Наслонные стропила: обзор конструктивных схем + план монтажа

Прогоны и стойки в стропильных системах

Основными элементами подстропильной конструкции, направленной вдоль здания, являются долевые балки — прогоны. Прогоны покрытий предназначены для передачи действующих нагрузок (собственный вес, вес кровли, ветровые и снеговые нагрузки) на несущие конструкции.

Наслонные стропила: конструкция … Наслонные стропила: особенности расчёта … Наслонные стропила: конструкция …

1. В чердачных крышах прогоны опираются на торцевые (боковые) и внутренние несущие стены или стойки, передающие давление от веса крыши на внутренние стены или столбы.
2. В бесчердачных крышах прогоны опираются на несущие конструкции стен, ригелей или непосредственно на столбчатые фундаменты.
3. В подвесных перекрытиях прогоны подвешивают к конструкциям колон и ферм.

Что нужно учитывать при расчете висячих стропил

Перед тем, как начать возведение крыши с висячими стропилами необходимо грамотно рассчитать всю конструкцию. От этого будет зависеть ее прочность и безопасность. Следует отметить, что стропильная система – очень ответственная и сложная конструкция. Поэтому желательно, чтобы ее спроектировал профессиональный архитектор. При выполнении расчета используются следующие данные:

• Размеры здания;
• Материал, из которого сделаны стены здания;
• Наличие опорных колон, несущих внутренних стен;
• Присутствие мансардного этажа;
• Максимально возможная нагрузка на стены;
• Тип возводимой крыши (двускатная, односкатная, вальмовая, полувальмовая, шатровая и т.д.). Здесь необходимо определить какой тип стропил будет применяться (висячие либо наслонные).

Далее необходимо рассчитать:

• Сечение стропил;
• Шаг стропильных ног;
• Форма стропильных ферм.

При проектировании стропильной системы висячего типа следует учитывать:

• Климат в регионе (ветровые и снеговые нагрузки, общее количество осадков);
• Угол ската кровли;
• Тип кровельной системы;
• Кровельный материал (профнастил, металлочерепица и др.).

Как сделать деревянные стропильные конструкции кровли скатных крыш: Монтируем узлы сами +Видео и Чертежи

В малоэтажном строительстве для выпуска деревянных стропильных мансард используют, как правило, пиломатериалы древесины хвойных пород.

Для различных элементов и деталей стропильной деревянной системы применяют дерево определенного типа и сорта. При применении пиломатериалов в стропильно-балочной системе нужно учесть следующие свойства и показатели дерева: прочность на изгиб, сжатие, скалывание, плотность дерева и его влажность.

Деревянные стропильные конструкции обязательно должны соответствовать специальной степени огнестойкости помещения. Они в обязательно порядке должны быть обработаны специальными огнезащитными средствами и пропитками.

Существует огромное множество разнообразных вариантов и элементов устройства деревянных стропильных конструкций. Существуют следующие виды стропильных конструкций: наслонные или висячие стропила, комбинированные, с затяжкой, и др. Самыми популярными стропильными конструкциями считаются наслонные и висячие.

Наслонные деревянные стропильные конструкции

Наиболее дешевые из известных типов стропил. Применяются в том случае, если между всеми опорами расстояние не более 6 метров.

Установку их осуществляют в зданиях и помещениях со средней несущей стеной либо столбчатыми промежуточными опорами, опирая концы при этом на внешние стены дома, а среднюю часть – на внутренние стены либо опоры.

Наслонные деревянные стропильные системы выпускаются с разным количеством стоек — это позволяет существенно увеличить ширину всего пролета здания или помещения.

Конструкция крыши

Рассмотрим их варианты:

Для мансард обычно выбирают деревянные стропильные системы без средних опор, это делается для того, чтобы внутренняя планировка помещения не была в зависимости от расположения данных опор. При одинаковой ширине здания крыша с наслонными деревянными стропилами может получиться более легкой если сравнивать с прочими стропильными системами.

Висячие деревянные стропильные конструкции

Их используют для пролетов крыш 6–12 м без дополняющих опор. К висячими стропилам крепят чердачное перекрытие. Если пролет больше 6 метров, то между верхними концами стропильных ног крепят вертикальный брус.

