Что такое стропильная система и стропила: виды, назначение, устройство

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.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы кровли будут прочными и крепкими.

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть следующим:

• Древесина берется 1 — 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
• Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см 2 .
• Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
• Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Важные термины

• Стропилины — несущая часть кровли из наслонных стропильных ног, подкосов и стоек установленнных вертикально, которые опираются на мауэрлат.
• Стропильная нога — одна стропилина.
• Мауэрлат — опора для стропилин, горизонтальный брусок, расположенный на поверхности стен, распределяющий на них одинаковую нагрузку кровли с погодными осадками.
• Затяжка — горизонтальная балка, объединяющая стропилины; освобождая их от действий в горизонтальном направлении силы, придаёт кровле стойкость.
• Бабка — отвесная опорная деталь для упрочнения стропилин, нижней частью опирается на затяжку, верхняя — является опорой для стропилин.
• Распорка — брусок, вставленный между бревнами, чтоб мешать их соединению.
• Подкос — наклонный брусок, поддержует перекрытия и кровли (горизонтальные элементы балки), опираясь на детали стоящие вертикально (стойки и колонны).
• Конек — верхняя горизонтальная балка, образовываемая соединением скатов крыши.

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.

Необходимость использования

Все это используется для того, чтобы придать крыше качества устойчивости при воздействии высоких нагрузок. В последствие кровля обретает свойства надежности, а стропила передают нагрузку от веса всей системы и снега на внутренние опоры здания. Если здание обладает небольшими пролетами, то следует использовать наслонные стропила. Если отсутствуют промежуточные опоры, то следует задействовать конструкцию из висячих стропил.

Где используются стропила

Стропило – это элемент, который является частью одной большой системы для упрочнения кровли. В зависимости от того, какими конструктивными особенностями будет обладать крыша, используются разные стропильные системы. При современном строительстве к стропилам и кровельным системам в целом предъявляются определенные требования, среди них:

• практичность;
• низкие затраты на монтаж и изготовление;
• долговечность;
• прочность;
• простота установки;
• функциональность; эстетичность.

Стропило – это элемент, который может использоваться в конструкциях односкатных, двухскатных и ломаных крыш. Эти элементы присутствуют и в крыше Судейкина. В первом случае применяются стропила в виде балок, их опирание осуществляется на стены, довольно часто это позволяет сделать кровлю эксплуатируемой. Конструкция крыши в этом случае должна быть предварительно спроектирована, только так можно будет распределить нагрузку по используемой кровле. Стропило, значение которого упомянуто в статье, может использоваться и в двухскатной крыше, в этом случае система имеет треугольные фермы, которые располагаются под определенным углом. Ноги должны находиться на мауэрлате, при этом они дополнительно комплектуются ригелями и растяжками.

Если есть желание оставить пространство для обустройства мансарды, то следует выполнить ломаную крышу, стропильная система которой будет более сложной. В этом случае используется сразу несколько видов стропил. Стоит отметить, что очень оригинальной и привлекательной является конструкция крыши Судейкина. В этом случае стропила соединяются между собой, формируя четыре треугольных ската. Такая система подходит для квадратных заданий.

Что такое стропила с точки зрения конструктивных особенностей

Вы можете самостоятельно осуществить строительство крыши. Стропила в ее составе могут быть наклонными. В этом случае верхний узел фиксируется с помощью шарнира, а нижний – посредством плавающего соединения. Такие конструкции стропил в виде профильных систем принято называть безраспорными. В данной системе не происходит передача нагрузки на мауэрлат. Коньковое соединение выполняется максимально жестко, опора на мауэрлат происходит с помощью шарнира. В этом случае на стены передаются раздвигающие усилия. Данная система, которая объединяет висячие и наслонные стропила, еще называется гибридной. Перераспределение нагрузки – основной принцип работы данной системы. Вес кровли принимается стропилами ногами, которые соединены встык и работают на изгиб. При этом коньковый брус не является столь обязательным элементом, так как он почти бездействует.

Для справки

Распорные стропила, фото которых представлены в статье, должны обустраиваться с учетом качества выполнения болтовых соединений. Предварительно в изделиях следует просверлить отверстия, диаметр которых должен оказаться на один миллиметр меньше по сравнению с диаметром болта или шпильки. Если они будут излишне большими, то в процессе проведения работ может произойти повреждение мауэрлата.

Выбор материала

Слово стропило известно сегодня каждому строителю, однако не всякий домашний мастер знаком с тем, какой лучше материал использовать для изготовления данных элементов в конструкции крыши. В основе может лежать древесина, монолитные железобетонные конструкции или металл. В качестве последнего выступают оцинковка или сталь, в первом случае удается получить облегченные конструкции. При выборе материала специалисты советуют уделить внимание назначению постройки. При этом должны быть учтены и предполагаемые нагрузки на кровлю. Деревянные стропила используются наиболее часто, для этого подбирается качественный клееный брус или массив древесины. Для работ понадобятся не только пиломатериалы, но и плотницкие инструменты, а также элементы крепежа. Если вы решили применить клеенный брус, то он должен иметь ширину в пределах от 12 до 18 м, а вот цельные бревна и доски могут иметь любую конструкцию

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

• верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
• верхняя обвязка в каркасных домах;
• мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Типы стропильных систем — чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Виды стропил по распределению нагрузки

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

Виды стропил

В зависимости от сложности крыши различают несколько видов стропил. Для сложных видов кровли — мансардная, вальмовая, двускатная используют наслонные или висячие стропила. Для односкатных крыш преимущественно используют наслонные стропильные ноги. Основанием для таких стропил служит опорная стена или коньковый брус (прогон), висячие образуют стропильную ферму, опираясь друг на друга.

С помощью стропильных ферм есть возможность пролёты помещений перекрыть без опорных стен. Внизу стропила, которые располагаются по противоположной стороне, крепятся к балке перекрытия или мауэрлату, а вверху соединяются между собой. Чтобы придать конструкции необходимую жёсткость стропильные ноги соединяют затяжками или накладками. Если длина стропил превышает 4,5 метра, то для надёжности опоры используют подкосы или дополнительные стойки.

Нижняя часть наслонных стропил крепится к балке или мауэрлату. Сверху их крепят на дополнительную балку, брус или коньковый прогон. Дополнительные подкосы и стойки усиливают стропила с большими пролётами.

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.

Наслонные

Такая стропильная система в основном используется при обустройстве внутри здания несущих стен. Установка относительно проста, поскольку чем больше точек опоры, тем легче монтаж. Количество используемых материалов сравнительно невелико (если сопоставлять это с другими типами). Главной точкой опоры выступает доска конька. На ней все и держится.

Стоит отметить, что у безраспорных наслонных систем есть три частных типа:

• с фиксацией верхних участков стропил на коньковых (скользящих) точках опоры и с врубкой низа в мауэрлат (дополнительное усиление — скобы либо проволока);
• с подрезкой сверху под заданным углом (стыковка происходит за счет стальных пластин);
• жесткое соединение наверху, выполняемое через бруски либо обработанную горизонтальную доску (коньковый прогон зажимают между самими соединенными под углом стропилами).

Иногда наслонные стропила делают с распорной системой. Нижний край накрепко присоединяют к мауэрлату.

Возникающие побочные нагрузки корректируются путем добавления подкосов и затяжек.

Строго говоря, это так называемый комплексный, а не чисто наслонный вариант. В нем содержатся некоторые черты, характерные для висячих систем.

Состав

Перед тем как выполнить монтаж кровли, необходимо сделать точный расчет нагрузок, которые будут на нее воздействовать, а также составить подробный проект. Эти нехитрые вычисления помогут определить, какие элементы войдут в наслонную стропильную систему, рассчитать их сечение и расстояние между ними. Если крыша имеет опору на внутренние несущие стены, то ее каркас состоит из следующих компонентов:

• Мауэрлата и лежня. Этими терминами называют опорные элементы кровельной конструкции, фиксируемые на верхний ярус стен, на которые опираются скаты крыши. Они изготавливаются из древесины хвойных пород сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Лежень отличается тем, что крепится на внутренние несущие перегородки, а него можно закрепить вертикальные стойки, поддерживающие конек.
• Стропил. Наслонные стропила устанавливаются попарно вдоль ската крыши. Их особенность в том, что они имеют 2 точки опоры – на мауэрлат и на коньковый прогон. Благодаря этому конструкция получается прочной и не испытывает нагрузку на распирание. Шаг между стропилами, толщину ног определяет расчет, учитывающий вес кровельного покрытия и климатические условия.
• Подстропильных элементов. Подстропильными элементами называют дополнительные опорные элементы, благодаря которым крыша приобретает большую несущую способность. В эту категорию входят вертикальные опоры, называемые стоками, горизонтальные затяжки, а также подкосы, поддерживающие стропила.
• Обрешетки. Обрешетка крепится перпендикулярно стропильным ногам, на нее выполняется монтаж кровельного материала. Расчет нагрузок определяет, каким должно быть основание кровли – сплошным или решетчатым.

Устройство наслонной стропильной системой
Наслонная стропильная система

Важно! В конструировании наслонной стропильной системы главное, перед тем как выполнять монтаж, правильно выполнить расчет постоянных и временных нагрузок, которым подвергается крыша дома. Отличительными чертами каркаса этого типа является использование внутренних несущих стен для установки лежня, вертикальных строек, поддерживающих коньковой конструкции.

Как правильно соединить наслонные стропила в конструкции

1. Соединяющиеся между собой доски нужно обрезать так, чтобы получилась плотная, надежная конструкция, и прибить с обеих сторон (детальнее: «Как соединить стропила между собой»).
2. Крепление ног производится непосредственно к коньку при помощи торцевого запила.
3. Соединяются ноги внахлест к коньку на гвозди или металлические саморезы.

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Распорная система

Распорную систему мы имеем возможность создать, применяя несколько безраспорных стропильных систем с заменёнными в них различными степенями систем. Получаем шарнирную опору для использования её в качестве распорной системы, крепко-накрепко зафиксированной гвоздями. Все составляющие системы остаются неизменны, даже напряжения стропильных систем и соответственно изгиба. Но в этой ситуации образуется распор, который раздвигает стенки постройки.

Система, имеющая в своём составе разные виды стропил, называется смешанной. Зато распорная система обладает высокой устойчивостью к различным нагрузкам, только мауэрлат нужно обязательно зафиксировать на поверхности стены сооружения.

Чтобы значительно снизить распор на стенки, рекомендуется установить прогоны, обязательно жёсткие, которые можно получить, если добавить побольше стоек или балок.

Первый вариант

На нижнем конце стропильной ноги делается врубка (запил) или прикрепляется опорный брусок.

Это необходимо, чтобы упереть стропильную ногу в мауэрлат, закрепленный на стене.

В верхней части стропила делают горизонтальный увеличенный запил (врубку), имеющий скос под определенным углом, чтобы стропило боковой щекой не уперлось в прогон.

Иначе у стропила создастся сопротивление изгибу.

Несмотря на то, что на краях стропильной ноги изгибающий момент практически нулевой, допустима подрезка в этих местах.

Но с определенными лимитами по глубине:

• если стропило имеет высоту h больше 180 см, то глубина подрезки равняется 0.3 h;
• если высота стропила равна 120-180 мм, то глубина подрезки равняется 0.4 h;
• если же высота меньше 120 мм, то глубина подрезки равняется 0.5 h.

Зона опирания (длина подрезки) для всех вариантов не изготавливается больше, чем высота сечения стропила.

Когда подрезка верха стропила по каким-либо причинам невозможна, то его следует искусственно нарастить обрезком стропила, и с двух сторон закрепить монтажными пластинами.

При монтаже верхней врубки следует следить за тем, чтобы поверхность была максимально горизонтальной.

Иначе система из безраспорной превратится в распорную!

Второй вариант

Такой вариант является самым распространенным.

При этом варианте реализации наслонных стропил низ стропильных ног делают на подвижном ползуне.

Верхняя часть стропильной ноги закрепляется при помощи болтового соединения или гвоздевого боя.

Второй вариант крепления верхнего конца стропил – упереть их друг в друга, и объединить при помощи зубчатых стальных пластин или деревянных накладок.

При использовании такого варианта во время крепления нижнего конца стропильной ноги к мауэрлату необходимо скрупулезно соблюдать шаг стропил, полученный при расчете.

Крепят стропило двумя гвоздями, которые вбивают в боковые поверхности пол некоторым углом, либо одним гвоздем, который забивают через верх, либо используют гибкую пластину.

Отличие соединения зубом и «в шип»

1. Благодаря высокой прочности соединение «в шип» отлично подходит для строительства из дерева. Шип представляет собой выступающую на бревне часть, которая соединяется с гнездом, шпунтом или проушиной другого бревна. По размеру и форме эти два элемента должны совпадать друг с другом.
2. Соединение зубом выполняется при помощи ступеньки, вырубленной в одном бревне, и выемки – в другом. Так же, как и в случае с предыдущим способом, для плотного прилегания деревянных конструкций крыши нужно соблюдать пропорции их размеров и формы.

Если застройщиком собирается деревянная кровля — узлы ног при соединении с кровельными элементами должны крепиться болтами, шурупами, скобами и саморезами. Диаметр отверстия должен быть меньше на 1-2 мм самого крепежа, крепление скоб выполняется по обе стороны элементов.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Детали, размещающиеся под стропилами

Для придания надежности конструкции необходимо оснастить ее поперечной схваткой. Этот метод слегка повышает устойчивость в узлах наслонных стропил. Закрепление схватки производится в пунктах пересечения опор, которые удерживают коньковый прогон. Она размещается на расстоянии 2 м от пола чердака, чтобы люди могли свободно перемещаться по нему. Если край стропила выносится за стену, надежность наслонной системы обеспечивается при любом типе давления.

Укрепляя поперечные схватки, необходимо высверливать идентичные с диаметром болтов отверстия или на 1 мм меньше. Если возникнет непредвиденная аварийная ситуация, схватка сработает моментально.

Повышение надежности наслонных стропил достигается при помощи дополнительного укрепления нижней части опор, удерживающих коньковый прогон. Однако это не всегда осуществимо, так как каждый чердак имеет свои особенности построения.

Если применяется подкос, стропила подпираются дополнительной стойкой, которая создает систему из 2-х пролетов. Он закрепляется под наклоном в 45° при помощи бруска или накладок.

Грамотный подбор системы наслонных стропил и ее конструктивных особенностей с учетом всех деталей обеспечит любую крышу высокой степенью прочности.

Ключевые моменты монтажа наслонных стропил

Имея на руках рассчитанную схему устройства, можно приступать к монтажу стропильной системы. Установка выполняется в несколько этапов, основные из них такие:

1. По верху наружных стен укладывают мауэрлат – доску или брус. Чтобы предупредить загнивание мауэрлата, между ним и стеной прокладывают гидроизолирующий материал – рубероид, толь и т.п.

2. По верху промежуточной стены укладывают лежень, который необходим для крепления вертикальных стоек.

3. На лежне закрепляют стойки с шагом 3-6м.

4. Сверху, на стойки, устанавливают коньковый прогон.

5. Выставляют стропила с шагом 0,6-1,2 м. Снизу стропильная нога крепится к мауэрлату в соответствии с выбранной схемой креплений (на шарнире или на ползуне). Сверху стропильные ноги либо выкладывают отдельно на коньковый прогон, либо соединяют верхние края между собой, опирая на конек.

6. Если схема предусматривает, стропильные ноги соединяют горизонтальными схватками.

7. Опять же, по требованию схемы, выставляют подкосы, опорные элементы.

Выполняя работы по установке стропил нельзя допускать оплошностей. Следует помнить, что стропильная система – это каркас крыши, который должен выдерживать все возможные нагрузки. Неправильно рассчитанная или смонтированная система может запросто привести к перекосу и даже разрушению всей крыши.

Расчёт компонентов крыши

Каждая структура и конструкционные характерные черты кровельной концепции находят решение ещё на рубеже проектирования сооружения. Структура кровли главным способом оказывает большое влияние в комплект материалов, применяемых во время монтажа и систему несущих стенок.

Стропила наслонного вида отделываются обрешёткой. На них устанавливается кровельный пирог с пароизоляцией и гидроизоляцией.

Порядок устройства стропил

Процесс возведения кровли состоит из следующих последовательных действий:

1. Расчет стропильных ног на основе их длины. Для этого можно воспользоваться следующей таблицей:



2. В тех случаях, когда материалов необходимой (в соответствии с проектом) длины и толщины нет в наличии, они создаются посредством сращивания с использованием гвоздей или саморезов.
3. Изготавливается шаблон стропил. Если основой конструкции являются стойки и подкосы, оптимальным является изготовление шаблонов также для них.

Важный момент: в случае возведения вальмовых конструкций, в основном имеющих четыре ската, необходимо учесть их специфику. Длина стропил, располагающихся в точке смыкания скатов, непременно должна сокращаться по мере спуска от конькового бруса в направлении мауэрлата. Она называется накосной ногой или стропильной диагональной ногой. Вследствие сложности конструкции вальмовой кровли изготовление шаблонов осуществляется для тех деталей скатов, которые считаются основными. Сборку и подгонку всех остальных элементов приходится осуществлять непосредственно на месте.

Предварительно подготовленные и тщательно подогнанные материалы поднимаются на место выполнения работ.

4. Процесс монтажа начинается со стоек и бруса конька (конькового прогона) – это осуществляется при их наличии в соответствии с проектом. Для повышения надежности можно осуществить дополнительное крепление стоек к несущим конструкциям здания. Принятие таких мер является гарантией предупреждения возможных сдвигов.
5. Стропила устанавливаются к крепежам и посредством самого подходящего способа закрепляются к мауэрлату. На участках верхнего соединения они монтируются к брусу конька или скрепляются друг с другом.
6. При наличии горизонтальных схваток в соответствии с проектом (этот момент в определенной степени объединяет висячие и наслонные стропила) на данном этапе осуществляется их крепление.
7. После этого устанавливаются подкосы, шпренгели, остальные опорные элементы.
8. Следующий шаг – монтаж отвесов. На них оказывает влияние конструкция кровли и величина длины стропильных ног.

В случае осадков вода может попадать на нижние части ограждающих конструкций строения (стен). Для предупреждения подобного явления сооружение кровли осуществляется таким образом, чтобы ее край выходил за границу наружных стен хотя бы на 0,5 м. При осуществлении упора на мауэрлат с помощью шипа или зуба на нижний конец стропил, который располагается с боковой стороны, прибивают особый элемент – кобылку, благодаря чему их длина увеличивается.

9. Если проект дома предусматривает использование кобылок, они должны быть обшиты сплошной деревянной обрешеткой на всем протяжении периметра строения.

Обшивка обрешеткой является последним этапом перед началом создания кровельного пирога, в который входят устройство паро- и гидроизоляции, укладка утеплителя и работы по укладке кровельного покрытия.

Висячие

К такому способу обычно прибегают, если внутри дома нет капитальных перегородок, которые можно было бы использовать как опору. При этом дистанция между боковыми несущими конструкциями — не менее 6 м, а иногда даже больше 11 м. Опирание кровельной конструкции на несущие стены – не самое плохое решение, однако при этом появляется мощная распорная нагрузка.

Немного сократить подобное напряжение помогает введение затяжек либо ригелей. Крепить их можно в любой точке, независимо от высоты стропильных узлов. Чаще всего применяется доска сечением 5х20 см, но все же правильнее исходить из индивидуального расчета по конкретному проекту.

Характеристика висячих стропил

Висячие стропила — это наиболее элементарный вид стропильных систем, их характеристики:

1. У стропил делают лишь несколько опорных точек, которыми выступают, в частности, несущие стены строения. В подобном случае ноги для стропил работают и на изгиб, и на сжатие. Стропильные ноги ложатся на мауэрлат — это утолщённый брус или изделие из соединённых досок. Мауэрлат прочно крепится на торце основных стен. Стропильные ноги врубают в мауэрлат, а в качестве дополнительного крепежа используют кронштейны или скобы.
2. Вся конструкция распирает ограждение стены.
3. Чтобы компенсировать распирание, создают затяжки, которые соединяют стропильные пары. В основном они устанавливаются в самом низу, благодаря чему затяжки параллельно выступают и перекрытием крыши. В некоторых вариантах их располагают выше, но тогда затяжки приобретают более мощные, ведь нагрузка на затяжки многократно увеличится.
4. Затяжки не только компенсируют распирающее усилие, но и не дают разъединяться стропильным ногам.
   Самым простым видом стропильных систем считаются висячие стропила

Если крыша дома сложной конструкции, виды стропил можно чередовать. Например, при наличии опор или средней основной стены делают монтаж наслонных стропил, а при отсутствии таковых элементов — висячие стропила.

Опора стропил

Опора стропильных ног производится на:

• В деревянных брусчатых или же рубленых зданиях (срубах) — на верхние венцы;
• В каркасных строениях— на верхнюю обвязку;
• В каменных, монолитных и кирпичных домах — на мауэрлат (деревянные брусья толщиной от 100 до 200 мм).

  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 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.

  Кобы́лка — отрезок деревянной доски, применяющийся для удлинения нижнего конца стропильной ноги и расположения на нём свеса крыши или сплошной обрешётки, лежащей на карнизе.

  Наро́жник — элемент кровельной системы здания, укороченная стропильная нога, поддерживающая участок ската между накосной стропильной ногой и свесом крыши.

Усадка дома

Стандартный коэффициент усадки сруба, высота которого составляет порядка трёх метров, равен порядка пяти процентов. Таким образом, усадка дома за один год может составлять около двадцати сантиметров, что негативно сказывается на несущих элементах крыши. Грамотные строители при проектировании составляют два варианта – первоначальный и с учётом усадки.

Таких проблем лишены висячие стропильные системы. Для наслонного типа стропил будет необходимо применить один из нескольких возможных вариантов:

• дождаться окончательную усадку строения;

• применить стропильную систему с скользящими опорами;

• выполнить укрепление всех опорных конструкций при помощи компенсаторов, в качестве которых допускается использование винтовых домкратов.

Подводим итоги

При монтаже деревянных стропил на каменные опоры следует выполнить грамотную изоляцию при помощи двух слоёв рубероида или любого другого гидроизолирующего материала.

При использовании наслонных стропил для обустройства крыш мансардного типа необходимо устанавливать внутренний брусовый каркас под нижними стропилинами, а верхние стропильные ноги упирать в коньковый прогон, монтируемый на стойках.

Для выполнения соединения стропильной ноги с мауэрлатом рекомендуется использовать ползун или жёсткое защемление.

Для наслонного типа стропил допускается соединение встык, которое выполняется посредством металлических пластин. Для такого соединения требуется оставлять значительный торцевой угол, который в процессе схождения позволяет стропилам делать упор друг в друга.

Наслонная стропильная система может быть выполнена с соединением внакладку, что подразумевает просверливание специальных отверстий под крепёжные болты.

