Виды и особенности стропильных конструкций
Interier-plus24.ru

Дизайнерский портал

Виды и особенности стропильных конструкций

Виды стропильных систем крыши — их устройство и конструкция

Кровельные конструкции – один из сложнейших в проектировании, монтаже узлов жилого сооружения. Кровля первой принимает на себя «удар», защищая дом от осадков, ветра и холода, поэтому от ее герметичности, долговечности, качества зависит комфорт всех домочадцев. Основа надежной крыши – стропильная система, которая придает конструкции форму, задает оптимальный уклон, а также служит для крепления гидроизоляционного материала. Состав и взаимное расположение элементов каркаса зависят от конфигурации кровли. В этой статье мы расскажем, какие виды стропильных систем бывают, а также чем они отличаются друг от друга.

Функции

Стропильная система – совокупность опорных элементов, поддерживающих геометрию крыши, каркас кровельной конструкции, придающий ей жесткость, нужный уклон. Состав, толщину сечения, расположение частей «костяка» кровли определяют с помощью расчетов, учитывающих постоянные и временные нагрузки. Стропильный каркас выполняет следующие функции, определяющие функциональность крыши:

  1. Задает геометрию, уклон. Стропильные ноги каркаса придают крыше необходимый угол наклона и форму, способствующие облегченному сходу снега или атмосферных осадков с поверхности. Именно от каркаса зависит, сколько щипцов или скатов будет иметь кровля, а значит именно этот элемент конструкции определяет ее внешний вид.
  2. Служит основанием для крепления гидроизоляционного материала. Обрешетка стропильного каркаса используется для фиксации финишного покрытия крыши.
  3. Равномерно распределяет вес крыши. Взаимосвязанные элементы стропильной системы равномерно распределяют, а затем перенаправляют нагрузку от финишного покрытия и вес снежной массы между несущими стенами сооружения, не допуская перекоса или деформации конструкции.
  4. Обеспечивает функционирование кровли. Строение каркаса, учитывающее особенности устройства крыши и кровельного покрытия, обеспечивает поддержку, аэрацию и защиту от конденсата.

Учтите, что грамотно спроектированная стропильная система – залог долговечности, надежности и механической прочности крыши, поэтому ее проектирование и монтаж доверяют профессиональным архитекторам. Опытные мастера считают, что качественный каркас намного важнее финишного кровельного покрытия, поэтому экономить на нем не стоит.

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.

Материалы

Стропильная система – обязательный элемент скатных кровель любой формы и конфигурации, состоящий из вертикальных опор, горизонтальных затяжек и стропильных ног, обеспечивающих поддержку и надежное крепление кровельному материалу. Материал, используемый для изготовления каркаса, должен обладать легким весом, высокой прочностью, несущей способностью, а также устойчивостью к воздействию влаги. Наиболее подходящими вариантами считают:

  1. Древесина. Дерево – природный, экологически безопасный материал, который отличается легким весом и прочностью. Для изготовления каркаса применяют бруски квадратного сечения 100х100 мм или 150х150 мм, доски сечением 50х150 мм твердых пород. Существенным недостатком деревянных элементов каркаса является то, что они прогибаются под собственным весом при большой длине, а также обладают слабой устойчивостью к воздействию влаги.
  2. Металл. Металлические стропильные системы дороже деревянных, они используются в основном при большой площади скатов и большом весе кровельного материала. Высокая несущая способность металлического профиля или уголка позволяет увеличивать шаг между элементами каркаса без потери прочности конструкции. Чтобы снизить вероятность распространения ржавчины, применяются коррозионностойкие виды металла.

Обратите внимание! Дерево считается наиболее подходящим материалом для изготовления стропильного каркаса крыши жилых построек, так как оно обладает 3 важными качествами: легким весом, прочностью, воздухопроницаемостью. Чтобы увеличить устойчивость древесины к воздействию влаги, нужно провести обработку элементов стропильной системы глубоко проникающим антисептиком.

