Устройство стропильной системы крыши. Крепкая кровля: стропильная система крыши и её виды Серия на узлы скатной деревянной стропильной системы
Проектируя любое жилое строение, архитекторы особое внимание уделяют крыше, так как она выполняет не одну, а сразу несколько функций, в зависимости от ее конструктивных особенностей. Нужно сказать, что далеко не всех будущих домовладельцев удовлетворяет обычная двухскатная крыша, хотя ее можно назвать самой надежной, так как она имеет всего две скатные плоскости и один стык между ними. Многих привлекают более сложные конструкции, которые добавляют строению особую привлекательность и оригинальность. Другие, более практичные домовладельцы, предпочитают мансардные конструкции, которые одновременно способны выполнять роль кровли и второго этажа.
Основой любой крыши является индивидуальная стропильная система, имеющая свои конструктивные особенности. Сделать выбор нужного каркаса крыши будет значительно проще, если заранее разобраться какие же виды и схемы стропильных систем используются в строительной практике. После получения подобной информации станет более понятно, насколько сложны такие конструкции в монтаже. Особенно это важно знать, если каркас для крыши предполагается возводить самостоятельно.
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 и неутепленных типов кровель, защищающих стены и внутреннее пространство дома от различных атмосферных воздействий.
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.
Основные элементы конструкции крыши
Детали и узлы стропильных систем
В зависимости от выбранного вида стропильной системы, используемые элементы конструкции могут значительно разниться, однако, существуют детали, которые присутствуют и в простых, и в сложных системах крыш.
К основным элементам стропильной системы скатной крыши относятся:
- Стропильные ноги, формирующие скаты кровли.
- - деревянный брус, закрепляемый на стенах дома и служащий для фиксации на нем нижней части стропильных ног.
- Конек - это стык каркасов двух скатов. Он обычно является самой высокой горизонтальной линией крыши и служит опорой, на которой закрепляются стропила. Конек может быть сформирован стропилами, скрепленными между собой под определенным углом или же зафиксированными на коньковой доске (прогоне).
- Обрешетка - это рейки или брус, монтируемые на стропила с определенным шагом и служащие основой для настила выбранного кровельного материала.
- Подпорные элементы, куда можно отнеси лежни, прогоны, стойки, подкосы, стяжки и другие детали, служат для повышения жесткости стропильных ног, поддержки конька, связывания отдельных деталей в общую конструкцию.
Кроме упомянутых деталей конструкции, в нее могут быть включены и другие элементы, функции которых направлены на упрочнение системы и оптимальное распределение нагрузок крыши на стены строения.
Стропильная система подразделяется по нескольким категориям в зависимости от разных особенностей своей конструкции.
Чердачное пространство
Прежде чем перейти к рассмотрению разных видов крыш, стоит разобраться, каким может быть чердачное пространство, так как многие собственники с успехом используют его в качестве хозяйственных и полноценных жилых помещений.
Конструкцию скатных крыш можно разделить на бесчердачные и чердачные. Первый вариант называется именно так оттого, что пространство под крышей имеет небольшую высоту и используется только в качестве утепляющей сверху помещения здания воздушной прослойки. К таким системам обычно относится или же имеющая несколько скатов, но расположенных под очень незначительным углом.
Чердачная конструкция, имеющая достаточно большую высоту конька, может использоваться по-разному, быть утепленной и неутепленной. К таким вариантам можно отнести мансардный или же двухскатный вариант. Если выбирается кровля с высоким коньком, то в обязательном порядке необходимо учитывать ветровые нагрузки в регионе, где выстроен дом.
Уклон скатов
Чтобы определить оптимальный наклон скатов крыши будущего жилого строения, в первую очередь нужно присмотреться к уже выстроенным малоэтажным соседским домам. Если они стоят уже не один год и стойко выдерживают ветровые нагрузки, то их конструкцию смело можно брать за основу. В том же случае, когда владельцами поставлена цель создать эксклюзивный оригинальный проект, непохожий на стоящие рядом постройки, необходимо ознакомиться с конструктивными и эксплуатационными особенностями различных стропильных систем и произвести соответствующие расчеты.
Следует учитывать, что от того, насколько велик уклон скатов крыши, зависит изменение касательных и нормальных значений силы ветра — чем круче угол наклона, тем большее значение имеют нормальные силы и меньше касательные. Если крыша пологая, то на конструкцию больше влияет касательная нагрузка ветра, так как увеличивается подъемная сила с подветренной стороны и уменьшается с наветренной.
Зимняя снеговая нагрузка тоже должна быть учтена при проектировании кровли. Обычно этот фактор рассматривается в комплексе с ветровой нагрузкой, так как с наветренной стороны снеговая нагрузка будет гораздо ниже, чем с подветренного ската. Кроме этого, на скатах существуют места, где обязательно будет собираться снег, давая большую нагрузку на эту область, поэтому ее следует укрепить дополнительными стропилами.
Уклон скатов крыш может варьироваться от 10 до 60 градусов, и он должен быть выбран не только с учетом консолидированной внешней нагрузки, но и в зависимости от кровельного покрытия, которое планируется использовать. Этот фактор учитывается потому, что кровельные материалы различаются по своей массе, для их закрепления требуется различное количество элементов стропильной системы, а значит, будет разниться и нагрузка на стены дома, и насколько она будет большой, тоже зависит от угла уклона крыши. Немаловажное значение имеют и особенности каждого покрытия по сопротивляемости проникновению влаги – многим кровельным материалам в любом случае необходимо тот или иной уклон для обеспечения свободного схода ливневой воды или тающего снега. Кроме этого, выбирая уклон крыши, нужно заранее продумать то, как будет осуществляться процесс очистки и ремонтных работ на кровле.
Планируя тот или иной угол скатов крыши нужно знать, чем меньше стыков между листами покрытия, и чем они герметичнее, тем меньше можно делать уклон ската, конечно, если не предполагается устроить в чердачном пространстве жилое или хозяйственное помещение.
Если же для покрытия кровли используется материал, состоящий из небольших элементов, например, керамическая черепица, то уклон скатов нужно делать достаточно крутым, чтобы вода никогда не задерживалась на поверхности.
Учитывая вес кровельного материала, нужно знать – чем тяжелее покрытие, тем угол скатов должен быть больше, так как в этом случае нагрузка правильно распределится на стропильную систему и несущие стены.
Для покрытия крыши могут быть использованы следующие материалы: или профильный лист, оцинкованная сталь, волнистые асбестобетонные и битумно-волокнистые листы, цементная и керамическая черепица, рубероид, мягкая кровля и другие кровельные материалы. Ниже на иллюстрации показаны допустимые углы крутизны скатов для различных типов кровельных покрытий.
