Виды и схемы стропильных систем: обзор и рекомендации для монтажа стропильной системы крыши. Стропильная система двухскатной крыши своими руками: обзор конструкций висячего и наслонного типа Каркас кровли из дерева

Стропила и обрешетка – каркас крыши, который несет на себе всю тяжесть кровельного пирога, термоизоляции, снеговую нагрузку, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, прочностью. Идея использовать металлические стропила, чтобы конструкция кровли получилась более жесткой, не нова, но ранее она применялась в основном для перекрытия промышленных или хозяйственных сооружений. Сейчас стропильный каркас и обрешетка из металлопрофиля считаются реальной альтернативой деревянным элементам крыши, если длина ската превышает 10 метров.

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

1. Распределение нагрузки. Взаимосвязанные узлы, усиленные уголками, равномерно распределяют вес кровли, который может достигать с учетом снеговой нагрузки до 500-600 кг. Чем больше сечение стропил и меньше шаг между ними, тем большую несущую способность имеет конструкция.
2. Придание уклона и формы. Стропила, расположенные под углом к основанию крыши, формируют наклонную плоскость скатов, благодаря чему на поверхности кровли не скапливается снег и вода.
3. Формирование основания для фиксации кровельного материала. Крепление финишного покрытия кровельного пирога происходит к каркасу кровли. Обрешетка выступает как основа для фиксации покрытия, распределяющая его вес равномерно по стропильным балкам.

Обратите внимание! Какими должны быть все узлы, стропила и обрешетка кровельной конструкции определяет инженерный расчет. Чтобы определить необходимую несущую способность каркаса, необходимо вычислить суммарную нагрузку, которой он будет подвергаться. Для этого складывают вес кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции, максимальную снеговую нагрузку с весом стропильной системы.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

• Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
• Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
• Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Методы крепления

Металлические стропила собирают в фермы треугольной, трапециевидной или арочной формы. К балкам рамы прикрепляют внутренние ребра жесткости, которые образуют уголки, значительно увеличивающие несущую способность каркаса. Такая система позволяет сделать шаг между стропилами больше, сделав расчет на опорные возможности каждой фермы. Крепление металлических элементов каркаса крыши выполняют одним из следующих методов:

1. Крепление с помощью сварки. Если сварить детали стропильной системы с помощью сварочного аппарата, можно получить жесткую конструкцию, обладающую высокой прочностью и несущей способностью. Если правильно выполнить расчет кровли, можно облегчить каркас и снизить нагрузку на фундамент сооружения. Недостаток этого метода в том, что выполнить сварку может только профессионал с помощью специального оборудования.
2. Крепление с помощью болтов. Фиксация стропил с помощью крепежных элементов позволяет выполнить менее жесткое крепление. Этот способ сборки стропильного каркаса на основе металлопрофиля используется в частном домостроении, где длина скатов не превышает 10 метров. Отказ от сварки позволяет ускорить монтаж крыши.

Опытные мастера делают расчет на то, что и стропила могут выдержать больший вес, чем деревянные, поэтому можно увеличить шаг между ними и уменьшить толщину сечения элементов. Более того, в строительных магазинах продаются готовые стропильные фермы, крепление которых выполнялось методом сварки, пригодные для перекрытия построек стандартной ширины.

Преимущества

Металлический стропильный каркас используют для возведения крыш любой формы, любой скатности с уклоном от 1-2 градусов. В качестве материала, из которого изготавливаются стропила и обрешетка, используются стальные уголки, трубы круглого и прямоугольного сечения, тавры. Чтобы правильно подобрать толщину элементов каркаса и выбрать шаг между ними, выполняют расчет конструкции крыши, учитывающий постоянные и временные нагрузки, которые передаются стропильным балкам в процессе эксплуатации. Достоинствами стропильной системы из этого материала считают:

• Пожарная безопасность. В отличии от деревянных, металлическим балкам каркаса не страны возгорания, что повышает пожаробезопасность здания.
• Простота обслуживания. Цинковое гальваническое покрытие, которым покрывают стальные уголки, защищает каркас крыши от коррозии в течении всего срока службы. Им, в отличии от деревянных, не требуется ежегодная обработка антисептиком.
• Безотходность. Хотя металлические конструкции обходятся достаточно дорого, оно считается экономически выгодным, так как крепление выполняется сварным методом, а отходов практически не остается.
• Долгий срок службы. Если правильно выполнить расчет нагрузок, то кровельный каркас из металла прослужит более 100 лет, что превышает срок эксплуатации даже самых устойчивых кровельных покрытий.

Профессиональные кровельщики считают, что целесообразно использовать сварные металлоконструкции для изготовления стропильного каркаса крыши при длине ската от 10-12 метров. При этом главная задача – правильно выполнить расчет нагрузок, а затем определить шаг между ногами в соответствии с климатическими характеристиками и свойствами кровельного материала.

Недостатки

Несмотря на очевидные достоинства, металлические стропильные системы – не самое популярное конструктивное решение в частном домостроении. Даже большой шаг между стропилами и разреженная обрешетка при высокой стоимости метала не могут сделать конструкцию дешевле деревянной. Недостатками металлических стропил считают:

1. Высокая теплопроводность. Металл обладает высоким коэффициентом теплопроводности, поэтому стропила и образуют мостики холодна. С точки зрения энергоэффектвности, каркас из металлопрофиля – не лучшее решение.
2. Проблематичность транспортировки и монтажа. Выбирая металлическую стропильную систему, принимайте в расчет, что перевозить, поднимать на высоту и осуществлять крепление длинных и тяжелых элементов сложнее, чем стропила пиломатериалов стандартной длины.
3. Сложность монтажа. Для подъема на высоту и фиксации ферм используется специальная техника, аренда или покупка которой обходится дорого.
4. Деформация под действием высокой температуры. Хотя металл считают негорючим материалов, во время пожара он сильно деформируется, что обычно приводит к обрушению кровли.

