Наслонные стропила: обзор конструкции, узлов и план монтажа

Крыша – это очень важный этап строительства и ремонта любого здания. Правильно рассчитанная и собранная стропильная система должна не только выдерживать все существенные нагрузки на кровлю, но и учитывать местные климатические условия. Существует два основных вида несущих конструкций крыши: наслонные и висячие стропила. При строительстве зданий, не имеющих несущих капитальных стен, обычно применяют висячие стропила, в противном случае – наслонные.

Элементы стропильной конструкции

Мауэрлат – главная составляющая всей системы, своеобразный фундамент, который устанавливается по периметру стен и создает оптимальный баланс нагрузки, защищая конструкцию от непроизвольного движения в момент сильных ветров или обильных осадков. Мауэрлат можно изготовить из строганного бруса, в некоторых домах его может заменить верхняя обвязка стен.

Стропильные ноги – предназначены для удержания своеобразного сэндвича. Между несущими стропилами прокладывается лист уплотнителя, а поверх него кладется обрешетка.

Прогоны – цельные балки, которые укладываются по уровню вдоль кровли. Используются для фиксации стропильных ног. Подразделяются на несколько видов: коньковый прогон (располагается в верхней части кровли), боковой (расположен по центру несущих ног стропил).

Элементы стропильной конструкции

Стойки – принимают на себе незначительный вес конструкции. Применяются для усиления упоров стропил и конька.

Подкосы – устанавливаются специально для удержания стропильных ног. Монтируются в наклонном положении. Придают сооружению дополнительную прочность.

Немного о терминологии

Стропильная система своими руками требует определенных знаний. Все элементы конструкции имеют свои названия, с которыми мы сейчас познакомимся.

И так, что такое стропила? Это несущая конструкция крыши, имеющая один, два или больше скатов. В нее входят:

  • стропильные ноги – наклонные брусья или доски, которые создают форму крыши;
  • стойки – вертикальные брусья или доски, поддерживающие конец и стропильные ноги;
  • подкосы – наклонные балки, поддерживающие стропильные ноги.

В зависимости конструкции, стропила бывают наклонными и висячими. К первому типу относятся брусья, которые нижней частью упираются в стену дома, верхней – в конек крыши, а посредине имеют промежуточную опору. Такая конструкция ставится в случае, если стропильная нога имеет длину более 5 м. Висячие стропила, соответственно, таких опор не имеют.

Еще одной составляющей стропильной системы является прогон, который выполняет функцию на усиление стропильных конструкций. Это горизонтально лежащий брус, перпендикулярный ногам. Различают коньковый (в месте, где сходятся брусья) и боковой.

В некоторых конструкциях устанавливают затяжки между стропильными ногами. Они создают дополнительное соединение и дополнительно укрепляют конструкцию. В случае, если ставятся несколько вертикальных стоек, под них кладется горизонтальная балка, которая называется лежень. Она принимает на себя нагрузку, равномерно распределяя ее. Все это необходимо, чтобы получилось усиление стропильной системы. Это продлит срок жизни конструкции, в также обеспечит лучшую защиту от ветра и других природных угроз.

Срок службы брусьев увеличат специальные пропитки от огня, грибков и вредителей. Разобравшись с основными терминами, рассмотрим последовательность действий, необходимую для установки стропильной системы.

Виды стропил ↑

stropila-1stropila-2

Чрезвычайная важность несущей конструкции диктует особый подход к выбору ее вида, материала изготовления и других важных деталей. Все их определяют еще на стадии проектирования конструкции.

Стропильные фермы, как правило, изготавливают из древесины либо металла. В редких случаях их выполняют из железобетона.

Металлические фермы поступают на стройплощадку уже готовыми, изготовленными в заводских условиях. Их подымают с помощью крана, после чего закрепляют сваркой.

Изготовление стропил из дерева по способу выполнения более разнообразно:

  • они поступают уже готовыми, выполненными в заводских условиях;
  • конструкция может собираться также на строительной площадке из отдельных элементов, изготовленных в заводских условиях;
  • изготовление стропильной системы прямо на строящемся объекте из элементов, раскроенных на месте.

На заметкуТем не менее такое решение имеет несомненный плюс – при правильно возведенных стенах, установить каркас не сложнее, чем собрать детский конструктор.

Готовые заводские изделия преимущественно используют в процессе строительства сложных кровель. К примеру, так собирают каркас над эркером. Что же касается быстровозводимых зданий, то при их строительстве фермы поставляют в комплекте.

Если вы решили следовать последнему варианту, изготовить и собрать стропила самостоятельно, прежде нужно изучить всю терминологию, связанную с крышей, чтобы путаница ненароком не привела к непредсказуемым негативным последствиям.

Варианты стропил

Стропила — основа крепления кровли. По устройству различают три вида:

  1. Наслонные, считающиеся одними из самых надёжных компонентов, использующихся в конструкционных работах.
  2. Висячие стропила.
  3. Висячие фермы, оборудованные шпалами.

Каждая из систем имеет особенности конструкции. Проведение точных расчётов позволит создать прочную и надёжную конструкцию.

Наслонного типа

В сооружениях, имеющих ещё несколько рядов стен, служащих, кстати, в роли вспомогательных опор, чаще всего используется наслонная стропильная система.

Если в наличии имеется пара вспомогательных компонентов, имеющих возможность применяться в роли опоры, здание в своих размерах может достичь 17—19 метров. Главное, делать не больше 8 метров пространства между соседними опорами. До 120 сантиметров величины порой достигает стропильный шаг, главное, правильно провести расчёты и учесть все необходимые особенности.

Читайте также:  Бутовый камень — что это такое, плотность, можно ли делать фундамент?

Нижние части такого вида обладают опорой, состоящей из подстропильных брусьев. В том числе вкупе с ними используется мауэрлат.

Чтобы разделить опорные стойки и прогоны, о которых также не стоит забывать, используют подкосы. Их главная функция заключается в том, что они выполняют разгружающую и поддерживающую функцию, в том числе и для ног стропильной системы, увеличивающих размер сооружения. Они сами имеют больший размер, чем обычный коэффициент пиломатериала, и их нужно собирать.

Висячая система

Висячие стропила кардинально отличаются от наслонных. Их нижние концы занимают опорные стены. Стропильные ноги этой системы нагружены в двух частях всей монтируемой системы.

Нагрузки от висячей конструкции распирают стены, которые имеют опорный характер.

В роли использованного материала с целью затяжек применяют дерево либо сплавы. Для того чтобы это всё расположить, в основном избирается линия в комфортной высоте. А также принимайте во внимание, что крепление к стропильной системе зависит от высоты расположения затяжки.

Наслонный тип чаще всего применяется для того, чтобы была возможность обустроить двускатные кровли над сооружениями. Их стены длиной должны быть не больше 5—6 метров.

Стропильные конструкции мансардных крыш

Мансардная крыша, как и любая конструкция кровли, состоит из двух систем:

  • ограждающей, включающей кровельный пирог, гидро-, паро- и теплоизоляцию;
  • силовой, куда входит, во-первых, стропильная система, и, во-вторых – мауэрлат.

Мауэрлат распределяет нагрузки, которые испытывают стропила мансардной крыши, на несущие стены

Стропильные конструкции мансардных крыш

Стропильная система мансардной крыши – это ее силовой каркас со множеством видов и разновидностей. К тому же она считается самой оптимальной в силу своей относительной простоты и небольших затрат на увеличение внутреннего пространства.

На заметку: к примеру, квадратный метр полезной площади мансардной крыши 8х10 обходится порядка 70–75 есть оборудовать мансарду в 60–65 м2 гораздо дешевле, чем построить такую же площадь «с нуля». Классическая мансарда – стропильная система

Будучи основой для мансардной крыши, система стропил помимо своего веса должна выдерживать и расчетные нагрузки от ветра и снега. Если учесть к тому же, что это звено, связующее воедино кровельные скаты, балки перекрытия, стены и потолок, то очевидно – расчет стропильной системы мансардной крыши должен быть выполнен тщательно и грамотно.

Стропильные конструкции мансардных крыш

Связь между полезной площадью мансарды и углом наклона крыши

Конструкция и размеры мансарды зависят от многих параметров, в частности, от ширины дома и высоты помещения. Поэтому сначала необходимо подготовить соответствующие чертежи и проработать все узлы соединений. Схема стропильной системы мансардной крыши должна содержать исчерпывающую информацию об

  • увязанных между собой высоте, шаге и сечении стоек;
  • длине и наклоне стропил;
  • месте расположения мансардных окон;
  • размере обрешетки
  • материале для обшивки фронтона.

Важно: особого внимания требует крепление стропил к мауэрлату и его же самого –к стене здания. При любом серьезном просчете крыша мансарды в случае ураганного ветра может оторваться или разрушиться.

Стропильные конструкции мансардных крыш

Расчеты системы можно значительно упростить, если использовать таблицы, в которых представлены готовые конструктивные решения узлов несущей системы с указанием способов крепления и основных размеров.

Конструктивные элементы двускатной крыши

Двускатная крыша содержит в себе следующие конструктивные элементы: мауэрлат, стропильная нога, конек, кобылки, лежень, стойки, подкосы, обрешетка.

Мауэрлат

Мауэрлат – это брус, проложенный по периметру здания, который закреплен к несущим стенам на анкера или стержни с резьбой, вмурованные в стену. Мауэрлат передает нагрузку от стропильных ног на несущие стены здания. Как правило, для мауэрлата применяют брус квадратного сечения из хвойных пород дерева, и размер его варьируется от 100х100мм до 150х150мм.

Стропильные ноги

Стропильная нога – это доска сечением 50х150мм либо 100х150мм. Стропильные ноги формируют основной контур двускатной крыши, образуя тем самым треугольник. Стропильные ноги равномерно передают нагрузку, возникающую от погодных условий (ветер, снег) и от веса кровельного покрытия на мауэрлат, а мауэрлат передает эту нагрузку на несущие стены здания. Шаг стропильных ног должен быть в пределах от 60 см до 120 см. Все зависит от вида кровли, чем тяжелее кровельное покрытие, тем чаще устанавливаются стропила.

Конек представляет собой горизонтальный элемент крыши, который соединяет в самой верхней точке два ската крыши. Конек формируется в результате соединения стропильных ног в верхней части крыши.

Кобылки – это отрезок доски, который служит продолжением стропильной ноги и образует свес крыши. Кобылки необходимы в тех случаях, когда длины стропильной ноги не хватает для образования свеса крыши. Для кобылок используют доску меньшего сечения, чем была использована доска для стропильных ног. Использование кобылок позволяет использовать стропильные ноги меньшей длины, что облегчает монтаж стропильной системы.

Кобылки

Свес крыши отводит от стен дождевую влагу, предотвращая стены от чрезмерного намокания. Как правило, свес должен выступать от стены не менее чем на 400 мм.

Лежень

Лежень – горизонтальный брус, который лежит на внутренней несущей стене и равномерно распределяющий нагрузку от стоек крыши. Для лежня используется брус 100х100мм или 150х150 мм.

Стойки

Стойки – это вертикальные элементы крыши, которые передают нагрузку от конька на несущую внутреннюю стену здания. Стойки изготовляют из бруса сечением 100х100мм либо 150х150мм.

Затяжки

Затяжка – это конструктивный элемент висячей стропильной системы, который образует вместе со стропильными ногами треугольник и не дает стропильным ногам разъехаться в разные стороны.

Читайте также:  Как правильно сделать парилку в бане своими руками

Подкосы

Подкосы представляют собой обрезок доски, который устанавливается под определенный углом, передавая нагрузку от стропильных ног вниз к несущим элементам. Несколько подкосов образуют вместе с затяжкой прочную конструкцию называемую фермой. Такая ферма способна выдерживать и передавать нагрузки при больших пролетах.

Обрещетка

Обрешетка представляет собой бруски или доски, которые крепятся к стропильным ногам перпендикулярно направлению стропильных ног. Обрешетка равномерно распределяет вес кровли и нагрузки от погодных явлений на стропильные ноги. Также обрешетка скрепляет стропильные ноги в единое целое. Кроме брусков можно использовать необрезную доску, но перед установкой такой доски на стропильные ноги с неё необходимо содрать всю кору. Для мягкой кровли, такой как битумная черепица, используют для обрешетки листы влагостойкой фанеры.

Все вышеперечисленные конструктивные элементы двускатной крыши изготавливаются из хвойных пород дерева. Все элементы двускатной крыши в обязательном порядке антисептируются, чтобы в дальнейшем балки и стропила не загнили.

Висячие стропила, область применения

Стропила висячие обычно применяются при возведении кровли зданий, в которых отсутствуют внутренние несущие стены. Такие конструкции не имеют опор внутри, а опираются только на две внешние основные опоры, которыми может служить, например, наружная стена здания.

Висячие стропила

При этом стропильные ноги не создают горизонтальных нагрузок, а работают только лишь на сжатие и изгиб. Для уменьшения распирающих усилий, оказываемых на стены дома висячими стропилами, следует использовать затяжку, соединяющую все элементы в единую конструкцию.

Затяжку можно сделать из металла или прочного деревянного бруса, а расположить, исходя из конструктивных особенностей кровли. Например, при возведении мансардной крыши следует использовать затяжку висячих стропил, расположенную у основания для того, чтобы она выполняла и функцию балки перекрытия.

Чем большую нагрузку испытывает затяжка, тем выше она должна быть расположена в стропильной системе.

Очень важно применять мощные конструкции стропил и контролировать надежность креплений, если вы используете верхнее расположение затяжки. Если применяются  висячие стропила, ширина пролета должна быть 6 — 10 метров, и делают их, обычно, из дерева (бревен, бруса, досок), а при соединении элементов между собой используют болты, врубки, нагели, стальные профили и гвозди.

Всё о строительстве и ремонте

В прошлой статье, мы выбирали оптимальную конструкцию и уклон каркасного дома. Остановились на двухскатной крыше с уклоном 45˚. В этой статье посмотрим, как сделать крышу каркасного дома с кровлей из битумного шифера.

Конструкция двускатной крыши

Крыша каркасного дома конструкция сборная и для разбора её устройства, разумно выделит следующе основные элементы:

  • Стропила;
  • Кровля;
  • Утепление.

В упрощённом описании, стропила образуют остов крыши, кровля это отделка крыши, утепление крыши это её внутренне устройство.

Стропильная система

Напомню, мы смотрим двухскатную крышу каркасного дома. Пожалуй, это простой вариант устройства крыши, однако он в полной мере дает представление, как собирается крыша простого каркасного дома.

Стропильная система крыши это набор стропильных ферм, которые собираются, условно, на земле, после сборки поднимаются на остов дома и устанавливаются с заранее рассчитанным  шагом.

Для крепления стропильных ферм, используются различные решения, но обязательно во всех решениях присутствуют коньковый брус и обрешетка. Коньковый брус он же прогон, связывает вершины ферм, а обрешетка связывает стропильные ноги по всей их длине.

Выбор стропильной системы

О выборе и типах стропильных систем я писал статье тут. Здесь кратко напомню, если пролёт вашего дома более 10 метров, выбирается конструкция крыши называемая наслонной.

Фермы наслонной крыши не имеют опорной балки, стропила упираются в обвязку каркаса, обязательно делается опорная вертикальная стойка, для которой нужна опорная стена в доме. Фермы наслонной крыши собираются по месту.

Висячая крыша состоит из треугольных ферм, которые собираются на земле или фабрике и устанавливаются в собранном виде. Треугольник фермы, условно говоря, кладется на стены дома, отсюда название, висячая конструкция.

Части конструкции двускатных крыш

Всё о строительстве и ремонте

Посмотрим на элементы наслонной крыши. В данной конструкции больше элементов, чем у висячей крыши и отчасти названия элементов повторяются:

  • Мауэрлат. Это опорный элемент стропильной системы. Обычно мауэрлатом служит балочная обвязка каркаса.
  • Стропильная нога. Это доски образующие покатые плоскости крыши. Опорные элементы, упирающиеся в мауэрлат. Вверху образуют конёк крыши, соединяясь на прогоне конька.
  • Ригели. Это доски, возможно балки, которые связывают верх ферм для усиления.
  • Прогоны. Связующие элементы каркаса крыши. Связывают фермы между собой. Обязателен коньковый прогон, связывающий фермы на стыке стропильных ног.
  • Затяжки. Тоже связующие элементы, связывающие стропильные ноги одной фермы на мауэрлате.
  • Стойки. Опорные элементы, поддерживающие стропильные ноги ферм.
  • Лежень.  Специальная опорная балка, в которую упираются стойки конструкции;
  • Обрешетка. Доски, связывающие стропила с внешней стороны скатной плоскости. Служат основой для закрепления кровельного материала.

Утепление крыши

Утепление крыши делается, если планируется проживание в под крышном (чердачном) пространстве. Как вариант, устройство мансарды. Если мансарда не делается, утепляется только потолок верхнего этажа.

Техника утепления каркасного дома не отличатся от утепления стен. Используются одинаковые материалы, а в случае мансарды, часть понятия крыша и стена весьма условны.

В технике утепления используют или наружное или внутреннее утепление или оба варианта утепления сразу.  

Внешнее утепление двухскатной крыши

Внешнее утепление крыши удобно по исполнению, так как утеплитель укладывается на сплошную подшивку из досок, которые прибиваются на внутреннюю сторону стропильных ног. На подшивку укладывается слой пароизолятора. На него один или два слоя  негорючего утеплителя. На него слой  паро диффузионной мембраны. Весь пирог прижимается контр обрешёткой. Завершает конструкцию обрешетка, выбор которой зависит от выбора кровельного материала.  Для мягкой битумной кровли делается сплошной настил из влагостойкой фанеры или плит ОСБ.

Читайте также:  Выравнивание деревянного пола фанерой без лаг своими руками

Утепление кровли с внутренней стороны

Удобство утепления кровли с внутренней стороны, заключается в последовательности работ. В этом варианте, нужно сначала  покрыть кровлю материалом, а потом её утеплить.  На стропила крепиться слой гидроизоляции, на него делается обрешетка, и покрывается кровельный материал.  Теперь спокойно можно утеплять крышу изнутри.

Этапы работ не меняются. Сначала слой пароизоляции, потом укладка негорючего утеплителя. Утеплитель закрывается пленкой, которую крепят к стропилам стиплером. Отделка крыши делается по желанию: фанера, плиты ОСБ, другой материал.

Вывод

Разобрав устройство двухскатной крыши каркасного дома, хочется завершить статью оптимистичным лозунгом, что эта конструкция самая простая и доступна своими руками. Однако каждый элемент и узел этой «простой» конструкции имеет свои особенности, и собрать даже такую крышу без навыков будет трудно.

Еще статьи

Виды стропильной системы двухскатной крыши

Для рассматриваемой конструкции крыши существует 2 варианта: наслонные и висячие стропила.

Виды системы крыши: с наслонными и висячими стропилами

Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.

Висячие стропила

Применяются при ширине крыши не более 6 м.п. Установка висячих стропил выполняется за счет крепления ноги за несущую стену и коньковый прогон. Конструкция висячих стропил особенна тем, что стропильные ноги находятся под воздействием распирающего усилия. Висячие стропила с затяжкой, установленной между ногами, позволяют снизить его влияние. Затяжка в стропильной системе может быть деревянной или металлической. Часто затяжки ставят внизу, тогда они играют роль несущих балок. Важно обеспечить надежное крепление затяжки на стропильной ноге. Потому, что на нее тоже передается распирающее усилие.

Совет. Чем выше расположена затяжка, тем большей прочностью она должна обладать. Если затяжку не установить, несущие стены могут попросту «разъехаться» от давления, создаваемое стропильной системой.

