Что такое висячие стропила и расчет конструкции

базовых составляющих конструкции двухскатной крыши

Конструкция, состоящая из двух плоских скатов, соединенных под углом наверху и опирающихся на стены, называется двухскатной. При монтаже с одного и другого торца остаются открытые проемы треугольной формы. В этих местах возводят фронтоны, переходящие в стену. Обычно такую конструкцию выбирают при строительстве малоэтажных зданий. Основными конструктивными составляющими крыши двухскатного типа являются:

1. Стропильная нога. Это брус из хвойных пород размером в сечении 5 х 15 или 10 х 15 см, создающий треугольный каркас 2-скатной крыши. Через этот элемент передается вся нагрузка от снежного покрова, ветра, кровли на мауэрлат. Располагают стропильные ноги на расстоянии 0,6 -1,2 м друг от друга. Длину их вычисляют по формуле: делят высоту конька на синус угла, под которым нога наклонена. Сечение выбирают по весу кровли, чем он больше, тем толще бруски.
2. Мауэрлат. Предназначен для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки, создаваемой ногами стропил на несущие стены. Это своего рода фундамент для стропильной системы, выполненный из бруса или бревна, уложенного по периметру сооружения и прикрепленного к ним при помощи анкеров или стержней с резьбой. Когда постройка деревянная, то роль мауэрлата выполняет верхний венец. На стенах из другого материала делают бетонный пояс по периметру, а в него встраивают шпильки, на которые брус просто «надевают» и затягивают гайками.
3. Конек. Верхний горизонтальный элемент конструкции, соединяющий 2 ската. Образуется при стыковании стропильных ног. Его высоту определяют в зависимости от ширины дома и угла наклона кровли, зависящего от преобладающих погодных условий в конкретной местности. Если зимы всегда снежные, то скаты должны быть крутыми, при сильных ветрах следует делать крышу более пологой. В умеренном климате оптимальный угол — от 35 до 45 градусов. Чтобы определить высоту, ширину дома делят на 2, если конек находится по центу. Результат умножают на тангенс угла, под которым наклонена кровля.

   Базовая схема устройства двухскатной крыши

4. Кобылки. Эти элементы присутствуют в конструкции не всегда — только в том случае, когда длины стропильных ног не хватает для образования свеса кровли. Они продолжают стропильную ногу на необходимую длину, но сечение у них несколько меньше, чем у основного элемента. Использование кобылок снижает трудоемкость монтажных работ при устройстве стропильной системы.
5. Лежень. Квадратный брус, лежащий на внутренней нагруженной стене. Его функция — равномерно распределять вес, создаваемый кровельными стойками. Используют для этой цели брус сечением 10 х 10 или 15 х 15 см.
6. Свес. Обязательный элемент, выступающий за пределы стены минимум на 400 мм и защищающий стены от дождя.
7. Затяжка. Элемент, завершающий вершину треугольника, образованного стропильными ногами и не дающий ему разъехаться.
8. Стойки. Брусья квадратного сечения (10 х 10 см или 15 х 15 см), установленные вертикально и передающие нагрузку на внутреннюю стену от конька.
9. Обрешетка. Горизонтально расположенный элемент, дополнительно скрепляющий и объединяющий в целостную конструкцию, стропильные ноги и передающий им нагрузку от кровли. Устраивают обрешетку из досок или обрезного бруса. Применяют и влагостойкую фанеру, но только при использовании мягкого кровельного материала.
10. Подкосы. Передают нагрузку на несущие конструкции от стропильных ног. Подкосы совместно с затяжкой образуют фермы, выдерживающие значительные нагрузки при самых больших пролетах.

Внимание! Шаг стропильных ног выбирают в зависимости от веса кровли. Чем она тяжелее, тем меньше расстояние между этими элементами. Влияют на этот параметр и конструктивные особенности кровли.

Разновидности стропильных систем двухскатной крыши

Виды стропил

Чтобы понять, что представляет собой конструкция висячих стропил, нужно хорошо представлять себе устройство каркасов крыш разных типов. Нам в данном случае интересны всего два их типа:

1. Двускатной крыши, в сечении обычно представляющие собой равнобедренный треугольник. Треугольные арки нередко монтируются с вертикальными фронтонами (иногда — с чердачной дверью и световыми окнами);
2. Вальмовой крыши, в которых вместо вертикальных фронтонов присутствуют два дополнительных ската. Этот тип крыш популярен в регионах с сильными ветрами.

Каркас дома с вальмовой крышей.

Стропила перечисленных выше крыш могут относиться к одному из четырех типов:

1. Наслонные стропила (металлические или деревянные) опираются на внутреннюю стену или стойку, которая, в свою очередь, переносит вес кровли на капитальную стену дома;
2. Висячие стропила в отличие от наслонных опираются только на внешние стены строения. Как следствие, они испытывают нагрузки и на изгиб, и на сжатие.

Нагрузка на сжатие передается наружным стенам дома; для ее компенсации пара стропильных ног обычно снабжается затяжкой — брусом или металлическим профилем, связывающим ноги у основания или ближе к коньку. При нижнем расположении затяжки служат основой пола чердака;

Схемы висячей и наслонной стропильных систем.

1. Диагональные стропила связывают коньковый прогон вальмовой крыши с углами строения;
2. Нарожные опираются на мауэрлат (брус, опоясывающий стены по периметру и выполняющий функцию опоры для стропильной системы) и на диагональные стропила.

Диагональные и нарожные стропила.

Уточним: боковые скаты вальмовой кровли устройством не отличаются от двускатной и опираются на те же висячие или наслонные стропильные ноги.

Виды стропильных соединений

Подобным образом, все узлы соединения стропилин можно поделить образно говоря на группы:

• узел соединения стропилин с мауэрлатом;
• узлы соединения стропилин с добавочными компонентами системы стропил, придающие крепость и жесткость;
• узлы стыкования стропилин при их удлинении.

Способов соединения стропилин  с мауэрлатом  есть два. Это твёрдое соединение и скользящее. Но  делать все соединения только твёрдыми невозможно, потому как дереву свойственны подобные характеристики, как  увеличиваться и сжиматься в зависимости от условий погоды. При твёрдом соединении стропилин могут появиться большие распорные нагрузки на несущие стены, что ведет к их деформирования.

Жёсткое соединение стропилин

Подобное соединение используют очень часто при наслонных стропилинах, когда необходимо объединить стропильную ногу с мауэрлатом. При этом соединение  стропилин на коньке жёстким уже не устраивается.

При твёрдом креплении стропилин с мауэрлатом  должны  исключаться любые существующие старания – крутящие, скользящие, сдвигающие, поворачивающие.  Чтобы получить узлы соединения стропилин твёрдыми  применяют два способа:

• путем устройства врубки на стропильной ноге;
• путем нашивки на стропилину  подпорного бруска.

Врубка или седло на стропильной ноге изготавливается на глубину, не превышающую 1/3 высоты дощечки. Для изготовления жёсткого соединения, стропило упертое седлом в мауэрлат, крепится 2-мя  гвоздками, забиваемыми под угол друг к другу  с боков стропильной дощечки, и одним по вертикали.

При подобном креплении формируется очень крепкое твёрдое соединение. Именно так очень часто соединяют стропилины  с  мауэрлатом  при сооружении разных кровель.

Иной вариант соединения стропилин с мауэрлатом состоит в том, что к стропилине подшивается брусок длиной в 1 метр, с помощью какого стропило упирается в мауэрлат. С боковой стороны оно закрепляется с помощью уголков из металла, чтоб убрать сдвиг по сторонам.

Если стропильная нога  закрепляется к затяжке, то чтоб оно не скользило на конце  и не случилось раскола конца затяжки,  крепление выполняют методом шипа или двойного зуба на расстояние от края затяжки 30см или больше.

Для добавочного крепежи стропилин со стенками строения, независит от используемого способа соединения, их крепят проволокой, которая закладывается в кладку на этапе строительства стен или с помощью анкеров, какие также устанавливаются во время устройства стен.

Скользящее соединение

Скользящее соединение исполняют при устройстве наслонных стропилин. Висячие стропилины в таком соединении не имеют нужды, потому как опираются на коньковый прогон и не делают распорных нагрузок на несущие стены строения. Очень часто висячие стропилины используют для строений, сооружаемых из бревна оцилиндрованного или бруска.

После постройки дерево еще пару лет изменяет собственные физические свойства, т. е. совершается проседание строения. При этом система стропил постоянно находится в движении и жёсткое крепежи  приводит к переменам в стенках. Прежде чем объединить стропилины в узле крепежи, ему делают требования для некоей свободы движения. Достигают этого тремя вариантами.

На стропильной ноге изготавливается запил, который упирается в мауэрлат. Крепление стропилины делается забиванием 2-ух гвоздей с двух сторон стропильной ноги наискось в мауэрлат или забиванием одного гвоздя сверху в мауэрлат. Взамен крепежи гвоздками используются скобки и железные пластины с готовыми отверстеями под гвозди.

• Стропило выпускается на конкретную длину за границы стены и закрепляется к мауэрлату с помощью уголков из металла.
• Применяется специализированная железная конструкция крепежи с названием «салазки».
• В любом случае стропило упирается в мауэрлат, но при конкретных обстоятельствах  оба компонента могут выполнять подвижки  в отношении друг к другу.
• Подкосы, распорки и бабки висячих стропилин  фиксируются к ним при помощи скобок и хомутов. Плюс ко всему стропильные ноги фиксируются к стенам проволочным скрутками, чтоб уменьшить риск срыва кровли крепким ветром.

Начало работ

Работы над кровлей начинаются с устройства мауэрлата своими руками. Мауэрлат в каркасном строительстве часто заменяется на брус внешней обвязки, то есть брус, соединяющий все четыре стены дома в одну конструкцию. В качестве мауэрлата или верхней обвязки используется брус 100х150 или 150х150 мм. Подробнее об устройстве бруса верхней обвязки читаем здесь.

Когда эти работы выполнены, можно начинать выводить фронтон и приступать к устройству стропильной системы. Все работы могут выполняться своими руками, это не так сложно, однако один-два помощника вам все-таки потребуется.

Конструкция крыши

Вся обработка стропильных балок перед сборкой и установкой производится на земле. Желательно выбрать ровную площадку, на которой можно гораздо легче обрезать брус в нужный размер, сделать выпилы или пазы, просверлить крепежные отверстия. Когда элемент готов, его можно поднимать наверх и приступать к фиксации.

Факторы, влияющие на расчет конструкции

Перед началом возведения крыши с висячими стропилами необходимо сделать грамотный расчет. Он поможет подобрать подходящие материалы, определить необходимую разновидность и сэкономить средства, сохранив прочность конструкции. Хотя это можно сделать самостоятельно, лучше довериться специалисту, тогда под такой крышей будет спать спокойнее. Для безошибочного расчета потребуется следующая информация:

• габариты постройки;
• материалы стен;
• схема расположения дополнительных опорных элементов, например, колон;
• наличие мансардного этажа;
• несущая способность стен;
• форма крыши.

С помощью этих данных определяется материал для стропил, сечение и с каким шагом проводить монтаж.

Кроме того, мастера-кровельщики учитывают климатические условия (количество осадков, сила и направление ветра). Исходя из этой информации принимается решение об угле наклона и выборе кровельного материала.

Устройство стропильной системы с висячими стропилами

Висячий вид стропил опирается на стены сооружения исключительно концами и устраивается при наличии расстояния между соседними опорами не более шести метров. Кровельные конструкции, имеющие более широкий пролёт, требуют выполнения укреплений посредством ригелей и затяжек в верхней части конькового элемента. Использованию подлежит не только деревянная, но и металлическая система затяжек.

Что это такое?

Висячие стропила разной длины

Висячие стропила обычно используются для покрывания пролетов шириной 7-10 м. Сфера применения может быть различной – такая система применяется для сооружения кровель на складах, промышленных зданиях, жилых домах.

Кровля, выполненная с висячими стропилами

На заметку! Максимальное расстояние между стенами, позволяющее использовать систему висячих стропилин, составляет 14 м.

Система с висячими стр

Элементы стропильной системы

Стропильная конструкция изготовлена так, чтобы одни детали служили поддержкой или опорой для других.

Крыша с висячими стропилами

Конструктивно стропилины бывают:

• наслонными;
• висячими.

Между типами стропилин разница достаточно существенная.

1. Висячие стропилины. Такие стропила опираются только на опоры по краям. Промежуточных опорных элементов не бывает. Эти стропилины включают затяжки и сами ноги стропил. Нагрузку висячие стропилины перераспределяют на капитальные стенки домостроения. Подобная система работает как на изгиб, так и на сжатие, перенося на капитальные стенки массу кровельного покрытия.
2. Наслонные стропилины. Для установки наслонных стропилин используются вертикальные опоры, которые установлены по центру кровли. Стропила такой системы закрепляются на мауэрлате, а их средина упирается на дополнительные опоры. Эта конструкция стропил работает на изгиб, уменьшая массу крыши. Наслонные стропилины пользуются, в последнее время, увеличивающимся спросом, и становятся более и более популярными у кровельщиков и домовладельцев.

Это тоже важно знать: Схема стропильной системы вальмовой крыши

Крепление стропильной ноги к мауэрлату

Правильная разметка и расчёт каркаса крыши на чертеже, а затем качественное осуществление плана в строении крыши играет огромное значение. В течении каждого года крыша строения регулярно подвергается риску нарушения целостности и даже деформации прилегающих стен, вследствии выпадения большого количества атмосферных осадков, смены температурных режимов. Помимо внешних факторов риска, основа крыши и стены должны выдерживать собственный не малый вес каркаса и покрытий.

Многоуровневый каркас крыши состоит из главных несущих звеньев: стропильных ног и мауэрлата. Их правильная установка гарантирует долговечность крыши, точное расположение всех перекрытий, а значит и оптимальное функционирование защитных звукоизоляции, гидроизоляции, пароизоляции.

Из всего многообразия разновидностей мы рассмотрим двускатные крыши, ведь именно они нуждаются в поддерживающей основе — мауэрлате.

Для его создания нужно использовать тот материал, который планируется применять ко всем несущим и поддерживающим элементам каркаса. Если каркас будет полностью деревянным, то и брусья для мауэрлата должны быть деревянными.

Необходимо позаботиться о правильной форме брусьев для основы крыши. Не желательно применение неровных балок с выступающими сучками. Если вы не имеете возможности подобрать ровные балки, следите, чтобы длина маленьких веточек не была больше, чем одна треть от ширины бруска. В идеале все брусья обрабатываются и к этапу сборки крыши поставляются калиброванными и фрезерованными минимум с обеих, а лучше со всех четырёх сторон.

Для каркаса крыши, следовательно и для мауэрлата, часто используются железо или железобетон. Такой каркас отличается высокой прочностью. Если по вашим индивидуальным расчётам стены выдержат вес металлического каркаса, вы можете выбрать этот вариант. Для металлического каркаса используются блоки мауэрлата того же материала.

Размеры брусьев варьируются от десяти сантиметров, обычно употребляют балки не меньше пятнадцати сантиметров. Ширина бруса напрямую зависит от длины и ширины стропил. Например, если сечение бруса двухскатной крыши равно 40х150 мм, то используются балки мауэрлата с сечением от 100х100 мм. При сечении бруса 100х250 мм изготавливается мауэрлат от 150х150 мм.

Мауэрлат крепится на внутреннюю часть наружной стены с помощью анкеров, стальной проволоки или шпилек. В процессе укладки брусьев мауэрлата, нужно соединять их на всех стыках металлическими скобами.

Нужно закрепить брусья основания как можно более качественно. На них будут установлены стропильные ноги, от чёткой фиксации которых зависит износостойкость и надёжность всей крыши.Ремонт кровли из рубероида. Об этом вы прочитаете в следующей нашей статье.

А здесь статья про технические характеристики металлочерепицы.

Мауэрлат – что это и для чего?

Строительство системы стропил нужно начинать с установки мауэрлата – это основания для будущей конструкции. Мауэрлат представляет собой бревно или брус, которое крепят по всему периметру внешних стен. Несомненно, можно сделать конструкцию и без мауэрлата, однако своими руками построить такую конструкцию будет довольно сложно и даже рискованно. Очень важно соблюдать в точности все рекомендации, чтобы основание для стропильной системы на 100% выполняло возложенные на него функции.

Важные советы:

• Перед укладкой мауэрлата нужно изолировать стены с помощью подходящего водонепроницаемого материала. Для экономии средств можете положить несколько слоев рубероида.
• Монтаж бревен осуществляется на армированный пояс с небольшим отступом от краев стен.
• Лучше всего выбрать бревна антисептированной древесины с сечением 10*15 см.

Для удобства проведения работ своими руками брусья нужно предварительно разложить от одного фронта до другого по всей длине стены. После этого можно проводить замеры: выкладываем брусья по уровню, следя за ровностью расстояния между ними. Следом можно крепить брусья к стенам. Как мы уже сказали, проводить монтаж предпочтительнее на армированный пояс, используя в качестве изделия для крепления анкерные болты – их лучше крепить при заливке армированного пояса. Также не забудьте просверлить отверстия в самом брусе.

Важно: если хотите добиться идеально ровного положения болтов, перед заливкой «пояса» приложите доску к болтам и придайте крепежным элементам вертикальное положение, применяя угольник.

Крыши двухскатные и многогранные

Для беседки, имеющей форму удлинённого прямоугольника, отлично подходят двухскатные и вальмовые кровли, имеющие четыре ската. Стропильная система с двумя скатами — не намного сложнее односкатной крыши.

В ней появляется всего лишь один дополнительный элемент. Это подкосы, которые монтируются под углом по обе стороны от стойки. Они упираются в стропила и страхуют их от возможного прогиба, а также придают фронтонам более интересный вид.

• Если в односкатной крыше вертикальные стойки монтируются только с одной стороны и по углам, то в двухскатной системе их устанавливают на двух противоположных сторонах, по центру. В остальном особо отличий нет: сверху стойки также связывают коньковым прогоном, который служит опорой для стропил.

Беседка с двухскатной крышей

Четырёхскатная крыша

Крышу с четырьмя скатами смонтировать несколько сложнее, но нельзя сказать, чтобы это невозможно было сделать своими руками. Если беседка квадратная, то четырёхгранный каркас кровли будет иметь форму призмы.

Это достаточно сложный вариант, который монтируется по аналогии с шестигранными крышами:

• О них мы расскажем чуть позже, а пока речь о вальмовой стропильной системе. Это самая гармоничная по форме конструкция, идеально подходящая для прямоугольной беседки. Чтобы на крыше образовалось четыре грани, стойки выставляют не на внешней, мауэрлатной обвязке стен, а на поперечных, лежневых балках.

Схема устройства четырёхскатной (вальмовой) крыши

• Высота стоек, как и расстояние между ними, должны быть такими, чтобы не нарушить общей симметрии кровли. В данной конструкции присутствует весь список элементов стропильных систем, представленный в нашей таблице, – в том числе и диагональные (накосные) стропила. Они соединяют стойки с углами беседки, образуя тем самым два дополнительных ската.

Элегантная беседка с вальмовой крышей

Кроме обычных наклонных и накосных стропил, в вальмовых крышах присутствуют ещё и нарожники. Это те же стропила, только укороченные. Устанавливаются они в тех местах, где опирание на коньковый прогон невозможно. Верхней опорой для нарожника служит диагональное стропило.

Крыша-пирамида

Вот мы и подошли к более сложным по исполнению конструктивным вариантам крыш. Начнём с четырёхгранной.

Пирамидальная крыша отличается от вальмовой стропильной системы, тоже имеющей четыре ската, отсутствием конькового прогона. Если беседка имеет квадратную форму, то в нём просто нет необходимости, так как все стороны строения равны.

Каркас крыши в форме четырёхгранной пирамиды

• Хотя, если оно имеет большую площадь, то сделать вальмовую крышу можно без проблем — а для небольшой беседки это ни к чему. Различия в структуре каркасов вальмовой и обычной четырёхгранной крыши таковы. В первом случае, крыша имеет два больших ската и два маленьких, тогда как у крыши-пирамиды площади всех скатов равны.
• Собрать такую крышу можно двумя способами. На картинке сверху представлена схема, где нет вертикальной стойки. В такой ситуации для опоры стропил в верхней части каркаса используют опорный столбик. В этом плане крыша с четырьмя гранями не отличается от шести- или восьмигранной конструкции.

Крепление стропил с помощью опорных накладок для бруса

• Разница только в том, что опора должна иметь столько же граней, сколько будет устанавливаться накосных стропил. Обычно их количество соответствует числу граней беседки. Для крепления стропильных ног к опорному столбику могут быть использованы специальные металлические накладки-опоры, которые мы видим на картинке выше, либо путём выборки пазов, как показано на следующем примере.

Крепление стропил к опорному столбику путём выборки пазов

Если отдать предпочтение варианту не с опорным столбиком, а с полноценной стойкой, то тогда нужно монтировать хотя бы одну лежневую балку. В беседках, имеющих шесть или более граней, это могут быть поперечные диагонали, соединяющие все противоположные углы.

Такую конструкцию чаще используют при строительстве металлических беседок. Она также очень удобна в случае, когда планируется обшивать потолок беседки доской или софитом.

Установка стропил: простые инструкции для самостоятельного выполнения

Думаете, что собрать кровельный каркас под силу только профессионалам? Если знать, что и как делать, справиться с этим сможет каждый

Планируется строительство кровельного каркаса, но не знаете, с чего начать? Я расскажу, как выполняется установка стропил на домах из газосиликатных блоков и на постройках каркасного типа. В итоге, вы сможете выбрать подходящую простую инструкцию и применить ее при строительстве своего загородного дома.

Монтаж стропил на кирпичном доме

На чертеже показаны наслонные стропила которые внешними краями опираются на мауэрлаты, в то время как затяжка лежит на промежуточной стене

В качестве примера рассмотрим, как самостоятельно установить стропильную систему на двухскатную крышу для загородного кирпичного дома. Особенность этой кровли в том, что на чердаке можно своими руками устроить мансарду.

Фасадные стены переходят во фронтоны, выложенные из того же стенового материала. Этот факт упростит задачу, так как кровельный каркас будет строиться между фронтонами. Кроме того, кровля, построенная между кирпичными фронтонами, более устойчивая в плане ветровой нагрузки.

Заметили, что на чертеже нет размеров? Я их не даю специально, так как длина стропил подбирается с учетом габаритов вашего дома

Особенность этого кровельного каркаса в том, что он будет строиться без бруса, а только из досок. Проблема отсутствия бруса будет решена продольным соединением двух досок, например, это будет сделано при устройстве лежня. Такой подход обусловлен экономией денег, так как две балки 200×50 мм будут стоить дешевле бруса 200×100 мм.

Технология строительства

На доске на уровне прогона и на уровне мауэрлата расчерчиваем края выемки с одной горизонтальной и одной вертикальной стороной. В итоге край свеса балки ниже мауэрлата должен составить не менее 60 см.

Все крепления выполняются на саморезы. Для большей надежности используем цветные саморезы, так как они оцинкованные. Черные саморезы пригодны только для временного монтажа.

Затяжку делаем из поставленной на ребро доски. Доску к стойке крепим на саморезы, а к диагональным балкам саморезами и болтом с гайкой через накидные шайбы. Аналогичные затяжки устанавливаем в нижней части каждой фермы.

Можно делать замеры на каждой доске по отдельности, а можно сделать один шаблон и обойти с ним все свесы и ровно перенести разметку

Монтаж стропил на каркасном доме

Предлагаю еще один пример, где монтаж стропильной системы будет выполняться на каркасном доме 6×6. В основе дома применен деревянный решетчатый каркас под последующее заполнение утеплителем и обшивку плитными материалами.

Чертеж каркасного дома 6×6 метров на котором собраны висячие стропила, о которых расскажу дальше

Так как строительство будет проводиться на каркасном доме, требование к стропилам, равно как и к подбору кровельного материала одно — это небольшой вес без ущерба для прочности конструкции. Поэтому при строительстве правильно будет применить сухую доску 200×50 из древесины хвойных пород.

Технология сборки

Стойку устанавливаем по уровню и на время монтажа всей конструкции опираем подкосами.

Размеры стойки даны ориентировочно, и вы их можете скорректировать, учитывая выбранный угол наклона скатов.

Прогон крепится так, чтобы горизонтальная балка легла на ступеньки. Вылет прогона на крайних стойках предусмотрен для последующей обшивки фронтона.

Накладки можно вырезать из обрезков, которые у вас останутся при сборке вертикальных стоек.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, как правильно выполняется установка стропил для кровель с двумя скатами. Если по предложенным инструкциям остались вопросы, их можно задать в комментариях к этой статье.

Основные узлы каркаса крыши ↑

Узел крепления к балке ↑

• В пятке стропила изготавливают зуб с шипом, в балке с соответствующим гнездом для шипа вырезают упор.
• Глубина гнезда составляет порядка 25–30% от толщины балки.
• Врубку выполняют на расстоянии 0,25–0,4 м, начиная  края балки, который свисает.
• Одинарный зуб выполняют, как правило, вместе с шипом, который не допускает сдвига вбок. Поэтому такое соединение называют «зуб с шипом и упором».

В случае полой крыши, угол наклона которой меньше 35°, стропильные ноги устанавливают так, чтобы опорная площадь на балку увеличилась. Для этого пользуются врубкой двумя зубами:

• в два шипа;
• упор с шипом и без;
• двумя шипами в замок.

Все соединения в конструкции выполняются при помощи крепежей:

• металлических – шурупов, гвоздей, болтов с шайбами, различных уголков;
• деревянных – брусьев, треугольных накладок (косынок), шипов.

К мауэрлату: ↑

Есть две технологии, согласно которым стропила крепят к мауэрлату.

Жесткое – в этом варианте между данными  конструктивными элементами полностью исключается возможность каких-либо воздействий (сдвигов, поворотов, изгибов, кручения). Для достижения подобного результата:

• при креплении используют уголки с подшивным опорным брусом;
• выполняется седло (запил) на ноге, полученное соединение дополнительно закрепляется с помощью проволоки, гвоздей и скоб. Гвозди прибивают с боков, по направлению друг к другу под углом (внутри мауэрлата они скрещиваются), затем забивается третий гвоздь в вертикальном положении. Это более распространенный метод крепления.

Скользящее (шарнирное)– подобного сопряжения, имеющего два уровня свободы достигают за счет использования специального крепежа, который обеспечивает возможность одному из сопрягаемых элементов свободно перемещаться (в заданных пределах).

Можно выделить следующие варианты скользящего крепления стропил и мауэрлата:

• выполняется запил, после чего стропила запилом укладывают на мауэрлат:
• элементы соединяют наискось двумя гвоздями по направлению друг к другу;
• соединяют одним гвоздем, который прибивают вертикально сверху вниз в тело бруса-основы через ногу;
• альтернативой гвоздям могут послужить стальные пластины с отверстиями для гвоздей;
• крепят доски к мауэрлату с помощью скобы;
• выпускают стропильную ногу за стену и выполняют единичную фиксацию крепежными пластинами;
• используют специальный стальной крепеж – «салазки».

Во всех этих случаях обеспечен упор ноги в мауэрлат, но при подвижках элементы системы имеют возможность двигаться по отношению друг к другу.

Подобное сопряжение особенно актуально для деревянных домов, воздвигаемых из бруса или бревен, которые со временем претерпевают усадку. Использование жесткого сопряжения может стать причиной нарушения целостности стен.

Стропильная система бывает «плавающей» или жестко-закрепленной. Плавающая крепится на специальных кронштейнах, которые позволяют деревянному каркасу «садиться» одновременно с усадкой фронтонов и не дает им зависать над коньковым бревном.

Узел конькового соединения ↑

Способов соединения в коньковой части – три.

Встык Верхний край стропил обрезают под тем же углом, что и угол наклона крыши, упирают в находящееся с противоположной стороны нужное стропило, оно должно быть так же обрезано. Обрезку углов обычно делают по шаблону. Для фиксации под коньком используют два гвоздя (150″)  или больше. По одному гвоздю под углом забивают в верхнюю плоскость первого и второго стропила, они при этом должны войти в срез противоположного. Коньковый стык дополнительно укрепляют, наложив на него сбоку деревянную накладку или металлическую пластину, которую притягивают болтами или гвоздями.

Крепление на коньковый брус Конструктивно этот способ довольно похож на первый. Единственное, между стропилами, спиленными под углом, укладывают коньковую балку. Процесс этот достаточно трудоемкий, поэтому коньковый прогон особой популярностью при строительстве крыши не пользуется.

Внахлест

Это наиболее распространенный способ. Он достаточно похож на первый, только соединение осуществляют не стык, а внахлест. Стропила в этом случае соприкасаются боковыми плоскостями, а не торцами. Их стягивают болтом или шпилькой (можно гвоздями).

© 2021

Технология установки

Она заключается в следующем:

1. Применяется для изготовления стропил только высококачественная древесина, без внешних дефектов и повреждений. Это, как правило, пиломатериалы первого или, реже, второго сорта.
2. Стропила производятся с использованием круглопильного станка, на котором выполняется поперечный раскрой. По специальным шаблонам выполняется оторцовка. На таком же станке выполняется и продольный раскрой.
3. Чтобы цельная конструкция была собрана в правильном порядке, нужно ее производить по ранее намеченной схеме.
4. После того как предварительные работы выполнены, стропила нужно пронумеровать, чтобы избежать ошибок при проведении последующего цикла работ.
5. Затем подбираются гнезда для установки болтов и нагелей.

Схема монтажа стропила

Стропила можно купить уже в готовом виде. Этими работами занимаются некоторые строительные организации. Если позволяют материальные средства, лучше использовать заводскую конструкцию.