Устройство

Устройство стропильной системы крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые поддерживая друг друга, придают конструкции жесткость, необходимую прочность, а также распределяю вес кровельного материала равномерно между несущими опорами. Состав каркаса, величина сечения отдельных элементов и их размещение зависят от типа финишного покрытия, уклона ската и способа использования подкровельного пространства. Обычно каркас состоит из:

  • Мауэрлата. Мауэрлатом называют подстропильный брус, который крепится поверх верхнего венца или ряда несущих стен дома. Он изготавливается из прочной, твердой древесины хвойных пород. Крепят мауэрлат с помощью длинных металлических шпилек или анкерных болтов.
  • Леженя. Лежнем называют мауэрлатный брус, расположенный не на внешних несущих стенах, а на внутренних перегородках. На лежень устанавливают центральные стойки, поддерживающие конек крыши.
  • Стоек. Стойками называют вертикальные опорные элементы, которые поддерживают коньковый прогон или центральную часть стропильных ног каркаса.
  • Стропил. Стропильные ноги опираются на мауэрлат и коньковый прогон, располагаясь под углом к основанию кровли.
  • Ригеля и затяжки. Эти терминами называют горизонтальные элементы каркаса, стягивающие между собой попарно стропильные ноги. Ригель располагается в верхней части стропил, прямо под коньком, он толще и прочнее затяжки, размещающейся гораздо ниже.
  • Подкосов. Подкос устанавливают под углом к стропилам, чтобы предотвратить их прогибание под действием собственного веса. Одним концом они упираются в ногу, а вторым – в стойку или затяжку.

Важно! Самая простая стропильная система состоит только из мауэрлата, стропил и конькового прогона. С увеличением сложности кровли повышается количество дополнительных элементов, упрочивающих конструкцию, а также компенсирующих нагрузки на прогиб и распирание.

Конфигурация каркаса крыши зависит от архитектурных особенностей перекрываемого сооружения. Кровля должна учитывать количество несущих опор внутри или снаружи дома, чтобы равномерно распределить ложащуюся на них нагрузку. Различают следующие виды стропил:

    Наслонные. Наслонными стропилами называют каркас крыши, который опирается как на наружные несущие стены, так и на внутренние. В роли внутренних пор может выступать ряд колонн или капитальная перегородка между комнатами, предусмотренная проектом. Дополнительная внутренняя опора используется в качестве поддержки под коньковый прогон. С помощью наслонных стопил можно перекрывать сооружения большой площади без потери жесткости.

Учтите, что финальный вид стропильного каркаса из деревянных или металлических элементов зависит от количества скатов и разновидности крыши. Наиболее простыми вариантами считают односкатную и двухскатную кровлю, а сложными – вальмовую, полувальмовую, шатровую.

Видео-инструкция

Виды и особенности стропильных конструкций

Стропильная система выступает в качестве основной несущей части всей кровельной конструкции. Она определяет устойчивость и прочность верхней части дома. Стропила должны выдерживать вес кровельного материала, давление снега и ветра, поэтому при выборе наиболее подходящей вариации системы следует учитывать климатические особенности региона. Основными функциональными элементами стропильной конструкции являются наклонные подкосы, вертикальные стойки и стропильные ноги.

Материалы для изготовления стропил

Изготовление стропильной системы может осуществляться при использовании металлических элементов или древесины. Каждая из существующих вариаций стропил имеет свои особенности.

Металлические стропила

Металлические конструкции изготавливаются из стального проката методом электродуговой сварки. Данная система характеризуется максимальной жесткостью. В большинстве случаев стойки из металлического профиля устанавливаются под коньковыми прогонами и используются в качестве опор. Для проведения монтажных работы может понадобиться привлечение специальной техники. Целесообразнее всего использовать металлическую вариацию стропил в таких случаях:

  • при высокой ветровой нагрузки на кровлю;
  • если кровельная система имеет сложную геометрию;
  • при большой массе кровельного материала;
  • в случае большой длины перекрываемых пролетов.

