Как укрепить крышу от ветра. Установка стропил: пошаговая инструкция

Виды крыш

Для начала необходимо определиться с формой. На сегодняшний день наиболее популярными видами являются:

Перекрытие крыши одним единым скатом позволит сэкономить нервы и материалы, поскольку конструктивно это самый простой вариант. Если сделать такой каркас самостоятельно, то трудоемкость работы будет наименьшей, а скорость монтажа высокой. Но такая форма имеет недостаток – отсутствует возможность обустройства полноценного чердака или мансарды, поскольку подкровельное пространство получается слишком низким.

Двухскатная крыша монтируется намного чаще. Она чуть сложнее в изготовлении, но позволяет получить больше пространства. По сравнению с четырехскатной она обладает меньшей сложностью и массой, однако потребуется сделать треугольные фронтоны по торцам здания.

Перед тем как приступить к самостоятельному возведению крыши с четырьмя скатами, потребуется серьезно подготовиться. Такая система имеет больше элементов по сравнению с двумя предыдущими. Кроме того, на мансарде нет возможности сделать полноценные окна, поскольку конструкция крыши лишена фронтонов и монтажа сложных или не избежать.

Для мансарды отличным вариантом будет комбинированная конструкция с . В этом случае в нижней части кровля имеет больший уклон, чем на верхнем участке. Такая сборка позволяет поднять потолок в помещении и сделать построенный дом более комфортным.

Усиление основания стропильной конструкции

Части стропил, опирающихся на мауэрлат, являются наиболее уязвимым местом всей системы. Проблемы нередко обнаруживаются спустя какое-то время, если:

• на крышу пустили сырой пиломатериал;
• проигнорировали правила гидроизоляции стены в месте пролегания мауэрлата;
• не оставили вентиляционных отверстий в подкровельном пространстве при сооружении мансарды.

Тут в месте касания балок и кирпича образуется повышенная влажность, способствующая разрушению дерева.

Чтобы произвести усиление каркаса, установите добавочные подкосы. Они закрепляются по нижней поверхности стропила и упираются непосредственно в мауэрлат (иногда требуется смонтировать дополнительный лежень). Новые подкосы рекомендуется вставлять с определенным усилием, так чтобы они слегка приподняли существующие стропила – это помогает уменьшить силу изгибающего момента.

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

Итак, мы отметили, что опорные узлы, соединяющие мауэрлат с досками, могут быть разной степени подвижности: от «0» до «3». Нулевая степень – это жесткие крепления, которые исключают любые изменения положения балок.

Жесткие соединения: когда они необходимы

Мауэрлат устанавливают тогда, когда необходимо передать распорную нагрузку от стропил на несущие стены. Это делается, в основном, в домах из кирпича, панелей и блоков. Деформацию и усушку кровли в данном случае стараются исключить, чтобы не допустить изменения нагрузки на опорные стены. Здесь и появляется необходимость неподвижного соединения стропильной системы с мауэрлатом.

Неподвижные узлы, закрепляемые с запилом

Многие специалисты рекомендуют делать соответствующе запилы в месте крепления стропил к балкам перекрытия для большей прочности и неподвижности соединительных узлов. Эти запилы должны плотно стыковаться с мауэрлатом. Дополнительно такие узлы укрепляются болтами, анкерами и металлическими пластинами:

Или же длинными саморезами:

И еще один важный момент: размер запила бруска не должен превышать 1/3 его сечения. В противном случае стропильная система может потерять свои несущие способности:

Жесткие узлы без заруба стропил

Способ крепления с помощью подшивного бруска используется в наслонных стропильных системах. Стропилина срезается по шаблону и скашивается (для придания крыше нужного уклона) в месте прилегания к мауэрлату. Изнутри такие стропила усиливаются опорными брусками и укрепляются уголками с двух сторон к раме основы:

Еще один вариант не стыкового узла – жесткое крепление стропил, усиленное брусьями-накладками с обеих сторон. Две доски длиной не менее метра окаймляют каждую стропильную ногу. Один конец таких опор срезается под углом, который соответствует наклону ската крыши (в том числе, стропилин). Доски крепятся срезом к мауэрлату с помощью длинных болтов и усиленных стальных уголков. Брусья крепятся по заранее размеченным местам, сначала по одному. Затем вплотную к накладкам с одной стороны монтируются сами стропила, которые сразу укрепляются такой же накладкой с другой стороны. Есть вариант установки сразу двух брусьев-накладок, а после, стропил, но этот способ используют реже, так как он требует более точных расчетов.

Особенности и разновидности стропильных систем

Чтобы сделать взвешенный выбор, необходимо разбираться в особенностях стропильных систем различных типов и знать сильные и слабые стороны каждой конструкции.

Кровельный каркас с висячими стропилами

Поскольку принцип крепления висячих стропил не предполагает дополнительных точек поддержки, такая конструкция используется для строений шириной не более 6 м. Монтаж безопорных ферм предусматривает крепление каждой пары ног к противоположным капитальным стенам, в то время как их верхние части фиксируются непосредственно к коньковому прогону.

