемого чердака.

Если чердак холодный и в нем не предполагается организация полезных помещений, то наслонной конструкции стропильной системы для устройства двускатной крыши стоит отдать предпочтение.

Правила установки стропильной системы. Стропильные конструкции наслонного типа

Типовая последовательность работ по сооружению наслонной стропильной конструкции:

Первым делом промеряем высоты постройки, диагонали и горизонтальность верхнего среза остова. При выявлении вертикальных отклонений кирпичных и бетонных стен, устраняем их цементно-песчаной стяжкой. Превышение высот сруба стесываем. Путем подкладывания щепы под мауэрлат с вертикальными огрехами можно бороться, если величина их незначительна.
Поверхность перекрытия под укладку лежня необходимо тоже выровнять. Он, мауэрлат и прогон должны быть четко горизонтальны, но расположение перечисленных элементов в одной плоскости не обязательно.
Обрабатываем все деревянные детали конструкции перед установкой антипиренами и антисептическими препаратами.
По бетонным и кирпичным стенам прокладываем гидроизоляцию под установку мауэрлата.

Монтаж стропильной системы односкатной крыши. Стропильная система односкатной крыши: 120 лучших фото-проектов частных домов с пошаговой технологией возведения своими руками

Конструкция считается самой экономной и простой. На нее уходит минимум материала. Процесс строительства — простой. Возведение своими силами позволит усвоить первоначальные навыки кровельщика. Стоит только последовательно выполнять предписания технологии.

Разобравшись в устройстве сооружения, возвести надежную кровельную систему, не составит особого труда. Соблюдение основных требований считается основополагающим условием.

Один скат удобен при покрытии сооружений для бытовых нужд. В основном это касается гаражей, отдельных террас, веранд, сараев. Жилые дома покрываются, таким образом, крайне редко, за исключением любителей минимализма и хай-тека.

Закрываемое пространство невелико. Для чердака он мало подходит, поэтому его редко отделяют от основной части помещения. Вместо перекрытия используются наклонные надежные ноги или распорки.

Варианты установки стропильной системы для односкатной крыши

Чтобы опора была надежной можно воспользоваться:

Двумя несущими стенами из бетона, кирпича или дерева. Их высота должна различаться. Мауэрлат выступает в качестве опоры. Его укладывают двумя полосами, несвязанными между собой;
Бетонным поясом с арматурой. Его проектируют отдельно и строят, когда возводят стены. Одна несущая из подходящего материала плюс опоры напротив. Для навесов или пристроек. Применяются кронштейны из стали. Они прикручиваются к стене;
Парой рядов опор из дерева, бетона или кирпича. Пятки должны устанавливаться на часть обвязки. Они могут одновременно стать элементами для обшивки и стен каркаса.

Один скат выполняется, когда пролет меньше или равен четырем с половиной метров. Если он больше, то его необходимо усилить. Для этого существуют подкосы наряду с прогонами или опорами.

Оптимальные размеры стропильной системы

При их изготовлении применяется второсортный лес. Подходит как брус, так и бревна, обтесанные с обеих сторон. Данные можно заложить в любую понравившуюся программу для проведения конкретных расчетов.

Усредненные значения для средней полосы следующие:

Для возведения каркаса более чем в четыре с половиной метра – бревна сто восемьдесят на двести миллиметров. Брус сто на сто пятьдесят;
Размер сто двадцать на сто восемьдесят оптимальный для пролета менее четырех с половиной метров. Брус сто на сто.

Значения мауэрлата соответствуют сто восемьдесят на двести. Для подкосов идет брус восемьдесят на восемьдесят.

Для больших пролетов – брус сто восемьдесят на сто восемьдесят.

Определение шага стропил

Коробка определяет размер шага. На равные участки предстоит разделить скаты для опоры. расстояние должно быть одинаковое:

Брус и бревна – от полутора до двух метров;
Спаренная доска от метра до метра семидесяти пяти;
Одинарная доска – от шестидесяти сантиметров до метра двадцати.

Шаг для ног определяется с учетом размера утеплителя, который должен быть установлен по возможности жестко.

Монтаж односкатной крыши для гаража

Наиболее простой вариант, справиться с которым не составит труда. Можно разобрать поэтапный процесс для лучшего ознакомления с технологией:

Брус укладывается на прокладку с гидроизоляционными свойствами. Тогда ему не будет страшен прямой контакт с пенобетоном. Шаг крепления – восемьдесят сантиметров. Применяются уголки;
Выполняется стропильный шаблон. Установке предполагает наличие запаса до шестидесяти сантиметров. Излишки после отрезаются;
С учетом глубины врубки (одна треть доски по ширине), отмечаются места для запилов;
Стены размечаются. Стропила касаться бетона, при этом, не должны. Оставляется расстояние в четыре-пять сантиметров;
Ноги выполняются согласно шаблону, устанавливаются и крепятся;
Выполняется шаблон для кобылок. Должна быть учтена ширина свесовой части. Выполняются и монтируются все элементы для карниза с применением гидроизоляционного материала;
Излишки устраняются, после чего прибивается по всему краю доска (ветровая).