Стропила расчет и виды крыш

Расчет стропильной системы двухскатной крыши в деталях

Сегодня, как известно, строительный рынок недостатка во всевозможных материалах и технологиях строительства не испытывает. Однако, в первую очередь качественным показателем двухскатной крыши считают точный расчет стропильной системы, включая проектные нагрузки и другие показатели и характеристики.

Крыша призвана защищать дом и распределять суммарные нагрузки на строение посредством своей стропильной системы, вот почему последнюю проектируют, принимая во внимание все возможные факторы, которые могут отразиться на прочности.

Основными элементами двухскатной крыши являются стропила (стропильные ноги) и мауэрлаты. Нагрузка по стропилам и стенам распределяется через подкосы, стойки, ригели. Все они в совокупности создают жесткую, долговечную, но вместе с тем легкую и простую для установки конструкцию. Сверху на стропила укладывают сплошную или разреженную обрешетку, которая служит основой для крепления материала кровли. Таким образом, схема двухскатной крыши состоит из обрешетки закрепленной к несущим балкам и закрепленного к ним самого кровельного материала.

Виды: наслонные и висячие ↑

В зависимости от использованной технологии, которая позволяет распределить и снизить давление на конструкцию здания, различают два вида: наслонную и висячую.

Выбор конкретного варианта определяет конфигурация кровли, размещение опор внутри стропил, длина пролета, климатические особенности региона, тип кровельного покрытия. Но в любом случае главный элемент – это стропильные ноги.

Наслонный вариант ↑

Висячий ↑

В отличие от наслонных, у висячих стропил промежуточные опоры отсутствуют. Этот вид больше подходит для более легких конструкций зданий. Висячие стропила можно с легкостью использовать для длинных пролетов. Достаточную жесткость обеспечивают установленные в подкосы, ригели, прогоны и стойки. Эти дополнительные элементы также предотвращают смещение.

Для пролетов до 8 м достаточно установки затяжек и ригелей в верхней части. При большей величине пролета для поддержки затяжек между фермами дополнительно используют балки с подкосами.

Расчет параметров: основные этапы ↑

Правильный расчет стропильной системы двухскатной крыши очень важен для обеспечения надежности и долговечности дома в целом.

Любая непосильная нагрузка или неравномерное распределение веса кровли могут стать причиной разрушения здания.

Каждый проект дома предусматривает индивидуальный план организации всей крыши на основе строительных норм и особенностей конкретного дома.

Расчет стропил для наслонного вида более простой и экономный, а висячей – более прочный, поэтому в проектах часто комбинируется устройство обоих вариантов.

В первую очередь определяют уклон скатов, поскольку, скажем, в случае минимальных углов, 10–15° действуют некоторые ограничения на выбор кровельного материала. Стропильная система практически проектируется на уже выбранное покрытие.

Хотя с увеличением уклона материальные затраты растут, при этом также улучшаются эксплуатационные характеристики – «крутая» крыша может сама очищаться от дождевой воды или снега. На строение с уклоном больше 45°, вообще, можно настилать любой кровельный материал.

Еще одним ограничителем наклона являются природные явления. Особой точности требует связанный с ними учет параметров крыши, например, снеговые и ветровые действия.

Далее приступают к определению общего веса пирога для кровли, который включает обрешетку, утепление, а также кровельное покрытие.

Заключительным этапом является расчет пиломатериалов и подготовка инструкции по креплению кровли.

Для определения количества кровельного материала нужно предварительно определить площадь двухскатной крыши. В принципе для тех, кто знаком с азами геометрии, как посчитать площадь, сложности не представляет.

Постоянные и временные нагрузки: их расчет и рекомендации ↑

При расчете нагрузок любой природы, конструктивных и атмосферных, используют сложные математические формулы с учетом корректирующих коэффициентов.

После определения давления от кровельного покрытия, обрешетки, утепления и стропильной системы, их суммируют и полученную величину делят на полную площадь скатов и получают величину, приходящуюся на 1 кв. м. Для двухскатных строений результат умножают на поправочный коэффициент К=1,1. В среднем это значение для жилого дома составляет порядка 40–50 кг/ кв. м.

В зависимости от климатических особенностей региона снеговая нагрузка может быть равной 80–150 кг/кв. м. Для её подсчета используют следующие поправочные коэффициенты:

Например, если на почве снеговое давление составляет 70 кг/кв. м, то на верху дома это значение уже будет 70 х 0,7=49 кг/кв. м.

В местах, где наблюдается постоянное повышенное скапливание снега согласно данным подсчета необходимо установить спаренные стропила и сплошную обрешетку.

Ветровое воздействие рассчитывают при помощи коэффициентов изменения аэродинамического влияния и ветрового давления, с учетом того, что давление порывов ветра на кровлю меняется в зависимости от расположения скатов к ветру.

Рассчитывая общую нагрузку на кровлю, ветровую и снеговую суммируют и умножают на коэффициент, который зависит от шага стропил .

Стропила крыши.

Одной из неотъемлемых частей крыши являются стропила. Вся стропильная конструкция служит основой скатной крыши. Балки перекрытия и стропила должны выдерживать массу кровельного покрытия и легко выдерживать снеговую и ветровую нагрузку.

В основном большинство элементов стропильной системы изготавливаются из дерева, влажность которых составляет до 20 процентов.

Эта статья поможет правильно произвести расчет для системы стропила и пояснит все тонкости монтажных работ.

Расчет стропильной системы.

Стропила по сути своей являются несущей конструкцией крыши скатного типа. Они выполнены из стропильных ног, расположенных под определенным уклоном, а также вертикальных и наклонных подкосов.

Нагрузки на стропильную систему могут быть постоянными и временными. К первым относят всю массу кровельной конструкции. Ко вторым относят такие явления, как выход на крышу людей, ветровая и снежная нагрузки или сейсмические воздействия.

Показатели нагрузки на кровельную систему необходимо рассчитывать следующим образом:

— показатели снежной нагрузки определяются умножением расчетного веса снежной поверхности на один метр квадратный горизонтальной поверхности и коэффициента перехода снежного покрова на снеговую нагрузку на крышу.

— средний показатель ветровой нагрузки определяется умножением показателя ветровой нагрузки, который характерен для определенной местности и коэффициента, который учитывает изменение ветра по высоте.

Виды стропильных конструкций скатной крыши.

По своему типу стропила можно разделить на наслонные и висячие. Главной фигурой в стропильной конструкции является треугольник, поскольку именно такая форма обеспечивает наибольшую жесткость.

Особенности наслонных стропил:

— концы такой разновидности стропил опираются на стену здания, их середину при этом поддерживают дополнительные промежуточные опоры,

— наслонные стропила монтируются в зданиях, где имеется несущая средняя стена или промежуточные опоры,

— промежуток между опорами не должен превышать 6,5 метров. Если возвести дополнительные опоры, то расстояние может увеличиваться до 12-15 метров,

— если здание построено из цилиндрического бревна, стропила опираются на верхние венцы, а в каркасных домах применяют верхнюю обвязку. В том случае, когда сооружение построено из кирпича или блоков, опорой для стропил служит мауэрлат,

— при одинаковых размерах дома, крыша с использованием наслонных стропил будет легче.

