Серия стропильная система из досок. Виды и схемы стропильных систем: обзор и рекомендации для монтажа стропильной системы крыши

В этой статье мы расскажем, что представляет собой стропильная система двускатной крыши. Мы рассмотрим основные элементы, из которых она состоит, а также их расположение в стропильной конструкции, как правильно установить деревянные стропила и как называются основные элементы стропильной системы.

В предыдущей статье мы рассказали о преимуществах и недостатках различных видов крыш. Двускатная крыша — самая простая и надёжная конструкция для жилого дома. К тому же она подразумевает наличие чердака, что так полезно в загородном хозяйстве.

Двускатная стропильная система имеет несколько базовых разновидностей, на основе которых мастера создают индивидуальные конструкции. Мы рассмотрим их в порядке усложнения.

Для пролёта между несущими стенами до 6 метров

Этот вариант самый простой, при этом он несёт самую малую нагрузку. В нём применяются висячие стропила с основной или подстропильной затяжкой. При такой конструкции стропильная система представляет собой только стропила, соединённые на пересечении в коньке.

Подстропильная балка или затяжка — элемент стропильной системы, который соединяет горизонтальной тягой стропильные ноги противоположных скатов.

Стропильная нога или стропила — основной несущий элемент поддерживающей конструкции крыши. Из ряда стропил формируется скат крыши.

Висячие стропила — способ установки стропил , при котором отсутствуют дополнительные горизонтальные крепления (тяги).

Мауэрлат (деревянная обвязка верха стен) — основа стропильной системы. На каменные стены устанавливается в обязательном порядке.

По расположению затяжек такая кровля бывает двух видов.

С основной затяжкой

Затяжка проходит по верхам стен и опирается на них. Именно в этом случае чаще всего роль затяжки выполняет балка перекрытия. Высота от перекрытия до конька — от 1,4 до 2,5 м. Такой вариант оптимален, если планируется использовать чердачное пространство для временного хранения или просушки чего-либо.

Преимущества:

1. Дополнительное подсобное помещение на чердаке.
2. Пространство чердака используется полностью.
3. Значительный запас воздуха — меньшие потери тепла через крышу.

Недостаток: сравнительно малый объём помещения.

С подстропильной затяжкой

Затяжка проходит на уровне ⅓ высоты от опоры стропил до конька. В этом случае нет привязки к перекрытию, и опорные стены стропил могут быть подняты на необходимую высоту. Это позволяет создавать полноценные помещения с высотой стен ½ этажа.

Преимущества:

1. Экономия на стеновом материале второго этажа.
2. Максимально эффективное использование подстропильного пространства.
3. Возможность жилого чердачного помещения.

Недостатки:

1. Требуется качественное утепление кровли .
2. Требуется врезка мансардных окон.

Для пролёта между несущими стенами от 6 до 9 метров

Комбинированная затяжка

При увеличении пролёта количество поддерживающих и стягивающих элементов увеличивается. Это нужно для эффективного распределения нагрузки и передачи её на стены. Висячие стропила на пролёте более 4 метров* можно устроить только одним способом — двойной (комбинированной) затяжкой. При этом длина пролёта* не должна превышать 4,5 м.

* — в данном случае под пролётом понимается длина проекции (тени) одной стропильной ноги в проектном положении.

При устройстве двойной затяжки подстропильную затяжку называют ригелем.

1 — затяжка; 2 — ригель; 3 — стропильная нога; 4 — мауэрлат

Вертикальные опоры

Зачастую приходится сращивать стропила в длину, т. к. 6 метров бывает недостаточно. В этом случае устраивают дополнительные промежуточные опоры. Они могут располагаться в разных областях относительно стропильной ноги. При этом стропила называются уже не висячими, а наслонными.

Наслонные стропила — стропильные ноги, имеющие одну или более опор. Исключение — мансардная двускатная стропильная система с двумя рядами опор, расположенными не по центру.

Бабка или центральная опора — вертикальная стойка, расположенная в месте пересечения стропил.

Прогон — сплошная доска или брус, соединяющий ряд стропил или балок.

Коньковый прогон — соединяет верха центральных стоек (бабок).

1 — затяжка; 2 — бабка; 3 — прогон; 4 — коньковый прогон

Помимо центрального ряда стоек конструкция стропильной системы может предусматривать дополнительные вертикальные опоры — в середине пролёта одной стропильной ноги. По сравнению с подкосными способами укрепления такой способ удобен тем, что не перегораживает проходы. При достаточной высоте чердака можно использовать его в качестве кладовой.

Мансардная стропильная система — частный случай двускатной кровли с вертикальными опорами. Она не имеет центрального ряда стоек, только стойки на ½ проекции стропильной ноги. В ней обязательно присутствует ригель (подстропильная затяжка). Ряд ригелей формирует потолок мансардного этажа.

Для пролётов между несущими стенами от 9 до 14 метров

При таких больших пролётах длина проекции стропил будет от 4,5 до 7 метров и в большинстве случаев не избежать сращивания стропил по длине. Это в свою очередь потребует усиления в месте соединения стропил и применения подкосов.

Подкос — упор, расположенный в проектном положении под углом.

Подкосы могут устанавливаться в разных местах стропил, но не ближе ¼ их длины к концу. Существует множество вариантов их установки. Самый простой способ — установка на лежень.

Лежень — сплошная доска или брус, установленный на несущие балки перпендикулярно им. Служит для распределения нагрузки от подкосов и стоек на балки.

1 — балка; 2 — подкос; 3 — лежень; 4 — бабка

В основном опора подкоса располагается в месте опоры бабки, особенно если они находятся на промежуточной несущей стене. В другом случае центральной опоры может не быть — только подкосы, но они должны быть закреплены к стропильной ноге ближе к середине пролёта.

