Стропильная система – в чем надежность конструкции крыши?

Прочность крыши зависит от основы её конструкции — несущих элементов. Традиционно ими являются стропила. Стропильная система крыши держит на себе вес всей кровельной конструкции, которая в свою очередь должна удерживать дополнительные виды нагрузок – ветровую и нагрузку накапливающегося на крыше зимой снежного покрова. Поэтому строительство крыши — это вопрос к которому требуется подойти с особой внимательностью и точностью.

Кобылка на крыше – что это такое?

Кобылка представляет собой элемент, который есть на каркасе крыши. Назначением такого элемента является удлинение ноги стропил, которая опирается на мауэрлат постройки, сделанного из блоков или кирпича и расположена на верхней обвязке постройки из бруса или же бревен. Если говорить проще, то кобылка в системе стропил является отрезком доски, который применяют в роли продолжение систем стропил, в результате чего появляется свес на крыше. Как правило, такой элемент подойдет для стропильной системы в том случае, когда стропильная нога не будет иметь требуемого размера, и это может препятствовать появлению света.

Для того, чтобы обустраивать кобылки на стропильной системе, рекомендовано подбирать доски, у которых сечение намного меньше, нежели у доски, которая подходит для стропильной системы. Более того, за счет применения такого подхода есть возможность ощутимо облегчить проведение работы по монтажу. Применение такого материала в системе стропил дает возможность ощутимо облегчать проведение работ по монтажу по постройке и дальнейшим ремонтным работам кровельного каркаса. Более того, есть возможность ощутимо уменьшать нагрузочный уровень на основание и несущие стены.

Кобылка на крыше – что это такое?

Это обусловлено следующим:

  1.  Так как длина ноги стропил будет куда меньше, то не нужно рассчитывать вылет за стеновую плоскость на метра для обустройства свеса в будущем, в результате конструкция получается достаточно простой, короткой и не такой дорогостоящей по цене.
  2. Работы по монтажам проводятся на досках, которые имеют меньшую толщину в сравнении с материалом стропильного типа, который подходит для обустройства системы стропил, в результате чего конструкционный вес станет куда меньше.
  3. При необходимости есть возможность достаточно легко выравнивать линию свеса, а в том случае, если будет допущена погрешность постройки, то достаточно будет произвести замену такого элемента.
  4. Если при эксплуатировании опора свеса карниза начинает гнить, то достаточно будет произвести замену поврежденных элементов, чем проводить ремонтные работы.

Что такое стропила для крыши?

Если сказать об этом максимально кратко, то стропильная система крыши – это необходимый и важный элемент здания, который состоит из каркаса с опорами на несущие стены строения. Этот каркас должен служить в процессе строительства надежной основой для всех видов материалов, таких как различные виды утеплителя, слои гидроизоляции, а также кровельные материалы.

Размеры и конструктивные особенности крыши и всей стропильной системы зависят от нескольких факторов :

  • общего размера всего здания;
  • правильного подбора материалов;
  • правильный и точный расчет всех будущих предполагаемых нагрузок;
  • предпочтений личного свойства относительно формы крыши у самого заказчика.
  • личных предпочтений относительно формы кровли.

Все вышеописанные факторы очень важны для того, чтобы была правильно подобрана стропильная система дома.

Каждый из этих факторов, безусловно, важен для понимания того, какие виды стропильной системы будут оптимальными для той или иной конкретной ситуации.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция стропильных систем, в основном, может классифицироваться, как минимум, по двум признакам. Первая классификация, подразумевает вариант, опирания несущих элементов кровли. Двускатная стропильная система крыши, капитального строения, в данном случае, включает следующие виды:

  • С висячими стропилами;
  • с наслонными стропилами.

Варианты двускатных крыш с висячими и наслонными стропилами

Классификация стропильных систем по способу опирания

Устройство кровельной конструкции, с использованием наслонных стропил, предполагает опирание их, в двух точках. Данное кровельное сооружение, в этом случае, позволяет полностью избежать, возникновения серьезного распора. Для того, чтобы провести монтаж и качественно обустроить, таким образом, стропильную систему двухскатной крыши самостоятельно, нужны, в основном, следующие конструктивные элементы:

  • Стропильные ноги;
  • мауэрлат;
  • ригель;
  • при большом пролете несущих балок, промежуточные стойки и подкосы;
  • обрешетка и контробрешетка;
  • упорные бруски накладки.

В верхней точке, устройство предполагает опирание на ригель. В нижней точке, установка предусматривает опору – мауэрлат. Качественно собрать, данную конструкцию, самостоятельно, можно только в двух случаях:

Варианты сборки наслонной системы двускатной кровли

  1. В первом случае, наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами, не слишком большое. То-беж, подобное будет кстати, для небольшой постройки, где длина строения, позволяет выполнить устройство деревянного ригеля, в 6 метров. Если пролеты больше, то в качестве ригеля, можно устанавливать металлические балки. Или-же, деревянные брусья, с использованием промежуточных стоек. Их нужно располагать, в среднем, каждые 2 метра.
  2. Второй случай, когда доступен монтаж наслонной системы, двускатной кровли – это наличие, в середине, капитального строения, несущей стены. Устройство, подобного варианта, предусматривает передачу некоторой нагрузки, на внутреннюю стену. Такое обустройство, стропильной системы, подойдет для зданий, с достаточно большой шириной, где есть стеновое ограждение, посередине.
Классификация стропильных систем по способу опирания

Висячие стропила

Второй, более сложный и трудоемкий, вариант – висячие стропила. Они на много сложны в расчете, но позволяют обустройство, подкровельного пространства, в доме со свободной планировкой. Подобная конструкция, предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части, кровельного сооружения. Система, предполагает опирание стропил, только в нижней точке. В верхней части, несущие балки надежно фиксируются промеж собой. Установка, подобной кровли, напоминает ферму. Конструкция стропил, работает на распор. Поэтому, очень важно, предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку, на несущие стены здания. Выполнить это, можно следующим образом:

  1. Обустройство монолитного пояса по обрезу стен;
  2. Надежно закрепить мауэрлат, двускатной кровли, к стенам дома;
  3. Для снижения распорного напряжения, устанавливается схватка.
Читайте также:  Вентиляционный дефлектор: что такое и как работает вытяжное устройство

Монтаж висячей стропильной системы двускатной кровли

Схватка (стяжка), является одним из значимых элементов, подобной двускатной кровли. Она значительно снижает напряжение и предотвращает, под действием распора, разращение стен. Располагают схватки, в основном, следующим образом: в уровне перекрытия или потолка мансарды.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Стоит заметить, что второй вариант, является менее надежным. Связано это тем, что если монтаж элемента выполнен на большую высоту, то стропила сильнее оказывают воздействие на разращение стен. Если схватка слишком длинная, тогда требуется ее, должным образом, усилить. Для этого, устанавливается – подвесок, соединяющий конек, с серединой затяжки. Тем самым, предотвращая ее провисание.

Только, стропильная система двухскатной крыши, с висячими стропилами, позволяет выполнить монтаж, после предварительной сборки ферм на земле.

Такой вариант сборки и монтажа, подойдет, если есть в наличии подъемная техника. Поскольку, готовая конструкция двускатной стропильной системы, слишком габаритная и тяжелая, чтобы совершить ее подъем самостоятельно.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

Стропильные ноги являются основным элементом любого каркаса двускатной крыши. В зависимости от геометрии и размера кровли, все остальные конструктивные элементы каркаса могут не применяться или использоваться частично при его возведении.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

По способу установки ног, схема стропильной системы крыши может быть:

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши
  • наслонного типа;
  • висячего типа.
Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

Главное условие установки наслонных стропил обустройство надежной опоры в верхней и нижней части. В качестве опоры верхней части выступает горизонтальный коньковый узел стропильной крыши. Нижний край стропил упирается в мауэрлат или в верхний венец сруба.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

Возведение наслонной стропильной системы допускается при расстоянии между фронтонами не более 6 м. При большем расстоянии требуется усилить систему вертикальными стойками, с упором в лежень, расположенный на верхней части промежуточной стены.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

На рисунке ниже показаны наслонные стропила: конструкция и узлы, входящие в такую стропильную систему.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

Висячие стропила упираются «пятками» в затяжку. В верхней части стропильные ноги упираются «друг в дружку». Такая конструкция представляет собой отдельный модуль в форме равнобедренного треугольника, который в среде строителей именуется стропильной фермой. Данная конструкция работает на распор, но затяжки гасят данный процесс, передавая на стены постройки вертикально направленную нагрузку.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

Стальные, древесные и железобетонные стропильные фермы

Детали применяемой системы стропил делаются из разных материалов, это не только обычная древесина, но и металл, железобетон. Сами фермы могут принимать три формы: полигональную, с параллельными поясами, треугольную. Для мягких материалов для кровли достаточно полигональных и с параллельными поясами, а вот для листовых лучше проектировать треугольные фермы.