Чтобы избежать провисания всей конструкции к нижнему концу бруса при помощи хомутиков из полосовой стали крепят горизонтальную затяжку для опоры балок всего чердачного перекрытия. Если пролет до 12 м, то в конструкцию стропил вводят подкосы, которые уменьшают расчетную длину всех стропильных ног.

Висячие деревянные стропила работают как на сжатие, так и изгиб.

Ниже рассмотрим типы стропильных конструкций:

Заключение

Крыша это третий конструктив дома (фундамент, стены, крыша). Этот конструктив осуществляет главную защитно-декоративную обязанность. Крыша оберегает весь дом от внешних климатический факторов и сохраняет тепло в доме. А ещё она создаёт притягательность дома за счёт эстетических объёмов, которые отвечают избранному зодческому образу.

Именно она извлекает и добивается приличного вида дома с однообразной и неинтересной коробкой стен.

Кровля это одна из конструкций крыши. Этот конструктив – финишное покрытие крыши. Её задачи защитно-декоративные.

Все крыши делятся на:

• плоские,
• и скатные.

Как правило, многие застройщики строят дома без проектов. Поэтому рекомендую хотя бы выполнить схему дома. Не только стен и перегородок, но и крыши до начала основного строительства, чтобы итог его в конце не огорчил Вас. Ведь Вы всю оставшуюся жизнь будете жить в доме, который построите сами. И дай Вам бог…

Будьте здоровы!

Как правильно закрепить стропила к балкам?

В простых домах, в основном каркасных, мауэрлат может быть и упразднен. В этом случае стропила крепятся к балкам перекрытия. Самый надежный вариант сборки такой системы – подготовка стропильных ферм. Каждая ферма состоит из двух стропильных ног, соединительного ригеля и нижней затяжки. Для прочности фермы усиливают центральными балками и подкосами:

Балки перекрытия укладываются в таком направлении, чтобы стропильные фермы пересекали их перпендикулярно в разных плоскостях. Затяжка выполняет основные несущие функции, крепится к балкам перекрытия анкерами, сквозными болтами, шпильками и усиливается пластинами и металлическими уголками.

Возможен вариант крепления стропильных ног прямо на балку, которая и будет дополнительно выполнять функции затяжки. Для создания качественных опорных узлов в такой системе рекомендуется два способа крепления:

1. Соединение стропил с балкой двойным зубом – запилы выполняются на балке и скосе стропильной ноги (по два стыковых заруба на каждой).
2. Крепление болтом и хомутом. Может предусматриваться сквозное крепление, но если доски имеют большое сечение, делаются врубки и детали соединяются длинными болтами.

Технологические правила

Для четырехскатной крыши или иной конфигурации во фронтонах предусматривают небольшие слуховые окна, чтобы обеспечить правильную вентиляцию чердачных помещений, особенно в теплое время года. Например, для четырехскатной крыши необходимо на плане стропил обязательно отображать диагональные накосные стропильные ноги, опирающиеся на них нарожники. Важно не забыть о слуховых окнах, которые будут располагаться на вальмах.

Если планируется сооружение мансардного жилого помещения, то следует отобразить на плане верхние балки для обвязки стен. Они будут служить опорой для стропильных ног всей конструкции, обеспечивая необходимую прочность и надежность крыши. Схема проектирования, всегда выполняется одновременно с разработкой планов всех конструктивных разрезов здания. Это позволяет связать их между собой, обеспечить правильное и четкое проектирование. В результате каждый узел будет четко связан с остальными, конструкция получится устойчивой и надежной.

Проект должен иметь проставленные значения осей всех элементов здания и конструкции стропильной системы. К осевым параметрам привязываются данные о толщине стен, на проекте наносятся размерные линии, которые выполняются для определения шага для бруса. Внутри указываются расстояния между отдельными стойками, дымовыми трубами. Обязательно вносится значение поперечных сечений для каждого элемента.

Составление плана четырехскатной крыши или любой другой является обязательным условием во время проектирования дома. Стропильная система является одним из важнейших элементов дома. Именно от того, насколько правильно составлен чертеж и проведены расчеты, зависит, будет ли конструкция прочной и надежной. Поэтому лучше всего составление такого плана поручать специалистам, а не полагаться на свои силы при отсутствии должного опыта.

Возведение крыши – один из наиболее ответственных этапов строительства. От надежности «зонтика» сверху, от его устойчивости к атмосферным осадкам и любым внешним воздействиям, напрямую зависит долговечность самого здания и уровень комфорта проживания в нем.

