Виды и особенности стропильных конструкций

 В качестве основных элементов стропильных конструкций выступают наклонные подкосы, стропильные ноги и вертикальные стойки.

Стропильная система крыши

Стропильная система крыши частного дома состоит из следующих элементов:

Мауэрлат

Стропильная система крыши

Длинный брусок из смолистого ствола любого хвойного дерева. Его укладывают вдоль наружной несущей стенки по периметру дома, закрепив анкерами или особыми резьбовыми стержнями. Мауэрлат служит для равномерного распределения нагрузки и передачи её от стропил несущим стенам.

Стропильная нога

Деревянные брусья из которых возводиться контур скатной кровли характерной треугольной формы. Кровля должна выдерживать сильнейшее воздействие ветра, снега и прочих атмосферных аномалий.

Стропильная система крыши

Чтобы максимально её укрепить стропильные ноги равномерно распределяют вдоль кровли с шагом, не превышающим 1.2 метра. В зависимости от веса кровли шаг стропил может еще более снижаться.

Лежень

Брусок из дерева, подобно мауэрлату помогает перераспределять нагрузку он кровельных стоек на стены здания. Укладывается над внутренней несущей стеной дома.

Стропильная система крыши

Затяжка

Важнейший узел висячей стропильной системы. Брусок, уложенный таким образом, чтобы служить основой треугольника кровли. Этот элемент не позволяет скатам крыши разъезжаться под действием своего веса.

Стропильная система крыши

Стойки

Элемент кровли, представляющий собой вертикально установленный брусок квадратного сечения. Этот брусок принимает нагрузку от конька крыши и передает её внутренней несущей стене. Так же, как опоры могут устанавливаться и под стропильные ноги.

Подкос

Стропильная система крыши

Элемент, служащий для укрепления конструкции кровли. Подкосы соединяют кровельные ноги с лежнем, образуя конструкцию в форме ромба. Совокупность затяжки и подкосов с обеих сторон называется фермой. Такая конструкция способна выдержать вес кровли даже в том случае, если проем очень большой.

Обрешётка

По длине всей крыше поперек ног стропил своеобразными ступеньками закрепляются тонкие гладкие доски. Они скрепляют в единую конструкцию стропильные ноги. На обрешётку монтируется облицовка крыши – кровельное покрытие. Если предполагается покрывать крышу мягкой кровлей обрешётку нужно делать практически сплошной. Лучшим материалом для этого считаются листы фанеры.

Стропильная система крыши

Конек крыши

Верхняя часть треугольника кровельной конструкции. Вверху в месте соединения двух противоположных стропильных ног вдоль всей крыши крепится деревянный брус квадратного сечения. Таким образом, получается мощный узел, который не позволяет крыше разрушиться.

Стропильная система крыши

Свес крыши

Это нижняя часть скатной крыши, выступающая примерно на полметра от периметра здания. Это делается для того, чтобы дождевые потоки, стекающие по кровле, не попадали на внешние несущие стены и не разрушали их.

Кобылки

Стропильная система крыши

Эти элементы крыши применяются лишь тогда, когда длины стропильных ног не хватает для обустройства свеса. В этом случае их удлиняют, соединяя с досками меньшего сечения.

Стропильная система крыши — кобылки

Перед возведением кровли серьезные подрядчики всегда проводят анализ преобладающих показателей силы ветра в районе застройки и средней высоты снежного покрова. Такие исследования позволяют создать необходимый запас прочности для будущей достижения нужной прочности конструкции, необходимо надежное скрепление стропил друг с другом и фасадом здания.

Стропильная система крыши

Деревянные стропила, благодаря простоте изготовления и несложному монтажу, используются при постройке загородных домов малоэтажек. Поверхность таких стропил легко обрабатывается.

Это позволяет быстро и без использования сложного оборудования подогнать систему стропил под габариты уже возведенного здания, исправив небольшой брак, допущенный каменщиками при кладке стен. Подобная процедура практически невозможна при возведении крыши с использованием металлических стропил или железобетонных конструкций.

Стропильная система крыши

Стропильная система крыши

Для скрепления стропил применяются такие соединительные детали как хомуты и скобы. Тем не менее, наиболее часто в качестве соединения по старинке применяют гвозди. Такое соединение имеет существенный изъян. Когда спустя несколько лет древесина высыхает, оно утрачивает свою прочность.

Стропильная система крыши — готовые фермы для крыши

Стропильная система крыши

Технология соединения гарантирует высокую прочность всей конструкции и невозможность смещения отдельных узлов системы стропил в процессе естественного усыхания древесины. О видах и особенностях стропильной системы вы сможете познакомиться также в этом видео:

Особенности стропильных конструкций для кровель разного типа

На сегодняшний день существует несколько видов кровли. Несмотря на то, что наиболее популярными остаются скатные конструкции, в частном строительстве широко применяются также и другие вариант, обладающие определенными конструктивными особенностями:

  1. Шатровая крыша. Имеет пирамидальную форму в основе с прямоугольником или квадратом. Треугольные скаты стыкуются в верхней части при полном отсутствии фронтонов. В этом случае вся стропильная система будет опираться на мауэрлат, который необходимо закрепить на стене максимально прочно. При этом сам мауэрлат будет надежно защищаться от возможных сдвигов посредством наружных стен. Если речь идет о создании короткой кровли, то можно использовать короткий брус. При этом отдельные элементы конструкции следует соединять под прямым углом для придания прочности. Конструкции подобных кровель предполагают наличие четырех накосных стропил, фиксирующихся по углам. Они могут быть как висячими, так и наслонными.
  2. Вальмовая кровля. Также не имеет фронтонов. Два ската такой конструкции являются трапециевидными, а два других – треугольными. Расположение стропил является диагональным. Для крепления промежуточных стропил используются коньковые балки и мауэрлат. Между отдельными элементами конструкции сохраняется расстояние 100-120 см. В данной конструкции самыми длинными являются накосные стропила, что обеспечивает их высокую прочность.
  3. Ломаная крыша. Такие конструкции обычно испытывают два типа нагрузок: на изгиб и на сжатие. Для минимизации данных факторов в нижней части конструкции используется затяжка. Вне зависимости от сложности конструкции, сборка ее осуществляется на земле, после чего ее поднимают и закрепляют.
Читайте также:  Как сделать обрешетку под мягкую черепицу

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

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

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:

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

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

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

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.

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

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

Монтаж висячих стропил

Для проведения работ по монтажу стропил потребуются следующие инструменты:

  • строительный уровень;
  • топор;
  • молоток;
  • нож;
  • карандаш;
  • отвесное приспособление;
  • рулетка;
  • ножовка.

В качестве примера рассмотрим монтаж треугольной трехшарнирной арки с приподнятой затяжкой, как одного из самых популярных вариантов, позволяющих сделать мансарду.

Для установки системы с висящими стропилами необходимо выполнить следующие шаги:

  • Осуществить подъём на перекрытие стропильного бруса;
  • Установить и соединить стропила в верхней части. Сделать это можно несколькими способами:
    • выполнив запил на обеих стропильных ногах (что увеличивает прочность всей конструкции), а соединение выполнить с помощью болта и гайки;
    • запилить стропила в стык, и соединить металлической пластиной или набив брусок;
  • Сделать разметку в месте опирания стропила на мауэрлат, после чего на стропильной ноге сделать выемку, позволяющую увеличить надежность опоры. Провести эту же операцию по формированию выемки на второй балке;
  • После того, как ферма подогнана по размерам, на ее основы нужно сделать шаблоны для левой и правой стропильной ноги – это позволит удобно подготовить новые фермы на земле, не занимаясь их подъемом наверх. В качестве основы для шаблона можно использовать фанеру;
  • Установить стропила на край кровли и зафиксировать к мауэрлату при помощи гвоздей;
  • Подготовить еще одну ферму, и смонтировать ее на противоположной стороне крыши. Между ними натягивается веревка, которая будет выступать в роли уровня для следующих стропильных ферм;
  • Установить горизонтальный брус (затяжку). Данный компонент используется для связывания стропильных ног и уменьшения распорных сил, передающихся от кровли на стены строения – чем выше она закреплена, там большие нагрузки на растяжение испытывает. Врубка затяжки в стропило выполняется полусковороднем, а крепление осуществляется с помощью болтов. Лучше если затяжка будет из цельного бруска, но при необходимости наращивания используются гвозди или болты;
  • Выполнить установку остальных ферм кровли в соответствии с разметкой.

Изначально, при формировании системы из висячих стропил, фиксация ног к мауэрлату выполняется с использованием гвоздей. После завершения сборки, данный участок рекомендуется укрепить:

  • специальными полосами (шинами), изготовленными из тонкой стали. Для этого стропильный брус оборачивают шиной, далее с обеих сторон в металлическую полосу забивают гвозди либо ввинчивают шурупы.
  • Металлическими уголками (крепление осуществляется на саморезы).

Используя перечисленные метод дополнительного крепления, можно значительно усилить конструкцию кровли и избежать её повреждений при различного рода нагрузках. В заключении рекомендую ознакомиться с подробным видео-гайдом по устройству двускатной кровли с использованием висячих стропил:

Если у вас появились вопросы по другим разновидностям конструкций висячих стропил – пишите об этом в комментариях, подробно разберем.

Сращивание стропил: какие способы используются в коньке

В общей сложности таких способов насчитывается всего лишь три:

Читайте также:  Виды систем антиобледенения кровли и водостоков

Внахлест

Отличительной чертой этого способа является соединение стропил их боковыми плоскостями с последующим стягиванием с использованием шпилек или болтов. Эта технология является наиболее популярной при строительстве крыш.

В деревянном доме опорой может явиться верхнее бревно, в блочном же по блокам придется уложить мауэрлат.

Наиболее популярным приемом объединения стропил является их сращивание в полдерева:

Зачастую стропила при их соединении внахлест скрепляются гвоздями.