Частный случай комбинированной двускатной стропильной системы — мансардный этаж с шириной пролёта помещения более 4,5 метров. В этом случае устраивается П-образная рама — прогоны из бруса 100х100, ряд вертикальных стоек по лежням на ½ или ⅔ длины проекции стропил и горизонтальная затяжка (ригель). Оставшееся пространство заполняется (раскрепляется) подкосами. Такой вид стропильной системы применяется на зданиях значительной площади.

Двускатные стропильные фермы с подкосами имеют два существенных преимущества:

• высокая несущая способность и пространственная жёсткость;
• возможность создавать прочные пологие скаты большой протяжённости.

При этом пологость скатов обусловлена малой высотой конька над перекрытием, т. е. чердак в большинстве случаев не используется.

Выбирая двускатную кровлю, помните, что помимо относительной простоты устройства и монтажа необходимо правильно организовать распределение нагрузки. Это особенно важно в районах с существенными снеговыми и ветровыми нагрузками. Весенний снег в 2,5-3 раза тяжелее зимнего, поэтому дополнительные опоры и распорки в стропильной системе не будут лишними.

Для изготовления стропил в индивидуальном строительстве обычно используют деревянные материалы: доски, брус, бревна. Несмотря на относительную дешевизну, деревянные стропила для крыши обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать все кровельные нагрузки и служить верой и правдой долгие годы.

Другие возможные материалы для стропильных систем – металл и железобетон – для частного строительства применять нецелесообразно, ввиду их тяжелого веса, сложного монтажа и высокой стоимости.

Стропильная система обязана быть прочной, но не тяжелой. Конечно, для несущей основы кровли крупных промышленных зданий и многоэтажек, приходиться использовать металл или железобетон. А для обычных частных домов – это ненужное излишество. Стропила в этом случае делают деревянными – из досок, бруса (обычного или клееного), бревен.

Бревна используются редко, исключительно для срубов. Этот материал слишком увесистый, требующий от плотника высокого профессионализма и способности выполнять сложные врубки в местах креплений.

Брус – самый лучший вариант, из которого можно смонтировать прочные и долговечные стропила. Единственный недостаток бруса – высокая цена.

В качестве замены брусу часто используют более дешевые доски, толщиной минимум 40-60 мм. В список их преимуществ также можно включить небольшой вес, удобство в монтаже и высокий запас прочности.

К выбранному пиломатериалу предъявляют следующие требования:

• Минимально допустимые сорта древесины – 1-3. Наличие сучков допускается в небольшом количестве (лучше обойтись вообще без них!), не более трех сучков, высотой до 3 см, на 3 м.п. Трещины также допустимы, но они не должны пронизывать древесину насквозь, их длина не может превышать половину длины материала.
• Допускается использовать высушенную древесину с влажностью до 18-22%. Если эти показатели будут выше, стропила, по мере высыхания, могут потрескаться или выгнуться и потерять свою форму.
• Несущие части стропильной системы выполняют из материала, толщиной от 5 см, шириной от 10-15 см.
• Длина элементов из хвойных пород – до 6,5 м, а из твердых лиственных – до 4,5 м.
• Все деревянные части стропил, до начала эксплуатации, должны быть обработаны защитными составами, предотвращающими их гниение, возгорание и повреждение насекомыми-древоточцами.

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.

Типы стропильных систем

Из дерева можно собрать множество вариантов ферм и, соответственно, стропильных систем. Но всех их можно разделить на два типа: висячие и наслонные.

Висячие стропильные системы

Применяются для помещений без внутренних стен. Фермы, составленные из стропил, опираются исключительно на наружные стены, необходимости в дополнительной опоре нет. То есть висячими стропилами перекрывают один пролет, шириной 6-14 м.

Обязательной частью висячих ферм, кроме стропильных ног, соединенных вверху под углом, является затяжка – горизонтальная, соединяющая стропила балка. Затяжка становится основой «треугольника» фермы. В большинстве случаев она располагается снизу конструкции, соединяя нижние концы парных стропил. Но также используются схемы с приподнятой затяжкой. А также с ее видоизмененным вариантом – ригелем, который выглядит как приподнятая затяжка, но работает на сжатие, а не на растяжение, как истинная затяжка.

От наличия затяжки и ее расположения в ферме зависит необходимость использования мауэрлата. Если затяжка располагается у основания стропильных ног, то мауэрлат не нужен. При монтаже ферму опирают на наружные стены через имеющуюся затяжку, которая одновременно становится балкой перекрытия. Если же затяжка приподнята кверху или же вместо нее используется ригель, то в схему обязательно включается мауэрлат, как основа для крепления стропилин на верхних краях стен.

В качестве дополнительных элементов в висячей системе применяют бабки и подкосы. Они служат для упрочнения фермы, при перекрытии широких пролетов.

Бабка по своему виду напоминает вертикальную стойку, идущую от центра затяжки до верхней точки фермы (коньковой части). На самом деле бабка – это подвес, функция которого заключается в поддержке слишком длинной затяжки (более 6 м) и исключении ее прогиба.

В тандеме с бабкой, при еще большем увеличении длины затяжки, используют подкосы – диагональные балки. Их упирают одним концом в стропильную ногу, другим – в бабку. В одной ферме применяют два подкоса, с обеих сторон от бабки.

В дачных и небольших частных домах висячие стропила из дерева хороши тем, что позволяют устраивать просторные мансардные помещения без перегородок внутри. Конечно, речь идет о схемах, где отсутствуют подкосы и бабки. Их наличие возлагает на застройщика необходимость делить мансарду минимум на две комнаты.

Наслонные стропильные системы

Наслонная конструкция деревянных стропил применяется для помещений с внутренними капитальными стенами, которые служат дополнительной опорой для системы. При этом расстояние между наружными стенами (общий перекрываемый пролет) может быть в пределах 6-15 м.