Изо всего разнообразия конструкций крыш, двускатную можно отнести к числу наиболее популярных, просто в силу относительной простоты ее возведения. Однако, и за этой «простотой» кроется масса различных нюансов, необходимость проведения определенных расчетов и следования технологическим правилам. Тем не менее, настоящая публикация имеет главную задачу: показать, что установка стропил двухскатной крыши своими руками – задача вполне выполнимая, даже для начинающего строителя.

Давайте вместе пройдем все этапы процесса установки стропил для такой крыши, от основ предварительного проектирования до примера практического воплощения.

Шарнирная арка с ригелем

Данная схема конструктивно схожа с предыдущей, но есть и одно отличие – вместо подвижных опорных элементов для шарнирной арки с ригелем используется жесткое крепление стропил, что достаточно надежно. Стропила врубаются в мауэрлат или крепятся к неподвижным опорным брусам. Благодаря изменению конструкции опоры меняются и возникающие в системе напряжения – основной нагрузкой становится распирающая, приходящаяся на мауэрлат и стены.

Затяжка фиксируется в верхней части арки, но вместо растяжения она теперь испытывает сжатие. Вместе с изменением характера нагрузок меняется и название затяжки – теперь она именуется ригелем. Такая арка с приподнятым ригелем может работать только при условии небольшой распирающей нагрузки, а при ее увеличении ригель нужно дополнительно усилить затяжкой. В результате получатся висячие стропила, аналогичные традиционной арке с тремя шарнирами, и мауэрлат в данном случае уже не понадобится.

Длина стропил

• c 2 = a 2 + b 2 , где
• a — проекция стропил
• b — высота чердака
• с — длина рабочей части стропильной ноги

Однако при этом не учитывается вылет крыши. Поэтому длину стропильного ряда рекомендуется подгонять по месту, подрезая концы после установки. Это даёт возможность сделать торцы ровными. Оптимальный конструктивный вылет крыши — 600 мм.

Создавая стропила для крыши своими руками, помните об опасности неразумной экономии. Стропильная система, как и несущие стены и фундамент — незаменяемый элемент здания. Это значит, что для его замены потребуется полный демонтаж. Как правило, это происходит во время реконструкции или капитального ремонта. При несоблюдении правил, описанных в статье, эта процедура может потребоваться уже через 2-3 года.

Виталий Долбинов,

Проводим расчёт

Для выполнения правильного расчёта любой стропильной системы, рекомендуется использовать компьютерные программы или формулы. Для висячей стропильной системы следует учитывать полное отсутствие опорных балок. Показатель длины покрываемого пролёта не имеет существенного значения.

Чтобы обеспечить необходимую кровельную жёсткость, а также предотвратить возможное смещение стропильных ног, необходимо рассчитать количество и размеры подкосов, ригелей, стоек и прогонов.

Все производимые расчёты должны базироваться на следующих особенностях:

• чтобы получить точные расчёты по количеству необходимого материала следует составить схему, а также план и раскладку предполагаемой стропильной системы с отображением всех конструкционных элементов, указанием их количества и точных размеров;

• правильный расчёт размеров с учётом длины необходимого пиломатериала позволяет скомпоновать основные конструктивные элементы и минимизировать количество отходов;

• следует учитывать, что в точках повышенных нагрузок в схему для расчёта необходимо включить стропила спаренного типа;

• подбор сечения для стропильных ног производится на основании подсчётов суммарных нагрузок на всю кровельную площадь, а также на площадь одного квадратного метра;

• стропильные балки целесообразно изготавливать из древесины наиболее высокого качества, без сучков, трещин и других дефектов;

• минимальное сечение брусов для затяжек и прогонов составляет порядка 50 × 150 миллиметров, а стойки, ригели, подкосы и другие вспомогательные элементы выполняются из бруса с сечением 100 × 100 или 150 × 150 миллиметров.

Виды стропильных систем

Стропильные системы отличаются по многим факторам, их состав зависит от особенностей планировки деревянного или кирпичного дома, совокупного веса кровельного пирога, материала, из которого изготавливается каркас, а также вида кровельного покрытия.