При условии монтажа смешанной стропильной системы следует предотвратить контактирование металлических элементов с древесиной. В противном случае возможно загнивание дерева вследствие переувлажнения, обусловленного появлением конденсата на металлической поверхности.

Элементы металлической стропильной системы характеризуются высокой теплопроводностью. Эта особенность приводит к быстрому нагреванию и мгновенному остыванию материала. В данном контексте возникает необходимость в более тщательном утеплении кровли.

Деревянные стропила

Хорошая альтернатива металлическим конструкциям — стропила из дерева. Они максимально просты в монтаже и могут собираться непосредственно на объекте. Чаще всего для устройства системы используется сосновый брус с сечением 150х150 мм. Вполне подойдут доски размером 50х150 мм.

При этом следует заметить, что под длительным воздействием механических нагрузок дерево может деформироваться. Чтобы избежать этого, рекомендуется провести предварительную обработку материала влагозащитными средствами или прибегнуть к использованию пленочной изоляции. Также следует позаботиться о хорошей вентиляции подстропильного пространства.

Обработка деревянных стропил

Антибактериальная и противопожарная обработка — это жизненно необходимые процедуры, которые следует проводить на предварительном этапе. Обработка антибактериальными составами способствует предотвращению процессов гниения и повышает эксплуатационный потенциал материала. Противопожарная обработка снижает горючесть материала, делая его максимально устойчивым к прямому воздействию открытого огня.

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

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.

Читать еще:  Что лучше: ванна или душевая кабина?

Особенности наслонных стропил

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.

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.

Стропильная система для шатровой кровли

Шатровые кровли имеют вид пирамиды. Основанием такой конструкции может быть квадрат или прямоугольник. Плоскость треугольных скатов здесь стыкуется в верхней части. Характерной особенностью таких крыш является отсутствие фронтонов.

Вся стропильная система опирается на мауэрлат, который должен быть максимально прочно закреплен на стене. От горизонтального сдвига при дальнейшей эксплуатации мауэрлат защитят наружные стены. При условии, если кровля не отличается большими размерами, можно прибегнуть к использованию короткого бруса. Соединение отдельных элементов при этом осуществляется под углом 90-та градусов.

Конструктивно такая система имеет четыре накосных стропила, которые фиксируются в углу основания кровли. Они могут иметь наслонное или висячее исполнение. В верхней части стропила сходятся в одной точке.

Стропильная система для вальмовой кровли

Вальмовые кровли также не оснащаются фронтонами. Две плоскости скатов такой крыши имеют вид трапеции, а остальные две — треугольника. Стропильные ноги в такой системе располагаются по диагонали. Образование скатов вальмовой кровли происходит за счет промежуточных стропил. Для их крепления используется мауэрлат и балки коньков. Расстояние между отдельными элементами при этом должно варьироваться в пределах 100-120 см.

Основой для накосных стропил в верхней части является прогон коньков. Он представлен в виде деревянной балки, сечение которого идентично сечению диагональных стропил. Накосные стропила должны быть самыми длинными. Это позволяет им выдерживать максимальную нагрузку, которая передаётся от нарожников.

Стропильная система для ломаной крыши

При монтаже висячей стропильной системы для ломаной крыши следует учитывать, что на стропильные ноги будет оказываться два вида нагрузок — сжатие и изгиб. Чтобы свести к минимуму влияние этих факторов, рекомендуется прибегнуть к использованию затяжки в нижней части конструкции. При условии проведения монтажных работ исполнителю придется разрешить задачи следующего характера:

  1. Подготовить чертеж.
  2. Определить оптимальный угол наклона кровельной конструкции.
  3. Выбрать наиболее подходящий тип стропильной системы.
  4. Просчитать количество требуемых материалов.
  5. Собрать основную часть конструкции на земле.
  6. Поднять конструкцию наверх и продолжить монтаж.
  7. Обеспечить надежную фиксацию отдельных элементов системы.