Чтобы определить имеет ли смысл использовать более дорогие стропильные элементы из металлопрофиля, нужно выполнить расчет каркаса крыши. Если длина ската превышает 10 метров, а нагрузка более 450-600 кг, то монтаж металлического каркаса экономически целесообразен.

Видео-инструкция

Самый важный процесс установки крыши – изготовление каркаса. Если при его планировке и возведении будут допущены просчеты и недоработки, тогда такая конструкция долго не простоит. В жилищном строительстве этот «скелет» кровельной конструкции в основном выполняется из дерева. Давайте поговорим о том, как сделать такое деревянное устройство долговечным и практичным.

Каркас изготавливается с учетом выбранной конструкции крыши (двускатная, ломаная, мансардная и т.д.), типа стропильной системы и характеристик кровельного покрытия. Самый распространенный вид – кровля двускатного типа. Поэтому для примера возьмем технологию строительства именно такого каркаса. Освоив ее, вы без труда сможете построить «скелет» крыши любого вида. Ключевой этап в процессе построения каркаса занимает так называемая стропиловка крыши. Нужно понимать: от того, насколько четко будет произведен расчет стропильной конструкции и правильно совершен ее монтаж, зависит надежность и устойчивость всей будущей кровли. Поэтому первый и важный этап работ – составление чертежа и грамотное проектирование с учетом всех будущих нагрузок.

По типу устройства стропильной системы различают два основных вида каркаса:

1. Висячий.
2. Наслонный.

Основное различие между этими вариантами – способ соединения стропил. Первый тип стропил опирается по краям на стены здания с использованием мауэрлата, а второй – на внутренний опорный элемент (несущую стену). Верхние части наслонных стропил между собой не соединяются. Чаще используется вариант крепления с помощью мауэрлата.

Конструкция каркаса верхней части здания включает в себя:

• Элементы стропильной системы – коньковый брус, стропильные ноги угловые и центральные стропила, вертикальные стойки и т.п.
• Чердачное перекрытие.
• Обрешетку.
• Мауэрлат.

Поэтому на втором этапе позаботьтесь о приобретении материала для создания этих элементов:

• Для стропил – доска обрезная с сечением 50×150 мм.
• Для мауэрлата – брус с сечением 150×150 мм.
• Для обрешетки – рейки с сечением 40×40 мм.
  

Кроме того, вам понадобятся:

• шпильки для стропил и для мауэрлата (с резьбою);
• гвозди;
• скобы.

Не забудьте все деревянные элементы обработать специальными составами – антипиретиком и антисептиком. Первое вещество предотвращает деревянные части крыши от пожара, а второе – от гниения.

Последовательность монтажа каркаса крыши такова:

1. Крепление мауэрлата к поверхности несущих стен.
2. Изготовление и установка стропил.
3. Возведение чердачного перекрытия.
4. Укладка обрешетки.

На первом этапе строительства каркаса для двускатной крыши установите мауэрлат. Как правило, такая опора для «скелета» будущей кровли крепится на бетон несущих стен постройки с помощью металлических шпилек. Чтобы брусья не подвергались природным воздействиям, уложите их «заподлицо», закрывая древесину кладкой кирпича с уличной стороны. Теперь можете приступать к монтажу стропильного каркаса:

1. В мауэрлате проделайте пазы для крепления стропил.
2. Осуществите монтаж конькового бруса. В дальнейшем он послужит фиксатором верхних частей стропильных ног.
3. Первыми установите торцевые стропила, а между их коньками протяните шнур. Именно он будет ориентиром для всех вертикальных промежуточных элементов.
4. В отверстия мауэрлата вставьте стропильные ноги и зафиксируйте их с помощью скоб и кронштейнов.
5. «Вылет» стропил за стены здания должен быть в пределах 40 см.
6. Зафиксируйте нижнюю часть стропил обвязкой. Она станет основой для чердачного перекрытия.
7. Верхнюю часть стропил прикрепите к коньку.
8. Между собой все стропила соедините шпильками.
   

Вышеописанным способом установите все стропильные пары и приступайте к сборке обрешетки. При выборе ее типа (сплошная или с шагом) ориентируйтесь на тип кровельного материала. Например, для металлочерепицы или шифера потребуется обустройство прореженной обрешетки. Для этого подготовленные бруски прибейте перпендикулярно к стропилам с шагом, равным размеру шифера или черепицы.

Как видите, при ответственном подходе каркас кровли можно собрать самостоятельно, прямо на крыше. Этот вариант считается более бюджетным в сравнении с установкой уже готовых стропильных ферм. Ведь для их монтажа нужна специальная грузоподъемная техника.

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.

В устройстве стропильного каркаса для скатных крыш используют деревянные и металлические балки. Исходным материалом для первого варианта служит доска, бревно, брус.

Второй сооружают из металлопроката: швеллера, профильной трубы, двутавра, уголка. Есть комбинированные конструкции со стальными наиболее нагружаемыми деталями и элементами из древесины на менее ответственных участках.

Кроме «железной» прочности у металла имеется масса недостатков. К ним относятся теплотехнические качества, неудовлетворяющие владельцев жилых строений. Разочаровывает необходимость в применении сварных соединений. Чаще всего стальными стропилами оборудуют индустриальные строения, реже частные бытовки, собранные из металлических модулей.

В деле самостоятельного сооружения стропильных конструкций для частных домов в приоритете древесина. С ней работать несложно, она легче, «теплей», привлекательней по экологическим критериям. К тому же для выполнения узловых соединений не потребуется сварочный аппарат и навыки сварщика.