Важной характеристикой конструкции считается их несущая способность, определяющая, какой вес они могут выдержать без деформации. По характерным особенностям различают следующие виды стропильных систем:

Наслонная

Стропильным каркасом наслонного типа называют каркас, стропила которого имеют 2 точки опоры. Верхний конец ноги опирается на коньковый прогон, устанавливаемый на вертикальные стойки, закреплённые на внутренних стена. А нижним концом она устанавливается на мауэрлат.

Сборка стропильной системы наслонного типа на двухскатную крышу возможна, только если внутри дома располагается не менее 1 несущей перегородки или капитальной колонны. Такую конструкцию часто называют безраспорной, потому что вторая точка опоры стропил компенсирует распирающую нагрузку на стены дома, которую предполагает висячая схема установки каркаса.

Стропильные ноги наслонного типа испытывают нагрузку только на изгиб, который можно ликвидировать различными подкосами. Наслонная стропильная система позволяет перекрывать дома шириной до 14 метров.

Висячая

Висячая стропильная система отличается тем, что ее стропила опираются только нижним концом на мауэрлатный брус, установленный на наружные несущие стены. Верхний конец стропильных ног такой конструкции ни на что не опирается, а как бы висит в воздухе, из-за чего возникает 2 типа нагрузки: на изгиб и на распирание.

Распирающая нагрузка такой схемы расположения элементов на наружные стены настолько велика, что компенсировать ее приходится с помощью многочисленных ригелей и завязок, за счет которых происходит завязывание стропильных пар между собой.

Устройство двускатной крыши с висячими стропилами состоит из треугольных ферм, жесткая форма которых не подвергается нагрузкам. Считается, что сложность висячей схемы крепления стропил намного выше.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками монтируется без труда, если правильно рассчитать шаг стропил, то есть расстояние между стропилами и величину их сечения.

Комбинированная

Сочетая в себе лучшее от той и другой системы, признана самой надежной. Применяют ее в случаях, когда внутри помещения в качестве опоры внутри дома используются не стены, а колонны. Тогда висячие и наслонные стропила можно чередовать, чтобы усилить конструкцию за счет дополнительных элементов, не увеличивая расход строительных материалов.

Важно! Скользящая стропильная крыша – еще одна разновидность каркаса, которая отличается тем, что стропильные ноги устанавливают на мауэрлат не с помощью жесткого крепления, а используя подвижную опору. Скользящее крепление позволяет кровле менять в пределах запаса хода размеры в процессе усадки деревянного дома.

Разновидности конструкций висячих стропил

Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:

Трехшарнирная треугольная арка

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.

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

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.

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

Крепление стропил к мауэрлату: немного «матчасти»

Для начала, предлагаем рассмотреть иллюстрацию, на которой показаны два вида стропильных систем:

Место крепления стропильной ноги с основой называется опорным узлом. Таких узлов в системе много, но мы коснемся подробно именно нижних креплений рамы со стропилами. Мауэрлат и стропильные ноги практически всегда изготавливаются из древесины, реже – из металла. Дерево использовать выгоднее и удобней, так как этот материал легок по весу, прост в монтаже и долговечен при правильной установке и эксплуатации.

Виды опорных узлов по уровню жесткости

Опорные узлы — места, в которых стропила крепится к элементам крыши:

В случае железных соединений, узлы являются неподвижными, жесткими (сварка или болты). Дерево – материал более мягкий и динамичный, который может набухать, рассыхаться и деформироваться. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять опорные узлы с поправкой на возможные изменения формы древесины. Такие узлы могут иметь разную степень подвижности:

• Узел нулевой подвижности – жесткое крепление уголками с обеих сторон, при котором крепление стропила к мауэрлату остается неподвижным.
• Соединение первой степени подвижности – балка может вращаться по кругу.
• Соединение второй степени подвижности – круговое вращение со смещением, предусматривается установление специальных ползунов или салазок.
• Подвижное соединение третьей степени – возможность горизонтального, вертикального и кругового движения.

Для любого узла, будь он подвижный, либо нет, следует применять, как минимум, два вида фиксации. Например, зарубленные планки дополнительно фиксируются изнутри с помощью опорного бруса, а динамичные соединения укрепляются болтами и специальными стальными уголками.