Кровельный каркас с висячими стропилами передаёт на стены лишь вертикальные усилия, поэтому имеет более простые узлы крепления к несущим стенам

В процессе эксплуатации на висячие стропила действует сила, стремящаяся раздвинуть конструкцию. Чтобы скомпенсировать распирающее усилие, между стропильными ногами устанавливают ригель из деревянного бруса или металлической профильной трубы. Если чердачное помещение будет использоваться в хозяйственно-бытовых целях, то верхнюю перемычку крепят как можно ближе к коньку, а нижние края пар стропильных ног соединяют затяжками. Подобная схема позволяет увеличить полезную высоту чердака, абсолютно не снижая прочности каркаса. К слову, если нижние перемычки сделать из бруса сечением более 100х100 мм, то их можно будет использовать ещё и в роли несущих балок. Необходимо обеспечить надёжное соединение затяжек и стропильных ног, поскольку на место их крепления также действуют значительные распирающие усилия.

Крыша с наслонными стропилами

Наслонные стропила предполагают установку как минимум одной опоры, поэтому их используют для зданий с внутренними несущими стенами. Максимальная длина единичного пролёта не должна превышать 6,5 м, в противном случае пострадает прочность и жёсткость кровельного каркаса. Чтобы увеличить ширину крыши, стропильную систему укрепляют промежуточными опорами. Даже одна дополнительная стойка позволяет увеличить ширину кровли до 12 м, а две — более чем на 15 м.

Система с наслонными стропилами является идеальным вариантом, когда требуется соорудить кровлю большой ширины

Устойчивость наслонных ферм можно увеличить за счёт подстропильной рамы с прогонами, стойками и подкосами. Кроме того, эта стропильная система требует гораздо меньших затрат на пиломатериалы. Универсальность, прочность и экономичность давно уже оценили как строительные компании, так и индивидуальные застройщики, чаще всего используя в своих проектах кровельные конструкции с наслонными балками.

Комбинированные варианты

Сегодня крыши загородных домов удивляют изяществом дизайна, причудливостью форм и разнообразием конфигураций. Соорудить столь сложные конструкции можно лишь одним способом — сочетая в одном каркасе стропильные системы обоих типов.

Сочетание наслонных и висячих ферм позволяет получить стропильную систему любой конфигурации

Даже для возведения не самой сложной ломаной кровли используются сразу обе стропильные системы. Расположенные с боков прямоугольные треугольники являются наслонными стропильными конструкциями. А соединяются они за счёт верхней стяжки, которая одновременно играет роль затяжки для верхних висячих стропил.

Основные части деревянной стропильной системы

Основной составляющей единицей деревянной стропильной системы является ферма – плоская треугольная конструкция. Стороны «треугольника» образуют стропильные ноги, соединенные сверху под углом. Для соединения стропил по горизонтали используются затяжки, ригели, схватки.

Стропильную систему составляют из нескольких ферм, выставленных на мауэрлат, и скрепленных между собой прогонами.

Чтобы лучше понять специфику фермы, определимся с ее элементами. Их состав и количество в одной конструкции зависит от типа крыши, ее габаритов и вида примененных стропил.

Итак, составные части могут быть такими:

• Стропильная нога – это непосредственно сами стропила, на которые набивают обрешетку и укладывают кровельный материал. Ферма состоит из двух стропилин (балок), соединенных сверху в коньке в виде треугольника. Угол их наклона равен углу наклона кровельных скатов.
• Затяжка – перекладина, скрепляющая стропильные ноги по горизонтали и не позволяющая им при нагрузке разъехаться в разные стороны. Используется в системе висячих стропил.
• Ригель – балка, похожая на затяжку, но работающая по иному принципу. В системе она сжимается, а не растягивается. Скрепляет стропильные балки в их верхней части.
• Схватка – также горизонтальная перекладина, соединяющая стропильные балки и повышающая устойчивость фермы. Используется в системе наслонных стропил.
• Стойка – горизонтальная балка, служащая дополнительным упором для фиксации стропильных ног.
• Подкос – элемент, монтируемый под углом к горизонтали, дающий стропилам дополнительную устойчивость.
• Кобылки – применяются для удлинения стропильных ног при необходимости создания свесов.

Также в стропильную систему можно отнести детали, не относящиеся непосредственно к фермам, но использующиеся для их монтажа и сборки. Они такие:

• Прогон – балка, идущая вдоль скатов, соединяющая стропильные ноги ферм. Частный случай – коньковый прогон, который устанавливают вдоль скатов кровли в ее наивысшей точке (коньке).
• Обрешетка – состоит из брусьев или досок, набиваемых на стропильные ноги сверху вдоль скатов крыши. На обрешетку монтируют кровельный материал.
• Мауэрлат – брус или доски, укладываемые по периметру наружных (капитальных) стен здания. Наличие мауэрлата предусмотрено для закрепления на нем нижних концов стропилин.
• Лежень – элемент, похожий на мауэрлат, но укладываемый вдоль внутренней стены здания. На лежне закрепляют вертикальные стойки.