Стропильные фермы для широких пролётов

При условии большой величины пролета рекомендуется использовать стропильные фермы. Посредством их применения можно создать крышу любой конфигурации. Величина уклона может варьироваться в зависимости от индивидуальных предпочтений собственника объекта. С их помощью возможен вариант обустройства мансардного этажа. Стропильные фермы можно изготовить непосредственно на строительной площадке или же заказать уже готовые конструкции.

Стропильные фермы для широких пролетов конструктивно включают в себя следующие элементы:

Комплектующие элементы системы устанавливаются в пределах верхнего и нижнего пояса. Благодаря этому отпадает необходимость монтажа дополнительных опор. Давление на конструкцию передаётся только по вертикали.

Что в итоге?

Стропильная система выбирается в зависимости от конструктивных особенностей кровли и здания в целом. От грамотности проведения монтажных работ напрямую зависит надёжность и срок эксплуатации крыши. Для того, чтобы он был максимальным, следует очень внимательно подходить к разрешению данного вопроса.

Виды и особенности стропильных конструкций

В процессе проектирования и строительства жилого дома обязательно возникает вопрос о конфигурации и конструкции крыши. От конструкции крыши зависит не только набор материалов для ее монтажа, но и конструкция несущих стен, на которые эта крыша опирается. Поэтому расчет конструкции крыши является одним из самых важных при проектировании дома. Стропильные конструкции, несущие крыши совместно с обрешеткой, служат основным предметом расчета.

Виды стропильных систем крыш.

Можно отметить, исторически сложилось так, что конструкция стропил крыш была деревянной, вся терминология современных конструкций заимствована с того времени. В настоящее время, помимо деревянных, применяются металлические и железобетонные стропила, используемые, в большей степени, в строительстве промышленных зданий. В жилищном малоэтажном строительстве основным материалом остаются пиломатериалы.

Стропильные системы делятся на две группы:

При проектировании крыши, первоначально определяются с выбором стропильной системы: наслонной или висячей.

Наслонные и висячие виды стропильных систем

Наслонные стропильные системы применяются для зданий, имеющих дополнительные ряды стен, используемых в качестве дополнительной опоры. Такие здания могут иметь размеры до 15-18 м при двух дополнительных опорных элементах. Пролет между опорами всегда должен быть не более 5-8 м. Шаг стропил выбирается порядка 0,8-1,2 м в зависимости от расчета. Часть нижних концов стропильных ног опирается на специальные подстропильные брусья, мауэрлаты.

Схема крепления наслонных стропил.

Между опорными стойками и прогонами устанавливают подкосы, разгружающие прогоны и придающие конструкции жесткости. Подкосы применяются и для разгрузки стропильных ног, позволяющей увеличить перекрываемую ширину помещения. Стропильная нога, имеющая длину более стандартного размера пиломатериалов, может быть составной.

Висячая стропильная система отличается от наслонной тем, что она опирается только своими нижними концами на опорные стены. Стропильные ноги этой конструкции нагружены в двух направлениях вдоль и поперек системы. Помимо этого, у такой конструкции имеются значительные нагрузки, распирающие опорные стены. Эти нагрузки снимаются за счет затяжек, которыми соединяют стропильные ноги. Они могут быть как деревянными, так и металлическими. Затяжки располагаются горизонтально и могут обустраиваться на любой высоте с тем условием, что чем выше она расположена, тем прочнее она должна крепиться к стропилам.

Самыми элементарными являются двускатные кровли для небольших домов до 6 м. Для них существует множество типовых проектов, а в качестве материала подойдет почти любой обрезной пиломатериал, продающийся на рынке. При их монтаже используются наслонные стропила, основным элементом которых служат наклонные балки, расположенные вдоль ската крыши. Поэлементно наслонная стропильная система состоит из:

  • стропильных ног — элемент, на который крепится обрешетка;
  • прогонов, элементов стропильной системы, укладываемых на капитальные стены и промежуточные столбы;
  • стоек, подкосов, лежней, мауэрлатов, использующиеся для усиления конструкции и более равномерного распределения нагрузки от стропил на прогоны и опорные конструкции.