Предупреждение последствий усадки дома

Устройство несущих кровельных конструкций должно производиться с особой тщательностью в тех случаях, когда срубы строения пока не высохли надлежащим образом.

Необходимо учитывать, что при 4-6-процентном коэффициенте усадки сруба постройки трехметровой высоты на основе брусьев или бревен за один год может произойти усадка на 10-20 см. В результате значительно повреждаются несущие части кровли, а также столярные вставные изделия. Это обстоятельство является причиной закладки размеров дома в проект в двух вариантах: начальном и после усадки.

Одним из вариантов решений данной проблемы является применение стропильных систем висячего типа. Если это неосуществимо, то необходимо следовать некоторым правилам:

• дождаться полной усадки строения;
• прибегнуть к использованию стропил, оснащенных скользящими опорами;
• осуществить меры по укреплению всех опорных конструкций – в частности, в качестве компенсаторов укладки подставить под них винтовые домкраты.

При первом варианте основным минусом является длительный период ожидания, при последнем – необходимость наличия высокого уровня квалификации и соблюдения точности в процессе осуществления работ ручным способом.

Использование считающихся саморегулирующимися креплений скользящих типов предоставляет ряд дополнительных преимуществ.

К примеру, конструкции скользящих моделей способны отлично компенсировать свойство древесины со временем давать усадку, а также способность “дышать”, в результате чего они подвергаются деформации (не очень существенной) в течение всего эксплуатационного срока.

Конструкция создается следующим образом: на поверхность мауэрлата под требуемым углом вбивается брусок или производится вырубка нужной формы. После этого на нем закрепляют уголок. Одна из полок уголка загибается. Под образованный загиб продевается рельефная рабочая пластина. Ее закрепление осуществляется с таким расчетом, чтобы в направлении конькового прогона сохранялось довольно большое расстояние, обеспечивающее свободное скольжение, происходящее в направлении наружной стороны.

При покупке соединения для скольжения надо иметь в виду, что оно бывает различных рабочих размеров – опорные площадки пластинок располагаются на разных расстояниях. При выборе необходимо учитывать возможную величину усадки строения. При этом необходимо обращать внимание на то, что общий показатель усадки будет распределяться на стропильные брусы двух скатов.

Участок упора стропила на подстропильный брус – не единственный подвижный узел стропильной конструкции. На коньке также необходимо устраивать шарнирное соединение определенного типа.Возможен вариант соединения наслонных стропил встык с использованием металлических пластин. При этом с торца сохраняется довольно большой угол, благодаря которому в процессе схода стропила не будут упираться друг в друга.

Другим вариантом является соединение стропил внакладку. При этом в двух ногах необходимо проделать отверстия для прохождения болта.

Скользящие

Стропила такого типа имеют всего одну опорную точку. Чаще всего ею избирают конек. Дополнительно используется скользящая опора, то есть мауэрлат. Подобное решение типично для деревянных домов, подверженных усадке. Попытка использовать жесткие конструкции неизбежно обернется только разрушением и ослаблением связок при сколько-либо заметных температурных колебаниях.

Конструкция стропил гибко варьируется в зависимости от исполнения кровли.

В односкатном варианте кровля небольшого строения опирается на стропила, которые поддерживаются фасадной и противоположной ей стеной. Скат образуется за счет разницы по высоте этих стен. Но когда разрыв превышает 6 м, такое решение неприемлемо. В этом случае придется использовать подпорные стойки; на одинаково высокие стены из кирпича часто ставятся опорные конструкции, полностью сделанные из бруса либо бревен.

При длинном разрыве в систему входят:

• подкосы;
• ноги и удерживающие их стойки;
• прогоны коньков;
• мауэрлаты;
• лежни.

Предполагается опирание стропил на пару несущих стен. Важно: эти стены должны быть одинаковы по высоте. Пара прямоугольных скатов может представлять треугольник с разными или идентичными сторонами. Разность сторон хороша тем, что обеспечивает легкий сход снега с одной из сторон крыши. Чаще всего это подветренный участок; фронтоны обшивают досками либо обкладывают кирпичами, чтобы они визуально продолжали стену.

Для многощипцовой крыши нужны стропила с высокой прочностью и несущей способностью. Сразу предполагают при расчете, что она будет подвержена экстремальным воздействиям, в том числе практически ураганному ветру. Конек располагают высоко — это также учитывают при планировании.

В основных строениях с многощипцовой кровлей предпочтительна наслонная конструкция основания, в вспомогательных — висячее исполнение.

Привлекательная вальмовая кровля также создает ряд проблем при обустройстве стропил. Расчет сечений опять же предсказуемо должен проводиться особо тщательно. Низы ножек могут опираться на балки либо контактировать с мауэрлатом. Для связки углов и крайних частей конькового прогона необходимо применять диагональные стропильные компоненты. Образование вальмовых плоскостей достигается при помощи так называемых нарожников.

Для полувальмовой кровельной сборки могут уверенно применяться и наслонные, и висячие опорные конструкции. Наслонные версии крепятся обязательно на основные и вспомогательные опоры. Фермы по форме напоминают букву А либо же равнобедренный треугольник. Если скаты относительно коротки, можно отказаться от боковых прогонов. А вот раскосы, лежни и ригели, прочие вспомогательные элементы должны использоваться обязательно.

Отдельное внимание надо уделить обустройству стропил под ендовой. Правильно и четко проложить их там можно только при формировании прогонов.

Стыковое соединение, или схождение торцов под углом, означает необходимость дополнительных расчетов именно по этому узлу. Упростить четкость соединения узлов помогает схема с нахлестом. Обрешетка на стыке формируется строго сплошным способом и обязательно предусматривает еще и гидроизоляцию.

В некоторых случаях кровлю дополняют одним или несколькими эркерами. Обустройство стропил тогда тоже имеет свои особенности. 3 центральных промежуточных стропила фиксируются на каждый угол бруса конька. Угловые — они же накосные — компоненты располагаются в угловых частях каркаса. Между центральными узлами размещаются так называемые промежуточные изделия.

Смешанная система стропил

Конструкция комбинированной системы наиболее сложная, поскольку включает в себя части двух других видов стропил — висячего и наслонного. Применяется она для мансардной кровли. Стены комнат, которые находятся на втором этаже, образуют вертикальными опорами, эти опоры являются и промежуточными стойками для стропильных балок.

Часть стропил, которые соединяют один конец стоек, функционирует как ригель для скатов, расположенных сбоку, причём для верхней части конструкции они являются затяжкой.

Одновременно горизонтальные брусья выполняют такие функции: для верхних скатов — мауэрлат, для боковых — коньковый брус. Чтобы увеличить прочность кровли, монтируют подкосы, которые соединяют боковые скаты и вертикальные стойки.

Комбинированная система строп в изготовлении самая сложная и трудоёмкая, но эти недостатки вполне компенсируются увеличением несущих качеств кровли в отсутствии лишних опор, особенно, когда есть необходимость перекрывать значительные пролёты в здании.

Стропила из дерева

В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:

1. Самым популярным и широко использованным видом стропил являются конструкции выполнены из обрезной доски, обычно это доска сечением 150х50 мм или 200х50 мм. Популярности данный вид стропил приобрел благодаря своей дешевизны и простоты изготовления.
2. Стропила для крыши, изготовленные из бревен. В качестве исходного материала используют стволы деревьев диаметром 10-20 см, зачищенные и обработанные.
3. Стропила, сделанные из клееного бруса. Клееные стропила производятся из брусков древесины и досок, склеенных при помощи специальным составом. Такие стропила более удобны в работе, брус имеет в сечение квадрат или прямоугольник. Вследствие чего, он легко укладывается на обрешетку, к тому же упрощается их крепление к мауэрлату, а также процесс наращивания. Данный вид стропил намного прочнее обычных деревянных.

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!

Дело в том, что бревнам свойственно давать усадку, и обычная стропильная система на них просто перекашивается. Исправить это будет почти невозможно, а в приведенном методе с усадкой фронтонов будет изменяться угол наклона стропил. Вот почему здесь ко всему на стропилах используется подвижный крепеж, а укладывать кровельное покрытие разрешается только через полтора-два года.

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.

Отличия висячих и наслонных стропил

Наслонная стропильная система чаще всего находит применение в зданиях, которые обладают дополнительными рядами стен. Такие стены используются в качестве дополнительных опор под стропильную систему. При этом, параметры здания могут достигать восемнадцать метров при условии наличия двух дополнительных элементов опорного характера.

Основным требованием является не более восьми метров пролётного пространства между двумя опорами. Стропильный шаг зависит от особенностей расчётов и может составлять 80-120 сантиметров. Нижние сегменты наслонной стропильной системы имеют опору в виде специальных подстропильных брусьев, а также мауэрлата.

Опорные стойки и прогоны разделяются при помощи подкосов, которые разгружают прогоны и придают всей конструкции необходимую степень жёсткости. Кроме того, подкосы служат в качестве разгрузочных элементов для ног стропильной системы и позволяют увеличить параметры перекрываемой ширины помещения. Стропильные ноги, имеющие более длинный размер чем стандартные показатели используемого пиломатериала, могут иметь составную конструкцию.

Отличие висячих и наслонных стропил

Висячий тип стропильной системы имеет характерные отличия от наслонного типа. В качестве опоры для нижних концов стропил выступают исключительно опорные стены, а стропильные ноги такой конструкции обладают нагрузкой в обоих направлениях монтируемой стропильной системы.

Кроме того, висячая конструкция имеет значительную степень нагрузок, которые распирают стены опорного характера. Такие нагрузки нивелируются посредством специальных затяжек, которые объединяют ноги в висячей стропильной системе. В качестве материала для затяжек может быть использована древесина или металл, а для расположения всегда выбирается горизонталь на удобной высоте. Следует учитывать, что чем выше расположены затяжки, тем более прочным должно быть крепление к стропильной системе.

Наиболее часто наслонный тип стропил используется для обустройства двускатных кровель над сооружениями, имеющими длину стены не более шести метров.

Стропила для разных видов крыш

В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.

Стропила для односкатной крыши

Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.

Стропильная система односкатной крыши состоит из отдельных элементов, точками опоры которым служат противоположные стены здания. Чаще всего в этом случае используются стропила для крыши длиной около 4,5 метров. Если производится перекрытие относительно большой площади необходимо использовать подстропильные ноги и стойки.

Стропила для двухскатных крыш

Стропила, предназначенные для двухскатной крыши, представляют собой конструкцию, сложенную в виде домика. Процесс ее обустройства более сложен, нежели в односкатной кровли. Чаще всего этого вида стропила применяются при возведении небольших построек. Они подразделяются на два основных типа – наслонные и висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Вальмовая крыша отличается наличием дополнительных скатов, что создаются при помощи стропильной системы вальмовой кровли. Конструкция этой кровли состоит из двухскатной крыши, которая по длине не полностью закрывает боковую часть строения, а также вальма, покрывающего боковую, не закрытую часть кровли.

Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.

Особенности стропил четырехскатной крыши

К четырехскатным крышам можно отнести и вальмовые и шатровые кровли. Их очевидным преимуществом является отсутствие фронтонов, что подразумевает изрядную экономию стройматериалов, а значит и денежных средств. К тому же эти дома отличает замечательный внешний вид, выглядят они на редкость эффектно.

Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.

Стропила для ломаной кровли

Применение ломаной крыши способствует значительному увеличению площади чердака, которая, в ряде случаев используется в качестве мансарды. При возведении такой стропильной системы применяются два коротких стропила, в месте перегиба которых применяется стойка. Вследствие этого уклон нижней части крыши составит 80 градусов, а уклон верхней части лишь 25-30 градусов.

Устройство стропил для чердачного помещения

Чердак двухскатной крыши имеет самую простую висячую систему.

Для чердачного перекрытия целесообразно изготовить готовые фермы на земле, а затем их поднять на крышу, предварительно установив мауэрлат.

Фермы состоят из стропильных ног, прочно закрепленных затяжкой у нижнего основания. Можно дополнительно использовать подкосы или бабки.

Большое значение имеет закрепление затяжек на стропилах. Рекомендуется устанавливать затяжки так, чтобы их брусья располагались за линией стены на полметра, тогда отпадет необходимость дополнительно устанавливать свес.

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.

Поэтому рациональнее для изготовления стропильной системы приобретать готовые доски, причем с запасом по ширине. И это еще не все. Обычно пиломатериал выглядит идеально ровным только на глаз, а для стропильной системы геометрия – крайне важный параметр. И как раз имея запас по ширине, мастер получает возможность самостоятельно выправить стропила при помощи строгального оборудования. Только так скаты получается действительно ровными, и на них удачно ложится абсолютно любое кровельное покрытие.

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.

Самостоятельное изготовление стропильной системы

Перед тем как будет начат монтаж стропильной системы, к продольным стенам надо анкерами закрепить мауэрлат. Дальше нужно определиться с нужным сечением ног для стропил, зависящих от расстояния и их длины. Если есть необходимость в увеличении длины стропил, то соедините их различными крепёжными элементами.

При использовании различного утеплителя нужно выбрать идеальное расстояние между элементами стропил для того, чтобы уменьшить количество обрезков теплоизоляции.

Монтаж стропильной системы надо производить в таком порядке:

1. Делается шаблон, по которому собирается ферма. Берутся 2 доски, соответствующие длине стропил, и соединяются между собой с одного только края гвоздём.
   Шаблон для стропил под названием «ножницы» поможет быстро собрать всю стропильную систему кровли
2. Получится конструкция под названием «ножницы». Её свободные края кладут на опоры в местах соприкосновения стропильных ног. В итоге должен получиться финальный угол, то есть угол, под которым будет наклонен скат кровли. Его фиксируют несколькими длинными гвоздями и поперечными досками.
3. Делается второй шаблон, благодаря которому выполняется установка запилов на стропилах. Изготавливается он из фанеры.
4. На стропилах вырезают специальные монтажные запилы (используется для этих целей приготовленный шаблон) и соединяют их под углом наклона ската. Должен получиться треугольник, поднимающийся на кровлю по лестнице. Далее его надо прикрепить к мауэрлату.
5. Монтируются изначально два боковых фронтонных стропила. Правильный их монтаж в вертикальной и горизонтальной плоскости происходит за счёт временных подкосов, прикрепляющихся к стропилам.
   Для правильного монтажа всей стропильной системы устанавливается первая пара стропил на крыше
6. Протягивается шнур между этими вершинами стропил. Он обозначит будущий конёк и уровень других стропил, располагающихся в промежутке.
7. Поднимают и монтируют остальные стропила на изначально высчитанном расстоянии, которое должно составлять минимум 60 см друг от друга.
8. Если предусматривается громоздкая конструкция стропил, то её дополнительно укрепляют подкосами, подпорами и так далее.
   Громоздкую конструкцию стропил дополнительно укрепляют подкосами и подпорами
9. На специальных опорах устанавливают коньковый брус, к которому крепятся не только короткие, но и диагональные, и промежуточные элементы стропил.
   Правильное крепление конькового бруса обеспечивает надежность всей системы стропил

Типовые узлы стандартной стропильной системы

Прочность конструкции стропил зависит от идеально подобранного сечения досок, а также от высокого качества стропильных узлов. Соединение деталей для конструкции крыши делается согласно установленным правилам.

Главные типовые узлы в стропильной системе:

• опорный узел стропил на мауэрлате;
• коньковый;
• узел совмещения верхних затяжек и всей стропильной системы;
• закрепление подкоса, стойки, а также стропил и балки.

После того как была выбрана конструкция стропильной системы, надо составить план, в котором выделить все узлы. В каждой конструкции они изготавливаются по-разному, поскольку это зависит от разных нюансов: вида кровли, её размера, угла наклона.

Стропила из профильной трубы

Стропила из профильной трубы — это металлоконструкция, которая собирается с использованием решетчатых стержней. Само производство таких ферм является процессом весьма трудоёмким, однако и более экономичным. Для изготовления стропил применяют парный материал, а косынки являются соединяющими элементами. Конструкция стропил из профильных труб собирается на земле, при этом применяются клёпки или сварка.

Благодаря таким системам, перекрываются любые пролёты, но надо произвести правильный расчёт. При условии, что все работы по сварке будут сделаны качественно, в дальнейшем остаётся только перенести элементы конструкции на верх здания и собрать их. Несущие стропила из профильной трубы имеют множество достоинств, таких как:

• выносливость к нагрузкам;
• долговечность;
• незначительная масса;
• крепость узлов;
• благодаря им строятся конструкции с самой сложной геометрией;
• экономия финансов, так как цены на изготовление металлических стропил довольно дешёвы.
  Стропильная ферма из профильной трубы предназначена для устройства крыши небольших зданий и сооружений

Ригель в стропильной системе

Ригель — это достаточно широкое понятие, однако в случае с крышами он имеет определённое значение. Ригель представляет собой горизонтальный брус, который связывает стропила. Такой элемент не даёт крыше «распираться». Изготавливается он из дерева, железобетона, а также металла — всё зависит от вида сооружения. А служит ригель для распределения нагрузки, которую оказывает стропильная система.

Закрепляться он может в разнообразных местах между ногами строп. Здесь существует прямая закономерность — если ригель закрепить выше, то брус для его монтажа необходимо подбирать с большим сечением.

Способов фиксации ригеля к стропильной системе множество:

• болтами;
• гайками;
• шпильками с шайбами;
• специальным крепежом;
• гвоздями;
• смешанными креплениями, когда применяются параллельно разные виды крепежа.

Крепление существует с врезкой или накладное. В целом ригель — это расчётный узел, как, впрочем, и вся система строп крыши.

Ригель в стропильной системе предназначен для усиления конструкции кровли

Изготовление

Стропила — это несущие элементы крыши, поэтому материал для их изготовления должен быть прочным и долговечным. В большинстве случаев используют древесину хвойных пород без трещин и сучков. Это может быть брус, доска или кругляк. Проще всего изготавливать стропила из бруса и доски. Такие элементы получаются более лёгкими, чем из кругляка, их удобнее транспортировать, перемещать и устанавливать.

Длина стропильных ног зависит от угла наклона и пролёта крыши. Сечение стропил будет отличаться в зависимости от того, какая форма древесины используется — брус или доска. На выбор сечения влияют также такие факторы, как:

• ширина пролётов;
• шаг установки;
• высота подъёма или угол наклона крыши;
• предполагаемая нагрузка (воздействие ветра, масса снега зимой, вес самой кровли).

Способ соединения опорных углов стропил определяет их форму. Для их соединения можно использовать вырезы (зарубки), уголки, металлические пластины, скобы, болты, гвозди. Выбор способа соединения зависит от предпочтений мастера, но в результате оно должно быть качественным, долговечным и надёжным.

Крепление стропил к балке может осуществляться несколькими способами: с двойной зарубкой, одинарной или без неё. Для крепления элементов к мауэрлату используют способ с зарубкой. Между собой стропильные ноги соединяются с помощью различных дополнительных элементов (стойки, балки, прогоны), металлических уголков и пластин, изготовленных из оцинкованной стали. С деревянной конструкцией металлические элементы соединяются болтами или гвоздями.

Как сделать?

При обустройстве стропильных систем своими руками весьма важно правильно определить параметры используемых материалов.

Критически важен размер досок. Нельзя использовать доску менее 5х15 см.

Крупные пролеты предполагают еще более массивные элементы. Для небольших хозяйственных построек толщина 3,5 см вполне достойна; в случае с жилыми домами надо ориентироваться хотя бы на 5 см.

Требования (касающиеся и бревен):

• на 1 м — не более трех сучков;
• качественная сушка (до влажности 18% и ниже);
• недопустимость сквозных трещин.

Удлинение

Максимальной длины подходящих досок хватает не всегда. Да и пользоваться очень крупными заготовками не слишком удобно. Решение таково: взять более короткие изделия и аккуратно соединить их по длине между собой. Этот подход позволяет еще и использовать множество досок длиной 3-5 м, которые остаются при строительстве в качестве отходов. Для этого применяют:

• косой прируб;
• соединение встык;
• соединение внахлест.

Как запилить?

Технология зависит прежде всего от угла и габаритов формируемой конструкции. Длину стропил вычисляют с помощью теоремы Пифагора. Из дерева формируют треугольник с тем самым углом, под которым будут запиливаться конструкции. Однородный запил должен производиться исключительно по шаблону. Разметка проводится непосредственно на кровле, а не на земле; пилить слишком глубоко не следует, потому что это негативно влияет на прочность системы.

Утепление

Примыкание к бревну обычно обеспечивается ригелем. Сам ригель следует располагать как можно ниже по отношению к коньку. Правила самого утепления:

• утеплять строго одним материалом;
• со стороны помещения утеплитель должен быть плотнее;
• при выборе способа руководствуются спецификой строительства и особенностями погоды;
• по возможности надо утеплять изнутри, чтобы меньше зависеть от погоды;
• стропильные ноги должны быть шире утеплителя на 3-5 см.

Советы

Чаще всего советуют обработать дерево алкидной эмалью. При выборе других антисептиков надо интересоваться антисептическими характеристиками. По возможности следует заранее вымочить древесину в выбранном составе. Покрытия наносят послойно с получасовыми интервалами. К сведению: не все антисептики рассчитаны на влажность дерева свыше 20%.

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.

Определения расчета нагрузки для стропил

Чтобы правильно рассчитать расход материала и безопасность монтажа, а затем и эксплуатации крыши, мастера должны выяснить много разных факторов, предшествующих работе. Главным станет определение временных и постоянных нагрузок на стропильную систему.

К временным относят:

Подвиды висячих и наслонных стропил.

• ремонт крыши и выхода людей;
• обслуживание кровли, чистка снега, дымоходов и прочее;
• погодные условия: осадки, сейсмическая нестабильность, ветер.

К постоянным нагрузкам относят удельный вес дома и конструкцию крыши в целом. Мастера или конструкторы типового проекта дома не забудут учесть климатические условия региона, и, опираясь на них, выберут тип крыши и, соответственно, конструкцию стропил. На это есть специальные таблицы, по которым будет найдена «формула» оптимального решения.

Постоянные нагрузки

Размер стропил для крыши нужно начинать рассчитывать с общего веса «пирога» кровли. Чтобы получить конечное значение требуется вычислять вес квадратного метра каждого из используемых материалов. В большинстве случаев кровля будет состоять из следующих компонентов:

• внутренняя отделка (в случаи устройства мансардной кровли, учитывается материал отделки и элементы креплений);
• стропила (вес стандартного стропила размером 150х50 мм, в дальнейшем этот параметр может корректироваться);
• утеплитель;
• гидро-ветроизоляция (учитывается вес пленок и мембран);
• обрешетка, смонтированная из досок малой толщины (чаще всего 25 мм).
• контобрешетка (зачастую брусок 30х50, 40х50 или 50х50 мм);
• покрытие кровли (вес квадратного метра кровли можно найти на сайте производителя).

При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.

Снеговые нагрузки

Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.

Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:

F = P*k,

где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.

Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.

Ветровые нагрузки

Данный тип нагрузок имеет очень высокий уровень критичности, потому что она может влиять на кровлю интенсивными ветрами, вне зависимости от угла крыши. Даже маленький угол наклона делает возможной ситуацию со срывом крыши под воздействием аэродинамических нагрузок. Слишком большой уклон способен привести к тому, что вся крыша будет испытывать на поверхности сильное ветровое давление.

Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:

V = R*k,

где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.

После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.

Расчет материала для монтажа стропильной системы

Приблизительное сечение для деревянных элементов остова крыши должно быть подогнано под следующие размеры:

• мауэрлат — брус от 100*150 мм;
• ендовы и диагонали — 100*200 мм;
• стягивающие балки — 50*150 мм;
• стойки, ригели — от 100*200 мм;
• доски подшивочные — 25 мм.

Перечень неполный, более охватывающую информацию можно найти в паспортах предполагаемых строений и в зависимости от конструкции крыши по индивидуальному проекту.

Необходимые действия, осуществляемые до монтажа стропильной системы, включают в себя следующее:

Нагрузка на стропила.

1. Вся деревянная конструкция обрабатывается средствами химической промышленности от возгорания, плесени, грибка и насекомых.
2. Части, непосредственно соприкасающиеся с кирпичной кладкой или бетонными блоками, должны подвергнуться осмолению либо иному виду гидроизоляции.
3. Все крепежные элементы должны быть обработаны антикоррозийными составами либо уже быть такими на стадии покупки.
4. Во время монтажа стропила, попадающие в дымоход или вентиляцию, должны быть подрезаны на концах. На место этих кусков устанавливают распорки аналогичного сечения.

Расстояние между стропил

Шаг стропил — это расстояние между стропильных ног. Среднее значение данного параметра при частном строительство, обычно составляет один метр, однако точная цифра выбирается исходя из полного расчета несущих способностей выбранной системы кровли.

Чтобы самостоятельно вычислить расстояния между стропил, необходимо следовать следующему алгоритму:

• Нужно определиться будет ли утеплено междустропильное пространство. Если да, то шаг стропил будет равен ширине утеплителя за вычетом 2 см. Если нет, то шаг принимается произвольный в пределах 1 метра.
• Исходя из конструктивной схемы стропильной системы, определяем длину стропилы.
• Далее воспользуемся программой «Расчет деревянных балок» и подставим в нее данные: суммарную нагрузку, шаг и размер поперечного сечения (исходное значение 150х50 мм). Смотрим на результаты, если в программе указано, что данного сечения недостаточно, то изменяем высоту балки (ширина незначительно влияет на результат), например до 200х50 мм. Также можно изменять расстояние между стропил, если нет утеплителя или используется рулонный материал.

На первый взгляд расчет стропил крыши кажется сложным и не понятным, но потратив всего несколько часов можно во всем разобраться, тем самым точно подобрать нужный размер стропильных ног.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

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.

Стропильная ферма для двускатной кровли

Двускатная кровля — это обычное строительство крыши для жилых строений, которые имеют не более трёх этажей. Предпочтение отдаётся именно такой конструкции из-за технических характеристик наклонной формы стропильной системы, а также благодаря тому, что монтажные работы проводятся легко и просто.

В состав стропильной системы двускатной кровли входят две прямоугольные наклонные плоскости. Верхняя часть здания с торцовой стороны напоминает треугольник. Главные составляющие двускатной крыши — это мауэрлат и стропильные ноги. Чтобы правильно распределить нагрузку по стропилам и стенам, монтируют подкосы, ригели и стойки, благодаря которым можно создать долговечную, жёсткую, элементарную и лёгкую схему установки конструкции для двускатной кровли.

Двускатная кровля считается наиболее простой системой для крыши, используют ее для жилых строений не более трёх этажей

Поверх стропил можно монтировать разреженную обрешётку или сплошную, а далее прикрепить на неё битумное покрытие, черепицу или какой-либо другой вид материала. Стропила и сама обрешётка обычно изготавливаются из брусьев или досок, которых скрепляют гвоздями, болтами или соединительными деталями из металла. Металлические профили можно применить в качестве стропил, благодаря чему перекрываются значительные пролёты. При этом не нужно использовать лишние стойки и подкосы.

Устройство стропильной системы для двускатной кровли позволяет равномерно распределить всю существующую нагрузку по периметру здания. Нижние концы системы делают упор на мауэрлат. Фиксируются они крепежами или скобами из металла. По углу наклона брусков для стропил можно определить, под каким углом будут наклонены скаты кровли.

Стропильная система для двускатной кровли позволяет равномерно распределить нагрузку от крыши по периметру здания

«Кукушка» в стропильной ферме

Так называемая кукушка на кровле — это небольшой выступ, который находится на мансардном этаже. Здесь расположено окно для лучшего освещения мансардной комнаты. Монтаж «кукушки» проводят тщательно, при этом контролируют параметры всей конструкции: глубину вреза, угол наклона и другие факторы. Однако перед этим производят необходимые замеры.

Первый этап работ начинается с монтажа мауэрлата (брус с сечением 10х10 см, который нужен для опоры строп). Стропильная система выступает в качестве скелета для кровельного материала. Для придания конструкции жёсткости применяют распорки, которые монтируют между двумя ногами стропил.

После завершения установки стропильной фермы укладывают обрешётку, вид которой зависит от купленного покрытия для крыши. Монтаж обрешётки делается сплошным или с определённым шагом. Для неё обычно применяют доски, ОСБ и фанерные листы. Кроме того, установка кровельного материала должна быть идентичной по всей кровле.

Основная сложность при установке подобной системы стропил — это расположение внутренних углов. В данных местах может скапливаться снег, а значит, возрастёт нагрузка, из-за чего изготавливают сплошную обрешётку.

Стропильная ферма, предназначенная под мягкую кровлю

Мягкая кровля делается различными способами, однако существуют в технологических методах её постройки общие характеристики. Изначально надо провести подготовку. Обустраивая кровлю для дома из пенобетона или другого материала, сначала устанавливают мауэрлат, затем в верхних венцах здания производят врубку под балки потолка с шагом до одного метра. Рассчитывается расстояние между досками исходя из вида стропильной конструкции.

1. Монтируют отдельные части системы стропил. Чтобы полностью исключить риск, доски стропильных ног на земле прикрепляют шурупами. После создания стропильной фермы её поднимают на верх здания.
2. Закрепляют все элементы стропил с перекрытием потолка, внутренними досками, укосинами, а также ригелями. Далее эта основа для кровли станет единой целой конструкцией.
3. Следующий этап — обрешётка, которая под мягкую кровлю устанавливается с небольшими зазорами или вообще без таковых. Допускаются просветы не более 1 см. Довольно часто поверх досок производят монтаж выравнивающей фанеры. Её листы стелют по методу кирпичной кладки. Получившиеся стыки не совмещают с промежутками между фанерой и доской.

Если длины досок обрешёток не хватает, то стыки деталей необходимо располагать в различных местах. Таким способом можно правильно распределить участки, которые были ослаблены.

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.

Установка стропил

Когда стропила готовы, можно приступать к их установке. Способ монтажа будет отличаться в зависимости от вида элементов, а также от типа крыши. Но существует несколько общих правил, которые являются обязательными в любом случае.

• Установка стропил должна быть выполнена под прямым углом (перпендикулярно) к мауэрлату или несущим боковым стенам.
• Для того чтобы обеспечить строгую вертикальность, можно воспользоваться длинным строительным уровнем или отвесом.
• Поддерживающие коньковый прогон стойки устанавливаются в одной плоскости строго вертикально.
• Мауэрлаты устанавливаются строго горизонтально.
• Для фиксации стропил в процессе установки используют временные или постоянные укосины.

Необходимые инструменты и материалы

К ним относятся:

• собственно брус для конструкции;
• топор;
• пила электрическая;
• рубанок;
• шнур или веревка;
• анкерные болты;
• скобы, заточенные с двух сторон;
• саморезы или гвозди. Нужны будут лишь для того, чтобы прихватывать обвязку. Для капитального крепежа они не годятся.

Монтаж стропил: рекомендации

Обустройство крыши может идти с применением многих технологий, но суть стропильной системы одна — расположить брусья концами по периметру и сделать соответствующую обвязку.

После всех проведенных предосторожностей с деревянными элементами, проверяют основание крыши на предмет защищенности от влаги. Если это нужно, на верхние венцы стелят второй слой рубероида или иного изолятора. Либо мауэрлат обмазывают битумной мастикой и крепят к стенам посредством стальных анкеров.

Затем выставляют коньковый прогон, который в соответствии с проектом крыши должен делить конструкцию стропильной системы пополам. Впоследствии, когда покрытие крыши финишными материалами будет готово, прогон станет некой меткой для установки конька.

После этого начинается установка стропил с краев, то есть на противоположных концах дома. Делается это для того, чтобы проверить параллельность граней бруса с помощью натяжного шнура. Если этого не произошло, можно говорить о нарушении технологии возведения стен. Запилы на концах бруса делают строго по диагонали, чтобы прилегание к мауэрлату и коньковому брусу было идеальным. Чтобы еще более усилить надежность крепления, можно прибегнуть к помощи металлических пластин или уголков.

Затем, убедившись в том, что крайние ноги удовлетворяют требованию, крепятся средние стропила, и также проверяются на наличие расхождений.

К мауэрлату стропильная система притягивается с помощью скрутки из проволоки сечением 6 мм.

Делается это достаточно жестко, ибо не допустимы никакие расхождения с мауэрлатом. Прижим осуществляется уголками или пластинами.

Шаг установки стропил определяется длиной деревянных элементов — чем толще и длиннее брус, тем больше шаг. К примеру, для бруса сечением 100*250 мм потребуется расстояние в 2150 мм от соседнего.

Статья по теме:  Счетчик учета тепловой энергии — правила установки и виды

Изгибы и сжатия в конструкции неизбежны, поэтому помимо жесткого крепления нужно сделать обвязку. Она ведется такими же материалами, снизу или у конькового прогона. Чем надежнее будет обвязка, тем меньше шансов развалиться крыше. Особенно это будет неприятно, когда дом уже станет жилым. Кстати, крепкая обвязка, выполненная внахлест с креплением из болтов, может служить дополнительным перекрытием для обустройства чердачного помещения.

Также технология установки стропильной системы включает в себя горизонтальную схватку — набивание бруса строго параллельно мауэрлату. Работает этот элемент при возникновении нагрузок на кровлю — снег, а также при неучтенных факторах проседания фундамента, т. е. аварийный вариант.

Процесс монтажа стропильной системы можно ускорить, если сделать заранее заготовки ферм тут же на крыше. Но такую технологию могут позволить себе лишь мастера, имеющие дело с возведением крыш не в первый раз.

Правила монтажа системы висячих стропил

Порядок установки висячих стропил, условно, разбивается на следующие пошаговые операции:

1. Вырезаются запилы на правом и левом стропиле для устойчивого и надежного крепления к мауэрлату
2. Правая и левая стропилины помечаются условными метками в зависимости от их будущего расположения
3. В верхней части соединяются стропила, ранее выбранным способом (внахлест, встык) либо к коньковому прогону с помощью: металлической пластины, доски, фанеры
4. После установки двух первых стропильных ног и проверки точности их монтажа, делаются шаблоны для правых и левых стропилин
5. Вторая пара стропильных ног подготавливается на земле, при помощи ранее сделанных шаблонов
6. Устанавливается вторая пара на другом краю сооружения
7. Между полученными, фронтонными парами, протягивается бечевка для контроля уровня остальных стропил
8. Оставшиеся стропильные пары, устанавливаются на расстоянии, предусмотренным проектом
9. Высота стропильных ног регулируется ранее натянутой бечевкой и если ее не хватает, то возможно использование деревянных подкладок
10. Расстояние между стропилами снизу регулируется по разметке на мауэрлате, а вверху, по разметке на временной доске

При достаточно большом расстоянии между наружными стенами монтаж висячих стропил происходит с помощью затяжки для придания устойчивости конструкции. Расстояние между затяжками должно равняться расстоянию между стропилами и его необходимо постоянно контролировать. Чтобы не произошла деформация затяжки под собственным весом, ее следует закрепить с коньком стропильной пары. Такую процедуру необходимо провести с каждой стропильной парой.

Соблюдение порядка монтажа висячих стропил и правильный выбор схемы конструкции, обеспечат крыше необходимую долговечность, прочность и устойчивость.

Вступление

Для снижения распорного усилия на стены дома, а также упрощения конструкции стен дома применяют не наслонные, а конструкции висячих стропил. Стропильная ферма висячих стропил, образуют треугольник со сторонами из стропильных ног и основанием в виде бруса, называемого затяжкой. Такая конструкция ферм снижает распорную нагрузку на стены дома, не требует внутренних капитальных стен для поддержания конька и не требует монтажа мауэрлат-бруса по верху стен дома. 

Виды конструктивных схем и монтаж висячих стропил

При возведении крыши, основополагающим фактором, является выбор будущей стропильной системы. На эту конструкцию, в течение срока эксплуатации, действуют постоянные и временные нагрузки, поэтому правильный расчет и монтаж несущей системы обеспечат надежность и долговечность всей крыши в целом. Висячие стропила используются в сооружениях, где нет внутренних несущих стен, поэтому опорами для них выступают наружные несущие стены.

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка

Элементы висячих стропил и факторы, влияющие на их выбор

Жилые дома, в основном, имеют в своей конструкции внутренние опорные несущие стены, поэтому применение висячих стропил в них, напрямую связанно с будущим обустройством мансарды. Висячая стропильная система, по сравнению с наслонной, является более сложной. Сложна операция изготовления не только самих стропил, но и монтаж их на стену. При использовании наслонных стропил узлы конструкции собираются вручную из легких элементов. В случае с висячими стропилами, собранная, громоздкая конструкция подается на крышу краном, либо разбирается внизу, подается вручную наверх и собирается заново.

Простейшая стропильная ферма представляет собой треугольник, состоящий из двух стропильных ног, упертых друг в друга и затяжки. Получившаяся конструкция – распорная, но на наружные стены сооружения распор не передается ввиду его нейтрализации затяжкой. Таким образом, в висячей стропильной системе, на стены сооружения передаются только вертикальные усилия, горизонтальные отсутствуют, что делает конструкцию узлов опирания на стены достаточно простой.

Затяжка сооружается либо из деревянных брусьев, либо из металлических планок, а месторасположение зависит от типа кровельной конструкции. Например, при возведении крыши мансардного типа затяжки устанавливаются у основания стропильной конструкции и являются балками перекрытия. Мауэрлат в такой системе не является необходимой частью конструкции. Он может заменяться доской, которая кладется на гидроизоляционную основу, и служит для выравнивания стропильных ферм относительно горизонта, а также для предотвращения смятия древесины в районе узла опирания фермы.

Перед началом проектирования висячей стропильной системы необходимо учитывать следующие важные факторы:

• климатический регион, сюда входит учет снеговых и ветровых нагрузок, а также общее количество атмосферных осадков;
• вид кровельной системы (односкатная, двухскатная, шатровая, вальмовая и т.д.);
• угол наклона ската крыши;
• вид кровельного перекрытия (шифер, металлочерепица, профнастил и пр.).

Зная вышеперечисленные факторы нагрузок, рассчитывается сечение стропильных ног и ширина пролета висячих стропил. Устройство висячих стропил во многом зависит от применяемой конструкции и характеризуется наличием дополнительных элементов таких как: подкосы, ригели и бабки.

Конструкция висячих стропил во многом зависит от длины пролета в сооружении и наличия или отсутствия мансардного помещения на чердаке.

Треугольная шарнирная арка

Простейшая ферма в виде треугольника. Состоит из двух стропильных балок, сходящихся в коньке. Нижние основания упираются в горизонтальный брус. В нижней части «треугольника» закрепляют затяжку. Чтобы система работала правильно, высота конька в конструкции не должна быть меньше 1/6 пролета фермы.

Эту схему можно назвать классической. В ней стропила работают на изгиб, стремяться разъехаться в стороны, а затяжка удерживает их и получает растягивающие нагрузки (работает на растяжение). Несущим элементом затяжка не является, поэтому ее можно заменить на тяж из металлопроката.

Для снижения степени изгиба стропильных балок, врубку конькового узла выполняют с эксцентриситетом. Благодаря этому при воздействии на стропила внешних нагрузок (атмосферные явления, вес кровли, собственный вес и т.п.), наряду с ожидаемым изгибом, появляется изгибающий момент противоположного направления. Это позволяет не только уменьшить изгибающие деформации, но и применить для стропил балки меньшего сечения. Соответственно, это помогает удешевить строительство.

Как правило, эта конструкция висячих стропил применяется при строительстве мансардного чердака. Затяжки в этом случае играют роль балок чердачного перекрытия.

Арка шарнирная с бабкой

Более сложная схема, которая нужна в случае перекрытия пролетов более 6 м.

Проблема в такой системе – длинная затяжка, которая будет испытывать огромные нагрузки и, как следствие, прогибаться под своим весом. Чтобы прогиба не было, затяжку подвешивают к коньку. Как? С использованием дополнительного элемента – бабки. Она представляет собой деревянный брусок, играющий роль подвески. Если подвес выполняют из металла, то называют его тяжем. Нередко применяют для этих целей обычный металлический прут, который на практике хорошо работает на растяжение.

Таким образом, с помощью подвеса-бабки, удается поддержать длинную затяжку и нивелировать ее прогиб. Саму затяжку при этом составляют из двух частей-балок, стыкованных друг с другом (в центре конструкции).

Конструкция бабки  проста, однако строители часто допускают ошибку в ее устройстве. Самое главное: бабка должна работать только на растяжение, а не на сжатие. Ее нельзя путать со стойкой, упирая в балку затяжки и карнизный узел. В таком случае элемент будет сжиматься, а не растягиваться.

Такая путаница может возникнуть потому, что стойка и бабка очень схожи по своему устройству. Но их предназначение, как и принцип работы, совершенно разные. Бабка, в отличие от стойки, жестко не закреплена с затяжкой. Она подвешена на карнизном узле, к ее нижней части с помощью хомутов крепится затяжка.

Необходимую длину затяжки набирают из составных частей, соединяя их косым или прямым прирубом и закрепляя болтами. С подвеской затяжку стыкуют через хомут.

Рассмотренная схема подходит для аграрных и промышленных зданий с большими пролетами. Однако в оригинальном виде она уже не используется, считается устаревшей. Но отдельные ее элементы весьма успешно применяются в практике строительства, при разработке арок других типов.

Арка шарнирная с приподнятой затяжкой

В этой схеме затяжка устанавливается не в нижней части арки, а продвигается кверху, ближе к коньку. Чем выше место установки затяжки, тем больше она растягивается.

Конструкцию с приподнятой затяжкой используют в строительстве мансардных помещений. Высота потолков при этом напрямую зависит от того, как высоко располагается затяжка.

Стропильные балки конструкции опираются на мауэрлат, а не на затяжку. Причем, крепление не жесткое, а подвижное, скользящее по типу ползуна. Оно позволяет компенсировать изменение размеров балок (их подвижки), которые происходят при колебаниях влажности и температуры.

Если на скаты действует равномерная нагрузка, то система будет устойчивой в любом случае. Если же нагрузка будет больше с одной стороны, то стропильная система сдвинется в сторону превалирующей нагрузки. Чтобы этого не случилась и кровля оставалась устойчивой, стропила устанавливают с выносом в обе стороны, за пределы стен.

Затяжка в такой арке не является опорой, на нее действуют растягивающие нагрузки – при устройстве чердака, и растянуто-изгибающие – при устройстве мансарды.

В мансардных помещениях затяжка зачастую является балкой для крепления подвесного потолка или изоляции. Чтобы защитить ее от провисания, устанавливают подвеску. При небольших предполагаемых нагрузках и короткой затяжке, подвес прибивают к ригелю и коньку, скрепляя соединения двумя досками с обеих сторон.

Если затяжка сравнительно длинная, то используют несколько подвесок, а каждую из них закрепляют гвоздями. Большие нагрузки требуют дополнительного использования хомутов.

Арка шарнирная с ригелем

Схема, похожая на предыдущую, но имеющая отличие: нижняя скользящая опора в карнизном узле заменяется на аналогичную жесткую. Стропильные балки врубают в мауэрлат или применяют для неподвижной фиксации опорные бруски.

Замена опоры меняет характер возникающих в арке напряжений. Конструкция становится распорной, воздействуя с распирающими усилиями на стены и мауэрлат.

Затяжку устанавливают в верхней части арки. При этом ее назначение меняется. Она уже не работает на растяжение, ее принцип действия основан на сжатии. Затяжку, работающую на сжатие, называют ригелем.

Арка с одним приподнятым ригелем рассчитана на небольшую распорную нагрузку. При больших нагрузках в дополнение к ригелю устанавливается затяжка. Получаются висячие стропила, конструкция и узлы которой схожи с обычной трехшарнирной аркой. Мауэрлат для них уже не требуется.

Арка с подвеской и подкосами

Схема, дополняющая систему арки с бабкой. Используется, когда длина стропил настолько большая (до 14 м), что создает существенный прогиб их под собственным весом. Чтобы нивелировать изгибающие напряжения, систему дополняют подкосами, которыми подпирают стропильные балки.

Обычно подкосы упирают во внутренние стены. Но в висячих системах их нет, поэтому подкосы упирают в единственный существующий упор – бабку. Получается жесткая конструкция со следующим принципом действия:  стропила под воздействием внешней нагрузки прогибаются, давят на подкосы, подвеска растягивается и притягивает к себе коньковый брус, одновременно притягиваются и верхние части стропил, стропила поджимают подкосы.

Так как в этой схеме используются длинные стропила, соответственно применяется и длинная затяжка. Как правило, она состоит из двух частей-балок (хотя бывает и одноэлементной), соединенных в середине пролета косым или прямым прирубом. Соединение затяжки с бабкой выполняется через хомут.

По сути, все существующие висячие арки являются вариациями обычной трехшарнирной арки. Все остальные дополнения – бабки, ригели, подкосы – только увеличивают жесткость стропил. И несущей способности не меняют.

Арка для больших пролётов

Для пролётов длиной до 14 метров, в конструкции висячих стропил используют и бабки и подкосы. Бабки подвешивают затяжку к коньку, компенсируя её прогиб под собственным весом. Подкосы упираются в бабку и компенсируют прогиб стропильных ног. Узлы крепления подкосов показаны на рисунке.

Основные узлы: виды соединений элементов

Любая из рассмотренных выше конструкций будет правильно работать лишь при грамотном соединении всех основных узлов. Только тогда они будут выполнять свою функцию, не деформируясь под воздействием внешних факторов.

