Висячие стропила – устройство и конструкция стропильной системы

Стропильная система – основа любой кровли. Сложность или доступность стропильной конструкции зависит от выбранного типа крыши. Сегодня мы поговорим о наиболее простом варианте – системе стропил для двухскатной крыши. Об устройстве кровельного каркаса, особенностях и функциях его элементов, и как выполняется стропильная система двухскатной крыши своими руками, рассказывают опытные специалисты.

Двускатная крыша: виды и преимущества

Напомним, что двускатная крыша – это вид кровли, состоящий из двух плоскостей (скатов), соединенных под углом определенного градуса. Она может быть простой (симметричной либо ассиметричной) и сложной – ломанной.

Рациональность выбора кровли из двух скатов определяется такими ее преимуществами:

Двускатная крыша: виды и преимущества
  • Экономичность и простота возведения, в сравнении с другими кровельными конструкциями.
  • Легкость и доступность обслуживания в любое время года.
  • Надежность и прочность при ветре, снегопаде, граде и прочих природных воздействиях.
  • Возможность обустройства мансарды.
  • Более качественная гидро- и теплоизоляция.

Что из себя представляют висячие стропила?

Стропила — основная часть конструкции крыши, воспринимающая на себя всю нагрузку. Выбор висячих или наслонных конструкций зависит от наличия внутренних несущих стен в здании. Если они есть, тогда стропила будут через стойку опираться на них и такая схема называется наслонной. В противном случае основаниям служат только внешние несущие стены, при этом максимальное расстояние между ними может быть до 14 метров.

Хотя висячие стропила находятся под уклоном, они не распирают стены, а передают лишь строго вертикальные нагрузки. Это достигается за счет применения растяжки в основании крыши. Их изготавливают из брусьев и в зависимости от требуемой длины могут быть цельными или составными. Если требуется использовать двойную растяжку, тогда делают соединение внахлест, косым или прямым зубом, накладками и так далее.

Сами стропильные ноги могут быть сделаны из бревен, бруса или обрезной доски. Перед тем как использовать, их обрабатывают специальными средствами, защищающими от плесени, грибка, воспламенения и гниения.

Висячая стропильная система применима в жилых домах, торговых складах и на промышленных объектах.

Основные элементы

Стропило состоит из ряда отдельных элементов. Прежде всего, необходимо разобраться как они называются и какую роль выполняют:

  1. Мауэрлат. Это, своего рода фундамент всей системы. Благодаря ему вся нагрузка крыши распределяется равномерно на стены здания.
  2. Прогон. Служит в качестве скрепления стропильных ног. Боковые прогоны располагаются сбоку, а коньковые сверху.
  3. Стропильная нога. Этот элемент и определяет наклон всей крыши. Также она формирует ту или иную ее форму.
  4. Затяжка. Используется для того, чтобы ноги стропил не разъезжались.
  5. Подкосы и стойки. Позволяют стропильным ногам иметь достаточную прочность и жесткость.
  6. Обрешетка. Она набивается перпендикулярно стропильным ногам. На нее осуществляется крепление кровельного настила.
  7. Конек. Это верхняя точка скатов, в которой они соединяются. Для дополнительного его усиления, вдоль набивается сплошная обрешетка.
  8. Кобылки. Если длины стропильных ног недостаточно, то их применяют для создания свеса.
  9. Свес. Благодаря этому элементу стена защищается от попадания на нее дождя.

Виды стропильной системы двухскатной крыши

Как вы уже поняли, задача непростая. Двускатная крыша бывает наслонная и висячая по виду стропил. Мы уделим внимание больше висячим, конечно же.

Первая упомянутая определяет присутствие опоры по типу стен в центре здания. У вас будут три точки опоры, которые распределят нагрузки исключительно на изгибы. Низ стропил будет опираться на мауэрлат, а опорой для верха послужит прогон. Таким образом при установке у вас выйдет небольшая экономия на пиломатериалах, кровля выйдет более легкой.

Виды стропильной системы двухскатной крыши

Висячие стропила двускатной крыши опирают стропильную ногу на стены, что создает повышенную нагрузку на каждую из них. Упрочнить ситуацию в данной ситуации используют затяжки. Собираются висячие типы для двускатной крыши еще на земле, а потом происходит установка уже в готовом виде.

Читайте также:  5 типичных ошибок утепления деревянного дома

Если у вас предусматривается установка более сложной кровли, нежели двускатная, могут потребоваться применение нестандартных решений, наиболее интересная реализация конструктивного решения. В таком случае своими руками вряд ли получится создать что-то и следует позвать профессионалов.

Начальный этап монтажа висячих стропил

Монтаж висячих стропил

На начальных этапах монтажа стропильной системы следует после укрепления мауэрлата соорудить леса (в том числе передвижные), которые являются необходимым элементом для подъема на кровлю или другую необходимую высоту не только рабочих, но и материалов, которые должны находиться всегда под рукой.

Сечение бруса для стропил должно быть  не менее 200 мм?50 мм . Если сечение балки будет меньше, тогда в стропила могут провиснуть в процессе дальнейшей эксплуатации. Следует также обработать все деревянные элементы конструкции раствором специального антисептика, который предохранит древесину от разрушения.

При устройстве лесов обязательно решите все проблемы удобства и безопасности работы и только после этого начинайте монтаж стропильных висячих систем.

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.

Соединительные элементы

Способы крепления стропильных ног

Контекст: Самые распространенные кровельные материалы

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

Соединительные элементы

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

Материал подготовлен авторами проекта

Контекст: Профнастил и металлочерепица в строительстве

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки. Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг.

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

  • для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
  • для металлочерепицы — 14 гр.;
  • ондулин — 6 гр.;
  • профнастил — 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Расчет стропильной системы

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50×100 мм, 50*150 мм.

Читайте также:  Как класть металлочерепицу на двухскатную крышу?

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Таблица размеров стропил, в зависимости от шага их установки
Длина

стропил, мм

Расстояние между стропилами, мм Размер сечения бруса стропил, мм
до 3000 1200 80 × 100
до 3000 1800 90 × 100
до 4000 1000 80 × 160
до 4000 1400 80 × 180
до 4000 1800 90 × 180
до 6000 1000 80 × 200
до 6000 1400 100 × 200

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу.  Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Конек из дерева: когда ставится, достоинства и недостатки

Выполненный из дерева конек может быть установлен на крышу строения. Раньше они использовались часто.

Такой вариант конька из цельного бревна привлекателен и надежен.

Конек из дерева: когда ставится, достоинства и недостатки

Сегодня же чаще применяются другие материалы для изготовления данного конструктивного элемента. Металлические коньки нашли широкое применение в строительстве, при возведении зданий самого разного назначения. Они надежны, эстетичны, могут иметь разную форму. Расцветка их также может существенно различаться.

Когда могут быть установлены

Однако и в настоящее время коньки из дерева находят свое применение. Например, когда отдается предпочтение определенному «народному» стилю при оформлении крыши строения. Тогда и многие другие детали крыши и дома выполняются из дерева. Часто они изготавливаются вручную и на заказ. Ценность их при правильном и качественном исполнении высока. Но и эстетичность также высока.

При необходимости фиксирования крыши в процессе строительства, как временный элемент также может быть использован деревянный конек. Грамотный мастер сможет установить его так, чтобы не было затеканий в подкрышное пространство. Это считается основным условием при установке конька любого вида.

Конек из дерева: когда ставится, достоинства и недостатки

Такой конек может простоять длительное время даже без замены. Главное, чтобы целостность крыши соблюдалась и от порывов ветра не отходили части конька.

Достоинства деревянного конька

К важным преимуществам деревянного конька можно отнести следующие его характеристики:

  • простота изготовления. Для получения такого конька могут быть использованы материалы, которые имеются практически на любом участке: доски достаточной длины и толщины;
  • простота монтажа. Установка такого вида конька простая, потребуются саморезы кровельные (лучше остановить свой выбор на тех, которые имеют полимерное покрытие для сохранения их внешнего вида), расчет мест фиксации, шуруповерт;
  • эстетичность. Эта деревянная деталь при квалифицированной установке будет смотреться привлекательно. После установки необходимо обработать ее, как и все деревянные детали строения, грунтовкой. Это позволит предотвратить гниение древесины.

Конек из дерева: когда ставится, достоинства и недостатки

Перечисленные достоинства коньков из дерева учитываются при строительстве строений любого назначения. Однако необходимо помнить и о недостатках этого элемента, выполненного из дерева.

Недостатки конька из дерева

К наиболее существенным недостатком этого элемента из древесины можно считать:

  • быстрое ухудшение внешнего вида. За счет расположения в самой высокой части строения он подвергается массированной атаке атмосферных явлений. И при недостаточной обработке может быстро потерять свою привлекательность;
  • склонность к деформациям. Если данный элемент не был предварительно качественно высушен, то высок риск его деформации. Это значит, что дерево начнет «крутить», ровность мест соединения нарушается. Следствие – высокий риск возникновения протечек крыши;
  • подверженность гниению и поражению насекомыми-вредителями. Короеды способны быстро снизить плотность дерева, в результате опять же возникает высокий риск протечек крыши.

Конек из дерева: когда ставится, достоинства и недостатки

Учет достоинств и недостатков конька, выполненного из дерева, поможет грамотно выбрать наиболее подходящий его вариант при строительстве. А грамотный и своевременный уход даст возможность сохранить надолго его привлекательность и надежность.

Преимущества и недостатки крыши с эркером

Внешне эркер походит на террасу или балкон. Но конструктивно он является частью дома с капитальными стенами. В зависимости от проекта он может занимать несколько этажей, иметь в основании полукруг, трапецию, прямоугольник или другой многогранник.

У эркерных крыш множество достоинств:

  • эстетически привлекательный вид;
  • хорошая устойчивость к сильным порывам ветра – обеспечивается отсутствием кровельного фронтона;
  • обтекаемая форма, делающая конструкцию крыши над эркером надежно защищенной от различных видов осадков;
  • облегченный процесс утепления;
  • возможность эксплуатировать подкровельное пространство как помещение для проживания или для бытовых нужд;
  • возможность применить необычные дизайнерские решения при обустройстве подкровельного пространства;
  • большое количество естественного света в комнатах;
  • дополнительная защита несущих стен над эркером за счет большого свеса крыши;
  • снижение нагрузки на фундамент и более равномерное ее распределение благодаря отсутствию кровельного фронтона.

Плюсов у эркерной конструкции крыши множество, однако присутствует и ряд недостатков:

  • сложность монтажных работ – допущенные ошибки сложно исправить, а они существенно снижают надежность архитектурного элемента и нивелируют его достоинства;
  • возведение эркерной крыши требует больших финансовых вложений – работы по проектировке и строительству достаточно сложные и дорогостоящие;
  • увеличение теплопотери.

Технология выполнения наслонных стропил

  1. 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.
  2. 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:
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. После установки стропил с обоих фронтонов крыши между ними натягивают бечевку и выравнивают остальные стропила по ней. Крепление стропил производят аналогично.
  10. 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