Что такое мауэрлат?

Виды висячих стропильных систем.

Мауэрлаты, являющиеся опорой для стропильных ног, могут располагаться как во всю длину опорной стены, так и быть небольшим, используемым для каждой отдельной стропильной ноги. В деревянных домах мауэрлатом служит верхнее бревно стены. При кладке кирпичных стен мауэрлат закладывается заподлицо кирпичом с внешней стороны и изолируется от материала стены.

Любая крыша венчается коньковым прогоном, который соединяет между собой верхнюю часть стропил. Именно он является основой будущего конька.

Следующим этапом проектирования является расчет сечения стропильных ног и шага между ними. Проектирование конструкции стропил служит обязательным элементом не только потому, что надо учесть схему конфигурации крыши. В течение всего срока службы крыша подвергается различным нагрузкам, которые можно разделить на временные и постоянные. Последние характеризуются весом кровли и самих элементов конструкции, а временные зависят от наклона крыши и сезона. Это может быть как снег, так и воздействие ветра.

Сечение стропильных ног рассчитывается исходя из минимальной нагрузки в 200 кг/м без учета массы кровли, утепляющих и изолирующих материалов. Слой снега может увеличить этот показатель вдвое. При склоне крыши более 60 °, вес нагрузок от снега не учитывается, так как считается, что при таком наклоне он не задерживается. С целью увеличения жесткости и несущей способности стропил применяются подкосы, стойки и другие элементы, позволяющие дополнительно равномерно распределить нагрузку по всей конструкции.

Схема армопояса для мауэрлата.

Для противодействия ветровым нагрузкам, действующим фронтально, применяются диагональные связи стропильных ног.

Вся система должна быть защищена от возможности ее сноса ветром. Для этого при строительстве опорных стен с их внутренней стороны предусматривается закладка крепежных элементов, к которым стальной проволокой не менее 6 мм притягиваются части стропильной конструкции. Вместо закладных элементов можно использовать установленные позже стальные шпильки.

Особенности проектирования крыш

Проектирование должно предусмотреть и такие нюансы, как назначение чердачного помещения. Если оно будет использоваться в качестве мансарды, то оно не должно быть перегружено лишними элементами, а если не будет подшиваться с внутренней стороны, то изменяются требования к внешнему виду стропильных ног, которые будут служить еще и декоративным элементом помещения.

Вид кровли и ее наклон определяют качество обрешетки, наличие и конструкцию влагоизоляции.

Как уже было указано ранее, основным материалом при малоэтажном строительстве для изготовления стропильных конструкций считаются древесные пиломатериалы. В качестве таких материалов используется древесина хвойных пород с влажностью не более 18-22% и с отсутствующими пороками в виде крупных сучков, трещин, гнили и поражений древесными паразитами. При отсутствии пиломатериалов необходимого сечения возможно спаривание более тонких пиломатериалов в один элемент. Аналогично собираются составные балки при отсутствии пиломатериалов необходимой длины.

Схема соединения и крепления стропильных ног.

Конструкции стропильных систем не ограничиваются только этим материалом. Усиливающими элементами могут служить металлические изделия, которые придадут деревянной конструкции еще большую жесткость и надежность. Однако применение металла имеет и свои недостатки, заключающиеся в образовании конденсата на поверхности металлических конструкций при перепаде температур, могущего вызвать повышение влажности в деревянных конструкциях и их последующее гниение. Поэтому в местах соприкосновения металла и дерева необходимо провести обработку деревянных изделий специальными составами или обустроить их гидроизоляцию.

Крепежные элементы стропил

В качестве крепежных элементов могут применяться соединения типа паз-шип , известные в строительстве ранее. Правда, современный монтаж подобного крепежа уже не использует. Обычным соединением элементов конструкции являются строительные гвозди и скобы. Их недостаток заключается в том, что со временем жесткость такого соединения уменьшается в связи с изменением геометрических размеров скрепляемых элементов, ведь размеры деревянных изделий могут немного изменяться под воздействием влаги. Более надежными являются болтовые соединения конструктивных элементов.