Жесткое крепление стропил

Для жесткого типа соединений используются следующие виды креплений:

1. Уголки. Одной стороной уголок крепится саморезами или гвоздями к мауэрлату, а второй к стропилу. Существует много разновидностей данного вида креплений, назовем лишь основные.
   • Прежде всего, это обычный уголок KP. Усиленный уголок KP отличается наличием треугольного ребра жесткости на изгибе. Уголок KP с овальным отверстием для анкеров снижает риск срыва крепежа при смещении конструкции;
   • Уголок KM, его основное отличие – большая ширина;
   • Уголок LK – плоскости смещены в разные стороны относительно друг друга, подразделяется на правые и левые.
2. Пластины. Используются для соединения стропила с упорным бруском, крепятся сбоку.
3. Скобы. Один конец скобы вбивается в стропило, другой в мауэрлат с внутренней стороны стены.

   Иллюстрация крепления стропил с помощью скоб

4. Гвозди. Стропило прибивается к мауэрлату с боков крест-накрест, один гвоздь забивается сверху.
5. Саморезы. Могут использоваться вместо гвоздей аналогичным способом.
6. Болты и шпильки в паре с шайбами и гайками. В стропильной ноге и мауэрлате просверливается сквозное отверстие, в которое вставляется болт или шпилька, затем надевается шайба, фиксируется соединение гайкой. Трудоемкий, но очень надежный способ крепления.
7. Проволока. Стропильная нога перехватывается сверху хомутом из нескольких рядов проволоки, под ногой проволока скручивается косичкой и крепится к анкеру, вбитому в мауэрлат или стену. Проволочное крепление стропил к мауэрлату обычно используется в качестве дополнительного.
8. Перфорированная лента. Отрезок ленты фиксируется гвоздями или саморезами на стропильной ноге и мауэрлате. Как и проволока, применяется для усиления другого крепления.

Ниже представлено видео о жестком способе сочленения стропил с мауэрлатом.

Сколько креплений необходимо использовать при монтаже и какой именно вид стоит предпочесть, зависит от величины нагрузок на стропильную систему.

Соединение стропильных ног с мауэрлатом нашивкой упорного бруска

Брусок пришивается к стропилу снизу, предварительно для равномерного распределения нагрузки упорная плоскость бруска запиливается таким образом, чтобы обеспечить плотное прилегание к мауэрлату. Для получения дополнительного упора сзади брусок можно немного утопить в стропильной ноге, сделав соответствующую выборку.

При использовании досок надежность крепления будет выше, если действующие нагрузки будут направлены поперек волокон.

Как сделать жесткое крепление стропил с помощью врубки

При жестком креплении способом врубки в мауэрлат упирается непосредственно стропильная нога, в которой сначала делается П-образный запил, затем стропило садится на мауэрлат сверху. Образовавшийся блокирующий зуб-запил упирается во внутреннюю вертикальную плоскость мауэрлата. Для усиления крепление стропил к мауэрлату с помощью врубки можно сочетать с нашивкой упорного бруска или досок.

Следует отметить, что П-образная форма посадочной пятки – опирающейся о мауэрлат части стропила – возможна только при небольшом угле наклона крыши и достаточной ширине стропильной ноги.

В противном случае стропило придется срезать по длине заподлицо с мауэрлатом, а вынос за пределы стены осуществить с помощью кобылки – пришитого к стропильной ноге сбоку бруска.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стеныУсиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Как сделать двухскатную крышу (фотоотчет) читайте тут. 

Монтаж стропильной системы с наслонными стропилами

Стропильную систему наслонного типа применяют в том случае, когда длина пролета не превышает 6,5 метра.

При наличии несущих конструкций внутри строения имеется возможность установить дополнительные стойки.

Главной опорой стропильных ног является мауэрлат.

Монтаж мауэрлата

Перед монтажом мауэрлата необходимо установить армпояс. Он состоит из опалубки, в который закладывается арматура и заливается бетоном. В основании при еще не застывшем бетоне устанавливаются шпильки, к которым потом крепится мауэрлат.

Мауэрлат – брус, который укладывается на опору (несущую стену) и является основанием стропильного каркаса. Предварительно укладывается слой гидроизоляционного материала. Если длины бруса не хватает на длину стены, то его наращивают.

• Проверяют равенство диагоналей. Несоответствие в несколько сантиметров может привести к переоборудованию каркаса;
• Закрепляют углы мауэрлата;
• Прикрепляют мауэрлат при помощи шпилек или проволоки. Затяжку шпилек производят в два приема, предварительно просверлив для них отверстия.

От того, насколько прочно будет установлен мауэрлат зависит устойчивость кровельной конструкции.

Поэтому необходимо серьезно отнестись к креплению мауэрлата к несущей опоре.

Монтаж мауэрлата

Лежень

После высыхания мауэрлата (через 5 дней), отмечают на брусе мауэрлата установки лежня : его ось должна быть с одинаковым отступом с каждой стороны от бруса мауэрлата. Лежень крепится на двухслойный гидроизоляционный слой анкерными болтами. К стене с внутренней стороны крепить лежень следует скрутками из проволоки или скобами. Далее делают разметку для установки стропил.