Наслонные фермы, в обязательном порядке, состоят из стропильных ног, опираемых на наружные стены, и вертикальной стоки, опираемой на внутреннюю стену. При наличии двух внутренних стен в схеме может быть использованы две стойки.

В отличие от висячей, в наслонной системе обязательно присутствует мауэрлат, к которому крепятся стропильные ноги. Стойки врезаются в некое подобие мауэрлата – лежень. Это брус, укладываемый по верху внутренней опорной стены.

При пролете 6 м и менее используется простейшая наслонная ферма, состоящая из двух парных стропильных ног и стойки. Устройство деревянных стропил при увеличении пролета требует внесения в схему дополнительных деталей, таких как схватки и подкосы (подстропильные ноги).

Схватки похожи на затяжки в висячих системах, но они всегда располагаются выше основания стропильных ног. Основное назначение схватки – повышение устойчивости системы.

Для устойчивости предназначены и подкосы, которые также называются подстропильными ногами. Подкос поддерживает стропильную ногу, то есть, по сути, становится для нее дополнительной (третьей по счету, после мауэрлата и конькового прогона) опорой.

Наслонные деревянные стропила являются наиболее распространенными для частных жилых домов, коттеджей. Как правило, такие постройки имеют одну или несколько внутренних капитальных стен-перегородок, которые могут стать опорой и дополнительной поддержкой для прочной стропильной системы.

Способы креплений стропил на мауэрлате

Узел крепления стропил к мауэрлату – один из наиболее важных, от правильности его выполнения зависит функциональность стропильной системы, ее способность воспринимать нагрузки.

Всего существует два типа подобных креплений: жесткое и скользящее. Выбор одного из них зависит от схемы стропильной конструкции. Замена жесткого крепления на скользящее или наоборот, а также недостаточное обеспечение необходимой степени сдвига стропильной ноги приведет к тому, что схема «поломается» и не будет работать.

Жесткое крепление обеспечивает прочное, неподвижное сочленение стропилины с мауэрлатом. Сдвиг не допускается, однако возможен поворот стропилины в шарнире. Организовывают такое крепление двумя основными способами:

• путем врубки стропильной балки в мауэрлат и дальнейшей фиксации узла уголками, скобами, гвоздями;
• с помощью уголков из металла и опорного бруска.

Скользящее крепление (или как его называют кровельщики – «скользячка») несколько иного вида и функциональности. Оно позволяет стропильной ноге сдвигаться относительно опоры. Конечно, этот сдвиг не будет заметен глазу, но позволит стропильной системе не деформироваться при естественной усадке стен дома. Скользящее крепление особенно необходимо при строительстве деревянных срубов. Также оно реализуется при строительстве домов любого другого типа, если того требует схема и выполненный расчет деревянных стропил.

Чтобы обеспечить стропильной ноге небольшой запас хода относительно мауэрлата используются особые крепежные элементы – ползуны. Конструктивно они состоят из двух металлических элементов, первый из которых статичен, а второй – способен перемещаться относительно первого. Существует две разновидности скользящих креплений: открытого и закрытого типов.

Ползун открытого типа представляет собой сборную конструкцию, состоящую из двух отдельных частей: статичной планки-направляющей и уголка с загибом сверху. Направляющая продевается в загиб уголка и фиксируется на стропильной ноге, уголок крепится на мауэрлате. При изменении геометрических размеров постройки, направляющая может сдвигаться относительно жестко зафиксированного уголка на 60-160 мм.

Скользящее крепление закрытого типа по своему свойству точно такая же. Немного меняется конструкция, она уже не разборная, а цельная. Уголок, который крепится к мауэрлату, имеет в центральной части петлю. В нее вставлена направляющая, которая, в свою очередь, крепится к стропильной ноге.

Что собой представляют оба варианта креплений (скользящее и жесткое) показано в видео-ролике:

Другой важнейший узел стропильной фермы – узел крепления стропил в коньковой части. В частном домостроительстве для этих целей чаще всего применяют следующие варианты креплений:

• внахлест;
• встык;
• с помощью врубки вполдерева.

Крепление внахлест считается самым простым вариантом. Верхние края парных стропилин просто-напросто накладывают друг на друга. Затем в обоих торцах выполняют отверстие и фиксируют соединение шпилькой или болтом с гайкой.

Для соединения встык верхние торцы стропильных ног спиливают под углом для того, чтобы появилась возможность совместить спиленные поверхности. Крепление выполняется с помощью гвоздей, которые забивают в торец коньковой части через обе стропильные ноги. Чтобы дополнительно зафиксировать гвоздевое соединение, используют деревянные горизонтальные накладки или металлические пластины, которые накладывают поверх соединения с двух сторон фермы.

Соединение вполдерева предусматривает предварительное выпиливание на верхних концах стропилин выемок на половину толщины бруса. Это позволяет совместить стропилины в коньке, как детали конструктора, не увеличивая при этом толщину конькового узла (как происходит при соединении внахлест). После совмещения деталей, их фиксируют гвоздями, болтами или нагелями.

Кроме описанных способов существуют и другие, менее распространенные. Например, соединение «шип-паз». Оно не является популярным, так как требует большого профессионализма от плотника. Суть крепления в том, что в одной стропилине выполняется углубление-паз, а на другой вырезается шип. Шип и паз совмещают и скрепляют гвоздевым боем или нагелем.

Одно из возможных соединений стропилин в коньке (встык, через коньковый прогон) рассматривается в видео:

Достоинства и недостатки деревянных стропил

Впрочем, никаких особенных сложностей работа с деревом и монтаж деревянных стропил не представляет. Кроме этого есть и другие преимущества использования дерева, как материала для стропил:

• невысокая стоимость древесины;
• повсеместная доступность;
• сравнительно небольшой вес, упрощающий монтаж;
• нет необходимости в привлечении тяжелой строительной техники;
• универсальность, возможность применения на зданиях из любого материала, причем, независимо от несущей способности фундамента.

