Крепление стропил: рассматриваем способы

Стропильный ликбез, или что нужно знать о стропильной системе

Прежде чем переходить к непосредственному монтажу, необходимо выяснить конструктивные особенности крыши. Крыши домов в большинстве случаев составляют наклонные плоскости, которые называются скатами. Основой кровельных скатов служит стропильная система совместно с обрешеткой под кровельный настил, который укладывается наверх.

Нижние торцы стропил упираются на мауэрлат. На пересечении скатов формируются горизонтальные и наклонные ребра. Горизонтальные ребра называются коньками, а на пересечениях скатов, образующих входящие углы, формируются ендовы и разжелобки. Края кровли, которые выступают над стенами зданий, называют фронтонными свесами или карнизными. Они размещаются горизонтально и выступают за контуры наружных стен.

Угол уклона кровельных скатов разделяет крыши на скатные с уклоном более 10% или плоские с уклоном в пределах от 2,5% до 10%. Плоскости крыши, которые способны обеспечить скат воды, называют скатами, они обладают углом наклона более 2,5%. Односкатные конструкции имеют опору на две наружных стены. Двускатные обладают опорой на две наружных стены одинаковой высоты.

Тип скатных крыш формируется определенным порядком установки стропил на крыше.

Расчет стропильной системы производят, учитывая тип материала кровли, толщину снежного покрова, привычную для данного района, и силу ветра. Для повышения жесткости каркаса стропильные ноги скрепляются друг с другом, а во избежание срыва ветром каркас надежно связывают с коробкой дома.

Стропильная конструкция

Так как конструкция из стропил является основой или скелетом всей крыши, ее обустройству уделяют особо пристальное внимание. Далее рассмотрим элементы этой конструкции и поэтапный монтаж стропильной системы крыши.

Элементы стропильной системы

Мауэрлат – это основа или база стропильной конструкции. Он служит основой для установки и жесткого закрепления стропил, и обеспечивает равномерный перенос массы кровли и других ее нагрузок на капитальные стены домостроения.

Мауэрлат складывают из деревянных бревен или брусьев сечением 10х15 см, механически обработанных с двух сторон — внизу и вверху, так чтобы эти поверхности были плоскими (с обязательной обработкой антисептическими жидкостями), которые прикрепляются по всему периметру капитальных стенок дома.

Мауэрлат обеспечивает достаточную жесткость для всей конструкции стропил, с минимальными затратами стройматериалов.

Также существуют безмауэрлатные крыши, однако их конструкция недостаточно устойчивая.

Виды стропильной системы

Принято классифицировать стропильные системы, чтобы задача по выбору варианта будущей кровли решалась легче:

• Односкатные. Самые простые. Больше подходят для подсобных помещений, бань, небольших частных домов, беседок. Предусматривает наклонное положение конструкции под небольшим углом (не более 25°);
• Двускатные. Используются для небольших домов и дачных построек. Имеют вид треугольника, при котором стропильные доски соединены балкой и находятся под определенным углом;
• Двухскатные ломаные. Имеют два ската с переломом, благодаря которому есть возможность увеличить площадь мансарды;
• Трехскатные (полувальмовые). Имеют два ската формы трапеции, которые соединены одним торцевым треугольным скатом (вальмой);
• Четырехскатные (вальмовые). Используются для жилых построек, требуют значительных трудозатрат. Имеют два торцевых треугольных ската и два трапециевидных;
• Шатровые. Используются для построек квадратной формы. Состоят их четырех треугольных скатов, верхний угол которых соединен в центре кровли;
• Многощипцовые. Состоят из трапециевидных или других скатов разных форм, соединенных между собой.

Самые подходящие конструкции для мансардных крыш — двухскатные и ломаные двухскатные. Есть другие виды стропильных систем, но они менее распространены и не настолько практичны, как вышеперечисленные.

Стропильные конструкции еще классифицируются на:

• Висячие. При таком виде каркаса кровли не создается горизонтальная нагрузка по причине отсутствия несущих стен в помещении;
• Наслонные. Вариант стропильной установки, предусматривающий опору на несущую внутреннюю стену или опору в здании.