Встык

Для этого потребуется:

  • край стропила срезать на угол так, чтобы угол равнялся уклону крыши;
  • сформировать упор стропила;
  • использовать крепежный элемент.

Применение шаблона может облегчить задачу и обеспечит плотное прилегание полотен.

Для взаимного скрепления стропил можно использовать гвозди, которые лучше всего дополнить накладкой из дерева или металлической пластиной, устанавливаемой в коньке.

Стык может быть частичным:

Подгонка стропил в такой конструкции выполнена с такой точностью, что нагрузка между ними располагается равномерно. В соединении нужно использовать как гвозди, так и насадки. Для этого прибейте доску 30мм с двух сторон узла.

На брус

Стропила в данном случае крепятся прямо на брусе конька. Достоинство способа заключается в возможности обеспечения центральной подпорки для бруса, тогда как стропила можно укреплять поочередно, когда появится удобный момент. Этот способ удобен, когда время на изготовление шаблона отсутствует.

Соединение с помощью конькового бруса рекомендуется, если ширина крыши превышает 4,5м. Высокая надежность конструкции обеспечивается установкой дополнительных опор, что (обратите внимание!) значительно снижает функциональность чердака.

Другой вариант:

Такое сращивание стропил является комбинированным, поскольку в нем используется стыковый метод.

Как правильно смонтировать коньковый прогон на фронтоны стен

Для чего нужен коньковый прогон

Наслонные стропила двускатной крыши, не имеющие верхней опоры, не являются достаточно устойчивыми и потому любое сильное воздействие снаружи или изнутри сможет привести к повреждениям крыши. Казалось бы — выхода нет, ремонт крыши неизбежен. Ан нет! Есть несколько вариантов решения проблемы.

Наиболее рациональным (и наиболее дешевым) является монтаж горизонтальной балки опирающейся на противоположные друг другу фронтоны дома или смонтированного на вертикально расположенных упорах. Эту балку и называют прогоном.

На прогон опираются стропильные ноги кровельной системы. Он является « позвоночником» прочно удерживающим « скелет» крыши и обеспечивающим его жесткость.

Какими бывают прогоны

Прогоны бывают цельными и составными.

Цельные прогоны изготавливаются из одного куска древесины и укладываются своими концами на противоположные фронтоны стен.

Однако при большой длине, из –за того, что на них действуют серьезные изгибающие нагрузки, они становятся слишком громоздкими. Громоздкими настолько, что их изготовление обходится дорого, а монтаж возможен исключительно при помощи грузоподъемных механизмов. Между тем, в этом нет необходимости в случае если будут укладываться легкие кровельные материалы (например, ондулин).

Кроме того они практически сразу изогнутся под собственным весом.

При больших длинах конькового прогона его рационально делать составным. Для того чтобы нагрузки не деформировали и не разрушили его необходимо установить вертикальную стойку на которую прогон будет опираться и передавать часть действующих нагрузок.

Правила монтажа коньковых прогонов

Опирание концов конькового прогона будет осуществляться на противолежащие фронтоны здания.

До начала монтажа необходимо подготовить места укладки конька, очистить их от строительного мусора.

Перед монтажом необходимо проверить горизонтальность отверстий предназначенных для монтажа конькового прогона. Сделать это можно при помощи лазерного уровня или любого другого современного прибора.

Совет. Перед укладкой конькового прогона на фронтоны обмотайте его концы гидроизоляционным материалом. Этим вы увеличите срок службы конькового прогона. Для этой цели прекрасно подойдут пленки Ондутис.

После укладки еще раз проверьте горизонтальность. На этот раз следует положить на прогон строительный уровень. Наиболее достоверный результат покажет уровень большой длины.

В случае отклонения конька от вертикали следует подложить под его торцов подкладки. Закреплять коньковый прогон следует после выставления его по вертикали.

Обязательной является проверка параллельности конька срезу стен. Выполняется проверка в 2 этапа:

  1. Замеряется длина от конька до края среза стены. Замеры осуществляются по всем четырем краям фронтонов. Размеры на одном скате должны быть одинаковы.
  2. Замеряются диагонали предполагаемых скатов. Длины диагоналей на одном скате должны быть одинаковы.

Пренебрегать описанными проверками не стоит. Монтаж конькового прогона с отклонениями от вертикали, несоответствие размеров может привести к проблемам при монтаже кровельных материалов , образованию протечек, необходимости провести авральный ремонт кровли.

Как можно усилить коньковый прогон

Бывают ситуации, когда кажется невозможным установить коньковый прогон требуемого сечения или требуемой длины. Как решить проблему?!

Ну, во- первых, можно установить вертикальные стойки под прогон. Они будут принимать на себя нагрузки воспринимаемые прогоном и не давать ему деформироваться или разрушаться. Они же позволят использовать в качестве прогона пиломатериалы меньшего сечения.

Во-вторых, можно уложить вместе два бруса меньшего сечения. Это позволит нагрузить коньковый прогон большими нагрузками.