Недостатки выбора деревянных стропил незначительны, но их тоже необходимо знать «в лицо» перед началом строительства:

• необходимость в обработке защитными средствами, предотвращающими возгорание и гниение дерева, а также снижающих его «привлекательность» для различных насекомых-вредителей;
• применение деревянных стропил возможно только на пролетах до 14-17 м, для более широких пролетов рекомендовано использовать металл или железобетон;
• несколько сниженный срок эксплуатации, по сравнению с металлическими или железобетонными фермами.

Таким образом, все недостатки являются, скорее, особенностями, чем реальными негативными сторонами. Этим и объясняется столь широкое распространение деревянных стропил в частном домостроительстве.

Проектируя любое жилое строение, архитекторы особое внимание уделяют крыше, так как она выполняет не одну, а сразу несколько функций, в зависимости от ее конструктивных особенностей. Нужно сказать, что далеко не всех будущих домовладельцев удовлетворяет обычная двухскатная крыша, хотя ее можно назвать самой надежной, так как она имеет всего две скатные плоскости и один стык между ними. Многих привлекают более сложные конструкции, которые добавляют строению особую привлекательность и оригинальность. Другие, более практичные домовладельцы, предпочитают мансардные конструкции, которые одновременно способны выполнять роль кровли и второго этажа.

Основой любой крыши является индивидуальная стропильная система, имеющая свои конструктивные особенности. Сделать выбор нужного каркаса крыши будет значительно проще, если заранее разобраться какие же виды и схемы стропильных систем используются в строительной практике. После получения подобной информации станет более понятно, насколько сложны такие конструкции в монтаже. Особенно это важно знать, если каркас для крыши предполагается возводить самостоятельно.

Основные функциональные задачи стропильных систем

При обустройстве скатных конструкций крыш, стропильная система является каркасом для покрытия и для удержания материалов «кровельного пирога». При грамотном монтаже каркасной конструкции будут создаваться необходимые условия для правильной и неутепленных типов кровель, защищающих стены и внутреннее пространство дома от различных атмосферных воздействий.

Кровельная конструкция также всегда является завершающим архитектурным элементом экстерьерного оформления строения, своим видом поддерживая его стилистическое направление. Тем не менее, конструктивные особенности стропильных систем в первую очередь должны соответствовать требованиям прочности и надежности, которым должна соответствовать крыша, и лишь затем уже – эстетическим критериям.

Каркас стропильной системы формирует конфигурацию и угол наклона крыши. Эти параметры во многом зависят от природных факторов, характерных для конкретного региона, а также от желания и возможностей домовладельца:

• Количество осадков в разные периоды года.
• Направление и средняя скорость ветра в местности, где будет возводиться постройка.
• Планы по применению пространства под крышей – обустройства в нем жилых или нежилых помещений, или же использования его лишь в качестве воздушной прослойки для термоизоляции расположенных ниже помещений.
• Разновидность планируемого материала кровельного покрытия.
• Финансовые возможности домовладельца.

Атмосферные осадки и сила потоков ветра дают весьма чувствительную нагрузку на строение кровли. Например, в регионах с обильными снегопадами не стоит выбирать стропильную систему с небольшим углом наклона скатов, так как снеговые массы будут задерживаться на их поверхности, что может привести к деформации каркаса или кровельного покрытия или к протеканиям.

Если же местность, где будет производиться стройка, славится своими ветрами, то лучше выбирать конструкцию с небольшим уклоном ската, чтобы случающиеся резкие порывы не сорвали отдельных элементов крыши и кровли.

Основные элементы конструкции крыши

Детали и узлы стропильных систем

В зависимости от выбранного вида стропильной системы, используемые элементы конструкции могут значительно разниться, однако, существуют детали, которые присутствуют и в простых, и в сложных системах крыш.

К основным элементам стропильной системы скатной крыши относятся:

• Стропильные ноги, формирующие скаты кровли.
• - деревянный брус, закрепляемый на стенах дома и служащий для фиксации на нем нижней части стропильных ног.

• Конек - это стык каркасов двух скатов. Он обычно является самой высокой горизонтальной линией крыши и служит опорой, на которой закрепляются стропила. Конек может быть сформирован стропилами, скрепленными между собой под определенным углом или же зафиксированными на коньковой доске (прогоне).
• Обрешетка - это рейки или брус, монтируемые на стропила с определенным шагом и служащие основой для настила выбранного кровельного материала.
• Подпорные элементы, куда можно отнеси лежни, прогоны, стойки, подкосы, стяжки и другие детали, служат для повышения жесткости стропильных ног, поддержки конька, связывания отдельных деталей в общую конструкцию.

Кроме упомянутых деталей конструкции, в нее могут быть включены и другие элементы, функции которых направлены на упрочнение системы и оптимальное распределение нагрузок крыши на стены строения.

Стропильная система подразделяется по нескольким категориям в зависимости от разных особенностей своей конструкции.

Чердачное пространство

Прежде чем перейти к рассмотрению разных видов крыш, стоит разобраться, каким может быть чердачное пространство, так как многие собственники с успехом используют его в качестве хозяйственных и полноценных жилых помещений.

Конструкцию скатных крыш можно разделить на бесчердачные и чердачные. Первый вариант называется именно так оттого, что пространство под крышей имеет небольшую высоту и используется только в качестве утепляющей сверху помещения здания воздушной прослойки. К таким системам обычно относится или же имеющая несколько скатов, но расположенных под очень незначительным углом.

