Устройство стропильной системы крыши

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Разновидности стропильных систем

Различают несколько типов стропильных сооружений, в частности:

• наслонные;
• висячие;
• комбинированные.

Каждый из указанных вариантов имеет свои отличительные характеристики и особенности. В зависимости от разновидности конструкции, элементы стропильной системы также могут различаться. Однако во всех случаях основным предназначением стропил является обеспечение надёжности кровли по отношению к различным нагрузкам.

Нагрузки на кровельное покрытие, в свою очередь, также подразделяются на несколько типов:

• Постоянные, куда относится вес самой кровли со всеми её составляющими.
• Временные, такие как дождь, снег, ветровые порывы, вес рабочих, выполняющих кровельные работы и т. д.
• Нестандартные, например, возникающие при землетрясениях и прочих непредвиденных ситуациях.

Поскольку основная часть нагрузки в любом случае выпадает на стропильную кровельную систему, необходимо как следует позаботиться о её прочности и надёжности. Грамотное устройство кровли из стропил является гарантией долговечности крыши в целом. Важным при этом является правильный выбор разновидности несущих сооружений, а также материалов для их изготовления. С этой целью стоит более подробно рассмотреть основные типы стропильных систем – что входит в них, каковы их основные характеристики, особенности монтажа и прочие технологические свойства.

Главные конструкционные элементы стропил

Любой хозяин, планирующий возведение стропильной системы, обязан быть в курсе, из чего она состоит.

1. Мауэрлат. Основа всей конструкции. С помощью этого элемента устанавливается правильная нагрузка на все несущие элементы дома.
2. Стропильная нога. Задет наклон скату, придает крыше привлекательный вид, надежно закрепляет конструктивные части системы.
3. Затяжка. Не позволяет «расходиться» ногам. Крепко удерживает их в нижней части.
4. Прогон. Крепит стропильные ноги в верхней части системы (коньковый прогон) и по бокам (боковой прогон).
5. Обрешетка. Монтируется строго перпендикулярно относительно балок. Изготавливается из обрезанного бруса или досок.
6. Стойки/подкосы. «Добавляют» ногам еще больше стойкости.
7. Свес. Защищает основные конструкции здания от различных природных осадков.
8. Конек. Место, в котором закрепляются скаты.
9. Кобылки. Создают свес. Необходимы в случае, когда стропила не имеют необходимой длины.

Детали стропильных систем на примере двускатной крыши, которые можно использовать для различных конструкций крыши

Давайте разберемся с таким составным элементов стропильной системы, как ферма. Ее делают плоской, и, помимо растяжки, в нее включаются раскосы и сами балки. Закрепляются все эти детали таким образом, чтобы нагрузка на главные конструкции шла вертикально.

В случае, когда пролет довольно большой, то ферма делается из нескольких составляющих. Нижняя часть фермы – потолок чердака. Точное число ферм определяется после серьезных расчетов на каждом конкретном объекте.

Мауэрлат.

Стропила чаще всего опираются не на сами стены, а на опорный брус — мауэрлат. В деревянных домах мауэрлатом является верхний венец сруба (бревно, брус).

Для кирпичных или блочных стен мауэрлат — это специально устанавливаемый заподлицо с внутренней поверхностью стены брус. С наружной стороны оно, как правило, ограждается выступом из кирпича или блоков. В домах из симпролита мауэрлат утепляется плитами СОП. Между мауэрлатом и кладкой обязательно прокладывается стой гидроизолирующего материала.

Самый распространенный материал для устройства конструкций чердачных скатных крыш при строительстве деревянных домов из лиственницы — древесина хвойных пород.

Для данной категории конструкций применяется древесина разных сортов и влажности, что, как правило, определяется проектной документацией. Древесина для несущих элементов деревянных конструкций (например, при строительстве деревянных домов из кедра) должна удовлетворять требованиям ГОСТ 8486-88 и ГОСТ 24454-80.

Деревянные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (первая группа предельных состояний) и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации (вторая группа предельных состояний), с учетом характера и длительности действия нагрузок.

Долговечность деревянных конструкций обеспечивается конструктивными мерами в соответствии с указаниями СНиП 11-25-80 «Деревянные конструкции» и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания.

Этапы возведения крыши деревянного коттеджа:

• Проектирование кровли. На этом этапе специалисты нашей фирмы производят специальные расчеты. Мы учитываем следующие факторы: форма сруба или каркасного дома, нагрузку кровельного материала на стропильную систему, дополнительная возможная нагрузка (ветер, дождь и снег), степень усадки материала стен. В проект вносятся данные угла наклона будущей кровли, расстояние между пролетами и т.п.
• Выбор материалов для кровли. Исходя из предыдущего этапа, нами подбираются максимально подходящие элементы крепления, объемы изоляционного материала и т.д.
• Монтаж кровли. Стартует сам процесс установки крыши с монтажа стропильной системы. Перед этой работой нужно подготовить мауэрлат – основание, которое соединяет стены со стропилами. Для этого можно использовать выровненный верхний ряд бревен или каркасных балок.
• Изготовление стропильной конструкции. Стропильная система для различных видов крыш (одно- или двускатных) различаются по внешнему виду, но процесс их изготовления примерно одинаков. На земле производится сбор частей стропильной конструкции – «треугольников». После окончания изготовления конструкции поднимают над стенами дома. Затем крепят крайние элементы системы. Ориентируясь по натянутой веревке, имитирующей будущий конек крыши, строители скрепляют между собой балки перекрытия на равном друг от друга расстоянии. Их фиксируют, используя временные распорки, и придают жесткости и прочности конструкции за счет специальных подпорок.
• Установка обрешетки. Обрешетка – на стропила прибиваются доски 20-25 мм. толщины с определенным интервалом, обрешетка монтируется поверх стропильной системы. Шаг между досок устанавливается в зависимости от вида кровли.
• Гидроизоляция. Поверх обрешетки стелятся специальные слои гидроизоляционного материала.
• Укладка кровельного материала. Специалисты компании «СтройДомКомфорт» имеют богатый опыт укладки всех популярных видов кровельного материала. Об особенностях каждого из них мы расскажем далее. А сам процесс настила кровли сводится к правильному креплению элементов кровли к обрешетке.

Материалы кровли

Материалы для крыши

Для перекрытия крыши можно применить материалы из дерева. Среди изделий для укладки кровли можно выделить:

• гонт, представляющий собой деревянные пластины, которые образовываются через выпиливание и стыкуются друг с другом с помощью шипов и пазов;
• шиндель – небольшие колотые деревянные пластины, напоминающие черепицу произвольной формы;
• лемех, который является разновидностью шинделя, имеет лопатную форму с фигурной нижней частью;
• тес, который изготовляется из древесины хвойных пород, и представляет собой обрезную доску с выборкой вдоль кромки;
• дранка – некалиброванные деревянные пластины, которые отличаются небольшой толщиной и образовываются из осины и ольхи методом откалывания;
• щепа, которая является разновидностью дранки, но уступает ей в длине.

При устройстве кровли из дощечек необходимо знать, что такое перекрытие применяется преимущественно при оборудовании скатных крыш, угол наклона которых не превышает значение прямого угла. Для более крутых крыш используется значительно больше материала, что позволяет увеличить долговечность конструкции.

Обзор стропильных систем

Закажите стропильную систему прямо сейчас!

Как сделать крышу на века

Устойчивость и прочность крыши целиком зависит от её несущей конструкции – стропильной системы, которая предназначена для распределения нагрузки от кровли, осадков и ветра на несущие стены. Очень важно, чтобы расчет, производство и монтаж конструкций были выполнены правильно.

Благодаря компьютерному программному обеспечению MiTek мы можем сделать расчет крыши и проект крыши здания любой сложности. Спроектированная конструкция гарантированно обеспечит заданную несущую способность в соответствии с требованиями СНиП по снеговой и ветровой нагрузке для данного региона, а также все дополнительные требования Заказчика.

Крыши делятся на плоские и скатные, а скатные на односкатные, двухскатные, сводчатые, вальмовые, шатровые, купольные и другие.

Увеличить площадь и полезное пространство в доме можно за счет устройства мансардной крыши, то есть за счёт дополнительного этажа в чердачном пространстве образованного стропильной конструкцией.

Преимущества стропильной системы крыши заводского изготовления

Двухскатная крыша

Закажите у нас готовые деревянные фермы

Мансардная крыша

Закажите у нас готовые стропильные фермы

Нестандартные конструкции

Закажите у нас готовые деревянные фермы

Односкатная крыша

Закажите у нас готовые стропильные фермы

Фермы с параллельными поясами или балки перекрытия

Деревянные балки перекрытия востребованы в малоэтажном строительстве, а также применяются при строительстве промышленных объектов, возведении несущих конструкций здания, в том числе и для перекрытия крыши в качестве стропильной конструкции.

Высокое качество балок перекрытия достигается путём их изготовления на современном оборудовании. Материал балок – древесина хвойных пород влажностью 18 ± 2%. Сорт древесины определяется СНиПом. 100% деревянных деталей обработаны огнебиозащитой.

Все проектные работы и расчёты осуществляются при помощи компьютерного программного обеспечения MiTek, поэтому балки перекрытия точно соответствуют предъявляемым заказчиком требованиям.

Балки перекрытия собираются на прессе с использованием металлических зубчатых пластин (МЗП).

Эти крыши получили наибольшее распространение в малоэтажном строительстве. Положительными сторонами деревянных конструкций крыши можно назвать долговечность при правильно эксплуатации и защите, относительную дешевизну, экологичность. Отрицательные стороны – вероятность гниения, порчи паразитами, легкая воспламеняемость при неправильной защите.

Виды крыш

По количеству и виду скатов крыши домов различаются, что хорошо видно на рис. 1. Рассмотрим их особенности.

• Односкатные (с одним уклоном от стены до стены). Применяются в зданиях, расположенных на городских улицах, на которых не разрешены водоотвод (водосточные трубы) и сбрасывание снега. Используются также для простейших построек (сараи, гаражи).

• Двускатные – наиболее распространенный вариант кровли, применяется в любых видах зданий.

• Четырехскатные или полувальмовые. Применяются как архитектурная форма преимущественно в дачном и сельском строительстве.

• Мансардные. Применимы для дачных строений и зданий с целью экономии материалов (при использовании чердака для жилья или для хозяйственных помещений).

• Шатровые четырехскатные (вершины каждого ската сходятся в одной точке). Применяются для зданий с квадратным или многоугольным планом.

• Шпилеобразные (состоят из нескольких крутых треугольников-скатов, соединяющихся в вершине). Перекрывает только часть крыши – эркеры, башни, круглые стеновые конструкции.

Выбор конструкции

Такой выбор зависит от нескольких параметров.

Во-первых, от величины перекрываемых пролетов: чем он больше, тем более массивное сечение стропильных ног необходимо для того, чтоб они выдержали нагрузку от кровли. К примеру, чтобы перекрыть односкатной кровлей строение с пролетом 5 м, будет достаточно применить стропила с шагом 1-1,2 м и сечением 150 х 50 мм, а для того чтобы перекрыть пролет 10 м, потребуется сечение из 2 досок 150 х 50 мм, при этом шаг стропил будет 0,6 м или потребуется клееная балка высотой ориентировочно 30 см.

Во-вторых, от уклона крыши дома (рис. 2). Логично предположить, что на крышах с большим уклоном кровли (от 50 градусов) снег не будет скапливаться, а станет падать на землю под действием силы притяжения, соответственно нагрузка на конструкции будет меньшей, благодаря чему уменьшится сечение стропил. Если же выбрана пологая крыша (уклон до 20 градусов), то сечение стропил увеличится в несколько раз из-за того, что кровле придется воспринимать вес скопившегося снега.

Для покрытия пологих крыш можно выбрать кровельные материалы различного типа. Например, металлочерепица для загородного дома приобрела широкую популярность в строительстве крыш данного типа зданий. Внешний вид такой черепицы мало отличается от натуральной черепичной кровли, при этом имеет свои преимущества – легче и прочнее. Еще одним из плюсов металлочерепицы является ее длительный срок службы и возможность купить ее по доступным ценам.

В-третьих, от требований долговечности конструкций. В целом она должна быть такой же, как и у всего здания. При этом долговечность крыши при надлежащем уходе и правильной эксплуатации для деревянных конструкций составляет без капитального ремонта 20-30 лет. Это расчетные значения – существует много примеров, когда деревянные крыши эксплуатировались не одну сотню лет в благоприятных условиях эксплуатации.

1 – односкатная кровля; 2 – двускатная кровля; 3 – четырехскатная вальмовая кровля; 4 – мансардная ломаная кровля; 5 – четырехскатная шатровая кровля; 6 – полувальмовая кровля; 7 – шпилеобразная кровля.

В-четвертых, от огнестойкости конструкции, что является неотъемлемым атрибутом стропильной системы. Для зданий малой этажности (1-2 этажа) деревянные конструкции чердачных крыш должны не терять несущую способность и целостность при действии на них открытого огня не менее 45 мин. Такой предел огнестойкости достигается при помощи оптимального сечения конструкции (чем оно больше, тем дольше крыша выдержит действие огня), а также качественной огнезащиты (цементно-песчаной штукатурки, негорючих матов, антиперенов, защитных красок).

В-пятых, от теплотехнических свойств кровли. Чем теплее кровлю необходимо получить, тем больше она будет весить и тем большее сечение конструкций кровли необходимо выбирать. К примеру, вес плит из минеральной ваты толщиной 100 мм составляет 16-50 кг/кв. м, а такой же толщины пенопласт весит 6-12 кг/кв. м. Поэтому если решено сделать теплый чердак, то вес утепления будет действовать на стропильную систему, и его нужно включить в расчет стропил.

Стропильные системы состоят из стропил или стропильных ног (деревянных балок, непосредственно воспринимающих нагрузку кровли), мауэрлата (лежащего вдоль стены бруса, на который опираются стропила), стоек (вертикальных деревянных балок), стяжек (воспринимающих растягивающие усилия крыши), обрешетки (совокупности брусьев, перпендикулярно уложенных на стропильные ноги). Обычно стропильные системы выполняются в 3 видах: с использованием наслонных и висячих стропил и применением деревянных ферм.

Наслонные стропила

Наслонные стропила опираются нижним концом на мауэрлат, а вторым верхним концом – на стену или стойку (рис. 3). Мауэрлат служит для того, чтоб передать и распределить нагрузку от стропил на стену. Стропила идут с шагом от 0,6 до 2 м в зависимости от нагрузки, вида и сорта дерева. Их изготавливают из бруса толщиной 150-200 мм или из составных досок толщиной от 50 мм. Стойки располагаются с шагом 2-3 м. Для увеличения жесткости стропильной конструкции устанавливают горизонтальные связи между стойками в виде бруса шириной 150-200 мм. Необходимо также прикрепить стропильную систему к дому, чтоб ее не унесло ветром, это делается при помощи проволоки (скрутки), которая крепится анкерами к стене (пример крепления крыши скруткой показан на рис. 5).

Такой вид стропильной системы наиболее распространен, так как имеет очень удобную схему и может быть легко изменен в зависимости от конфигурации дома. Он применяется, когда ширина дома больше 7 м, и в нем внутри есть одна или более продольных несущих стен (для опирания стоек).

Висячие стропила

Висячие стропильные системы применяют в домах, где нет посредине несущей стены, на которую можно опереть крышу (рис. 4). Такая система применяется в том случае, если ширина дома не превышает 6-8 м. Также таким видом стропил перекрывают небольшие хозяйственные постройки. В данной схеме стропила нижними концами опираются на боковые стены (без промежуточных опор), чем создают на них большие горизонтальные напряжения. Для увеличения жесткости конструкции устраивают стяжку (затяжку) стропил, благодаря чему уменьшаются распорные усилия и защищаются стены от опрокидывания.

Чем выше находится стяжка, тем более массивной она должна быть, так что эффективнее делать стяжку как можно ниже, но это в свою очередь мешает эксплуатации крыши. Все деревянные конструкции крепятся металлическими накладками, нагелями (гвоздями) и болтами.

Деревянные фермы

Деревянные фермы – наименее распространенный вариант кровли в частном строительстве, используются для перекрывания больших пролетов до 15-20 м. Такие конструкции представляют собой сложные конструктивные системы из деревянной клееной доски или бруса, состоящие из отдельных, связанных между собой элементов (брусьев, доски с сечением от 50 до 150 мм). Применять их в частном строительстве – неоправданная трата денег и сил. Хотя фермы приобрели популярность в так называемых «канадских домах» строящихся по типовым проектам полностью из древесины.

Валерия Онисько, архитектор, «Сад, огород – кормилец и лекарь» № 21,2013

Дереву нужна защита

Поскольку пиломатериалы имеют сравнительно низкую биологическую стойкость, гигроскопичны и склонны к загниванию и повреждению вредителями, а также легкогорючи, им необходима защита.

При соблюдении несложных правил можно быть уверенным, что ремонт стропильной конструкции не потребуется на весь период ее эксплуатации (по нормативу – 50 лет).

Предохранение крыши от преждевременного старения заключается в следующих мероприятиях:

• обработка антисептиками, гидро- и огнезащитными пропитками
• устройство гидроизолирующих прокладок в местах соприкосновения дерева с металлом или стеновыми материалами
• предупреждение протечек кровли
• поддержание сохранности гидро- и пароизолирующих слоев крыши
• обеспечение надлежащей вентиляции подкровельного пространства

Несущий каркас крыши – важнейший элемент здания. От его надежности зависит в значительной мере и атмосфера внутренних помещений, и срок жизни самого сооружения.

Поэтому, выбраны ли для дома классические деревянные стропильные конструкции, или более экзотический металл – крыша требует тщательного расчета и не менее качественной установки.