Для строительства крыши сегодня используются самые разные варианты стропильных систем. Но, невзирая на все многообразие их видов, в основе каждой лежат одинаковые требования, которые необходимо соблюдать для того, чтобы крыша получилась прочной. При самостоятельном создании кровли не помешает знать особенности конструкции самых популярных систем.

Общие сведения о стропильных системах

Стропильная система является каркасом кровли, опирающимся на несущие конструкции строения и служащим основой для утеплительных, гидроизоляционных и кровельных материалов.

Тип конструкции и размеры стропильных систем зависят от:

  • размеров здания;
  • материала стропильной фермы;
  • кровельного материала (главным образом, от его удельного веса);
  • нагрузок на кровлю в виде снега и ветра, характерных для региона;
  • предпочтений, касающихся формы кровли.

Каждый из данных факторов имеет значение для решения того, какие виды стропильной системы лучше всего подходят для конкретной ситуации.

Материалы для стропильных систем

Самым распространенным материалом для создания стропильных систем является дерево. Обычно используют брус 150 на150 миллиметров или доски 50 на150 миллиметров. Но если необходимо усилить конструкцию, используют более толстый брус, а доски соединяют друг с другом. Разумеется, все это относится только к частным домам, при строительстве многоэтажек и промышленных зданий применяют другие технологии.

Стропила 150х150 делают из бруса, обычно соснового. Лучше всего использовать вылежавшийся брус, который не изменяет своей формы после создания кровли, и тогда конструкция получится более устойчивой.

Также применяются стропила 50х150 – их производят из досок. используются только для создания крыш частных зданий, в случае с многоэтажными зданиями и промышленными зданиями используют металлические элементы.

Стропила 50 150 приходится сшивать, чтобы придать им нужную прочность.

Перед установкой стропила из дерева обязательно обрабатывают антибактериальными и противопожарными средствами. Антибактериальная пропитка предотвращает гниение, если элементы будут находиться во влажной среде (к примеру, под влиянием внутри кровельного конденсата). Противопожарная обработка уменьшает горючесть древесины.



Никаких трудностей с обработкой стропил в настоящее время не возникает. На рынке представлен большой выбор антипиретиков и антисептиков. Также можно использовать препараты для комплексной защиты древесины. Дерево лучше обрабатывать кистью – распыление средства не позволяет добиться хорошей степени пропитки. Независимо от того, какие будут использоваться виды стропил, их можно усилить дополнительными металлическими элементами.

Стойки из металлического профиля чаще всего устанавливают под коньковыми прогонами для создания опоры – именно они наиболее подвержены нагрузкам. Однако стальные стропила нуждаются в более серьезном утеплении кровли, поскольку металл хорошо проводит холод.

Независимо от материала, из которого произведены стропила, систему собирают таким образом, чтобы ее конструкция была достаточно жесткой. По этой причине большинство видов имеют треугольную форму – именно такая геометрическая фигура позволяет создавать наибольшую жесткость.

Стропильные системы могут быть наслонными (наклонными) или висячими.

Висячая стропильная система

Выносные стропила (висячие) обладают лишь двумя точками опоры для каждой из пар стропильных ног. Такими точками опоры обычно являются несущие стены дома. В данном случае стропильные ноги работают и на изгиб, и на сжатие. Они должны опираться не непосредственно на стены, а на мауэрлат - это толстый опорный брус из дерева или конструкция из скрепленных между собой досок, крепко закрепленный на торце несущих стен.



Стропильные ноги крепят к мауэрлату при помощи врубки. Стропило также фиксируется дополнительно – кронштейном или скобой. Конструкция системы обеспечивает распирающее усилие, передающееся стеновому ограждению. Самым распространенным способом компенсации распирания является создание затяжки, соединяющей каждую пару стропил в нижней части. Обычно затяжку ставят в самом низу, в этом случае она является еще и перекрытием. Если же затяжка расположена выше, она должна быть более мощной, поскольку нагрузка на нее значительно возрастает. Помимо того, что этот элемент компенсирует распирающее усилие, она еще и не позволяет разъезжаться стропильным ногам.

Процесс крепления стропил на односкатной крыше:

Наслонная стропильная система

Наклонные стропила (наслонные) требуют наличия средней несущей стены в строении.

Наслонные стропила имеют такие характерные признаки:

  1. Опорой для наслонных стропил служат стены строений, а их средняя часть удерживается внутренними столбчатыми опорами или средней несущей стеной.
  2. Элементы наслонной системы могут работать исключительно на изгиб, нагрузке на сжатие они не подвергаются. Благодаря этому для стропил подобного типа можно применять более тонкие детали, и система получается легкой. Таким образом, наслонная система позволяет неплохо сэкономить на пиломатериалах.
  3. Если здание имеет сложную конструкцию, при создании кровли можно чередовать типы стропильных систем. Там, где нет опоры, устанавливают , а там, где имеется опора или средняя несущая стена – наклонные.

Вальмовая стропильная система

Четырехскатная вальмовая кровля требует создания особой системы стропил. Из-за сложной геометрии такой кровли стропила должны выполнять различное предназначение, поэтому они бывают следующих видов.

Диагональные стропила (накосные) формируют ребра крыши, соединяя углы постройки с торцами конькового бруса. Накосные стропила самые длинные, и должны обладать большой прочностью, поскольку они подвергаются основной нагрузке.



Центральные (рядовые) стропила соединяют мауэрлат с коньковым брусом по бокам скатов. Такие стропила устанавливаются параллельно.

Стропильная система крыши своими руками

Стропильная система – это несущая конструкция скатной крыши.

Она передаёт нагрузку от кровельного материала, снега и ветра на стены или внутренние опоры строения. От надёжности и долговечности стропил зависит надёжность и долговечность всего здания.

И потому так важно правильно спроектировать и смонтировать эту конструкцию

Стропильная система требует продуманного расчёта: возведение её без проекта чревато деформацией и разрушением крыши.

Расчёт следует доверить профессиональному инженеру-конструктору. Вместе с тем заказчику нужно хотя бы в общих чертах понимать, как устроена эта система.

Её конструкция зависит от целого ряда факторов: формы, размера, уклона крыши; веса кровельного материала; снеговой и ветровой нагрузки, характерной для региона, где ведётся строительство; возможности устройства внутренних опор; величины безопорных пролётов стропил и пр.

Обратите внимание: чем проще форма крыши, тем надёжнее её конструкция.

Одна из главных нагрузок на стропила – вес снегового покрова. Его расчётная величина для средней полосы России – 180 кг/м 2 в горизонтальной проекции крыши. Чем меньше уклон крыши, тем ближе к расчётной величине будет снеговая нагрузка на неё.

С увеличением уклона эта нагрузка уменьшается, а при уклоне свыше 60′ ее не принимают в расчёт.

Материалы для стропильной системы

Для возведения стропильной системы чаще всего используют пиломатериалы из древесины хвойных пород не ниже 2 сорта, без пороков, с влажностью 18-22%.

Чтобы защитить дерево от гниения и возгорания, его обязательно обрабатывают био- и огнезащитными составами (антисептиками и антипиренами). В некоторых случаях стропильную систему выполняют целиком или частично из стальных элементов (двутавра, швеллера, уголка и др.), соединяемых сваркой. Стальные конструкции тяжелее и сложнее в монтаже, но они позволяют создавать безопорные пролёты значительной длины.

Помимо прочего, это даёт возможность полноценно использовать всё пространство под кровлей (жилое помещение не будет ограничено стойками, подпорками, дополнительными стенами и пр.).

Обычно поверх металлического каркаса делают деревянную стропильную систему, в которой предусматривают теплоизоляционный слой: металл должен обязательно находиться в тёплой зоне.

Специалисты отмечают, что в этом случае утепление деревянных стропил должно быть выполнено очень качественно, иначе вероятно промерзание металлической конструкции, появления на ней конденсата, способного вызвать коррозию. Кроме того, протяжённые безопорные пролёты можно создать из клеёного бруса, LVL-бруса и других современных пиломатериалов, главным минусом которых является высокая цена. И всё же в большинстве случаев стропильную систему делают из обычной древесины.

Элементы стропильной системы

Основной элемент несущей конструкции крыши – стропильные ноги (стропила), устанавливаемые вдоль ската.

К стропилам крепят обрешётку (в случае мансардной крыши – сначала контробрешётку и только потом обрешётку), а к ней – кровлю. Одним концом стропильная нога опирается на – деревянный брус (или бревно в срубовых сооружениях), который укладывают поверх ограждающей стены здания.

Другим концом стропило опирается либо на коньковый прогон (брус), либо на конец стропильной ноги с противоположного ската.

Монтаж стропильной системы обеих видов

Стропильная система бывает двух типов – висячая и наслонная. Первая предполагает, что стропила опираются только на две наружные стены, без промежуточных опор. Такая конструкция создаёт серьёзное распирающее давление на стены.

Чтобы уменьшить его, обычно предусматривают горизонтальные затяжки (ригели) – деревянные балки, соединяющие стропила с соседних скатов.

Две стропильные ноги и затяжка формируют треугольник – фигуру, которая обеспечивает максимальную жёсткость конструкции. Высоту расположения затяжек определяют расчётом. На мансардной крыше чаще всего их ставят на уровне потолка жилого помещения (их можно тем или иным способом обыграть в интерьере).

Висячие стропила сложны в монтаже, поэтому конструкторы стараются по возможности использовать более простые в исполнении наслонные стропила.

Их устанавливают в зданиях, где есть одна или несколько внутренних несущих стен либо промежуточные опоры того или иного типа. Тогда нижними концами стропильные ноги опираются на наружные стены, а в средней части – на внутренние стены или промежуточные опоры, тем самым оказывая значительно меньшее распирающее давление на ограждающие стены.

Нагрузка от средней части стропил передаётся на основание за счёт вертикальных стоек и наклонных балок (подкосов), установленных поверх мощной горизонтальной балки, называемой лежнем.

Для усиления наслонной системы могут также применяться горизонтальные затяжки. Отметим, что деревянные элементы стропильной конструкции соединяют, как правило, при помощи болтов (шпилек) в сочетании с гайками и широкими шайбами, гвоздей, саморезов в сочетании со стальными фасонными деталями – пластинами, уголками и пр. По мнению ряда специалистов, саморезы – не лучшее решение: под нагрузкой их шляпки могут срываться.

Мнение:

«Желательно, чтобы крыша, под которой будет располагаться мансардное помещение, обладала достаточно простой формой. Дело в том, что в стропильной конструкции для крыши сложной геометрии приходится предусматривать либо очень мощные, дорогостоящие и трудновыполнимые несущие элементы, либо большое количество стоек и других опор для поддержания стропил, что вступает в противоречие с необходимостью создать под кровлей просторное жилое помещение. Если же обязательно требуется крыша сложной формы, имеет смысл выполнить перекрытие мансардного этажа из железобетонных плит или монолитного железобетона. В этом случае можно на любое место перекрытия установить так называемый «лежень» -брус, на который будут опираться стойки, поддерживающие те или иные элементы крыши, например диагональные хребтовые или ендовные стропильные ноги. Когда в здании предусмотрены перекрытия по деревянным балкам, установить «лежень» в нужном месте зачастую оказывается невозможным».

Чаще всего стропильную ногу длиной до 4 м делают из доски сечением 50 х 200 мм. Доска такой высоты выбрана в том числе с учётом необходимости теплоизолировать мансардную крышу.

Дело в том, что плиты или маты утеплителя устанавливают в пространство между стропил, притом для средней полосы России требуется теплоизоляционный слой толщиной как раз 200 мм. Стропильную ногу длиной более 4 м, как правило, делают из доски сечением 100 х 200 мм.

В ендовах и хребтах, где происходит схождение двух скатов, необходимо устанавливать диагональную (накосную) стропильную ногу (к которой будут под углом примыкать основные стропила). Поскольку на эту ногу приходится повышенная нагрузка, обычно для неё берут доску увеличенного сечения – например, 150 * 250 мм, предусматривая под ней тот или иной подпорный элемент.

Также при устройстве ендовы или хребта может быть использована металлическая балка (без подпорок). Важный момент; чтобы повысить несущую способность деревянного стропила, можно увеличивать как его толщину (в частности, объединяя две доски в одну балку), так и его высоту. Предпочтительнее второй вариант, поскольку увеличение высоты даёт стропилу больший прирост несущей способности.

Иными словами, стропило сечением 100х 150мм будет иметь меньшую несущую способность, чем стропило сечением 50 х 250 мм. Максимальная длина досок, представленных на рынке, -6 м. Отметим, что конструкция с применением рядовых стропил длиной до б м зачастую не требует усиления затяжками или стойками. Когда необходимо более длинное стропило, обычно приходится сращивать две доски.

Тут существует несколько стандартных решений.

Например, метод «косого прируба»: концы стыкуемых досок подрезают под определённым углом, затем накладывают один на другой и жёстко скрепляют болтом (диаметром, как правило, 12 мм) или прижимают дощатыми накладками по бокам от стропила, которые фиксируют гвоздями и 2-4 болтами (каждый болт стягивает три элемента: две доски и находящуюся между ними ногу).

Шаг стропил в большинстве случаев – 580-590 мм, что также обусловлено удобством укладки теплоизоляции: стандартная ширина плит утеплителя – 600 мм; когда плиту устанавливают враспор между стропил, имеющих такой шаг, она удерживается в конструкции крыши без зазоров.

Мнение специалиста

«Основные соединительные узлы стропильной системы, требующие усиления. – это места сращивания стропильных ног по длине и стыковки рядовых стропил с диагональными хребтовыми и ендовными балками. В этих узлах желательно выполнять крепёж с использованием гвоздей и болтов (шпилек) с гайками и широкими шайбами, которые жёстко стягивают деревянные элементы друг с другом. Применять здесь саморезы в сочетании с металлическими пластинами не стоит: шляпки саморезов могут срезаться под нагрузкой. Для повышения несущей способности конструкции крыши нередко используют составные стропильные ноги, сделанные за счёт объединения двух досок в одну балку. Однако зачастую доски неплотно прилегают друг к другу – из-за своей кривизны или из-за осадки деревянной конструкции. Неплотности приводят к промерзанию крыши. Поэтому мы рекомендуем прокладывать в стыки досок уплотнительный материал, например синтепон, который будет препятствовать промерзанию в случае появления зазоров».

Варианты крыш с наслонными и висячими стропилами


Как уже говорилось, нижний конец стропильной ноги опирают на мауэрлат – брус, установленный поверх наружной стены.

Его сечение – расчётная величина, но в большинстве случаев оно составляет 100 х 150 или 150 х 150 мм. Основание под мауэрлатом должно обладать достаточной несущей способностью, Поэтому, если стены здания возведены из материалов с невысокой прочностью (пено- или газобетонных блоков, поризованных кирпичей и др.), приходится их усиливать с помощью железобетонного пояса (армопояса ).

Чаще всего мауэрлат закрепляют на наружной стене анкерными болтами (шпильками) диаметром 12-16 мм. Шпильки закладывают с расчётным шагом (обычно 60-100 см) в армопояс на этапе заливки бетона.

В мауэрлате просверливают отверстия и нанизывают его на шпильки, притягивая к основанию гайками с широкими шайбами. Отметим, что в бревенчатом здании в качестве мауэрлата выступают брёвна верхнего венца. Чтобы влага из бетона не проникала в древесину (вызывая её гниение), между поясом и мауэрлатом обязательно предусматривают слой рулонной отсечной гидроизоляции (чаще всего битумной или полимерно-битумной).

Существуют разные технологии опирания стропил на мауэрлат. Так, нередко в стропильной ноге вырезают так называемую «пятку» – угол (не более 1/3 от высоты ноги), за счёт которого стропило насаживается на мауэрлат. Другой вариант предполагает установку стропильной ноги в паз, проделанный в самом мауэрлате. Кроме того, можно обрезать ногу полностью (или почти полностью – оставляя небольшую «пятку» со стороны помещения) и опирать её торцом на мауэрлат. В каменных домах (из кирпича, газобетона и т. п.)для крепления стропил к мауэрлату используют металлические уголки, закрепляемые гвоздями или саморезами. Специалисты рекомендуют фиксировать уголок к стропильной ноге ершёными гвоздями, а к мауэрлату – болтами с шестигранной шляпкой, имеющими резьбу по дереву.

В бревенчатых и брусовых домах для компенсации осадки здания предусматривают «плавающий» крепёж стропила к мауэрлату: их соединяют при помощи специальных пластин, способных смещаться одна относительно другой в плоскости ската. При этом в мауэрлате прорезают паз, и стропильная нога свободно движется по нему.

Что касается верхней части стропил, то проще всего опереть их на коньковый прогон. Его изготавливают из очень мощного бруса (или двух спаренных досок), сечение которого доходит до 200 * 250 мм. Впрочем, зачастую и у такого бруса оказывается недостаточная несущая способность, и тогда конструкторам приходится придумывать особые решения. Например, использовать в качестве прогона металлическую балку.

Прогон опирают на фронтонные стены здания (и по возможности – на внутренние несущие стены, когда они предусмотрены).

Зачастую в стропильной ноге выпиливают небольшой угол (высотой не более 50 мм) для более жёсткого её опирания на прогон. Кроме того, ногу обязательно механически закрепляют на нём. Есть ограничения подлине прогона.

Так, даже металлическая балка не может быть длиннее 12 м. Если длина конька больше, если крыша имеет вальмовую форму (то есть не имеет фронтонов), а также в ряде других случаев стропило опирают на стропило с противоположного ската. Для усиления конструкции их дополнительно соединяют, например, горизонтальными деревянными накладками, фиксируемыми шпильками.

Ещё один важный узел – карнизный свес, защищающий фасад здания от осадков. Его выносят на расстояние не менее 600 мм от наружной стены. По возможности свес формируют, выпуская стропильные ноги за пределы фасада. При этом стропила не режут, и их несущая способность не снижается.

Однако зачастую вынести стропила невозможно: например, при большом уклоне крыши, толстых наружных стенах и пр. Тогда стропило торцом опирают на мауэрлат, а свес устраивают с помощью «кобылок» – досок сечением, как правило, 50 х 100 мм, прибитых к верхней части стропила -по одну или по обе стороны от него.

Вариант с двумя досками предпочтительнее, так как обеспечивает большую жёсткость свеса. Обычно к каждой «кобылке» крепят ещё две доски – горизонтальную и вертикальную, упирающуюся в фасадную стену {все вместе они образуют треугольник), тем самым создают прочный каркас для кровли и декоративной подшивки карнизного свеса. К торцам «кобылок» прибивают лобовую доску, которая жёстко связывает их в единую конструкцию.

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.

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.

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.

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.

Хотя для хорошей крыши важен каждый этап ее создания, стропильную систему можно назвать основой всей кровельной конструкции, поскольку тип крыши зависит именно от конфигурации стропильной системы. Существуют различные виды стропильных систем, правильный выбор которых может существенно повлиять на качество и функциональность всей крыши.

Выбирая тип крыши, владельцы будущего дома фактически выбирают и его стропильную систему. Например, конструкция двухскатной и четырехскатной крыши заметно отличается. Неизменными остаются принципы монтажа таких элементов, как:

  • мауэрлат (основание крыши к которому крепятся стропила, выполняется из деревянного бруса или армированного бетона);
  • обрешетка (тонкий настил из досок, поверх которого укладывается кровельный материал);
  • гидроизоляционный слой (специальная пленка, препятствующая проникновению влаги от осадков под кровлю);
  • пароизоляционный слой (мембранная пленка, впитывающая образующийся внутри дома паровой конденсат, а затем испаряющая его наружу);
  • теплоизоляционный слой (утеплитель, который монтируется в пространстве между стропилами).

Тип и вид стропил выбирают в зависимости от того, какую крышу планируется возвести. Неправильно спроектированная или изготовленная стропильная система может привести к повреждениям кровли уже вскоре после начала ее эксплуатации.

Совет : До начала кровельных работ в обязательном порядке составляется проект, в котором учитываются не только особенности стропильной конструкции, но и тип кровельного материала, обвязки, обрешетки, изоляции и т. п. Лучше всего пригласить для этого опытного инженера, который сможет рассчитать проектный вес будущей кровли и сравнит его с допустимой нагрузкой для стен и фундамента здания. В процессе строительства нельзя изменять проект, не согласовав это со специалистом. Увеличение нагрузки, например, замена кровельного материала на более тяжелый, может привести не только к порче самой крыши, но и к обрушению стен дома.

От стропильной системы зависит конфигурация крыши и ее качество

Какими бывают крыши: типы конструкций

Кровельных конструкций придумано за годы человеческой истории впечатляющее количество. Одни больше подходят для промышленных зданий, другие - для изящных произведений архитектурного искусства. В частном строительстве применяют ряд кровельных конструкций, в которых сочетаются такие качества, как:

  • практичность;
  • относительно невысокие затраты;
  • эстетичный внешний вид;
  • простота изготовления;
  • функциональные особенности, подходящие для конкретной климатической зоны и т. п.

Совет : Поскольку для изготовления стропильных конструкций чаще всего используется древесина, следует уделить внимание правильному выбору, обработке, а также хранению этого материала. Влажность бруса и досок должна находиться в пределах 20-25%. Хранят древесину в штабелях, уложенных на поддоны. Лучше всего складывать материалы в крытом помещении, надежно защищенном от непогоды и хорошо проветриваемом. Перед началом работ дерево обрабатывают антисептиками и антипиренами, чтобы повысить его устойчивость к огню, плесени, жучкам и т.п.

Наиболее распространенные типы крыш

Наиболее широкое распространение в частном строительстве нашли следующие виды кровельных конструкций:



Кроме того, различают бесчердачные, чердачные и мансардные кровли.


Крыша Судейкина имеет необычную конфигурацию и превосходные функциональные характеристики

Висячие и наслонные стропила – в чем разница

Именно так называют профессиональные кровельщики основные типы стропильных конструкций. Висячая стропильная система дома чаще всего используется при строительстве однопролетных зданий со стенами из кирпича, камня и т. п. В верхней точке висячие стропила опираются друг на друга, а внизу - на верхнюю обвязку (мауэрлат). Чтобы стропильные ноги не разъезжались, их нижние концы на противоположных скатах дополнительно соединяют горизонтальной затяжкой. Затяжки можно использовать как балки перекрытия, однако железобетонное перекрытие, жестко связанное со стенами, также может выполнять роль затяжки. Выше основания стропил иногда располагают дополнительную затяжку - ригель. Таким образом монтируют висячие стропильные системы в зданиях, с шириной пролета менее шести метров.

Совет : Если уклон крыши достаточно крутой, например, 40-60 градусов, целесообразно устроить мансарду. В этом случае в проекте следует соотнести место монтажа ригелей и высоту мансардного помещения.


Висячие стропила имеют очень простую конструкцию и опираются только на наружные стены

Для строений с пролетом более шести метров висячие стропила подпирают специальными стойками и подкосами. Устанавливают эти дополнительные элементы на специальные прогоны, основанием для которых служит перекрытие. В этом случае длина нижней части стропильных ног не должна превышать четыре с половиной метра.

Висячие стропильные системы оптимально подходят, чтобы перекрыть большой пролет, не устанавливая промежуточные опоры. Однако элементы, компенсирующие нагрузку, которая приходится на стропила, существенно увеличивают вес собственно стропильной системы, что может ограничить выбор кровельных материалов.

Навесные стропила подходят практически для всех типов кровельных конструкций, используются при длине пролета в пределах 10-16 метров, для крыш с уклоном ската 20-60 градусов, независимо от материала стен. При большом пролете требуется наличие промежуточных опор (внутренних несущих стен, колонн и т.п.).

Верхняя часть наслонных стропил опирается на коньковый брус, который поддерживается специальными опорами. Нижние части стропильных ног упираются в верхнюю обвязку. В результате основная нагрузка передается по вертикали, что облегчает вес, приходящийся на стены, и избавляет от необходимости монтировать горизонтальную затяжку.

Совет : Для зданий со значительной длиной пролета вместо конькового бруса иногда целесообразно использовать два боковых прогона, дополнительно укрепленных подкосами и ригелями, чтобы уменьшить возможный изгиб стропильных ног.


Наслонные стропила монтируются с опорой на промежуточные элементы

Наслонные стропила широко используют для создания мансардных крыш различного типа. Оптимальная высота аттиковой стены при этом должна составлять примерно метр-полтора. Для устройства крыши с ломаным скатом также используют наслонные стропила. Этот тип стропил считается универсальным, они просты в изготовлении и не требуют высоких трудозатрат, однако обязательное условие их монтажа - наличие дополнительных опор.

Видео-мануал по сращиванию и усилению стропил

Если пролет больше 16 метров, целесообразным может быть использование стропильных ферм. Каждая ферма представляет собой самостоятельную плоскую конструкцию, которая включает стропильные ноги, ригели, затяжки, раскосы, стойки и т. п. Предварительно стропильную ферму тщательно рассчитывают. В результате все элементы стропильной системы располагают в пределах верхнего и нижнего пояса фермы. Такая конструкция не нуждается в дополнительных опорах на колонны или внутренние несущие стены. Давление на наружные стены фермы оказывают только по вертикали.

С помощью стропильных ферм можно создать крышу любой подходящей конфигурации и с любым допустимым уклоном. Стропильные фермы можно изготовить прямо на стройплощадке или заказать готовые конструкции на заводе. Их поднимают на крышу, а затем устанавливают на заданном расстоянии.

Конструкция стропильной фермы, предназначенной для мансардной крыши, будет несколько сложнее, чем для чердачного варианта. Если пролет очень велик, целесообразно собирать стропильные фермы на крыше из нескольких составных частей.


Несмотря на сложность конструкции, стропильные фермы позволяют ускорить монтаж кровли

Помимо потрясающей универсальности и отсутствия требования к наличию дополнительных опор, применение стропильных ферм существенно увеличивает сроки монтажа и положительно сказывается на его качестве. При этом точный расчет конструкции позволяет сократить расходы на древесину почти на треть по сравнению с кустарным изготовлением стропил. Еще один плюс использования готовых ферм в том, что они предоставляют большую свободу в планировке обширных пространств. Однако следует учесть, что на точные расчеты и конструирование этих элементов понадобятся некоторые дополнительные затраты.


От правильности изготовления стропильной конструкции зависит надежность и правильное функционирование всей крыши, а в конечном счете - комфорт всех жильцов дома. Без профессиональной помощи в этом непростом деле не обойтись.

Крыша является важнейшей частью дома. Она определяет как его внешний (архитектурный) облик, так и эксплуатационные качества. Различные виды стропильной системы позволяют реализовать практически любой вариант конструктивного исполнения крыши, наиболее полно удовлетворяющий требованиям застройщика.

Требования, предъявляемые к стропильной системе

В течение срока эксплуатации на крышу воздействуют различные факторы, наиболее значимыми из которых являются:

  • снеговые осадки;
  • ветер;
  • сезонные колебания температуры.

Наиболее распространенным материалом для изготовления деталей и узлов стропильных конструкций является дерево. При проектировании необходимо учитывать возможность поражения строительного материала насекомыми и микроорганизмами в процессе эксплуатации. Устранить влияние биоповреждений помогут пропитка деревянных деталей растворами антисептиков и использование конструктивных мер для создания благоприятных условий эксплуатации.

К конструктивным мерам можно отнести:

  • использование пароизоляции со стороны чердачного пространства;
  • недопустимость прямого контакта деревянных деталей с каменной кладкой или массивными металлическими элементами;
  • обеспечение качественного гидроизоляционного кровельного ковра.

Воздействие снеговой нагрузки компенсируется на этапе проектирования путем подбора требуемых сечений конструктивных элементов. В климатических районах со значительным уровнем снегового покрова рекомендуется уменьшать расстояние между стропильными балками и увеличивать угол наклона крыши.

Увеличение угла наклона, в свою очередь, может привести к увеличению парусности крыши. В местностях, характеризующихся наличием сильных и продолжительных ветров, этот фактор может привести как к локальным разрушениям кровельного ковра, так и к более масштабным разрушениям.

Под воздействием сезонных колебаний температуры строительные материалы, из которых выполнены крыша и поддерживающая конструкция, будут расширяться или сжиматься. Степень температурных деформаций характеризуется коэффициентом температурного расширения. Соответственно, различные материалы под воздействием сезонных колебаний температуры будут деформироваться в разной степени.

При неблагоприятном стечении обстоятельств возможно нарушение целостности кровельного покрытия или даже возникновение трещин в несущих элементах стропильной конструкции. Оптимальным вариантом является подбор материалов, обладающих приблизительно одинаковым значением температурных деформаций.

Элементы стропильной конструкции

Стропильная система, поддерживающая крышу, состоит из нескольких элементов:

  • стропильная балка;
  • мауэрлат;
  • затяжка;
  • ригель;
  • коньковый брус;
  • подкос;
  • стойка;
  • лежни.

Стропильная балка является основным элементом системы. На нее производится крепление обрешетки для устройства кровли. Чаще всего в качестве стропил используются деревянные брусья или толстые доски.

Мауэрлат представляет собой брус, закрепленный по верхнему краю стены и служащий для закрепления нижнего края стропил и передачи нагрузки на стены. При строительстве каркасного дома или сруба роль мауэрлата будет исполнять верхняя обвязка или верхний венец, соответственно.

Дополнительно для компенсации распирающей нагрузки, передающейся на стены, используются стягивающие балки. Они могут быть верхнего расположения (ригель) и нижнего (затяжки). Очень часто затяжки одновременно выполняют функцию межэтажного перекрытия.

При значительных нагрузках на крышу для придания ей дополнительной несущей способности верхние концы стропильных ног дополнительно усиливаются коньковым брусом.

Значительные размеры перекрываемого пролета приводят к необходимости использования дополнительных подпорок. Под коньковый брус устанавливаются вертикальные стойки. Для усиления стропильных ног могут быть использованы подкосы, которые врубаются одним концом в стойку или затяжку, другим – в стропило. Врубка подкоса допускается под любым углом, однако наиболее часто используемым является угол в 90°.

Перпендикулярно к затяжкам могут быть установлены лежни – балки, служащие опорой для вертикальных стоек. В некоторых случаях лежни могут быть использованы в качестве основания для подкосов.

На практике при проектировании и строительстве зданий используется два основных вида стропильных систем: висячие и наслонные.

Висячие стропила: особенности

Конструкция кровли, использующая , применяется для перекрытия пролетов длиной до 6 м. При такой конструкции нижняя часть стропил опирается только на внешние стены, верхние же части опираются друг на друга.

В самом простом случае такая система представляет собой две балки, скрепленные верхними концами. В нижней своей части балки опираются на мауэрлат. За такую простоту конструкции приходится платить большими величинами распирающих нагрузок, которые стропила будут оказывать на стены. Компенсировать нагрузки можно за счет установки ригелей и затяжек.

Для перекрытия пролетов, длина которых превышает 6 м, необходима установка дополнительных вертикальных стоек и подкосов, опирающихся на лежни. Длина участка стропил между мауэрлатом и врубкой подкоса в этом случае не должна превышать 4-4,5м.

Дополнительные подстропильные конструкции неизбежно приведут к увеличению веса всей стропильной системы. При значительном увеличении веса могут возникнуть проблемы, связанные с несущей способностью фундамента или конструктивной прочностью отдельных элементов здания. В результате придется использовать более легкие кровельные материалы, чем предполагалось ранее. Это может быть весьма затруднительно.

Наслонные стропила: характеристики

Наслонные стропильные системы отличаются от висячих наличием промежуточных точек опор, в качестве которых могут использоваться внутренние капитальные стены или колонны. Таким образом, имеют место как минимум три точки опоры – две внешние стены и одна внутренняя стена или колонна.

Применение промежуточных точек опор позволяет уменьшить фактическую длину перекрываемого пролета и уменьшить сечение конструкционных балок.

Важным моментом, который необходимо учитывать при проектировании наслонной системы, является обратная зависимость угла ската крыши и шага стропильных ног. Другими словами, чем больше крутизна крыши, тем чаще необходимо устанавливать стропильные балки.

Комбинированная стропильная система

Перекрытие значительных по длине пролетов требует использования стропильных ферм.

Схема монтажа стропильной системы: А – узел крепления стропил к мауэрлату; крепления кобылок; Б – общий вид правильно выполненных стропил; В – растяжка и подкос; Г – правильное крепление конька; Д – крепление к подкосу; Е – стропила в сборке.

Такие фермы используют в своей конструкции характерные элементы обеих систем и являются комбинированной стропильной системой.

Наиболее часто такая система используется для изготовления крыш так называемого мансардного типа. Стены помещения на втором этаже будут образовываться вертикальными стойками, одновременно являющимися промежуточными точками опоры для стропильных балок.

Горизонтальные брусья, пущенные по верху стоек (прогоны), будут одновременно выполнять функции конькового бруса для боковых скатов кровли и мауэрлата для верхних скатов.

Часть стропильной фермы, соединяющая верхние концы стоек, выполняет функцию ригеля для боковых скатов и одновременно является затяжкой для верхней части фермы.

Дополнительно для усиления прочности конструкции могут устанавливаться подкосы, скрепляющие вертикальные стойки и стропила боковых скатов кровли.

Комбинированная стропильная ферма несколько сложнее в изготовлении, чем традиционные виды стропильных систем. Однако трудоемкость и сложность изготовления с лихвой компенсируются отсутствием необходимости в дополнительных опорах при перекрытии больших пролетов и увеличении несущей способности кровли.