Наслонные стропила

Применяются при обустройстве крыш любых размеров. Конструкция наслонных стропил предусматривает наличие лежня и стойки. Лежень, лежащий параллельно мауэрлату принимает на себя часть нагрузки. Таким образом, стропильные ноги как бы приклонены друг к другу и поддерживаются стойкой. Стропильные ноги наслонной системы работают только на изгиб. Да и простота монтажа также склоняет чашу весов в их пользу. Единственный недостаток – наличие стойки.

{banner_link_1}

Комбинированные

Ввиду того, что современные крыши отличаются большим многообразием форм и сложностью конфигураций, используется комбинированный вид стропильной системы.

Комбинированный вид стропильной системы

После выбора вида стропильной системы можно точно рассчитать количество материалов. Результаты расчетов записать. При этом профессионалы рекомендуют составлять чертежи на каждый элемент кровли.

Разновидности конструкций висячих стропил

Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:

    Трехшарнирная треугольная арка
Разновидности конструкций висячих стропил

Висячие стропила с затяжкой выполняются в форме замкнутого треугольника. В такой системе на изгиб работают стропила, а затяжка работает на растяжение. Минимальная высота подъема конькового прогона составляет не менее 1/6 длины арочного пролета. Такую конструкцию применяют для мансардного чердака, где на затяжку возлагается роль чердачного перекрытия. Для того чтобы уменьшить изгибающий момент, концы стропильных ног упирают с эксцентриситетом (небольшое смещение, расстояние) относительно их продольных осей.

Треугольная трехшарнирная арка с бабкой или подвеской

При длине пролета более 6 метров становится проблематичным использование цельного бруса, также возникает существенный прогиб от собственного веса затяжки. В таком случае, её подвешивают к коньку, а подвеску изготавливают деревянной и называют бабкой, либо железной и называют тяжем. Необходимая длина затяжки достигается путем состыковки более мелких элементов, которые крепятся на хомуте подвески при помощи косого или прямого сруба и болтов.

Разновидности конструкций висячих стропил

Наиболее распространенная ошибка при устройстве подвески – это ее инсталляция по схеме стоек с упором на затяжку и карнизный узел. Принцип работы подвески основан на растяжении, а стойки на сжатии. Поэтому низ подвески (бабки) не должен достигать затяжки. Подвеска (бабка) должна висеть на карнизном угле и крепиться к затяжке при помощи деревянных накладок, гвоздей и болтов.

Висячие стропила с приподнятой затяжкой часто применяют при использовании чердачного помещения под мансарду. В такой схеме затяжка крепится не внизу стропильных ног, а продвигается вверх и чем больше высота подъема затяжки, тем большее растягивающее напряжение она испытывает. В мансардном помещении такая затяжка играет роль балки потолочного перекрытия и не несет на себе полезной нагрузки. Эта затяжка может быть защищена от провисания с помощью установки подвески.

Треугольная трехшарнирная арка с ригелем

Разновидности конструкций висячих стропил

В этой схеме нижний опорный узел меняется с ползуна на шарнирно неподвижную опору. Стропильная нога делается с врубкой в мауэрлат, что делает всю арку устойчивой конструкцией. В такой системе приподнятая затяжка меняет направление своей работы с растяжения на сжатие и называется ригелем.

Треугольная трехшарнирная арка с подвеской и подкосами

С увеличением длины стропил возрастает и их прогиб. Для предотвращения прогиба стропила подпирают подкосами. Так как, в отличие от наслонной системы, низ подкосов упереть просто некуда, то их упирают в бабку. Получается достаточно прочная конструкция с круговой передачей нагрузок: стропила давят на подкосы, подкосы растягивают подвеску, подвеска тянет вниз верхушку стропил и коньковой прогон, подкосы сжимаются стропилами.

Разновидности конструкций висячих стропил

Карнизный узел (место соединения стропила с затяжкой) имеет несколько вариантов реализации: ортогональная лобовая врубка (с одинарным или двойным зубом), пластинчатое и дощатое крепление.

Разновидности конструкций висячих стропил