Чердачная конструкция, имеющая достаточно большую высоту конька, может использоваться по-разному, быть утепленной и неутепленной. К таким вариантам можно отнести мансардный или же двухскатный вариант. Если выбирается кровля с высоким коньком, то в обязательном порядке необходимо учитывать ветровые нагрузки в регионе, где выстроен дом.

Уклон скатов

Чтобы определить оптимальный наклон скатов крыши будущего жилого строения, в первую очередь нужно присмотреться к уже выстроенным малоэтажным соседским домам. Если они стоят уже не один год и стойко выдерживают ветровые нагрузки, то их конструкцию смело можно брать за основу. В том же случае, когда владельцами поставлена цель создать эксклюзивный оригинальный проект, непохожий на стоящие рядом постройки, необходимо ознакомиться с конструктивными и эксплуатационными особенностями различных стропильных систем и произвести соответствующие расчеты.

Следует учитывать, что от того, насколько велик уклон скатов крыши, зависит изменение касательных и нормальных значений силы ветра — чем круче угол наклона, тем большее значение имеют нормальные силы и меньше касательные. Если крыша пологая, то на конструкцию больше влияет касательная нагрузка ветра, так как увеличивается подъемная сила с подветренной стороны и уменьшается с наветренной.

Зимняя снеговая нагрузка тоже должна быть учтена при проектировании кровли. Обычно этот фактор рассматривается в комплексе с ветровой нагрузкой, так как с наветренной стороны снеговая нагрузка будет гораздо ниже, чем с подветренного ската. Кроме этого, на скатах существуют места, где обязательно будет собираться снег, давая большую нагрузку на эту область, поэтому ее следует укрепить дополнительными стропилами.

Уклон скатов крыш может варьироваться от 10 до 60 градусов, и он должен быть выбран не только с учетом консолидированной внешней нагрузки, но и в зависимости от кровельного покрытия, которое планируется использовать. Этот фактор учитывается потому, что кровельные материалы различаются по своей массе, для их закрепления требуется различное количество элементов стропильной системы, а значит, будет разниться и нагрузка на стены дома, и насколько она будет большой, тоже зависит от угла уклона крыши. Немаловажное значение имеют и особенности каждого покрытия по сопротивляемости проникновению влаги – многим кровельным материалам в любом случае необходимо тот или иной уклон для обеспечения свободного схода ливневой воды или тающего снега. Кроме этого, выбирая уклон крыши, нужно заранее продумать то, как будет осуществляться процесс очистки и ремонтных работ на кровле.

Планируя тот или иной угол скатов крыши нужно знать, чем меньше стыков между листами покрытия, и чем они герметичнее, тем меньше можно делать уклон ската, конечно, если не предполагается устроить в чердачном пространстве жилое или хозяйственное помещение.

Если же для покрытия кровли используется материал, состоящий из небольших элементов, например, керамическая черепица, то уклон скатов нужно делать достаточно крутым, чтобы вода никогда не задерживалась на поверхности.

Учитывая вес кровельного материала, нужно знать – чем тяжелее покрытие, тем угол скатов должен быть больше, так как в этом случае нагрузка правильно распределится на стропильную систему и несущие стены.

Для покрытия крыши могут быть использованы следующие материалы: или профильный лист, оцинкованная сталь, волнистые асбестобетонные и битумно-волокнистые листы, цементная и керамическая черепица, рубероид, мягкая кровля и другие кровельные материалы. Ниже на иллюстрации показаны допустимые углы крутизны скатов для различных типов кровельных покрытий.

Базовые конструкции стропильных систем

В первую очередь стоит рассмотреть базовые виды стропильных систем относительно расположения стен дома, которые применяются во всех конструкциях крыш. Базовые варианты разделяют на наслонную, висячую, а также комбинированную, то есть включающую в свою конструкцию элементы и первого, и второго типа систем.

крепления для стропил

Наслонная система

В постройках, где предусмотрены внутренние несущие стены, чаще устанавливается наслонная стропильная система. Монтировать ее гораздо проще, чем висячую, так как внутренние несущие стены обеспечивают для ее элементов надежную опору, а кроме того, для этой конструкции потребуется меньшее количество материалов.

Для стропил в этой системе определяющей опорной точкой является коньковая доска, на которой они и закрепляются. Безраспорный вид наслонной системы может быть обустроен в трех вариантах:

• В первом варианте верхняя сторона стропил фиксируется на коньковой опоре, называемой скользящей, а нижняя их сторона закрепляется путем врубки к мауэрлату. Дополнительно стропила в нижней части фиксируется к стене с помощью проволоки или скоб.

• Во втором случае стропила в верхней части подрезаются под определенным углом и соединяются между собой при помощи специальных металлических пластин.

Нижний же край стропильных ног крепится к мауэрлату подвижными креплениями.

• В третьем варианте стропила жестко скрепляются в верхней части брусками или обработанными досками, расположенными горизонтально, параллельно друг другу с обеих сторон соединенных под углом стропил, а между ними защемляется коньковый прогон.

В нижней части для закрепления стропил, так же, как и в предыдущем случае, применяются скользящие крепления.

Необходимо пояснить, почему для фиксации стропил на мауэрлате часто используются именно скользящие крепления. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от излишнего напряжения, так как стропила не зафиксированы жестко, и при усадке строения они имеют возможность сдвигаться, не деформируя при этом общей конструкции кровельной системы.

Этот вид крепления применяется только в наслонных системах, что также отличает их от висячего варианта.

Однако в некоторых случаях для наслонных стропил применяют распорную систему, в которой нижний конец стропил жестко фиксируется к мауэрлату, а чтобы снять нагрузку со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Этот вариант и называется комплексным, так как включает в себя элементы наслонной и висячей системы.

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать величину превышения Lbc"

Базовая длина (горизонтальная проекция ската)

Планируемый угол уклона кровли α (градусов)

Калькулятор расчета длины стропила

Расчет проводится на основании величин горизонтальной проекции (Lсд) и высоты стропильного треугольника, определенной ранее (Lbc).

При желании можно включить в расчет и ширину карнизного свеса, если он создается за счет выступающих стропил.

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину стропила"

Величина превышения Lbc (метров)

Длина горизонтальной проекции стропила Lсд (метров)

Условия расчета:

Требуемая ширина карнизного свеса (метров)

Количество свесов:

Двускатная стропильная система

Двускатные стропильные системы - самые популярные для одноэтажных частных домов. Они аккуратно смотрятся, хорошо вписываются в любой стиль постройки, надежны и могут быть использованы, в зависимости от угла их уклона, для обустройства чердака под жилые комнаты, подсобные помещения или же просто для создания воздушной прослойки, удерживающей тепло в здании.

саморезы по дереву

Изготовление крыши дома – важная и ответственная задача. От качества верхней конструкции будет напрямую зависеть целостность строения и покой жильцов. Прежде чем приступить к работам, необходимо правильно подобрать доски для стропил и других деталей крыши, выполнить их качественную предварительную обработку и правильно соединить, подготовив к настилу кровельного материала.

Виды крыш

В настоящее время для жилых домов и хозяйственных построек используется около десяти различных видов крыш. Некоторые из них более привычны для нас, другие встречаются очень редко. Основными вариантами конструкций являются.

Скатные крыши, изготавливаемые с использованием прямых стропильных систем:

• односкатные;
• двухскатные;
• четырехскатные – вальмовые и полувальмовые (с коньком) и шатровые (без конька);
• многощипцовые:
• конические.

Скатные крыши с криволинейными стропилами:

• полукруглые;
• полусферические.

Практически все виды крыш имеют в своей основе специальные детали, обеспечивающие кровле необходимую прочность и придающие ей желаемую форму. Речь идет о стропилах.

Требования к качеству стропил

Для изготовления стропил используют обрезные доски различного сечения. Наиболее часто встречаются детали сечением 50х150 или 50х200. Брус квадратного или прямоугольного сечения не применяется, так как он не может обеспечить необходимую прочность конструкции или значительно утяжелит ее. Устанавливают стропила своими руками всегда на ребро. В этом направлении детали более прочны и не подвержены изгибу.

Монтаж стропильной системы хозпостройки

Для работы лучше выбирать доски хвойных пород. Связано это с несколькими их особенностями:

• наличие смолы предотвращает образование гнилей в материале;
• такие детали имеют сравнительно невысокий вес, в отличие, например, от досок того же сечения из березы;
• хвойный материал более доступен по цене, и найти его на лесопилках значительно проще.

Кроме этого обязательно обращайте внимание на такие элементы в древесине, как сучки. Не допускается наличия гнилых выпадающих элементов, которые могут привести к снижению прочности стропильной ноги в будущем.

Подготовка деталей стропильной системы к установке

Прежде чем приступить к монтажу стропильной системы крыши своими руками рекомендуем тщательным образом обработать поверхность всех используемых в работе деталей из древесины.

Предварительно осмотрите приобретенный пиломатериал, отберите наиболее качественный. Доски с выпадающими сучками можно использовать кусками, например при удлинении или для изготовления стоек (бабок), подкосов, ригелей и других деталей кровли. После подбора достаточного количества пиломатериала его обрабатывают специальными защитными составами, предотвращающими гниение и горение.

Наносить антипирены и антисептики своими руками можно следующими способами:

• погружением;
• кистью или малярным валиком;
• распылением.

Каждый способ хорош для тех или иных целей. После высыхания одного слоя пропитки рекомендуется выполнить повторную обработку. Желательно не смешивать составы различного назначения в одной емкости.

Выбираем оптимальную стропильную систему

Отобрав качественные доски 50х150, и выполнив их обработку своими руками, приступаем к монтажу стропильной системы. До начала работ по периметру стен, изготовленных из кирпича или блоков необходимо уложить мауэрлат – брус, который будет служить опорой для нижних частей стропильных ног.

Крепят его с помощью резьбовых шпилек, углубленных в стену или стальной проволоки, уложенной в шов кладки. В постройках из бруса или бревна роль мауэрлата играет верхние венцы сруба.

В зависимости от размеров пролета между стенами дома выбираем вариант установки стропил. Бывают системы с висячими стропилами или наслонными, опирающимися на промежуточную несущую стену.

Варианты крыш: 1) С висячими стропилами. 2) С наслонными стропилами

Первый вид конструкции имеет горизонтальный поперечный брус – затяжку. Во втором данный элемент отсутствует. Для опоры коньковый брус в нескольких местах опирается на промежуточную стену дома. Это не совсем удобно в случае изготовления эксплуатируемого подкровельного пространства – мансарды, но оптимально при больших полетах между стенами.

Определяем количество стропильных ферм

Для определения количества необходимого пиломатериала для изготовления стропил, например, досок 50х150 надо рассчитать требуемое количество стропильных ферм – соединенных под необходимым углом пар стропил. В среднем, пролет между ними составляет 0,9-1,2 метра или чуть меньше. Определяющим критерием служит предполагаемый к использованию кровельный материал.

Так, для ондулина производитель рекомендует шаг установки стропил 0,6-0,9 метра, для металлочерепицы – одного из наиболее распространенных материалов в последние годы – 0,65-0,95 метра. Большое значение при выборе межстропильного расстояния играет и угол уклона скатов, который зависит от снеговой и ветровой нагрузки в каждой конкретной местности.

Определив величину шага, делим длину стен на данный показатель и прибавляем единицу с учетом установки фронтонных ферм. Получим количество стропильных пар. Умножив это число на два определим необходимое количество стропил. Длину досок рассчитываем по теореме Пифагора, зная все тот же угол уклона ската и величину пролета стен.

Монтируем стропильную систему — cобираем фермы

Определившись с количеством и размерами стропил можно приступить к сборке своими руками стропильной системы кровли. Как правило, стараются устанавливать собранные предварительно фермы. Изготавливать их можно как на чердачном перекрытии дома, так и на земле и поднимать уже готовыми.

В любом случае значительно облегчить работу помогут несколько шаблонов.

Первый из них – стропило необходимой длины с запиленными под необходимым углом торцами. При необходимости кромки могут быть обрезаны не по прямой линии, а с уступами, облегчающими монтаж деталей. Например, если стропила опираются на брус, крепление можно осуществлять стальными уголками, перфорированной стальной лентой или гвоздями. Во всех случаях фигурный пропил увеличит качество монтажа.

Второй шаблон – лист фанеры с прибитыми под необходимым углом упорами, в которые вкладываются верхние торцы стропил и соединяются ригелями – поперечными досками сечением 50х150, обеспечивающими необходимую жесткость стропильных пар. Если позволяет свободная площадь, в качестве шаблона можно использовать одну собранную своими руками ферму.

Устанавливаем фермы

Подготовленные своими руками фермы поднимают наверх. Монтаж удобно начинать с крайних пар, называемых фронтонными. Их устанавливают вертикально, контролируя положение по отвесу или прибитой к стене дома доске, и фиксируют положение с помощью дополнительных откосов. Нижние торцы фермы опираются на брус мауэрлата или на венцы сруба. К ним они прибиваются гвоздями №100.

Способы крепления стропильной ноги к мауэрлату

Зафиксировав крайнюю ферму, крепят остальные, соблюдая пролет между ними. Для контроля этой величины можно предварительно напилить своими руками проставки из доски 50х150 и не замерять расстояние для каждой пары. Углы стропильных ферм после их установки дополнительно соединяют коньковым брусом или доской. Дополнительно зафиксировать стропила поможет обрешетка.

Крыша – это один из важнейших ограждающих элементов дома, который должен надежно защищать перекрытия от внешних воздействий. Срок службы дома и его внешний вид зависят от того, насколько качественно построена крыша. Рассмотрим, как можно самостоятельно сделать стропила из досок и другого материла.

При изготовлении стропильных систем крайне важно избежать ошибок, а для этого стоит прислушаться к советам, которые дадут опытные строители.

Крыша – это один из основных элементов любого строения. Данная конструкция одновременно выполняет несколько важнейших функций. Именно крыша защищает внутреннее пространство дома от проникновения ветра и атмосферных осадков, поэтому она должна быть надежной и долговечной.

Кроме того, от вида крыши в огромной степени зависит облик всего дома, то есть данная конструкция одновременно выступает и как декоративный элемент .

Существует достаточно большое количество разновидностей крыш.

Среди тех, которые встречаются наиболее часто:

• Односкатная . Это самый простой вариант, с постройкой которого справится и неопытный строитель. Однако выглядит такая крыша слишком просто, поэтому данная разновидность, как правило, используется при строительстве разнообразных хозяйственных построек – гаражей, бань, пристроек и пр.
• Двускатная . Этот вариант часто используется при строительстве частных домов и дач. Одним из вариантов двухскатной крыши является ломанная или мансардная. Обе названные конструкции достаточно сложные, но имея грамотный план-проект, со строительством таких крыш можно справиться и самостоятельно.
• Вальмовая . Данная конструкция, как и ее разновидность – четырехскатная крыша, являются достаточно сложными, поэтому, как правило, их строительство доверяют профессионалам. Но зато этот вариант крыши один из самых надежных, способных противостоять сильным ветровым нагрузкам.
• Крестовые, шатровые, куполообразные крыши имеют сложную конструкцию, поэтому их реже применяют в частном строительстве.

Любая конструкция крыши состоит из двух основных элементов: кровли и , в которую, в свою очередь, входят стропила и балки перекрытия. Стропильная система является несущей частью конструкции, а кровля – ограждающей.

Материалы для изготовления стропил

Как уже упоминалось, являются несущими, то есть, они должны быть способны выдерживать расчетные нагрузки. Следовательно, материал для стропил должен обладать высокими характеристиками прочности и быть долговечным.

В частном строительстве для изготовления стропил, чаще всего, используется древесина. При этом к материалу предъявляются особые требования. Итак, стропила должны быть изготовлены из древесины хвойных пород первого сорта, не иметь большого количества сучков, трещин и быть хорошо просушенными.

Можно использовать для сооружения стропильных систем бревна, соответствующей толщины. Однако этот материал имеет большой вес, поэтому кровельщики не советуют его применять. Намного удобнее использовать доски или же брус стропильный. Эти материалы удобно монтировать, поскольку они достаточно легкие. А это особенно важно, если планируется выполнять работу самостоятельно, не прибегая к помощи профессиональных кровельщиков.

Реже в частном строительстве применяют стропильные системы, выполненные из металла. В этом случае, конструкции получаются более надежными и прочными, чем при использовании древесины. Металлические стропила выбирают, если необходимо повысить жесткость крыши, а также в тех случаях, когда крыша имеет длинные пролеты.

Совет!
Если длина пролета крыши превышает 10 метров, то рекомендуется использовать не только стропила из металла, но и брус мауэрлата заменить металлическим швеллером.
Крепление стропильных ног в этом случае, может быть осуществлено при помощи сварки и металлических уголков.

Однако металлические стропильные фермы применяют в частном строительстве не так часто, поскольку монтаж их достаточно сложен.

• из металла отличаются внушительным весом, то есть для подъема ферм на необходимую высоту и их установки требуется использовать строительную технику.
• Стропильная система из металла обходится дороже, чем аналогичная конструкция, для изготовления которой использовалась доска для стропил.

Виды стропил и их размеры

Основными видами стропил, используемых при сооружении крыш, являются висячие и наклонные стропила.

Висячие стропила

Висячими стропилами принято называть конструкцию, состоящую из двух стропильных ног и затягивающей балки, которая соединяет их в нижней части. Чтобы придать конструкции необходимую жесткость в нее вводятся дополнительные элементы – ригели, либо выполняют дополнительные опоры у каждой пары стропильных ног.

Еще один вариант, позволяющий придать конструкции жесткость, заключается в установке подкосов, расположенных под углом в 45 градусов к стойке и упирающихся вторым концом в стропильные ноги.

Наклонные стропила

Данная конструкция представляет собой две стропильные ноги, которые упираются своими концами в мауэрлат. Противоположные концы стропильных ног укладываются на балку-прогон, которая крепится на стойках с опорой на внутреннюю стену дома. В некоторых случая, стропила наклонные устанавливают и без внутреннего прогона (это возможно, при ширине дома менее 7 метров). В этом случае, каждая пара стропильных ног связывается между собой при помощи ригеля.

Размер и сечение стропил

Чтобы правильно определить размер стропил, необходимо принять во внимание следующие факторы:

• Предполагаемая нагрузка. Тут следует учесть вес будущей кровли, количество снега в зимний период, силу ветра.
• Размеры пролетов в доме.
• Уклон кровли, то есть угол установки стропил.
• Шаг расположения стропил.

Совет!
Как правило, для климатических условий средней полосы, рекомендуется строить двухскатные крыши с уклоном не менее 30 градусов с шагом расположения стропил не меньше 120 см.

Какая же зависимость существует между шагом установки стропильной ноги и ее сечением?

• Если планируется установка стропил с шагом до 300 см, то разрешается использовать доски для стропил, имеющие сечение 8×14 или 6×14 см. Также, можно взять брус размером 10×12 см.
• Если шаг составляет 400 см, то требуется материал с сечением 8×18 или 6×20 см. При использовании бруса его размера должен быть 10×16 см.
• При шаге 500 мм, необходимы доски 8×22 или брусья 10×20 см.

Совет!
При необходимости использовать материал с меньшим сечением, нужно использовать в конструкции дополнительные элементы – подкосы.

Способы соединения стропил

Выбор способа крепления стропил зависит от того, из какого материала построен дом, а также от конструкции крыши.

Крепление может быть осуществлено:

• При помощи мауэрлата.
• При помощи установки подстропильных брусков и затяжки.
• Через балки, составляющие перекрытие.
• Если осуществляется крепление стропил к срубу, то стропильные ноги могут быть прикреплены к верхнему венцу стены из бревен.
• При строительстве каркасных домов, используется крепление к верхней обвязке конструкции.

• Для того чтобы конец стропильной ноги не соскальзывал с балки и не скалывал ее, используется соединение «зубом», при этом, врубка должна быть выполнена на расстоянии 25-30 см от края.

Совет!
Чтобы правильно осуществить соединение «паз-зуб», поступают следующим образом.
От грани затяжки отступают на величину, равную четверти высоты затяжки и проводят тут линию параллельную грани.
Полученный угол следует разделить на две равные части, и провести линию от вершины угла до пересечения с первой обозначенной линией.
Точку пересечения линий соединяют с нижней стороной стропильной ноги, в результате чего, получается очертание зуба. Теперь нужно в балке вырубить «гнездо», в стропильной ноге – « зуб».

• Для увеличения площади опоры стропильной ноги на балку, используют соединение «двойным зубом». При этом для первого зуба в балке выполняют упор и шип, а для второго – только упор.

Совет!
Как правило, высота первого «зуба» составляет пятую часть толщины затяжки, а второго – треть данной величины. Но некоторые мастера предпочитают выполнять «зубья» одинаковыми по величине.

• Для придания соединению прочности, используют болты или скобы для стропил. Поскольку использование болтов способно несколько ослабить сечение стропильной ноги, второй вариант является предпочтительным.
• При выполнении соединения подкоса с бабкой, в последней выполняют гнездо, в подкосе вырубают «зуб».
• Если размер пролета более 4,5 метров, то крепление стропил к коньку осуществляется посредством установки конькового бруса. Брус может быть закреплен верху стропил, для этого в нем вырезаются соответствующие углы. Возможен вариант с нижним креплением бруса, для чего выполняют небольшие вырезы в самих стропильных ногах.
• При строительстве крыши с легкой кровлей и небольшими пролетами, коньковый брус можно не устанавливать. В этом случае, концы стропильных ног скрепляются между собой внахлест. Можно использовать для крепления пластины для стропил.
• Для придания большей жесткости конструкции, в составе которой нет конькового бруса, рекомендуется между стропилами дополнительно закрепить ригель, под которым выполнить стойку.
• Для того чтобы защитить стены и фундамент здания от воздействия влаги, крыша оборудуется свесом. Так, у деревянных домов и срубов величина свеса должна быть не меньше, чем 55 см. Это обстоятельство необходимо учитывать, когда производится сборка стропил.
  

• В том случае, если свес большой, а балка уложена по внутреннему краю стен, возможно возникновение прогиба в кровле. Чтобы избежать подобного риска, мауэрлат укладывают с некоторым отступом от внутреннего края стен, а место прогиба в конструкции выравнивают, путем укрепления доски на «ребро».

Выводы

Строительство стропильной системы – это крайне ответственное и требующее специальных знаний и навыков мероприятия. Если запланировано строительство крыши сложной формы, то составление проектов и выполнение работ следует доверить профессионалам.