Монтаж стропильной системы двухскатной крыши

Опорными точками наслонных стропил являются стены и стойки внутри каркаса. Стропилы монтируют шарнирными узлами крепления. При использовании ползунков для крепления, обеспечивается небольшое опущение каркаса крыши в первые годы службы кровли.

Такой метод установки необходим для предотвращения перекосов , так как в первые годы здание немного оседает.

Крепить стропильные балки следует либо путем установки их в подготовленные пазы и укрепляют крепежными элементами, либо путем крепления досчатых накладок.

Монтаж стропил

Коньковый узел

Стропила соединяют встык, обрезав край бруска таким образом, чтобы угол при соединении противоположных балок соответствовал углу ската. Забивают стропила под коньком гвоздями. Возможен вариант, при котором балки соединены болтами, гвоздем или шпилькой, то есть внахлест.

При необходимости (если предусмотрено проектом) делается пропил в стропильных балках для крепления коньковой балки (прогона).

Коньковый узел

Стойки

Стойки крепятся при небольшой длине пролета – по центру, по бокам и центру – при более широком основании крыши. Крепление производится вертикально от конька к внутренней стене.

Прогон

Прогон – соединительная балка для закрепления стропильных ног. Крепится болтами или скобами к стойке.

Установка кобылки

Заключительным этапом монтажа наслонной системы является установка кобылок при короткой длине стропильных ног для свеса. Для установки козырька необходимо устанавливать дополнительно небольшие стропильные доски.

Монтаж стропильной системы с наслонными стропилами

Правила монтажа стропил висячего типа

• К монтажу стропильной системы переходят после завершения установки мауэрлата.
• Сначала необходимо возвести леса для облегчения подъема на кровлю. Могут устраиваться также передвижные системы. С их помощью осуществляется доставка материала на требуемую высоту.
• Оптимальным сечением бруса для висячих конструкций являются параметры 200 х 500 мм (минимум). При использовании материала с меньшим сечением возрастает вероятность провисания стропил во время эксплуатации.
• Все используемые деревянные детали до начала монтажа должны быть обработаны особым антисептическим раствором – это необходимо для предупреждения гниения древесины.

Кровельное покрытие против ураганного ветра

Листовые материалы обладают множеством достоинств, однако вместе с тем – большой парусностью.

Мягкая битумная черепица

Это покрытие оптимально подойдет для верхней конструкции здания с самой сложной конфигурацией.

В модельном ряде присутствуют специально разработанные виды, имеющие особую форму – с усиленным сопротивлением ветровым нагрузкам. Гонты не только приклеиваются, но и прибиваются специальными гвоздями – такое крепление к основе максимально надежно, и выдерживает даже ураганный ветер – до 220 км/ч.

Оптимальным значением уклона кровли при использовании натуральной черепицы считается 30-60 градусов.

Основные аргументы в пользу или – это ее вес и небольшие размеры. Ветру сложно справиться с тяжестью натурального покрытия, однако если все же черепица будет сорвана, в случае падения этот самый вес станет серьезной угрозой.

Повысить надежность можно, закрепив не только нижний и верхний ряды, но и черепичные плитки полностью на всем скате – с помощью скоб.

К сожалению вы не указали какую именно систему стропил (висячую или наслонную) использовали ваши родители при устройстве крыши. Узлы креплений этих систем немного отличаются друг от друга. Разберем вкратце каждую из них.

Висячая система стропил позволяет не укладывать мауэрлат при устройстве холодного (не жилого) чердака (на этом можно сэкономить). Крепление нижней части стропил выполняется к затяжке одинарным или двойным зубом:

Дощатым зубом и зубом на стальных пластинах:

А вверху стропила соединяются между собой болтами, металлическими пластинами или деревянными накладками:

При наслонной системе стропильная нога впирается в мауэрлат и крепится уголками, гвоздями или скобами:

В верхней части стропила крепятся к коньковому прогону гвоздями, болтами, деревянными накладками или металлическими пластинами без врубок или с врубками, упертыми в прогон:

Все приведенные выше способы крепления довольно надежны. При креплении стропильных систем нужно придерживаться принципа, при котором один конец стропильной ноги имеет скользящую опору (для висячих стропил это верхний узел) и при изменении величины временных нагрузок (снег, ветер) конструкция не трещит. Другой конец стропил закрепляется жестко и имеет возможность работать при боковых нагрузках (поворотный режим).

Усиление деревянных стропил – Все о брусе и деревообработке

Усиливать систему стропил потребуется, если во время эксплуатации оказалось, что она не способна выдерживать требуемую нагрузку и начинает деформироваться. Ниже мы детально расскажем о том, как произвести усиление стропильной системы изнутри, чтобы устранить все ошибки, которые были допущены во время расчетов перед монтажом.

Как укрепить правильно и надёжно — правила усиления конструкции крыши

Особенно тщательно нужно подойти к усилению элемента опирания неразрезной стропильной ноги на подкос.

Все потому, что в таком месте не должно быть прогиба, а значит, сечение стропилины увеличивают при помощи накладок, которые устанавливают с двух ее сторон.

Размеры накладок определяют, ориентируясь на расчетные параметры сечения с предельным изгибающим моментом. Крепление дощатых накладок осуществляется при помощи болтовых хомутов или гвоздей. Накладкой может служить и установленная подмога, если увеличить ее длину и вывести ее за границу опирания на подкос. В таком случае она будет не только придавать пролету дополнительной жесткости, но и сможет увеличить опорные возможности данного узла.

В некоторых случаях чтобы улучшить эксплуатационные характеристики кровли, для нее изготавливают более крутые скаты. При этом старый каркас можно не разбирать, а собрать новую стропильную систему и соединить их между собой.

Такое усиление стропильных конструкций позволит сделать новую крышу более жесткой, однако подкровельное пространство, которое служит мансардой или нежилым чердаком, при этом не увеличится.

Соединить элементы конструкции между собой можно с помощью расшивки стропильных ног с двух сторон, закрепленной крестообразно.

Усиление стропил

Подавляющее большинство каркасов под обустройство крыш и укладку кровельных покрытий используют рядовую древесину, купленную на ближайшем складе или даже просто на лесопилке.

Такой подход упрощает жизнь строителям и создает головную боль хозяевам и жильцам, через несколько лет приходится стропильную систему подвергать ревизии, выбраковывать отдельные элементы и выполнять усиление стропил.

Почему необходима ревизия и периодический контроль состояния стропильных конструкций

Дерево, как никакой другой материал, подходит для сборки каркаса крыши, но при этом деревянные стропила оказываются самой уязвимой частью конструкции.

В теории древесина может легко простоять без потери основных прочностных качеств более 50 лет, но на практике обеспечить сохранность материала стропильных балок оказывается не так просто.

Процессы гниения древесины, деформации и растрескивание из-за усыхания и неправильного распределения нагрузки зачастую могут привести к потере несущей способности конструкций стропильных ног.

Наиболее критичные зоны системы стропил можно перечесть по пальцам:

• Опорная часть мауэрлата и стропильных ног;
• Места соединений и креплений подкосов или распорок, любых силовых элементов каркаса;
• Места опор стропил на коньковый брус;
• Срединные части висячих стропильных балок.

Важно! Нельзя использовать для изготовления стропил или других элементов каркаса пиломатериал, взятый непосредственно с лесопилки или на торговом складе. До использования доска и брус должны высохнуть под нагрузкой в сложенном состоянии пакете.

Чтобы правильно выполнить усиление, необходимо ясно представлять причины, по которым каркас начинает проседать или терять прочность:

1. Если собрать систему стропил из недосушенного или «больного» материала, распределение нагрузки на балки будет неравномерным, в результате часть балок будет перегруженной, а часть работать «вхолостую». Поэтому, прежде чем стараться провести усиление прогибающихся или подламывающихся стропил, необходимо снять и перераспределить нагрузку;
2. Нижняя половина стропильных ног всегда находится в более тяжелом состоянии, особенно, если усиление при сборке было выполнено неправильно. Любые точки опоры на стойках или подкосах, в местах соединения стропил с мауэрлатом заставляют балку стропило работать в самом тяжелом режиме – при знакопеременной циклической нагрузке. Именно в этой точке рвутся волокна древесины, и требуется правильное усиление;
3. Нарушение условий вентиляции и удаления избытка влаги из подкровельного пространства. В этом случае поверхность стропил покрывается трещинами, что приводит к интенсивному поглощению влаги, развитию процессов гниения и деформации.

Пример расчета

Если стоит вопрос, как узнать длину стропилин, то необходимо припомнить школьный курс геометрии и известного Пифагора. Система стропил складывается из треугольных систем, а сосчитать длину диагонали в прямоугольном треугольнике может любой школьник. При расчитывании системы стропил нужно принять во внимание:

• расчет надежности — может ли держать балка установленную нагрузку
• расчет допустимости деформирования — какую нагрузку смогут выдержать балки прогибаясь, но не ломаясь.

Согласно значениям ГОСТ, признак прогиба стропилины не обязан быть большим 1/250 части длины самого стропилины. Возможно, длина стропилины — 5000 мм. Множим эту цифру на 0,004 и приобретаем предельное значение прогиба равное 20 мм.

Расчет сечения стропильной ноги при помощи таблицы. Возможно, длина стропильной ноги равняется 4 000 мм. Из таблицы мы видим, что для нашего случая доступные 3 варианта с разным шагом между стропилинами (при расстоянии между стропилинами 100см — рекомендуется применять брусок сечением 8 на 16 см и т.д. )

таблица расчета сечения стропилин

Усиление стропильных конструкций

С течением времени деревянные стропильные конструкции могут повреждаться из-за большой снеговой нагрузки, подвергаться гниению из-за попадания влаги, деформироваться из-за ошибок при расчете крыши или монтаже стропильной системы. Причиной повреждения стропил может быть и использование некачественного материала — сырых, подгнивших, с большим количеством сучков досок. В этих случаях необходим ремонт или усиление стропил.