Расчет материала для каркаса кровли при проектировании здания ведется исходя из задуманной конфигурации и нагрузки. Стропила для двухскатной крыши своими руками сделать не трудно, важно подойти к делу с умом.

Стропильные системы наслонного и висячего типа

Расчет нагрузки на стропила

Для правильного расчета нагрузки на стропила необходимо учитывать множество факторов, которые способны повлиять на тяжесть конструкции.

Важные показатели, которые следует учесть:

• Нагрузка постоянная: включает в себя массу кровельного пирога, покрывного материала;
• Нагрузка временная: постоянное и максимальное количество снега, дождей, интенсивность ветреных порывов, а в районах с высокой сейсмичной активностью — действие штормовых ветров, смерчей, ураганов.

Кроме того следует иметь ввиду массу и прочность стропильных ног, а также обратить внимание на крепление стропил двухскатной крыши и вариант монтажа.

Схема стропильных систем

Варианты стропил

Стропила — основа крепления кровли. По устройству различают три вида:

1. Наслонные, считающиеся одними из самых надёжных компонентов, использующихся в конструкционных работах.
2. Висячие стропила.
3. Висячие фермы, оборудованные шпалами.

Каждая из систем имеет особенности конструкции. Проведение точных расчётов позволит создать прочную и надёжную конструкцию.

Наслонного типа

В сооружениях, имеющих ещё несколько рядов стен, служащих, кстати, в роли вспомогательных опор, чаще всего используется наслонная стропильная система.

Если в наличии имеется пара вспомогательных компонентов, имеющих возможность применяться в роли опоры, здание в своих размерах может достичь 17—19 метров. Главное, делать не больше 8 метров пространства между соседними опорами. До 120 сантиметров величины порой достигает стропильный шаг, главное, правильно провести расчёты и учесть все необходимые особенности.

Нижние части такого вида обладают опорой, состоящей из подстропильных брусьев. В том числе вкупе с ними используется мауэрлат.

Чтобы разделить опорные стойки и прогоны, о которых также не стоит забывать, используют подкосы. Их главная функция заключается в том, что они выполняют разгружающую и поддерживающую функцию, в том числе и для ног стропильной системы, увеличивающих размер сооружения. Они сами имеют больший размер, чем обычный коэффициент пиломатериала, и их нужно собирать.

Висячая система

Висячие стропила кардинально отличаются от наслонных. Их нижние концы занимают опорные стены. Стропильные ноги этой системы нагружены в двух частях всей монтируемой системы.

Нагрузки от висячей конструкции распирают стены, которые имеют опорный характер.

В роли использованного материала с целью затяжек применяют дерево либо сплавы. Для того чтобы это всё расположить, в основном избирается линия в комфортной высоте. А также принимайте во внимание, что крепление к стропильной системе зависит от высоты расположения затяжки.

Наслонный тип чаще всего применяется для того, чтобы была возможность обустроить двускатные кровли над сооружениями. Их стены длиной должны быть не больше 5—6 метров.

Наслонные и висячие стропила – отличия

Поскольку стропильная система является каркасом кровельной конструкции и от ее качества, зависит надежность все системы в целом – важно чтобы она была способна выдержать все оказываемые на нее нагрузки. Поэтому, в зависимости от возможной потенциальной нагрузки, применяют два различных типа стропил: висячие и наслонные.

Конструкция с использованием висячих стропил применяется в постройках, где отсутствуют внутренние несущие стены, вследствие чего стропила могут опираться на мауэрлат снизу и на друг друга встык сверху (часто с помощью конькового прогона). Ввиду особенности конструкции, на висячие системы оказывается, как изгибающая, так и сжимающая сила.

Наслонные стропила отличаются от висячих тем, что распределяют нагрузку от вышележащих элементов не только на внешние стены, но и на внутренние или специальные опорные колонны, то есть используются промежуточные опоры. В результате чего, сжимающее воздействие нивелируется, а сама стропильная система получается более надежной. Однако данный каркас применим не во всех ситуациях.

Как подобрать размеры стропила?

Чем легче крыша, тем меньшую нагрузку она оказывает на дом, поэтому наиболее оптимальным вариантом для возведения стропильной системы в частном секторе является дерево. Но бывают и исключения, например, в случае использования слишком сложной конструкции, тяжелой кровли и при неблагоприятных климатических условиях – в качестве каркаса используют металлопрофиль.

Обычно при сооружении конструкции из дерева, стропила изготавливают из доски 50х150 мм или 60х200 мм длиной до 6.5 м. Если выбрано тяжелое кровельное покрытие, типа керамической черепицы, сечение допустимо увеличить. Основным материалом для элементов конструкции служат хвойные породы дерева. Влажность древесины не должна превышать 18%, иначе после высыхания стропильная система может быть шаткой, особенно при использовании гвоздей. Важно, чтобы перед началом монтажа древесина была обработана биозащитными средствами и антисептиками.

Для того чтобы узнать размеры стропил для своего проекта, мы рекомендуем использовать наши эффективные онлайн-калькуляторы расчета крыши.

Отличия висячих и наслонных стропил

Наслонная стропильная система чаще всего находит применение в зданиях, которые обладают дополнительными рядами стен. Такие стены используются в качестве дополнительных опор под стропильную систему. При этом, параметры здания могут достигать восемнадцать метров при условии наличия двух дополнительных элементов опорного характера.

Основным требованием является не более восьми метров пролётного пространства между двумя опорами. Стропильный шаг зависит от особенностей расчётов и может составлять 80-120 сантиметров. Нижние сегменты наслонной стропильной системы имеют опору в виде специальных подстропильных брусьев, а также мауэрлата.

Опорные стойки и прогоны разделяются при помощи подкосов, которые разгружают прогоны и придают всей конструкции необходимую степень жёсткости. Кроме того, подкосы служат в качестве разгрузочных элементов для ног стропильной системы и позволяют увеличить параметры перекрываемой ширины помещения. Стропильные ноги, имеющие более длинный размер чем стандартные показатели используемого пиломатериала, могут иметь составную конструкцию.

Отличие висячих и наслонных стропил

Висячий тип стропильной системы имеет характерные отличия от наслонного типа. В качестве опоры для нижних концов стропил выступают исключительно опорные стены, а стропильные ноги такой конструкции обладают нагрузкой в обоих направлениях монтируемой стропильной системы.

Кроме того, висячая конструкция имеет значительную степень нагрузок, которые распирают стены опорного характера. Такие нагрузки нивелируются посредством специальных затяжек, которые объединяют ноги в висячей стропильной системе. В качестве материала для затяжек может быть использована древесина или металл, а для расположения всегда выбирается горизонталь на удобной высоте. Следует учитывать, что чем выше расположены затяжки, тем более прочным должно быть крепление к стропильной системе.

Наиболее часто наслонный тип стропил используется для обустройства двускатных кровель над сооружениями, имеющими длину стены не более шести метров.

Элементы стропильной системы

Любые стропила предназначены для распределения и передачи нагрузки кровли на стены дома. Основными элементами, на которые опираются стропила, являются:

• Мауэрлат – брус, закрепленный на верхней плоскости стен по периметру всего дома;
• Лежни – опорные брусья, уложенные на внутренние несущие перегородки или колонны;
• Балки перекрытия верхнего этажа;
• Стойки и опоры;
• Прогоны – горизонтальные опорные элементы, уложенные вдоль оси крыши на стойки.

Стропильная ферма состоит из следующих элементов:

• Стропильные ноги – доски или брус, образующие контур крыши и уложенные с определенным шагом;
• Затяжки или ригели – горизонтальные элементы, стягивающие парные стропильные ноги между собой;
• Подкосы – опоры, поставленные под углом и поддерживающие стропильные ноги;
• Кобылки – доски, закрепленные на нижнем конце стропил и образующие свесы крыши;

Нарожники – короткие стропила, опирающиеся на диагональные стропила в вальмовой крыше.

Варианты крыш с висячими и наслонными стропилами

Все эти элементы в частном строительстве обычно выполняют из дерева – бруса или доски хвойных пород, высушенного естественным образом. Дерево пропитывают антисептиком, что позволяет продлить срок его службы. Толщина и сечение элементов определяется расчетом.

Конструкции наслонных стропил

Любая стропильная система, где верхний узел крепления выполнен шарнирно, а нижний – имеет шарнир и плавающее соединение (ползун, как в варианте, приведенном выше) относится к безраспорным. В них распирающие нагрузки не передаются мауэрлату, а через него – стенам. Распорные стропила – схема, где коньковое соединение выполняется жестко, а опора на мауэрлат – с шарниром, например при помощи соединения «зубом», и она передает раздвигающее усилие стенам.

По сути, это гибридная схема, объединяющая наслонные стропила и висячие, особенно при низко расположенной в наслонных горизонтальной схватке.

При этом, за счет того, что усилие от веса кровли принимают на себя непосредственно стропильные ноги, соединенные встык, и работающие на изгиб, коньковый брус практически не работает, и становится необязательным элементом системы.

Важная информация! Все болтовые соединения выполняются через предварительно просверленные отверстия, диаметром на 1 мм меньше диаметра болта или шпильки. Если сделать их слишком большими, пока деталь будет выбирать свободный ход – может быть поврежден мауэрлат. Особенно это касается распорной схемы.

В зависимости от того, какие соединения сделаны жесткими, а какие — шарнирными, разные варианты стропил и работать будут по-разному.

В условиях нормальной, ненагруженной эксплуатации, как правило, все элементы стропильной системы испытывают примерно одинаковую нагрузку.

Однако в зимнее время, с выпадением снега, различный вес, как правило, воздействует на каждый из скатов.

Если плохо закреплены или неверно смонтированы стойки – это может привести к сдвигу кровли в сторону более нагруженного ската.

Особенно это касается безраспорной схемы, где существует возможность смещения. Проблема решается надежным креплением конькового бруса от продольных сдвигов.

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:

1. обычные висячие стропила
2. двойные висячие стропила

Не редко для увеличения всей площади чердачного помещения в системе деревянных висячих стропил не применяются затяжки, а используются подкосы.

Мауэрлат крыши

В данном случае стропильные ноги врубаются в сам мауэрлат. Нижняя плоскость должна лежать на стене, а в верхней нужно сделать определенные врубки для правильного соединения со стропильными ногами.

Все подкосы упираются в конец деревянного бруса. При этом нагрузки, которые скомпенсировала бы затяжка, напрямую передаются на все стены. Как результат, данное решение стропильной деревянной системы возможно лишь при наличии особой массивной конструкции стены дома.

Висячие стропила — это деталей и элементы стропильных конструкций, которые располагаются в одной вертикальной плоскости и соединяются друг с другом при помощи вырубок, болтов, гвоздей, хомутов и скоб.

Существует комбинированная стропильная система — это установка и наслонной, и висячей стропильной конструкции, которые чередуются по очереди. Где отсутствуют промежуточные опоры, применяют висячие стропильные системы, а там где присутствуют, – наслонные стропильные системы.

Стропила с затяжкой

Применяются для пролетов до 15 м. Пролеты данной длины нуждаются в определенных промежуточных распорках, т.е. в специальных затяжках. Их монтируют на высоте строения между двумя стропилами и связывают. А продольные распорки предотвратят боковой изгиб.

Затяжка стропил крыши

Все конструкции с подпорными деревянными брусьями должны быть собраны в виде стропильных конструкций усиленных специальными подпорками, которые будут опираться на поперечные балки и все несущие стены, а также в виде шпренгельных систем. Понятие шпренгель – это конструктивный элемент по типу незамкнутой треугольной стержневой системы, которая присоединена к главным стропильным несущим конструкциям.

Жесткость конструкции данной крыше придает продольный подкос или распорка. Использование подкосов дает снижение общей нагрузке на всю конструкцию. Вертикальные подкосы обычно крепятся с брусьями либо стойками при помощи врубок, цапф, стальных накладок.

Шпренгельные висячие стропильные деревянные системы

Шпренгель

Вся нагрузка от стропильных ног идет на стойки, которые передают ее дальше на несущие основные стены. При помощи данной конструкции нагрузка будет распределяться между всеми несущими стенами. Стойки крепятся у оголовков основных несущих стен. Нижние концы всех стоек крепят при помощи подвесных цапф.

Шпренгельные балки выпускают из цельного полнотелого дерева или клееного дощатого массива. Обычно, они небольшой высоты. Хорошая и качественная несущая способность шпренгельных балок осуществляется при помощи шпренгельной системы и подпирающих ее деревянных брусьев.

Шренгельные балки могут покрывать огромные пролеты. Иногда их комплектуют поясами из стали.

Сложные конструкции стропильной системы

Выпускаются по типу стропильных ферм. Решетчатые фермы делятся на типы по форме своих просветов: треугольные, трапецеидальные либо параллельными поясами. Обычно, решетчатые фермы производят симметричными, но возможны и прочие варианты, пример, односкатные формы. Распространенная решетчатая ферма включает в себя верхние и нижние пояса, стойки и раскосы.

Надежное и качественное соединение несущих деревянных конструкций с центральными опорами в одну общую систему называется рамой. Связанные в раму стойки и балки, обязательно скрепляются или входят друг в друга. На сегодняшний день есть два главных типа рам – двухшарнирные и трехшарнирные. Двухшарнирные рамы комплектуются ригелем, проходящим по всей ширине готовой рамы. Данные рамы наилучшим образом подойдут для конструкций с маленьким углом наклона. Трехшарнирные рамы состоят из двух равных половин, которые подпирают друг друга в районе конька крыши. Трехшарнирные рамы используют там, где необходим более значимый угол наклона.

Расчет стропильных конструкций и окончательный подбор их элементов и деталей доверяйте специалистам. На крышу действуют огромные нагрузки. Помимо собственного веса на нее воздействуют ветровые нагрузки, проливные дожди, град, снег и наледь. Крыша достаточно часто претерпевает разнообразные деформации: начиная от температурных  и заканчивая сейсмическими.

Обеспечение жёсткости наслонных стропильных конструкций

Несмотря на то, что о жёсткости стропильной конструкции упоминалось в предыдущем подпараграфе, считаем нужным ещё раз об этом сказать.

Жёсткость конструкции в поперечном направлении вполне обеспечивается за счёт того, что стропила расположены в противоположных скатах, поэтому удерживают конструкцию от скособочивания. Обрешётка, которая потом набивается под кровельный материал, также способствует жёсткости. При значительных пролётах вводим подкосы.

Иная картина наблюдается в продольном направлении: здесь от потери конструкцией жёсткости не удержит ничего, если не принять меры. Такими мерами являются подкосы, которые монтируются между стойками, в их плоскости. Кроме обеспечения жёсткости подкосы в продольном направлении выполняют и другие функции, о которых было рассказано выше.

Висячие стропила

В висячих стропильных системах, в отличии от наслонных, стропильные ноги опираются только на мауэрлаты расположенные на фасадных несущих стенах.

Рисунок – Висячие стропила:

Опора стропил

Опора стропильных ног производится на:

• В деревянных брусчатых или же рубленых зданиях (срубах) – на верхние венцы;
• В каркасных строениях— на верхнюю обвязку;
• В каменных, монолитных и кирпичных домах – на мауэрлат (деревянные брусья толщиной от 100 до 200 мм).

Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу. В том случае, если стропильные ноги в сечении имеют небольшую ширину, они могут со временем провиснуть. Чтобы избежать этого, необходимо применять специальную решётку, состоящую из стойки, подкосов и ригеля.

Для закрепления стропильной ноги применяется затяжка, связывающая нижние концы стропильных ног каждого стропила. При скольжении по затяжке стропильный конец может нарушить её целостность. Чтобы предотвратить скольжение, врубать стропильную ногу в затяжку рекомендуется зубом, шипом или тем и другим одновременно.

Кобылка — отрезок деревянной доски, применяющийся для удлинения нижнего конца стропильной ноги и расположения на нём свеса крыши или сплошной обрешётки, лежащей на карнизе.

Нарожник — элемент кровельной системы здания, укороченная стропильная нога, поддерживающая участок ската между накосной стропильной ногой и свесом крыши.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

• Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
• Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
• Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
• Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
• Лежни  — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
• Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
• Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов  в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

Проектирование системы

Чтобы правильно создать макет системы, важно учитывать:

• шаг установки стропил;
• нагрузку на строение и конструкцию;
• сечение стропил;
• материал, который будет использоваться для создания кровли;
• тип конструкции;
• углы скатов крыши
• размеры строения в целом;
• климатические условия региона.

Схема расчета стропил

Чем точнее будет произведен расчет и правильнее будет спроектирована система стропил, тем прочнее и надежнее получится вся конструкция. Для удобства можно воспользоваться существующими онлайн-калькуляторами, что актуально для тех, кто не дружит с точными науками, или для начинающих мастеров.

Стропильная система двускатной крыши

Наслонная стропильная система – особенности и основные узлы

Конструкция крыши – сложная система, в которую ходят опорные элементы, гидроизоляционное покрытие, утеплитель и пароизоляция. Все кровельные узлы подвергаются воздействию временных и постоянных нагрузок, поэтому они должны обладать высокой несущей способностью, чтобы избежать деформацию или даже обрушение кровли. Чтобы гарантировать прочность и долгий срок эксплуатации, выполняют точный расчет, определяющий состав каркаса, расстоянием между его элементами, а также их сечение. Как правило, в частном домостроении используется наслонная стропильная система, позволяющая перекрывать сооружения шириной до 16 метров. В этой статье мы расскажем о ее устройстве, особенностях и основных узлах.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

Разновидности металлических стропильных конструкций

Система стропил составляет основу для скатной крыши. Чаще всего для них используется дерево. Металлические стропила применяются в тех случаях, когда требуется придать несущей конструкции повышенную прочность. Рассмотрим подробно достоинства, недостатки, правила выбора материала и особенности монтажа конструкции, а также необходимые условия предпочтения именно металла для каркаса.

Роль стропил в постройке

Стропильный каркас представляет собой основу формирования ската крыши. Для того чтобы эта система выдерживала нагрузки, должны быть проведены соответствующие расчеты.

Каркас кровли выполняет следующие функции:

• придание крыше требуемого уклона для лучшего стока дождевой воды;
• формирование формы ската;
• создание основы для монтажа кровли;
• распределение нагрузки, которое зависит от расстояний между стропилами и их сечения.

Несущая конструкция каркаса должна выдерживать общий вес:

• снега;
• гидро и теплоизоляционных материалов;
• непосредственно кровли;
• рабочих, проводящих монтаж.

Кроме этого, следует учитывать нагрузки, которые могут возникать периодически. Например, сильный ураганный ветер, сейсмическая нестабильность.

Какие бывают стропила

Существует несколько видов стропильных систем, включающих каркас и обрешетку. Чаще всего для этих целей применяется древесина, но при большой нагрузке и значительных площадях наклонных поверхностей этот материал не подходит.

Справиться с ситуацией, если применяется только дерево, можно большим количеством стропильных ног и увеличением площади сечения. При этом оказывается дополнительная нагрузка на несущие стены и фундамент. Снять нагрузку с основания строения и стен могут надежные сооружения из металла или комбинации металла с деревом.

Металлические конструкции

В качестве материала изготовления выбирается профиль из оцинкованной стали. Обрешетка и стропила из данного материала влагоустойчивы, прочны и достаточно легки.

Допустимый шаг может составлять до 200 см. Применяется этот вариант для скатов от 7 м. Кровля по металлическим балкам крепится при помощи специальных дополнительных деталей, сварки. Применение гнутого профиля позволяет минимизировать расход материала.

Деревянные стропила

Древесина подходит для скатов до 7-10 м.

Крепеж может выполняться при помощи металлических элементов, саморезов и гвоздей.

Допустимый шаг – порядка 0,8 м.

Комбинированные системы

Сочетание деревянных и металлических элементов позволяет построить стропильную систему, которая дешевле металлической. И имеет шаг стропил шире, чем у деревянной системы.

Комбинированная система монтируется с соблюдением определенных условий: специальной обработки используемых деревянных элементов и применения гидроизоляции. Это необходимо для увеличения эксплуатационных качеств древесины при ее близости к металлу.

Достоинства металлического каркаса

Металлоконструкции для кровли имеют следующие плюсы:

1. Большой срок службы. При правильном подборе материала и качественном монтаже конструкция прослужит более века.
2. Пожаробезопасность. Изготовление производится с применением негорючих материалов.
3. При локальных возгораниях подобная система дольше сохраняет форму и удерживает крышу, чем дерево.
4. Минимум отходов при монтаже.
5. Простое обслуживание. Специальное покрытие стали выполняет защитную функцию, что предотвращает разрушение материала, и приводит к отсутствию необходимости ежегодной обработки.
6. Отсутствует серьезная нагрузка на несущие стены и основание здания.
7. Экологичность сооружения, отсутствие необходимости обработки химическими реагентами.

Недостатки применения металлоконструкций

Несмотря на большое число достоинств, каркас крыши из металла используется реже, чем деревянный. Минусы металлических стропил:

1. Сложность монтажа, при котором зачастую требуется задействовать специальную технику для поднятия тяжелых элементов.
2. Необходимы слесарные навыки для выполнения работ.
3. Высокая цена, в сравнении с деревом.
4. Неудобство транспортировки.
5. Большая теплопроводность.
6. При высоких температурах металл деформируется. Это может представлять опасность обрушения во время пожара.
7. Возможно промерзание при низких температурах.

Общие принципы расчета висячих стропил

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

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

Для расчета используются следующие данные:

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

В результате расчета определяют:

• сечение стропил;
• величину шага стропил;
• форму ферм.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни, нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Стропила выполняют ряд значимых кровельных функций. Они задают конфигурацию будущей крыши, воспринимают атмосферные нагрузки, удерживают материал. В числе стропильных обязанностей формирование ровных плоскостей для укладки покрытия и обеспечение пространства под компоненты кровельного пирога. Для того чтобы столь ценная часть крыши безупречно справлялась с перечисленными задачами, нужны сведения о правилах и принципах ее устройства. Информация полезна и тем, кем сооружается стропильная система двухскатной крыши своими руками, и тем, кто решит прибегнуть к услугам наемной бригады строителей.

Компоненты подстропильных конструкций

Система должна обладать высокой устойчивостью. Для того чтобы достичь этого, наклонные стропила нужно обеспечить горизонтальной схваткой, использование которой немного обеспечит устойчивость, но совсем немного. Прикреплять её стоит там, где схватка пересекает стойки. Она обязательно сработает в любых обстоятельствах. Их расположение нужно сориентировать со средним человеческим ростом. А если вы конец стропила вынесете наружу, устойчивость гарантируется.

Если случиться аварийная ситуация это обеспечит схватке сработать молниеносно и безошибочно. Если целью стоит повышение устойчивости наслонных стропил и системы в целом жёстко зафиксируйте стойки. Если перекрытие чердака неудачно, то усиление устойчивости окажется невозможным. Те строения, которые содержат 2 внутренние стены, используют сквозящие стропильные конструкции. Нужно правильно выбрать все компоненты, от этого зависит качество сделанной работы и надёжность крыши.

Схемы ?

Наипростейшая схема каркаса – у односкатной крыши. Для этой крыши в конструкцию несущего каркаса входят отдельные брусья, точками опоры для которых служат противолежащие стены строения.

Для двухскатной – она компонуется уже из отдельных спаренных наклонных ног. Нижними концами они опираются на стены, а верхними – на прогон, который представляет собой подстропильную систему, опирающуюся на стойки.

Главным отличительным признаком наслонных конструкций является наличие опоры под верхним коньковым окончанием стропильной ноги.

С ростом длины пролета повышается вероятность деформации брусьев: их прогиба или изгиба, иначе говоря, выворачивания. По этой причине для широких пролетов появляется необходимость в усилении подстропильной системы. Естественно, ее конструкция усложняется, добавляются вспомогательные элементы. К примеру, стойки и подкосы, подпирающие стропильные ноги. Аналогичные деревянные конструкции используют при соединении нескольких брусьев и отдельных досок. Стало быть, в подобной конструкции наслонные стропила опираются как на несущие стены, так и на подстропильные ноги и добавочные стойки. С одной стороны, это не дает брусу деформироваться, прогнуться либо вывернуться, а с другой – способствует росту несущей способности.

Расчетные данные получили свое подтверждение на практике: стропила одинакового сечения более устойчивы и воспринимают повышенные нагрузки, если установлены с вспомогательными разгружающими конструкциями.