Стропила – основополагающий элемент

Основной «игрок» каркаса для сооружения крыши – стропило, в среде кровельщиков называемое стропильной ногой. Лежни, раскосы, бабки, прогоны, затяжки, даже мауэрлат могут использоваться или не использоваться в зависимости от архитектурной сложности и габаритов крыши.

Стропила, применяемые в строительстве каркаса двухскатных крыш, по техническим признакам и способу укладки подразделяются на:

• Наслонные стропильные ноги, обе пятки которых имеют под собой надежные конструктивные опоры. Нижний край наслонного стропила упирается в мауэрлат или в потолочный венец сруба. Опорой для верхнего края может служить зеркальный аналог смежной стропилины или прогон, представляющий собой горизонтально проложенную под коньком балку. В первом случае стропильная система называется распорной, во втором безраспорной.
• Висячие стропила, верх которых упирается друг в дружку, а низ базируется на дополнительной балке – затяжке. Последняя соединяет две нижние пятки смежных стропильных ног, в результате получается треугольный модуль, именуемый стропильной фермой. Затяжка гасит процессы растяжения, благодаря чему на стены действует только вертикально направленная нагрузка. Конструкция с висячими стропилами хоть и является распорной, но сам распор на стены не передает.

В соответствии с технологической спецификой стропильных ног сооружаемые из них конструкции делятся на наслонные и висячие. Для устойчивости конструкции оснащают подкосами и дополнительными стойками.

Для устройства опор верха наслонных стропилин монтируют лежни и прогоны. В реальности стропильная конструкция намного сложнее, чем описанные элементарные шаблоны.

Отметим, что формирование каркаса двухскатной крыши может вообще производится без стропильной конструкции. В таких ситуациях предполагаемые плоскости скатов образуются слегами – балками, уложенными прямо на несущие фронтоны.

Однако интересует нас сейчас конкретно устройство стропильной системы двухскатной кровли, а в нем задействованы могут быть как висячие или наслонные стропила, так и комбинация обоих типов.

Тонкости крепления стропильных ног

Крепление стропильной системы к кирпичным, пенобетонным, газобетонным стенам производится через мауэрлат, который в свою очередь фиксируется анкерами.

Между мауэрлатом, представляющим собой деревянную раму, и стенами из указанных материалов в обязательном порядке прокладывается гидроизоляционная прослойка из рубероида, гидроизола и т.д.

Верх кирпичных стен иногда специально выкладывают так, чтобы по внешнему периметру получилось нечто вроде невысокого парапета. Так надо, чтобы размещенный внутри парапета мауэрлат и стены не распирали стропильные ноги.

Стропила каркаса крыш деревянных домов опираются на верхний венец либо на потолочные балки. Соединение во всех случаях выполняется врубками и дублируется гвоздями, болтами, металлическими или деревянными пластинами.

Как обойтись без зубодробительных расчетов?

Крайне желательно, чтобы сечение и линейные размеры деревянных балок определялись проектом. Проектировщик даст четкие расчетные обоснования геометрическим параметрам доски или бруса с учетом всего спектра нагрузок и погодных условий. Если в распоряжении домашнего мастера проектной разработки нет, путь его лежит на стройплощадку дома с подобной кровельной конструкцией.

На этажность возводимого здания внимание можно не обращать. Проще и правильнее выяснить требующиеся размеры у прораба, чем узнавать их у владельцев шаткого самостроя. Ведь в руках прораба документация с четким расчетом нагрузок на 1м² крыши в конкретном регионе.

Шаг установки стропилин определяет тип и вес кровельного покрытия. Чем оно тяжелее, тем меньше должно быть расстояние между стропильными ногами. Для укладки глиняной черепицы, например, оптимальным расстоянием между стропилами будет 0,6-0,7м, а для и профлиста допустимо 1,5-2,0 м.

Однако даже при превышении шага, требующегося для правильно монтажа кровли, имеется выход. Это устройство усиливающей контробрешетки. Правда она увеличит и вес крыши, и бюджет строительства. Поэтому с шагом стропил разобраться лучше до сооружения стропильной системы.

Народные умельцы вычисляют шаг стропилин согласно конструктивным особенностям постройки, банально разделив длину ската на равные расстояния. Для утепленных крыш шаг между стропилинами подбирают, исходя из ширины плит теплоизоляции.

У нас на сайте вы можете найти , который возможно вам также очень поможет при строительстве.

Стропильные конструкции наслонного типа

Стропильные конструкции наслонного типа значительно проще в исполнении, чем их висячие собратья. Обоснованный плюс наслонной схемы заключается в обеспечении полноценного проветривания, которое напрямую связано с долгосрочностью службы.

Отличительные конструктивные особенности:

• Обязательное наличие опоры под коньковой пяткой стропильной ноги. Роль опоры может играть прогон – деревянная балка, опирающаяся на стойки или на внутреннюю стену строения, или верхний торец смежной стропилины.
• Использование мауэрлата для возведения стропильной конструкции по стенам из кирпича или искусственного камня.
• Применение дополнительных прогонов и стоек там, где стропильным ногам по причине крупного габарита крыши требуется дополнительные точки опоры.

Минус схемы заключается в наличии конструктивных элементов, влияющих на планировку внутреннего пространства эксплуатируемого чердака.

Если чердак холодный и в нем не предполагается организация полезных помещений, то наслонной конструкции стропильной системы для устройства двухскатной крыши стоит отдать предпочтение.