Читать еще:  Шторы на кухню с балконом

Но и им присущ недостаток, заключающийся в ослаблении элементов конструкции в результате их сверления. В последнее время стала известной американская технология соединения элементов стропильных конструкций с помощью фасонных крепежных элементов и саморезов, выбор которых в магазинах, предлагающих строительные материалы, существенно расширился.

Обычно при строительстве жилого дома стропильные системы собираются на месте. В этом случае, несмотря на кажущуюся легкость работы с деревом, проведение этих работ сопряжено со многими трудностями. Поэтому к сборке и установке стропильных конструкций желательно привлечь бригаду опытных кровельщиков, имеющих большой опыт этой работы.

Схема расчета стропил.

Железобетонные конструкции в жилищном строительстве широкого применения не имели в силу большого веса, сложности монтажа из-за необходимости применения грузоподъемной техники и отсутствия возможности применения индивидуальных строительных решений.

Появление новых технологий строительства повлекло за собой и изменения в подходе к изготовлению стропильных конструкций. В последнее время широко распространилась технология монтажа стропил из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), благодаря которой значительно снижаются затраты и сроки монтажа. Эта технология применима практически при всех видах строительства зданий любого назначения.

Преимущества стропильных систем

Несущими элементами в этом случае выступают конструкции из Z и С-образных стальных оцинкованных балок с перфорационными просечками, позволяющими уменьшить теплопроводность элемента почти вдвое. Стропильная конструкция изготавливается по разработанному проекту в заводских условиях и поставляется потребителю. К преимуществам подобных конструкций можно отнести такие качества, как:

  • небольшой вес конструкции, что позволяет использовать в конструкции здания несущие стены с меньшей расчетной нагрузкой и меньшей материалоемкостью;
  • сокращенные сроки возведения конструкций;
  • точность изготовления и, соответственно, геометрических размеров стропильной конструкции;
  • возможность монтажа в зимних условиях;
  • отсутствие отходов и необходимости их утилизации;
  • надежность и долговечность конструкции из ЛСТК;
  • экологичность материала;
  • низкие эксплуатационные расходы на содержание стропильных конструкций;
  • эффективное теплосбережение благодаря применению в стропильной конструкции современных тепло- и гидроизоляционных материалов.

Крыша, а особенно ее каркас, во многом определяют как внешний вид самого дома, так и его жизненный срок, и состояние атмосферы внутренних помещений. Никому не доставит удовлетворения смотреть на крышу дома, прогнувшуюся в результате неправильного расчета нагрузок или покрытые грибком стены из-за постоянных протечек.

Поэтому, независимо от материала стропильной конструкции, деревянной или металлической, схема несущих конструкций требует тщательного подхода в их проектировании и не менее тщательного в монтаже.

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Требования предъявляемые к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего, каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А вот если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.

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.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка – набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши – это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки – применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши – это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.


Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.


Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.


Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.


Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.


Устройство ломанной крыши.

  • Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

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.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

  • Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
  • На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
  • Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу – мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Читать еще:  Кирпичная стена в спальне: варианты устройства

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что необходимо обращать особое внимание:

  • Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
  • Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
  • Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
  • Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
  • Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
  • Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
  • Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
  • Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.


Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.


Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Виды и особенности стропильных конструкций

В качестве основных элементов стропильных конструкций выступают наклонные подкосы, стропильные ноги и вертикальные стойки.

Материалы для изготовления стропильных конструкций

Стропильная система на сегодняшний день может быть двух видов:

Для каждого из видов стропильных конструкций существуют свои особенности. Поэтому следует рассмотреть оба варианта более подробно.

Для изготовления металлических конструкций используется стальной прокат. Элементы соединяются друг с другом посредством электродуговой сварки, что позволяет достичь достаточных показателей жесткости. Чаще всего металлические стойки устанавливаются под коньковыми прогонами, используя их в виде опор.

