Что такое стропильная система?
Стропильная система для двускатной крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов, которые в совокупности составляют каркас конструкции.
Она изготавливается из древесины или металла в соответствии с расчетом нагрузок, которые будут воздействовать на них в процессе эксплуатации. Стропильный каркас кровли выполняет следующие функции:
Конструкция
Содержание
Формы и виды крыши: сложность устройства
Материал изготовления стропил: какой лучше?
В зависимости от того, какие нагрузки планируются и каковы пожарные требования, каркас крыши изготавливают из самых разных материалов. Вот как, к примеру, выглядит классическая деревянная и металлическая система крыши:
Предлагаем ненадолго остановиться на особенностях используемых материалов для стропильства крыши.
Деревянные стропила: преимущества и недостатки
Возведение крыши для многих представляется как работа с деревянными досками, которые в нужном месте подпиливают и скрепляют. Отчасти так, конечно, и есть:
В качестве древесины используется обычно высушенная хвойная или же клееная, если стропильные элементы должны выдерживать повышенную нагрузку. Но работать с деревом на самом деле не проще, чем с металлом, хотя многие так думают.
Стальные балки: для особых нагрузок
Сегодня стропильную систему нередко собирают из стальных оцинкованных балок. Вы наверняка встречали их название: двутавры, швеллера или тавры. Такие элементы получаются куда более дорогими, чем деревянные или обычные металлические, но этого стоит.
Например, сложность стропильной системы и наличие внутренних элементов напрямую влияет на планировочное решение мансарды. Ведь чем больше разных перемычек и ригелей между строительными ногами, тем ниже получится потолок чердака.
Виды стропил по распределению нагрузки
С понятиями разобрались, теперь рассмотрим, как устроена стропильная система изнутри.
Стропила наслонного и висячего типа
Конструкция крыши в зависимости от ее внутреннего устройства может быть распорной или безраспорной. В зависимости от этого сами стропила делятся на два основных вида: наслонные и висячие.
Главное преимущество висячих стропил в том, что они отлично работают на сжатие и изгиб. Но такая стропильная система создает немалые горизонтальные распирающие усилия, которые действуют на стены.
Наслонные стропильные системы более экономичны и просты в своем устройстве, но их применяют только тогда, когда у здания уже есть два или даже несколько рядов вертикальных опор, между которыми пролет не превышает 8 м.
Крыша на прогонах: для бревенчатых построек
Выбор между наслонными и висячими стропилами имеет значение, когда мы говорим об обычной крыше жилого дома, но вот баня или дача из оцилиндрованного бревна строится по-другому, по своим законам. Например, основой такой крыши часто служат слеги, или прогоны.
Это специальные длинные доски, которые расположены параллельно коньку и опираются на бревенчатые фронтоны. В этом есть свой смысл!
Конечно, на устройство такой крыши понадобится и время, и затраты, но сама технология достаточно надежна и проверена временем:
В итоге все усадка фронтонов уже не сказывается на геометрии крыши, а те зазоры, которые появятся со временем, закрывают декоративными планками. Так получаются красивые русские бани и дачные дома в соответствующем стиле.
Методы крепления стропил в каркасе крыши
Остались ли у вас еще вопросы после прочтения статьи? Задавайте!
Устройство кобылок на кровле
Как сделать кобылки на стропила
Пошаговый алгоритм монтажных работ выглядит следующим образом:
В качестве подшивки допускается использовать софит, сайдинг либо доски – такой метод предотвратит попадание влаги внутрь стропильной системы.
Скелет кровли
Стропильная система – это своего рода скелет скатной кровли, полностью отвечающий за ее прочность, долговечность, устойчивость и надежность. Стропильная система крыши характеризует несущие способности кровли.
От конструкции крыши и ее особенностей будет зависеть форма кровли, так как именно она задает основной геометрический тон всей верхней части здания.
Отчего зависит выбор типа конструкции:
- Габаритов сооружения;
- Выбора материала, а, точнее, – его веса;
- Вида материала самих стропильных ферм;
- От актуальных для данной климатической зоны снеговых и ветровых нагрузок;
- От выбранной геометрической формы.
Вне всяких сомнений, все вышеперечисленные факторы имеют немаловажное значение при выборе вида конструкции.
Какие же существуют виды стропильных систем и как не ошибиться и сделать правильный выбор в пользу того или иного типа? При выборе вида важно помнить, что опора кровли в разных типах зданий приходится на различные его части.
Опора стропил выполняется:
Основываясь на конструктивных различиях, можно выделить такие стропильные конструкции – это системы, в которых используются висячие, а также наслонные элементы.
Стропила висячего типа
Следует отметить, что эта стропильная система конструктивно имеет только две точки опоры, по одной для каждой отдельной пары стропильных ног.
Опорные точки располагаются на противоположных стенах дома. Эта стропильная система характеризуется тем, что при ее обустройстве стропильные ноги выполняют работу не только на изгиб, но и на сжатие.
Если используется стропильная система этого типа, то опора концов элементов выполняется на мауэрлат (специальный опорный брус) либо короб, выполненный из соединенных досок, которые надежно закрепляются на торцевой части каждой несущей стены.
К мауэрлату ноги стропил крепятся при помощи врубки, а для фиксации дополнительного элемента применяются кронштейны либо скобы. Следует учитывать, что при этом конструкция создает значительную распирающую силу, которая также передается всему сооружению.
Для компенсации силы распирания устанавливается затяжка, которая помимо уравновешивания распирающей силы, призвана предотвратить разъезжание концов элементов.
Стропила наслонного типа
Наслонные стропильные конструкции могут быть смонтированы только в сооружениях, в которых имеется средняя несущая стена.
Конструкционные особенности наслонной кровли:
Материалы для изготовления стропильной системы
Какая стропильная система не была бы выбрана, важно, чтобы она была правильно смонтирована, так как только в этом случае крыша полностью справится с возложенной на нее задачей.
Разновидности скатных крыш
В зависимости от количества наклонных плоскостей, кровельные конструкции можно разделить на:
В частном домостроении чаще всего применяется вариант двухскатной кровли, так как он имеет ряд преимуществ. К ним можно отнести:
Виды скатных крыш
Как рассчитать угол наклона стропил?
Для осуществления расчета угла наклона двухскатной крыши нужно знать несколько геометрических значений здания, а именно:
- Половина ширина пролета — L;
- Расстояние от несущей стены до конька крыши (или высота опорной стойки) – H.
Стандартная формула: α = arctg(L/H)
Где α – искомый угол наклона кровли.
Зная это значение можно вычислить длину несущей стропильной ноги:
l = H/sinα.
Где l – длина стропильного элемента.
Угол наклона стропил
Расчет временного нагружения
Ветровая нагрузка
Расчет ведется в соответствии с нормативной документацией (СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» или Еврокод «Воздействия на конструкции» часть 1-4).
Формула для расчета:
Где Wm – значение ветровой нагрузки;
Wo – нормативное значение давления ветра, определяемое по картам районирования;
k – коэффициент давления ветра (определяется в зависимости от высоты по нормативной документации);
с – аэродинамический коэффициент (для двухскатной крыши – 0,8).
Снеговая нагрузка
Определяется по формуле:
Где So – нормативное значение снеговой нагрузки, определяемое по карте районирования.
µ — коэффициент, который определяется в зависимости от угла наклона крыши:
- Для α≤30 град. — µ=1
- Для α≥60град. — µ=0
- Для 30≤α≤60 град. — µ=0,033×(60-α)
Районы снеговой нагрузки
Монтаж стропил под металлочерепицу
Для этого необходимо создать шаблон из досок, по которому и будет осуществляться дальнейшая сборка.
Он изготавливается в несколько этапов:
После установки этих элементов можно осуществлять подъем и монтаж основного стропильного элемента, собранного по шаблону. Скрепление с мауэрлатом может осуществляться 2-мя способами:
Жестким соединением. Осуществляется при помощи уголков и брусов. Реже используются скрепление посредством запила на стропильных ногах, с последующей фиксацией гвоздями или скобами.
Особенности: помимо основного соединения необходимо осуществлять привязку стропил к стене при помощи анкеров или проволочной конструкции.
Создание кровли из металлочерепицы – довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков и набитой руки. Поэтому для осуществления правильного монтажа нужно как минимум работать под наблюдением грамотного специалиста.
Крыша и кровля
Очень важно различать слова «кровля» и «крыша». Крыша — состоит из стропилы, кровельного покрытия, изоляционных деталей, ограждает дом сверху. Стропила — балка, которая создаёт уклон, несущая система скатной крыши.
Кровля — это верхняя оболочка крыши, которая делается из различных строительных материалов. Именно от крыши зависит надёжность и практичность эксплуатации дома.
Элементы стропильной системы крыши
К несущим элементам стропильной системы относят:
Мауэрлат — является основой для крепления стропил, он укладывается по периметру стен. Он укладывается для того, чтобы нагрузка была равномерной. Для изготовления мауэрлата берётся брус 20см*20 см или 15 см*15см (для небольших конструкций).
Наклонные балки, с помощью которых передаётся нагрузка от крыши, ветра и снега на конструкцию мауэрлата – это стропильные ноги. Их чаще всего монтируют от конька до карниза.
Балка, на которую опираются детали крыши- это прогон. На диаметр прогона влияет его пролёт, чаще всего берётся 20*20 см.
Также в состав стропильной системы деревянной крыши входят: подкосы, стойки и затяжки. Их основная функция — уменьшение тяжести на базовые элементы.
Элементом стропильной системы так же является ферма. В состав данной конструкции входят: затяжки, стропилы, стойки, подкосы. Ферма строится в форме треугольника, благодаря чему имеет хорошую устойчивость.
Узлы соединения стропильной системы бывают таких категорий: узел соединения мауэрлата и ног, узел соединения элементов деревянной фермы и ног.
Способ соединения мауэрлата и стропил есть скользящий и жёсткий.
Наличие чертежа стропильной системы, где указаны все элементы конструкции, эффективно поможет в работе над системой.
Чертёж представлен ниже.
Вентиляционная система крыши
Из тёплого помещения на чердак очень часто проходят потоки водяного пара, который создаёт конденсат на покрытиях кровли. От конденсата страдают деревянные детали и утеплитель.
Вентиляцию делают для устранения влаги в стропильной системе и на чердаке.
Водяной пар, который попадает на чердак должен без препятствий выходит через окна и особенные отверстия, которые делают в коньке крыше.
В домах, где используют плоские крыши и мансарды должно быть пространство с вентиляцией.
Задачи и функции стропильных систем
Список обязанностей крыши не ограничивается лишь защитой от атмосферных воздействий. Хотя противостояние погодным явлениям в конкретной местности, вне сомнений, возглавляет внушительный перечень задач.
Факторы выбора «костяка» крыши
Стропильная система – неоспоримая принадлежность скатных крыш, которая:
- задает конфигурацию и крутизну;
- удерживает финишное покрытие и компоненты кровельного пирога;
- создает условия для безупречной работы элементов кровельной системы.
Выбор крыши в итоге сводится к определению идеального варианта стропильной системы, на который кроме личных предпочтений владельца дома влияют еще такие веские факторы как:
Понятно, что пологая конструкция не приспособлена к устройству в ней полезных помещений. Для желающих оборудовать пространство под кровлей есть стропильные системы, предназначенные для строительства в регионах с различной степенью ветровых нагрузок.
Для того чтобы не мучиться в догадках о наиболее рациональной форме и угле наклона скатной крыши, достаточно присмотреться к окружающим малоэтажным домам.
Базовые варианты стропильных систем
Стропильные системы под мансарду
Устройство ломаной мансардной кровли позволяет получить полноценное жилое помещение на втором этаже
Элементы и узлы стропильной системы мансардной крыши
Для увеличения полезного объёма мансарды ригели, образующие её потолок устанавливают максимально близко к коньковому узлу
Использование ломаной крыши позволяет упростить форму помещения мансарды и получить больший объём жилого пространства.
Возведение ломаной крыши позволяет получить мансарду гораздо больших размеров, чем устройство обычной двускатной кровли
Основными элементами стропильной системы являются:
В простой конструкции двускатной кровли некоторые элементы, например, ригели и затяжки, могут отсутствовать
При монтаже стропильной системы широко применяются дополнительные детали для усиления крепления элементов конструкции.
Применение современных крепёжных элементов позволить эффективно усилить конструкцию и значительно сократить время монтажа
Устройство стропильной системы двускатной крыши с мансардой
В основе стропильной системы с двускатной крыши лежит треугольник — наиболее жёсткая фигура.
Сначала устанавливаются крайние стропильные фермы со стороны фронтонов
После установки всех стропил производится их окончательное крепление в узлах стыка с мауэрлатом и коньком
Перечислены только основные элементы стропильной системы. Могут быть использованы и дополнительные детали для увеличения прочности конструкции.
Особенности вальмовой кровли
Конструкция крыши вальмовой состоит из четырех скатов, причем для торцевых скатов, которые называются вальмами и располагаются от конька до карниза, характерна треугольная форма. В свою очередь, два других ската имеют трапециевидную форму.
Несмотря на то что монтаж вальмовой крыши – это очень трудоемкая задача, с ее помощью удастся придать презентабельный внешний вид даже самому заурядному сооружению.
В связи с тем, что основная нагрузка будет приходиться именно на крайние стропильные фермы центральной двускатной кровли, эти элементы нуждаются в проведении мероприятий, направленных на их усиление.
При возведении этого типа крыши наиболее важным этапом является проведение правильных расчетов, которые на самом деле более сложны, чем при возведении других типов крыш.
В том случае, если торцевые скаты заканчиваются не доходя до карниза, то речь идет о полувальмовой (голландской) кровле. Такая кровля, дополненная затяжками подойдет для обустройства небольших коттеджей, имеющих деревянные перекрытия.
В сооружениях, имеющих большую площадь, стропильная система вальмовой крыши будет иметь куда более сложную конструкцию, чем в первом варианте.
Этот вид вальмовой кровли по праву считается не только самым простым в реализации, но и экономичным, так как позволяет значительно сэкономить на количестве кровельного покрытия.
Полувальмовая крыша – эта кровля, имеющая три фронтона и состоящая из таких конструктивных элементов, как стропила для фронтона, стойки, специальные коньковые прогоны, балки перекрытия и огромного количества затяжек.
Следует заметить, что такое устройство крыши полностью избавляет ее от архитектурной безликости и позволяет придать кровле индивидуальный стиль и презентабельный вид.
Вне всяких сомнений, такая кровля будет стоить немного дороже, однако, это стоит того. Ее стоимость повышается за счет увеличения площади, а, следовательно, и количества затраченных строительных материалов.
Монтаж
Несмотря на то что стропильная система вальмовой крыши является достаточно сложной в реализации, красота этих кровлей не перестает нас удивлять день ото дня. И поэтому можно смело сказать, что такие крыши достойны того, чтобы над ними потрудиться.
Рекомендуем это почитать:
