Стропильная система крыши

Устройство стропильной системы

Стропильная система – это каркас конструкции скатной крыши, состоящий из наклонных, вертикальных и горизонтальных стоек, предназначенный для удержания кровельного покрытия и сопутствующих элементов. Устройство стропильной системы крайне запутанно и сложно для начинающего мастера, поскольку в ней присутствует огромное количество соединений и деталей – в этом материале, мы предлагаем немного разобраться с ее основными элементами.

Основные элементы

Стропильная система — основа любой крыши скатного типа. Каждая ее деталь должна быть максимально прочной, а места соединения — жесткими и не подвластными деформации. Обдумывая структуру будущей крыши, необходимо представлять составляющие стропильной системы и знать о функциях, которые они должны выполнять. Какой бы вид конструкции ни был выбран, устройство стропил состоит из однотипных элементов в различных конфигурациях их соединения:

• Мауэрлат. Представляет собой опорный брус квадратного сечения, равномерно распределяющий нагрузку на несущие стены. Является основанием для всей конструкции стропильной системы.
• Стропильные ноги. Опорные наклонные брусы, которые формируют каркас для укладки кровли, их основная задача – выдержать всю тяжесть вышележащей конструкции и снеговой нагрузки. Расстояние между стропилами, так называемый шаг, составляет обычно 0,6-1.2 метра и зависит от веса кровли и ее конструктивных особенностей.
• Прогон и затяжка. Элементы, которые скрепляют стропила и не позволяют им разъезжаться, соединяя нижние концы, соответственно.
• Подкосы и стойки. Вертикальные стойки призваны увеличить устойчивость стропильных ног, поскольку они принимают на себя основные вертикальные нагрузки. Подкосы – наклонные стойки, которые защищают стропила от прогиба.
• Обрешетка. Система из параллельных горизонтальных досок, которые крепятся к стропильным ногам под прямым углом и равномерно передают им нагрузку от кровли. В случае использования мягкой кровли, используются листы из влагостойкой фанеры.
• Ветровая балки. Дополнительные горизонтальные наклонные балки, которые крепится к нескольким стропильным ногам с внутренней стороны. Обеспечивают устойчивость конструкции при сильном ветре, предотвращая наклон стропил в сторону фронтонов.
• Кобылки. Дополнительные брусы/доски, которые крепятся к нижней части стропильной ноги для образования свеса кровли, тем самым защищая конструкцию от воздействия атмосферных осадков.
• Лежень. Дополнительная горизонтальная опора у основания конструкции, как правило, в центре, для распределения нагрузок от стоек в тяжелых кровельных системах. Выполняет функцию, аналогичную мауэрлатам.

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.

Стропильная система крыши

Говоря о доме, мы чаще упоминаем крышу над головой, чем стены, так что информация о видах стропильных систем будет полезна всем, кто планирует построить хотя бы небольшой домик. Если вы хотите создать прочную стропильную систему крыши, способную справиться с любыми нагрузками, стоит заранее выяснить, почему дерево может оказаться лучше металла, какие требования предъявляют к пиломатериалам и как лучше крепить элементы конструкции.

Устройство стропильной системы крыши

Строителям хорошо известно, что самой жесткой геометрической фигурой является треугольник. Поэтому вся конструкция стропильной системы построена именно на этом элементе. Вам наверняка приходилось видеть треугольные фермы, которые устанавливают в ряд и соединяют между собой. Устройство стропильной крыши может быть и сравнительно простым (у односкатных разновидностей), так и довольно сложным (четырехскатные варианты). В серьезных статьях, посвященных строительству, перечисляется около десятка элементов стропильной системы, однако для общего ознакомления достаточно знать названия основных частей. Главным элементом считаются стропила, которые могут быть наслонными либо висячими. Они опираются на мауэрлат – прочное бревно или брус из твердых пород дерева. Мауэрлат часто проходит по всей длине дома, а в срубах его роль выполняет верхний венец. Прогоны служат для соединения стропильных ног, стойки и подкосы придают стропильной системе устойчивость, а обрешетка предназначена для передачи нагрузки от кровельного «пирога» на стропильные ноги и дальше – на стены. В качестве кровельного материала могут использовать шифер, металлочерепицу, битумную или керамическую черепицу, оцинкованный лист, сланцевую кровлю. Выбор стройматериалов для кровли непосредственно влияет на расчет стропильной системы. Дело в том, что ее конструкция зависит от веса кровли, ветровой и снеговой нагрузки. Чем больший вес приходится на стропильную систему, тем более прочной она должна быть.

Виды стропильных систем и их особенности

Существует множество видов стропильных систем, каждая из которых обладает своим набором преимуществ и недостатков. Одни очень просты в монтаже, но не слишком изящны. Другие красиво смотрятся и позволяют использовать чердак в качестве жилого или подсобного помещения, но требуют профессионального монтажа. Самыми распространенными вариантами считаются односкатные, двухскатные и четырехскатные крыши. У односкатных угол наклона составляет 14-26 градусов. Если перекрываемый пролет больше 5 м, используют стропильные фермы. Двускатные крыши не слишком сложны, так что их могут установить даже сами владельцы домов, имеющие хотя бы небольшой опыт строительства. Уклон этого типа крыш – 14-60 градусов. Важное преимущество – возможность использования пространства под крышей для обустройства жилого или хозяйственного помещения. Несколько более сложной считается вальмовая или полувальмовая четырехскатная крыша. Ее пролет доходит до 12 метров (при наличии внутренних опор). Если вы выберете этот вариант, то лучше использовать стропильные системы наслонного вида или фермы. В России популярны и ломаные мансардные крыши, существенно увеличивающие площадь второго этажа.

Тонкости крепления стропил

В прошлом мастера скрепляли части стропильной системы врубками. С одной стороны, этот способ обеспечивал максимально прочное, но позволяющее компенсировать температурные деформации соединение. С другой стороны, для создания надежной крыши приходилось увеличивать толщину пиломатериалов. В последние годы врубки используются очень редко. Узлы оказалось удобнее и проще крепить болтами или нагелями. Также активно используется перфорированный крепеж. При сборке некоторые части требуют гидроизоляции, особенно если деревянная крыша устанавливается на кирпичный дом. Кроме того, слишком жестко крепить элементы не стоит, поскольку деревянные конструкции в норме «дышат», несколько меняя линейные размеры. Крепление кровельного пирога к обрешетке может проводиться гвоздями, саморезами или при помощи специализированных крепежных элементов.

Требования к древесине

Древесина для стропильной системы должна соответствовать целому ряду требований. Прежде всего необходимо выбрать подходящую породу. Из лиственных деревьев обычно используют дуб, бук, реже – осину. Дубовый мауэрлат способен служить очень долго, однако и обойдется он довольно дорого. Буковая древесина, как и дуб, сложна в обработке, но прочна и долговечна. Осина дешевле, но довольно сложно найти дерево хорошего качества, поскольку довольно часто сердцевина ее оказывается гнилой. Многие строители предпочитают использовать хвойные породы. Самый недорогой вариант – сосна. Она легкая, мягкая, достаточно долговечная. Что особенно важно, несложно найти идеально прямые стволы. Это большой плюс при изготовлении длинных стропил. На втором месте – ель. Хорошо высушенная еловая древесина позволяет создавать прочные стропильные системы, однако влагоустойчивость у нее меньше, чем у сосны. Самым лучшим хвойным деревом для создания стропильной системы является лиственница. Стропила, мауэрлат, прогоны из лиственницы очень долго не потребуют ремонта. Но стоит учесть, что дерево очень плотное, так что конструкция получится несколько тяжелее, а крепеж будет с трудом входить в древесину. Частично компенсировать последний недостаток можно простым способом: для обрешетки взять сосну. Опытные кровельщики советуют не смешивать лиственные и хвойные породы в одном проекте. Помимо типа древесины, необходимо обратить внимание на сечение. Мауэрлат, который является основой стропильной системы крыши, можно изготовить из бруса с сечением 100 х 100, 100 х 150 или 150 х 150 мм. У стропильных ног сечение чаще всего бывает 100 х 200 мм, для подкосов, кобылок и карниза достаточно 50 х 150 мм, а для прогонов – от 100 х 100 до 100 х 200 мм. Перед началом строительства рекомендуется использовать специальные пропитки. Самыми важными считаются средства для защиты от гниения и противопожарные (антипирены). Впоследствии каждые несколько лет следует повторять обработку.

Стропильная система - "костяк" крыши

Дом без крыши язык не повернется назвать домом, а крышу без стропил язык не повернется назвать крышей. Стропильная система – это очень важная часть любой конструкции, от которой зависит общее качество кровли, ее прочность и устойчивость. Стоит ли говорить, что в связи с этим необходимо подойти к стропильной системе настолько ответственно, насколько возможно, или это ясно само собой?

Материалы, из которых изготавливают стропила

Неправильно думать, что материал, который вы будете использовать в монтаже кровли, должен отвечать только дизайнерским требованиям. Нет, придется учитывать оказываемое на него давление и ряд внешних факторов, например, погоду.

Вот несколько видов стропил, которые чаще всего используются в современном строительстве:

• металлические сложно изменить, но этот материал долговечен;
• деревянные просты в использовании и изменении, но требуют дополнительной обработки;
• железобетонные не поддаются изменениям вообще, но их выделяет длительный срок службы;
• смешанные.

Каждый из них обладает своими плюсами и минусами, которые включают в себя прочность, цену, легкость монтажа, возможность небольших изменений, связанных, к примеру, с несоответствующими размерами, взаимодействие с окружающей средой. Из-за того, что вариантов, которыми вы можете смонтировать свою крышу, вполне достаточно, нужно подходить к этой проблеме ответственно и не покупать что-либо только для того, чтобы было, чем производить монтаж.

Из чего состоит стропильная конструкция?

Прежде чем приступать к созданию чего-либо, всегда необходимо задаваться вопросом: а из чего это будет сделано? Так и нам необходимо ответить на вопрос, из чего сооружают стропильные конструкции.
Стропила сами по себе (они бывают либо висячими, либо наслонными), также называются ногами. Их монтируют под таким углом, под которым находится кровельный скат. Одним словом, стропила принимают форму крыши. Есть два вида стропил, которые используются в строительстве. При этом нет четких указаний относительно того, какую конструкцию когда применять. Нередки также случаи, когда строители используют в монтаже крыши и те, и другие стропила.

Наслонные стропила также опираются на наружные и внешние стены дома, но здесь есть и промежуточные опоры, которые делят ноги на несколько частей. В результате они выглядят как балки, которые придают крыше форму. Материалов при этом необходимо гораздо меньше, чем в любом другом случае, и крыша выглядит гораздо более легкой.

Мауэрлат (продольный брус) монтируется на стене в качестве прокладки, через которую стропила опираются на наружную часть кровли. В зависимости от материала, из которого делают стены (дерево или кирпич), его располагают в разных частях общей кровельной конструкции. Нередки случаи, когда между мауэрлатом и несущей стеной необходимо расположить гидроизоляционный материал, к примеру, рубероид в случае с кирпичом.

Прогоны (могут быть либо коньковыми, либо боковыми) используются для опоры верхних концов стропил. Именно они передают нагрузку на внутреннюю сторону кровли, то есть выполняют функцию, противоположную мауэрлату, и соединяют все верхние концы стропильных ног. Конек крыши устанавливается именно на прогоне.

Боковые прогоны могут использоваться для опоры стропильных ног в тех случаях, когда для этого нет стен. Размер при этом определяется нагрузкой, которая оказывается на балку при давлении на нее стропильной ногой.

Диагональные связи используются для того, чтобы защитить конструкцию от проникновения ветра и других не очень приятных внешних факторов. Их крепление производится от одной стропильной ноги к другой с помощью гвоздей.

После сборки основная база стропильной конструкции или, на профессиональном языке, «ферма» должна принять форму треугольника. Стропила укладывают параллельно друг другу на расстоянии, которое зависит от размера сечения, кровельного материала и других условий, оговариваемых со строительной фирмой или продавцом стройматериала.