Стальные детали делают заводским вариантом, они имеют обычные размеры, рассчитанные на пролеты с длинами в тридцать шесть, тридцать, двадцать четыре, восемнадцать метров. Также в большинстве случаев все стальные детали имеют параллельный пояс, что выделяет их от прочих.

Схема крепежа опорного узла стропилин.

Для строительных работ частных строений применяются стальные стропильные фермы из профильной трубы, потому что они имеют небольшой вес. Фермы из тавра, швеллера, уголка более тяжёлые. Собирается система стропил конкретно на строительной площадке, для крепежа применяется сварка. Профильные трубы, какие используются для ферм, имеют толщину от полутора миллиметров до пяти, сам профиль может быть квадратным или прямоугольным.

Железобетонные фермы собой представляют несущие, весьма надежные решетчатые системы, какие часто применяются для перекрытий пролетов при огромный длине. Сейчас такие фермы делятся на треугольные безраскосной формы, сегментные раскосные и безраскосные для скатных кровель, специализированные фермы для кровель с маленьким уклоном.

При производстве железобетонных ферм расценивают такие признаки, как бетонную прочность, плотность, морозоустойчивость, марка стали, толщина бетона вокруг установленной арматуры, защита от ржавчины. Для частных строений такие фермы фактически не применяются, правда их прочность и крепость значительно выше, это связывают с большим весом и сложностями при установке.

Читайте также:  Как постелить профнастил на крышу самостоятельно

Древесные фермы выполняют из бруска, они очень часто используются в приватном и строительстве малоэтажек. Такие фермы постоянно собирают на строительной площадке, на древесину перед этим наносят специализированный состав защиты, который защитит его от насекомых. Соеденения выполняются с помощью болтов, анкеров, пластин и скобок. Монтаж древесных ферм одновременно и более лёгкий, и больше тяжёлый, что связано со спецификами древесины.

Определение оптимального угла наклона скатов ↑

При выборе оптимального угла наклона, помимо архитектурных требований, должны учитываться следующие факторы:

показатель снеговой нагрузки

Важно! Из перечисленного выше следует, что выбор оптимального показателя крутизны кровли в случае монтажа стропильной системы двухскатной крыши на срубе, например, – задача, решаемая в каждом конкретном случае индивидуально.

При выборе следует исходить не только из требований пропорциональности конструкции, но и из климатических особенностей данной местности и вида покрытия.

Заключение

Устройство стропильной конструкции крыши достаточно эффективно, требует специальных навыков и знаний конструирования кровли. В особо сложных случаях стропильный каркас приходится собирать на земле в виде готовых ферм, выравнивать и подгонять систему в размерах, и только после этого последовательно поднимать на стены и завершать устройство крыши.

  • Виды крыш частных домов
  • Как правильно крыть крышу шифером
  • Как крыть крышу профнастилом своими руками
  • Устройство кровельного пирога под профнастил

Установка стропил ендовы

Изготовление стропил ендовы

Для правильного в плане квадрата, длина основания стропильного треугольника, образованного ендовой составляет 16,97 размерных единиц, значит для разметки используется шаблон 12 к 16,97.

Установка стропил ендовы

Используя шаблон 12 к 16,97 отметьте линию вертикального отреза на доске ендовы 50×300 мм. Измерьте длину вертикального отреза на рядовом стропиле и перенесите этот размер (283 мм) на линию, нарисованную на доске ендовы. Постройте перпендикуляр от полученной точки к верхнему краю доски. Длина этого перпендикуляра (232 мм) характеризует высоту стропила ендовы, при которой её низ получается в одной плоскости с другими стропилами крыши. Установите диск пилы на 30° и отрежьте скос на верхней кромке стропила. Отмерьте от верхней грани 232 мм начертите линию вдоль стропила и отрежьте нижний скос параллельный верхнему.

Ключевым измерением для нахождения размеров стропильного треугольника под ендовой является длина горизонтальной проекции ендовы. Которая вычисляется умножением пролета рядового стропила 1704 мм на √2 аналогично расчету горизонтальной проекции вальмового стропила. В нашем примере длина основания треугольника под ендовой равна: √2 × 1704 = 2410 мм.

Для расчета длины гипотенузы треугольника, расположенного под ендовой нужно воспользоваться коэффициентом пропорций 1,225 из таблицы составленной для треугольника с основанием равным единице и уклоном 12 к 16,97. Тогда длина гипотенузы будет равна: 1,225×2410 = 2952 мм.

Отрежьте верхнюю часть стропила по размеченной линии под углом 45°. От ближней точки разреза отложите вдоль низа стропила 2952 мм эта точка будет началом опорного выреза. Используя шаблон, разметьте опорный вырез. Для определения длины горизонтального выреза измерьте линию разметки на верхней обвязке каркаса стены (170 мм). Сделайте горизонтальный разрез пилой, установленной на 0°, вертикальный — пилой, установленной на 45°. Обычно плотники не утруждают себя распиловкой вертикального разреза параллельно стенам и пилу на 45° не устанавливают и режут опорный вырез без скоса.

Установка стропил ендовы

В нижней части ендовы сходятся три стропильных конца. Обрезать по месту конец установленного стропила ендовы сложно. Для того чтобы сделать полную разметку и выпилить стропило до его установки выполните описанные ниже действия.

Сначала определяется размер расчетного треугольника свисающего конца стропила ендовы. Вылет карниза должен заканчиваться на расстоянии 250 мм от внешней поверхности стены, включая 25 мм толщины обшивочной доски карниза.

Таким образом нижний конец стропила ендовы обрезается на расстоянии 225 мм от внешней стороны стены (250-25 = 225 мм). Стены сделаны толщиной 150 мм, поэтому стропило должно быть отрезано на расстоянии 375 мм от внутренней поверхности стены (225+150). Это расстояние будет размером стороны квадрата расположенного в плане. Диагональ квадрата (горизонтальная проекция стропила) находится как произведение его стороны на √2. Умножаем длину основания на расчетный коэффициент и получаем длину горизонтальной проекции диагонали расчетного треугольника: 375×√2 = 530 мм. По таблице пропорций для треугольника с основанием 1 и уклоном 12 к 16,97 находим коэффициент для расчета диагонали расчетного треугольника 1,225. Гипотенуза расчетного треугольника равна 530×1,225 = 650 мм.

Отмерьте 650 мм от конца опорного выреза и используя шаблон разметьте вертикальный разрез конца стропила. Отрежьте стропило под углом 45° вдоль линии разметки. Используйте шаблон, для разметки горизонтальной линии конца стропила в нужном месте. Установите пилу на 0° и обрежьте стропило по линии.

Установка стропил ендовы

Установка стропил ендовы

Установите первую затем вторую доску ендовы и сбейте их вместе. Скосы вдоль верхнего и нижнего краев должны образовывать в поперечном сечении букву V. Скосы на верхнем конце стропила должны соответствовать прямому углу, образованному балкой и коньком. Скосы в нижнем конце стропила должны получиться параллельными стенам и образовывать прямой угол.

Читайте также:  Как быстро сделать монтаж софитов на карниз крыши своими руками?

Монтаж стропильной системы крыши с двумя скатами

Перед тем как приступить к установке стропильной конструкции, нужно учесть такие важные факторы, как:

  • расстояние между наружными стенами;
  • угол наклона кровли;
  • тип кровельного покрытия;
  • снежные и ветровые зоны.

Все эти факторы являются результатами основанных на анализе статических нагрузок расчетов.

Монтаж стропильной конструкции двускатной кровли включает в себя несколько этапов:

  1. Установка мауэрлата. Для более высокой прочности конструкции желательно, чтобы брус для мауэрлата был целый или хотя бы с минимальным количеством соединений. Мауэрлат крепится первым делом к крайнему ряду кладки внешних стен с помощью анкерных болтов. От расположения мауэрлата зависит точность монтажа всей кровельной конструкции, поэтому брус должен располагаться максимально ровно. При необходимости под брус можно вставлять специальные прокладки, а выступающие части – стесывать. Следует помнить, что брус во всех углах и стыках должен быть обязательно закреплен скобами.
  2. Установка прогона. Наличие прогона в стропильной конструкции повышает надежность возводящейся крыши, а также упрощает монтаж. Облегчение монтажных работ по сборке стропильной системы с использованием прогона заключается в возможности устройства каждой пары стропил в отдельности. Прогонная балка устанавливается в самых высоких точках стен фронтона и крепится с помощью металлических уголков и анкеров. На концах прогонной балки следует укрепить гидроизоляцию.
  3. Сборка стропильных модулей. Сначала нарезаются заготовки. При этом стоит таким образом использовать материал, чтобы уменьшить количество возможных отходов. При необходимости брус можно удлинить, не забыв при этом уделить должное внимание надежности соединения, которое должно располагаться не менее чем в метре от любого края. Также не рекомендуется располагать соединение по центру балки, так как снижается несущая способность ноги. Оптимальное расстояние – 1/3 от края. Сборка стропильных модулей осуществляется согласно раннее заготовленным чертежам, поскольку это значительно упрощает работу. На чертежах должны быть четко и правильно указаны углы расположения элементов конструкции. Также при наличии помощников или хотя бы лебедки намного проще производить сборку стропильных модулей на земле, впоследствии поднимая их наверх. В самом начале все конструктивные элементы модуля раскладываются относительно друг друга таким образом, каким они будут располагаться в готовом модуле; тщательно подгоняются все углы и стыки. Затем к верхней части стропил прибиваются накладки (не менее пяти гвоздей на каждое соединение), последние стропильные ноги соединять следует стяжками. К нижней части стропил нужно прикрутить временные планки.
  4. Установка стропил на крышу. Поднимаются модули постепенно до 60 градусов, на обратную сторону конструкции прибиваются стяжки и ригели. Затем модуль располагается вертикально, его положение проверяется с помощью отвесов и уровней, и только потом модуль крепится болтами и уголками к мауэрлату и прогону.
Монтаж стропильной системы крыши с двумя скатами

Выставляются стропила двумя способами:

  • Между, уже установленными, первым и последним модулем натягивается шнур, по которому и монтируются все оставшиеся секции.
  • Над половиной здания устанавливаются стропильные модули, вторая половина конструкции прислоняется к ним. Затем ставится первый модуль с противоположной стороны, а за ним – все последующие. В итоге процесс заканчивается посреди крыши.

После установки стропил изготавливают обрешетку, обеспечивают гидро- и пароизоляциию кровли.

От качества выполнения работ по установке «скелета» будущей кровли (стропильной системы) и применения надежных методов крепления ее составляющих зависит жесткость, долговечность и надежность всей кровельной конструкции. При возникновении сомнений во время проведения расчетов и монтажа стропильной конструкции лучше обратиться к профессионалам. Если рассчитывать на свою интуицию и сообразительность, то в итоге это может привести к дополнительным финансовым затратам, а не к желаемой экономии. Рекомендуем прочесть статью о том, как покрыть крышу металлочерепицей самостоятельно.

Обоснованность подбора металла

Стропила металлические для двухскатной крыши считаются основательной конструкцией, обладающая высокой надежностью к нагрузке. Металл применяется тогда, когда каркас нуждается в высокой жесткости, применяется брус примерно 8 м, уклон ската от 1o.

Металлические стропила нуждаются в наличии навыков и нужных инструментов для монтажных работ. Крепеж стропил необходимо осуществлять тщательно.

Обоснованность подбора металла

Конструкция металлических кровель окажется оправданной с экономической точки зрения лишь тогда, когда осуществлены подсчеты нагрузок, и она достигает не меньше 450 кг. И скат длиной больше 10 м.

В качестве материала производства оказывается оцинкованный металл. В основном это парный профиль. Чтобы крепить используются:

  • сварка с использованием балок;
  • болты;
  • саморезы.

При подсчете металлоконструкции принимаются во внимание детали, рассчитывается число сварочных швов и число дополнительных затратных материалов.

Обоснованность подбора металла

Профильные трубы являются самым частым выбором, чтобы организовать стропилы для частных домов. Сравнивая с иными системами, эта лучше благодаря простому монтажных работ. Размер сечения выбирается в зависимости от конкретных систем стропил, размера каркаса, угла наклона скатов, расчетных нагрузок и иных характеристик.