Самый популярный и устойчивый вариант стропильной конструкции предполагает выполнение следующих требований:

• основу конструкции составляет балка, которая состоит из нескольких брусьев, соединенных между собой при помощи пластинчатых нагелей.
• нагели выполняются только из дуба или березы;
• крепятся нагели только на крайние части, ни в коем случае не на середину;
• древесина должна быть сухой, с допустимой влажностью не более двадцати процентов.

Подстропильные элементы конструкции

Чтобы придать устойчивость системе, конструкция наслонных стропил оборудуется горизонтальной схваткой. Она немного повышает устойчивость системы, но не в значительной мере. Крепление схватки происходит в местах пересечения со стойками, поддерживающими коньковой прогон. Схватка работает как на сжатие, в случаях появления на крыше равномерной нагрузки, так и на растяжение, в случае прогиба или просадки конькового прогона, но это уже предаварийный вариант работы. Располагают схватки на высоте не менее 1.8 метра для нормального прохождения человека по чердачному помещению. При выносе конца стропилины за стену, устойчивость конструкции достигается в любых сочетаниях нагрузок.

При креплении горизонтальных схваток, отверстия делают равными или меньше на 1 мм диаметра болтов (или шпилек). Это позволит, при наступлении аварийной ситуации, сразу же работать схватке, не выбирая зазор между болтом (шпилькой) и стенкой отверстия!

Повысить устойчивость наслонных стропил и системы в целом можно путем жесткой фиксации низа стоек, поддерживающих коньковой прогон. Но это не всегда возможно из-за конструктивных особенностей чердачного перекрытия.

При использовании подкоса, у стропила появляется третья опора, которая превращает ее в двухпролетную неразрезную балку. Подкосы крепятся под углом не менее 45° к горизонту при помощи накладок или опорного бруска.

В сооружениях, имеющих две внутренние несущие стены, применяют подстропильные конструкции, которые состоят из сквозных прогонов и опираются на лежень через брусья стоек, а лежень на внутренние стены.

Правильный выбор конструкции стропил, а также всех составных элементов сделают крышу прочной, устойчивой и надежной.

цена металлочерепицы

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки. Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг.

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

• для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
• для металлочерепицы — 14 гр.;
• ондулин — 6 гр.;
• профнастил — 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50×100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу.  Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Принципы крепления стропил к балкам

На этапе подготовки к строительству выполняется расчет стропил и балок перекрытия. При проектировании кровельного каркаса следует учитывать климатические особенности региона, в первую очередь – характерные снеговые и ветровые нагрузки. На основании табличных данный и требований СНиПа относительно допустимых величин прогиба, выполняется расчет сечений элементов стропильной системы – балок кровли, стропил, деталей ферм.

Горизонтальные балки укладываются на стены или мауэрлат перпендикулярно длине здания. При проектировании следует учитывать, что балки с обеих сторон должны не менее чем на 40 см выходить за плоскость стены. Чтобы обеспечить необходимую точность, в первую очередь монтируются крайние балки, а затем их концы попарно соединяются натянутыми шнурами, относительно которых укладываются остальные балки. Ближе к концам в балках выполняются специальные пазы для надежного крепления стропил.

Существуют различные способы крепления стропил к балкам перекрытия. Важно исключить соскальзывание стропила с опоры. Для этого применяются соединения с пазами и шипами, вырубаемыми в обоих элементах, либо используется металлический крепеж.

Болтовое соединение подразумевает использование комплекта, состоящего из болта, гайки и шайбы. На выступающем конце балки перекрытия с тыльной стороны делается треугольный вырез таким образом, чтобы его гипотенуза располагалась под углом, соответствующим углу наклона стропила. Под тем же углом запиливается нижняя часть стропильной ноги.

Установив стропило срезом на балку, его следует зафиксировать гвоздями, а затем перпендикулярно плоскости стропильной ноги высверлить сквозное отверстие для болта таким образом, чтобы его можно было пропустить снизу через вырез, выполненный в балке. На болт надевается шайба и узел фиксируется гайкой.

Соединение со сквозными отверстиями ослабляет деревянные элементы, поэтому чаще применяются соединения с зубом, упором, шипом.

Рассматривая варианты, как крепить стропила к балкам, следует отметить, что конфигурация крепления зависит от угла наклона скатов кровли. Для крыш с крутыми скатами, испытывающими пониженную снеговую нагрузку, достаточно применять крепления с одинарным зубом. Двойной зуб используется при монтаже крыш с углом наклона скатов менее 35 градусов. Данный вид крепления дает возможность не только увеличить площадь опоры, но и добиться высокой прочности узла.

Врубка с использованием метода одинарного зуба чаще всего выполняется с дополнительным вырезом шипа, препятствующего боковым сдвигам стропила под нагрузками. В этом случае под шип следует предусмотреть соответствующее гнездо в балке. Чтобы не ослабить балку, глубина гнезда должна составлять 1/3-1/4 от толщины балки. Вырез выполняется не менее чем за 25 см от края балки перекрытия, чтобы избежать сколов.

Двойной зуб обычно дополняется двумя шипами, упором с шипом или без него, замочным соединением. Чаще всего у обоих зубов глубина врезки одинакова, но при необходимости применяется и врезка на разную глубину. К примеру, дополненный шипом первый зуб врубается на треть толщины опорной балки, а второй – на половину.

Сами по себе пазы не могут удержать стропильные ноги, находящиеся под нагрузкой. Помимо врубки соединительный узел укрепляют металлическим крепежом. Для неподвижных соединений гвозди вбиваются под углом. Могут использоваться металлические накладки, хомутовые соединения. Соединение стропила с балкой (при любой технологии его выполнения) дополнительно следует зафиксировать кованой проволокой, которая закрепляется на анкере, вмонтированном в стену.

Соединение стропил с балкой будет надежным, если :

• применяется качественный крепеж (металлические элементы из прочного материала с антикоррозийной обработкой);
• аккуратно выполняются запилы и врубки (использование вкладышей и прокладок снижают прочность узла, со временем они могу вылететь или деформироваться);
• запилы и врубки выполняются по шаблонам;
• применяется специальный стропильный крепеж.

Предлагаем ознакомиться Гидроизоляция печной трубы на крыше из металлочерепицы

Изоляция крыши

Задумываясь о том, как сделать двускатную крышу, следует уделить должное внимание тепло — и пароизоляции. Параллельно коньковому прогону раскатывают рулонный материал, который крепят к стропилам с внутренней стороны. Стыки соединяют внахлест и герметизируют скотчем.

Межстропильное пространство сверху заполняют утеплителем — минеральной ватой.

Для защиты теплоизоляции от увлажнения, следует установить подкровельную гидроизоляцию. Ее прибивают снаружи стропил гвоздями или прикрепляют скобами.

Когда необходимо наращивать стропила?

В процессе возведения стропильной системы нередко выясняется, что длина бруса обеспечивает только устройство стропильных ног, а для создания свесов стропила приходится наращивать.

Карнизный свес является необходимым элементом кровли – в обратном случае дождевая и талая вода с кровельного покрытия сможет проникать во внутренние конструкции, что со временем приведет к их загниванию и разрушению.

Минимальная длина кровельного свеса должна составлять 40 см, а в отдельных случаях она может быть увеличена до 60 см. Именно на такую величину следует удлинять стропильные ноги. Для работы можно использовать доски требуемой длины.

Такое решение имеет ряд преимуществ перед использованием более длинного бруса:

• монтаж деталей меньшей длины осуществляется намного легче;
• брус большей длины обойдется намного дороже;
• при необходимости ремонта свеса можно с легкостью произвести замену дополнительной доски, не меняя основную систему.

Установка балок для двускатной крыши

Когда в здании существуют две несущие внутренние стены, стропильная система устанавливается на подстропильные элементы. В этом случае они опираются на лежень, посредством стоек из брусьев, а также внутренние стены. Обычно это две подстропильные балочные конструкции, размещенные вдоль крыши. Применяется такой вариант при высоте от перекрытия до конька крыши от 1,4 метра до 2,5 метра. В этом случае под крышей образуется достаточно свободное пространство, которое можно использовать в качестве мансарды.

Подстропильная балка, или затяжка, может устанавливаться непосредственно на стропилах на расстоянии одной трети высоты от перекрытия до конька. Такой вариант позволяет увеличить объем внутреннего помещения под крышей. Стропильная, подстропильная системы и крыша здесь играют роль внешних стен и покрытия.

В первую очередь, на мауэрлат укладываются крайние подстропильные балки на обе стены дома. При варианте деревянного дома вместо мауэрлата используется верхний венец сруба. Балки должны быть строго параллельными друг другу, проверить это можно, измерив расстояние между их концами по диагонали. Балки ложатся с выступом не менее 0,5 метра за края периметра дома. Если доски по длине меньше, чем требуется для балки, то производится сращивание подстропильных балок.

Затем необходимо натянуть веревки между уложенными балками по обоим краям, и выверить их по уровню. На расстоянии одного метра от крайней устанавливается следующая подстропильная балка. Также ложится доска на противоположной стороне. Обязательно проверяется их горизонтальность. Таким образом укладываются остальные балки подстропильные по всей длине стены.

Чтобы выровнять выступы досок за пределы стен, отмеривается 0,5 метра на каждой крайней балке, протягивается веревка. На средних балках делаются отметки по веревке, лишние концы отпиливаются. Дальше на подстропильную систему устанавливаются несущие стропила.

Общие принципы расчета висячих стропил

Как вы уже успели убедиться, висячая стропильная система относится к сложным конструкциям и требует правильного расчета, основанного на множестве факторов. Ошибочные итоговые параметры приведут к тому, что крыша не сможет противостоять потенциальным нагрузкам, что чревато деформациями и обрушениями.

Поэтому желательно доверить расчет висячих стропил профессионалам или использовать уже готовый проект дома. В крайнем случае расчеты можно выполнить с помощью одного из  онлайн-калькуляторов, которых достаточно много в сети интернет.

Для расчета используются следующие данные:

размеры перекрываемого помещения;наличие мансарды;предполагаемая максимальная нагрузка;угол наклона скатов;тип стропильной системы;материал изготовления стен;материал кровельного покрытия.

В результате расчета определяют:

сечение стропил;величину шага стропил;форму ферм.