Стропильные фермы крыши и её виды
Стропильная система — основа крыши, которая делает упор на несущие элементы строения и служит также каркасом для различных видов материалов для кровли: утеплителей, гидроизоляции, разнообразных покрытий.
Габариты и конструкция стропил зависят от:
- приобретённого материала;
- размеров строения;
- габаритов дома;
- стройматериала для стропил;
- индивидуальных предпочтений заказчика;
- актуальных для определённого региона нагрузок на крышу.
Стропильная система имеет:
Каждый из приведённых факторов очень важен, поскольку необходимо понимать, какой тип стропильной системы будет оптимально подходить для той или другой определённой ситуации.
Когда речь заходит о малоэтажных домах, то самую большую распространённость получают конструкции из дерева. Во многих случаях применяют три вида стропильных ферм: висячие стропила, наслонные стропила и смешанную систему стропил.
Характеристика висячих стропил
Висячие стропила — это наиболее элементарный вид стропильных систем, их характеристики:
Самым простым видом стропильных систем считаются висячие стропила
Если крыша дома сложной конструкции, виды стропил можно чередовать. Например, при наличии опор или средней основной стены делают монтаж наслонных стропил, а при отсутствии таковых элементов — висячие стропила.
Особенности наслонных стропил
Для наслонной системы стропил дом должен быть дополнительно оборудован несущей стеной, расположенной посередине. Различают наслонные стропила по таким признакам:
Чем сложнее констуркция крыши, тем большее количество балок стропил следует установить
Смешанная система стропил
Часть стропил, которые соединяют один конец стоек, функционирует как ригель для скатов, расположенных сбоку, причём для верхней части конструкции они являются затяжкой.
Одновременно горизонтальные брусья выполняют такие функции: для верхних скатов — мауэрлат, для боковых — коньковый брус. Чтобы увеличить прочность кровли, монтируют подкосы, которые соединяют боковые скаты и вертикальные стойки.
Увеличить несущие качества кровли можно с помощью смешанной стропильной системы
Самостоятельное изготовление стропильной системы
При использовании различного утеплителя нужно выбрать идеальное расстояние между элементами стропил для того, чтобы уменьшить количество обрезков теплоизоляции.
Монтаж стропильной системы надо производить в таком порядке:
-
Делается шаблон, по которому собирается ферма. Берутся 2 доски, соответствующие длине стропил, и соединяются между собой с одного только края гвоздём.
Громоздкую конструкцию стропил дополнительно укрепляют подкосами и подпорами
На специальных опорах устанавливают коньковый брус, к которому крепятся не только короткие, но и диагональные, и промежуточные элементы стропил.
Правильное крепление конькового бруса обеспечивает надежность всей системы стропил
Типовые узлы стандартной стропильной системы
Прочность конструкции стропил зависит от идеально подобранного сечения досок, а также от высокого качества стропильных узлов. Соединение деталей для конструкции крыши делается согласно установленным правилам.
Главные типовые узлы в стропильной системе:
- опорный узел стропил на мауэрлате;
- коньковый;
- узел совмещения верхних затяжек и всей стропильной системы;
- закрепление подкоса, стойки, а также стропил и балки.
После того как была выбрана конструкция стропильной системы, надо составить план, в котором выделить все узлы. В каждой конструкции они изготавливаются по-разному, поскольку это зависит от разных нюансов: вида кровли, её размера, угла наклона.
Стропила из профильной трубы
Стропильная ферма из профильной трубы предназначена для устройства крыши небольших зданий и сооружений
Ригель в стропильной системе
Закрепляться он может в разнообразных местах между ногами строп. Здесь существует прямая закономерность — если ригель закрепить выше, то брус для его монтажа необходимо подбирать с большим сечением.
Способов фиксации ригеля к стропильной системе множество:
- болтами;
- гайками;
- шпильками с шайбами;
- специальным крепежом;
- гвоздями;
- смешанными креплениями, когда применяются параллельно разные виды крепежа.
Крепление существует с врезкой или накладное. В целом ригель — это расчётный узел, как, впрочем, и вся система строп крыши.
Ригель в стропильной системе предназначен для усиления конструкции кровли
Крепление стропильной системы
Висячие стропила нуждаются в более плотном и надёжном креплении в коньке, поэтому в данном случае можно применить:
- накладные металлические или деревянные пластины;
- метод врубки;
- соединение с помощью длинных гвоздей.
В наслонной системе не соединяются между собой стропильные ноги, так как прикрепляются они к коньковому прогону.
Видео: как сделать стропила своими руками
Таким образом, идеально подобранная система стропил и их конструктивные характеристики помогут создать основу для надёжной кровли для вашего дома.
С висячими стропилами
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Прямой и косой прируб для соединения затяжки
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
Системы наслонных стропил с подкосами
Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.
Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса
Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.
Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном
Содержание
Разновидности: вальмовая и шатровая конструкции
Характерные отличия в рамках четырехскатного класса:
Нередко вальмовые и шатровые системы вкупе используются в строительстве одного объекта или эффектно дополняют двускатные, односкатные, ломаные и другие крыши.
Установка наслонных стропильных ног проще и доступней для неопытного домашнего кровельщика, которому необходимо учесть, что:
В устройстве стропильных систем для шатровых и вальмовых четырехскатных крыш используются специфические конструктивные элементы, это:
Диагональными стропилинами и нарожниками пользуются также для сооружения ендов, только устраиваются тогда вогнутые углы крыши, а не выпуклые как вальмовые.
Если вкратце описать процедуру строительства наслонного каркаса для четырехскатной крыши, то уложиться можно в несколько этапов:
В случае применения висячей схемы каркаса стартом строительства шатрового каркаса будет установка треугольной стропильной фермы по центру. Началом монтажа четырехскатной вальмовой стропильной системы станет установка ряда стропильных ферм.
Полезные видео-инструкции
Кратко с последовательностью и правилами монтажа стропильной системы четырехскатной крыши шатровой и вальмовой категорий ознакомит видео:
Элементарная вальмовая стропильная система
Тем более если ее запланировано возвести над небольшой хозяйственной постройкой, беседкой или летней кухней. На простых конструкциях очень даже стоит потренироваться перед приложением усилий к более ответственным объектам.
Этап 1: Моделирование и проектирование
Инструкция для упрощенного проектирования:
Для устройства вальмовой крыши по кирпичным и пенобетонным стенам потребуется брусок для сооружения мауэрлата. Он не нужен, если установка стропильной системы выполняется по деревянным стенам.
Этап 2: Устройство основной части вальмовой крыши
Первым делом соорудим вспомогательные леса из расчета, что между плоскостью самодельной подставки типа высокой скамьи и коньковым прогоном должен помещаться домашний мастер в полный рост.
Стартом монтажа стропильной системы для будущей вальмовой кровли является устройство коньковой части конструкции:
Вспомогательные доски демонтируем, они нам более не понадобятся.
Этап 3: Сооружение вальмовых скатов
Вальмовую часть стропильной системы крепим аналогичным образом: нижние пятки уголками к мауэрлату или к верхнему венцу, верхние закрепляем гвоздями. Работу производим в следующей последовательности:
По окончании работ стропила через одну прикручиваются проволочными скрутками к заложенным в стены деревянным пробкам или ко второму венцу, чтобы сильным порывом ветра конструкцию не сорвало.
Есть способ закладки скруток из отожженной проволоки в кладку еще в процессе строительства для последующего фиксирования стропильной системы. Поверх проволочной скрутки должно быть еще три ряда кирпичной кладки или два ряда пеноблоков.
Требования предъявляемые к стропильной системе
Жесткость
Небольшой вес
Высокое качество материала
Дерево для стропил должно быть следующим:
Формы крыш и стропильных систем
Односкатная крыша.
Устройство стропил односкатной крыши.
Двускатная крыша
Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.
Четырехскатная крыша
Особенности конструкции четырехскатной крыши.
Ломанная крыша
Устройство ломанной крыши.
- Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам
Соединительные элементы
Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.
Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.
Способы крепления стропильных ног.
Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:
- Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
- они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
- они закрепляются весьма быстро.
Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.
На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.
Строительство вальмовой крыши
Сборка конькового участка четырехскатной крыши
Коньковый участок крыши выполняют так:
В конце нужно установить с каждой стороны по три ряда выносов. После этого к балкам перекрытий и выносам строго горизонтально крепится карниз, облегчающий дальнейшие работы с крышей.
Устройство накосных стропил — чертежи
Диаметр диагональных стропил совпадает с размерами рядовых элементов. Поскольку в нашем примере уклон трапециевидных скатов и вальм отличается, одна из накосных ног размещается несколько выше другой.
Процесс создания и монтажа накосов таков:
Изготовление остальных 3 детали выполняется аналогичным образом. Под каждую из таких стропилин в местах, где стыкуются балки с угловыми выносами, устанавливают опоры. Дополнительные опоры возле конька необходимы, если длина пролета превышает 7,5 м.
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.
Разновидности четырехскатных крыш
Конструктивные особенности стропильной системы зависят от конфигурации крыши. Сегодня наиболее распространены такие типы четырехскатных крыш, как:
- вальмовая;
- полувальмовая голландская;
- полувальмовая датская;
- шатровая.
Шатровая крыша обычно устанавливается на постройках, имеющих одинаковую длину стен (квадратный периметр). Все скаты такой четырехскатной крыши по форме являются одинаковыми равнобедренными треугольниками.
Четырехскатные крыши эстетично выглядят и обладают отличными функциональными характеристиками. К недостаткам конструкций данного типа можно отнести достаточно высокую сложность расчетов и монтажа стропильной системы.
Висячие стропильные конструкции
Особенности монтажа вальмовой крыши
Чтобы смонтировать коньковый пролет, на балках, уложенных поперек здания, строго вертикально устанавливаются коньковые стойки и закрепляются укосинами. Важно соблюсти высоту расположения конькового пролета, предписанную проектом.
- выбранного сечения стропильных ног;
- особенностей монтажа кровельного материала.
С каждой стороны конькового пролета должно быть смонтировано не менее трех центральных стропил, независимо от длины стены здания.
Возведение стропильной системы, согласно требованиям СНиП, должно выполняться в соответствии с установленными правилами безопасности!