Базовые конструкции стропильных систем
В первую очередь стоит рассмотреть базовые виды стропильных систем относительно расположения стен дома, которые применяются во всех конструкциях крыш. Базовые варианты разделяют на наслонную, висячую, а также комбинированную, то есть включающую в свою конструкцию элементы и первого, и второго типа систем.
крепления для стропил
Наслонная система
В постройках, где предусмотрены внутренние несущие стены, чаще устанавливается наслонная стропильная система. Монтировать ее гораздо проще, чем висячую, так как внутренние несущие стены обеспечивают для ее элементов надежную опору, а кроме того, для этой конструкции потребуется меньшее количество материалов.
Для стропил в этой системе определяющей опорной точкой является коньковая доска, на которой они и закрепляются. Безраспорный вид наслонной системы может быть обустроен в трех вариантах:
- В первом варианте верхняя сторона стропил фиксируется на коньковой опоре, называемой скользящей, а нижняя их сторона закрепляется путем врубки к мауэрлату. Дополнительно стропила в нижней части фиксируется к стене с помощью проволоки или скоб.
- Во втором случае стропила в верхней части подрезаются под определенным углом и соединяются между собой при помощи специальных металлических пластин.
Нижний же край стропильных ног крепится к мауэрлату подвижными креплениями.
- В третьем варианте стропила жестко скрепляются в верхней части брусками или обработанными досками, расположенными горизонтально, параллельно друг другу с обеих сторон соединенных под углом стропил, а между ними защемляется коньковый прогон.
В нижней части для закрепления стропил, так же, как и в предыдущем случае, применяются скользящие крепления.
Необходимо пояснить, почему для фиксации стропил на мауэрлате часто используются именно скользящие крепления. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от излишнего напряжения, так как стропила не зафиксированы жестко, и при усадке строения они имеют возможность сдвигаться, не деформируя при этом общей конструкции кровельной системы.
Этот вид крепления применяется только в наслонных системах, что также отличает их от висячего варианта.
Однако в некоторых случаях для наслонных стропил применяют распорную систему, в которой нижний конец стропил жестко фиксируется к мауэрлату, а чтобы снять нагрузку со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Этот вариант и называется комплексным, так как включает в себя элементы наслонной и висячей системы.
Новейшие строительные технологии предоставляют сегодня возможность реализовать любую архитекторскую задумку по конфигурации крыши частного дома. Тем не менее классическая двускатная форма, несмотря на многочисленные модные тенденции, остаётся популярной и востребованной. Основой двускатной крыши является стропильная система, поэтому важно грамотно и безошибочно рассчитать её параметры и технические показатели, чтобы обеспечить надёжность и долговечность всей структуре.
Разновидности стропильного каркаса двускатной крыши
Двускатная крыша представляет собой конструкцию, у которой две прямоугольные плоскости, называемые скатами, установлены под заданным углом к стенам, а в качестве фронтонов выступают треугольные части здания.
Крыша с двумя скатами - самая распространённая конструкция, которая безупречно сочетается с любым ландшафтом и прекрасно защищает от непогоды
Двускатные формы крыш применяются на протяжении многих столетий. Они отличаются простотой в обустройстве, прочностью, высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям и возможностью использования в различных климатических районах. Наиболее распространённые формы двускатных крыш - классическая, ломаная и асимметричная.
Для крыш с двумя скатами существует огромное разнообразие архитектурных и технологических решений
Видео: стропильная система двускатной мансардной крыши
https://youtube.com/watch?v=2fSdhbpgj7YНо в последнее время благодаря дизайнерским фантазиям и современным кровельным материалам частные дома всё чаще венчаются необычными двускатными конструкциями, которые становятся изюминкой экстерьера, притягивая взгляды своей оригинальностью и красотой.
Двускатные крыши с необычной стропильной конструкцией отличаются оригинальным внешним видом, однако такая их форма уменьшает полезную площадь чердачного помещения
Однако такие экстравагантные виды крыш нередко уменьшают полезную площадь подкровельного помещения, поэтому, планируя двускатную конструкцию, желательно всё же свои предпочтения сочетать с целесообразностью.
Стропильная система крыши - опора для кровли. Её основными элементами являются стропила, в верхней части соединённые между собой, а в нижней - опирающиеся на внешние стены. Главная задача конструкции - принять нагрузки и передать их на нижнюю обвязку: мауэрлат, балки перекрытия, прогоны, лежни. Степень жёсткости стропильного каркаса определяется размерами здания и его архитектурной сложностью, а также климатическими условиями местности.
Независимо от конфигурации стропильная система должна выполнять своё главное предназначение - принимать все нагрузки и равномерно передавать их через опоры на стены и фундамент
По строению несущую систему двускатной крыши разделяют на два вида.
Нередко помимо основных видов используется комбинированная стропильная система, включающая в себя отдельные звенья обеих конструкций.
В комбинированной стропильной системе одновременно используются характерные элементы наслонных и висячих конструкций
По материалу стропильная система скатной крыши бывает:
Роль стропильной системы столь велика, что во многих странах бытует праздник стропил, которому больше двухсот лет. Когда закончены все трудоёмкие этапы по возведению несущей конструкции крыши, строители вывешивают венок из мяты и дубовых листьев на самой высокой точке дома, символизируя этим, что готовы отчитаться перед заказчиками о проделанной работе и гарантируют безопасность здания.
Если вы решили возводить крышу своими силами, то начинать нужно с формирования эскиза и понимания особенностей двускатной конструкции в целом и каждого её элемента в отдельности.
Возведение двускатной крыши следует начинать с изготовления эскиза с нанесением на него основных габаритов здания
Видео: основные понятия о стропильной системе двускатной крыши
https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8Устройство стропильной системы двускатной крыши
Как и любая крыша, двускатная конструкция состоит из несущей системы, которая включает в себя опорные и поддерживающие фрагменты, и ограждающей части, объединяющей все слои кровельного пирога. Основой для укладки кровельного пирога является стропильный каркас, от строения которого зависит форма крыши.
Все узлы стропильной системы должны обеспечивать прочность и надёжность конструкции, чтобы готовая крыша смогла выдержать расчётные нагрузки
В состав стропильной системы входят следующие элементы.
- Мауэрлат - опорный брус сечением не менее 100Х150 мм, удерживающий всю систему. Он укладывается по верхнему краю наружных стен, на которые будут опираться стропила, и передаёт на стены распределённую нагрузку.
- Стропила - парные составляющие каркаса из досок или бруса, образующие при монтаже треугольник - ведущий фрагмент скатной крыши. Сечение стропильных ног и шаг их установки зависят от укрывного материала и приходящихся на кровлю нагрузок. Опираются стропила на мауэрлат или балки перекрытия либо на верхнюю обвязку и верхние венцы в каркасных и рубленых постройках.
- Лежень - брус сечением 100Х100 или 150Х150 мм, который укладывается на внутренние стены дома (если имеются) и выполняет такую же роль, что и мауэрлат - распределение и передача нагрузки от веса крыши, только не на внешние стены, а на внутренние перегородки.
- Затяжка (подстропильная балка) - нижняя часть образованного парами стропил треугольника, связывающая их основания. Используется при возведении каркаса из висячих стропил.
- Стойки - вертикальные опоры, забирающие часть стропильных нагрузок на себя. Обычно изготавливаются из досок сечением не менее 25Х150 мм. Каркас со стойками сложнее в монтаже, но конструкция получается гораздо надёжнее.
- Прогоны - поперечины, скрепляющие стропильные ноги.
- Подкосы - поддерживающие звенья несущей системы крыши, которые соединяют стропила с остальными элементами конструкции, усиливая таким образом её жёсткость. Благодаря этому стропильная система обретает способность выдерживать большие нагрузки.
Чтобы понять, как работает стропильная система и выбрать правильно технологию монтажа, первоначально нужно ознакомиться со всеми её конструктивными узлами
- Конёк - место соединения стропильных ног. Он расположен горизонтально в самой верхней точке крыши и проходит через все пары стропил, получив за это название конькового хребта.
Коньковый прогон представляет собой горизонтальную балку, которую монтируют в самых верхних частях стропильных ферм
- Кобылки - отрезки досок для наращивания стропил. Используются, если длины стропильных ног недостаточно для обустройства карнизных свесов.
Применение кобылок позволяет использовать для изготовления стропильной конструкции доски и брусья меньшей длины, но главный плюс этих элементов заключается в возможности изменить линию свода крыши и сделать конструкцию более фигурной
Как рассчитать стропильную систему двускатной крыши
Основными параметрами расчёта стропильной системы будут следующие величины.
Значение показателя силы ветра на необходимой высоте берётся из следующей таблицы.
Таблица: значение коэффициента k для разных типов местности
| Высота здания, м | Коэффициент k для различных видов местности | ||
| А | В | С | |
| ≤ 5 | 0,75 | 0,5 | 0,4 |
| 10 | 1,0 | 0,65 | 0,4 |
| 20 | 1,25 | 0,85 | 0,55 |
| 40 | 1,5 | 1,1 | 0,8 |
| 60 | 1,7 | 1,3 | 1,0 |
| 80 | 1,85 | 1,45 | 1,15 |
| 100 | 2,0 | 1,6 | 1,25 |
| 150 | 2,25 | 1,9 | 1,55 |
| 200 | 2,45 | 2,1 | 1,8 |
| 250 | 2,65 | 2,3 | 2,0 |
| 300 | 2,75 | 2,5 | 2,2 |
| 350 | 2,75 | 2,75 | 2,35 |
| ≥480 | 2,75 | 2,75 | 2,75 |
| Примечание: «А» - открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, а также пустыни, степи, лесостепи, тундра; «В» - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м; «С» - городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м. |
|||
Величина нормативного напора ветра W o по климатическим регионам задаётся таблицей, приведённой в п. 6.5 СНиП 2.01.07–85.
Таблица: нормативное давление ветра по регионам
Для определения нормативной снеговой нагрузки используется таблица из п. 5.2 того же документа.
Таблица: значения нормативных снеговых нагрузок по регионам России
| Снеговые регионы | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
| S g , кг/м 2 | 80 | 120 | 180 | 240 | 320 | 400 | 480 | 560 |
Расчёт нагрузок на стропильную систему
Чтобы порядок проведения расчёта был более понятен, рассмотрим на его этапы конкретном примере. Допустим, что:
Рассчитываем нагрузки на стропильную систему.
- Тангенс угла наклона скатов определяется как отношение высоты крыши к половине пролёта. Значит, tg α = Н / D = 2,8 / 3,25 = 0,861. По таблице тангенсов находим значение угла наклона крыши, которое в нашем примере равно 41°.
Для удобства проведения расчётов стропильной конструкции следует пользоваться чертежами с нанесёнными на них основными размерами
- Находим снеговую нагрузку по приведённой выше формуле S = µ · S g . Коэффициент µ определяется углом наклона кровли: µ = 0,033 · (60 - α) = 0,033 · (60–41) = 0,628. Из карты снеговых регионов находим, что S g = 168 кг/м 2 . Тогда S = 0,628 · 168 ≈ 106 кг/м².
- Вычисляем ветровую нагрузку на строящееся здание. Кемеровская область по карте ветровых нагрузок находится в третьей зоне. По таблице нормативного давления W o = 38 кг/м², показатель k берём из колонки «В» приведённой выше таблицы (коттеджный посёлок в черте города) для высоты здания, наиболее близкой к исходному значению - k = 0,65. Тогда давление ветра будет равно W o · k · c = 38 · 0,65 · 0,8 ≈ 20 кг/м². Аэродинамический показатель выбран равным 0,8 осознанно, так как угол наклона кровли превышает 30°, а в таком случае согласно п. 6.6 СНиП 2.01.07–85 ветер давит на крышу, поэтому в расчёт рекомендуется брать наибольшее положительное значение.
- Рассчитываем необходимую толщину утеплителя для нашего примера, поскольку именно от неё зависит нагрузка теплоизоляционного слоя на стропильную систему. Толщина слоя утепления рассчитывается по формуле Т = R · λ, где R - нормируемое тепловое сопротивление для конкретной местности согласно карте, вложенной в СНиП II-3–79, λ - коэффициент теплопроводности утеплителя. Например, для минераловатного плитного утеплителя «Роквул», укладываемого в выбранном нами регионе, λ = 0,04, R = 4,83. Таким образом, T = 4,83 · 0,04 = 0,193. Округляя до ближайшего кратного 5 см числа, получаем толщину слоя утепления в 20 см.
Для точного расчёта толщины утеплителя нужно использовать карту теплопроводности по регионам, вложенную в СНиП II-3–79
- Считаем величину нагрузки на кровлю со стороны утеплителя. Максимальное значение плотности материала равно 40 кг/м 3 . Следовательно, на единицу площади он будет оказывать давление, равное 40 · 0,2 = 8 кг/м 2 .
- Находим общую нагрузку от веса кровли на стропильную систему. Она будет равна суммарному весу кровельного покрытия (предположим, металлочерепицы), паро- и гидроизоляционной плёнки, сплошного настила, обрешётки и контробрешётки и утеплителя: Q = 5 + 0,3 · 2 + 5 + 20 + 8 = 38,6 ≈ 39 кг/м².
- Определяем суммарную нагрузку на стропильную систему как сумму снеговой и ветровой составляющей и нагрузки от кровельного пирога: P = 106 + 20 + 39 = 165 кг/м². Прибавляя запас прочности в 10%, получаем 165 · 1,1 = 181,5 кг/м².
Таблица: определение угла по значению его тангенса
| tg α | Угол α, град. |
| 0,27 | 15 |
| 0,36 | 20 |
| 0,47 | 25 |
| 0,58 | 30 |
| 0,7 | 35 |
| 0,84 | 40 |
| 1 | 45 |
| 1,2 | 50 |
| 1,4 | 55 |
| 1,73 | 60 |
| 2,14 | 65 |
| Примечание: если угол покатости α ≤ 30°, коэффициент µ принимают за 1; если угол α ≥ 60°, µ = 0; если 30° < α < 60°, то µ высчитывают по формуле µ = 0,033 · (60 - α). |
|
Расчёт сечения, длины и шага стропил
Основные параметры стропильных балок рассчитываются по следующему алгоритму.
- Длину стропильных ног вычисляем по теореме Пифагора: L = √H² + D², где H - высота кровли в коньке, D - половина пролёта. Подставляя значения из нашего примера, получаем, что L = √2,8² + 3,25² = √18,4 ≈ 4,3 м. Прибавляем ширину карнизного свеса 0,5 м и вынос под водосток 0,4 м, тогда L = 4,3 + 0,5 +0,4 = 5,2 м.
- Определяем сечение пиломатериалов для изготовления стропильных ног, ориентируясь на исходные и расчётные показатели. Воспользуемся формулами упрощённого расчёта: H ≥ 8,6 · L max · √ при α < 30° и H ≥ 9,5 · L max х √ для α ≥ 30°. Здесь Н - ширина доски (см), L max - максимально возможная рабочая длина стропил (м), B - произвольно взятая толщина доски (см), Q r - нагрузка на один погонный метр стропильной ноги (кг/м), R изг - сопротивление древесины на изгиб (кг/см).
- Поскольку угол наклона у нас превышает 30°, то рассчитывать будем по второй формуле, но перед этим определим общую нагрузку на один погонный метр каждого стропила: Q r = A · Q, где A - шаг стропил (наибольшее значение, рекомендуемое производителем кровельного покрытия, в нашем случае оно равно 950 мм), Q - общая нагрузка. Таким образом, Q r = 0,95 · 181,5 ≈ 172 кг/м. Помимо этого, принимаем R изг = 130 кг/см (согласно СП 64.13330.2011 для древесины II сорта). Поскольку стропильную конструкцию мы делаем из наслонных стропил, соединённых между собой в зоне конькового прогона, вся длина стропил считается рабочей, так что в качестве L max берём полную длину стропил.
- Подставляем все эти значения в формулу расчёта: H ≥ 9,5 · L max · √ = 9,5 · 5,2 · √172 / (5 · 130) = 9,5 · 5,2 · 0,51 ≈ 25,2 см.
- В таблице находим подходящее значение ширины доски, равное 250 мм, и видим, что её толщина может варьироваться от 25 до 250 мм.
Таблица: стандартные размеры пиломатериалов хвойных пород по ГОСТ 24454–80
| Толщина доски, мм | Ширина доски, мм | ||||||||
| 16 | 75 | 100 | 125 | 150 | - | - | - | - | - |
| 19 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | - | - | - | - |
| 22 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | - | - |
| 25 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 32 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 40 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 44 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 50 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 60 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 75 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 100 | - | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 125 | - | - | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | - |
| 150 | - | - | - | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | - |
| 175 | - | - | - | - | 175 | 200 | 225 | 250 | - |
| 200 | - | - | - | - | - | 200 | 225 | 250 | - |
| 250 | - | - | - | - | - | - | - | 250 | - |
Чтобы найти нужную толщину доски, смотрим таблицу зависимости сечения от длины стропил и шага, согласно которой при шаге 0,95 м, длине стропил 5,2 м и ширине 250 мм сечение пиломатериалов составит 75Х250 мм.
Таблица: сечение пиломатериалов в зависимости от длины и шага стропил
| Шаг стропил, см | Длина стропил, м | ||||||
| 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | |
| 215 | 100Х150 | 100Х175 | 100Х200 | 100Х200 | 100Х200 | 100Х250 | - |
| 175 | 75Х150 | 75Х200 | 75Х200 | 100Х200 | 100Х200 | 100Х200 | 100Х250 |
| 140 | 75Х125 | 75Х175 | 75Х200 | 75Х200 | 75Х200 | 100Х200 | 100Х200 |
| 110 | 75Х150 | 75Х150 | 75Х175 | 75Х175 | 75Х200 | 75Х200 | 100Х200 |
| 90 | 50Х150 | 50Х175 | 50Х200 | 75Х175 | 75Х175 | 75Х250 | 75Х200 |
| 60 | 40Х150 | 40Х175 | 50Х150 | 50Х150 | 50Х175 | 50Х200 | 50Х200 |
Теперь осталось лишь проверить правильность расчётов, т. е. выполнение контрольного неравенства / ≤ 1. Подставляем значения: 3,125 · 172 · 5,2³ / (7,5 · 25³) = 0,64 ≤ 1, то есть неравенство выдержано, значит, сечение для стропильных ног подобрано правильно.
Попробуем уменьшить сечение, чтобы сэкономить на пиломатериалах. Возьмём, к примеру, доски 75Х200 мм. Подставляем числовые параметры: 3,125 · 172 · 5,2³ / (7,5 х 20³) = 1,26. Получилось значение, большее единицы, т. е. условие по прочности не соблюдено. Поэтому экспериментировать не будем, а возьмём за основу для закупки древесины сечение 75Х250 мм, полученное в результате строгого расчёта.
Сделав все промежуточные расчёты, определяем количество пиломатериалов для стропильной системы. Для этого умножим длину стропил на их количество: 5,2 · 14 · 2 = 145,6 м. Добавляем запас в 10% и получаем 145,6 · 1,1 = 160 погонных метров.
Таблица: сечение бруса для обустройства балок перекрытия и мауэрлата
| Шаг установки балок перекрытия, м | Сечение бруса для мауэрлата и балок перекрытия в зависимости от длины пролёта и шага установки балок при полной нагрузке 400 кг/м² | ||||||||
| 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | |
| 0,6 | 75Х100 | 75Х150 | 75Х200 | 100Х200 | 100Х200 | 125Х200 | 150Х200 | 150Х225 | 150Х250 |
| 1,0 | 75Х150 | 100Х150 | 100Х175 | 125Х200 | 150Х200 | 150Х225 | 150Х250 | 175Х250 | 200Х250 |
Полная нагрузка на мауэрлат будет равна сумме общей нагрузки на стропильную систему и веса стропил.
- Определяем вес стропил. Он равен массе 160 погонных метров доски сечением 75Х250. Сначала вычисляем объём древесины V = 160 · 0,075 · 0,25 = 3 м³. Используем для стропильной системы, допустим, сосну, плотность которой равна 520 кг/м³, тогда суммарный вес материала будет равен 3 · 520 = 1560 кг. В расчёте на единицу площади получим 1560 / (160 · 0, 25) = 39 кг/м².
- Суммируем данные для получения полной нагрузки на мауэрлат: 181,5 + 39 = 220,5 кг/м².
- Приводим данные таблицы в соответствие нашим расчётам значениям. Таблица сечения бруса рассчитана на нагрузку 400 кг/м², следовательно, все значения нужно умножить на поправочный коэффициент 220,5 / 400 = 0,55. Значит, ширина бруса должна быть равна 0,55 · 175 = 96,25 мм, а толщина - 0,55 · 250 = 137,5 мм. Таким образом, для мауэрлата потребуется брус сечением 100Х150 мм, а это согласно ГОСТ и СНиП является оптимальным размером. Увеличивать сечение больше расчётного нет смысла, чтобы не создавать ненужную дополнительную нагрузку на стены и фундамент.
- Рассчитаем объём бруса по формуле V = S · L, где S - сечение бруса, а L - необходимая длина: V = 0,1 · 0,15 · 2 · 12 = 0,36 м³.
Подведём итог: для создания стропильной системы двускатной крыши нам понадобится 160 погонных метров или 3 м³ сосновой доски II сорта сечением 75Х250 мм и 0,36 м³ бруса сечением 100Х150 мм.
Видео: расчёт стропильной системы
Технология монтажа несущей системы двускатной крыши своими руками
После окончания подготовительных работ, расчёта стропильной системы и закупки необходимых пиломатериалов можно начинать монтаж. Мы разделим его на несколько стадий и дадим описание каждой из них.
Укладка мауэрлата и крепление к стенам
Опорный брус укладывается по верхнему краю стен, на которые в дальнейшем будут крепиться стропильные ноги или фермы. В бревенчатых срубах функции мауэрлата выполняет верхний венец, а в кирпичных постройках или в домах из пористых материалов по всей длине опорных стен помещается отдельный брус. Поскольку типовая длина пиломатериалов обычно меньше длины стен, то участки мауэрлата сращивают, для чего брусья запиливают строго под прямым углом и связывают между собой болтами.
Брусья мауэрлата сращиваются прямым замком и скрепляются друг с другом болтами
Гвозди, деревянные нагели и проволоку для наращивания мауэрлата не используют, так как места соединения должны быть максимально прочными, способными выдержать большие нагрузки.
Видео: крепление мауэрлата на армопояс
Технология крепления опорного бруса предусматривает два способа:
- со смещением в какую-либо сторону;
- чётко посередине опорной стены.
Мауэрлат при этом нужно размещать так, чтобы до внешнего края стен оставалось не менее 5 см.
Укладывают брус на гидроизоляционную основу, в большинстве случаев рубероид, чтобы защитить его от намокания, гниения и повреждений. Для крепления мауэрлата к стене используют:
Изготовление стропильных ферм или ног
Изготавливать стропила и фермы можно двумя способами.
- Сборка прямо на крыше. Этот метод применяется нечасто, так как осуществлять замеры, подрезки и т. д. на высоте довольно проблематично.
- Формование на земле, когда фермы или пары стропил собираются внизу и уже готовыми изделиями подаются на крышу. В этом способе есть плюсы и минусы. Преимущество такого метода в удобстве и скорости изготовления, а слабое место в том, что вес готовых фрагментов получается весьма значительным, поэтому для поднятия их на высоту может потребоваться специальная техника и оборудование.
Перед изготовлением ферм или стропильных пар желательно сделать шаблон. Собранные по нему фрагменты стропильной системы будут более точными и одинаковыми.
Установка стропил
Готовые стропильные элементы поднимают на крышу и устанавливают на опору, используя для придания устойчивости временные распорки и подкосы. Для стыковки стропил с опорным брусом в нижнем поясе стропильные ноги запиливают по изготовленному заранее фанерному трафарету, чтобы обеспечить их плотное прилегание к мауэрлату.
Запил делают только на стропилах, чтобы срез не ослабил опорный брус.
Фиксируют стропила к опоре гвоздями, уголками, скобами или деревянными коротышами. Крепление должно быть надёжным и прочным, чтобы предотвратить смещение стропил вдоль оси мауэрлата.
Крепление стропильных ног к мауэрлату является одним из самых важных соединений, от его прочности зависит долговечность крыши и безопасность людей, находящихся в доме
Видео: основные способы соединения стропильных элементов
https://youtube.com/watch?v=GbTAu5-flfsПроцесс установки стропил происходит в следующей последовательности.
- Монтаж начинают с установки ферм или стропильных пар на противоположных торцах крыши. После укрепления между ними протягивают бечёвку, которая обозначает линию конька и упрощает установку следующих фрагментов. Далее с рассчитанным шагом выставляют остальные стропильные элементы.
Уровень в виде натянутой бечёвки обозначит линию конькового хребта и упростит установку стропильных пар или ферм
- Когда стропила изготавливаются на крыше, после закрепления двух крайних пар сразу же монтируют опору конька - коньковый брус, к которому фиксируют не пары, а одиночные стропила. Однако здесь взгляды профессионалов расходятся. Одни предлагают устанавливать стропила в шахматном порядке, поскольку считают, что такая схема позволит более равномерно распределить и передать нагрузку на стены и фундамент. После монтажа одной части стропил устанавливают недостающие составляющие пары. Другие мастера предпочитают последовательное размещение каждой стропильной пары. Ну что ж, у каждого свои секреты, но при монтаже стропильного каркаса своими силами нужно исходить из простоты и удобства.
- Конструктивные элементы соединяют при помощи врубки с дополнительным креплением скобами.
Крепление стропил между собой и к коньковому прогону помимо врезок и врубок осуществляется железными скобами, металлическими уголками, саморезами и гвоздями
- При необходимости стропильные ноги удлиняют - косым прирубом с фиксацией мест соединения болтами, лобовым упором с накладками, встык, составным способом или сшивая стропила попарно.
Установка конька двускатной крыши
Коньковый узел формируют путём соединения стропил между собой в верхнем поясе. Варианты такого соединения следующие:
- с укладкой опорного (конькового) бруса, что актуально для больших и сложных по форме крыш, так как коньковый брус впоследствии станет опорой для вертикальных стоек;
При соединении конструктивных элементов без конькового прогона стропила срезаются под углом наклона скатов и крепятся гвоздями с добавочной фиксацией деревянными или металлическими накладками, а для большей жёсткости дополнительно соединяются затяжками
- с набивкой между стропилами накладок для большей прочности конькового узла;
Для обеспечения прочности между узлами крепления стропил к коньковому прогону устанавливают дополнительные бруски
- посредством врубки;
Врубка может применяться в комплексе с другими видами креплениями - «внахлёст», «шип-паз», накладками или металлическими уголками
- шарнирным способом, когда коньковый прогон состоит из двух параллельных брусьев, расположенных на расстоянии друг от друга с соединёнными над ним стропилами, но не встык, а с расщелиной между ними, чтобы обеспечить подвижность стыковки и хороший вентиляционный зазор.
Шарнирный метод соединения стропил в коньковом узле используется нечасто, хотя он весьма прост в монтаже и позволяет стропильной системе балансировать при усадке несущих стен
Видео: простая установка стропильной системы двускатной крыши под металлочерепицу
Несмотря на лёгкость монтажа и несложный расчёт, обустройство стропильной конструкции двускатной крыши всё же имеет много нюансов. Но, взяв за основу инструкции производителей, нормативные акты и рекомендации, данные в этой статье, вы без труда сможете построить прочный и надёжный стропильный каркас для своего дома самостоятельно. Удачи вам.
- с укладкой опорного (конькового) бруса, что актуально для больших и сложных по форме крыш, так как коньковый брус впоследствии станет опорой для вертикальных стоек;
Стропильная система – самый сложный и один из наиболее ответственных элементов дома, от правильности ее строительства во многом зависит комфортность и время эксплуатации строения. Расчет и проектирование стропильной системы должен делаться только опытными строителями или инженерами со специальной подготовкой.
Спроектировать деревянную стропильную систему намного сложнее, чем любые металлические конструкции. Почему? В природе не существует двух досок с абсолютно одинаковыми показателями прочности, на этот параметр влияет очень много факторов.
Металл имеет одинаковые свойства, которые зависят только от марки стали. Расчеты будут точными, ошибка минимальная. С деревом все намного сложнее. Для того чтобы минимизировать риски разрушения системы, нужно давать большой запас по прочности. Большинство решений принимается непосредственно строителями на месте после оценки состояния пиломатериалов и с учетом особенностей конструкции. Очень важен практический опыт.
Цены на различные виды строительных досок
Доски строительные
Почему нужно сращивать стропила
Есть несколько причин, по которым требуется сращивать стропила.
- Длина крыши превышает стандартную длину пиломатериалов . Стандартная длина досок не превышает шести метров. Если скат имеет большие размеры, то доски придется удлинять.
- Во время строительства остается много хороших досок длиной 3–4 м . Чтобы понизить сметную стоимость здания и уменьшить количество непродуктивных отходов, для изготовления стропил можно использовать эти куски, предварительно срастив их.
Важно. Нужно помнить, что прочность сращенных стропил всегда ниже, чем целых. Нужно стараться, чтобы место сращивания располагалось как можно ближе к вертикальным упорам.
Способы сращивания
Существует несколько способов сращивания, однозначно лучшего или худшего нет. Мастера принимают решения с учетом своих навыков и конкретного места размещения стыка.
Таблица. Способы сращивания стропил.
| Метод сращивания | Краткое описание технологии |
|---|---|
| Применяется на досках толщиной не менее 35 мм. Довольно сложный метод, требует практического опыта выполнения плотницких работ. По прочности соединение самое слабое из всех существующих. Преимущество – экономия пиломатериалов. Практически на стройках применяется очень редко. |
| Длина стропильных ног увеличивается с помощью накладки. Накладка может быть деревянной или металлической. Если длина двух отрезков досок недостаточна по параметрам стропильной системы, то такой способ позволяет их увеличить. Соединение встык имеет самые высокие показатели прочности на изгиб, широко применяется во время строительства различных сооружений. |
| Внахлест. Две доски фиксируются с нахлестом. Самый простой метод, по прочности занимает среднее положение. Недостаток – общая длина двух досок должна быть больше проектной длины стропильной ноги. |
В этой статье мы рассмотрим два наиболее простых и надежных метода сращивания: встык и внахлест. Косой прируб трогать нет смысла, его почти не используют из-за большого количества недостатков.
Требования строительных норм и правил к сращиванию стропил
Неумелое сращивание стропил по длине может не только резко понизить их устойчивость к изгибающим нагрузкам, но и стать причиной полного разрушения конструкции. Последствия такой ситуации очень печальные. Строительные правила предусматривают определенные закономерности во время выбора размеров крепежа, мест его установки и длины накладок. Данные взяты с учетом многолетнего практического опыта.
Сращенные стропила будут намного прочнее, если для их соединения использовать не гвозди, а металлические шпильки. Инструкция поможет сделать самостоятельный расчет соединения. Достоинство метода – универсальность, с его помощью можно решать проблемы не только с удлинением стропил, но и с наращиванием иных элементов кровли. Специализированные компании выполнили черновые расчеты и собрали данные в таблицу, но в ней указываются только минимально допустимые параметры.
- Диаметр и длина шпилек
. В любых случаях диаметр шпилек должен быть ≥ 8 мм. Более тонкие не обладают достаточной прочностью, использовать их не рекомендуется. Почему? В металлических соединениях диаметр шпилек рассчитывается на усилия растяжения. Во время стягивания металлические поверхности настолько сильно прижимаются между собой, что удерживаются за счет силы трения. В деревянных конструкциях шпилька работает на изгиб. Отдельные доски нельзя стянуть с большим усилием, шайбы проваливаются в доску. Кроме того, во время изменения показателей относительной влажности доски изменяют толщину, за счет этого уменьшается усилие стягивания. Шпильки, работающие на изгиб, должны иметь большой размер. Конкретный диаметр шпильки нужно определять по формуле d ш = 0,25×S
, где S – толщина доски. К примеру, для доски толщиной 40 мм диаметр шпильки должен быть 10 мм. Хотя это все довольно относительно, нужно иметь в виду конкретные нагрузки, а они зависят от многих факторов.
- Длина нахлеста досок
. Этот параметр всегда должен быть в четыре раза больше ширины досок. Если ширина стропил 30 см, то длина нахлеста не может быть менее 1,2 м. Мы уже упоминали, что конкретное решение принимается мастером с учетом состояния пиломатериалов, угла наклона стропил, расстояния между ними, веса кровельных материалов и климатической зоны расположения здания. Все эти параметры оказывают большое влияние на устойчивость стропильной системы.
- Расстояние между отверстиями для шпилек
. Крепеж рекомендуется фиксировать на удалении не менее семи диаметров шпилек, от края доски расстояние должно быть не менее трех диаметров. Это минимальные показатели, на практике рекомендуется их увеличивать. Но все зависит от ширины доски. Нельзя за счет увеличения расстояния от края слишком уменьшать расстояние между рядами шпилек.
- Количество стягивающих шпилек . Есть довольно сложные формулы, но на практике ими не пользуются. Мастера устанавливают два ряда шпилек с учетом расстояния между ними, отверстия располагаются в шахматном порядке.
Стропильная система – основа крыши, от нее зависит надежность и прочность кровли, ее способность противостоять осадкам и ветру. Конструкция стропильной системы определяется формой крыши и особенностями планировки дома, а также применяемыми материалами. Стропильная система, возводимая своими руками, обычно выполняется из дерева, но возможно применение и других материалов, например, металлического профиля.
Виды стропил и их применение
Выбор стропильной системы – ответственный шаг, требующий знания конструкции каждого из видов кровли. Стропила могут быть:
- Наслонные стропила, опирающиеся на коньковый прогон и мауэрлат. Применяются при возведении односкатной, простой двускатной крыши, а также как один из элементов вальмовой и ломаной мансардной крыши.
- Скользящие стропила – разновидность наслонных стропил, применяемая для деревянных строений, дающих большую усадку. Их отличием является скользящее крепление стропил к мауэрлату, что позволяет компенсировать усадку стен без деформации кровли.
- Висячие стропила – система из стропил, стянутых ригелями или затяжками, обычно применяется при строительстве простой двускатной крыши, а также в качестве верхних стропил мансардной крыши. В висячей стропильной системе коньковый прогон отсутствует, и в верхней части симметричные стропильные ноги опираются непосредственно друг на друга.
- Накосные стропила, иначе называемые угловыми или диагональными. Применяются для выполнения трехскатной или четырехскатной крыши, а также для кровли со сложной геометрией.
Элементы стропильной системы
Любые стропила предназначены для распределения и передачи нагрузки кровли на стены дома. Основными элементами, на которые опираются стропила, являются:
- Мауэрлат – брус, закрепленный на верхней плоскости стен по периметру всего дома;
- Лежни – опорные брусья, уложенные на внутренние несущие перегородки или колонны;
- Балки перекрытия верхнего этажа;
- Стойки и опоры;
- Прогоны – горизонтальные опорные элементы, уложенные вдоль оси крыши на стойки.
Стропильная ферма состоит из следующих элементов:
- Стропильные ноги – доски или брус, образующие контур крыши и уложенные с определенным шагом;
- Затяжки или ригели – горизонтальные элементы, стягивающие парные стропильные ноги между собой;
- Подкосы – опоры, поставленные под углом и поддерживающие стропильные ноги;
- Кобылки – доски, закрепленные на нижнем конце стропил и образующие свесы крыши;
Нарожники – короткие стропила, опирающиеся на диагональные стропила в вальмовой крыше.
Все эти элементы в частном строительстве обычно выполняют из дерева – бруса или доски хвойных пород, высушенного естественным образом. Дерево пропитывают антисептиком, что позволяет продлить срок его службы. Толщина и сечение элементов определяется расчетом.
Технология выполнения наслонных стропил
- До начала строительства необходимо выполнить эскиз крыши и рассчитать ее размеры. Сечение и шаг стропил, а также необходимость установки дополнительных опор и подкосов также определяются расчетом.
- Укладывают и выставляют опорные элементы: мауэрлат, лежни и балки перекрытий, стойки, коньковый и промежуточные прогоны. Подробно эти операции описаны в статьях, посвященных различным типам крыши:
- Изготовляют шаблон стропил. Для этого берут доску с шириной, соответствующей расчетной длине стропил, с такой же шириной, но с меньшей толщиной – она легче и ее проще точно подогнать по месту. Доску прикладывают к месту установки крайнего стропила одним концом к коньковому прогону, другим – к мауэрлату.
- В верхней части шаблона размечают верхний запил. Форма запила должна быть такой, чтобы доска ложилась на коньковый прогон и при этом плотно прилегала к противоположному стропилу. Глубина запила должна составлять не более 1/3 ширины доски.
- После выпиливания верхнего запила шаблон еще раз прикладывают по месту и размечают нижний запил – он должен опираться на мауэрлат, не оставляя больших зазоров. Конец шаблона опиливают под углом так, чтобы срез находился в вертикальной плоскости.
- Полученный шаблон прикладывают в месте установки всех стропильных ног, проверяя, нужна ли будет подгонка по месту. Если шаблон подходит идеально (что случается редко) можно сразу изготовить необходимое количество стропильных ног. Если же нужна корректировка нижнего запила, то по шаблоны вырезают только верхнюю часть каждого стропила, а нижний запил каждый раз делают по месту.
- Стропила ставят с установленным расчетом шагом. Обычно он составляет от 50 до 120 см и зависит от типа кровельного покрытия, а именно от его тяжести, и от ожидаемой снеговой нагрузки. Наиболее тяжелыми покрытиями являются шифер и керамическая черепица, но они в настоящее время применяются редко. Чаще выбор делается в пользу более современных, легких и надежных материалов: металлочерепицы, ондулина, мягкой кровли. Для них шаг стропил можно выбрать около 100 см, не выполняя сложных расчетов.
- Сначала устанавливают стропила со стороны фронтонов. Стропильную ногу опирают на коньковый прогон и мауэрлат и закрепляют на два гвоздя 100-150 мм в каждом узле крепления. Установив стропильную пару, дополнительно скрепляют ее: в верхней части с помощью накладок из металла и саморезов с одной стороны и уголков с ребром жесткости с другой, в нижней части – скобами или также на уголки.
- После установки стропил с обоих фронтонов крыши между ними натягивают бечевку и выравнивают остальные стропила по ней. Крепление стропил производят аналогично.
- Устанавливают подкосы, если того требуют результаты расчета. Подкосы выполняют из того же материала, что и стропила. Прикладывают доску подходящей длины под нужным углом к стропилу и размечают нижний запил. Важно учесть, на что будет опираться подкос: на балку перекрытия или на лежень, от этого зависит форма нижнего запила. После выполнения нижнего запила подкос ставят по месту и отмечают линию отреза по стропилам. Подготовленный подкос ставят враспор между балками и стропилами и закрепляют с помощью металлических накладок или уголков.
Установка подкосов на крыше
Технология выполнения вальмовых диагональных стропил
- Поскольку стропила для вальмовой крыши устанавливают диагонально, обычные способы их крепления не подходят. К тому же нагрузка на диагональные стропила значительно выше, чем на наслонные или висячие, поэтому материал для их выполнения должен иметь большее сечение. Можно использовать брус толщиной от 100 мм, однако практика показывает, что удобнее выполнить эти стропила из двух сложенных и скрепленных досок стандартной толщины.
- Диагональные стропила верхним концом опирают на стойки, нижним – на сходящиеся под прямым углом брусья мауэрлата. Их размечают по месту, и основной их особенностью является то, что запилы выполняют не перпендикулярно к плоскости доски, а под углом в 45 градусов. При выполнении стропил из срощенных досок выполняют сначала одну сторону с косыми запилами, потом вторую, в зеркальном отображении.
- Доски стягивают между собой на саморезы, гвозди или шпильки. Закрепляют вальмовые стропила с помощью накладок и саморезов.
Лучше понять основные приемы возведения стропильной системы своими руками поможет видео.
При выполнении любой стропильной системы своими руками важно тщательно закреплять все узлы и соединения и помнить, что крыша – это основная защита вашего дома от ненастья. Поэтому важно не только сделать качественный каркас, но и выбрать подходящий , например, профнастил, и правильно уложить его.
Используют, как правило, пиломатериалы древесины хвойных пород.
Для различных элементов и деталей стропильной деревянной системы применяют дерево определенного типа и сорта. При применении пиломатериалов в стропильно-балочной системе нужно учесть следующие свойства и показатели дерева: прочность на изгиб, сжатие, скалывание, плотность дерева и его влажность.
Деревянные стропильные конструкции обязательно должны соответствовать специальной степени огнестойкости помещения. Они в обязательно порядке должны быть обработаны специальными огнезащитными средствами и .
Существует огромное множество разнообразных вариантов и элементов устройства деревянных стропильных конструкций. Существуют следующие виды стропильных конструкций: наслонные или висячие стропила, комбинированные, с затяжкой, и др. Самыми популярными стропильными конструкциями считаются наслонные и висячие.
Чтобы избежать провисания всей конструкции к нижнему концу бруса при помощи хомутиков из полосовой стали крепят горизонтальную затяжку для опоры балок всего чердачного перекрытия. Если пролет до 12 м, то в конструкцию стропил вводят подкосы, которые уменьшают расчетную длину всех стропильных ног.
Висячие деревянные стропила работают как на сжатие, так и изгиб.
Ниже рассмотрим типы стропильных конструкций:
- обычные висячие стропила
- двойные висячие стропила
Не редко для увеличения всей площади чердачного помещения в системе деревянных висячих стропил не применяются затяжки, а используются подкосы.
Мауэрлат крыши
В данном случае стропильные ноги врубаются в сам мауэрлат. Нижняя плоскость должна лежать на стене, а в верхней нужно сделать определенные врубки для правильного соединения со стропильными ногами.
Все подкосы упираются в конец деревянного . При этом нагрузки, которые скомпенсировала бы затяжка, напрямую передаются на все стены. Как результат, данное решение стропильной деревянной системы возможно лишь при наличии особой массивной конструкции .
Висячие стропила — это деталей и элементы стропильных конструкций, которые располагаются в одной вертикальной плоскости и соединяются друг с другом при помощи вырубок, болтов, гвоздей, хомутов и скоб.
Существует комбинированная стропильная система — это установка и наслонной, и висячей стропильной конструкции, которые чередуются по очереди. Где отсутствуют промежуточные опоры, применяют висячие стропильные системы, а там где присутствуют, – наслонные стропильные системы.
Стропила с затяжкой
Применяются для пролетов до 15 м. Пролеты данной длины нуждаются в определенных промежуточных распорках, т.е. в специальных затяжках. Их монтируют на высоте строения между двумя стропилами и связывают. А продольные распорки предотвратят боковой изгиб.
Затяжка стропил крыши
Все конструкции с подпорными деревянными брусьями должны быть собраны в виде стропильных конструкций усиленных специальными подпорками, которые будут опираться на поперечные балки и все несущие стены, а также в виде шпренгельных систем. Понятие шпренгель – это конструктивный элемент по типу незамкнутой треугольной стержневой системы, которая присоединена к главным стропильным несущим конструкциям.
Жесткость конструкции данной крыше придает продольный подкос или распорка. Использование подкосов дает снижение общей нагрузке на всю конструкцию. Вертикальные подкосы обычно крепятся с либо стойками при помощи врубок, цапф, стальных накладок.
Шпренгельные висячие стропильные деревянные системы
Шпренгель
Вся нагрузка от стропильных ног идет на стойки, которые передают ее дальше на несущие основные . При помощи данной конструкции нагрузка будет распределяться между всеми несущими стенами. Стойки крепятся у оголовков основных несущих стен. Нижние концы всех стоек крепят при помощи подвесных цапф.
Шпренгельные балки выпускают из цельного полнотелого дерева или клееного дощатого массива. Обычно, они небольшой высоты. Хорошая и качественная несущая способность шпренгельных балок осуществляется при помощи шпренгельной системы и подпирающих ее деревянных брусьев.
Шренгельные балки могут покрывать огромные пролеты. Иногда их комплектуют поясами из стали.
Сложные конструкции стропильной системы
Выпускаются по типу стропильных ферм. Решетчатые фермы делятся на типы по форме своих просветов: треугольные, трапецеидальные либо параллельными поясами. Обычно, решетчатые фермы производят симметричными, но возможны и прочие варианты, пример, . Распространенная решетчатая ферма включает в себя верхние и нижние пояса, стойки и раскосы.
Надежное и качественное соединение несущих деревянных конструкций с центральными опорами в одну общую систему называется рамой. Связанные в раму стойки и балки, обязательно скрепляются или входят друг в друга. На сегодняшний день есть два главных типа рам – двухшарнирные и трехшарнирные. Двухшарнирные рамы комплектуются ригелем, проходящим по всей ширине готовой рамы. Данные рамы наилучшим образом подойдут для конструкций с маленьким углом наклона. Трехшарнирные рамы состоят из двух равных половин, которые подпирают друг друга в районе конька крыши. Трехшарнирные рамы используют там, где необходим более значимый угол наклона.
Расчет стропильных конструкций и окончательный подбор их элементов и деталей доверяйте специалистам. На действуют огромные нагрузки. Помимо собственного веса на нее воздействуют ветровые нагрузки, проливные дожди, град, снег и наледь. Крыша достаточно часто претерпевает разнообразные