Сверху стропильные балки совмещают под углом и соединяют встык, внахлест или путем врубки. Этот узел называют коньковым. Крепление встык предполагает стыковку срезанных под углом концов балок и скрепление их накладками из металла или дерева. При соединении внахлест верхние части стропилин схлестывают между собой и закрепляют болтом с гайкой или шпилькой.

Соединение врубкой вполдерева похожа на соединение внахлест. Но в этом случае верхушки стропил накладывают друг на друга после выпиливания выемок в половину толщины бруса. Потом выпиленные части соединяют, в них просверливают сквозное отверстие и стягивают их балтом.

В конструкциях арок также встречается (например, в обычной трехшарнирной арке) соединение нижней части стропил с затяжкой – карнизный узел. Соединение выполняется лобовой врубкой одинарным или двойным зубом с креплением болтами. Также для крепления могут быть использованы короткие доски или металлические пластины, наложенные на стык стропилины с затяжкой и скрепленные гвоздями.

Приподнятая затяжка врубается в стропила внахлест полусководнем с последующим болтовым скреплением.

В схеме с приподнятой затяжкой или ригелем стропила соединяются с мауэрлатом. При этом применяется скользящее (по типу ползуна) или жесткое крепление опор. Скользящее крепление выполняется с применением металлических скользящих опор, допускающих небольшие подвижки стропил. При жестком креплении применяют врубку зубом, также может быть использован опорный брусок.

Общие принципы расчета висячих стропил

Как вы уже успели убедиться, висячая стропильная система относится к сложным конструкциям и требует правильного расчета, основанного на множестве факторов. Ошибочные итоговые параметры приведут к тому, что крыша не сможет противостоять потенциальным нагрузкам, что чревато деформациями и обрушениями.

Поэтому желательно доверить расчет висячих стропил профессионалам или использовать уже готовый проект дома. В крайнем случае расчеты можно выполнить с помощью одного из  онлайн-калькуляторов, которых достаточно много в сети интернет.

Для расчета используются следующие данные:

• размеры перекрываемого помещения;
• наличие мансарды;
• предполагаемая максимальная нагрузка;
• угол наклона скатов;
• тип стропильной системы;
• материал изготовления стен;
• материал кровельного покрытия.

В результате расчета определяют:

• сечение стропил;
• величину шага стропил;
• форму ферм.

Установка висячих стропил

В этом случае можно обойтись без дополнительных подкосов и стоек. Для удобности монтажа рекомендуется устроить по балкам перекрытия накат из досок. Стропильную ферму можно сбивать уже наверху из отдельных элементов или же изготовить её заранее.

Первым шагом будет установка крайней стропильной фермы. Выстроена она должна быть по отвесу строго вертикально. Для крепления к мауэрлату используются скобы или гвозди. Надёжную фиксацию положения стропил обеспечат постоянные укосины.

Перед тем как приступить к монтажу внутренних стропильных ферм, рекомендуется натянуть шнур, который послужит ориентиром. Потом фермы устанавливают с кратным длине крыши, выбранным шагом. Фиксация промежуточных стропил осуществляется при помощи временных раскосов, которые после устройства обрешётки убираются. Монтаж обрешётки проводится после установки всех ферм.

Как крепить стропила: встык или внахлест?

В отличие от висячих стропил, наслонные можно крепить и встык, и внахлест.

Крепление встык считается более надежным, поскольку стропила торцами опираются друг на друга и нагрузка на сжатие передается на всю доску. Но выполнить его сложнее: нужно точно подрезать стропильные ноги, чтобы их торцы плотно соприкасались по всей площади. Этот способ крепления стропил оптимален для домов из кирпича, газоблока, ракушняка и других подобных материалов.

У крепления внахлест тоже есть свои преимущества. Не нужно подгонять стропила друг к другу, что облегчает монтаж стропильных ног. Кроме того, крепление стропил к коньковому прогону внахлест — подвижное, а не жесткое. Поэтому этот метод хорошо подходит для домов из бруса или оцилиндрованного бревна — для них жестко закрепленная стропильная система противопоказана. Но нужно учитывать, что нагрузка на крепления стропильных ног при их соединении внахлест увеличивается. И для фронтонов такое решение не подходит: если стропила установлены со сдвигом, то необходимо набивать еще брус, чтобы получить ровную плоскость для обшивки фронтона или для установки ветровой доски.

Если упростить, то крепление стропил внахлест — хороший выбор, если дом деревянный или монтировать стропильную систему вы будете сами. Во всех остальных случаях лучше крепить стропила встык.

Как соединяют части стропильной системы

Для соединения деревянных элементов между собой используются гвозди, болты, шпильки, а также металлические пластины и уголки для укрепления узлов. Дополнительно применяются деревянные бруски или пластины.

Методы крепления:

• зубья в шип,
• зубья в упор,
• упор в конец перекладины.

Использование металлического крепежа не уменьшает несущую способность, так как не требуется их врезка, в отличие от крепления, например, методом зубья в шип.

Стропила могут быть не только деревянными, но и металлическими. Для крепления металлических стропил применяют различные уголки, кронштейны, монтажную перфорированную ленту, пластины, болты с гайками или саморезы.

Крепеж для стропил

Крепление стропил к коньковому прогону выполняется с помощью трех видов крепежей: крепежные метизы, деревянные соединительные элементы и металлические крепежные детали.

Крепежные метизы

Крепежные метизы — это все, что вбивается или ввинчивается непосредственно в дерево. Чтобы соединить стропила с коньковым брусом используют:

1. Ершенные гвозди длиной 150-200 мм. Самый старый и простой тип крепления, который применяют при возведении практически каждой стропильной системы.
2. Кровельные скобы — П-образный крепеж с заостренными плечами длиной 60 мм, который изготавливают из проволоки или прута диаметром 8-12 мм. Очень надежный и простой тип крепежа.
3. Саморезы и шурупы для крепления металлических соединительных элементов. Заменять длинными саморезами ершенные гвозди нежелательно, поскольку такой узел менее надежен.
4. Болты для сквозных креплений. Болты М16 нужны для создания шарнирного соединения стропил, болты М10 или М12 — для установки соединительных элементов, в основном, деревянных.

Металлические зубчатые пластины (МЗП), которые часто используют для соединения висячих стропильных ног, для крепления стропил на конек стропильной системы не подходят. Для их монтажа нужен специальный пресс, который создаст усилие, достаточное для того, чтобы все шипы пластины плотно зашли в дерево. Создать такое усилие просто молотком невозможно, поднять пресс к коньку — тоже.

Металлические крепежные детали

Для строительства стропильных систем современных домов практически всегда применяют крепежи из металла. Они прочны, долговечны, выдерживают очень большую нагрузку и менее трудоемкие в использовании, по сравнению с традиционными видами крепежных элементов.

Крепление конькового прогона и стропил к нему выполняют с помощью таких металлических деталей:

1. Усиленные уголки для дерева. Металлический уголок с перфорированием, по центру усиленный продавленным ребром жесткости. Все способы крепления стропил к коньковому брусу без вырубки требуют использование таких уголков.
2. Перфорированные металлические пластины. Нужны для крепления стропил в месте стыка, заменяют собой деревянные накладки.
3. LK-крепления. Металлический ассиметричный уголок со сдвинутыми плечами, форма которого напоминает цифру 4. Используется для крепления стропил к коньковому брусу без вырубки. Устанавливаются сбоку, а не сверху прогона.

Как правило, металлический крепеж делают из оцинкованной стали. Но для большей надежности ставят пассивированные соединительные элементы, поскольку они лучше защищены от коррозии.

Крепление стропил к коньку гвоздями и скобами

Этот способ крепления «работает» только в сочетании с врубкой при монтаже встык. Это значит, что перед тем, как крепить стропила к коньковому прогону, их надо подогнать друг к другу. Для этого уже запиленные по шаблону стропильные ноги устанавливают внахлест и выравнивают по уровню до нужных углов наклона. Затем стропила скрепляют струбциной, намечают карандашом строго вертикальную линию будущего стыка, и по ней разрезают доски пилой. После этого стропила устанавливают на место и получают идеальную линию стыка, по которой доски плотно прилегают друг к другу.

Дальше все просто:

1. В верхнюю плоскость каждой стропильной ноги наискось вбивают кровельный гвоздь так, чтобы он зашел в торец соседнего стропила. Гвозди должны как бы перекреститься внутри досок.
2. Коньковая балка стропильной системы соединяется с обеими стропильными ногами кровельными скобами.

Гвоздевое соединение простое и надежное, если сделано правильно. Вот только при таком способе крепления очень многое может пойти не так. Например, ровно вбить в торец доски гвоздь, длинной 150-200 мм не так просто. А если его перекосит, узел уже будет не таким надежным. Еще неаккуратный удар может привести к растрескиванию древесины, причем не сразу, а спустя месяцы и годы, когда заметить это уже будет сложно. Поэтому гвоздевое крепление стропил к коньковому брусу — вариант, который для стропильных систем современных домов почти не используют.

Монтаж стропил с накладкой

Деревянная накладка из ригеля или косынки — еще один классический способ, как закрепить коньковый брус и стропила в один конструктивный узел. Накладки всегда устанавливают с обеих сторон стропил и соединяют либо длинными саморезами, либо болтами. Запилы при этом не делают. Второй вариант надежнее, поскольку, во-первых, болт намного толще самореза, а, во-вторых, при большой нагрузке шуруп может вырвать из дерева, в то время как срыв болтового соединения в условиях бытовых нагрузок принципе невозможен.

Обычно каждую пару стропил укрепляют только накладкой сверху. Ригель соединяет концы стропил и прилегает к коньковому брусу, опираясь на него. К коньку конструкцию крепят любым удобным способом: уголками, кронштейнами, скобами.

Но есть и усиленный вариант. В этом случае одной парой накладок стропила скрепляют сверху конькового прогона, а вторую устанавливают сразу под брусом, как бы зажимая его. Такой узел позволяет обойтись даже без жесткого крепления стропил к коньковому брусу. Главное, чтобы и верхние, и нижние накладки плотно прилегали к прогону.

Метод крепления с накладками очень надежен. Но он довольно трудоемок и требует повышенного расхода пиломатериалов. Поэтому деревянные накладки используют, в основном, при монтаже стропильных систем домов из дерева, для крыш большой площади или при возведении здания с пологой кровлей в регионе с большой снеговой нагрузкой.

Крепление стальными уголками и пластинами

Это не один метод фиксации стропил, а сразу несколько. Все эти способы крепления конькового бруса к стропильным ногам объединяет только одно: использование металлических соединительных элементов.

Чаще всего стропила к брусу крепят металлическими уголками, а между собой — перфорированной пластиной. Такое соединение получается очень надежным и элементарным в монтаже — даже новичок вряд ли допустит ошибку. И пластины, и уголки устанавливают с обеих сторон стропильных ног, что еще сильнее повышает прочность узла крепления конька и стропил.

Вместо уголков для крепления стропил к коньковому прогону можно использовать LK-кронштейны. Их верхнее плечо привинчивают к широкой стороне доски, нижнее — к коньковому брусу. Установленные с обеих сторон стропил, LK-крепления не только соединяют стропильные ноги с коньком, но и мешают их продольному сдвигу. При этом если уголок крепится прямо под пластиной, LK-крепления устанавливаются чуть дальше, что снижает вероятность растрескивания стропил.

Намного реже для крепления стропил между собой используют не пластину, а перфорированную металлическую ленту. Ее крепят по верхней плоскости стропил в шахматном порядке, захватывая 20-25 см верха каждой доски. Поскольку при таком соединении саморезы ввинчиваются в доску с торца, лента надежнее пластины стягивает стропила вместе. Но лента скрепляет только стропила, с коньковым брусом их обязательно соединяют уголками или LK-кронштейнами. Поскольку особых преимуществ у перфорированных лент перед пластинами нет, а ставить их сложнее, чаще всего, выбор делают не в их пользу.

Если стропила и коньковый прогон соединяются любой комбинацией металлических крепежных элементов, вырубки обычно не делают.

Соединение врубкой вполдерева

По своей сути этот вид соединения напоминает крепление стропил внахлест. Только вместо полной ширины «нахлестывается» только половина: в стропилах делают выборку так, чтобы при их соединении доски были в одной плоскости. Скрепляются стропильные ноги болтами или несколькими гвоздями.

Крепление врубкой вполдерева — одно из самых трудоемких. Поэтому такое соединение стропил используют, в основном, при строительстве срубов по традиционной технологии. Только болт в этом случае заменяют деревянным нагелем.

Примыкание стропил к коньковому брусу

Очень редкий в России способ монтажа стропил. Зато он очень распространен в США и Канаде, откуда и пришел к нам вместе с технологией быстровозводимых домов из SIP-панелей. При таком методе крепления стропила не опираются на прогон, а упираются в него. Это принципиально меняет схему распределения нагрузок в коньковом узле кровли, поэтому при монтаже стропил примыканием нужно очень точно следовать проектным чертежам.

При примыкании стропил к коньковому брусу их обычно крепят сразу в трех плоскостях:

• устанавливают стропила на кронштейны или на LK-крепления;
• соединяют стропильные ноги металлической перфорированной полосой по верхней плоскости досок или 2-3 длинными гвоздями, забивая их наискось так, чтобы они зашли глубоко в коньковый брус;
• по бокам от стропил с обеих сторон конька устанавливают доски того же сечения, что и стропильные ноги.

Для крыш небольшой площади можно ограничиться только двумя крепежами: кронштейнами и досками-фиксаторами. Соединять стропила гвоздями или полосой в этом случае не нужно.

Учитывая сложность монтажа и неясные преимущества метода перед стандартными способами крепления стропил, его практически не применяют для строительства домов по индивидуальному проекту. Но в готовых проектах такая стропильная система встречается.

Шарнирный узел крепления стропил к коньку

Срубы и дома из бруса после возведения дают усадку. Даже если она равномерная, угол наклона стропил может немного измениться. А если скаты крыши разной длины или стены дома усаживаются неодинаково, это изменение может быть очень значительным. Поэтому жесткое крепление стропил в деревянных домах недопустимо: в лучшем случае после усадки такое соединение ослабнет, в худшем — стропильные доски могут выгнуться и растрескаться, что приведет к необходимости срочного капитального ремонта крыши. Поэтому в домах из бруса или оцилиндрованного бревна узел крепления стропил к коньку делают подвижным — шарнирным.

В качестве шарнира в таких соединениях всегда выступает болт М16 или шпилька, зафиксированная гайками с двух сторон. В этом случае при изменении наклона стропильных досок они просто поворачиваются вокруг болта без появления микротрещин или других дефектов.

Шарнирное соединение делают двумя способами: с помощью удлинения стропил металлическими пластинами или простым монтажом стропильных досок внахлест.

При использовании пластин, перед тем как крепить диагональные стропила к коньковому брусу, их подрезают так, чтобы в нижней точке торца был небольшой зазор — 5-10 мм. Край доски обычно срезают под 90°, поэтому при установке стропил получается выемка треугольной формы. Но допустим и вертикальный срез, хотя в этом случае зазор делают шире — минимум 20 мм. Дальше на стропила устанавливают металлические пластины с двух сторон и закрепляют их 1-2 болтовыми соединениями и шурупами. Пластины должны выступать за стропила и перекрещиваться примерно над средней линией конька. В этом месте их соединяют болтом-шарниром.

Дальше есть два варианта, как крепить коньковый брус к стропилам с подвижным соединением. Первый — это обычная врубка, как на фото:

Второй способ — это подвешивание стропил на уголке. При таком креплении болтом-шарниром пластины соединяют не только друг с другом, но и еще с уголком, который, в свою очередь, привинчивают к коньковому брусу:

Этот метод дает большую свободу соединению, но используют его, в основном, для небольших домов и бань. Слишком большую нагрузку стальной уголок может просто не выдержать.

Иногда стропильные ноги вообще не крепят к коньковому брусу. Но тогда они должны плотно опираться на конек. Причем не только сразу после постройки дома, но и после его усадки.

При укладке стропил внахлест и креплении их болтом также получается шарнирное соединение:

Как и пластинчатый шарнир, соединенные внахлест болтом стропила либо фиксируют на коньке вырубками, либо подвешивают на уголках. Все подвижные виды соединений хорошо показаны на рисунке:

Способ крепления вполдерева тоже относят к шарнирному типу соединений, но, кроме трудоемкости, у него есть еще один существенный недостаток — относительно небольшая свобода соединения. Если уклон скатов измениться значительно, стропильные ноги будут сдавливаться, что может привести к деформации досок и трещинам.

Низ стропилины закрепляют жестко, верх – свободно (скользящая опора)

Нижний край стропилины крепят жестко к мауэрлату (одна степень свободы), путем врубки зубом. В другом случае применяют запил с фиксацией опорным бруском.

На верхнем конце стропилины делают горизонтальный пропил со скосом. Если врубка невозможна, то край стропильной ноги подшивают снизу обрезком балки и скрепляют с двух сторон монтажными пластинами. Крепление верхнего края стропилины к прогону выполняют по типу скользящей опоры. При этом противоположные стропилины укладывают на конек поочередно, без скреплений между собой. Поэтому двускатную крышу, выполненную по этой схеме можно воспринимать, как две односкатные крыши, прилегающие друг к другу.

Сложность схемы в том, что любая погрешность в реализации конькового узла, превращает безраспорную конструкцию в распорную. Поэтому  данный вариант редко используют для двухскатных крыш, чаще – для односкатных.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко

Нижний край стропилины закрепляют к мауэрлату на ползуне (металлической скобе), благодаря чему она может сдвигаться и изгибаться под нагрузкой. Чтобы стропилина не могла «уйти» в боковом направлении, с двух сторон ее фиксируют металлическими уголками или брусками.

Верх стропильных ног закрепляют на шарнире с допуском поворота (одна степень свободы). При этом коньковые узлы наслонных стропил данного типа выполняют так: края стропилин схлестывают между собой и соединяют болтом или гвоздями. Или же стыкуют предварительно срезанные под углом концы, а затем связывают их металлическими или деревянными накладками.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко защемляют

Эта схема отличается от предыдущей тем, что соединение стропил в коньковом узле выполняется с жестким защемлением. Стропила скошенными торцами опирают друг в друга, а затем связывают их между собой и коньковым прогоном двумя ригелями-затяжками. Получается узел с защемлением.

Низ стропильных ног соединяют с мауэрлатом свободно, на ползуне.

Данный вариант креплений отличается повышенной несущей способностью, позволяющей применять его в регионах с повышенным уровнем снеговых осадков.

Виды сращивания стропил в коньке

Всего есть три способа, как это сделать:

Общие сведения о коньке крыши

Под коньком кровельщики подразумевают целую систему конструкционных элементов, сопрягающихся со стропильной системой. Основу его формирует горизонтальное ребро из поперечных скатов. Это самая высокая точка дома, которая может выполнять несколько задач. Главное назначение этого узла заключается в надежном замыкании скатов и кровельного настила.

Конек соединяет несколько стропильных элементов, также выступая и регулятором микроклиматических параметров крыши в подкровельном пространстве. В частности, через него обеспечивается циркуляция воздушных потоков, удаляется влага из чердачного помещения и отводятся продукты сгорания котлов и печей. Но для выполнения этих функций коньковый узел изначально должен быть обеспечен соответствующими инженерными приспособлениями.

Преимущественно конек используется в двухскатных системах крыш, но и ломаная четырехскатная конфигурация при укладке кровли в несколько уровней может задействовать этот элемент.

Как уже отмечалось, центральным звеном в узле выступает горизонтально расположенное ребро – это деревянная балка из бруса, на которую опираются скаты с разных сторон. В свою очередь, стропила для скатов на нижнем ярусе в точках потолочного перекрытия опираются на мауэрлаты. В качестве элементов силовой поддержки самого конька выступают вертикальные опоры – так называемые бабки. Они также могут иметь боковые подпорки, которые повышают стабильность конструкции.

Возможна и схема устройства стропильной системы крыши без вертикальных опор, но при условии усиления горизонтальной поддержки. В таких конструкциях функцию вертикальных стоек выполняют связки и затяжки с подкосами, напрямую соединяющие два ската ниже уровня самого конька. Центральная балка в этом случае поддерживается только усилием двух скатов, в свою очередь дающих еще больше нагрузки на брусы мауэрлата. Иными словами, часть веса смещается из центра перекрытия к поддержке по периметрам наружных стен.

Коньковая система может быть выполнена в разных вариантах. Что касается материала изготовления, то помимо бруса могут использоваться металлические профильные стержни. Другое дело, что у них множество недостатков (от большого веса до сложностей в монтаже), поэтому чаще применяется именно древесный пиломатериал. Главные же различия обуславливаются формой и конструкцией конькового узла крыши, который может быть исполнен в следующих вариантах:

• Коньковый профиль. Традиционный вариант узла стыковки двух скатов. Это тот же деревянный брус, который позволяет наделить верхнюю точку стропильной системы всеми необходимыми функциональными компонентами.
• Полукруглая планка. Собственно, это вариация классического деревянного профиля, но в более эстетичном виде. Заметить внешние особенности этого решения можно по фронтонам дома.
• Врезной конек. Нестандартный узел поддержки стропил, который используется для вальмовых, то есть четырехскатных кровель. Центральная несущая планка буквально врезается в скат, формируя в некотором роде ответвление конька от основной стропильной системы.

Виды кровельного покрытия конька

Если с тыльной стороны конек сопрягается с элементами стропильной системы, то снаружи его покрывает кровля, выбор которой также немаловажен. На сегодняшний день актуальны следующие варианты конькового покрытия:

• Металлочерепица. Материал хорош и своей долговечностью, и эстетическими преимуществами. Если правильно подойти к выбору типа внешней полимерной обработки, то получится всесторонняя защита от осадков, солнечных лучей, ветра и других негативных факторов. Единственный минус металлочерепицы – высокая цена.
• Профнастил. Металлические листы из оцинкованной стали, которые также славятся высоким сроком службы (30-40 лет) и механической надежностью. Но, выбирая профлист на коньковый узел, необходимо учитывать возможные ограничения по нагрузке. На 1 м2 эта кровля дает от 5 до 10 кг в среднем, что подойдет не для каждой стропильной системы.
• Шифер. Бюджетное решение, которое выгодно своей универсальностью и практичностью. Но в силу низкой прочности и отсутствия декоративных качеств этот вариант чаще используют для построек хозблока.

В качестве альтернативы можно рассматривать кровлю на основе ондулина, битума и фланцев, но в связке с коньком эти покрытия скорее выполняют функцию основы, а не дополнения. Такие системы поставляются в специальных комплектах, которые также могут включать приспособления для устройства снегозащиты, водостоки, дымоходы и т. д.

