Стропильная система является основой несущей конструкции кровли. При расчетах надо учитывать то обстоятельство, что стропила должны выдерживать не только вес кровельного покрытия, но и снеговую и ветровую нагрузку.
Основные детали системы стропил изготавливаются из древесины хвойных пород. Их обрабатывают особыми огнебиозащитными средствами.
Нагрузки, которым подвергается стропильная система, делятся на два вида – временные и постоянные. К временным нагрузкам можно отнести воздействие оборудования для ремонта и обслуживания, выходящих на крышу людей, снега и ветра.
Есть и особый вид нагрузок. В сейсмоопасных зонах это сейсмическое воздействие на постройку.
Постоянной нагрузкой является вес всей кровельной конструкции, величина которого представляет собой сумму следующих показателей: вес кровельных материалов, стропил, изоляции и утеплителя, отделки потолка внутреннего помещения.
Материал
Несущая кровельная конструкция выполняет функции скелета всей крыши.
Необходимо следить, чтобы материал для изготовления стропил соответствовал некоторым основным требованиям.
Дерево непременно должно быть сухим – его влажность может быть не более 2%.
Что касается сортности древесины, то к ней предъявляются следующие требования:
- для изготовления висячих стропил и затяжек берется древесина не ниже первого сорта;
- для стропильных ног подойдет материал первого или второго сорта;
- для подкосов и стоек – третьего сорта с минимальным количеством сучков.
Прочность подбирается с учетом веса самой кровли и максимального (для конкретного региона) снегового слоя на ней. Например, для средней полосы России он составляет 200 кг на квадратный метр. Общую массу надо разделить на количество стропил.
Древесина также должна обладать определенным уровнем стойкости по отношению к биологическим и атмосферным воздействиям. Для повышения данных качеств материала балки покрывают слоем особого средства для защиты от влаги, грибков, микроорганизмов и огня.
Из чего состоят стропила
Нередко стропилом называют наклонные балки, которые соединяют конек (вместе с коньковым брусом или без него) и стену. Но данная балка является лишь стропильной ногой.
Стропилом же называется вся конструкция, которая составляет одну секцию системы (в поперечном разрезе). В нее входят:
- стропильные ноги;
- упирающиеся в стойку или конструкцию дома распорки (подкосы);
- поддерживающие стропильные ноги стойки (вертикальные опоры);
- ригели – опорные балки, на которые опираются остальные несущие элементы сооружения, установленные параллельно земле между стропилами;
- бабки (для стропил висячего типа) – представляют собой работающие на растяжение вертикальные стойки;
- стяжки, назначением которых является сопротивление распорным силам, образующимся в результате воздействия стропильных ног на стены;
- для отдельных случаев – некоторые другие элементы.
Виды стропил
В соответствии с типом строения стропила делятся на наслонные и висячие. Основной формой стропильной системы является треугольник – самая жесткая геометрическая фигура.
При наличии пролетов больших размеров создаются стропильные фермы на основании наслонных, висячих конструкций, иногда – их комбинации.
Наслонные стропила
Наслонные стропила боковиной стропильной ноги опираются на внешние несущие стены и расположенные с внутренней стороны несущие конструкции – колонны или стены (при их наличии) посредством системы стоек.
Если пролет (расстояние между внешними стенами) составляет не более 6 метров, то можно обойтись без стоек, в особенности если их не на что опирать.
В любом случае в центре необходимо установить коньковый брус, в котором будут сходиться противоположные ноги стропила. Поверх стен по периметру постройки укладывают подстропильный брус – мауэрлат.
В случае деревянных срубов его функции выполняет верхний венец. Для экономии рекомендуется под каждую ногу подкладывать одинаковые по сечению обрезки, а не использовать целый брус.
Мауэрлат необходимо крепить в армирующий пояс из бетона при помощи штырей или болтов. Крепление производится в вертикальном положении на глубину 40 см или на проволочных стяжках, которые необходимо закладывать уже на этапе возведения стен.
В месте, где должна быть произведена установка на мауэрлат, надо сделать выборку определенного размера и формы для укладки на подстропильный брус. Для придания дополнительной прочности узел крепят при помощи болтов, скоб или металлических накладок.
Для новых построек, усадка которых пока не завершена (в особенности это касается домов из бруса и бревна), рациональным выбором является система скользящих стропил.
Стропильная нога крепится не жестко, а с использованием пластины с прорезями. Через них вкрученные в стропильную ногу болт или саморез имеют свободный ход.
Стропила крепятся с помощью шарниров и на коньковом брусе. Благодаря этому они не выгибаются и не ломаются при усадке, а просто принимают соответствующую новой конфигурации несущих стен форму.
Висячие стропила
Поскольку висячая система по конструкции отлична от наслонной, технология установки стропил также будет другой.
Концы висячих стропил опираются на стены постройки или мауэрлат без применения промежуточных опор. Они используются в строениях с легкими стенами.
В системе данного типа стропильные ноги работают на сжатие и изгиб. Поскольку конструкция создает передающуюся стенам горизонтальную распирающую нагрузку, для ее уменьшения применяют деревянную или металлическую затяжку, соединяющую стропильные ноги.
При этом единственным передающимся на стену усилием является вертикальное давление кровли. Затяжка может располагаться у основания стропильной ноги или выше нее.
Ее прочность должна повышаться в прямой пропорциональности с высотой расположения. При пролете больше 8 м устанавливается стойка с подкосами (бабка).
Преимуществом стропил висячего типа является возможность перекрывать ими пролеты больших размеров.
В данном случае до связывания подстропильными и коньковым брусьями они представляют собой совершенно автономную систему. Стропильные ноги могут опираться как на мауэрлат, так и на несущую стену.
Если ширина пролета не превосходит 6 метров, в роли затяжки может выступать балка перекрытия.
Если размеры пролета больше, то появляется необходимость дополнительного монтажа бабок, откосов и ригеля.
Чтобы соединить затяжки и бабки, используют скобу, которую пропускают под нижней частью затяжки. Для других узлов применяются способы крепления, используемые при работе с наслонными стропилами.
Сборка конструкции
Размечать и даже собирать стропильную конструкцию лучше на земле – так намного безопаснее и удобнее: можно будет все необходимые детали сразу подогнать под один размер.
Предварительно распиливая детали стропил, рекомендуется по длине оставить хотя бы небольшой запас, чтобы в случае необходимости была возможность подогнать размеры по месту.
Чтобы разметить стропильные ноги, надо воспользоваться небольшим куском ровного кругляка (его надо затесать посредине) или бруса, по длине равного расстоянию между стенами постройки.
По его центру перпендикулярно набивают планку, длина которой будет равняться высоте отрезка от точки опоры стропил на стены до конька. Затем каждую из стропильных ног ставят на угол между вершиной поперечной планки и краем продольного бруса.
Строительным карандашом в верхней точке делают метку, обозначающую место будущей разделки. В случае висячих стропил аналогичным способом отмеряют затяжки.
При достаточно сложной структуре конструкции (наличии бабок, опор, подкосов) в течение разметки можно прихватить ее с помощью использования тонких реек.
После измерения и разметки всех стропил или даже разделывания и сборки их необходимо поднять на кровлю.
Хотя сборка на земле наиболее удобна, прочность конструкции не всегда настолько высока, чтобы выдержать возникающие при подъеме нагрузки.
Монтаж стропил производится в следующем порядке
Первым делом с обоих концов кровли надо установить крайние стропила. На данном этапе их крепление нецелесообразно, поскольку надо будет определить симметричность расположения.
Чтобы упростить процесс монтажа стропильной системы, можно при помощи временных креплений соединить балки с мауэрлатом.
Затем надо измерить скаты проектируемой кровли. Для этого используют бечевку, при помощи которой соединяются вершина одного стропила с нижним углом противоположного – сначала с одной стороны, затем с другой.
При этом необходимо следить, чтобы бечевки на каждом из скатов кровли перекрещивались в самой середине кровли и только слегка касались друг друга.
При другой геометрии следует скорректировать или расположение стропил, или всю стропильную конструкцию для достижения требуемого результата.
После завершения монтажа крайних стропил их вершины нужно соединить при помощи бечевки по той линии, где планируется прохождение конькового бруса.
По этому месту необходимо будет соединять все остальные стропила. До выставления целой системы их тоже рекомендуется сажать на временные крепления на случай возможной корректировки.
Расстояние между стропилами должно составлять от 60 до 80 см. Для облегчения монтажа новых стропильных ферм конструкцию удобно собирать на балках.
В завершение устанавливаются поперечные планки, подпорки.
Точность расположения конструкции проверяется описанным выше способом (при помощи бечевки).
После окончания монтажа всех стропил производится их окончательное крепление к стенам или мауэрлату, после чего брусья связывают при помощи конькового бруса, который пропускается под верхней частью стыка стропил.
Крепление всех элементов осуществляется при помощи саморезов.
Закончив эти работы, надо заняться обрешеткой. Ее набивают по внешней стороне.
В случае, когда в некоторых узлах стропило опирается на кладку стены, а не на дерево, необходимо под него подложить гидроизоляцию. Для этого используют рубероид, который укладывается в два слоя.
Это же правило относится к мауэрлату, подкосам, остальным деталям из дерева.
Заключение
- Стропильная система – основа кровли.
- При расчетах прочности надо учитывать временные и постоянные нагрузки.
- Лучший материал для стропил – сосновая древесина.
- Стропила бывают наслонными и висячими.
- Способ их крепления зависит от типа стропил.
- До начала монтажа необходимо сделать разметки.
- Работы лучше проводить на земле.
- Монтаж стропильной системы начинают с крайних стропил, после чего устанавливают остальные.
Видео про установку стропил:
Постройка нового дома - это трудный и сложный процесс. Особенно это касается стадии проектирования и монтажа двускатной крыши , которая должна защищать жильцов от дождя и снега. Благодаря современным технологиям установку многих деталей и конструкционных составляющих здания можно выполнить самостоятельно, без найма бригады специализированных рабочих. Когда хозяева дома решают провести монтаж стропильной системы своими руками, следует узнать обо всех нюансах, так как правильно установленная крыша сэкономит время и деньги.
Из чего состоит
Всем известно, что двускатная крыша имеет форму треугольника, состоящего из двух равномерно наклонённых друг на друга прямоугольных половин, закреплённых стропильной системой изнутри. Следовательно, создаётся эффект естественной и автономной очистки поверхности под воздействием силы гравитации от дождя, снега, града, листьев и грязи без участия сторонних сил. Перед тем, как сделать стропильную систему, следует знать её основные конструкционные составляющие.
Стропильная система состоит с нескольких составляющих:
- Мауэрлат – брус с поперечным сечением в 100–150 мм, установленный на несущие стены по периметру постройки для распределения нагрузки создаваемой стропильной системой.
- Конёк – балка, соединяющая все стропильные ноги по одной линии вместе в самом верху крыши для поддержания стабильности конструкции и устойчивости во время сильных ветровых нагрузок.
- Стропильные ноги – брус или доска с поперечным сечением в 100–150 мм, которая устанавливается под углом на мауэрлат, создавая форму равнобедренного треугольника. Таким образом, равномерно распределяется вся нагрузка, передаваемая от кровли и всей конструкции на мауэрлат и несущие стены. В зависимости от массы кровельного материала стропильные ноги устанавливают с шагом друг от друга на 60–120 мм.
- Свес – выступающая от стены на 400 мм часть конструкции для создания отвода от стен дождевой или талой воды.
- Лежень – балка сечением в 100-150 мм, которая находится на уровне мауэрлата параллельно коньку для создания дополнительной поддержки веса, передающегося на него со стоек крыши.
- Подкосы – затяжки для формирования прочной конструкции при больших пролётах.
- Кобылки – доски, которые устанавливают в качестве продолжения балок стропил для образования ската крыши в случае коротких стропильных ног.
- Стойки – брус сечением 100–150 мм находящийся в вертикальном положении между внутренними стенами или лежнем и местом соединения конька со стропильными ногами, для передачи и распределения всей массы конструкции.
- Затяжка – нижняя балка - перекладина, соединяющая два нижних конца стропильных ног для предотвращения разъезда в стороны всей конструкции.
- Обрешетка – доски или брусья для укрепления стропильной системы и установки кровельного пирога.
В зависимости от наличия или отсутствия некоторых элементов конструкции различают два вида стропильных систем - это висячие и наслонные стропила, а также их комбинация.
- Висячие стропила - устанавливают при высоте наружных стен менее 10 метров с приличной толщиной и с отсутствием внутренних стен-перегородок. Такого рода конструкцию следует дополнять затяжкой у основания стропил.
- Наслонные стропила - устанавливают при высоте наружных стен более 10 метров с наличием внутренних столбчатых опор, на которые размещают лежень или опорную балку.
Когда выбрали тип стропильной системы, можно переходить к расчётам.
Для правильного расчёта размеров и формы крыши следует придерживаться определённых правил.
Обратите внимание! Любая двускатная крыша должна иметь угол от 5 до 90 градусов иначе монтаж будет очень сложным и с дальнейшими проблемами во время эксплуатации дома.
В случае частых и обильных осадков в районе постройки, можно создавать ломаную крышу, где верхняя часть имеет пологий наклон, а нижняя с резким уклоном. Во время выбора угла также нужно думать о скорости ветра - чем острее угол крыши, тем больше она будет похожа на корабельный парус. Таким образом, нужно подбирать средние размеры и высоту стропил, учитывая все факторы погоды и массы кровельного пирога.
Находим площадь одного ската крыши:
Площадь ската = Длина ската, умноженная на ширину ската
При этом:
Ширина ската = Длина стены + Длина выступа, умноженная на 2
Высота ската в этом случае равна длине стропил.
Количество стропил будет рассчитываться по формуле:
Количество стропильных ног равно двойной ширине ската, разделенной на шаг между стропилами.
Теперь рассчитываем допустимую нагрузку:
Вес кровли равен сумме веса всех слоев кровли на 1 м. кв. Еще необходимо прибавить 10% от полученной цифры.
К полученной величине добавляем нагрузку от воздействия факторов внешней среды и угол наклона крыши. В зависимости от этих данных следует подбирать материал для создания стропильной системы.
Монтаж
В случае бетонных или кирпичных стен проводится монтаж мауэрлата. Если же конструкция состоит из брёвен или бруса, то роль мауэрлата будет играть верхушка стены.
На бетонной или кирпичной конструкции в верхушку монтируются металлические стержни с шагом 1–1,3 м с поперечным диаметром в 1 см и с нанесённой на них резьбой, а после полной их установки сверху размещается мауэрлат. Также следует создать слой гидроизоляции между мауэрлатом и стеной для предотвращения попадания влаги и воды. Стены из пенобетонных блоков в местах соединения нужно дополнительно армировать и залить бетоном в 200–300 мм.
Для получения конструкции с приличным запасом прочности используют мауэрлат в виде бруса с поперечным сечением в 150 мм. Его устанавливают на стержни с резьбой в районе верхнего обреза стен (специального канала для мауэрлата) на слой гидроизоляции. Для длинных стропильных ног с огромной массой можно установить дополнительную опору с упором на лежни.
Теперь можно переходить к монтажу стропильных ног с комбинированием наслонной и висячей систем. Для этого следует взять балки с размерами около 50–70 х 150-170 х 6000-Ин9000 мм и изготовить начальный шаблон одной стропильной ноги, по ней будут в дальнейшем создаваться остальные стропила.
Как только получено требуемое количество стропильных ног, можно начинать установку стропил на мауэрлат. Дополнительно соединять с коньковым брусом гвоздями и с балкой перекрытия саморезами. В случае установки наслонной системы, нужно провести монтаж опор под стропилами с шагом, ранее определённым на стадии проектирования. По завершении монтажа стропила соединяются с коньком вверху балок с использованием скоб, болтов или металлических уголков.
Теперь необходимо придать жёсткости конструкции установив нижние затяжки и верхние ригеля. Если в районе проживания часто наблюдаются сильные ветра и бури, крышу можно укрепить диагональными связями с использованием простых досок.
После этого устанавливается обрешётка по горизонту и проводится монтаж кровельного пирога. Для обрешетки используют сухой брус без трещин и сучков, который начинают устанавливать возле конька с направлением сверху вниз. Так проводится монтаж обеих сторон до получения хорошей жёсткости поверхности.
Таким образом, создаётся стропильная система крыши гаража или небольшой постройки без привлечения бригады специалистов и с приличной экономией денежных средств.
Видео
Стропила — это несущий элемент крыш, и функция у нее та же, что и у фундамента, поддерживающего ваш дом. Как же сделать, рассчитать и смонтировать самим, без помощи профессионалов, и какие знания и материалы нам для этого понадобятся?
Безопасность и долговечность вашей крыши напрямую зависит от того, как правильно подобрана система и насколько профессионально она была смонтирована. Если вы правильно собрали , защищающей ваш дом, то это обеспечит вам комфортное существование на протяжении многих лет. Давайте рассмотрим, как делать стропильную систему, каковы тонкости ее устройства и сборки.
Весь дом находится под защитой кровли. Поэтому крыша должна быть собрана так, чтобы стропильная система не переломилась под тяжестью материалов, из которых она изготовлена, и еще смогла выдерживать вес строителей, которые работают на крыше. Опять же, не забывайте о том, что наши непредсказуемые зимы могут значительно увеличить нагрузку на поверхность крыши в результате обильного снегопада.
В России снег и дождь — обычное дело, поэтому у нас очень часто делают скатные крыши. Дом с такой крышей не нуждается в ежедневной уборке снежных покровов с кровли. На такой крыше не будут надолго задерживаться осадки. Скатная крыша — довольно надежная конструкция, которую составляют стропила и основное покрытие. И в эксплуатации она зарекомендовала себя с положительной стороны.
Варианты изготовления стропильной фермы могут быть различными. Либо это стропильная система, изготовленная на профессиональном заводском оборудовании, либо изготовленная самостоятельно.
На заводе стропильные системы делают сразу же с металлическими пластинами для . Эта схема позволит вам правильно собрать стропильные конструкции повышенной сложности. Также заводское производство предоставляет возможность сделать изготовление готовых стропильных ферм либо их составных частей по вашему выбору.
Односкатная система стропил
Рассмотрим односкатную систему стропил. Сечение любых стропил размером 50х150 мм оптимально. Угол наклона скатных крыш выбирается по вашему желанию и в соответствии с погодой вашего региона. При большом количестве осадков наклон крыши нужно сделать более значительным, и, наоборот, при незначительном количестве осадков делают более пологую крышу. Но есть и разумные ограничения. Скат крыши с самым максимальным углом наклона не должен быть больше 600 градусов. Как уже отмечалось выше, при нужно делать расчет с учетом количества снега, попадающего на вашу крышу. Это сделает ваш дом более безопасным.
В основном односкатные крыши покрывают различные пристройки к основному зданию. Стропила такой крыши располагаются на балках различной высоты. Чтобы правильно защитить строение от снега, ветра и дождя, сделать такую крышу нужно с наветренной стороны.
Более распространенный вариант — двускатные крыши. Балки несущих стен поддерживают края таких крыш. Наверху располагается специальный конек, связывающий все стропила. Такая кровля выглядит красиво и дает возможность увеличить жилое пространство, используя в качестве комнаты помещение под двускатной крышей.
Другие системы
Также существуют шатровые скатные стропильные системы. Это наиболее сложный , как при расчете, так и при монтаже. Если выбираете такую крышу, делать ее лучше доверьте профессионалам.
Четырехскатная (вальмовая) стропильная система — это соединение фасада в виде трапеции и двух треугольников, подпирающих по бокам крышу, в задней части. Как декоративный элемент в конструкции такой крыши делают окно мансардного типа.
Итак, крыша требует непростого математического и обрешетки. Специалисты рекомендуют очень серьезно подходить к сбору стропильной системы, так как от этого зависит безопасное проживание вашей семьи. Существует ряд приборов, позволяющих очень точно сделать расчет стропильной системы, и множество услуг профессионалов, которые помогут вам в этом.
Если вы производите расчет стропильной системы самостоятельно, не забудьте учесть такие моменты, как материал, используемый для , и ее площадь, количество осадков.
Древесина хвойных пород — обычный материал для при строительстве дач либо одноэтажных домов. Его доступность, прочность, способы обработки и большой срок службы обеспечивают его популярность. Составные части деревянной стропильной системы изготавливаются довольно легко, прямо на стройплощадке, при сборке не требуется использование спецтехники.
Виды стропил
Стропила подразделяются на два вида — висячие и наслонные. Если в вашем доме предусмотрена несущая стена по центру, то выбор — за наслонными стропилами. Наслонные стропила могут быть изготовлены самостоятельно. У такой стропильной системы три опорных точки. Это промежуточная опора и две стены. В качестве промежуточной опоры используется средняя несущая стена дома. Этим обеспечивается перераспределение существующей нагрузки. Если средняя несущая стена отсутствует, применяется система опоры на краевые столбы дома. Если же ширина ваших стен более 6,5 м, дополнительно установите опоры. Стропильные ноги нужно расположить на расстоянии от 800 до 1200 см, в соответствии с размером сечения бруса.
Опорой верхнего конца ноги будет прогон, а нижний конец будет упираться в мауэрлат (подстропильный брус), расположенный на верхнем срезе стены и выполняющий функцию распределения нагрузки. Достичь устойчивости удается с помощью подстропильной рамы, в конструкцию которой входят стойки, прогоны и подкосы.
Конструкция висячей системы отлична от наслонной. Стропила здесь опираются на верхнюю обвязку постройки и упираются верхними концами друг в друга на коньке кровли. «Затяжка» (нижний пояс) в данном случае гасит распор.
Обрушение вашей крыши могут вызвать допущенные ошибки в . Поэтому, заботясь о безопасности, рассчитывая сложную стропильную систему, доверьтесь специалистам. Но если все же решили изготовить стропильную систему самостоятельно, используйте в работе специальные калькуляторы либо таблицы, которые позволят вам не допустить ошибок.
Висячая стропильная система
Используется в случае, если в доме не предусмотрены опоры и вся крыша располагается на внешних стенах. Распорки ног упираются в несущие балки с усилением в виде обрешетки, собранной из брусьев. Форма такой стропильной системы треугольная, шириной не больше 12 метров. В качестве дополнительного усиления используют ригель. Это более сложная стропильная система. Увеличивается время монтажа и финансовые затраты на материал. Чтобы сэкономить, комбинируйте различные стропильные системы.
Что касается способа закрепления кровли на дом, то каким он будет, зависит от строительного материала. Кирпич предусматривает крепление стропила к мауэрлатам (короткие брусья, закрепленные по периметру крыши). Если ваш дом из сруба, значит, стропила крепятся прямо к срубу. А современный каркасный дом предусматривает стропильную систему с креплением к обвязке строения.
Чем интереснее и красивее вы решили сделать крышу, защищающую ваш дом, тем сложнее будет конструкция и схема вашей кровли. При пересечении скатов необходимо устанавливать горизонтальные дополнительные ноги. Длина их больше, чем у остальных. Дополнительное крепление с опорой поможет выдержать нагрузку большую, чем на все остальные стропила.
Вес осадков оказывает давление не на поверхность покрытия крыши, а на обрешетку кровли. Какая будет обрешетка, сплошная или прореженная, зависит от материала покрытия крыши. Если вы решили , то обрешетка сплошная, а для других покрытий подойдет прореженная обрешетка.
Устройство и изготовление
Обычно стропило изготавливают из сосновой доски с сечением либо 50х150 мм, либо 60х200 мм. Если вы используете тяжелые кровельные материалы, такие как черепица, вам будет необходим брус с большим сечением. Как альтернатива более широкому брусу, можно усилить стропильные ноги сращиванием досок определенным образом.
Для стропильной системы подойдут хвойные породы дерева, . Это может быть брус либо доска. Для крепления пользуются гвоздями, пластинами из металла, деревянными планками, с помощью которых происходит соединение наклонных стропил в месте расположения конька.
Перед очень важно выровнять по уровню несущие стены и перекрытия. Затем приступать к покрытию материалами, обеспечивающими гидроизоляцию. Также для крепости и безопасности стропильной системы важно использовать . Она изготовлена из дополнительных опор: стоек, подкосов, прогонов и т.д.
Сборка стропил производится как на земле, с последующим подъемом на дом к месту монтажа, так и непосредственно на месте сборки. Что касается последовательности сборки, то вначале монтируются крайние, после чего — центральные. По окончании установки стропильной системы и прочного ее закрепления строится обрешетка.
Кровля вашего дома выполняет защитную функцию, охраняя вашу семью от ненастья. Уют и тепло не покинут ваш дом, если крыша сделана из качественных материалов и собрана с соблюдением существующих технологий.
Среди основных этапов возведения крыши особо ответственным считается устройство ее каркаса – стропильной системы. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации кровля находится под воздействием весьма серьезных постоянных и периодических нагрузок – снеговых, ветровых и других.
Изготовление стропил и последующее устройство несущей конструкции – краеугольный камень строительства крыши. Фактически это несущий «скелет», воспринимающий на себя все нагрузки, которые испытывает крыша. Таким образом, именно стропильная системы во многом определяет уровень защищенности здания от всевозможных воздействий.
Виды стропил
Чрезвычайная важность несущей конструкции диктует особый подход к выбору ее вида, материала изготовления и других важных деталей. Все их определяют еще на стадии проектирования конструкции.
Стропильные фермы, как правило, изготавливают из древесины либо металла. В редких случаях их выполняют из железобетона.
Металлические фермы поступают на стройплощадку уже готовыми, изготовленными в заводских условиях. Их подымают с помощью крана, после чего закрепляют сваркой.
Изготовление стропил из дерева по способу выполнения более разнообразно:
- они поступают уже готовыми, выполненными в заводских условиях;
- конструкция может собираться также на строительной площадке из отдельных элементов, изготовленных в заводских условиях;
- изготовление стропильной системы прямо на строящемся объекте из элементов, раскроенных на месте.
Использование заготовок, изготовленных на заводе, требует предельного соответствия проекту, так как переделать готовые фермы либо изменить размеры деталей будет очень сложно, а в некоторых случаях – просто невозможно.
На заметку
Тем не менее такое решение имеет несомненный плюс – при правильно возведенных стенах, установить каркас не сложнее, чем собрать детский конструктор.
Готовые заводские изделия преимущественно используют в процессе строительства сложных кровель. К примеру, так собирают каркас над эркером. Что же касается быстровозводимых зданий, то при их строительстве фермы поставляют в комплекте.
Если вы решили следовать последнему варианту, изготовить и собрать стропила самостоятельно, прежде нужно изучить всю терминологию, связанную с крышей, чтобы путаница ненароком не привела к непредсказуемым негативным последствиям.
Основные компоненты системы стропил
Главной составляющей стропильной конструкции считается ферма. Она представляет собой плоскую конструкцию в форме треугольника. Из каких элементов она состоит и количество составляющих в конструкции каркаса зависит от особенностей крыши, скажем, типа или габаритов.
Отметим некоторые из основных составляющих:
- Стропильные ноги (стропилины) – на них набивают обрешетку, на которую укладывают кровельное покрытие. Ферму образуют две балки. Соединившись в коньке, они формируют треугольник. Их уклон совпадает с уклоном скатов кровли.
- Затяжка – эта перекладина, которая скрепляет стропила по горизонтали, что не дает разъехаться стропильным ногам в стороны при нагрузках. Затяжка необходима в конструкции висячих стропил.
- Схватку используют в наклонных стропилах. Она соединяет стропилины по горизонтали, повышая устойчивость фермы.
- Ригель напоминает затяжку, однако работает он по другому принципу – вместо того чтобы растягиваться, он сжимается. Ригель скрепляет стропила в верхнем разделе.
- Стойка дополнительно фиксирует стропилины по горизонтали.
- Подкос обеспечивает системе дополнительную устойчивость. Этот элемент устанавливают под углом.
- Кобылки используют для удлинения стропил при создании свесов.
Последовательность действий при монтаже стропильной системы
Работа на высоте не очень располагает к многочисленным примеркам, поэтому конструкцию крыши необходимо тщательно продумать заранее и просчитать ее. Это значительно облегчит монтаж крыши.
Стропила по своей конструкции однотипные, поэтому чтобы получить из деревянного бруса стропила целесообразно использовать шаблон. Зная все необходимые размеры, сделать его несложно. Это должна быть точная горизонтальная копия фермы, которая образуется стропилами в вертикальной плоскости. Его можно выполнить несколькими способами.
Шаблон для стропил можно сделать под такие параметры крыши, как ее уклон и габариты строения.
С помощью подобного приспособления и карандаша на заготовке в следующей последовательности размечают типовые запилы:
- Коньковая часть стропильной ноги. Шаблон прикладывают к заготовке и проводят линию среза.
- Длина ската. Взяв за начало отсчета нижнюю точку запила коньковой части, откладывают расстояние, равное L (длина ската), и отмечают точку С. Затем прикладывают шаблон и проводят по горизонтали линию полки стропильного зуба.
- Разметка зуба. По полученной линии откладывают отрезок СA, который равен по длине толщине балки, формирующей верхнюю обвязку в конструкции стены. Затем согласно шаблону проводят линию АD, которая должна быть параллельной «коньковому» запилу. Очевидно, что точка D расположится на нижней стороне будущего стопила. Таким образом получают треугольник ACD, который фактически и будет зубом стропилины.
- Разметка свеса.
Разметив одно стропило, остальные изготавливают при помощи технологической рейки, на которую перенесены контрольные точки.
Можно воспользоваться и другим вариантом.
- Для изготовления шаблона используют доски-дюймовки. Они должны быть длиннее запроектированной длины стропила на 100 – 150 мм. Это дает возможность корректировать при необходимости места соединения с обвязкой.
- Две доски сшивают в вершине при помощи гвоздя или болта. Такое соединение не будет препятствовать их свободному вращению вокруг точки соединения. Полученная конструкция будет напоминать ножницы.
- Посередине будущего щипца устанавливают рейку и отмечают проектную высоту ферм. Еще одной меткой, проставляемой выше, отмечают высоту зуба, то есть длину вертикали, которая соединяет основание зуба и его вершину.
- Теперь можно определить угол наклона ската. Для этого «ножницы» выставляют свободными краями таким образом, чтобы каждая доска упиралась углом в гнездо будущего зуба.
- Точку соединения и верхнюю метку на рейке, которая определяет общую длину стропильной ноги и зуба, совмещают.
- Высоту зуба откладывают от вершины нижнего угла каждой стропилины. Заготовку шаблона опускаютс крыши вниз, затем выпиливают зуб согласно разметке.
- Далее, заготовку возвращают вновь на крышу, затем заводят зубья в соответствующие гнезда. Нельзя исключать, что вершина шаблона и метка на рейке при этом не совпадут. В подобных случаях нужно вырвать фиксирующий гвоздь и исправить положение вершины. Отметку нужно сделать заново.
- После того как завершена подгонка вершины, на досках прочерчивают линию их будущего стыка по вертикали.
Стропила раскраивают как на земле, так и на перекрытии дома. Оба варианта имеют свои плюсы и минусы: на земле, безусловно, удобнее работать, зато сборка на крыше позволяет примерять готовую деталь на месте, и в случае необходимости – подправлять погрешности.
Порядок сборки ферм
Торцевые фермы рекомендуется предварительно собирать, не соединяя их капитально. Дело в том, что именно они обеспечивают правильную геометрию крыши, следовательно к их установке нужно относиться особенно тщательно: пару нужно многократно вымерять, а в случае необходимости корректировать.
Правильность установки проверяют следующим образом. Нижний угол каждой из временно закрепленных ферм соединяют бечевкой с вершиной противоположного угла. Таким образом, на плоскости ската образуются диагонали. Теперь можно проверять геометрию ската.
На угловых, ломаных или имеющих другую сложную форму крыш промеры производят на всех имеющихся на ней ровных плоскостях.
Стропильная система – основа крыши, от нее зависит надежность и прочность кровли, ее способность противостоять осадкам и ветру. Конструкция стропильной системы определяется формой крыши и особенностями планировки дома, а также применяемыми материалами. Стропильная система, возводимая своими руками, обычно выполняется из дерева, но возможно применение и других материалов, например, металлического профиля.
Виды стропил и их применение
Выбор стропильной системы – ответственный шаг, требующий знания конструкции каждого из видов кровли. Стропила могут быть:
- Наслонные стропила, опирающиеся на коньковый прогон и мауэрлат. Применяются при возведении односкатной, простой двускатной крыши, а также как один из элементов вальмовой и ломаной мансардной крыши.
- Скользящие стропила – разновидность наслонных стропил, применяемая для деревянных строений, дающих большую усадку. Их отличием является скользящее крепление стропил к мауэрлату, что позволяет компенсировать усадку стен без деформации кровли.
- Висячие стропила – система из стропил, стянутых ригелями или затяжками, обычно применяется при строительстве простой двускатной крыши, а также в качестве верхних стропил мансардной крыши. В висячей стропильной системе коньковый прогон отсутствует, и в верхней части симметричные стропильные ноги опираются непосредственно друг на друга.
- Накосные стропила, иначе называемые угловыми или диагональными. Применяются для выполнения трехскатной или четырехскатной крыши, а также для кровли со сложной геометрией.
Элементы стропильной системы
Любые стропила предназначены для распределения и передачи нагрузки кровли на стены дома. Основными элементами, на которые опираются стропила, являются:
- Мауэрлат – брус, закрепленный на верхней плоскости стен по периметру всего дома;
- Лежни – опорные брусья, уложенные на внутренние несущие перегородки или колонны;
- Балки перекрытия верхнего этажа;
- Стойки и опоры;
- Прогоны – горизонтальные опорные элементы, уложенные вдоль оси крыши на стойки.
Стропильная ферма состоит из следующих элементов:
- Стропильные ноги – доски или брус, образующие контур крыши и уложенные с определенным шагом;
- Затяжки или ригели – горизонтальные элементы, стягивающие парные стропильные ноги между собой;
- Подкосы – опоры, поставленные под углом и поддерживающие стропильные ноги;
- Кобылки – доски, закрепленные на нижнем конце стропил и образующие свесы крыши;
Нарожники – короткие стропила, опирающиеся на диагональные стропила в вальмовой крыше.
Все эти элементы в частном строительстве обычно выполняют из дерева – бруса или доски хвойных пород, высушенного естественным образом. Дерево пропитывают антисептиком, что позволяет продлить срок его службы. Толщина и сечение элементов определяется расчетом.
Технология выполнения наслонных стропил
- До начала строительства необходимо выполнить эскиз крыши и рассчитать ее размеры. Сечение и шаг стропил, а также необходимость установки дополнительных опор и подкосов также определяются расчетом.
- Укладывают и выставляют опорные элементы: мауэрлат, лежни и балки перекрытий, стойки, коньковый и промежуточные прогоны. Подробно эти операции описаны в статьях, посвященных различным типам крыши:
- Изготовляют шаблон стропил. Для этого берут доску с шириной, соответствующей расчетной длине стропил, с такой же шириной, но с меньшей толщиной – она легче и ее проще точно подогнать по месту. Доску прикладывают к месту установки крайнего стропила одним концом к коньковому прогону, другим – к мауэрлату.
- В верхней части шаблона размечают верхний запил. Форма запила должна быть такой, чтобы доска ложилась на коньковый прогон и при этом плотно прилегала к противоположному стропилу. Глубина запила должна составлять не более 1/3 ширины доски.
- После выпиливания верхнего запила шаблон еще раз прикладывают по месту и размечают нижний запил – он должен опираться на мауэрлат, не оставляя больших зазоров. Конец шаблона опиливают под углом так, чтобы срез находился в вертикальной плоскости.
- Полученный шаблон прикладывают в месте установки всех стропильных ног, проверяя, нужна ли будет подгонка по месту. Если шаблон подходит идеально (что случается редко) можно сразу изготовить необходимое количество стропильных ног. Если же нужна корректировка нижнего запила, то по шаблоны вырезают только верхнюю часть каждого стропила, а нижний запил каждый раз делают по месту.
- Стропила ставят с установленным расчетом шагом. Обычно он составляет от 50 до 120 см и зависит от типа кровельного покрытия, а именно от его тяжести, и от ожидаемой снеговой нагрузки. Наиболее тяжелыми покрытиями являются шифер и керамическая черепица, но они в настоящее время применяются редко. Чаще выбор делается в пользу более современных, легких и надежных материалов: металлочерепицы, ондулина, мягкой кровли. Для них шаг стропил можно выбрать около 100 см, не выполняя сложных расчетов.
- Сначала устанавливают стропила со стороны фронтонов. Стропильную ногу опирают на коньковый прогон и мауэрлат и закрепляют на два гвоздя 100-150 мм в каждом узле крепления. Установив стропильную пару, дополнительно скрепляют ее: в верхней части с помощью накладок из металла и саморезов с одной стороны и уголков с ребром жесткости с другой, в нижней части – скобами или также на уголки.
- После установки стропил с обоих фронтонов крыши между ними натягивают бечевку и выравнивают остальные стропила по ней. Крепление стропил производят аналогично.
- Устанавливают подкосы, если того требуют результаты расчета. Подкосы выполняют из того же материала, что и стропила. Прикладывают доску подходящей длины под нужным углом к стропилу и размечают нижний запил. Важно учесть, на что будет опираться подкос: на балку перекрытия или на лежень, от этого зависит форма нижнего запила. После выполнения нижнего запила подкос ставят по месту и отмечают линию отреза по стропилам. Подготовленный подкос ставят враспор между балками и стропилами и закрепляют с помощью металлических накладок или уголков.
Установка подкосов на крыше
Технология выполнения вальмовых диагональных стропил
- Поскольку стропила для вальмовой крыши устанавливают диагонально, обычные способы их крепления не подходят. К тому же нагрузка на диагональные стропила значительно выше, чем на наслонные или висячие, поэтому материал для их выполнения должен иметь большее сечение. Можно использовать брус толщиной от 100 мм, однако практика показывает, что удобнее выполнить эти стропила из двух сложенных и скрепленных досок стандартной толщины.
- Диагональные стропила верхним концом опирают на стойки, нижним – на сходящиеся под прямым углом брусья мауэрлата. Их размечают по месту, и основной их особенностью является то, что запилы выполняют не перпендикулярно к плоскости доски, а под углом в 45 градусов. При выполнении стропил из срощенных досок выполняют сначала одну сторону с косыми запилами, потом вторую, в зеркальном отображении.
- Доски стягивают между собой на саморезы, гвозди или шпильки. Закрепляют вальмовые стропила с помощью накладок и саморезов.
Лучше понять основные приемы возведения стропильной системы своими руками поможет видео.
При выполнении любой стропильной системы своими руками важно тщательно закреплять все узлы и соединения и помнить, что крыша – это основная защита вашего дома от ненастья. Поэтому важно не только сделать качественный каркас, но и выбрать подходящий , например, профнастил, и правильно уложить его.