Типовая последовательность работ по сооружению наслонной стропильной конструкции:

• Первым делом промеряем высоты постройки, диагонали и горизонтальность верхнего среза остова. При выявлении вертикальных отклонений кирпичных и бетонных стен, устраняем их цементно-песчаной стяжкой. Превышение высот сруба стесываем. Путем подкладывания щепы под мауэрлат с вертикальными огрехами можно бороться, если величина их незначительна.
• Поверхность перекрытия под укладку лежня необходимо тоже выровнять. Он, мауэрлат и прогон должны быть четко горизонтальны, но расположение перечисленных элементов в одной плоскости не обязательно.
• Обрабатываем все деревянные детали конструкции перед установкой антипиренами и антисептическими препаратами.
• По бетонным и кирпичным стенам прокладываем гидроизоляцию под установку мауэрлата.
• Укладываем брус мауэрлата на стены, вымеряем его диагонали. Если понадобится, слегка передвигаем брусья и поворачиваем углы, стремясь добиться идеальной геометрии. Выравниваем раму по горизонтали при необходимости.
• Монтируем мауэрлатную раму. Сращивание брусьев в единую раму производится посредством косых врубок, места соединений дублируются болтами.
• Фиксируем положение мауэрлата. Крепеж производится либо скобами к загодя заложенным в стену деревянным пробкам, либо анкерными болтами.
• Размечаем положение лежня. Его ось должна отступать от брусьев мауэрлата на равные расстояния с каждой стороны. Если прогон будет опираться только на стойки без лежня, процедуру разметки проводим только для этих столбиков.
• Устанавливаем лежень на двухслойную гидроизоляцию. К основанию его крепим анкерными болтами, с внутренней стеной соединяем проволочными скрутками или скобами.
• Размечаем точки установки стропильных ног.
• Выпиливаем стойки по единым размерам, т.к. лежень у нас выставлен в горизонт. Высота стоек должна учитывать размеры сечения прогона и лежня.
• Устанавливаем стойки. Если предусмотрено проектом, раскрепляем их распорками.
• Укладываем на стойки прогон. Снова проверяем геометрию, затем устанавливаем скобы, металлические накладки, деревянные крепежные пластины.
• Устанавливаем пробную стропильную доску, размечаем на ней места подрезки. Если мауэрлат выставлен строго в горизонт, нет необходимости в подгонке стропилин на крыше по факту. Первая доска может использоваться в качестве шаблона для изготовления остальных.
• Размечаем точки установки стропилин. Народные мастера для разметки обычно заготавливают пару реек, длина которых равна просвету между стропилинами.
• По разметке устанавливаем стропильные ноги и крепим их сначала внизу к мауэрлату, затем вверху к прогону друг к другу. К мауэрлату проволочной связкой прикручивается каждая вторая стропилина. В деревянных домах стропилины прикручивают ко второму от верхнего ряда венцу.

Если подстропильная система сделана безупречно, наслонные доски монтируются в произвольном порядке.

Если уверенности в идеальном сооружении нет, то сначала устанавливаются крайние пары стропилин. Между ними натягивается контрольная бечевка или леска, согласно которой подгоняется положение вновь устанавливаемых стропил.

Завершается монтаж стропильной конструкции установкой кобылок, если длина стропильных ног не позволяет сформировать свес требующейся длины. К слову, для деревянных построек свес должен «выходить» за контур здания на 50см. Если запланирована организация козырька, под него устанавливаются отдельные мини-стропила.

Еще одно полезное видео о строительстве двухскатной стропильной основы своими руками:

Висячие стропильные системы

Висячая разновидность стропильных систем представляет собой треугольник. Две верхние стороны треугольника сложены парой стропилин, а основанием служит соединяющая нижние пятки затяжка.

Применение затяжки позволяет нейтрализовать действие распора, потому на стены с висячими стропильными конструкциями действует только вес обрешетки, кровли плюс в зависимости от сезона вес осадков.

Специфика висячих стропильных систем

Характерные черты стропильных конструкций висячего типа:

• Обязательное наличие затяжки, выполненной чаще всего из древесины, реже из металла.
• Возможность отказаться от использования мауэрлата. Раму из бруса с успехом заменит уложенная на двуслойную гидроизоляцию доска.
• Установка на стены готовых замкнутых треугольников – стропильных ферм.

К достоинствам висячей схемы относят свободное от стоек пространство под кровлей, позволяющее организовать мансарду без столбов и перегородок. Есть недостатки.

Первый из них – ограничения по крутизне скатов: угол их уклона может быть минимум 1/6 пролета треугольной фермы, настоятельно рекомендованы более крутые крыши. Второй минус заключается в необходимости доскональных расчетов для грамотного устройства карнизных узлов.

Кроме всего прочего, угол стропильной фермы устанавливать придется с ювелирной точностью, т.к. оси соединяемых компонентов висячей стропильной системы должны пересекаться в точке, проекция которой обязана попадать на центральную ось мауэрлата или заменяющей его подкладочной доски.

Тонкости большепролетных висячих систем

Затяжка – самый длинный элемент висячей стропильной конструкции. Со временем она, как свойственно всем пиломатериалам, деформируется и провисает под действием собственной массы.

Владельцев домов с пролетами 3-5м указанное обстоятельство не слишком беспокоит, а вот хозяевам зданий с пролетами 6 и более метров стоит задуматься об установке дополнительных деталей, исключающих геометрические изменения затяжки.

Чтобы предотвратить провисание в схеме монтажа стропильной системы для большепролетной двухскатной крыши имеется весьма значимый компонент. Это подвеска, называемая бабкой.

Чаще всего она представляет собой брусок, прикрепленный деревянными прибоинами к вершине стропильной фермы. Не следует путать бабку со стойками, т.к. ее нижняя часть вообще не должна соприкасаться с затяжкой. И установка стоек в качестве опор в висячих системах не применяется.

Суть заключается в том, что бабка как бы висит на коньковом узле, а уже к ней присоединяется затяжка с помощью болтов или прибитых деревянных накладок. Чтобы корректировать провисающую затяжку используются хомуты резьбового или цангового типа.

Регулировку положения затяжки можно устроить в зоне конькового узла, а бабку с ней соединить жестко врубкой. Вместо бруска на нежилых чердаках для изготовления описанного стягивающего элемента может быть использована арматура. Бабку или подвес рекомендуется устроить еще и там, где затяжка собирается из двух брусьев, для поддержки участка соединения.

В усовершенствованной висячей системе подобного типа бабку дополняют подкосные балки. Силы напряжения в образовавшемся ромбе гасятся самопроизвольно благодаря грамотной расстановке действующих на систему векторных нагрузок.

В результате стропильная система радует стабильностью при незначительной и не слишком дорогой модернизации.

Висячий тип для мансард

С целью увеличения полезного пространства затяжка стропильных треугольников для мансарды переносится ближе к коньку. У вполне резонного перемещения есть дополнительные плюсы: оно позволяет использовать затяжки в качестве основы для подшивки потолка.

Присоединяется к стропилам она путем врубки полусковороднем с дублированием болтом. От провисания ее оберегают посредством установки короткой бабки.

Ощутимый недостаток мансардной висячей конструкции заключается в необходимости точных расчетов. Самостоятельно рассчитать ее слишком сложно, лучше воспользоваться готовым проектом.

Какая конструкция более экономически выгодна?

Стоимость – немаловажный аргумент для самостоятельного строителя. Естественно, цена сооружения у обоих типов стропильных систем не может быть одинаковой, потому что:

• В строительстве наслонной конструкции для изготовления стропильных ног используется доска или брус небольшого сечения. Т.к. наслонные стропилины имеют под собой две надежные опоры, требования к их мощности ниже, чем в висячем варианте.
• В строительстве висячей конструкции стропила выполняют из толстого бруса. Для изготовления затяжки требуется аналогичный в сечении материал. Даже с учетом отказа от мауэрлата расход будет ощутимо больше.

Сэкономить на сортности материала не получится. Для несущих элементов обоих систем: стропилин, прогонов, лежней, мауэрлата, бабок, стоек нужен пиломатериал 2го сорта.

Для ригелей и затяжек, работающих на растяжение, потребуется 1ий сорт. В изготовлении менее ответственных деревянных накладок может применяться 3ий сорт. Без подсчета можно сказать, что в сооружении висячих систем дорогой материал используется в большем объеме.

Висячие фермы собирают на открытой площадке рядом с объектом, затем транспортируют в собранном виде наверх. Для подъема увесистых треугольных арок из бруса потребуется техника, за аренду которой придется платить. Да и проект для сложных узлов висячего варианта тоже чего-то стоит.

Видео-инструктаж по устройству стропильной конструкции висячей категории:

Методов сооружения стропильных систем для крыш с двумя скатами на самом деле гораздо больше.

Мы описали лишь базовые разновидности, которые в реальности применимы для небольших дачных домиков и построек без архитектурных затей. Однако представленной информации достаточно, чтобы справиться со строительством простой стропильной конструкции.

Монтаж крыши – это сложный многоэтапный процесс. Чтобы самостоятельно собрать и установить стропильную систему, необходимо тщательно изучить способы соединения элементов, просчитать длину стропил и угол уклона, подобрать соответствующие материалы. Если нет нужного опыта, браться за сложные конструкции не стоит. Оптимальный вариант для жилого дома небольших размеров – крыша двухскатная своими руками.

Стандартная крыша такого типа состоит из следующих элементов:

Мауэрлатом называется брус, уложенный сверху на стены вдоль периметра постройки. Он закрепляется с помощью замурованных в стену стальных стержней с резьбой или анкерными болтами. Брус должен быть изготовлен из хвойной древесины и иметь квадратное сечение 100х100 мм либо 150х150 мм. Мауэрлат принимает на себя нагрузку от стропил и передает ее наружным стенам.

Стропильные ноги — это длинные доски сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Они крепятся между собой под углом и придают крыше треугольную форму. Конструкция их двух стропильных ног называется фермой. Количество ферм зависит от длины дома и вида кровельного покрытия. Минимальное расстояние между ними равняется 60 см, максимальное – 120 см. При расчете шага стропильных ног следует учитывать не только вес покрытия, но и ветровую нагрузку, а также количество снега в зимний период.

Расположен в наивысшей точке крыши и чаще всего представляет собой продольный брус, соединяющий между собой оба ската. Снизу брус поддерживают вертикальные стойки, а по бокам крепятся концы стропил. Иногда конек состоит из двух досок, которые прибивают к верхней части стропил с обеих сторон и соединяют под определенным углом.

Стойки – вертикальные брусья сечением 100х100 мм, расположенные внутри каждой фермы и служащие для передачи нагрузки от прогона конька на несущие стены внутри дома.

Подкосы делают из обрезков бруса и устанавливают под углом между стойками и стропилами. Подкосами укрепляются боковые грани фермы, повышается несущая способность конструкции.

Затяжка – балка, соединяющая нижние части стропил, основание треугольника фермы. Вместе с подкосами такая балка служит для упрочнения фермы, повышает ее устойчивость к нагрузкам.

Лежнем называется длинный брус сечением 100х100 мм, уложенный вдоль центральной несущей стены, на который опираются вертикальные стойки. Лежень используют при монтаже наслонных стропил, когда прогон между наружными стенами составляет больше 10 м.