Комплектация конька

В частных домах крыши имеют множество функций, связанных с инжинирингом всей постройки. Очевидно, что и конек в разной степени должен будет взаимодействовать с отдельными системами. Расширенный перечень доборных элементов охватывает следующие устройства:

• Заглушки. Требуются для монтажа дополнительных элементов кровли и защиты скатных стыков.
• Снегодержатель. Барьер для снежных масс, который минимизирует нагрузку от осадков на кровлю и стропильную систему в целом.
• Ветровая планка. Металлическая накладка, предназначенная для боковой защиты конькового узла стропильной крыши от осадков, ветра и случайных механических ударов.
• Карниз. Также вариант защитного элемента, который устанавливается на деревянную карнизную доску под гидро- и теплоизоляционными покрытиями.

Кроме основной функции в выборе дополнительных коньковых приспособлений желательно учитывать и стилистические нюансы выбора. Причем дизайнеры советуют не просто отдавать предпочтение элементам с одинаковой фактурой и текстурой, но и выполнять общую композицию в едином материале. Этот нюанс важен и с точки зрения надежности монтажа.

Технология монтажа конька

К устройству конька переходят после завершения укладки кровли на поверхности скатов. Детали доставляют на крышу веревкой или с помощью лебедочного механизма. В первую очередь устанавливается брус с сечением 7х9 см. С двух сторон к нему же крепятся элементы обрешетки в виде деревянных планок.

Эти операции удобнее выполнять с центральной коньковой планкой, имеющей округленную поверхность, поэтому при желании можно выполнить ручную обработку бруса электролобзиком или шлифовально-стружечными аппаратами. Для профилактики негативных биологических процессов будет нелишним изолировать установленные деревянные элементы рубероидом, который также выполнит функции паро- и влагозащиты.

Кстати, тыльная сторона металлочерепицы для конькового узла, как правило, обеспечивается подкладкой из утеплителя и средств защиты от плесени и грибка. Крепление элементов черепицы в этой части производится непосредственно к брусу.

Фиксация коньковой конструкции

Механическое крепление элементов коньковой конструкции может выполняться разными способами. Типовая модель фиксации реализуется в следующей последовательности:

• На основных элементах узла высверливаются монтажные отверстия (только на плоских сторонах).
• Перед установкой крепежей завершается подгонка и стыковка деталей с нахлестом от 10 см.
• Для полукруглого конька применяется соединение по линиям штамповки.
• Стропильные фермы под коньковым узлом крепятся с помощью саморезов с гвоздями или по методу укладки в паз. Главное, чтобы к моменту установки были правильно рассчитаны углы наклона от ската.
• Для повышения прочности конструкции в качестве дополнения монтируют подконьковую доску выше уровня обрешеточных ферм.

Устройство конька с дефлектором

Поддержание сухости в подкровельном пространстве – важнейшее условие для обеспечения оптимального состояния стропильной системы. Коньковый дефлектор как раз способствует выводу пара и влаги из-под кровли и чердачного помещения, не допуская внутрь осадков. В монтаже этого элемента желательно использовать сегмент кровли с готовым вентиляционным каналом.

В той же металлочерепице предусматриваются эргономичные и удобные в установке пластиковые дефлекторы. От кровельщика требуется лишь вмонтировать в коньковый узел сегмент с каналом воздухоотвода и при необходимости обеспечить его вспомогательными элементами наподобие патрубка и диффузора.

Далее прилегающие места стыков кровельного сегмента с дефлектором дополнительно усиливаются метизами, а зазоры герметизируются монтажной пеной или строительным силиконом.

Советы по обслуживанию конька

Если в устройстве стропильной системы использовалась качественная древесина с нормативными характеристиками влаги без физических дефектов, то особых мероприятий по техобслуживанию не потребуется. Достаточно раз в 2-3 года обрабатывать элементы конькового узла кровли защитными пропитками с огнеупорными и антигрибковыми функциями. Также следует периодически следить за наружными защитными приспособлениями в местах скатных стыков и на фронтонах.

Чем сращивать? Выбор крепежных элементов

Стропильные ноги формируют контур крыши и передают точечную нагрузку от крыши на мауэрлат, а мауэрлат в свою очередь равномерно распределяет ее на несущие стены.

Издавна для крепления стропил использовались такие элементы:

• Накладки.
• Бруски.
• Деревянные штыри.
• Клинья.
• Нагели.
• Металлические скобы.

А вот современный рынок предлагает более функциональные крепления, которые позволяют сращивать стропила в области конька намного проще и надежнее. Под любым углом получается нужная жесткость и прочность. Это:

• Гвоздевые и перфорированные пластины.
• Саморезы.
• Болты и шурупы.
• И многое другое.

Но выбор того или иного крепежного элемента зависит больше не от того, сколько он стоит и насколько окажется прочным, а от того, какова нагрузка на конкретный коньковый узел и что его него требуется.

Итак, вот как, например, сращивают стропила в коньке саморезами:

А вот так гвоздевыми и перфорированными пластинами:

Но для того, чтобы эти пластины применить, вам придется поработать с прессом:

Сращивание стропил в коньке арочной крыши

У арочной крыши почти те же технологии, что и у двускатной, разве что угол соединения стропил немного другой:

Сращивание стропил в коньке круглой крыши

А вот как выходят из положения при строительстве необычных крыш таких же необычных построек:

Способы повышения устойчивости безраспорных систем

Все три рассмотренные стропильные системы показывают себя, как устойчивые при неравномерных нагрузках только в случае жесткой фиксации конькового прогона. То есть, когда его концы выводят на фронтоны или подпирают дополнительными накосными стропилами.

Если же коньковый прогон опирается только на стойки, крыша может потерять устойчивость. В рассмотренных втором и третьем вариантах (низ стропильной ноги на ползуне, верх – жестко закреплен) при увеличении нагрузки на один из скатов крыша будет смещаться в сторону увеличившейся нагрузки. Первый вариант сохранит форму, но только при идеально вертикальных стойках (под прогоном).

Чтобы, несмотря на нежесткую фиксацию прогона и неравномерные нагрузки, система стропил наслонная осталась устойчивой, ее дополняют горизонтальной схваткой. Схватка – это  балка, обычно с тем же сечением, что и у стропил.

Она скрепляется со стропилами гвоздями или болтами. Пересечение схваток и стоек фиксируется гвоздевым боем. Работу схватки можно охарактеризовать, как аварийную. В случае неравномерной большой нагрузки на скаты, схватка включается в работу и предохраняет систему от перекоса.

Укрепить систему с жестко закрепленным верхом и свободным низом (второй и третий варианты) можно с помощью небольшой трансформации нижнего узла. Стропильные ноги выводят за край стен. При этом само крепление остается скользящим, по типу ползуна.

Еще один вариант повышения устойчивости – жесткое крепление низа стоек, на которых удерживается горизонтальный коньковый прогон. Для этого их врубают в лежень и фиксируют к перекрытиям, например, используя накладки из досок или брусков.

Балочный узел

К балкам стропила прикрепляются следующим образом. Главная задача крепления — не допустить скольжения стропила по балке, поэтому используются различные приемы.

1. В пятке стропила необходимо вырезать зуб и шип, в балке вырезают соответствующего размера упор.
2. От свисающего края балки место крепления должно отстоять на 25-40 см.
3. Гнездо для крепления должно быть глубиной 1/4 — 1/3 толщины балки.
4. Вместе с зубом вырезают шип, который не дает стропилу сдвинуться вбок. Такое соединение называют «зубом с шипом и упором».

Если крыша более пологая (угол ее наклона меньше 35 градусов), то стропила крепят таким образом, чтобы площадь их соприкосновения с балкой увеличилась. Тогда используют следующие способы:

• два шипа с двумя зубами,
• упором с шипом или без него,
  

Подведем итоги

1. С вырубкой — традиционный способ, и без нее — более простой метод монтажа, который стал возможен благодаря современному металлическому крепежу.
2. Встык — более надежный, но и более сложный метод крепления, который подходит для домов из газоблока, кирпича, бетона, или внахлест — более простой метод, который хорош для срубов и домов из бруса.
3. Гвоздями и скобами — устаревший метод, который менее надежен, чем другие способы крепления.
4. С помощью деревянных накладок, которые надежно связывают стропила и коньковую балку в один узел.
5. С помощью металлических крепежных элементов — оптимальный на сегодня метод крепления, который обеспечивает прочное соединение и очень прост в реализации.
6. Вполдерева — очень трудоемкий способ, который обычно используют при монтаже стропильной системы по традиционной технологии.
7. Примыканием к коньковому брусу — метод крепления родом из Северной Америки. Редко используется, поскольку у него нет особых преимуществ перед стандартными способами монтажа стропил, а сложность работ — высокая.
8. На шарнирах — не один, а сразу несколько методов соединения стропил, которые объединяет одно: подвижное крепление, которое выдерживает изменение уклона крыши во время усадки сруба или дома из бруса.

Все перечисленные методы крепления надежны и проверены. Поэтому для обычного дома, который строится на юге и в средней полосе России, рекомендуем выбирать метод крепления стропил к коньковому прогону исходя из критерия простоты монтажа. В большинстве случаев, это соединение стропил перфорированной пластиной, а стропильных ног и конька — металлическими уголками. Для деревянных домов нужны шарнирные соединения, а для зданий в северных регионах с большой снеговой нагрузкой — усиленные методы крепления стропильных ног, которые способны выдержать сотни килограмм снеговой нагрузки.

Зачем нужна вырубка, и когда ее можно не делать

Вырубка — это запилы на стропилах, глубиной в четверть или треть доски и шириной в половину ширины коньковой балки. Они повторяют форму бруса конька и нужны для предотвращения продольного скольжения стропильных ног по коньковому прогону.

По традиционной технологии крепление стропил к коньку всегда выполняется с вырубкой. Кроме надежной фиксации стропильных ног на коньковом брусе, благодаря запилу стропила опираются на конек не по линии ребра, а прилегают к нему по всей ширине. Следовательно, и нагрузка распределяется не по тонкой линии, а по куда большей площади.

Теперь о том, как запилить конек на крыше. Важно понимать, что вырубку делают только на стропилах. Коньковый прогон ни в коем случае нельзя ослаблять запилами. Вырубку на стропильных ногах обычно делают на земле по заготовленному шаблону.

Шаблон вырубки изготавливают из короткого отреза той же доски, что используется для стропил. Отрезок прикладывают к торцу конькового прогона, и выставляют так же, как будут установлены стропила: под тем же углом, на той же глубине запила. Карандашом на доске размечают контуры конькового бруса и делают по этой линии вырез. Затем доску с вырубкой снова прикладывают к коньку, чтобы убедиться, что запил плотно прилегает к прогону, а наклон такой же, как должен быть у стропил. Если все правильно, то шаблон готов.

Несмотря на сложности, связанные с выполнением запила, к этому способу крепления стропил к коньковому прогону прибегают все еще довольно часто. Хотя, в основном, это связано с кровельными традициями — сейчас есть альтернативные методы фиксации стропильных ног. Причем эти методы часто даже более надежные: вырубка уменьшает ширину доски, что закономерно снижает ее прочность, а любой способ крепления, когда запил не нужен, лишен этого недостатка. Например, установка коньковой доски и крепление стропильных ног с помощью металлических уголков и пластин позволяет надежно зафиксировать соединение без ослабления стропил вырубкой.

Но учитывайте, что при строительстве домов из оцилиндрованного бревна, сделать стропильную систему без запилов, скорее всего, не получится. На круглом коньке хорошо закрепить стропильные доски с помощью только металлического крепежа сложно.

Если вы решили отказаться от вырубки, при креплении стропил к коньку следуйте правилам:

1. Стропильные ноги должны быть и соединены друг с другом, и закреплены к брусу конька. Исключение одно: шарнирное крепление стропил.
2. Дерево для стропильной системы должно быть хорошо высушено, иначе при жестких креплениях стропила может повести.
3. Стропила должны опираться на коньковый брус, а не висеть на саморезах или гвоздях и креплениях.

Последнее правило должно соблюдаться при любом способе крепления. Даже если стропила соединены металлическими планками на шарнире, они все равно должны лежать на коньковом брусе, передавая на него нагрузку.

Стропильная система

Стропильная система состоит из каркаса и опорных элементов. Именно от их качества и зависит надёжность, долговечность и прочность крыши. Каркас выполняет функцию основания для утеплителей, гидроизоляционных слоёв и кровельного материала.

Самыми распространёнными считаются деревянные стропильные системы, так как древесина характеризуется надёжностью, привлекательностью, лёгкостью и экономностью. Для улучшения характеристик древесины, её предварительно обрабатывают антибактериальными и противопожарными составами.

Стропильные системы, выполненные из металла по технологии лёгкий стальной каркас, используются в строительстве промышленных зданий или многоэтажных домов. Тонкостенный оцинкованный металлопрофиль, из которого изготовляются подобные системы, обеспечит конструкции длительный срок службы и высокую прочность. Некоторые производители заверяют, что металлические стропила способны прослужить более ста лет.

В сравнении с деревянными, металлические стропильные системы отличаются рядом преимуществ:

• Пожаробезопасность. Возгорание конструкции исключается за счёт использования неспособных к горению материалов. Это также обуславливает ненадобность обработки противопожарным составом, как в случае с деревянными системами.
• Срок службы. Гарантийный срок службы — 100 лет, но профессионалы говорят, что это далеко не предел. Конструкция стойкая к воздействию грибков, микроорганизмов. Покрытие металла цинком обеспечивает антикоррозийную стойкость.
• Монтаж. Казалось бы, металлические системы намного сложнее установить, чем деревянные. Но это не совсем так. В процессе монтажа понадобится только шуруповёрт и дрель, а вес системы не слишком отличается от массы деревянных конструкций. Кроме того, работы можно проводить в любое время года, ведь металл не боится ни дождя, ни холода, ни снега.

Существенным преимуществом деревянных стропильных систем является способность сохранять тепло в помещении, что принесёт дополнительную экономическую выгоду. Древесина более экологична, у неё привлекательный внешний вид, она легко поддаётся обработке. Но срок службы деревянных систем намного короче, к тому же она со временем может стать местом жительства различных микроорганизмов.

Использование металлических конструкций оправдывается при возведении многоэтажных домов или зданий промышленного предназначения. Для жилого дома отлично подойдёт и обычная деревянная стропильная система.

Силовые элементы стропильной системы: конфигурация и назначение

Огромная значимость качественной сборки кровельной конструкции ни у кого не вызывает сомнений. Но иногда будущие домовладельцы (и даже практикующие строители) самое пристальное внимание уделяют монтажу финишного покрытия, упуская из виду важные нюансы обустройства несущего скелета крыши.

А стропильная система, работающая ненадлежащим образом, не прощает ошибок. Тут даже незначительные деформации обычно приводят к разгерметизации ковра и появлению протечек. В лучшем случае, страдает внешний вид дома. Для ремонта стропильной конструкции крышу придётся перебирать практически полностью.

Как выбирается форма кровли

В подавляющем большинстве случаев крыши частных домов «в разрезе» имеют вид треугольника (в том числе с ломаным профилем – мансарда вместо нежилого чердака). Данная форма с двумя, тремя или четырьмя скатами — показывает себя как наиболее выгодный вариант с точки зрения организации пространства. Треугольник, без преувеличения, можно назвать самой стабильной фигурой, конструкции в виде треугольника лучше всего выдерживают «складывающие» поперечные нагрузки (ветер) и любой вид вертикального давления (например, вес снега). 

Плоские скатные кровли, конечно же, имеют право на существование. Крыша, где стропила лежат параллельно друг другу в одной единственной плоскости, довольно часто собирается, когда нужно перекрыть небольшое строение типа гаража, хозяйственной постройки и тому подобное. Такая конструкция получается наиболее дешёвой, она очень просто, быстро монтируется.

Если сделать под односкатную стропильную систему правильную подготовку, то можно таким образом обстроить крышу и полноценного крупного коттеджа. Причём на выходе удастся добиться при этом весьма необычного современного внешнего вида.

Форма и конфигурация стропильной системы

Обратной стороной медали для плоских крыш является некоторое ограничение по габаритам перекрываемого дома. Ведь в данном случае расстояние между несущими стенами будет являться размером висячего пролёта для стропил. А учитывая относительно небольшие углы наклона односкатных крыш, пролёт в 5-6 метров уже может быть на грани допустимого. Поэтому для обеспечения дополнительной линии опоры, в таких домах заранее проектируется внутренняя несущая стена, расположенная посреди коробки или близко к центральной оси здания. От неё вверх выставляют подпирающие колоны-стойки, прогоны, подстропильные ноги…

При реализации крыши с несколькими скатами, стропила которых сходятся в коньке – проблем с габаритами практически не стоит. В данном варианте пространство разделяется на несколько отдельных плоскостей, причём углы наклона многоскатных крыш обычно достаточно велики, чтобы снег не оказывал слишком большого давления.    

Делать крышу вальмовой или создавать конструкцию двухскатную с фронтонами, зависит скорее от эстетических предпочтений хозяев, чем от технических условий. Единственное, где двухскатные (как и ломаные крыши) конструкции выигрывают явно – это когда нужно сделать мансарду. Тогда во фронтоне можно без проблем расположить окно или сформировать выход на балкон. Но, в свою очередь, трёх- и четырёхскатные варианты лучше работают в местности, где наблюдаются довольно интенсивные ветра.

Специфика строительства крыши

Важно! Некоторые конструкции считаются идеально подходящими для частных жилых домов, а другие используются только для коммерческих или промышленных сооружений.

При создании стропильной системы учитываются некоторые требования к ней:

• высокая прочность и практичность;
• невысокие затраты на строительство;
• привлекательный внешний вид;
• долгий срок эксплуатации;
• стойкость перед разными осадками или иными воздействиями атмосферы;
• легкость и оперативность создания;
• идеальное соответствие требованиям, которые предъявляются к крышам в конкретной климатической зоне.

Наиболее часто для создания конструкций применяется древесина, но важно грамотно выбрать данный материал, чтобы он был правильно обработан и высушен. Не допускается превышение влажности брусков или досок, поэтому оптимальным значением будет 20 процентов. Храниться элементы стропильной системы крыши до непосредственного использования должны штабелями, причем они укладываются на специальные поддоны.

Важно! Все деревянные части перед использованием покрываются антисептиками и антипиренами, чтобы сделать их более устойчивыми к возгоранию, воздействию влажности или насекомых.

Как крепится стропильная система?

Теперь же скажем пару слов о фиксации данных систем. Ноги висячих стропил крепятся к мауэрлату посредством врубок, кроме того, необходимо обеспечить и дополнительную фиксацию, для этого используют кронштейны либо специальные скобы.

Наслонная конструкция может крепиться несколькими способами – распорным или же безраспорным. Так, в первом случае в нижней части стропильных ног устанавливаются «ползуны», а верхние соединяются между собой. А вот если же низ ног будет жестко крепиться к мауэрлату с помощью врубок, то получится безраспорная стропильная система.

Верхние части диагональных стропил фиксируются гвоздями к консоли, шпренгельную конструкцию либо же прибоину. В некоторых случаях, чтобы обеспечить большую надежность конструкции, используют дополнительно проволочные скрутки или металлические хомуты.

Стыковка угловых и диагональных ног происходит с помощью запила и крепления их гвоздями. Стропильная система вальмовой крыши, фото которой также не скрыто от обывателя во всемирной паутине, является достаточно сложной конструкцией, так что лучше все-таки доверить ее возведение мастерам, знающим свое дело.

Конструкция стропильной системы простой двухскатной крыши

Крыша с двумя скатами наиболее распространенный вариант завершения коробки частного дома. При ее изготовлении важно грамотно подобрать сечения несущих элементов, выполнить надежное закрепление узлов и правильно выбрать тип конструкции. Стропильная система двухскатной крыши не имеет больших сложностей и вполне может быть изготовлена своими руками.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция может быть классифицирована по двум признакам. Первый из них – способ опирания несущих элементов. Двускатная стропильная система крыши дома в этом случае включает следующие виды:

• с наслонными стропилами;
• с висячими стропилами.

Устройство кровли с использованием наслонных стропил предполагает их опирание в двух точках. Конструкция в этом случае позволяет избежать возникновения серьезного распора. Чтобы сделать монтаж своими руками потребуются следующие основные элементы:

• стропильные ноги;
• мауэрлат;
• ригель;
• промежуточные стойки и подкосы при большом пролете несущих балок;
• обрешетка и контробрешетка;
• накладки упорные бруски.

В верхней точке монтаж предусматривает опирание на ригель. Установка также предусматривает опору в нижней точке – мауэрлат. Собрать такую конструкцию для дома своими руками можно только в двух случаях:

Варианты сборки наслонной системы двускатной кровли

1. Наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами не большое. То есть такой монтаж подойдет для небольшого дома своими руками. Наибольшая длина строения, которая позволяет выполнять устройство деревянного ригеля без дополнительных усилений – 6 м. При больших пролетах потребуется в качестве ригеля устанавливать металлические балки. При использовании деревянного бруса необходимо будет предусматривать промежуточные стойки, которые располагают в среднем через 2 метра. Избежать этого можно только при использовании в качестве ригеля клееного бруса достаточно большого сечения. В этом случае становится невозможной свободная планировка пространства – стойки посередине помещения убрать нельзя.
2. Второй вариант, когда возможен монтаж наслонной системы двускатной кровли своими руками – это наличие стены в середине дома. Устройство в этом случае предусматривает, что брус, на который будут опираться стропила в верхней точке, передаст нагрузку на внутреннюю стену. В этом случае несущая конструкция не должна быть спутана с перегородкой. Перегородка опирается на перекрытия, а установка стены дома своими руками предполагает ее опирание непосредственно на фундаменты. Такое устройство подойдет для зданий с достаточной шириной, где есть смысл устанавливать стеновое ограждение посередине.

Второй вариант – висячие стропила. Они более сложны в расчете, но позволяют устройство в подкровельном пространстве дома свободной планировки. Конструкция предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части. Монтаж предполагает опирание стропил только в нижней точке. В верхней части несущие балки надежно соединяются между собой. Установка такой системы напоминает ферму. Конструкция работает на распор, поэтому важно предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку на стены дома. выполнить это можно с выполнением следующих мероприятий:

• устройство монолитного пояса по обрезу стен;
• необходимо сделать надежное закрепление мауэрлата двускатной кровли к стене дома своими руками;
• для устранения распора устанавливается схватка.

Схватка или стяжка становится одним из значимых элементов двускатной кровли дома. Она предотвращает разращение стен под действием распора. Можно выделить следующие виды схваток:

• расположенные в уровне перекрытия мансарды;
• расположенные в уровне потолка мансарды.

Стоит отметить, что второй вариант обеспечивает меньшую надежность, поскольку, чем выше выполнен монтаж элемента, тем сильнее стропила оказывают на него воздействие. Если схватка получается слишком длинной, необходимо сделать ее усиление своими руками. Для этого производится монтаж дополнительных элементов двускатной кровли дома – подвесок. Они соединяют конек с серединой затяжки, чем предотвращают ее провисание.

Стропильная система двухскатной крыши с висячими стропилами позволяет выполнить монтаж с предварительной сборкой ферм на земле, после чего поднять их на крышу и сделать закрепление.

Такой вариант подойдет только при наличии подъемной техники, поскольку готовые двускатной кровли дома станут слишком габаритными и тяжелыми для подъема своими руками.

Классификация по типу ската

Второе разделение можно сделать в зависимости от того, как запроектирована линия ската. Виды здесь предполагают наличие двух вариантов:

Двухскатная крыша c ломаными и прямыми скатами

1. С прямыми скатами. Самый простой для выполнения способ. Позволяет выполнить работу без серьезных затруднений. Минусом такого варианта кровли своими руками является уменьшение пространства мансарды.
2. С ломаными скатами. Такие виды кровли более сложны в выполнении. Предполагается наличие линии, по которой изменяется угол наклона. Угол наклона нижней части ската нужно сделать большим, чем у верхней. Таким образом получается поднять потолок мансарды и увеличить свободное пространство. Монтаж кровли осуществляется с установкой дополнительного ригеля в месте перелома.

Основные разновидности стропильных систем

Виды стропильной системы являются многочисленными, поэтому перед возведением дома важно разобраться во всех разновидностях, чтобы выбрать оптимальный вариант для конкретного строения. К этим типам относится:

• Односкатная стропильная система. В такой крыше все стропила представлены балками, опирающимися о стены строения. Нередко стены обладают в строениях разной высотой, а в этом случае формируется скат с некоторым уклоном. Если стены обладают одинаковой высотой, То можно сделать даже плоскую крышу. Такой вид стропильной системы редко применяется для жилых домов, так как оптимально пользоваться им для разных небольших строений, например, бани или гаража.
• Двускатная стропильная система. Этот вид представлен рядом ферм в форме треугольника. Соединяются все стропила под некоторым углом, что создает два ската. Данный вариант стропильной системы считается простым в формировании, поэтому нередко владельцы сооружений занимаются данным процессом самостоятельно. По-другому она называется щипцовой.

Видео по теме:


• Ломаная. Считается разновидностью двускатной конструкции, но в процессе ее создания формируется скат с определенным изломом. Под такой крышей оптимально делать мансарду, обладающую просторными размерами и другими оптимальными параметрами.
• Четырехскатная стропильная система. По-другому называется полувальмовой, причем представлена она двумя скатами в форме трапеции, а также двумя треугольными скатами, которые находятся на торцах сооружения. Такая крыша обладает привлекательным видом, но процедура ее создания считается сложной и специфической.
• Четырехскатная. Она так же называется вальмовой. Состоит из двух вальм, имеющихся в торце строения, а также из двух боковых скатов, представленных в форме трапеции. При грамотном формировании такой конструкции обеспечивается организация крыши, отличающейся повышенной устойчивостью перед сильными ветрами и прекрасной теплоизоляцией.
• Шатровая стропильная система. В нее входит четыре вальмы треугольной формы, которые сходятся в центре. Используется этот вариант только для строений, имеющих квадратную форму. Неплохо смотрятся на небольших архитектурных формах, к которым относятся беседки или бани.
• Судейкина. Эта конструкция используется достаточно редко, хотя некоторые люди предпочитают именно ее создавать на своих домах за счет наличия многочисленных плюсов. Для ее организации формируется ряд из балок, соединенных особым способом, поэтому по внешнему виду напоминает пологую шатровую крышу. К ней прикрепляется 4 треугольных ската, причем их вершины направлены вниз, а именно к углам строения. Между ними формируются значительные по размеру фронтоны, поэтому под такой конструкцией легко можно сделать крупную мансарду, отличающуюся прекрасными теплоизоляционными свойствами и хорошим освещением. Еще одним плюсом такой крыши является то, что на ней практически не задерживается снег, поэтому во время монтажа водосточной системы можно сэкономить значительное количество средств.

Таким образом, виды стропильных конструкций являются многочисленными, причем каждая разновидность создается особым образом и обладает некоторыми плюсами и недостатками. Выбирается конкретный вариант в зависимости от самого строения.

Из какого материала создаются стропильные системы?

Для формирования этих конструкций могут использоваться различные материалы. Наиболее оптимальным считается применение элементов из древесины.

Важно! Узлы стропильной системы, сделанные из дерева, отличаются высоким качеством, долговечностью и надежностью, но для их долгого срока службы перед применением надо обработать их особыми защитными составами.

Для создания конструкций используется брус, причем желательно, чтобы он имел размеры 150х150 мм. Дополнительно применяются доски 50х150 мм, а для усиления крыши подходят более толстые бруски и доски, которые надежно фиксируются друг с другом.

Во время формирования стропил оптимальным считается использование сосновой древесины, причем брус предварительно должен вылежаться, чтобы после организации кровли не изменил свою форму и размеры, поэтому при таких условиях значительно увеличивается стойкость всей конструкции перед разными факторами.

Небольшого размера стропила делаются из досок, причем для придания им оптимальной прочности рекомендуется сшивать несколько элементов.

Некоторые люди предпочитают при возведении частного строения пользоваться металлическими элементами для создания крыши. Но применение металлического профиля обладает некоторыми минусами, так как металл подвергается процессу коррозии. Обычно устанавливаются такие элементы под прогонами конька, что дает возможность сделать оптимальную опору, так как именно прогоны обычно подвергаются значительным нагрузкам.

Требования, предъявляемые к стропильной системе

В течение срока эксплуатации на крышу воздействуют различные факторы, наиболее значимыми из которых являются:

• снеговые осадки;
• ветер;
• сезонные колебания температуры.

Наиболее распространенным материалом для изготовления деталей и узлов стропильных конструкций является дерево.

При проектировании необходимо учитывать возможность поражения строительного материала насекомыми и микроорганизмами в процессе эксплуатации.

Устранить влияние биоповреждений помогут пропитка деревянных деталей растворами антисептиков и использование конструктивных мер для создания благоприятных условий эксплуатации.

К конструктивным мерам можно отнести:

• использование пароизоляции со стороны чердачного пространства;
• недопустимость прямого контакта деревянных деталей с каменной кладкой или массивными металлическими элементами;
• обеспечение качественного гидроизоляционного кровельного ковра.

Воздействие снеговой нагрузки компенсируется на этапе проектирования путем подбора требуемых сечений конструктивных элементов. В климатических районах со значительным уровнем снегового покрова рекомендуется уменьшать расстояние между стропильными балками и увеличивать угол наклона крыши.

Увеличение угла наклона, в свою очередь, может привести к увеличению парусности крыши. В местностях, характеризующихся наличием сильных и продолжительных ветров, этот фактор может привести как к локальным разрушениям кровельного ковра, так и к более масштабным разрушениям.

Под воздействием сезонных колебаний температуры строительные материалы, из которых выполнены крыша и поддерживающая конструкция, будут расширяться или сжиматься. Степень температурных деформаций характеризуется коэффициентом температурного расширения. Соответственно, различные материалы под воздействием сезонных колебаний температуры будут деформироваться в разной степени.

При неблагоприятном стечении обстоятельств возможно нарушение целостности кровельного покрытия или даже возникновение трещин в несущих элементах стропильной конструкции. Оптимальным вариантом является подбор материалов, обладающих приблизительно одинаковым значением температурных деформаций.

Комбинированная стропильная система

Схема монтажа стропильной системы: А – узел крепления стропил к мауэрлату; крепления кобылок; Б – общий вид правильно выполненных стропил; В – растяжка и подкос; Г – правильное крепление конька; Д – крепление к подкосу; Е – стропила в сборке.

Такие фермы используют в своей конструкции характерные элементы обеих систем и являются комбинированной стропильной системой.

Наиболее часто такая система используется для изготовления крыш так называемого мансардного типа. Стены помещения на втором этаже будут образовываться вертикальными стойками, одновременно являющимися промежуточными точками опоры для стропильных балок.

Горизонтальные брусья, пущенные по верху стоек (прогоны), будут одновременно выполнять функции конькового бруса для боковых скатов кровли и мауэрлата для верхних скатов.

Часть стропильной фермы, соединяющая верхние концы стоек, выполняет функцию ригеля для боковых скатов и одновременно является затяжкой для верхней части фермы.

Дополнительно для усиления прочности конструкции могут устанавливаться подкосы, скрепляющие вертикальные стойки и стропила боковых скатов кровли.

Комбинированная стропильная ферма несколько сложнее в изготовлении, чем традиционные виды стропильных систем. Однако трудоемкость и сложность изготовления с лихвой компенсируются отсутствием необходимости в дополнительных опорах при перекрытии больших пролетов и увеличении несущей способности кровли.

Коньковые элементы стропил

Очень важным элементом является конек или коньковый перегон, соединяющий в единое целое всю стропильную систему, включающую в себя, кроме всего прочего, раскосы и диагональные стяжки. Если в строении нет несущих стен, вся система стропил может базироваться на прогоне, установленного на колоннах.

Расстояние между стропилами составляет 1- 2 м и зависит от многих причин: размеров кровельного материала, свойства утеплителя, традиционных погодных условий для данной местности, площади сечения стропильных ног.

Особенно нужно уделять внимание деталям фронтонов, которые принимают на себя различную ветровую нагрузку.

Проектирование стропильной системы

Работа над созданием стропильной системы начинается с составления проекта. Это достаточно сложное дело, требующее наличия соответствующих знаний и немалого опыта. На этом этапе должна быть оценена потенциальная нагрузка на кровлю, произведен расчет висячих стропил, подобрано оптимальное сечение стропил, расстояние между ними, определена форма фермы. 
При составлении проекта необходимо:

• выбрать тип крыши и оптимальный для конкретной местности угол наклона скатов;
• выбрать кровельный материал;
• произвести детальный расчет стропильной системы с учетом местных климатических условий (ветровых нагрузок, количества осадков и т.д.).

Необходимо понимать, что недооценка одного из факторов или ошибка при расчетах могут стать причиной деформации стропильной системы, разрушения материала кровли, а то и полного обрушения крыши. 

Применение висячих стропил

Висячие стропильные системы находят свое применение, как правило, в тех случаях, когда в зданиях нет несущих внутренних стен. В качестве опор используются только две внешние стены строений. При такой конструкции стропильные ноги работают исключительно на изгиб и сжатии, горизонтальных нагрузок не возникает. С целью уменьшения распирающего усилия, оказываемого на стены, применяют висячие стропила с затяжкой. Выполнена она может быть из деревянного бруса либо металла.  Читайте также: «Как выполнить монтаж стропильной системы двухскатной крыши – пошаговое руководство».
Располагаться затяжка может в различных местах, в зависимости от того, какую конструкцию имеет крыша. К примеру, при устройстве мансардного этажа затяжку располагают у основания, в результате чего она одновременно играет роль балки перекрытия (прочтите: «Устройство стропильной системы мансардной крыши и его типы»). Необходимо учитывать тот факт, что при более высоком расположении затяжки в стропильной системе она испытывает более серьезные нагрузки. Поэтому, если принято решение использовать верхнюю затяжку, то следует применять более мощные конструкции и максимально надежные крепления. 

Важный момент, который необходимо учитывать, когда устанавливаются висячие стропила — ширина пролета между ними, которая может варьироваться от шести до десяти метров.В зависимости от этого подбирается наиболее оптимальная конструкция, для изготовления которой могут быть использованы брус, бревна и доски. Соединение элементов осуществляется посредством врубки, а также при помощи болтов, стальных профилей, нагелей, гвоздей.

Применение наслонных стропил

Если в здании предусмотрено наличие внутренней капитальной стены, то в качестве опорной конструкции при строительстве крыши чаще всего применяют наслонную стропильную систему. Ее ключевым отличием от конструкции висячих стропил является наличие дополнительного внутреннего элемента, опирающегося на несущую внутреннюю стену либо колонну. В связи с этим передача нагрузки идет исключительно на изгиб. Преимущество наслонных стропил заключается в том, что вся конструкция получается более легкой, и на ее сооружение требуется меньшее количество лесоматериала.
В некоторых случаях, когда общая кровля обустраивается над несколькими пролетами, практикуется одновременное применение как висячих, так и наслонных стропил. В той части здания, где внутренние опоры отсутствуют, используют висячую систему, а в той, где они имеются, — наслонную. 

Устройство свеса крыши

Проектируя висячие стропила расчет следует проводить с учетом карнизного свеса, в противном случае придется осуществлять наращивание стропил по длине. Совсем без свеса обойтись нельзя, поскольку эта деталь кровли обеспечивает отвод стекающей воды на определенное расстояние от стен, предотвращая их чрезмерное намокание, появление плесени и грибка, гниение. Традиционно рекомендуется оставлять свес длиной от сорока до шестидесяти сантиметров, однако в некоторых случаях он может достигать метровой длины. Большой свес также обеспечивает защиту от сильного ветра, снижая вероятность срыва кровли при его сильных порывах (рекомендуем прочитать: «Стропильная система своими руками: материал, расчеты, установка»). 

Как было сказано выше, если размеры стропильных ног недостаточны для устройства карнизного свеса, то необходимо позаботиться об их удлинении при помощи досок необходимой длины (прочтите: «Как рассчитать длину стропил, особенности стропильных систем»).

Стоит отметить, что иногда это может оказаться даже более целесообразным и экономически выгодным вариантом, чем использование более длинных цельных брусьев для стропил, поскольку:

• работать с конструкционными элементами меньшей длины значительно удобнее;
• стоимость более длинного бруса выше;
• в случае возникновения необходимости ремонта свеса дополнительная доска может быть легко заменена на новую. Если же используются цельные брусья, то на ремонт придется затратить намного больше времени и средств. 

Таким образом, висячая стропильная система представляет собой несущую кровельную конструкцию, применяемую при возведении зданий без внутренних опор. Соблюдая основные правила проектирования и монтажа, можно быть абсолютно уверенным в надежности и долговечности такой конструкции. Читайте также: «Наслонные и висячие стропила — нюансы монтажа»).

Виды систем в зависимости от используемых стропил

Типы стропильных систем отличаются не только конструкцией, но и используемыми стропилами. К их разновидностям относится:

• Висячие стропила. Они называются по-другому выносными. Обладают двумя точками опоры, причем они применяются для любой пары. В качестве этих точек выступают несущие стены строения. Это позволяет работать стропилам не только на изгиб, но и на сжатие. Важно устанавливать стропильные ноги таким образом, чтобы они опирались не на сами стены, а на смонтированный мауэрлат, представленный опорным брусом значительной толщины. Для формирования мауэрлата применяется деревянный опорный брус, а также допускается делать его из досок, которые надежно и правильно соединяются друг с другом, после чего он фиксируется на торцах стен. Стропила прикрепляются к мауэрлату врубкой, после чего дополнительно крепятся разными крепежными элементами, причем обычно для этого используются скобы или кронштейны. При таком устройстве формируется распирающее усиление, передающееся стенам. Для компенсации этого распирания формируется затяжка, которая соединяет внизу все пары стропил. За счет того, что она монтируется внизу, то дополнительно выступает в качестве перекрытия.
• Наслонные стропила. Данные виды стропил применяются исключительно для домов, в которых имеется несущая стена, находящаяся в середине строения. Опорой для них выступают сами стены сооружения, а вот средняя часть фиксируется за счет внутренних опор или несущей стены, находящейся посередине дома. Работают такие элементы только на изгиб, поэтому даже если на них будут воздействовать многочисленные нагрузки, они не будут работать на сжатие. За счет такого специфического устройства допускается во время создания системы пользоваться достаточно тонкими элементами, что позволяет получить легкую систему, которая не будет оказывать существенного воздействия на стены и фундамент строения. За счет этих стропил можно сэкономить дополнительно на строительных материалах.
• Комбинирование стропил. Вышеуказанные виды стропил могут сочетаться в одной крыше, причем обычно такой вариант применяется для строений, обладающих необычной и сложной конструкцией.

Важно! Оптимально для строений, у которых нет опоры, применять висячую систему, а для сооружений, оснащенных опорой, идеально подходят наслонные элементы.

Таким образом, стропильные системы представлены в многочисленных видах. Каждая разновидность создается особым образом и обладает своими особенностями и параметрами. Для простых строений оптимальным считается применение односкатной крыши, а для полноценных жилых домов рекомендуется делать двускатную или вальмовую конструкцию. Последний вариант считается наиболее сложным в создании, но если грамотно подойти к процессу, то обеспечивается получение долговечной, красивой и прочной конструкции. При отсутствии опыта работы рекомендуется обращаться к профессионалам, но простые виды стропильных систем легко монтируются своими руками без специфических материалов и особых необычных навыков.

Наклонная

Стропила, установленные по подобию односкатных, имеют две точки опоры — верхнюю и нижнюю. Такую конструкцию делают на домах, в которых есть внутренняя несущая стена. Она послужит опорой для конькового прогона.

Вместо стены иногда используют стойки или колонны. В самом простом варианте, с пролетом до 5 м, верх стропилин располагаются на прогоне, который через опоры держится на лежене.

Шатер

Та же вальмовая крыша, но без конька. Представляет собой пирамиду. Подходит для сооружений строгой четырехугольной геометрии, либо для многоугольников. Шатры делают по традиционным технологиям:

• над зданием, имеющим несущую стену, ставят наслонную конструкцию;
• над коробкой без опоры монтируют висячий каркас.

Крутизну, как и количество скатов, выбирают индивидуально. Обрешетку лучше делать сплошную, как и гидроизоляцию. Для финишной кровли целесообразно использовать штучный материал, чтобы снизить количество отходов.

Обзор скатных стропильных конструкций

Для того чтобы разобраться в изобильном разнообразии конструкций и в возможностях их компоновки, рассмотрим основные типы стропильных систем и соответствующие им схемы.

Вид #1 — односкатный стропильный каркас

Большинство односкатных крыш относится к разряду бесчердачных, потому что независимо от крутизны создаваемое ими пространство под крышей маловато по объему. Однако при желании соорудить строго горизонтальный потолок, перекрытие, отделяющее чердак от основных помещений, все же сооружают.

Схема односкатной стропильной системы зависит от величины пролета, который предстоит перекрыть единственным скатом:

• Если расстояние между верхней и нижней опорой стропильной ноги меньше либо равно 4,5м, дополнительные подкосы и стойки не применяются.
• Если величина пролета находится в интервале от 4,5м до 6м, возле высокой стенки укладывается лежень. В него упирают подкос — подстропильную ногу, обеспечивающую жесткость стропилины ближе к верхней части пролета.
• Если предстоит перекрытие пролета от 6м до 9м, лежни укладываются с обеих сторон и в оба лежня упираются подстропильные ноги.

При необходимости перекрыть более значительный пролет, его делят на сектора с указанными выше расстояниями. На границе смежных секторов устанавливают стойки под прогоны, а в пределах сектора устанавливают лежни и подкосы согласно описанным правилам. Для строительства в регионах с высокой ветровой активностью односкатные стропильные конструкции изнутри дополняют диагональными ветровыми связями.

В плане схема односкатного стропильного каркаса напоминает ряд параллельно уложенных балок. Крыша с одним скатом не слишком красива, но весьма экономна. Оптимальный угол наклона от 4º до 12º, не запрещен и больший уклон.

Конструкции с низкими скатами желательно оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляцией, что необязательно для крутых крыш. В качестве финишного покрытия лучше использовать мягкие виды кровли для низких сооружений, профлист или кровельный металл для обустройства конструкций по-круче.

Вид #2 — стропильные системы двухскатных крыш

Двускатные стропильные каркасы строят по ж/б перекрытиям и деревянным балкам, преимущественно с чердаками. У самого распространенного типа крыш огромное количество низких и высоких, утепленных и холодных модификаций.

В зависимости от архитектурных и технических условий объекта стропильные ноги, применяемые в устройстве двухскатных крыш, делятся на:

• Наслонные. Это стропилины, имеющие под верхней и нижней пяткой прочную опору. Изготавливаются и устанавливаются они наподобие стропильных ног односкатных крыш. Сооружают наслонные стропильные системы над коробками, обладающими внутренней несущей стеной. Она нужна как опорная конструкция под коньковый прогон. Роль стены может играть ряд опорных стоек или колон. В простейшей наслонной схеме с пролетом до 5м верха стропилин опираются на прогон, который через опорные стойки опирается на лежень. Жесткость обеспечивают подкосы. Схемы для более солидных пролетов оснащаются схватками, бабками и дополнительными прогонами.
• Висячие. Стропила висячего типа имеют только нижнюю опору, верхами они упираются друг в дружку. Элементы висячего стропильного каркаса сразу изготавливают в форме треугольника, благодаря чему можно отказаться от мауэрлата. Функцию мауэрлата в таких случаях доверяют основанию треугольника – затяжке, используемой для компенсации распора на крышу от веса снега, кровли и самой системы. Висячую технологию применяют в обустройстве небольших коробок, не имеющих внутренней опоры для конькового прогона. При необходимости перекрытия большепролетных сооружений висячая схема оснащается бабками-подвесками, подкосами, стяжками и др.

Сооружениям с двумя скатами рекомендована крутизна от 10º до 60º. Для финишной отделки можно использовать все известные виды штучных, рулонных и крупнолистовых покрытий.

В зависимости от технических характеристик кровли обрешетка устраивается сплошной или разреженной. Низкие скаты до 12º полностью покрываются водозащитным ковром, высокие – только в местах возможных протечек: вдоль карнизов, конька, ендов, вокруг труб и прочих кровельных проходов.

Вид #3 — вальмовая и полувальмовая система

Вальмовые, они же крыши «конвертом» от двухскатных сооружений отличаются тем, что место вертикальных щипцов-фронтонов в их конструкциях занято наклонными треугольными скатами — вальмами. Центральную часть крыши занимает стандартная двухскатная стропильная система, к которой под углом примыкают те самые вальмы.

Разнообразие в семействе вальмовых сооружений достигается путем вариаций с пропорциями. Изменяя соотношение длины конька к длине основания и высоте ската, можно получить конструкцию, отвечающую любым вкусовым и архитектурным запросам.

В строительстве стропильных каркасов для вальмовых крыш используются:

• Наслонные или висячие стропильные фермы с соответствующими конструктивными элементами: лежнями, коньковыми прогонами, затяжками и т.д.
• Диагональные стропилины, соединяющие вершины крайних стропильных ферм с углами коробки.
• Накосные укороченные стропилины, формирующие наклонные скаты вальм и примыкающие к вальмам части основных скатов.

Вальмовые конструкции бывают чердачными и бесчердачными. Надо признаться, они не слишком подходят для организации помещений под крышей. Четыре наклонных ската серьезно ограничивают пространство. Однако для любителей мансардных домов есть датская разновидность с укороченной вальмой. Приверженцам нестандартной архитектуры наверняка понравится голландский тип, относящийся к категории под названием «полувальмовые крыши» наравне с датским вариантом.

Стропильные системы для крыш вальмовой и полувальмовой разновидности возводят с углом наклона от 10-12º до 60º. В безусловном приоритете классические пропорции крутизной 25-30º.