Особенности и формы кровли

Каркасная крыша может быть установлена только с пролетами не длиннее 1220 см, при этом разрыв от одной фермы до другой составляет максимум 0,6 м. Размеры фрагментов каркаса определяются расстояниями пролетов и расчетной снеговой нагрузкой. Стропила могут быть как свободно устанавливаемые, так и принимающие нагрузку от чердачных элементов. В случае с кровлей ломаной формы удается обеспечить достаточную для жилой мансарды высоту потолка, а смотреться она будет лучше всего на квадратном строении.

Многощипцовая крыша считается наиболее сложной и едва ли доступной вариацией для самодеятельных строителей. Сбалансированная стропильная система эффективно выдерживает даже очень высокие нагрузки, имея при этом отличную «внешность». Поскольку скат крутой, риск задержки снега будет минимален. Но при этом придется очень тщательно рассчитывать все элементы конструкции, а в процессе работы появится немало отходов. Кроме того, ендова должна будет пережить воздействие значительного количества снега.

Некоторые правила соединения

Чтобы гарантировать прочное и долговечное крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши, нужно соблюдать несколько правил:

1. Любой крепеж из металла должен гарантировать надежную, жесткую фиксацию к дереву, поэтому он просто обязан быть качественным.
2. Размеры всех запилов в мауэрлате следует тщательно выверять и проверять. Надежный крепеж возможен, если глубина его составляет не менее 1/3 толщины бруса. Это правило касается материала, имеющего размеры 150х150 мм, или более.
3. Глубина запила, который делается в стропилах, не должна превышать ¼ ширины досок. Этот узел, обычно только для висячих ног, требует дополнительной фиксации металлическими уголками.
4. Для соединения всех деревянных элементов помимо болта необходима шайба либо специальная металлическая пластина. Эти элементы предотвратят утапливание в древесину шляпки крепежа, а эта ситуация уже чревата ослаблением конструкции.
5. Использовать только саморезы и/или гвозди не рекомендуется, так как данное крепление будет не слишком надежным. Его нужно усилить уголками, пластинами либо другими металлическими элементами.
6. Если кровельный материал имеет большой вес, то, независимо от вида стропильной системы, следует выбирать скользящие соединения.

Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши будет надежным и беспроблемным, если обеспечить достаточную жесткость и прочность конструкции, не менее важно большое количество качественных крепежных элементов. В этом случае экономия на материалах — непозволительная «роскошь», она может привести к тому, что срок эксплуатации кровли значительно сократится, а жить в таком здании будет попросту опасно.

Чтобы поближе познакомиться с темой, лучше посмотреть этот видеоролик, в котором все очень хорошо показано и «разжевано»:

Как ставить стропила на крышу

Установка стропил двускатной крыши состоит из следующих этапов:

1. Изготовление шаблона стропильной фермы. Необходимо поднять две доски на потолочное перекрытие, а затем соединить их между собой с одного края при помощи гвоздей. Далее нужно установить свободные концы досок на опорную балку и зафиксировать угол между досками. Для этого необходимо прибить поперечную перемычку. Затем нужно опустить полученный шаблон на опорную балку и отметить угол подрезки стропильных ног с помощью карандаша. Следует отметить, что от качества выполненного шаблона будет зависеть прочность и надежность всей кровельной конструкции.
2. Спустить сделанный шаблон вниз и начать изготовление стропил. Шаблон нужно хорошо скрепить, чтобы его при спуске не нарушился угол между стропилами. Первую изготовленную стропильную ферму поднимают на постройку и устанавливают на основание.
3. Отметить место среза на мауэрлате и стропильных ногах и выполнить срез с помощью бензопилы. Далее необходимо начать сборку очередной стропильной фермы.
4. Установить на мауэрлатный брус по краям здания первые две стропильные фермы. Стропила, установленные по краю мауэрлатного бруса закрепляют с двух сторон с помощью подпорок. Затем натянуть между ними шнур для определения уровня. Стропильные фермы должны быть установлены перпендикулярно основанию перекрытия.
5. Собирать остальные стропильные фермы нужно после того, как выставлен уровень и проверены все крепления. Стропила не будут смещаться, если между ними забить по две доски. Далее необходимо закрепить поперечные планки и подпорки.
6. Выполнить монтаж пароизоляционного, теплоизоляционного и гидроизоляционного слоя. Кровельный материал крепится к обрешетке. Ее шаг зависит от выбранного материала для кровли.

В данном видео рассказывается о том, как ставить стропила на крышу: