Виды и особенности стропильных конструкций

Скатные крыши могут иметь различные формы, однако их основой всегда является стропильная система. От ее конструкции зависит прочность, несущая способность и другие параметры кровли. Поэтому предлагаю начинающим строителям разобраться с основами устройства различных стропильных систем, что поможет самостоятельно спроектировать и построить кров любой сложности.

Так же читайте в этой рубрике (⇛ Все рубрики ТУТ)

  • Утепление кровли дома эковатой с созданием холодного чердака
  • Варианты теплоизоляции крыши
  • Крыши для деревянных домов
  • Устройство кровли
  • Дома с вальмовой крышей
  • Двухскатная стропильная крыша
  • Дома с плоской кровлей
  • Кровельный пирог крыши частного дома
  • Строительство крыши своими руками
  • Кровля частного дома
  • Утепление кровли частного дома
  • Водосточные системы и доборные элементы кровли
  • Гидроизоляция кровли
  • Ремонт кровли зданий
  • Монтаж скатных кровель, их конструкция
  • Схема устройства кровли частного дома
  • Кровельные материалы для скатных крыш
  • Виды крыш частных домов
  • Крыша для дома, которую надо утеплять
  • Виды конструкций кровельной фермы

Формы крыш и их стропильные системы

Крыши могут иметь один или несколько скатов, соединенных разными способами. Каждая из конструкций формируется индивидуальной каркасной системой, главными элементами в которой являются стропила.

Так, в зависимости от конкретных условий, от типа и архитектурных особенностей здания применяются следующие конструкции крыш:

  • Односкатная крыша.
  • Плоская.
  • Двускатная конструкция.
  • Вальмовая, четырехскатная.
  • Полувальмовая.
  • Многощипцовая.
  • Шатровая.
  • Ломаная или мансардная крыша.

Все выше представленные варианты крыш могут быть установлены на деревянные, кирпичные, возведенные из иных материалов строения. Выбирая стропильную систему для того или другого здания, нужно определиться с несколькими факторами:

Заранее решается, будут ли располагаться в чердачном пространстве хозяйственные или жилые помещения. Если они планируются, то лучше выбирать двускатную или ломаную мансардную крышу, но иногда они могут быть организованы и под вальмовой или односкатной конструкцией.

В зависимости от внутренней конструкции дома, то есть наличия внутренних несущих перегородок, выбирается наслонная или висячая система.

Кроме этого, учитывается количество выделяющихся секторов дома. Если их несколько, то определяются конструкции крыш для каждого из них.

Должна быть ясность с типом кровельного материала, которым планируется покрывать крышу, так как от него тоже зависит выбор конструкции стропильной системы.

Обязательно нужно предусмотреть климатические особенности региона — ветровую и снеговую нагрузку на крышу.

Следует определить правильное расположение дома относительно преобладающей розы ветров.

И наконец, необходимо рассчитать свои финансовые возможности, прикинув необходимое количество материалов и их стоимость.

Если нет опыта в проектировании и расчете стропильных систем, то лучшим выходом станет обращение за помощью к специалистам, которые предложат разные варианты крыш и помогут произвести все расчеты.

1 2 3 4

Стропильные системы наслонного и висячего типа

Все стропильные конструкции делятся на два вида — наслонные и висячие. Выбор системы определяется конструктивными особенностями здания. Вне зависимости от выбранного исполнения, готовая конструкция должна быть максимально устойчивой к негативным факторам различного типа, среди которых:

  • атмосферные осадки;
  • ветровая нагрузка;
  • повышенная влажность;
  • колебания температурных показателей;
  • негативное воздействие живых микроорганизмов.

Особенности висячих стропил

Стропила висячего типа

Стропильная система висячего типа используется при строительстве однопролетных зданий, выполненных из кирпича или камня. Стропильные ноги такой конструкции имеют только две точки опоры, в качестве которых выступают несущие стены дома. Система создаёт распирающее усилие, которое передаётся стенам здания.

Чтобы компенсировать такую нагрузку, целесообразнее всего прибегнуть к обустройству затяжки. Она сможет соединить каждую стропильную пару в нижней части, вследствие чего оказываемое давление на стены будет минимальным. Для обеспечения максимального эффекта выше основания стропил может устанавливаться дополнительная затяжка — ригель.

Стропильные ноги системы висячего типа опираются на опорный брус — мауэрлат. При этом соединение стропильной ноги и основы конструкции осуществляется посредством врубки. Дополнительно конструкцию можно зафиксировать кронштейном или скобой.

Особенности наслонных стропил

Наслонные стропила

Характерная особенность наслонных стропил заключается в необходимости наличия промежуточной несущей стены. Их используют для всех видов кровельных конструкций вне зависимости от материала стен дома. Также они широко применяются при создании мансардных крыш.

Читайте также:  Как покрыть крышу профнастилом своими руками пошаговая инструкция

Верхняя часть наслонной конструкции опирается на коньковый брус. Последний поддерживается специальными опорами. Внизу стропильные ноги упираются в обвязку. Данная конструктивная особенность способствует тому, что основная нагрузка передаётся по вертикали. В результате этого общие весовые показатели имеют тенденцию к снижению и в монтаже горизонтальной затяжки нет никакой необходимости.

Стропильные ноги создают максимальное усилие на изгиб, а нагрузка на сжатие практически полностью снимается. Именно поэтому в работе можно использовать тонкие пиломатериалы, которые делают всю конструкцию более легкой. Здесь же можно говорить и значительной денежной экономии.

Совет! Чтобы минимизировать возможный изгиб стропильных ног для зданий с большой длиной пролёта, рекомендуется вместо конькового бруса использовать два боковых прогона. Дополнительно их можно укрепить подкосами и ригелями.

Типы двухскатных классических крыш

Типы двухскатов

Если с принципиальным устройством всё понятно, то по конкретным решениям нужно ещё разбираться. Здания бывают разнообразные, и для каждого требуются конкретные решения. Различных схем существует очень много, но все их можно разделить на два типа по одному критерию: крепление конька. Рассмотрим их более подробно.

Система наслонных стропил

Наслонная система

Следует сразу отметить, что эта конструкция любима кровельщиками за её надёжность и простой монтаж.

Основа для крепления стропильных пар в этой системе являются маурлаты и коньковый прогон, который устанавливается на вертикальные балки, которые в свою очередь крепятся на лежень.

Таким образом, получается следующая картина – каждая пара стропил крыши жёстко крепится в трёх местах: два узла на маурлатах и одно на коньковом прогоне. Получается очень крепкая конструкция, с отличным запасом прочности.

В зависимости от длины стропил и угла наклона скатов конструктив может дополняться усиливающими элементами: затяжками, ригелями, подкосами, подстропилами и т.д. Также при отсутствии в здании капитальной внутренней перегородки в качестве лежня допустимо использование потолочной балки.

Висячая стропильная система

Наслонная система

Принципиальное отличие от наслонной системы является то, что в качестве опоры для стропил только маурлаты, т.е. деревянные брусья, жёстко зафиксированные на торцах внешних стен дома. Вверху, на коньке у стропил опоры нет, они лишь сколачиваются между собой, и как бы “висят” в пространстве, – это и является определяющих критерием данной технологии.

Эта система используется при возведении небольших по ширине зданий, как правило, это не более 7-8 метров. При увеличении этих значений при этой технологии потребуется устанавливать дополнительные элементы – ригели и затяжки, которые в некоторой степени будут преобразовывать силы давления на внешние стены и более равномерно распределяют нагрузку.

Чем больше ширина здания, тем большим количеством усиливающих элементов будет оснащена кровля. На схеме выше наглядно показано отношение ширины укрываемого пролёта к количеству дополнительных деталей.

Стропильная система многощипцовой крыши

Главная особенность стропильной конструкции многоскатной крыши — внутренние рёбра пересечения скатов, ендовы. В зависимости от того, под каким углом примыкают друг к другу скаты, проектируются узлы соединения элементов стропильной конструкции.

Стропильные системы симметричных многощипцовых крыш проще изготавливать с наслонными стропилами

Установка ендовы и примыкание к ней стропил не представляют значительной сложности при условии использования современного деревообрабатывающего инструмента и предварительного расчёта крыши.

Видео: монтаж стропильной конструкции с ендовой

Узлы примыкания двух частей крыши могут быть в простейшем случае реализованы с помощью только деревянных элементов и точной подгонки углов.

В стропильной системе многощипцовой крыши для образования внутреннего угла примыкания скатов используют накосные стропила ендовы и укороченные стропильные балки — нарожники

Для более сложных вариантов крыш, перекрывающих большие площади и несущих значительные эксплуатационные нагрузки, применяют металлические уголки и пластины. Обязательно выполнять расчёты несущей способности таких конструкций и разрабатывать детальные планы раскладки стропил, прогонов и других несущих элементов.

Грамотно выполненый проект многощипцовой кровли — залог прочности конструкции и долгого срока службы

Кровельные материалы и работы

Верхняя часть крыши называется кровлей. Крыша непосредственно контактирует с внешней средой, принимая на себя всю мощь ветра и осадков. Следовательно, главные качества, которыми она должна обладать, это прочность и водонепроницаемость.

Существует множество материалов для кровли, и выбирая один из них, следует учитывать его эксплуатационные характеристики, а также ряд других факторов:

  • климат;
  • функциональное назначение здания;
  • долговечность материала;
  • стоимость материала;
  • его шумоизолирующие и теплосберегающие свойства;
  • трудоемкость и стоимость обслуживания кровли;
  • внешняя привлекательность материала.

Сложно дать однозначный и исчерпывающий совет по выбору кровельного материала, какой будет лучше, так как на него влияют все перечисленные факторы, а идеальных стройматериалов, как известно, не существует. Кроме того, могут различаться определяющие критерии, например, при недостаточном финансировании главной становится цена, а все остальные факторы рассматриваются менее придирчиво. Наоборот, если потребительские свойства выступают на первый план, то цена, как правило, не имеет определяющего значения. Для кого-то, возможно, главным фактором будет красота или цвет, так как по замыслу хозяев дом не должен быть похож на остальные.

Читайте также:  Воздушные фильтры для вентиляции на кухне от Фолтер

Осуществлять выбор материала следует на этапе создания проекта дома, так как от него зависит тип конструкции кровли, а внести изменения в готовый проект будет сложно и дорого.

Заключение

Подбор конструкции крыши и кровельного материала – важный этап в строительстве дома. Найти наилучшее решение можно, лишь учитывая целый ряд факторов:

  • целевое назначение здания;
  • шумоизоляционные и теплосберегающие характеристики кровли;
  • бюджет строительства;
  • особенности климата;
  • эстетическое впечатление.

Только приняв во внимание перечисленные факторы и взвесив каждый из них, можно подобрать оптимальный вариант крыши и тип кровельного материала.

Выбор сечения стропил

В конструкциях различных типов стропильная нога называется по-разному (рядовым стропилом, накосной стропильной ногой). В любом случае до ее устройства следует произвести необходимые расчеты.

Расчет на прочность должен основываться на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут оказывать воздействие на кровлю.

В постоянные нагрузки входят:

  • общий вес элементов конструкции стропил;
  • вес гидро- и пароизоляционных материалов;
  • вес кровельного покрытия;
  • в случае устройства мансардного помещения – вес материалов для отделки потолка.

Во временные нагрузки входят:

  • максимальная ветровая и снеговая нагрузка для конкретного региона;
  • вес обслуживающих кровлю строителей и инструментов;
  • вес устраиваемого на кровле инженерного оборудования: дымоходов, вентиляционных систем, зенитных фонарей, аэраторов и т.д.;
  • вес ограждений, переходных мостиков, трапов, которые нужны для проведения ремонтных работ и последующей эксплуатации кровли.

Основываясь на полученном значении нагрузок, производят расчет стропильных ног, их длины, поперечного сечения, определяемых выбранным материалом, типом кровли и стропил (висячих или наслонных). Кровли сложных конфигураций иногда включают в себя разные виды стропил.

Длина стропильных ног в первую очередь определяется размерами здания и величиной угла уклона кровельных скатов, получаемого от выбранной формы кровли. В основном стропила стараются делать максимум 6-метровой длины: имеющийся в продаже пиломатериал обладает именно такими параметрами. В тех случаях, когда размеры строения требуют большей величины, производится наращивание стропил. Значительные по длине стропильные ноги бывают у диагональных (накосных) стропил, используемых при строительстве кровель вальмового или полувальмового типа.

Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от ряда факторов:

  • постоянных и временных нагрузок;
  • конкретного вида кровельного материала;
  • типа кровельной конструкции;
  • размеров строения;
  • величины уклона скатов;
  • особенностей климатического региона;
  • качества материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.
Выбор сечения стропил

При устройстве стропильной системы в основном применяется сосновая древесина без больших сучков и синевы. Оптимальная влажность материала – 20-22%. Такое требование обусловлено возможностью изменения формы и размеров дерева по мере усыхания, что может привести к деформации возведенной кровли.

В настоящее время есть множество фирм, предлагающих услуги по проведению расчетов системы стропил. Это можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись онлайн калькуляторами. После ввода в программу нужных размеров она выдает готовые результаты сечения, шага, длины стропил.

Выбор сечения стропил

При возведении частных домов в основном применяют доски, сечение которых составляет 50 х 150 мм. Они подходят для кровель любых конфигураций.

Длина шага стропильных ног составляет приблизительно 1 метр. Величина зависит от типа кровельного покрытия, величины уклона и количества снега.

Выбор сечения стропил

Следует учитывать также кровельный материал. Наибольшим весом обладает натуральная черепица: при ее выборе в качестве покрытия для кровли величина сечения стропильных ног должна увеличиваться при большей длине стропильных ног и их шага.

Как правильно закрепить стропила к балкам?

В простых домах, в основном каркасных, мауэрлат может быть и упразднен. В этом случае стропила крепятся к балкам перекрытия. Самый надежный вариант сборки такой системы – подготовка стропильных ферм. Каждая ферма состоит из двух стропильных ног, соединительного ригеля и нижней затяжки. Для прочности фермы усиливают центральными балками и подкосами:

Балки перекрытия укладываются в таком направлении, чтобы стропильные фермы пересекали их перпендикулярно в разных плоскостях. Затяжка выполняет основные несущие функции, крепится к балкам перекрытия анкерами, сквозными болтами, шпильками и усиливается пластинами и металлическими уголками.

Как правильно закрепить стропила к балкам?

Возможен вариант крепления стропильных ног прямо на балку, которая и будет дополнительно выполнять функции затяжки. Для создания качественных опорных узлов в такой системе рекомендуется два способа крепления:

  1. Соединение стропил с балкой двойным зубом – запилы выполняются на балке и скосе стропильной ноги (по два стыковых заруба на каждой).
  2. Крепление болтом и хомутом. Может предусматриваться сквозное крепление, но если доски имеют большое сечение, делаются врубки и детали соединяются длинными болтами.
Читайте также:  Как рассчитать естественную вентиляцию жилого дома

Как устроить три фронтона собственными руками

На схеме кровли с тремя франтонами показаны: 1 — стропилины, 2 — поперечные балки, 3 — продолговатые балки, 4 — балка конька, 5 — отвесные опоры.

Сооружение фронтонов просит внимания абсолютно всегда, не зависимо от сроков их постройки. Например если сперва предполагается сооружение кровли дома, фронтон необходимо будет заложить кирпичом или зашить дощечками в ограниченых условиях.

Если все три фронтона предполагается выстраивать до строительства кровли, может быть риск их падения, которому может посодействовать ветер. Также, имеется возможность позволить оплошность в геометрии фронтона, что потом приводит к исполнению добавочных работ, какие потребуются для их устранения. Это связано с тем, что стропилины могут неверно совместиться с плоскостью фронтона. А собственно это может быть небезопасным на случай, когда стены фронтона считаются опорой для поперечных балок кровли.

В таком случае разница в размерах 2-ух фронтонов приводит к перекосу стропилины. Устройство нужно закрепить в строительных работах еще до строительства кровли. Очень важно это сделать например если предполагается применять три фронтона для устройства кровли. Это сможет помочь уменьшить риск их падения вследствии нагрузок ветра и сбережет дом.

Высота фронтона дает возможность установить практичность пространства на чердаке. Например если помещение чердака в будущем предполагается выполнить жилищным, высота кровли от перекрытия чердака до конька и фронтона обязана быть примерно 2,5-3 метра. Необходимо понимать, что она обязана быть уютной чтобы жить.

Важно смотреть на материал стен несущих и основу дома в случае если предполагается три фронтона из кирпича. Нужно отметить, что в таком случае может стать больше нагрузка на стены и фундамент.

Фронтоны могут строиться из кирпича или блоков камня сразу с постройкой стен.

Такая конструкция не испытует никаких нагрузок кроме ветровых. Но, это в только например если на нее опираются стропилины кровли. Закрепить систему из кирпича можно при помощи выкладки пилястр или устройством поперечной стены в середине помещения чердака. Она может придать фронтону жёсткость и необходимую прочность.

В процедуре закладывания фронтона кирпичами последние строительные материалы нужно стесать под угол с одной стороны. Это необходимо чтобы вышло как можно поменьше допустимых щели между стенкой фронтона и скатом крыши. Также, чтоб дать большую конструкционная прочность, потребуется заложить сетку из арматуры в стену выстроенную из кирпича, в согласии с технологией упрочнения кладки кирпича.

Не нужно располагать двери или окна на фронтоне например если с данной стороны будут дуть многократные крепкие ветра.

Над фронтонами обязан быть сделан свес крыши. Это нужно чтобы обезопасить их от влияния снега. Ширина свеса устанавливается индивидуально при любых обстоятельствах. Следует выпустить бруски обрешётки и коньковый брус на неоходимую длину.

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.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

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.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Стропила выполняют ряд значимых кровельных функций. Они задают конфигурацию будущей крыши, воспринимают атмосферные нагрузки, удерживают материал. В числе стропильных обязанностей формирование ровных плоскостей для укладки покрытия и обеспечение пространства под компоненты кровельного пирога. Для того чтобы столь ценная часть крыши безупречно справлялась с перечисленными задачами, нужны сведения о правилах и принципах ее устройства. Информация полезна и тем, кем сооружается стропильная система двухскатной крыши своими руками, и тем, кто решит прибегнуть к услугам наемной бригады строителей.