Основным минусом таких вариантов является необходимость использования специальной техники при выполнении работ. Металлические стропильные конструкции целесообразнее применять в следующих ситуациях:

  • для крыш со сложной геометрией;
  • в случае наличия высоких ветровых нагрузок;
  • если перекрываемые пролеты имеют большую длину;
  • при значительной массе кровельного материала.

Если производится монтаж стропильной системы смешанного типа, то очень важным является предотвращение контакта металлических элементов с деревом. Это может стать причиной загнивания древесины в результате его переувлажнения, вызванного образованием конденсата на металле.

Следует заметить, что конструкция стропильной крыши из металла обладает высокими показателями теплопроводности. Данная особенность способна вызвать быстрое нагревание и остывание материала, ввиду чего кровлю следует утеплять более тщательно.

Деревянная стропильная конструкция является хорошей альтернативой вышеописанному варианту. Такие аналоги отличаются максимальной простотой монтажа и нередко собираются непосредственно на объекте. Наиболее популярным сырьем для обустройства таких конструкций выступает сосновый брус, имеющий сечение 150 на 150 мм. В прочем, для легких крыш могут подойти и планки 50 на 150 мм в сечении.

К недостаткам деревянных стропильных конструкций относится возможность деформации в результате механических нагрузок. Во избежание этого необходимо осуществить предварительную обработку материала посредством влагозащитных пропиток. В качестве дополнительных мер может быть использована гидроизоляция пленочного типа. В любом случае, подстропильному пространству следует обеспечить хорошую вентиляцию.

Конструкция стропильной крыши на деревянной основе требует осуществления двух видов обработки:

  1. Антибактериальная. Благодаря использованию специальных пропиток, возможно предотвращение дальнейших процессов гниения, что благотворно сказывается на длительности эксплуатации материала. Также посредством антисептиков дерево защищается от вредителей в виде жучков-короедов.
  2. Противопожарная. Ни для кого не секрет, что дерево обладает повышенным риском возгорания. Поэтому для повышения противопожарных характеристик конструкции стропильной системы, необходимо обработать ее специальными составами. Современные пропитки позволяют в значительной степени увеличить стойкость дерева даже к воздействию открытого огня.

Специалисты настоятельно рекомендуют проводить антибактериальную и противопожарную обработку с использованием кисти. Метод распыления не сможет обеспечить высоких результатов, поскольку не способствует хорошей впитываемости состава.

Наслонные и висячие конструкции стропильной системы

Современные стропильные конструкции могут быть двух видов:

Выбор конкретного варианта напрямую зависит от конструктивных особенностей здания. Вне зависимости от того, каким будет выбранное в итоге исполнение, получившаяся конструкция должна обладать достаточной устойчивостью, жесткостью и прочностью для того чтобы максимально противостоять следующим факторам:

  • температурные перепады;
  • влажность;
  • ветровая нагрузка;
  • атмосферные осадки;
  • отрицательное воздействие бактерий, грибков, грызунов и прочих живых микроорганизмов.

Висячие стропила используются для возведения однопролетных зданий из камня или кирпича. В таких конструкциях присутствует две точки опоры, представленные стенами здания. В таком случае системой создается распирающее усилие, которое впоследствии передается стенам.

Для компенсации подобной нагрузки, необходимо предусмотреть затяжку. Благодаря ей удается соединить стропильную систему в нижней части, что позволяет минимизировать давление на стены. Чтобы обеспечить максимальный эффект, можно установить дополнительную затяжку, именуемую ригелем.

Стропила системы висячего типа опираются на мауэрлат – опорный брус. Соединение основы со стропильной ногой осуществляется посредством врубки. Для дополнительной фиксации конструкции можно использовать скобы или кронштейны.

Узлы стропильной конструкции наслонного типа отличаются тем, что в данном случае устанавливается промежуточная несущая стена. Такой вариант может быть использован для обустройства любых крыш, вне зависимости от материала, из которого изготовлены стены дома. Также наслонные стропила часто применяются при создании кровель мансардного типа.

Своей верхней частью такие конструкции опираются на коньковый брус, который поддерживается посредством специальных опор. Снизу происходит упор стропильных ног в обвязку, что позволяет распределить всю нагрузку в вертикальной плоскости. В результате отсутствует необходимость в обустройстве горизонтальной затяжки, поскольку общие весовые характеристики в данном случае снижаются.

Посредством подобных узлов стропильной конструкции удается достичь максимального усилия на изгиб, в результате чего практически полностью снижается нагрузка на каркас. Это позволяет использовать более тонкие пиломатериалы, снизив общий вес стропильной системы, что не только положительным образом отражается на долговечности здания, но и позволяет существенно сэкономить на ведении строительных работ.

Для минимизации возможного изгиба стропильных ног при большой длине пролета здания необходимо использовать два боковых прогона. Они могут быть дополнительно укреплены ригелями и подкосами.

Особенности стропильных конструкций для кровель разного типа

На сегодняшний день существует несколько видов кровли. Несмотря на то, что наиболее популярными остаются скатные конструкции, в частном строительстве широко применяются также и другие вариант, обладающие определенными конструктивными особенностями:

  1. Шатровая крыша. Имеет пирамидальную форму в основе с прямоугольником или квадратом. Треугольные скаты стыкуются в верхней части при полном отсутствии фронтонов. В этом случае вся стропильная система будет опираться на мауэрлат, который необходимо закрепить на стене максимально прочно. При этом сам мауэрлат будет надежно защищаться от возможных сдвигов посредством наружных стен. Если речь идет о создании короткой кровли, то можно использовать короткий брус. При этом отдельные элементы конструкции следует соединять под прямым углом для придания прочности. Конструкции подобных кровель предполагают наличие четырех накосных стропил, фиксирующихся по углам. Они могут быть как висячими, так и наслонными.
  2. Вальмовая кровля. Также не имеет фронтонов. Два ската такой конструкции являются трапециевидными, а два других – треугольными. Расположение стропил является диагональным. Для крепления промежуточных стропил используются коньковые балки и мауэрлат. Между отдельными элементами конструкции сохраняется расстояние 100-120 см. В данной конструкции самыми длинными являются накосные стропила, что обеспечивает их высокую прочность.
  3. Ломаная крыша. Такие конструкции обычно испытывают два типа нагрузок: на изгиб и на сжатие. Для минимизации данных факторов в нижней части конструкции используется затяжка. Вне зависимости от сложности конструкции, сборка ее осуществляется на земле, после чего ее поднимают и закрепляют.

Создание стропильной системы от профессионалов

Современное строительство загородных домов под ключ представляет собой сложный процесс, включающий в себя целый ряд этапов. От правильности проектирования и обустройства стропильной системы зависит не только комфорт нахождения в здании, но и во многом его долговечность. При создании кровли следует учитывать ряд факторов:

  1. Конструкцию дома.
  2. Прочность стен и фундамента.
  3. Климат, в частности, силу ветров и частоту выпадения осадков.
  4. Тип кровельного материала и многое другое.

Поэтому разработку проекта и его последующее воплощение лучшего всего будет доверить профессионалам. Компания ИнноваСтрой уже не первый год осуществляет архитектурное проектирование домов . Наши специалисты способны справиться с любой, даже самой сложной задачей, учитывая в своей работе как технические особенности здания, так и предпочтения клиента.

Большой опыт и высокий профессионализм позволяет нам предоставлять следующие услуги:

  1. Разработку проектной документации. Кстати, у нас вы можете заказать индивидуальный проект по цене типового.
  2. Расчет и заливка фундамента с учетом рельефа и состава почв на участке.
  3. Возведение коробки здания.
  4. Последующие дизайнерские и отделочные работы.

Если вы еще не определились с тем, как должен выглядеть дом вашей мечты, то вам следует обратить внимание на готовые проекты домов под ключ , предоставленные на нашем сайте. Здесь наверняка найдется именно тот вариант, который будет максимально соответствовать вашим представлениям об уютном и комфортном жилье.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector