Правила монтажа стропильной системы вальмовых крыш

Когда при строительстве дома очередь доходит до устройства кровли, возникает резонный вопрос: как крепить стропила? Ответ на него зависит от многих факторов: конструкции крыши и расчётной нагрузки на неё, крутости скатов, материала и несущей способности стен, предполагаемой усадки строения и т.д. Каждый из этих факторов влияет на выбор способа крепления и стропильного крепежа. Кроме того, к стенам и между собой стропила тоже крепятся по-разному.

В каких случаях требуется крепление к стропилам

Необходимость прикрепить стропильные ноги к балкам перекрытия может возникнуть в следующих случаях:

  • Нужно увеличить площадь чердака. В такой ситуации укладывают перекрытия с выносом за пределы стен. Подобная потребность обычно возникает при строительстве мансардных крыш, которые планируется использовать в качестве жилых помещений. Также вынос перекрытия за пределы стен может потребоваться при строительстве дома с террасой или верандой, расположенной под одной крышей с домом;
В каких случаях требуется крепление к стропилам

Вынос перекрытия за пределы стен позволяет увеличить площадь мансарды

  • Необходимо разгрузить стропило. В этом случае стропильная нога крепится обычно к мауэрлату, но для ее разгрузки используется подстропильная нога или стойка (иногда стойки и подстропильные ноги применяются одновременно). Они передают нагрузку от ската перекрытию.

Крепление балок перекрытия к стене, если на них укладываются стропила, осуществляется так же, как крепление мауэрлата — они просверливаются и фиксируются анкерами. Если же стены деревянные, для фиксации могут использоваться уголки и саморезы.

Закрепить балки на деревянных стенах можно стальными уголками

В каких случаях требуется крепление к стропилам

Далее рассмотрим оба варианта крепления.

Общие сведения

Чтобы лучше ориентироваться в данной теме, нужно знать, что такое стропила, какими они бывают, к чему крепятся, в каких случаях выбирают тот или иной вид стропильной системы.

Стропилами называют несущие конструкции скатных крыш, которые принимают на себя всю нагрузку от кровли и снегового покрова на ней, передавая её на стены здания. В частном домостроении они чаще всего изготавливаются из бруса или досок большого сечения, поставленных на ребро. Гораздо реже используют металлические конструкции в виде сборных элементов или готовых ферм. Из чего и как делать стропила, решается исходя из расчётной нагрузки на них и предпочтений заказчика.

Общие сведения

Металлическая стропильная системаИсточник

Конструктивно стропила подразделяются на висячие и наслонные:

  • Висячие стропила устанавливают на небольшие дома, гаражи и прочие хозпостройки, у которых пролёт между стенами составляет не более 5-6 метров. Верхними концами они соединяются друг с другом без дополнительной опоры, а нижние, опирающиеся на стены, стягивают горизонтальными элементами – затяжками. Затяжки уменьшают распирающие нагрузки от стропил на стены, принимая их на себя.
Общие сведения

Дополнительная затяжка увеличивает пролёт до 8 метров, а упирающиеся в затяжку подкосы – до 10 метровИсточник

  • Наслонные стропила устанавливают на здания с большими пролётами свыше 10-12 метров со средней несущей стеной или опорными колоннами. Верхними концами они опираются на коньковый прогон, который в свою очередь поддерживается стойками, упирающимися в лежень – горизонтальная балка, лежащая на колоннах или внутренней стене. Если решается задача, как установить стропила на односкатную крышу, то также выбирается наслонная конструкция, так как в ней роль конькового прогона исполняет более высокая стена.

В этом случае затяжка не нужна вследствие отсутствия растягивающих нагрузокИсточник

Общие сведения

Виды двухскатной крыши

Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.

Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):

1. Простая двускатная крыша — симметричная

Простая двускатная крыша — симметричнаяНаиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.

Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.

Явный недостаток – невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.

Читайте также:  Как выполнить своими руками камышовую крышу

2. Простая асимметричная двускатная крыша

Простая асимметричная двускатная крышаУстройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.

3. Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломом

Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломомТакая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.

Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.

Проектирование стропильной системы

Двухскатная крыша – достаточно простая конструкция, проектирование которой можно выполнить самостоятельно. При разработке проекта, в частности, следует учитывать :

  • размеры и конфигурацию постройки (в том числе принять во внимание наличие внутренней стены или опорных колонн);
  • материал, из которого выполнены строительные конструкции;
  • предназначение чердачного помещения (эксплуатируемое/неэксплуатируемое).

Важно правильно выбрать тип стропильной системы (наслонные или висячие стропила, ломаная крыша), а также выполнить ряд расчетов. Угол наклона скатов выбирается исходя из климатических особенностей региона – требуется учесть снеговую и ветровую нагрузку. Кроме того, на данный параметр влияет выбор кровельного материала.

На этапе проектирования необходимо рассчитать размеры элементов стропильной системы, в частности, длину и сечение стропильных ног, а также подобрать шаг установки стропил. Подготовленный чертеж должен содержать подробную информацию о том, как будет монтироваться конструкция. Выполняется схема каждого типа узла крепления с указанием необходимых крепежных элементов.

Для выполнения инженерных расчетов можно использовать соответствующую справочную информацию, в том числе таблицы подбора сечения и шага установки стропил в зависимости от угла наклона ската и кровельного материала. Следует правильно рассчитать, какой вес будет иметь сама конструкция крыши, для этого суммируется вес :

  • элементов стропильной системы и обрешетки;
  • кровельного покрытия;
  • гидроизоляционной мембраны;
  • утеплителя и пароизолятора;
  • внутренней обшивки чердачного помещения.

Точность расчетов при проектировании и правильный выбор технологии монтажа узлов позволит избежать деформации и разрушения крыши в процессе ее эксплуатации .

Для установки двухскатной крыши могут использоваться стропила висячие или наслонные. Особого подхода требует стропильная система ломаной двухскатной крыши, которая возводится при необходимости получить просторную мансарду. Ее устройство подразумевает применение принципов монтажа наслонных и висячих стропил.

Висячие стропильные фермы

Висячие стропила – конструкция, в которой предусмотрено опирание стропильных ног только на внешние стены сооружения. Висячие фермы могут устанавливаться для перекрывания пролетов, имеющих длину до 7-12 метров . К недостаткам висячих стропил относится большое усилие на распирание, которое передается стенам дома и может вызвать их деформацию или разрушение. Чтобы скомпенсировать распирание, требуется устройство горизонтальной затяжки.

Выбранная схема изготовления висячих стропильных ферм может предусматривать монтаж нижней затяжки, соединяющей нижние концы стропильных ног – в этом случае горизонтальные перемычки выполняют функцию лаг будущего пола чердачного помещения. Если затяжку (ригель) необходимо установить ближе к коньку, ее требуется крепить максимально прочно, так как чем выше расположена горизонтальная перемычка фермы, тем выше нагрузка, которую она испытывает. Ригель рекомендуется делать из деревянного бруса, толщина которого должна позволять выдерживать серьезные нагрузки на растяжение, либо из двух досок, закрепленных с обеих сторон пары стропильных ног.

Чтобы не делать лишнюю работу по подгонке каждой пары стропильных ног по месту установки фермы, рекомендуется воспользоваться шаблоном . С этой целью на подготовленный мауэрлат (после проверки его геометрических параметров и горизонтальности) следует поставить пару стропильных ног. В нижней части необходимо делать специальные запилы, чтобы установить стропила под заданным углом, строго симметрично. Верхние части стропил должны упираться друг в друга.

После точной подгонки деталей, стропила опускаются на землю (устройство стропильных ферм удобнее вести на ровной подготовленной площадке). По готовым стропилам изготавливаются шаблоны – их следует делать отдельно для правых и левых стропильных ног. Затем подготовленные элементы попарно поднимаются на крышу, где крепятся к основанию и между собой в коньке. На следующем этапе монтируются ригели, обеспечивающие жесткость конструкции и снимающие распорную нагрузку со стен.

Предварительное крепление элементов рекомендуется выполнять при помощи гвоздей, а после поверки геометрических параметров конструкции следует укрепить узлы металлическими пластинами или другим крепежом.

Читайте также:  Какой должен быть минимальный угол наклона крыши из профнастила

Если требуется обеспечить дополнительную жесткость конструкции, под стропила следует поставить дополнительные подпорки – подкосы. Устройство ферм с подкосами требуется при большой длине пролета двухскатной кровли или высоких внешних нагрузках на крышу.

Конструктивные элементы двухскатных крыш

Вся конструкция крыши состоит из разнообразных досок, балок, брусков, которые имеют разную длину и толщину. Ниже разберем все элементы по отдельности.

Мауэрлат

Должен быть выполнен из хвойного бруса квадратного сечения, размер может быть либо 10 либо 15 сантиметров. Он монтируется поверх всех несущих стен, на которые будет опираться конструкция крыши. Крепится мауэрлат должен анкерами или резьбовыми стержнями. Этот элемент служит для распределения всей нагрузки на несущие стены.

Стропильная нога

Представляет собой брус, пятнадцать сантиметров в ширину и пять в толщину. Из них будет устанавливаться тот самый треугольник контура крыши, именно этот элемент будет брать нагрузку от погодных явлений. Оптимальным шагом между стропилами считается расстояние от 0,5 до 1,3 метра. Чем тяжелей планируется использовать покрытие крыши, тем меньше нужно делать шаги. Еще расстояние между стропилами может зависеть непосредственно от формы покрытия крыши.

Лежень

Применяется аналогичный брус как для мауэрлата. Но в этом случае он должен укладываться по плоскости вдоль внутренней несущей стены или поверх специальных колонн. Лежень выполняет похожую с мауэрата функцию, а именно, служит для распределения нагрузки от кровельных стоек.

Затяжка

Затяжки применяются для монтажа висячей стропильной системы. Они соединяют стропила во избежания расползания.

Стойки

Применяется квадратный брус, располагаются эти элементы строго по вертикали, подпирая конек, для передачи нагрузки несущей стене или колонны внутри строения.

Подкосы

Своего рода передаточное звено от стропил до несущих элементов. Скрепив воедино затяжку и подкосы, получится ферма – очень крепкая конструкция. Ферма используется при больших пролётах, где ожидается большая нагрузка на изгиб.

Обрешетка

Доски укладывается поперёк на стропила. Служат для равномерного распределения массы кровли на стропила, кроме этого, обрешетка прибавляет жесткости всей конструкции. Чаще для обрешётки используются обрезная доска, хотя допустимо и использование не обрезной доски, но с предварительно удаленной корой. Если планируется установка мягкой кровли, к примеру битумная черепица, то обрешетка делается сплошной. В этом случае применяются влагостойкие листы фанеры.

Конек крыши

Самый верхний элемент всей крыши, устанавливается горизонтально, на нём закрепляются стропильные ноги по обе стороны скатов.

Свес крыши

Этот элемент представляет собой обыкновенный свес, который свисает за пределы стен на 40-50 сантиметров, образовывая козырёк. Служит для защиты от дождя и снега.

Кобылки

Используются в том случае, когда для свеса крыши не хватает длины стропил. Кобылки закрепляются на концах стропильных ног, тем самым удлиняя их. Обычно для этого применяются доски более мелкого сечения нежили для стропил.

Монтаж крыши

  • Делается разметка.
  • Размечается ось по обвязке в высшей точке с торца строения.
  • Ведется расчет 50% толщины конька.
  • Ведется установка места размещения первой части всей системы.
  • Один отрезок мерной рейки необходимо приложить к намеченной оси. Второй край размещается по линии боковой стены. Тем самым находится точка размещения стропильного промежуточного компонента.
  • Определяется длина стропильного свеса. Размещается брус одной стороной на угол, находящийся снаружи стены, другой стороной на кровельный свес.
  • Рейка перемещается к краю боковой стены и намечается место закрепления стропил.
  • Все эти действия повторяются для всех углов.
  • Ведется расчет.
  • Проводится монтаж мауэрлата. Для него нужно выбрать брус из дерева разного сечения. Брус должен быть цельным по всей длине, на нем не должно быть трещин и сучков. Этому этапу нужно оказать особое внимание. Его нужно соединять внахлест, а не встык. Углы связываются между собой скобами, металлическими уголками либо пластинами.
  • Устанавливаются стропила, конек, стойки и боковые балки:
  • Сначала происходит устройство вертикальных стоек, за счет них будет удерживаться коньковый брус. Элементы крепятся к балке, расположенной по центру, используя систему укосов.
  • Происходит установка стропил, находящихся по диагонали. Они должны быть похожего размера и длины.
  • Устанавливаются накосные стропила, затем рядовые. Последние крепятся к коньковому брусу и мауэрлату методом врубки. Чтобы усилить фиксацию применяют стяжки и ригели. Сечение бруса для них должно быть достаточно большим.
  • Конек крепится к отвесам. Для него выбирается брус небольшого сечения. Конек – это направляющая основная деталь для монтажа всей системы.
  • К каждой стороне диагональной планки необходимо закрепить нарожник. Он свяжет между собой мауэрлат и накосные стропила.
  • Все элементы крепятся перпендикулярно к коньку.
  • Усиливается стропильная конструкция.
  • По углам кровли нужно зафиксировать шпренгели со специализированной стойкой, которая будет являться опорой для стропильного диагонального компонента.
  • По затяжке необходимо набить стойки.
  • Если стропильные элементы, расположенные по диагонали имеют некорректную длину, то нужно вместо единичного бруса использовать двойные балки.
  • Обустраивается вентиляция. В ветрозащитной пленке делаются небольшие отверстия, чтобы в них мог проникнуть воздух.

Виды стропил вальмовой крыши

Опоры крыши вальмового типа делятся на два вида:

  1. Висячие – балки расположены на брусе потолочного перекрытия двух внешних стен без дополнительной поддержки.
  2. Наслонные – по верхнему краю внутренних стен располагается горизонтальный брус, к которому крепятся вертикальные опоры. Основой для торцевой части бруса являются наружные стены.

Наслонный тип опор подходит для построек с промежуточной опорной стеной или колоннами.

Данная несущая конструкция имеет больше базовых точек, поэтому сделать ее можно значительно легче.

Если здание имеет две несущие стены, устанавливается стяжка, поддерживающая стропильные ноги и распределяя нагрузку по всем вертикальным опорам.

Для вальмового типа крыши наиболее подходящей считается наслонная система, придающая большей прочности и облегчающая конструкцию кровли.

Такая модификация применяется при сооружении чердачной или мансардной крыши.

Диагональные стропильные ноги

Элементы стропильной системы, образующие ребра соединения плоскостей скатов, называются диагональными (накосными, угловыми) стропильными ногами.

Строго говоря, диагональные и накосные — не совсем идентичные элементы, поскольку первые крепятся снаружи углов мауэрлата, а вторые — изнутри.

В остальном все свойства одинаковы.

Угловые элементы имеют определенные особенности:

  • Длина диагональных стропильных ног значительно превышает длину прямых стропил.
  • Диагональные стропильные ноги служат опорой для нарожников по обе стороны соединяемых плоскостей.

Наличие таких особенностей создает повышенную — примерно в полтора раза — нагрузку на накосные стропила по сравнению с обычными. Длина их превышает обычную длину досок, из которых делаются стропила, поэтому для изготовления накосных доски сплачивают — соединяют по пласти в два слоя.

Таким образом решаются сразу несколько проблем:

Диагональные стропильные ноги
  • Можно делать балки любой нужной длины.
  • Увеличивается устойчивость к нагрузкам.
  • Возможность использовать один модульный размер материала.

Под диагональное стропило необходимо установить одну или две опоры (в зависимости от длины), причем точка расположения опоры находится не посередине, как казалось бы на первый взгляд, а на расстоянии одной трети-четверти всей длины накосного стропила, считая от верхней точки, поскольку именно в этом участке находится место наибольших напряжений.

ОСТОРОЖНО!

Накосные стропила, расположенные в ендовах, имеют противоположное расположение точки максимальных усилий — примерно одна треть-четверть длины снизу.

Диагональные стропильные ноги

Как можно усилить коньковый прогон

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

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

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

Виды и тип узлов опирания ↑

Система наслонных стропил может быть двух типов: распорной или безраспорной. Это зависит от двух факторов, типа узлов опирания и сочленения стропил. Всем известно, что такое степень свободы крепежа поэтому понятно, что если крепеж балки имеет их три, то подобное строение становится неустойчивым, то есть оно зачастую может мгновенно измениться. Полное отсутствие таковой, то есть нулевая степень, наоборот, исключает как любое смещение в вертикальной и горизонтальной плоскостях, так и поворот в пространстве. В этом случае конец бруса оказывается жестко защемлен.

Виды и тип узлов опирания ↑

Как видим, проект наслонных стропил имеет два возможных типа узлов опирания:

    две степени свободы, позволяющий поворот – следствие изгиба балки, и сдвиг в горизонтальной плоскости; одна степень свободы позволяет исключительно поворот балки.
Виды и тип узлов опирания ↑

Обычно сдвиг нижнего или верхнего окончания брусьев обеспечивают за счет врубок в горизонтальном направлении. Сдвиг ограничивают в двух вариантах: упирают стропила друг в друга или/и упирают стропила в стыкуемый элемент типа мауэрлата или прогона.