Обрешетка представляет собой набитые на стропила доски или брус. Обрешетка бывает сплошной и с зазорами, в зависимости от вида кровли. Крепится она всегда перпендикулярно направлению стропил, чаще всего по горизонтали.

Если между наружными стенами не больше 10 м и посередине нет несущей стены, устраивают висячую стропильную систему. При такой системе верхние концы смежных стропил запиливают под углом и соединяют между собой при помощи гвоздей, исключая монтаж стоек и конькового бруса. Нижние концы стропильных ног опираются на внешние стены. Благодаря отсутствию стоек, чердачное пространство можно использовать для обустройства мансарды. Очень часто функцию затяжек выполняют балки перекрытия. Для упрочнения конструкции рекомендуется устанавливать верхнюю затяжку на расстоянии 50 см от конька.

При наличии центральной опорной стены более оправдано обустройство наслонной стропильной системы . На стену укладывают лежень, на него крепят опорные стойки, а к стойкам прибивают коньковый брус. Этот способ монтажа довольно экономичен и более прост в исполнении. Если потолки во внутренних помещениях проектируются на разных уровнях, стойки заменяют кирпичной стеной, разделяющей чердак на две половины.

Процесс монтажа крыши включает несколько этапов: крепление мауэрлата к стенам, сборку стропильных ферм, установку стропил на перекрытия, устройство конька, крепление обрешетки. Все деревянные элементы перед началом сборки тщательно обрабатывают любым антисептическим составом и просушивают на воздухе.

Для работы понадобится:

• брус 100х10 мм и 150х150 мм;
• доски 50х150 мм;
• доски толщиной 30 мм для обрешетки;
• рубероид;
• металлические шпильки;
• электролобзик и ножовка;
• молоток;
• гвозди и саморезы;
• угольник и строительный уровень.

В деревянных домах функции мауэрлата выполняют бревна последнего ряда, что существенно упрощает рабочий процесс. Для установки стропил достаточно вырезать на внутренней стороне бревен пазы соответствующего размера.

В кирпичных домах или зданиях из блоков монтаж мауэрлата происходит следующим образом:

Брусья мауэрлата должны образовывать правильный прямоугольник и находиться в одной горизонтальной плоскости. Это облегчит дальнейший монтаж крыши и обеспечит конструкции необходимую устойчивость. В завершение на брусьях делают разметку под стропила и вырезают пазы по толщине бруса.

При выборе висячей стропильной системы необходимо собрать фермы на земле, а затем установить над перекрытиями. Сначала нужно составить чертеж и высчитать длину стропильных ног и угол их соединения. Обычно угол наклона крыши составляет 35-40 градусов, но на открытых, сильно продуваемых участках его уменьшают до 15-20 градусов. Чтобы узнать, под каким углом соединять стропила, следует угол наклона крыши умножить на 2.

Зная длину прогона между внешними стенами и угол соединения стропил, можно высчитать длину стропильных ног. Чаще всего она равняется 4-6 м с учетом карнизного свеса шириной 50-60 см.

Верхние концы стропил можно скрепить несколькими способами : внахлест, встык и «в лапу», то есть, с вырезом пазов. Для фиксации используют металлические накладки или болты. Далее монтируют нижние и верхние затяжки, а затем готовые фермы поднимают наверх и устанавливают над перекрытиями.

Первыми крепятся крайние фермы: с помощью отвеса стропила выставляют по вертикали, регулируют длину свеса и прикрепляют к мауэрлату болтами или стальными накладками. Чтобы в процессе монтажа ферма не сдвинулась, ее укрепляют временными укосинами из бруса. После установки крайних стропил выставляют остальные, соблюдая между ними одинаковое расстояние. Когда все фермы закреплены, берут доску сечением 50х150 мм, длина которой на 20-30 см больше длины карниза, и прибивают ее по верхнему краю ската. То же самое делают с другой стороны крыши.

Первый вариант: на стропильной ноге в месте прилегания к мауэрлату вырезают прямоугольный паз на 1/3 ширины бруса. Отступив от верха коробки 15 см, в стену вбивают стальной костыль. Стропило выставляют по уровню, совмещают пазы, затем накидывают сверху хомут из проволоки и притягивают брус вплотную к стене. Концы проволоки надежно закрепляют на костыле. Нижние края стропил аккуратно срезают дисковой пилой, оставляя свес 50 см.

Второй вариант: верхние ряды стен выкладывают со ступенчатым карнизом из кирпичей, а мауэрлат располагают вровень с внутренней поверхностью стены и вырезают в нем паз под стропило. Край стропильной ноги обрезают по уровню верхнего угла карниза. Этот способ проще остальных, но свес получается слишком узким.

Третий вариант: балки потолочных перекрытий выпускаются за край наружной стены на 40-50 см, а стропильные фермы устанавливают на балки. Концы стропильных ног обрезают под углом и упирают в балки, фиксируя металлическими накладками и болтами. Этот способ позволяет немного увеличить ширину чердачного помещения.

Устройство наслонных стропил

1 показана врубка подкосов стропил в лежень, уложенный по промежуточным опорам, и на фиг. 2 — опирание стропильной ноги на мауэрлат

Порядок работ при монтаже наслонной стропильной системы:

Когда основные элементы закреплены, поверхность стропил обрабатывают антипиренами. Теперь можно приступать к изготовлению обрешетки.

Для обрешетки подходит брус 50х50 мм, а также доски толщиной 3-4 см и шириной от 12 см. Под обрешетку обычно укладывают гидроизоляционны й материал, чтобы защитить стропильную систему от намокания. Гидроизоляционну ю пленку настилают горизонтальными полосами от карниза до конька крыши. Материал стелется с напуском 10-15 см, после чего стыки скрепляются скотчем. Нижние края пленки должны полностью закрывать концы стропил.

Между досками и пленкой необходимо оставить вентиляционный зазор, поэтому сначала на пленку набивают деревянные рейки толщиной 3-4 см, располагая их вдоль стропил.

Следующий этап – обшивка стропильной системы досками; их набивают перпендикулярно рейкам, начиная от карниза крыши. На шаг обрешетки влияет не только вид кровельного покрытия, но и угол наклона скатов: чем больше угол, тем больше расстояние между досками.

После завершения монтажа обрешетки приступают к обшивке фронтонов и свесов. Закрыть фронтоны можно досками, пластиковыми панелями, вагонкой, водостойкой фанерой или профнастилом – все зависит от финансовых возможностей и личных предпочтений. Крепится обшивка к боковой части стропил, в качестве крепежей используются гвозди или саморезы. Свесы также подшиваются различными материалами – от дерева до сайдинга.

Видео — Крыша двухскатная своими руками

Строительство крыши – один из важнейших этапов возведения дома. Стропильная часть крыши требует особого внимания, как на этапе проектирования, так и на этапе непосредственной сборки. Прежде чем приступать к монтажу стропильной системы крыши, придется разобраться во всех тонкостях вопроса. Расчеты лучше всего доверить профессионалам. В проектировании крыши учитывается огромное количество факторов, это ветровые и снеговые нагрузки, вес стропильной системы и кровельных материалов, геометрия и технические параметры строения.

Существуют специализированные компьютерные программы для вычисления оптимальной конструкции крыши и подсчета количества необходимых строительных материалов. Нагрузки и воздействия можно уточнить в одноименном СНиП 2.01.07-85. Там же приведены корректирующие коэффициенты для отдельных регионов. Почти все расчеты необходимо увеличивать на 10% для создания запаса прочности.

После того, как готов проект крыши, встает вопрос о правильности монтажа стропил крыши. Стропильные фермы, в большинстве случаев, представляют собой треугольник. Это самая прочная и экономически выгодная форма. Стропила могут быть выполнены из различных материалов: дерево, металл или железобетон.

Допускается и сочетание различных материалов в одной конструкции.

Соединения стропил

Стропильные фермы можно сделать самостоятельно, в соответствии с проектом, или заказать изготовленные в заводских условиях. Изготовление на заказ не накладывает ограничений по форме, объему и размерам. На заводе может быть сделана как стропильная система целиком, так и отдельные элементы для последующей сборки непосредственно на месте. Крепления стропил промышленного производства обычно выполняют с помощью металлических пластин, предусмотренных производителем. Стропила, изготовленные самостоятельно соединяются схемой паз-шип и укрепляются гвоздями, болтами, скобами и хомутами.

Необходимо учитывать, что деревянные элементы стропильной системы должны иметь влажность не выше 20%. Материал может дать усушку. Крепление стропил крыши гвоздями или скобами допустимо только для сухого материала. Если процент влажности вызывает хоть малейшее сомнение, стоит выбрать крепление болтами. Их можно будет подтянуть со временем, но отверстия для болтов ослабляют прочность стропил.

Требования к конструкции

К конструкции стропильной части крыши предъявляется три основных требования:

• Жесткость;
• Оптимальность веса;
• Качество материалов.

Требование жесткости напрямую относится к местам стыков и креплений всех элементов стропильной системы. Как уже говорилось выше, стропильная система, это система треугольных ферм, устанавливаемых параллельно друг другу. Треугольная форма сама по себе обеспечивает жесткость конструкции, но стропила должны быть надежно закреплены относительно друг друга. Даже малейшая подвижность может привести к плачевным последствиям.

Требование оптимальности веса исполняется на этапах расчетов. Общий вес складывается из всех элементов стропильной системы, гидро- паро- и теплоизоляции, кровельного материала. К примеру, натуральная черепица весит 40-60 кг/м2 , шифер 10-14 кг/м2, битумная черепица 6-8 кг/м2, а металлочерепица 3,5-4,5 кг/м2, Необходимо учитывать, какой вес способны выдержать опорные стены строения, с учетом постоянных и переменных нагрузок, ведь к массе самой кровли добавятся еще воздействия ветра и объем снега.

Качество материалов можно оценить по нескольким параметрам. Сорт древесины должен быть 1-3 сорта, с минимальным количеством сучков. Предпочтение отдается хвойным породам. Допустимая длина доски их хвойных пород древесины – 6,5м, из лиственных – 4,5. Мауэрлат, подушки и прогоны делают из твердых лиственных пород.

Вне зависимости от стоимости и качества материалов, необходимо помнить о гидроизоляции и обработке всех деревянных элементов антисептиками и антипиренами.

Основные части конструкции стропильной системы

Мауэрлат – это основание стропильной системы. Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку на наружные стены строения.

Стропильная нога – жестко фиксирует элементы кровли, отвечает за угол наклона ската. От расположения стропильных ног зависит внешний вид крыши.

Прогон – скрепляет стропильные ноги. Коньковый прогон располагается верхним, боковые прогоны – сбоку.

Затяжка – скрепляет стропильные ноги в нижней части и предотвращает их «разъезжание». Стойки и подкосы – обеспечивают стропильной системе дополнительную жесткость.

Лежень – расположен снизу, параллельно коньку и служит основанием и опорой стойкам и подкосам.

Обрешетка – устраивается перпендикулярно стропильным ногам. Выполняется из досок или брусков Она призвана передавать нагрузку с кровельного материала на стропильные ноги и служить основанием для кровельного материала.

Названия деталей

Конек крыши – место стыка двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части конструкции.

Кобылки – устраиваются для организации свеса.

Свес крыши – это расстояние от стены дома до края кровли, предназначенный для защиты дома от попадания на стены избыточного количества осадков.

Формы крыш и стропильных систем

Форма крыши определяется, в первую очередь, геометрией здания. Различные формы крыш можно комбинировать в случаях сложных в плане строений.

Формы крыш

Крыши с уклоном от 2,5 до 10 градусов называют плоскими. Не всякое здание можно перекрывать плоской кровлей. Важны габариты строения и переменные нагрузки, свойственные для региона строительства.

Односкатная кровля имеет самое простое устройство стропильной системы и уклон от 14 до 26 градусов. Такое устройство кровли идеально подходит для пристроев, веранд, небольших сооружений, в которых одна из параллельных стен выше другой.

Односкатная крыша

Крыша с двумя скатами имеет более сложную систему стропил. Подкровельное пространство может быть как нежилым, чердачным, так и мансардным, благоустроенным. Уклон двускатной кровли принимают в диапазоне от 14 до 60 градусов. Стропильные системы двускатной кровли различаются еще и по типу. Бывают висячими и наслонными, в зависимости от габаритов и геометрии здания.

Виды стропильных систем

Четырехскатная кровля называется вальмовой или полувальмовой. Уклон такой кровли допускается от 20 до 60 градусов, а длина перекрываемого пролета может быть до 12 метров. Такая конструкция требует внутренних опор. Отсутствие фронтонов значительно экономит материалы, но устройство и монтаж стропильной системы требует больше внимания и средств, чем в случае двускатной крыши.

Ломаные крыши в нижнем ярусе могут иметь уклон до 60 градусов, верхний же ярус обычно более пологий. Чаще всего, ломанную крышу используют для устройства мансарды. Допустимая ширина дома до 10 м.

Такая крыша называется ломаной

Стропильные системы тоже могут различаться по форме.

Различные стропильные системы

Форма стропильной системы определяется габаритами строения и назначением подкровельного пространства. Подкосы, стойки и сами стропила могут быть использованы в качестве декоративных элементов интерьера или чердака.

Декоративные элементы

Типы стропильных систем

Кроме всего прочего, стропильные системы различаются еще и по типу. Бывают висячими и наслонными. Выбор типа стропильных систем зависит, как и все в кровле, от габаритов перекрываемого строения и положения несущих стен.

Система с висячими стропилами

Висячие стропила

Систему с висячими стропилами выбирают в том случае, если в здании нет внутренних несущих стен, а длина пролета не превышает 6 метров. В верхней части стропила опираются друг на друга, а снизу опорой выступает мауэрлат. Мауэрлат устанавливают в каменном или кирпичном доме. В случае, когда дом выстроен по каркасной технологии, стропила крепятся к верхней обвязке. В срубах из бревна или бруса – к верхнему венцу. Распор стропил уменьшается за счет затяжки. Балочные затяжки могут служить перекрытием верхнего этажа.

Затяжка располагается в самом низу. Если ее помещают выше, то называют ригелем. В случаях, когда перекрываемый пролет больше 6 метров, систему с висячими стропилами дополняют опорными стойками и раскосами. Для организации свеса используют кобылки. Специалисты рекомендуют наращивать стропила кобылой даже в случае возможности организации свеса за счет собственной длины стропильной ноги. Такое наращивание позволит опереть стропила на мауэрлат всей доступной площадью сечения. А сечение кобылки выбирают меньше сечения стропил.

Наслонные стропильные системы

Наслонные стропила

Основным требованием для организации наслонной стропильной системы является наличие в здании внутренней несущей стены или колонн. Крыша с наслонными стропилами может перекрывать пролеты от 10 до 16 метров. Уклон при этом выбирается исходя из погодных особенностей местности. В верхней части стропила опираются на коньковый прогон, в нижней – на мауэрлат. Параллельно коньковому прогону устраивается лежень, на который опираются стойки. Это позволяет обойтись без затяжек и ригелей. Если стропильная нога не имеет подкоса или опоры, ее длина не должна превышать 4,5 метров. Элементы наслонной стропильной системы должны иметь толщину не менее 5 см.

Вне зависимости от того, какой тип стропильной системы был запроектирован, важно:

• Нельзя добавлять в проект крыши узлы «от себя». Даже если кажется, что так будет надежнее. Смещение нагрузок, самое незначительное на первый взгляд, может привести к перекосу конструкции и возможному обрушению.
• Мауэрлат обязательно выравнивают в горизонтальной плоскости относительно стен дома. Следом, так же строго горизонтально стыкуют его со стропильной ногой. Вертикальные и горизонтальные уровни крайне важны для того, чтобы не допустить перекосов.
• Стропильные ноги, стойки и подкосы располагают строго симметрично.
• Для того, чтобы стропила не загнивали, в чердаках предусматривают продухи, а в мансардах – щели.
• Важным является соблюдение технологии утепления и пароизоляции крыши.
• Места стыков деревянных элементов с каменными стенами обязательно выстилают гидроизоляционными материалами.
• При расчетах стропильной системы важно учитывать местоположение дымоходов. Это может повлиять на ширину шага установки стропил.

Соединительные элементы

Допускается система креплений элементов способом врубки, но следует помнить, что это не самый экономичный способ. Врубка требует довольно большой площади сечения, для того, чтобы конструкция в целом не теряла своей прочности. А это означает, что и вес всей крыши, и стоимость строительных материалов будут значительно выше. В связи с этим, чаще всего узлы крепят нагелями и болтами.

Крепление

Часто используют крепления с помощью стальных перфорированных накладок. В продаже представлено огромное количество такого крепежа, различного по форме и назначению. Перфорированные накладки имеют специальное покрытие, защищающее их от коррозии. Закрепляют их при помощи гвоздей.

Стропильная система