Кроме проходок, коньков и карнизных свесов в усиленной гидроизоляции нуждаются все выпуклые и вогнутые углы вальмовой конструкции. Непростая конфигурация скатов диктует применение штучных материалов в финишной отделке. При раскрое металлочерепицы и профлиста слишком много будет отходов.

Вид #4 — шатровая крыша

Простая четырехскатная шатровая конструкция представляет собой вальмовую крышу, лишенную коньковой части. Ее схема в плане напоминает квадрат с проходящими из угла в угол диагоналями. Треугольные скаты соединяются в одной вершине, что и делает крышу схожей с шатром. Строят шатровые крыши над коробками четкой прямоугольной или многоугольной формы.

В сооружении шатровых стропильных систем используются стандартные наслонные и висячие принципы:

• Над коробкой с центральной опорой или несущей стеной возводится стропильная конструкция наслонной разновидности.
• Над объектом без внутренней стены или опоры возводят каркас по висячему принципу.

Крутизна и количество скатов зависят от личных предпочтений будущего владельца. Идеальным кровельным покрытием для отделки треугольных скатов будет штучный материал, исключительно потому что при раскрое крупных листов остается внушительное количество отходов. Независимо от крутизны шатровые сооружения предпочитают оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляционным ковром.

Задачи и функции стропильных систем

Список обязанностей крыши не ограничивается лишь защитой от атмосферных воздействий. Хотя противостояние погодным явлениям в конкретной местности, вне сомнений, возглавляет внушительный перечень задач.

Крыша в качестве завершающего архитектурного штриха дополняет облик здания, придает ему стилистическую направленность или начисто лишает ее. Стропильная система как основа кровельной конструкции обязана отвечать всему спектру технических и эстетических требований, предъявляемых непосредственно к крыше.

Критерии выбора

Устройство стропильной системы отличается большим количеством вспомогательных элементов и повышенной сложностью. Оно составляется согласно расчету постоянных и временных нагрузок, действующих на конструкции, проекту, учитывающему выбранный кровельный материал, а также факторы внешней среды. При выборе вида стропильного каркаса принимают во внимание следующие критерии:

• Климатические условия в регионе, где ведется строительства. Чтобы кровля выдержала вес снега и воды во время обильных ливней, определяется среднегодовое количество осадков в зимний и летний период.
• Ветровая нагрузка. Для выбора оптимальной конструкции кровли определяют преобладающую розу ветров в районе строительства, а также учитывают среднюю скорость воздушных порывов.
• Характер использования пространства под кровлей. На этом этапе определяется, будет ли оборудоваться жилая мансарда в подкровельном помещении или неотапливаемый чердак.
• Разновидность финишного покрытия. Для каждого материала рассчитывается оптимальный угол наклона скатов, учитывающий его форму и способ крепления.
• Бюджет застройщика. Стропильная система – одна из самых затратных по материалу и работе часть конструкции крыши, поэтому вид определяют финансовые возможности застройщика.

Опытные мастера считают, что бороться с природой бесполезно, вы все равно останетесь в проигрыше, поэтому во главу угла при выборе типа стропильного каркаса ставят климатические условия в местности, где ведется стройка. Если регион ветреный, то угол наклона скатов делают пологим, а если снежный – более крутым.

Зависимость высоты мансарды от уклона

Факторы выбора «костяка» крыши

Стропильная система – неоспоримая принадлежность скатных крыш, которая:

• задает конфигурацию и крутизну;
• удерживает финишное покрытие и компоненты кровельного пирога;
• создает условия для безупречной работы элементов кровельной системы.

Выбор крыши в итоге сводится к определению идеального варианта стропильной системы, на который кроме личных предпочтений владельца дома влияют еще такие веские факторы как:

• Количество зимних и летних осадков, характерное для местности, в которой запланировано строительство.
• Сила и направление со скоростью ветров, преобладающих в регионе.
• Желание хозяина использовать пространство под крышей для организации хозяйственных или жилых помещений.
• Тип финишного кровельного покрытия.
• Финансовые возможности собственника.

Климатические данные в немалой степени воздействуют на выбор крыши и устройство стропильной системы. В регионах с изобильным выпадением снега нецелесообразно возводить конструкции с незначительной крутизной, способствующей образованию снежных залежей. В районах с порывистыми ветрами наоборот предпочтительны обтекаемые и низко-скатные формы, которые сложно будет сорвать и унести мощному погодному явлению.

Понятно, что пологая конструкция не приспособлена к устройству в ней полезных помещений. Для желающих оборудовать пространство под кровлей есть стропильные системы, предназначенные для строительства в регионах с различной степенью ветровых нагрузок.

Если необходимости в использовании чердака не возникает, крышу сложной либо простой конфигурации можно построить без него. Вариантов масса, включая разнообразные комбинации базовых версий, ознакомление с которыми даст представление о сути строительства стропильной системы любого типа.

Для того чтобы не мучиться в догадках о наиболее рациональной форме и угле наклона скатной крыши, достаточно присмотреться к окружающим малоэтажным домам.

Проверенную на деле конфигурацию можно смело брать в качестве базового варианта, чтобы скорректировать и доработать его в соответствии с требованиями будущего владельца и техническими характеристиками кровельного покрытия. Если нет желания копировать соседей, стоит ознакомиться с конструктивной и эксплуатационной спецификой различных стропильных систем.

Базовые варианты стропильных систем

Скатную крышу упрощенно можно представить как совокупность скатов – плоскостей, по которым «скатывается» атмосферная вода. Скаты формируются ребрами стропильных ног – главных элементов стропильной системы. Классификация скатных крыш и соответствующих им стропильных систем производится в зависимости от количества и конфигурации скатов. Согласно обозначенным признакам в их рядах числятся:

• Односкатные. Крыши с одним скатом устраивают преимущественно над хозяйственными объектами, пристройками, верандами. Стропильные ноги односкатной системы опираются на две стенки или два ряда стоек. Одна из стенок или один ряд опор должен быть выше другого, чтобы по образованной стропилами плоскости могла без препятствий стекать вода.
• Двускатные. Крыши с двумя прямоугольными скатами чаще всего встречаются на отечественных просторах. Стропильные ноги двускатных систем опираются на две стенки прямоугольной коробки дома. В классическом исполнении площадь обоих скатов равна, как и высота опорных стенок. Правда, нередкими стали проектные решения с различающимися по площади скатами и разными по высоте опорными стенками.
• Вальмовые. Иначе называются четырехскатными, исходя из численности скатных плоскостей. Стропильные ноги вальмовой системы формируют пару трапециевидных и пару треугольных скатов. Стропила трапециевидных составляющих опираются на длинные стенки коробки, а треугольных собратьев – на короткие торцевые. В плане вальмовая крыша похожа на почтовый конверт. Эффектно смотрится, используется повсеместно. К четырехскатной категории относятся крыши с укороченными треугольными скатами, настойчиво рекомендованные для строительства в районах с высокой ветровой нагрузкой.
• Шатровые. Крыша, которая состоит из сходящихся в одной вершине треугольных скатов. Минимальное количество скатов 4, верхний предел не ограничен. Стропила шатровой системы опираются на равные по высоте стенки или опоры. Шатровые конструкции предпочитают водружать над верандами и беседками. Вариации с крутизной шатровой крыши позволяют устраивать их в регионах с любой ветровой нагрузкой.
• Ломаные. Именуются также мансардными, потому что именно ломаная технология позволяет создать максимально просторные помещения под кровлей. Стропильные ноги ломаных конструкций устанавливаются по аналогии с двускатными системами, но сооружаются в два яруса. Нижние стропилины опираются на стены обустраиваемой коробки, верхние на опоры нижнего яруса стропильного каркаса.

У перечисленных типажей крыш и стропильных конструкций есть многочисленные вариации на скатную тему. К примеру, двускатная крыша может иметь обычный фронтон-щипец с одного торца и вальму с противоположной стороны или дополняться односкатной конструкцией над крыльцом посредине основного ската.

При крестообразном объединении двух двускатных систем образуется сложно-составная крыша с четырьмя деревянными щипцами или каменными фронтонами. В обустройстве коробок Т-образной или Г-образной конфигурации зачастую участвует несколько видов стропильных систем одновременно. Верхний ярус ломаной крыши может быть построен по вальмовой технологии.

Стропильную конструкцию любой сложности можно представить как совокупность простых форм. Чтобы легче было разобраться в строительных хитросплетениях, объект лучше условно разбить на отдельные блоки. Они-то и подскажут, как возводить каждую из частей и соединять друг с другом перечисленные выше базовые типы стропильных каркасов.

Схема соединения стропильных ног

При существенных пролетах крыши нужно удлинение систем стропильных ног такими вариантами соединения:

1. косым прирубом: торцы стропильных дощечек соединяются сверху болтом с диаметром 12-14 мм под угол 45%,
2. встык: торцы стропильных дощечек обрезаются под угол 90%, накладками дощечек соединения как в шахматах с двух сторон прибиваются гвоздками (ввинчиваются саморезами),
3. внахлест: торцы дощечек обрезаются под любым углом, и дощечки ложатся друг на друга внахлест.

Соединительная система наслонных стропилин с другими конструкционными элементами

Коньковый вариант соединения сверху:

1. Дощечки под угол обрезаются так, чтобы устройство их соединения между собой было крепким, и прибиваются гвоздками с 2-ух сторон.
2. Ноги крепятся прямиком к коньку при помощи запила нужной формы на срезе стропилин.
3. Ноги между собой соединяются внахлест в коньковый верх гвоздками или металлическими саморезами.
4. Применяя любой вид крепежи, следует дополнительно подстраховаться — выполнить укрепление всех систем соединения пластинами из металла или дощечками.
5. Висячие стропилины при больших нагрузках соединяют между собой одинарным или двойным зубом или «в шип» (см. сноску-примечание).

Узлы стропильной системы – как делать надежную крышу?

Для долговечной и надежной кровли важно качественно сделать все узлы стропильной системы. Что это значит, мы и разберем прямо сейчас.

Узлы соединения системы кровли разделяют на три относительные группы:

1. узел соединения ног и мауэрлата,
2. узел соединения ног и компонентов древесной фермы чтобы придать жесткости и надежности систем,
3. узел стыкования частей стропилин для их удлинения.

Вариант соединения стропилин и мауэрлата бывает твёрдым и скользящим.

Узел соединения систем нельзя делать жёстким абсолютно всегда: от условий погоды древесина может разжиматься и сжиматься, и при твёрдом соединении систем наслонных конструкций есть риск деформирования стен несущих из-за появления на них больших распорных нагрузок.

Чтобы получить твёрдый узел соединения, используют:

1. устройство врубки на стропильной ноге: врубка изготавливается глубиной не больше 1/3 высоты дощечки; стропило упирается в мауэрлат и крепится гвоздками: 2-мя, вбитыми под угол друг к другу с боков стропилины, и одним гвоздем, вбитым вертикально.
2. нашивка подпорного бруска на стропильную ногу: к стропильной ноге подшивается метровый брусок, и им нога упирается в мауэрлат, с боковой стороны, чтоб не сдвинуться в сторону, стропильная нога закрепляется уголками из металла.

Конструкция скользящих узлов соединения используют в системах наслонных стропилин. Висячие стропилины используют для строительства крыши строений из бревна оцилиндрованного, в каких стропилины имеют упор на коньковый прогон, несущие стены распорных нагрузок не несут, и поэтому и не просят скользящего крепежи.

После постройки систем древесных наслонных ферм крыша на протяжении пару лет оседает, ферма при этом располагается в многократном движении, и поэтому твёрдые крепежи могут деформировать стены. Перед соединением стропилин в узлах крепежи узел получает некую свободу движения такими вариантами.

На стропильной ноге делается упирающийся в мауэрлат запил. Дальше нога крепится гвоздками: два гвоздя наискось в мауэрлат с двух сторон стропилины и одним — в мауэрлат сверху вертикально (или пластинами из металла с отверстеями для гвоздей) и скобками.

1. Стропило спускается за границы стены и уголками из металла крепится на мауэрлат.
2. Использование конструкций из металла крепежи с названием «салазки».
3. Стропильная нога упирается в мауэрлат абсолютно всегда, но и стропило, и мауэрлат могут перемещаться относительно друг друга, если появляется такого рода потребность.
4. Для сокращения риска сноса наслонных кровель штормовым ветром подкосы, бабки и распорки соединяют с скобами стропилами и висячими хомутами, а ноги — проволочным скрутками.

Какие узлы мы найдем в стропильной системе?

Стропила – это скелет кровли, на котором держатся внутренняя и внешняя обшивка, утеплитель, гидроизоляция и иные элементы. Также очень часто именно их используют в качестве основы под коммуникации. На крышу и, соответственно, стропила приходятся огромные нагрузки, которые могут достигать 200 кг/м 2 . Это вес строительных материалов, снега с листвой и прочего мусора. А чего стоят порывы ветра?

Стропила кровли как основа под коммуникации

При проведении ремонтных работ эта система должна выдержать не только вес человека, но и необходимого оборудования. При этом все эти параметры строго индивидуальны и зависят от ряда факторов, начиная от конфигурации и заканчивая климатической зоной. Однако в любом случае кровля и все ее элементы должны быть достаточно надежными, и только тогда мы сможем себя чувствовать действительно защищенно.

Для начала необходимо ознакомиться с терминологией. Фундаментом всей системы по праву можно назвать мауэрлат. Он представляет собой балку, на которой и крепится конструкция. Его главная функция – равномерное распределение нагрузок на стены. А вот балка, на которой фиксируется обрешетка, называется стропильной ногой. Это важнейший элемент, определяющий угол наклона ската и общий вид кровли. Между собой стропильные ноги скрепляет прогон. Он располагается как сверху, так и сбоку. В зависимости от этого бывают коньковые и боковые прогоны. В нижней части ноги фиксируются при помощи затяжки.

Мауэрлат для крепления стропильной конструкции

Благодаря подкосам и стойкам стропильные балки располагаются максимально устойчиво. Перпендикулярно ногам набиваются обрезные доски – обрешетка. Она служит основой для кровельного материала. А место соединения скатов кровли принято называть коньком. На нем набивается сплошная обрешетка, чтобы сделать эту часть крыши максимально надежной. Продолжение стропильных ног – кобылки. Они располагаются под свесом, защищающим стены от осадков. Очень часто первыми начинают гнить именно эти конструктивные элементы, так как они наиболее подвержены негативному влиянию погоды, при этом сами ноги могут служить еще очень долго. Надежность всей конструкции зависит от того, насколько качественным будет абсолютно каждый узел крепления стропильной системы кровли. О них мы и поговорим более подробно.

Стропильные фермы – основа основ

Это понятие объединяет в себе ряд конструктивных элементов, так как они состоят из обрешетки, стоек и раскосов. По сути, эта жесткая конструкция и есть скелет кровли. В зависимости от размеров и личных пожеланий выделяют четыре вида ферм. Если ширина дома составляет от 12 до 24 м, тогда наиболее подходящими будет сегментная или трапециевидная форма. Для более габаритных конструкций, шириной до 36 м, подойдет многоугольная. А вот классическая треугольная станет прекрасным решением при строительстве домов шириной 9–18 м.

Огромную роль играет и материал. Наиболее часто используется древесина. В этом случае монтаж балок происходит путем врубки и последующей фиксации гвоздями, саморезами и иными крепежными элементами. Однако не во всех случаях актуально применение дерева. Так, если длина пролета превышает 16 м, тогда более подходящими будут фермы с растянутыми металлическими стойками, так как обеспечить надежные крепления деревянных элементов в этом случае будет тяжело. Еще пользуется популярностью комбинированный тип, в котором одновременно используются и деревянные, и металлические детали.

Коньковое соединение – обеспечим крепкую вершину крыше

Конек представляет собой горизонтальное ребро в месте соединения двух скатов. Существует наслонная и стропильная система висячего типа. В первом случае конек устанавливается на стойки, расположенные параллельно длинным стенам. Очень важно обеспечить максимальное примыкание стропил к коньку, для этого делаются соответствующие запилы. Фиксация делается посредством гвоздей.

Конек в месте соединения двух скатов

Если речь идет о висячей конструкции, то концы стропильных ног соединяются попарно. Чтобы обеспечить подобное сопряжение, торец каждой балки подрезается под углом, равным наклону кровли. Далее стропила соединяются плоскостями срезов и фиксируются гвоздями, забитыми под углом. Обязательно необходимо закрыть место стыка металлической пластиной либо деревянной накладкой.

Попарное соединение стропильных ног

При соединении врубкой в полдерева достигается максимальная прочность. Для этого в месте сопряжения стропильные ноги соединяют с уступом. Затем сверлится отверстие под болт 14 мм. Дальнейшая фиксация достигается за счет болтового соединения. Когда речь идет о скользящей системе, то в этом случае концы ног соединяются посредством металлических пластинчатых шарниров.

Узлы каркасного дома от фундамента до кровли

Конструкция каркасного дома состоит из основных и вспомогательных узлов. Все они требуют к себе повышенного внимания при строительстве. Если произвести неправильную стыковку и крепление элементов, то проживание в таком доме будет опасно для жизни, так как он может распасться «на запчасти», когда этого совсем не ждешь.

Примечания

Важные узлы висячих стропилин

1. Соединительная система в шип весьма крепкая, и поэтому часто используется в работе с деревом. Шип — выступающая часть на конце бревна, входящая в гнездо, шпунт или проушину другого бревна. Размер и форма шипа обязана совмещаться с формой и размером гнезда или проушины.
2. соединение зубом: в конце одного бревна вырубается ступенька, в конце другого — углубление; ступенька и выемка должны отвечать друг другу по форме и размеру, тогда соединение бревен будет крепким.

Все узлы соединения ног с другими компонентами кровли для хорошей надежности настаивают добавочных систем крепежа: болтов, дюбелей, скобок или шурупов, при этом в дощечках отверстие изготавливается на 1 мм поменьше диаметра самореза, а скобки забиваются с 2-ух сторон объединяемых компонентов.

Коньковый вариант соединения наслонных стропильных ног между собой вверху при помощи ригеля выполняют вполдерева, когда у объединяемых меж собой бревен вырубают паз в полтолщины бревна и пазы бревен прекрасно входят один в иной. Потом узел крепят болтами и добавочными скобками.

Чтоб крыша была идеальной, стропильные ноги обязаны быть похожими. Для этого заблаговременно нужно сделать шаблон для врезок и запилов других стропилин. Так поступают специалисты.

Кажется, все не тяжело, если есть голова и руки. Но, как в каждом деле, требуется навык: кровля — солидная система, ни один любитель не изготовит конструкции узлов соединения древесной фермы лучше, чем специалист.

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.

Из каких элементов состоит и каких видов бывает стропильная система двухскатной крыши

Стропильная система — мощный каркас кровли для удерживания кровельного покрытия и других элементов.

Насколько правильно устроен кровельный каркас зависит прочность крыши в целом.

Иначе может ухудшится ее функциональность, способность защищать здание от внешних воздействий и обеспечивать тепло в доме.

Поэтому нужно правильно подойти к выбору стропильных систем и верно составить план стропил двускатной крыши.

Расчет крыши с двумя скатами

Выполняя расчет стропильной системы двухскатной крыши, следует уделить внимание используемому материалу (кровли), а также техническим требованиям в сфере архитектуры и строительства:

Угол наклона двухскатной крыши должен быть более 5°. В некоторых случаях этот показатель достигает отметки в 90°.

В той местности, где погодные условия не самые лучшие и постоянно прослеживаются дожди и снег, скаты делаются крутыми. В подобной ситуации угол выбирают в пределах 35-40°. Тогда это предотвращает задержку воды и снега на поверхности крыши.

Однако, с таким углом кровли невозможно возвести дополнительный этаж с чердачными помещениями. Выходом из ситуации послужит ломаная стропильная система крыши. Сверху такая конструкция будет пологой, а снизу с резким уклоном.

Пологие крыши активно применяются в местностях с сильными порывами ветра. При постоянном ветре уклон делают 15-20°, чтобы защитить покрытие кровли.

Оптимальным выбором будет что-то промежуточное, когда скат подбирается не самый крутой. Обратите внимание, чтобы наклон не был слишком пологим.

Не стоит делать слишком большой угол наклона, это повлечет за собой дополнительные расходы на сооружение крыши из-за парусности будущей конструкции крыши.
Выполняя монтаж стропильной системы, сначала следует ознакомиться с основными элементами конструкции:

• Мауэрлат — брус, крепящийся по периметру дома на верхнюю плоскость стен;
• Опоры и стойки;
• Лежни — опорная система брусьев, монтируемые на колонные или несущую систему перегородок;
• Прогоны — элементы опоры, укладываемые вдоль оси конструкции крыши, используются стойки;
• Балки перекрытия.

Пример расчета стропильной системы обычной двухскатной крыши

Построить стропильную крышу самостоятельно вполне реально, важно суметь правильно рассчитать количество материалов, необходимых для данных работ, а также учесть все существенные нюансы.

Необходимо рассмотреть конкретный пример расчета стропильной системы крыши, и тогда все станет совсем ясно. Итак, возьмем дом шириной в 4 м, а длиной в 6 м. При этом угол наклона стропил равняется 120°. Будет реализовано устройство крыши из металлочерепицы, между стропилами 1 м. 0,5 – припуск на козырек крыши.

• Находим высоту центральной опоры: 0,5х(Ширина дома)/tgY/2=0,5х4/1,73=1,2 м.
• Вычисляем длину стропильной ноги. Размер стропил для крыши находится так: 0,5х(Ширина дома)/sinY/2+0,5=2,8 м.
• Площадь крыши: (Длина дома)х(Длина стропильной ноги)х2=33,6 м². Это число листов металлочерепицы, которое нужно будет иметь для крыши.
• Рассчитаем длину бруса: 2х(Длина стропильной ноги)+(Ширина дома)+(Высота центральной опоры)=75,5 погонных метров.
• Поскольку длина дома 6 м, а расстояние между стропилами 1 м, необходимо будет иметь 7 стропил.

ТОП базовых составляющих конструкции двухскатной крыши

Конструкция, состоящая из двух плоских скатов, соединенных под углом наверху и опирающихся на стены, называется двухскатной. При монтаже с одного и другого торца остаются открытые проемы треугольной формы. В этих местах возводят фронтоны, переходящие в стену. Обычно такую конструкцию выбирают при строительстве малоэтажных зданий. Основными конструктивными составляющими крыши двухскатного типа являются:

1. Стропильная нога. Это брус из хвойных пород размером в сечении 5 х 15 или 10 х 15 см, создающий треугольный каркас 2-скатной крыши. Через этот элемент передается вся нагрузка от снежного покрова, ветра, кровли на мауэрлат. Располагают стропильные ноги на расстоянии 0,6 -1,2 м друг от друга. Длину их вычисляют по формуле: делят высоту конька на синус угла, под которым нога наклонена. Сечение выбирают по весу кровли, чем он больше, тем толще бруски.
2. Мауэрлат. Предназначен для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки, создаваемой ногами стропил на несущие стены. Это своего рода фундамент для стропильной системы, выполненный из бруса или бревна, уложенного по периметру сооружения и прикрепленного к ним при помощи анкеров или стержней с резьбой. Когда постройка деревянная, то роль мауэрлата выполняет верхний венец. На стенах из другого материала делают бетонный пояс по периметру, а в него встраивают шпильки, на которые брус просто «надевают» и затягивают гайками.
3. Конек. Верхний горизонтальный элемент конструкции, соединяющий 2 ската. Образуется при стыковании стропильных ног. Его высоту определяют в зависимости от ширины дома и угла наклона кровли, зависящего от преобладающих погодных условий в конкретной местности. Если зимы всегда снежные, то скаты должны быть крутыми, при сильных ветрах следует делать крышу более пологой. В умеренном климате оптимальный угол — от 35 до 45 градусов. Чтобы определить высоту, ширину дома делят на 2, если конек находится по центу. Результат умножают на тангенс угла, под которым наклонена кровля.

Базовая схема устройства двухскатной крыши

Внимание! Шаг стропильных ног выбирают в зависимости от веса кровли. Чем она тяжелее, тем меньше расстояние между этими элементами. Влияют на этот параметр и конструктивные особенности кровли.

Типы каркасов щипцовой крыши

Различают 2 типа каркаса для двухскатной крыши: наслонный и висячий. Первый рекомендуют, когда в строении есть несущие внутренние стены. При устройстве такой системы, по центру устанавливают вертикальную балку, через которую вес кровли передается нагруженной стене, находящейся посредине здания. Обычно такое решение принимают, когда между наружными стенами здания больше 10 м.
В домах, ширина которых не превышает 10 м, обычно нет внутренних нагруженных стен. В этом случае устанавливают висячие стропила, которые опираются на несущие наружные стены. При этом возникают, негативно действующие на стены, распирающие усилия. Чтобы свести на нет это явление, между стропильными ногами монтируют нижние и верхние затяжки таким образом, чтобы образовался треугольник. Иногда в качестве нижних затяжек используют балки перекрытия, что дает возможность устроить на крыше мансардное помещение.

Внимание! Когда в доме вместо несущей внутренней стены предусмотрена установка колонн, то придется совмещать 2 стропильные системы. Наслонные стропила будут опираться на колонны, а висячие стропила располагают между колоннами.

Двухскатная крыша: популярное решение при строительстве домов с жилым чердачным помещением

Несколько полезных рекомендаций непрофессиональному строителю

Чтобы стропильная система, выполненная своими руками, получилась надежной, воспользуйтесь следующими рекомендациями:

• Используйте строительный отвес для контроля положения стропила.
• Монтируя противоположные фермы, натягивайте между ними ориентир в виде шнура.
• Жесткость каркасу придадут подкосы, расположенные между серединой стропильной ноги и стойкой. Фиксируют их гвоздями.
• Заготавливая стропила заранее, следите, чтобы погрешность была минимальной, тогда элементы можно будет точно отрегулировать на месте.
• Как только завершите монтаж стропильной системы, переходите к устройству гидроизоляции и укладке кровельного материала, чтобы не подвергать древесину неблагоприятным атмосферным воздействиям.

Двухскатная кровельная система — вариант универсальный для любого покрывного материала. Под такой тип крыши вполне возможно собрать и выполнить монтаж стропильной системы самостоятельно. Важно, только соблюдать в точности советы профессионалов.

Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

Схема установки стропильной системы в случае двускатной крыши

I – мауэрлат, II – стропильная нога, III – перекрытие.

Использовать узкие стропильные ноги – «прямой путь» к провисанию системы в будущем. Чтобы не допустить этого, нужно применить специальную решетку – укрепление, в которую входят подкосы, стойки и ригеля. Чтобы создать ее, нужно взять древесину толщиной 2,2 и шириной 15 см., или использовать пластины из дерева диаметром минимум 13 см.

Стропила крыши – несущая конструкция скатов. Она состоит из элементов, которые можно соединять между собой ригелями, распорками, стойками и т.п. Материал для опорных балок, помимо наиболее распространенного – древесины, может быть любым – металлом, железобетоном или же смешанным.

Таблица для расчета стропильной системы в зависимости от расстояния между собой и длины

Древесина (брус) должна иметь сечение от 40 на 150 до 100 на 250 мм. Зависит эта цифра от удаленности ног одна от другой, и числа осадочных нагрузок для конкретной области (расчет проводится отдельно).

Доска не должна иметь более 5 см в поперечном сечении. Ширина прямо пропорциональна длине. К примеру, если ваша доска 5 м в длину, то ее ширина не должна быть менее 13 см. Немаловажен и основной материал обрешетки крыши. При его выборе стоит уделить внимание наличию сучков, сколов и трещин. Если найти максимально ровные бруски дерева не получается, то максимальная длина сучков не должна быть более 1/3 толщины древесины.

Последний шаг монтажа стропил для крыши – надежное закрепление каждого элемента. Скобы и металлические углы – самые оптимальные элементы для этих целей. Но, в современном строительстве все чаще стали использовать болты

Что такое мауэрлат

Отличной опорой для наклонных стропил, которая распределяет общую нагрузку крыши, является мауэрлат. Он представляет собой брус, имеющий сечение 15*15 см, служащий своеобразным фундаментом крыши здания. Мауэрлат может быть использован в качестве подложки под стропильную ногу.

Стоит учитывать тот факт, что если мауэрлат обладает небольшим сечением, то по прошествии некоторого времени он может провиснуть. Чтобы этого не произошло применяется специальная решётка, изготавливаемая из стоек, откосов и ригеля.

В зависимости от конструкции стен мауэрлат укладывается на верхний обрез стены по внутреннему или наружному краю.

Укладка мауэрлата происходит на гидроизоляционный материал. На стойки на одинаковом расстоянии (примерно 3−5 метров) опирают прогоны, которые врубаются в лежни своим нижним концом. Каждое из звеньев связано с двумя соседними. Это позволяет на стропилах создать устойчивую конструкцию, которая будет расположена по всему периметру кровельной системы.

Двускатные крыши можно разделить на несколько видов. Наиболее выгодным с финансовой точки зрения является та система, у которой угол наклона составляет не более 40О. Нагрузка на данной конструкции будет распределяться равномерно. Минусом такой конструкции является то, что невозможно будет обустроить чердачное помещение (мансарду).

Ломаная двускатная крыша поможет решить данную проблему. Её скат состоит из двух частей. Нижняя часть имеет резкий уклон, а верхняя — пологий. Эта конструкция позволяет обустроить мансардное помещение. Она может выдержать и резкие порывы ветра, а конструкция ската позволяет легче сходить снежным массам.

Обрешётка

Через обрешётку на стропила передаётся вес кровельного материала и прочие нагрузки, действующие извне. Разряжённая обрешётка в виде обрезной доски или обрезного бруска крепится к стропилам перпендикулярно. Шаг расстановки разряжённой обрешётки в основном выбирается в соответствие с требованиями производителей финишного кровельного покрытия. Нередко обрешётка выполняется из крупнолистовых материалов (OSB-3 или фанера марки ФСФ), что необходимо, например, под битумную черепицу. В обоих случаях обрешётка стабилизирует крышу, связывая стропила каждого ската в единое целое. 

Стропильная система — вид изнутри

Стропильная система — вид снаружи

Прогоны

Мауэрлат

Обрешетка

Как рассчитать общую площадь двускатной крыши

Одним из главных условий при строительстве двускатной крыши является точность всех проводимых измерений. Во время монтажа необходимо тщательно следить за тем, чтобы все элементы конструкции были идеально состыкованы между собой и тщательно укреплены.

Необходимо помнить о том, что при использовании рулонных материалов и черепицы, длина ската может быть сокращена до 70 см. Расчёты могут быть осложнены формой крыши и наличием большого количества сложных элементов, к примеру, при постройке мансард.

Если вы решились самостоятельно возводить двухскатные крыши, то, в первую очередь, необходимо при проведении расчётов общую площадь крыши разбить на отдельные элементы. После чего каждый элемент просчитывается в отдельности и после завершения всех расчётов, подсчитывается общая сумма.

Площадь каждого элемента рассчитывается согласно элементарным математическим законам. После того, как будет вычислена площадь, необходимо произвести расчёт уклона. Для получения этого расчёта требуется умножить каждый имеющийся элемент на косинус угла уклона крыши.

Если вам необходимо вычислить простую площадь, которой может обладать двускатная крыша, у которой угол наклона не достигает 30О, то площадь ската умножается на косинус угла.

Для вычисления площадей более сложных по форме крыш разработаны специальные программы, благодаря которым можно проводить точные расчёты.

Для того, чтобы получить правильные данные необходимо сделать подробный план крыши. Но всё-таки наиболее точный и правильный расчёт смогут произвести только профессионалы.

Несущая часть двускатной крыши составляет совокупность наклонных и висячих стропил. Данная конструкция способна принять на себя основную часть нагрузок, распределяя их непосредственно на весь каркас строения.

Монтаж утеплителя

Утеплять чердачное помещение нужно в том случае, если вы собираетесь его обживать. В первую очередь стоит определиться с материалом, используемым в качестве теплоизоляции. Лучшим решением будут специальные базальтовые плиты.

Плотность утеплителя нужна не менее 30-40 км на кубический метр, иначе неизбежно ее проседание в будущем. А толщина – 150 мм. Также в кровлю устанавливается специальная пленка, чтобы защитить от промокания.

Монтаж обрешетки и контробрешетки

После того как установлена основа обрешетки, для усиления конструкции нужно устанавливать контробрешотку. Это необходимо если наклонный угол большой.

Контробрешетка устанавливается из мелких брусьев, которые накладываются поверх основной обрешетки, уже на уложенный гидроизоляционный слой. При установке контробрешетки между кровлей и основой образуется вентиляционное пространство, позволяющее повысить срок эксплуатации.

Монтаж гидроизоляции и пароизоляции

Ломаная крыша своими руками требует установку гидроизоляции. Чтобы защитить крышу от проникновения влаги между кровлей и основой прокладывается специальный слой из рубероида или пленки. Контроборешетка помогает лучшей вентиляции, чтобы избавиться от эффекта парообразования.

Самой распространенной системой защиты от испарений является трехслойная конструкция — гидробарьер.

1. Армированная решетка. Ее плетут из полиэтиленовых волокон.
2. Антиконденсат или поробарьер.

Стойки, стяжки, подкосы

Такие элементы чаще всего изготавливаются из досок. Оптимальная толщина находится в пределах 32-50 мм. Исключением становятся стойки. Здесь можно применять доски толщиной 50-100мм. Крепление выполняется на шпильки или с применением опорных брусков.

Сильное защемление конькового участка

Бывает, что присутствие сильного защемления конькового участка, если верхнюю часть твёрдо закрепляют, а основание ставят в ползуне, никак не появляется распор в стенке. В этом случае в твёрдо объединённом коньковом узле возникает экстремальный искривляющий период, который должен уничтожить узел, тогда стропильные ноги приобретают значительно меньший прогиб. Защемив верх стропил, мы приобретаем определённый резерв крепости, повышающий все характеристики.

У всех способов есть объединяющая особенность: одна область стропила мастерится на шарнире, который использует только поворот, а другую область конструируют на скользящей опоре. Она имеет возможность позволить себе поворот. Крепится это по-разному. Иногда применяют гвоздевой бой или могут использовать даже крепёжные пластинки.

Плохо становится, если происходит упирание прогона на специальные стойки. В других двух вариантах, статическая устойчивость существует благодаря тому, что нагрузка равномерно распределяется по обеим сторонам крыши, используя при этом одинаковый угол наклона.

Но на самом деле сделать наклон крыши абсолютно ровными невероятно трудно. Растаявший снег распределяется по крыше неровно, особенно когда вмешиваются сильные порывы ветра. Первоначальный способ разрешает делать различные угловые наклоны скатов. Он также неплохо справляется со всеми нагрузками, только если стойки будут стоять абсолютно вертикально.

Область применения наслонных стропил

Стропила висячие и наслонные отличаются тем, что последние имеют возможность распределения нагрузки не только на внешние несущие стены здания, а переноса ее части на внутреннюю стену, которая так же является несущей или колонну, которая сконструирована специально для принятия нагрузки.

В связи с данной конструкцией, вся нагрузка идет только на изгиб и не требует большого количества укреплений, что дает ей преимущество в значительном уменьшении финансовых затрат за счет применения меньшего количества и диаметра досок.

Для некоторых типов домов, где конструкция предполагает установку кровли в несколько пролетов, наиболее выгодно сделать чередование, в ходе которого стропила висячие и наслонные меняют друг друга в зависимости от наличия или отсутствия опор.

Компоненты подстропильных конструкций

Система должна обладать высокой устойчивостью. Для того чтобы достичь этого, наклонные стропила нужно обеспечить горизонтальной схваткой, использование которой немного обеспечит устойчивость, но совсем немного. Прикреплять её стоит там, где схватка пересекает стойки. Она обязательно сработает в любых обстоятельствах. Их расположение нужно сориентировать со средним человеческим ростом. А если вы конец стропила вынесете наружу, устойчивость гарантируется.

Если случиться аварийная ситуация это обеспечит схватке сработать молниеносно и безошибочно. Если целью стоит повышение устойчивости наслонных стропил и системы в целом жёстко зафиксируйте стойки. Если перекрытие чердака неудачно, то усиление устойчивости окажется невозможным. Те строения, которые содержат 2 внутренние стены, используют сквозящие стропильные конструкции. Нужно правильно выбрать все компоненты, от этого зависит качество сделанной работы и надёжность крыши.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или  расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Крепим бруски кровли

Лежни служат опорой для брусков и так поддерживается прогон. Ноги стропильный упрутся в мауэрлат одним из концов, а вторым в прогоны. К последним они и крепятся.

Подкосы делают для того, чтобы ноги стропильные стали ещё более устойчивыми.

Следите за тем, чтобы соединения между деталями были прочными и надёжными. Крепят детали друг с другом:

• Методом врезки;
• Гвоздями;
• Анкерными болтами;
• Используются саморезы.

Практические советы

Если нужно сделать мансардную крышу с применением наслонных стропил, обязательным условием является установка брусового каркаса внизу, а вверху стропильные ноги следует прятать в коньковый прогон.

Если вам нужно соединить стропильную ногу с мауэрлатом, используйте защемление. Можете соединить его металлическим материалом. Для этого существует способ, заключающийся в использовании большого торцевого угла. Он в будущем обеспечит возможность стропилам взаимно упираться.

Видео: пример установки подвижного крепления на стропильную ногу и мауэрлат

2. Видов жестких креплений — гораздо больше. Они выбираются в зависимости от массивности деревянных элементов конструкции и способа установки стропила на мауэрлат.

Сюда можно отнести металлические уголки разных размеров, крепления LK, которые надежно зафиксируют стропило, устанавливаемое с помощью запила, не повредив его крепежными саморезами или гвоздями.

Необходимо отметить, что эти крепления подходят не только для соединения стропил на мауэрлате – их используют и для фиксации узлов «балки перекрытия – мауэрлат».

Главное преимущество этой крепежной детали — это максимальная жесткость и надежность соединения деревянных элементов.

• Закрепление стропил с запилом на мауэрлате с помощью уголков осуществляется с двух сторон, что обеспечивает требуемую жесткость.

Существуют уголки, предназначенные для крепления стропил без запилов. Они имеют более высокие полки и прикручиваются большим количеством саморезов. Их производят из металла толщиной в 2; 2,5 или 3 мм.

О некоторых уголках, приведенных в таблице, нужно сказать несколько слов дополнительно, так как их описание требует уточнений:

— КР11 и КР21 — это усовершенствованные уголки, маркированные часто, как КР1 и КР2. В этих элементах имеется отверстие для анкерного крепления, имеющее овальную форму, которое снижает риск срыва болта в случае усадки конструкции.

Уголки серии КР

— КР5 и КР6 — это уголки, применяемые для крепления элементов, на которые выпадает большая несущая нагрузка. Уголок КР6 тоже снабжен овальным отверстием, и его рекомендовано использовать при создании стропильной системы на новом доме, который будет еще давать усадку. Эти модели востребованы при монтаже конструкций, имеющих большой вес.

Уголок КМ

— Уголок КМ произведен из перфорированной стали и используется для крепления стропил с большим сечением. Особенно он хорошо подходит для деревянных строений. Этот уголок закрепляет элементы конструкции очень надежно, и при его использовании не требуется врезки стропила в мауэрлат — достаточно на первом выпилить правильный угол.

Усиленный уголок серии KMRP

— Уголок KMRP используется для скрепления деталей стропильной системы под прямым углом, в том числе и стропила с мауэрлатом. Он также отличается от обычных уголков своим вытянутым отверстием, с помощью которого возможно смещение при усадке без повреждения крепежного болта. Его можно использовать в конструкции, где нельзя сделать врезку одного элемента к другому.

Производятся уголки KMRP из стали толщиной в 2 мм. Выпускаются три разновидности:

• Другим вариантом закрепления стропил на мауэрлате является установка их между двумя досками, спиленными под определенным углом, и дополнительно в нижней части зафиксированных с помощью металлических уголков или креплений LK.

Крепление стропила между двумя дощатыми накладками

Такое закрепление стропил дает хорошую жесткость и надежность. Этот способ хорошо подходит в тех случаях, когда стропило нужно закрепить под нужным углом, приподняв его над горизонтальной плоскостью мауэрлата, но закрепив его на вертикальную внешнюю сторону.

• Способ крепления стропил на мауэрлат, сделанный из бруса не слишком большого сечения. Осуществляется путем усиления бруска с помощью деревянных подкладок, имеющих необходимую толщину.

Крепление с применением усиливающей подкладки

Отрезки досок прикрепляются к мауэрлату с помощью гвоздей или саморезов, в тех местах, где будут установлены стропильные ноги.

В этом случае в стропилах делаются вырезы нужной конфигурации и глубины. Надежно фиксируются стропильные ноги к стене с помощью стальной проволоки, которую закрепляют на вбитый стальной костыль.

Фиксация с помощью проволочной скрутки

• Кроме вышеописанных способов крепления, стропила прибиваются к мауэрлату с помощью скоб. Нужно отметить, что этот метод достаточно распространен и используется уже очень давно. При правильном закреплении этих элементов, стропильная система прослужит долгие годы.

Крепление «по-старинке» — скобами

Скобы могут иметь различный размер, вбиваются в разных местах соединения.

• Еще один крепежный элемент, который применяется как вспомогательный — это перфорированная лента ТМ. Ее используют для усиления крепежного узла при необходимости дополнительной его фиксации.

Как сделать двухскатную крышу: пошаговая инструкция с фото

Работа включает несколько этапов:

• подготовку;
• установку стропильной системы;
• укладку гидро-, тепло- и пароизоляции;
• монтаж кровельного материала.

Пиломатериалы должны быть хорошо высушенными. Их хранят в штабелях под навесом или накрывают в непогоду пленкой, брезентом.

Подготовка

Если стены сложены из штучных материалов — блоков, кирпича, — рекомендуется устроить армированный пояс по периметру здания из железобетона. Это позволит собрать конструкцию воедино и выровнять поверхность под укладку мауэрлата.

На этом же этапе в свежий раствор замуровывают шпильки сечением 10 мм из оцинкованной стали. Начинать нужно от углов, шаг закладки — 60 см. Впоследствии на них будет насаживаться мауэрлат и закрепляться гайками.

Для исключения контакта древесины с бетоном устраивается гидроизоляция — поверхность армопояса промазывается горячим битумом и накрывается 2 слоями рубероида.

Укладка мауэрлата

В брусе просверливаются отверстия в тех местах, где из стен выступают шпильки. Мауэрлат укладывается на поверхность стены ближе к ее внутренней стороне, чтобы избежать сноса во время сильного ветра.

Брусья нужно выровнять по горизонтали. Можно вставить прокладки или стесать выступающие части.

Допускается укладывать мауэрлат не целиком на стену, а отдельными сегментами непосредственно под стропила. При кирпичных или бетонных стенах дополнительно используется крепление металлическими накладками, деревянными пробками и скобами, изогнутой арматурой.

По длине брус стыкуется косым или прямым замком. Угловые соединения запиливаются «в лапу» и крепятся к стене анкерами (шпильками).

Угол наклона скатов

Уклон двускатной кровли в строительстве задается на этапе проектирования. Конструкции с углом до 30° считаются пологими, 30-45° — со средним уклоном, 45-60° — крутыми.

На выбор наклона скатов определяющее значение оказывают:

• Ветровые нагрузки. Чем больше подъем крыши, тем выше парусность и сильнее воздействие ветра. В районах, где часто бушуют ураганы, оптимальный угол 15-20°.
• Снеговые нагрузки. Здесь зависимость обратная. Чем уклон меньше, тем больше осадков скапливается на кровле. Чтобы воспринимать вес снега, требуется более мощная конструкция, что нецелесообразно. В снежных регионах самый благоприятный наклон скатов около 25-40°.
• Тип кровельного материала. Для каждого вида разработаны рекомендации о максимально и минимально допустимом угле монтажа. Если их не соблюдать, герметичность и внешний вид кровли могут пострадать.
• Конструктивные особенности. В проектах домов с двускатной крышей и мансардой уклон скатов должен обеспечивать необходимую высоту помещения. Иногда крыша делается ломаной, чтобы слишком не поднимать конек.

Наиболее универсальный угол наклона двускатной кровли — 20-45°.

Существуют еще разноуклонные крыши, где каждый скат расположен под своим углом. Но такие системы нужно использовать очень аккуратно, поскольку в плане архитектуры они достаточно нестандартные, а монтаж их сложнее, чем симметричных конструкций.

Как придать прочности стропильной системе?

Идеально, когда вы построили загородный коттедж собственноручно. Вы сможете выбрать проект дома и планировку комнат такие, какие по душе. Лично выберете и закажете качественный материал и поучаствуете во всех этапах строительства, а потом обустройства своего жилища. В таком доме, где знаком каждый уголок, будет приятно жить.

Фото стропильной системы

Стропила: подведение итогов

Спешить мастерить систему стропил своими руками не стоит — все должно быть выверено тщательно, ибо крыша — самый важный элемент дома. Нужна большая работа по расчету и формулам относительно самого материала для стропил. Если к этому отнестись халатно, не стоит ждать от собственного дома долговечности.

А уж от переделок в случае неудачного монтажа крыша и вовсе может поехать. И в прямом, и в переносном смысле. Поэтому, если мастер в состоянии сделать простую беседку, это не значит, что возведение стропильной системы будет ему по плечу, но не боги горшки обжигают — пробовать стоит.