Также в процессе создания стропильной системы производится конструкционное усиление. Под этим подразумевается использование различных стоек, подкосов, перемычек, которые распределяют нагрузку. Без них стропильные ноги пришлось бы делать очень толстыми и тяжелыми, что повысило бы нагрузку на стены здания. Без таких дополнительных элементов можно обойтись только в маленьких строениях — гаражах, банях.

Увеличение несущей способности стропильных ног

Стропильную систему дома, гаража, бани и других построек следует регулярно проверять на предмет повреждений и деформаций. Вовремя выполненное усиление стропил позволит избежать разрушения крыши и дорогостоящего ремонта. В случае гаража, поврежденным может оказаться и автомобиль, что связано с серьезным финансовым ущербом. Усиление несущих способностей стропил может потребоваться в стропильной системе любого типа. С этой целью чаще всего практикуется установка разгружающих балок («подмог»), монтаж подкосов либо двухсторонних накладок.

Если стропила подобраны по прочностным характеристикам, они не всегда имеют необходимые показатели на прогиб, соответствующие СНиПу «Нагрузки и воздействия». Таким образом, требуется увеличить площадь поперечного сечения стропила. Усиление тонких деревянных стропил кровли гаража или другой постройки выполняется при помощи дополнительных деревянных балок – подмог. Балка крепится к нижнему поясу стропила в пролете между подстропильной ногой и мауэрлатом. В качестве крепежного элемента может использоваться металлическая зубчатая пластина либо болтовые хомуты.

Особое внимание следует уделить усилению узла опирания неразрезной стропильной ноги на подкос.

В месте опирания неразрезного стропила крыши дома или гаража на подкос возникает максимальный изгибающий момент. Необходимо избежать прогиба в данном узле, для чего требуется увеличить сечение стропильной ноги накладками, установленными с обеих сторон. Размеры дощатых накладок подбираются исходя из расчетных параметров сечения при максимальном изгибающем моменте. Усиление стропильной ноги дощатыми накладками выполняется с использованием болтовых хомутов либо гвоздей. Если увеличить длину подмоги и вывести ее за край опирания на подкос, то эта балка заодно будет выполнять функцию накладки, усиливая опорный узел, помимо увеличения жесткости пролета

Обязательно почитайте: Принципы крепления узлов стропильной системы

При реконструкции крыши нередко требуется выполнить более крутой кровельный скат. Чтобы не заменять полностью стропильную систему гаража, бани или жилого дома, монтируют новые стропила, скрепляя их со старыми. Сращивание деревянных элементов выполняется при помощи перекрестной дощато-гвоздевой стенки. Полученная ферма имеет заданный уклон и обеспечивает повышенную жесткость конструкций. Следует учитывать, что такой подход не позволяет увеличить пространство мансарды или чердачного помещения при переделке крыши

Закрепляем стропила: все популярные способы

Т.к. главная задача мауэралата распределить нагрузки от кровли, обязательно уделите особое внимание креплению к нему стропил. Дело в том, что от этого зависит то, не поведет ли со временем крышу, не станет ли она проседать или создавать более сильные нагрузки на одну из стен. Это серьезно!

Существуют две технологии привязки стропил к мауэрлату:

• Жесткая . Здесь полностью исключаются любые смещения стропильной ноги, изгибы или сдвиги. Для стабильности применяется подшивной брусок, который не дает скользить стропильной ноге. А металлические уголки не дают стропилам двигаться в стороны.
• Скользящая . Такое крепление необходимо, если дом строился из бревна или бруса, которые со временем заметно оседают. И сам мауэрлат здесь обычно не используется – только верхний венец сруба. Если применить жесткую систему крепления стропил, то уже на следующий год крыша потеряет до 50% своей прочности – ее просто поведет.

А теперь обо всем более подробно.

Жесткое крепление стропил к мауэрлату

Чаще всего при строении крыши используются именно деревянные стропила, как наиболее доступные по цене и легко поддающиеся обработке. Но древесина плоха тем, что быстро впитывает влагу и так же быстро разбухает, хотя и возвращается к своим прежним размерам после высыхания. И особенно важно правильно закрепить деревянные стропила на мауэрлате, чтобы предотвратить образование во время сырой походы так называемой распорной силы. Которая, в свою очередь, способна значительно снизить долговечность и надежность всей конструкции.

Главная задача жесткого крепления – полностью исключить возможность смещения стропил в любую сторону. Здесь седло выреза на стропиле упирают в мауэрлат и крепко фиксируют гвоздями, забитыми под угол. Но крайне важно, чтобы все такие вырезы на стропилах были одинаковыми, по одному шаблону и не больше 1/3 ширины стропила.

Второй способ – одинарное крепление специальной крепежной пластиной. Дополнительно под стропило в некоторых случаях подшивают метровый брус, который еще и служит упором, а крепление выполняется металлическим уголком.

Скользящее крепление еще называют шарнирным, и неспроста. Имейте ввиду, что разные деревянные дома дают усадку по-разному. Так, меньше всего проседает со временем клееный брус, а больше всего – свежий сруб, который всего за год опускается до 15%! Причем сама усадка всегда происходит неравномерно, что еще больше оказывает влияния на перекос всей стропильной системы – если вы не установили скользящее крепление.

Перекос крыш случается также в процессе самой эксплуатации дома. Так, в продолжительные дожди древесина сильно разбухает, а зимой теряет большой процент влаги и заметно усыхает. Причем совершенно по-разному оседают:

• южная и северная сторона;
• сторона, на которую постоянно идет влажный речной или морской воздух, и более сухая;
• обдуваемая ветрами сторона и та, перед которой есть хозпострока;
• скрытая от солнца деревом и открытая.

За все это время геометрические параметры сруба постоянно меняются. Причем меняет свои параметры даже центральная стена дома, на которую опираются стойки и балки стропильной системы. Особенно в период зимнего отопления, когда она заметно усыхает. Поэтому, если стропила на мауэрлате или верхнем венце сруба закрепить жестко, то зимой снеговая нагрузка заставит стропильную систему выгнуться.

А потому узлу необходимо быть немного свободным, для чего вам понадобится такой крепежный элемент, как «салазка» или «скользячка», как его любят называть в народе. Это особая деталь из металла, похожая на петлю. При естественном изменении геометрии сруба она смещается по направляющей, и стропила немного оседают без какого-либо вреда для всей системы.

Вот более подробно о самом процессе:

К слову, некоторые кровельщики и до сегодняшнего времени выполняют скользящий угол более традиционными способами. Для этого в стропильной ноге они делают запил, ставят балку срезом на верхний венец и закрепляют такими способами:

• Скобами.
• Скрещивающимися гвоздями в мауэрлате.
• Одним вертикально забитым гвоздем.
• Стильными фиксирующими пластинами.

Также в качестве неплохой альтернативы современной скользящей опоры используйте прочную кованную проволоку, скрученную в два раза (мы говорили о ней в пункте о креплении мауэрлата к стене). Она отлично работает на растяжение и дает определенную степень свободы всем элементам конструкции крыши.

Как видите, со всем можно разобраться!

Усиление стропильной системы обычно требуется, если в процессе эксплуатации крыша не выдерживает нагрузки и деформируется. Как правило, это является результатом ошибок в расчетах или при монтаже.

Средний развал

Основными признаками такого разрушения являются все те же причины, которые наблюдаются при легком развале, но с вероятностью до 80%.

Причинами появления могут стать недостаточный армирующий пояс, существенная перегрузка и отсутствие связки стен и углов при первоначальном возведении постройки.

В данном случае рекомендуется проводить стяжку по всему периметру дома в три уровня наложения стальных поясов для обеспечения более качественной и надежной фиксации стен. При этом стальной круг можно заменить полосой, а сварочные швы должны быть отличного качества.

Расчет шага стропил

Через какое расстояние ставят стропила? При проектировании стропильной системы этому вопросу уделяется особое внимание. От сечения стропил и шага их установки зависят прочностные характеристики кровельной системы.

Шагом стропил называется расстояние между соседними стропильными ногами. Минимальный шаг стропил составляет 60 см, максимальный – более 1 метра. Упрощенный вариант расчета шага стропил подразумевает использование таблицы:

Длину ската по карнизу необходимо разделить на выбранный в таблице шаг стропил, затем к полученному значению прибавить единицу и округлить до целого числа в большую сторону. Получившийся результат обозначает необходимое количество стропильных ног на один скат. Затем длину ската по карнизу следует разделить на вычисленное количество стропильных ног – итоговое число соответствует значению межосевого расстояния между стропилами.

Данная расчетная методика является общей, она не учитывает специфику кровельных покрытий и тип используемого утеплителя. Если предполагается укладка рулонного или плитного теплоизолятора, шаг стропилин рекомендуется подогнать под размер материала. При этом следует учесть, что ширина ватного утеплителя должна быть на 1-1,5 см больше, чем пролет между стропильными ногами.

Определяя, через какое расстояние ставить стропила, также следует обратить внимание на рекомендации по монтажу выбранного кровельного покрытия.

Подготовка материала

Установка стропил своими руками требует не только знания технологии процесса, но и правильной подготовки деревянных элементов системы к монтажу. Стропила выполняются из обрезной доски или бруса, сечение пиломатериала подбирается на этапе проектирования крыши. Дерево не должно иметь трещин, червоточин и других повреждений.

Стропильные ноги должны изготавливаться из хорошо просушенной древесины хвойных пород, чтобы исключить их деформацию.

Деревянные элементы требуется обработать огнезащитными и биозащитными составами. Перед тем, как приступить к монтажу, необходимо определиться со способом крепления стропил к мауэрлату или балкам, с видом конькового соединения. В соответствии с проектом подбираются металлические и деревянные крепежные элементы, в том числе:

• пластины (из металла или дерева);
• болты или шпильки с гайками и широкими шайбами;
• гвозди, саморезы, скобы и т.д.;
• проволока-катанка.

Виды стропил и особенности их установки

При возведении крыши дома используются висячие или наслонные стропила. В некоторых случаях могут использоваться комбинация из тех и других. Висячие опираются только на стены строения, а наслонные требуют установки дополнительных опорных конструкций, поэтому данный вариант в первую очередь применяется при наличии средней несущей стены либо опорных столбов внутри коробки здания.

Наслонные стропилины нижней частью упираются в мауэрлат, соответственно, стены сооружения должны иметь достаточную ширину для монтажа специальной опорной конструкции из бруса сечением 150×150 мм. Верхняя часть наслонных стропил опирается на коньковый прогон. Таким образом, установка стропил крыши требует монтажа прогона, для чего на средней стене или столбах следует смонтировать стойки.

Висячие стропила опираются только на стены. Данную конструкцию можно монтировать как на мауэрлат, так и на тонких стенах без укладки мауэрлата. В этом случае опорой для нижней части ног служат балки перекрытия, выступающие за плоскость стены с обеих сторон здания. Висячие стропила соединяются перемычкой (затяжкой, ригелем) которая снимает распирающие усилия. При перекрытии больших прогонов стропильные фермы усиливаются дополнительными элементами для усиления жесткости конструкции. При установке висячих стропил на мауэрлат, низко расположенная затяжка может служить балкой перекрытия.

Перед тем, как ставить стропила, необходимо смонтировать леса. Это дает возможность обеспечить необходимую безопасность и удобство работ.

Рекомендации

Комплекс мер, направленных на усиление стропильной конструкции, выполняется для:

• устранения деформаций;
• замены поврежденных элементов.

При осмотре деревянного каркаса крыши, особое внимание уделяют месту соединения конька со стропилами. Любой выявленный здесь дефект следует устранить максимально быстро. В ходе выполнения работ используют либо домкрат или же временные опоры. Для обеспечения надежного прилегания балок применяют перфорированные стальные накладки или деревянные доски не меньше 20 миллиметров толщиной. Устанавливают их непосредственно под коньком так, чтобы они стягивали оба опирающихся на него стропила.

Для устранения обнаруженного прогиба бруса также применяют домкрат. После выравнивания с нижней стороны балки крепят треугольные упоры и жесткую распирающую перемычку.

Когда же решено усилить имеющиеся стропила путем наращивания его сечения, то потребуется брус подходящей ширины и высоты (обычно выбирают элемент, аналогичный по этим параметрам уже установленному). Его предварительно крепят на саморезы, а затем просверливают дырки под болтовые стяжки. Данные отверстия делают не по одной линии, а в шахматном порядке. Наиболее оптимальное расстояние между точками крепления – полметра. Такой подход позволяет в числе прочего снизить силу момента изгиба. В дырки вставляют соответствующей длины шпильки, на оба конца надевают широкие обычные и пружинные шайбы, а затем навинчивают гайки.

Спаренные и составные стропила

Схема усиления стропильных систем дополнительными подкосами.

Эти два вида стропил, выполненные из досок, удлиняют довольно часто. Для их удлинения обычно используют способ «внахлест». Спаренные стропила устраиваются из двух или больше досок, которые соединяются широкими сторонами и сшиваются в шахматном порядке гвоздями.

Чтобы увеличить длину такого стропила, его стыкуют с такой же спаренной системой. В случае стыковки одна доска в каждой системе должна выступать над другой как минимум на 1 м, и именно эти доски и скрепляются между собой. Такой способ стыковки позволяет создать надежную общую конструкцию стропильных ног, не уступающую по прочности стропилам из цельного бруса, что позволяет применять такие стропила при устройстве вальмовых и полувальмовых типов крыш.

Для составного стропила нужны три доски. Между двумя одинаковыми по длине досками укладывается третья, той же ширины, что и первые две. Причем укладывается она не на всю длину этих двух досок, а заходит в них минимум на 1 м, но обычно для большей надежности такой заход делают на треть их длины.

Схема вариантов удлинения стропил.

В итоге получается стропильная нога, с одной стороны состоящая из двух отстающих друг от друга досок, а из другой стороны из одной, находящейся посредине между первыми двумя. Место вхождения доски между двумя прошивается в шахматном порядке гвоздями или болтами.

В оставшийся промежуток между двумя досками вставляются вкладыши из обрезков доски, по ширине и толщине равные доске вкладышу, и крепятся гвоздями, причем в этих местах соблюдение шахматного порядка крепления необязательно. Длина таких вкладышей должна быть не меньше двойной ширины досок. Устанавливают такие стропила одинарной доской на прогон, а двойной — на мауэрлат.

Но все же составные стропила существенно уступают спаренным стропилам по прочности и надежности. Такой вид стропильной системы можно без опаски применять для возведения скатных крыш, а вот для вальмовых и полувальмовых типов крыш их использование нежелательно.

Если при возведении крыши возникает необходимость удлинить стропила, нет нужды вызывать мастеров- профессионалов. Эта работа вполне по силам тому, кто умеет обращаться с топором, рубанком и долотом. Главное — лучше делать это медленно, но правильно, чем быстро, но абы как. И тогда у вас получится прочная и надежная крыша, а созданная вами конструкция стропил прослужит вам верой и правдой не одно десятилетие.

Удачи! Надежной крыши вашему дому!