Особенности висячих стропильных конструкций:

-этот вид стропильной конструкции используют в зданиях, которые имеют легкие стены,

-при установке этого типа, стропильные ноги функционируют на изгиб и сжатие, а в целом вся конструкция создает распирающую горизонтальную нагрузку на стены сооружения,

-чтобы эта нагрузка была меньше, применяют деревянную или металлическую затяжку, которая соединяет между собой стропильные ноги. Ее устанавливают у основания стропильных ног и выше. Следует учитывать, что чем выше она располагается, тем прочнее и надежнее ее соединение со стропильной конструкцией,

-если длина пролета превышает 8 метров, устанавливают стойку с подкосами.

Основное преимущество висячих стропил — это способность перекрытия пролетов больших размеров.

Если вы устраиваете стропильную конструкцию над несколькими пролетами, то можно применять по очередности висячие и наслонные стропила. Например, где нет промежуточных опор-висячие, а где таковые имеются- наслонные.

Все составляющие стропильной конструкции должны упираться не на стены здания, а на опорные бруски, которые называются мауэрлатами.

В деревянных зданиях, возводимых из бруса или бревна, в виде его выступает верхний венец дома.

В кирпичных сооружениях-это брусок, который устанавливается заподлицо к внутренней поверхности стены. Между кирпичом и маэрлатом в обязательном порядке прокладывают гидроизоляционный слой.

Мауэрлат устанавливают по всей длине здания или подкладывают лишь под стропила.

Установка стропильной конструкции.

В зависимости от конструкции кровли, установка стропил происходит по разным технологиям. Стропильная конструкция крепится гвоздями, шурупами, болтами, хомутами и скобами.

Те части стропил, которые непосредственно соприкасаются с кирпичом или блоком, обязательно защищают от процессов гниения, прокладывая рулонные материалы, в основе которых имеется битум. Кроме этого, все составляющие деревянной стропильной конструкции пропитывают специальным огнеупорным и биозащитным составом.

Мауэрлат крепится к стенам с помощью анкеров. Ноги стропил опирают на мауэрлат и притягивают скрученной проволокой, чей диаметр составляет 6 миллиметров.

Если вы возводите стропила для кровли самостоятельно, то вначале устанавливаются крайние стропильные пары, а затем при помощи шнура проверяют их грани на параллельность.

Далее следует натянуть шнур по коньку крыши и установить по нему промежуточные стропильные пары и тщательно их выровнять.

Если стропила попадают на место дымохода, окна или системы вентиляции, то разрешается вырезать из него необходимого отрезка.

Главное при этом, чтобы расстояние между дымоходом и стропилом было не менее 13 сантиметров.

Стропила являются одним из наиболее важных элементов конструкции скатной крыши, поэтому следует тщательно и серьезно производить их расчет и монтаж.

Как говорилось выше, стропильные конструкции чаще всего изготавливаются из дерева, поэтому во избежание неприятных нюансов, все элементы следует тщательно обработать специальным составом, обладающим защитными свойствами. Поскольку стропила являются неотъемлемой и одной из основных составляющих скатной крыши, следует учитывать все нагрузки, которые будут на них оказываться. Это и сам вес кровельного покрытия, и снежные завалы, и порывы ветра, и возможные сейсмические воздействия. Безусловно, устанавливать их нужно надежно и прочно, но также следует учитывать некоторые особенности определенного региона и при необходимости устанавливать дополнительные укрепительные конструкции.

Расчет следует производить по строго отведенным правилам и нормам, а лучше доверить его профессионалам, которые сделают его, учитывая все особенности строения и местности.

Монтаж стропил можно произвести самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов. Главное, чтобы расчет был точный.

Между собой все элементы стропильной конструкции соединяются металлическими креплениями, в отверстия которых вкручиваются шурупы или забиваются гвозди.

Не стоит забывать, что от правильной установки стропил зависит надежность и долговечность вашей крыши, поскольку основная нагрузка направляется именно на них. Во избежание чрезвычайных происшествий или обвала крыши, следует производить монтаж стропильной системы строго по правилам. Не стоит забывать и о защитных составах, которыми должны обработаться все элементы.

Стропильная система двускатной крыши: устройство, виды и монтаж

Двускатная крыша с давних времен является самым распространенным типом кровли при строительстве малоэтажного дома.
Простая конструкция, отличная устойчивость и приспособленность к различным климатическим условиям наряду со стандартным подходом в строительстве и быстротой возведения стропильной системы являются весомыми аргументами, проверенными многолетней строительной практикой.

Особенности и виды двускатных крыш

Двускатная (она же щипцовая) крыша состоит из двух наклонных прямоугольных плоскостей – скатов, установленных под углом к наружным стенам постройки.
За счет наклона скатов происходит естественный сток природных вод (дождя, талого снега).
Существует три основных вида двускатных крыш:

1. Симметричная – выполняется в форме равнобедренного треугольника. Классическая конструкция и простота возведения сделали этот вид крыши самым популярным у строителей и частных застройщиков;
2. С неравномерными углами наклона – имеет несимметричные скаты, идущий не через центр дома конек и различную длину карнизных свесов. Такая кровля выражает архитектурную особенность строения и выглядит очень оригинально в плане дизайна, но обладает существенным недостатком – нерациональным использованием чердачного помещения;
3. Ломаная – верхняя часть такой крыши более пологая, а нижняя имеет крутой уклон. Такая кровля рекомендована в тех случаях, когда чердачное помещение планируется использовать под мансарду или жилую комнату.

Стропильные системы

Двухскатная кровля должна прочной и относительно легкой, поэтому большое внимание уделяется устройству стропильной конструкции.
Ее выполняют таким образом, чтобы крыша могла выдержать нагрузки и при этом не оказывала бы большого давления на фундамент здания.
Устройство стропильной системы щипцовой крыши различается использованием опорных оснований для стропил.
Существует три вида системы стропил:

Соответственно, в конструкциях стропильных систем используют висячие, наслонные или одновременно оба вида стропил.
Висячие стропила используются, когда расстояние между опорами составляет максимум 6,5 метра.
Наслонные стропила устанавливаются при наличии несущей средней стены или столбчатых опор внутри.
В первом случае закрепление стропил осуществляется с помощью стены и конька крыши, которые являются опорами для краев стропильных «ног».
Второй способ установки используется в домах, имеющих среднюю несущую стену (промежуточную опору), на которую опирается средняя часть наклонных стропил.

Для снижения распирающего усилия, создаваемого стропильными «ногами», их соединяют стяжкой.
Балки наклонных стропил работают лишь на изгиб.
При этом затраты значительно меньше, чем при строительстве любой другой кровли.
Самым лучшим вариантом считается гибридная стропильная система двускатной крыши, которая предполагает чередование висячих и наклонных стропил.
В некоторых случаях бывает невозможно устанавливать только висячие или только наслонные стропила.
Такая комбинированная система стропил укрепляет конструкцию и снижает затраты на материалы.
Справа на фото вы можете видеть чертеж (схему) стропильной системы двухскатной крыши.
Несущими элементами двускатной крыши являются:

• стропильная система, включающая в себя:
  • стропильные ноги
  • вертикальные стойки
  • ригели
  • распорки
  • наклонные подкосы
  • коньковой прогон
• мауэрлат – брус, который укладывается по периметру конструкции или подкладывается под стропильную ногу.

Монтаж и сборка стропил

До установки стропил выполняется крепление мауэрлата к продольным стенам с использованием анкерных болтов.
Затем определяется оптимальное сечение стропильных ног с учетом их длины и шага между ними.
Если требуются пиломатериалы не той ширины и длины, которые имеются в наличии, то нужные размеры достигаются путем их сращивания с помощью крепежных элементов.
При использовании утеплителя расстояние между стропилами необходимо подобрать таким образом, чтобы теплоизоляционный материал пришлось обрезать как можно меньше.
Установку стропил двускатной крыши производят в следующем порядке:

1. Изготавливается шаблон, который будет использоваться при создании стропильных ферм. Для этого две доски (длиной, равной длине стропильной ноги) соединяются между собой гвоздем с одного края.
2. Свободные концы досок этой конструкции (ножниц) кладутся на опоры, в тех местах, куда будут опираться стропильные ноги. Таким образом, получится угол наклона ската крыши, который фиксируется несколькими гвоздями. Для лучшей фиксации угла между досками закрепляется поперечная перекладина.
3. Изготавливается второй шаблон (лучше из фанеры) для выполнения монтажных запилов на стропилах.
4. С помощью этого шаблона на стропилах вырезаются монтажные запилы. Затем стропила соединяются под углом наклона ската. Получается треугольник, который называют стропильной фермой. Его поднимают на крышу, используя вспомогательные конструкции (лестницу, лаги и др.), и прикрепляют к мауэрлату.
5. Сначала устанавливаются две крайние фронтонные фермы. Чтобы выполнить правильную горизонтальную и вертикальную установку, к ним крепят временные подкосы.
6. Между вершинами крайних ферм протягивается шнур, обозначающий будущий конек и указывающий уровень для остальных промежуточных стропил.
7. После этого поднимаются и устанавливаются все остальные стропильные фермы на соответствующем друг от друга расстоянии (минимум 0,6 м).
8. Громоздкие конструкции при необходимости укрепляются подкосами, ригелями, подпорами и др.
9. Коньковый брус устанавливается на специальных опорах. К нему крепятся диагональные, промежуточные и короткие стропила.

Расчет нагрузок и угла наклона

Проектирование сложной кровельной конструкции требует профессионального расчета.
Но расчет стропильной системы двускатной крыши небольшой площади можно произвести самостоятельно, используя для этого несложные инструкции и простые формулы.
Закончив такой подсчет, желательно проконсультироваться у специалиста, чтобы окончательно убедиться в надежности будущей кровли.
В первую очередь следует определиться с углом наклона скатов.
Небольшой (5°-15°) наклон подходит только для некоторых видов кровельных покрытий, поэтому следует сначала выбрать кровельный материал, а затем рассчитывать стропильную систему.
Очень важно грамотно подсчитать временные (ветровые и снеговые) нагрузки.
Пределы снеговой нагрузки зависят от климатического района и лежат в пределах 80-320 кг/м2.
Для кровли с наклоном до 25° применяется коэффициент перехода от снежного покрова на крышу, равный 1.
Для крыш с большим уклоном коэффициент равен 0,7.
Например, если нагрузка снегового покрова на землю составляет 130 кг/м2, то нагрузка на кровле с наклоном 25°-60° составляет 130×0,7=91 кг/м2.
Для подсчета ветровой нагрузки используется коэффициент изменений ветрового давления и аэродинамических влияний.
Помимо временных нагрузок обязательно рассчитывается постоянная нагрузка, которую создает вес кровельного пирога.
Он включает в себя вес обрешетки и контробрешетки, теплоизоляционного слоя, кровельного материала, а в случае с мансардой – и вес внутренней отделки потолков.
В среднем величина постоянной нагрузки составляет 40-50 кг/м2.
Большое значение в строительстве двухскатной крыши имеет угол ее наклона.
Он должен определяться не столько архитектурными особенностями строения, сколько климатическими особенностями региона и видом устанавливаемой кровли.
Крутой угол наклона крыши необходим в тех регионах, для которых характерны частые выпадения осадков.
Пологие скаты подходят для районов с сильными ветрами, где необходимо разгрузить крышу от ветровых нагрузок.
Величина угла наклона скатов щипцовой крыши колеблется в пределах 5°- 90°.
Наиболее распространены крыши с углом наклона 35°- 45°.

Чердачное помещение при таком угле наклона имеет холодный тип и не пригодно для проживания.
Стропильную систему двускатной крыши можно рассчитать самостоятельно, воспользовавшись справочниками и специализированными Интернет ресурсами.
Но в любом случае необходимо посоветоваться со специалистом.
Ведь крыша здания – главнейший элемент его конструкции, который должен быть прочным и надежным.
В заключении представляю вам наглядный видео-урок по устройству и монтажу стропил двускатной крыши:

Рассчитываем стропильную систему для двухскатной крыши

Чтобы составить проект, нужно провести определенные расчеты. Только так можно понять, сколько нужно материала, какие конструкции будут использоваться и сколько времени понадобится на строительство. А как проводится расчет стропильной системы двухскатной крыши? Какие основные параметры нужно высчитать до составления проекта? Об этом и пойдет речь в статье.

Особенности устройства двускатной стропильной системы

Прежде чем приступить к рассказу о том, как сделать расчет стропильной системы двухскатной крыши, стоит разобраться с самой конструкцией. Такой тип используется давно и до сих пор является лидером по популярности. Двухскатной крыше присущие как преимущества, которых несомненно больше, так и свои недостатки.

Преимущества

Своим широким распространением подобный тип кровли обязан своим плюсам. К таковым специалисты относят следующее:

Обустройство чердачного помещения двускатного крова

• в первую очередь – это большое чердачное пространство. Здесь можно разместить любое вентиляционное или другое оборудование. А если дополнительно утеплить кровлю, то из чердака можно сделать дополнительную жилую площадь. Плюс ко всему, владелец дома может сделать ломаный вариант двухскатной крыши. В этом случае свободного пространства на чердаке станет еще больше;
• у подобной конструкции две наклонной плоскости. Если правильно подобрать угол, то на кровле не будет скапливаться снег, а во время дождя вода будет быстро уходить. Это значительно облегчает уход за кровлей и уменьшает риск возникновения течи;
• двухскатная крыша легко возводится. Конечно, тут нужны определенные навыки. Но если сравнивать ее с четырехскатным вариантом, проблем с монтажом гораздо меньше;
• еще один плюс – это удобство ремонта. Так как мало изгибов и переломов, заменить поврежденный лист шифера или профлиста не составит большого труда.

Кроме того, стоимость двухскатной крыши будет дешевле, чем у вальмовой или четырехскатной. Это происходит за счет того, что при монтаже остается мало «обрезков» кровельного материала. Также меньше затрат требует и сама стропильная система.

Недостатки

Ни смотря на все плюсы, и у двухскатной крыши есть свои недостатки. В первую очередь стоит упомянуть «несовременный» внешний вид. Обычная двухскатная кровля придает дому «деревенское» обличие.

Водосточная система двускатной крыши

Кроме этого среди недостатков специалисты отмечают следующее:

• такая конструкция подвергается большим ветровым нагрузкам. У крова два ската и два фронтона, все это становится препятствием для воздушных потоков. В этом плане двускатный вариант смотрится хуже, чем вальмовый;
• также к минусам можно причислить то, что нет возможности сделать водосточную систему по кругу. В связи с этим, с торцов дома необходимо делать большие свесы, чтобы струи воды не размывали стены и фундамент.

Также стоит помнить одну особенность, чем больше площадь дома, тем больше материалов вам понадобится для крыши. При этом расходы будут расти непропорционально быстрее, чем полезное пространство нового строения. Но, не смотря на все немногочисленные минусы, двухскатная крыша все равно остается самой востребованной.

Определяемся с видом конструкции стропильной системы двускатной крыши

Подобный вариант крови используется уже давно. За многие столетия люди придумали множество вариантов стропильной системы двухскатной крыши. Каждый из них подходит для определенного случая. Поэтому, прежде чем приступить к расчетам основных параметров крыши, нужно определиться с конструкцией стропильной системы. Самыми распространенными считаются наслонная и висячая. Рассмотрим их поподробнее.

Конструкция наслонных стропил двускатной крыши дома

Наслонные стропила

Если дом большой и имеет дополнительную несущую стену, расположенную строго посередине, то профессиональные строители выберут наслонную стропильную систему. Именно она обеспечит надежность всей конструкции кровли. Здесь стропильные пары кроме мауэрлата дополнительно упираются в осевую несущую стенку.

Подобная система состоит из следующих основных элементов:

1. Стропильные пары – это основа всей конструкции.
2. Прогон, он расположен над осевой несущей стеной. Этот элемент предназначен для того, чтобы поддерживать верхние концы стропильных пар.
3. Стойки, они служат для поддержки прогона. Нижним концом стойки упираются в осевую несущую стену.

Кроме того, в наслонную стропильную систему могут входить и другие элементы. Очень часто всю конструкцию усиливают подстропильной ногой. Верхний ее конец упирается в стропилу (как правило, ближе к коньку), а нижний в осевую несущую стену. Также в конструкции могут присутствовать схватки или ригели. Они необходимы для того, чтобы надежней скрепить стропильные пары.

Висячие стропила

Для небольших домов больше подойдет висячая конструкция. Здесь основная нагрузка ложится на мауэрлат. При идем на стены действует распирающая сила, которая передается от стропильных ног. Со временем такое воздействие может привести к деформациям. Чтобы этого не произошло, в конструкцию вносятся дополнительные элементы, а именно:

• в первую очередь – это затяжка. Она является неотъемлемой частью стропильного треугольника. Затяжка частично компенсирует распирающую нагрузку. Как правило, ее располагают в нижней части стропильного треугольника. В некоторых конструкциях используется приподнятая затяжка. В этом случае ее располагают чуть выше середины стропильной пары;
• ригель – это своеобразная разновидность растяжки. Он более короткий и расположен в самом верху стропильного треугольника;
• бабки – это дополнительная опора. Она может упираться в балку перекрытия или в затяжку расположенную внизу стропильной пары.

Кроме того, могут использоваться и подкосы. Они поддерживают середину стропил, упираясь в затяжку или в основание бабки.

Как выполнить расчет стропильной системы двускатной крыши

Если с выбором типа системы разобрались, стоит продвигаться дальше. Теперь необходимо провести расчет стропильной системы двухскатной крыши. Самое главное, что нужно узнать – это какой делать угол уклона ската и выбрать сечение самих стропил. Дело это необходимо тщательно. Если «закрадется» ошибка, то кровля может и не простоять долго.

Расчет угла наклона скатов крыши

Самое первое, что нужно выяснить – это какой угол уклона скатов выбрать. При этом следует учитывать следующие важные факторы:

1. Какие климатические условия в вашем регионе. Двухскатная крыша подвергается большим ветровым нагрузкам. Если в вашей местности дуют сильные ветра, то угол нужно делать меньше. Но в этом случае на крыше могут скапливаться большие сугробы снега. Поэтому желательно выбрать «золотую середину».
2. Какой кровельный материал будет использоваться. Каждый производитель рекомендует свой уклон ската, оптимальный для своих изделий.
3. Будет ли использоваться чердак. От угла наклона ската во многом зависит количество свободного пространства под крышей.

Также не стоит забывать и про внешний вид. Слишком высокая крыша будет смотреться не очень привлекательно. Тут нужно учитывать ширину самого дома.

Расчет веса двускатной крыши дома

Оптимальный угол наклона считается от 30 до 60 градусов. При этом можно использовать практически любой кровельный материал, также остается много свободного пространства под крышей.

Распределение нагрузки стропил

Еще одной важно частью расчетов стропильной системы двухскатной крыши будет определение и распределение нагрузок. Именно от этого будет зависеть прочность всей конструкции. Всего различают два типа нагрузок:

К первой группе относится вес самой крыши и всего оборудования на ней установленного. Для расчета постоянной нагрузки можно воспользоваться таблицами. В них указывается вес деревянных изделий, из которых строится стропильная система, различной длины и сечения. Также следует учитывать массу кровельного материала, утеплителя, гидроизоляции и других компонентов крыши.

Данные для расчета ветровых и снеговых нагрузок

С переменными нагрузками немного сложнее. Тут следует учитывать и воздействие ветра, и массу снега, который будет скапливаться на крыше. Чтобы узнать эти данные можно посмотреть на специальные климатические карты или обратиться в отдел архитектуры администрации вашего района.

В зависимости от нагрузок, которые будут воздействовать на стропильную систему, выбирается сечение всех ее элементов. Кроме этого, следует продумать установку дополнительных компонентов. В зависимости от степени нагрузок предусматривают монтаж подпорок, распорок, подкосов и так далее.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши при помощи специализированных программ

Проектирование кровли – это весьма сложное занятие. То же самое касается и расчетов, связанных с возведением крыши. Порой справится с такое задачей, даже в случае с двухскатной крышей, бывает под силу далеко не каждому. Здесь следует учитывать множество показателей и знать различные нюансы.

Если вы не профессионал, то можно воспользоваться специальными программами. Они помогают правильно произвести все расчеты. Среди таких программных продуктов можно назвать следующие:

1. Автокад.
2. 3D Max.
3. Аркон и другие.

Первый два варианта используют 3D графику. Если вы не знакомы с такой технологией, то работать с ними будет немного сложно. «Аркон» — это более упрощенная программа. Здесь можно и расчеты сделать, и эскиз нарисовать. Кроме этого, можно воспользоваться и он-лайн калькуляторами. В отведенные клетки вводятся все необходимые данные, после чего делается расчет. Но, даже воспользовавшись любым из этих способов, лучше дополнительно получить консультацию у специалиста. Крыша – эта сложная и важная составляющая дома, и от того как качественно она будет сделана зависит долговечность вашего жилища.

Что такое стропила и зачем они нужны при строительстве дома

Стропила служат основанием для кровельных материалов (профнастил, шифер). Стропильная система включает в себя следующие элементы: наклонные стропильные ноги, подкос, вертикальные стойки. Используемый материал системы должен быть непроницаем для влаги, обладать легким весом и высокой прочностью. Стропила используются для придания крыше выносливости, устойчивости при воздействии атмосферных осадков. Они обладают высокой прочностью при воздействии суровых климатических условий (снега, урагана).

Варианты систем

Для установки стропильных систем для кровли они должны быть изготовлены из прочного материала (дуб, ясень), должны фиксироваться самыми лучшими клеящимися веществами, железными дисками, кровельными стяжками. Все строительные материалы, которые используются для возведения дома, часто подвергаются отрицательному воздействию температуры — при её понижении материал сжимается, при повышении — расширяется. При резком повышении или падении температуры в доме дерево или непрочный сплав железа может треснуть. Металлические стропильные системы намного дороже, чем стропила из дерева. Избежать коррозии металлических систем помогут антикоррозийные химические вещества.

Отрицательные стороны железного каркаса

Металл не обладает воздухопроницаемостью, а это — риск развития грибковых паразитов. Если в доме большинство вещей сделано из дерева, то через четыре года все деревянные изделия будут поражены грибком. Отсутствие вытяжки на кухне может привести к сильному нагреванию воздуха. В результате этого горячий пар будет подниматься вверх. Тем самым будет оказывать отрицательное воздействие как на деревянные, так и металлические стропила. Во избежание таких неприятностей, следует на кухне сделать вытяжку или покрыть внутреннюю часть крыши пароизоляционными материалами.

Защита системы

Для защиты от патогенных грибов, жуков, паразитов стропила обрабатываются специальными антисептическими растворами. К ним относятся: сенаж, медный купорос, невымываемый неомид. Некоторые из перечисленных антисептиков имеют в своем составе пожароустойчивые вещества. После пропитки нужно дать дереву высохнуть в течение 1-2 дней в сухом и хорошо проветриваемом помещении. Следует ограничить доступ в комнату маленьким детям, так как отравление химикатами будет неизбежно.

Требования

Влажность древесины при установке стропильной системы должна быть не более и не менее 15 %, слишком сухое дерево может треснуть, а дерево повышенной влажности со временем может сгнить. Исключением являются стропила, которые будут находиться на улице (балконах, навесах, террасах). Они должны быть 20-процентной влажности. Доска с влажностью более 30 % менее прочна. При строительстве крыши всегда нужно брать немного больше стройматериала для мелких работ, непродуманных заранее.

Как определить неправильно высушенную древесину или различить неровность стропил без дополнительных инструментов? Сделать это очень просто. Нужно взять в руки исследуемый материал и невооруженным глазом просмотреть его неровности. Если доска прямая, значит, стропило высушено правильно, и его можно использовать в строительстве. Если же края доски направлены вверх или вниз, надо отправить её обратно в магазин строительных материалов или пустить в работу на мелкие детали.

На заводах после распилки стволов готовые доски отправляются в специализированные сушилки. Это нужно для удаления лишней жидкости. Преимущество сушек горячим воздухом заключается в том, что в процессе повышения температуры до определенного уровня уничтожаются личинки насекомых и споры плесени. Если вы все же купили доски повышенной влажности, то вам нужно будет хотя бы год подержать древесину в прохладном, но сухом месте. Каждая стропильная система используется для определенного вида кровли.

Основа хорошей крыши — это качественная стропильная система. Для продления срока эксплуатации новой крыши вам нужно взять у продавца документ, который дает гарантию на 2-3 года. Таким образом, вы не будете переживать за некачественно проделанную работу, потраченные деньги можно будет очень быстро вернуть.

Приведенная выше информация поможет вам в процессе работы избежать неприятностей. Так как каждый начинающий строитель должен знать, как надо правильно выбирать материал для качественной работы. Сделать правильный выбор гораздо легче, когда хозяину коттеджа известны все виды и формы стропильных систем.

Что такое стропила? Основные элементы крыши

Строительство крыши является одним из самых важных этапов при сооружении дома, поэтому здесь нужно всё выполнить на высшем уровне, чтобы избежать неприятностей в будущем. Особое внимание стоит обратить на стропильную систему, которая удерживает на себе кровельный материал. Что такое стропила, какую функцию они выполняют, как их изготовить и установить?

Стропила, известные ещё под названием стропильные ноги, выполняют очень важную функцию. Это один из наиболее важных элементов крыши. Качественное изготовление и установка стропил по всем правилам обеспечит долговечность, надёжность и прочность любого покрытия. Их можно выполнить своими руками или заказать в столярной мастерской. В первом случае понадобится определённый опыт и знания, ведь все неточности обязательно скажутся на внешнем виде и характеристиках крыши.

Виды стропил

В зависимости от сложности крыши различают несколько видов стропил. Для сложных видов кровли — мансардная, вальмовая, двускатная используют наслонные или висячие стропила. Для односкатных крыш преимущественно используют наслонные стропильные ноги. Основанием для таких стропил служит опорная стена или коньковый брус (прогон), висячие образуют стропильную ферму, опираясь друг на друга.

С помощью стропильных ферм есть возможность пролёты помещений перекрыть без опорных стен. Внизу стропила, которые располагаются по противоположной стороне, крепятся к балке перекрытия или мауэрлату, а вверху соединяются между собой. Чтобы придать конструкции необходимую жёсткость стропильные ноги соединяют затяжками или накладками. Если длина стропил превышает 4,5 метра, то для надёжности опоры используют подкосы или дополнительные стойки.

Нижняя часть наслонных стропил крепится к балке или мауэрлату. Сверху их крепят на дополнительную балку, брус или коньковый прогон. Дополнительные подкосы и стойки усиливают стропила с большими пролётами.

Изготовление

Стропила — это несущие элементы крыши, поэтому материал для их изготовления должен быть прочным и долговечным. В большинстве случаев используют древесину хвойных пород без трещин и сучков. Это может быть брус, доска или кругляк. Проще всего изготавливать стропила из бруса и доски. Такие элементы получаются более лёгкими, чем из кругляка, их удобнее транспортировать, перемещать и устанавливать.

Длина стропильных ног зависит от угла наклона и пролёта крыши. Сечение стропил будет отличаться в зависимости от того, какая форма древесины используется — брус или доска. На выбор сечения влияют также такие факторы, как:

• ширина пролётов;
• шаг установки;
• высота подъёма или угол наклона крыши;
• предполагаемая нагрузка (воздействие ветра, масса снега зимой, вес самой кровли).

Способ соединения опорных углов стропил определяет их форму. Для их соединения можно использовать вырезы (зарубки), уголки, металлические пластины, скобы, болты, гвозди. Выбор способа соединения зависит от предпочтений мастера, но в результате оно должно быть качественным, долговечным и надёжным.

Крепление стропил к балке может осуществляться несколькими способами: с двойной зарубкой, одинарной или без неё. Для крепления элементов к мауэрлату используют способ с зарубкой. Между собой стропильные ноги соединяются с помощью различных дополнительных элементов (стойки, балки, прогоны), металлических уголков и пластин, изготовленных из оцинкованной стали. С деревянной конструкцией металлические элементы соединяются болтами или гвоздями.

Установка стропил

Когда стропила готовы, можно приступать к их установке. Способ монтажа будет отличаться в зависимости от вида элементов, а также от типа крыши. Но существует несколько общих правил, которые являются обязательными в любом случае.

• Установка стропил должна быть выполнена под прямым углом (перпендикулярно) к мауэрлату или несущим боковым стенам.
• Для того чтобы обеспечить строгую вертикальность, можно воспользоваться длинным строительным уровнем или отвесом.
• Поддерживающие коньковый прогон стойки устанавливаются в одной плоскости строго вертикально.
• Мауэрлаты устанавливаются строго горизонтально.
• Для фиксации стропил в процессе установки используют временные или постоянные укосины.

Установка висячих стропил

В этом случае можно обойтись без дополнительных подкосов и стоек. Для удобности монтажа рекомендуется устроить по балкам перекрытия накат из досок. Стропильную ферму можно сбивать уже наверху из отдельных элементов или же изготовить её заранее.

Первым шагом будет установка крайней стропильной фермы. Выстроена она должна быть по отвесу строго вертикально. Для крепления к мауэрлату используются скобы или гвозди. Надёжную фиксацию положения стропил обеспечат постоянные укосины.

Перед тем как приступить к монтажу внутренних стропильных ферм, рекомендуется натянуть шнур, который послужит ориентиром. Потом фермы устанавливают с кратным длине крыши, выбранным шагом. Фиксация промежуточных стропил осуществляется при помощи временных раскосов, которые после устройства обрешётки убираются. Монтаж обрешётки проводится после установки всех ферм.

Стропильная система

Стропильная система состоит из каркаса и опорных элементов. Именно от их качества и зависит надёжность, долговечность и прочность крыши. Каркас выполняет функцию основания для утеплителей, гидроизоляционных слоёв и кровельного материала.

Самыми распространёнными считаются деревянные стропильные системы, так как древесина характеризуется надёжностью, привлекательностью, лёгкостью и экономностью. Для улучшения характеристик древесины, её предварительно обрабатывают антибактериальными и противопожарными составами.

Стропильные системы, выполненные из металла по технологии лёгкий стальной каркас, используются в строительстве промышленных зданий или многоэтажных домов. Тонкостенный оцинкованный металлопрофиль, из которого изготовляются подобные системы, обеспечит конструкции длительный срок службы и высокую прочность. Некоторые производители заверяют, что металлические стропила способны прослужить более ста лет.

В сравнении с деревянными, металлические стропильные системы отличаются рядом преимуществ:

• Пожаробезопасность. Возгорание конструкции исключается за счёт использования неспособных к горению материалов. Это также обуславливает ненадобность обработки противопожарным составом, как в случае с деревянными системами.
• Срок службы. Гарантийный срок службы — 100 лет, но профессионалы говорят, что это далеко не предел. Конструкция стойкая к воздействию грибков, микроорганизмов. Покрытие металла цинком обеспечивает антикоррозийную стойкость.
• Монтаж. Казалось бы, металлические системы намного сложнее установить, чем деревянные. Но это не совсем так. В процессе монтажа понадобится только шуруповёрт и дрель, а вес системы не слишком отличается от массы деревянных конструкций. Кроме того, работы можно проводить в любое время года, ведь металл не боится ни дождя, ни холода, ни снега.

Существенным преимуществом деревянных стропильных систем является способность сохранять тепло в помещении, что принесёт дополнительную экономическую выгоду. Древесина более экологична, у неё привлекательный внешний вид, она легко поддаётся обработке. Но срок службы деревянных систем намного короче, к тому же она со временем может стать местом жительства различных микроорганизмов.

Использование металлических конструкций оправдывается при возведении многоэтажных домов или зданий промышленного предназначения. Для жилого дома отлично подойдёт и обычная деревянная стропильная система.

это… Что такое стропило и где оно используется?

Стропило – это часть несущей системы скатной кровли, которая не используется в единственном экземпляре, а применяется в качестве стропильной конструкции. Состоит эта часть из вертикальных стоек, наклонных стропильных ног и наклонных подкосов. Если есть необходимость, то стропила укрепляются по нижней части к подстропильным балкам.

Что такое стропило

Стропило – это элемент, который ложится в основу целой системы, он состоит из наклонных подкосов, наклонных стропильных ног и вертикальных стоек. Опора осуществляется в деревянных рубленых постройках на венцы. А вот если речь идет о каркасных постройках, то опирание производится на обвязку сверху, тогда как в каменных домах они устанавливаются на мауэрлат, который представляют собой брусья максимальная толщина которых составляет 160 мм. Мауэрлат может располагаться по длине здания или находиться только лишь под стропильной ногой. В том случае, когда стропильная нога имеет сечение незначительной ширины, элементы со временем провисают. Для того чтобы исключить данное явление, следует использовать решетку, которая имеет в составе подкосы, стойки и ригели.

Для подкосов и ригелей применяются доски, ширина которых может составить 150 мм, тогда как толщина равна 25 мм. Для фиксации стропильной ноги используется затяжка, которая связывает нижние части стропильных ног. При скольжении по затяжке конец элемента может нарушить целостность. Для того чтобы исключить скольжение, стропильную ногу необходимо укрепить с затяжкой методом врубки. Стропила должны быть удалены от края на 400 мм.

Необходимость использования

Все это используется для того, чтобы придать крыше качества устойчивости при воздействии высоких нагрузок. В последствие кровля обретает свойства надежности, а стропила передают нагрузку от веса всей системы и снега на внутренние опоры здания. Если здание обладает небольшими пролетами, то следует использовать наслонные стропила. Если отсутствуют промежуточные опоры, то следует задействовать конструкцию из висячих стропил.

Где используются стропила

Стропило – это элемент, который является частью одной большой системы для упрочнения кровли. В зависимости от того, какими конструктивными особенностями будет обладать крыша, используются разные стропильные системы. При современном строительстве к стропилам и кровельным системам в целом предъявляются определенные требования, среди них:

• практичность;
• низкие затраты на монтаж и изготовление;
• долговечность;
• прочность;
• простота установки;
• функциональность; эстетичность.

Стропило – это элемент, который может использоваться в конструкциях односкатных, двухскатных и ломаных крыш. Эти элементы присутствуют и в крыше Судейкина. В первом случае применяются стропила в виде балок, их опирание осуществляется на стены, довольно часто это позволяет сделать кровлю эксплуатируемой. Конструкция крыши в этом случае должна быть предварительно спроектирована, только так можно будет распределить нагрузку по используемой кровле. Стропило, значение которого упомянуто в статье, может использоваться и в двухскатной крыше, в этом случае система имеет треугольные фермы, которые располагаются под определенным углом. Ноги должны находиться на мауэрлате, при этом они дополнительно комплектуются ригелями и растяжками.

Если есть желание оставить пространство для обустройства мансарды, то следует выполнить ломаную крышу, стропильная система которой будет более сложной. В этом случае используется сразу несколько видов стропил. Стоит отметить, что очень оригинальной и привлекательной является конструкция крыши Судейкина. В этом случае стропила соединяются между собой, формируя четыре треугольных ската. Такая система подходит для квадратных заданий.

Что такое стропила с точки зрения конструктивных особенностей

Вы можете самостоятельно осуществить строительство крыши. Стропила в ее составе могут быть наклонными. В этом случае верхний узел фиксируется с помощью шарнира, а нижний – посредством плавающего соединения. Такие конструкции стропил в виде профильных систем принято называть безраспорными. В данной системе не происходит передача нагрузки на мауэрлат. Коньковое соединение выполняется максимально жестко, опора на мауэрлат происходит с помощью шарнира. В этом случае на стены передаются раздвигающие усилия. Данная система, которая объединяет висячие и наслонные стропила, еще называется гибридной. Перераспределение нагрузки – основной принцип работы данной системы. Вес кровли принимается стропилами ногами, которые соединены встык и работают на изгиб. При этом коньковый брус не является столь обязательным элементом, так как он почти бездействует.

Для справки

Распорные стропила, фото которых представлены в статье, должны обустраиваться с учетом качества выполнения болтовых соединений. Предварительно в изделиях следует просверлить отверстия, диаметр которых должен оказаться на один миллиметр меньше по сравнению с диаметром болта или шпильки. Если они будут излишне большими, то в процессе проведения работ может произойти повреждение мауэрлата.

Выбор материала

Слово стропило известно сегодня каждому строителю, однако не всякий домашний мастер знаком с тем, какой лучше материал использовать для изготовления данных элементов в конструкции крыши. В основе может лежать древесина, монолитные железобетонные конструкции или металл. В качестве последнего выступают оцинковка или сталь, в первом случае удается получить облегченные конструкции. При выборе материала специалисты советуют уделить внимание назначению постройки. При этом должны быть учтены и предполагаемые нагрузки на кровлю. Деревянные стропила используются наиболее часто, для этого подбирается качественный клееный брус или массив древесины. Для работ понадобятся не только пиломатериалы, но и плотницкие инструменты, а также элементы крепежа. Если вы решили применить клеенный брус, то он должен иметь ширину в пределах от 12 до 18 м, а вот цельные бревна и доски могут иметь любую конструкцию.

Стропильная система

 Из этой статьи вы узнаете, что такое стропильная система и стропила, какие бывают разновидности кровли. Мы рассмотрим устройство стропильной системы крыши, разновидности крыш, достоинства и недостатки самых популярных видов. Также статья расскажет об альтернативе деревянной стропильной системе.

Стропильная система — это конструкция, которая поддерживает кровлю, защищает дом от ветра и осадков, и в некоторых случаях создаёт дополнительное пространство (чердак, мансарду). О том, из каких элементов она состоит, какие бывают разновидности устройства этой конструкции, рассмотрим более детально.

Виды стропильных систем

Разновидностей систем устройства крыши существует очень много. Условно их можно подразделить на традиционные и индивидуальные. Для простоты восприятия мы раскроем несколько базовых терминов.

Стропила или стропильная нога — наклонный элемент, одно из рёбер ската крыши. Располагается от конька до опорной стены, либо до края (свеса) крыши.

Скат крыши — плоскость кровли, расположенная под углом к горизонту (как правило, от конька к стенам).

Конёк крыши — прямая, по которой стыкуются скаты (плоскости) кровли. Его проекция, как правило, проходит между двух несущих стен дома.

Мауэрлат — основание стропильной системы. Обвязка из толстого бруса или доски по несущим стенам.

Кобылка — элемент, удлиняющий стропила для устройства свеса крыши.

Мансардный этаж или мансарда — жилое помещение на чердаке дома, площадью меньше нижних этажей. Крыша имеет ломаную форму.

Традиционные стропильные системы

Наиболее простые и проверенные конструкции, для создания которых достаточно минимального уровня знаний и навыков. Конструкция традиционных систем сложилась исторически в течение многих веков, поэтому их можно назвать оптимальным решением для большинства случаев. При создании традиционной системы, для здания размерами не больше средних (до 80 кв. м), используется только необходимый минимум деталей, смонтированных интуитивно понятным способом.

Односкатная крыша

Стропильная система кровли, состоящая из одного ската, применяется только на временных и подсобных зданиях — гараж, сарай или пристройка, терраса, навес, козырёк. Для создания такой системы ряд стропил приподнимается с одной стороны (по опорной стене) на высоту от 1/10 (уклон 10%) до 1/3 (уклон 33%) от длины проекции стропил (расстояния между опорными стенами).

Свойства такой стропильной системы редко позволяют использовать её для жилых зданий из-за ограниченной площади ската, а значит и всего здания. Несмотря на самый малый расходкровельного материала, односкатная планировка наименее эффективно организовывает подкрышное пространство. Для того чтобы обеспечить достаточную несущую способность, используют мощные балки.

Двускатная крыша

Самый простой вид крыши для жилого дома. Стропильная система двускатной крыши представляет собой две плоскости, созданные стропилами, которые сходятся в коньке. В большинстве случаев скаты делают равными по размерам.

Достоинства:

1.  Не требуется состыковка дополнительных плоскостей.

2.  Меньший отход кровельного материала (отсутствует подрезка под угол).

3.  Самый малый расход материала.

4.  Самый малый суммарный вес всех элементов.

5.  Мауэрлат устраивать необязательно.

6.  Большое разнообразие вариантов — от бесчердачной кровли высотой 400 мм до полноценного мансардного этажа.

7.  Разброс длины скатов — от 1 до 6 м.

Недостатки:

1.  Распределение нагрузки на две несущие стены.

2.  Вертикальный фронтон воспринимает значительную ветровую нагрузку.

3.  Расход стенового материала для фронтона (как правило, он дороже кровельного).

4.  Обычный внешний вид.

5.  Двускатная кровля деформируется быстрее, чем четырёхскатная из-за меньшего пространственного раскрепления.

6.  При большой снеговой нагрузке необходимы дополнительные опоры и уменьшение угла конька (сделать его более острым)*.

* — уменьшение угла конька возможно только путём увеличения высоты подчердачного пространства, т. к. несущие стены неподвижны.

Скаты чаще всего имеют равные размеры, но встречаются и неравноскатные крыши. Оптимальный угол конька — 90°. Двускатная стропильная система подходит для любых зданий, с облегчённым кровельным материалом (все современные материалы —металлочерепица, профиль, шифер и т. д.).

Четырёхскатная крыша

«Производная» от двускатной крыши. Стропильная система четырёхскатной крыши сложилась исторически. Из-за применения в качестве кровельного материала глиняной черепицы, которая имеет большой вес, возникла необходимость распределения нагрузки по всем стенам и углам здания. При опоре концов стропил на мауэрлат, к ним наращивают кобылки для увеличения вылета крыши и водоотвода.

В этой вариации двускатная стропильная система получает два дополнительных ската. Иными словами, фронтон заменяют скатом крыши, который имеет треугольную форму и называется «вальма». Именно поэтому четырёхскатные крыши чаще всего являются вальмовыми.

Достоинства (в сравнении с двускатными):

1.  Значительно большая несущая способность.

2.  Пространственная жёсткость стропильной системы.

3.  Нагрузка распределяется на четыре несущие стены.

4.  Замена стенового материала кровельным — меньше нагрузки на фундамент.

5.  Гашение ветровой нагрузки на фронтон наклонным скатом (вальмой).

6.  Способность выдержать кровельный материал и снеговую нагрузку значительного веса.

Недостатки:

1.  Требуется развитый навык плотника.

2.  Обязательное устройство мауэрлата.

3.  Больший расход материала стропильной системы.

4.  Больший расход кровельного материала (угловая подрезка).

5.  Больший суммарный вес всех материалов.

6.  Часть чердака недоступна из-за вальмы.

Стропильные системы, которые имеют более 4-х скатов, называют многоскатными. Они принципиально повторяют систему четырёхскатной крыши, но проектируются индивидуально, исходя из особенностей здания.

Индивидуальные стропильные системы

В случае, когда здание имеет сложную форму в плане или сложную планировку подчердачного пространства, стропильная система превращается в сложный конструктивный элемент с комбинированными функциями. Возведение таких систем требует высокого мастерства плотника и понимания распределения нагрузки в процессе эксплуатации. Мы рассмотрим наиболее распространённые случаи комбинированной кровли.

Мансардная стропильная система

Самая простая из индивидуальных. В основном применяется при реконструкции здания — надстройке дополнительного этажа. В этом случае между несущих стен перекидываются балки, которые служат основой перекрытия и затяжкой одновременно. По балкам устанавливается ряд вертикальных стоек высотой от 1,5 до 2,5 м. По верху балок устраиваются скаты крыши и конёк.

Преимущество такой организации чердака:

·      комбинация функций помещения;

·      уменьшение площади кровли, несущей снеговую нагрузку;

·      расширение жилой площади дома.

Вальмовая стропильная система

Как было сказано, вальма — треугольный скат вместо фронтона двускатной кровли. Поэтому вальмовой она называется по принципу устройства. Например, в случае, когда такой скат устраивается только с одной стороны, такая кровля называется вальмовой трёхскатной. Принцип её устройства описан в разделе о четырёхскатной кровле.

Частный случай вальмы — полувальма. Фронтон и вальма пересекаются выше уровня перекрытия. Практического смысла в таком решении нет (кроме незначительного снижения ветровой нагрузки), но здание приобретает интересный внешний вид. Комбинация вальм, козырьков и мансардных окон создаёт эффектный внешний вид.

Ещё одни частный случай вальмовой кровли — шатровая. Крыша имеет четыре ската-вальмы, которые сходятся в одной точке. Такая крыша не имеет конька и подходит только для домов квадратной формы в плане.

Купольная и сводчатая кровли

Применяются при исторической отделке, в зданиях, представляющих художественную ценность. Стропильная система в виде купола или ангара, колпака башни или волнообразная — сама по себе произведение искусства. Здесь потребуется не просто понимание нагрузки, но и кропотливые вычисления с учётом климатических условий, особенно ветровой и снеговой нагрузок.

Материал для крыши

С кровельным материалом определиться довольно просто — исходя из внешнего вида. Но к выбору материала для стропильной системы следует подойти более тщательно. Традиционно её принято создавать из дерева. Это вполне объяснимо, учитывая свойства этого материала — малый вес, лёгкость обработки, относительно невысокая стоимость. Однако дерево имеет существенные недостатки, которые отрицательно сказываются на всей конструкции:

1.  Усушка. Со временем любой деревянный материал рассыхается, при этом увеличиваются размеры посадочных мест метизов. В результате крепления ослабевают. Именно поэтому при возведении стропильной системы рекомендуют использовать не гвозди, а шурупы (саморезы).

2.  Подверженность гниению и поражению насекомыми. Увы, это судьба всех натуральных материалов. К тому же владельцы домов редко вспоминают о профилактической обработке дерева.

3.  Относительно малая несущая способность. Дерево хвойных пород не держит существенных нагрузок на срез, смятие и излом.

Во многих случаях применение дерева становится нерентабельным и неудобным — чтобы обеспечить достаточную несущую способность, требуется слишком большое сечение элемента. Тогда стропильную систему выполняют из металла. Вот наиболее распространённые случаи применения стальной стропильной системы:

1.   При значительных пролётах. Металлические фермы могут быть до 12 метров длиной.

2.   При значительной нагрузке. Стальной рамный каркас выдержит кровлю даже из бетона.

3.   При строительстве монументальных сооружений (храмов, вокзалов, музеев). Когда требуется ограждение больших пространств, например, подкупольных — используют стальные фермы, рассчитанные индивидуально. Помимо несущей способности здесь требуется продолжительный срок службы — от 100 лет.

4.   Если предполагается повышенная влажность. Дерево при воздействии влаги теряет свойства во много раз быстрее, чем металл.

Правильно рассчитанная и собранная стропильная система — залог надёжности и уюта всего дома.

Виталий Долбинов, рмнт.ру 

http://www.rmnt.ru/ — сайт RMNT.ru

СТРОПИЛА — это… Что такое СТРОПИЛА?

какие стропила лучше и какими они должны быть

Если вы уже приступаете к возведению крыши, можем вас поздравить: строительство дома подходит к концу! И позади самые сложные этапы: дотошное проектирование, ответственная закладка фундамента, строительство идеально ровных стен и кропотливое создание общей геометрии, где важна каждая мелочь. Обычно на той финишной прямой, когда остается только соорудить стропильную систему крыши, утеплить ее и накрыть красивой кровлей, у многих, к сожалению, уже на нуле энтузиазм и желание затягивать процесс. А еще именно здесь подводит смета: в строительстве любого объекта всегда есть незапланированные расходы и форс-мажоры. И возникает желание приобрести материал подешевле, и побыстрее достроиться. Но подобные уступки в качестве оборачиваются для нового дома серьезными проблемами в будущем.

А поэтому лучше не расслабляться раньше времени, и внимательно отнестись к тому, чтобы приобрести хорошие стропила: как выбрать действительно качественные и как не допустить при этом досадных ошибок, мы сейчас подробно вам расскажем. Почему это так важно? Дело в том, что всего несколько досок с дефектами, недостаточно высушенных или зараженных способны выкрутить буквально за год всю конструкцию. Давайте не допустим этого!

Итак, вот для каких основных элементов закупается древесина:

Первым делом подробно разберемся с тем, какие доски подходят для изготовления стропил, а какие использовать нельзя. Выбор досок для стропил будет зависеть от того, какую цель вы поставили при покупке пиломатериалов:

• Если вам нужен бюджетный вариант, например для стропильной системы гаража или мастерской, тогда вам необходимо забраковать только доски, где явно заметна волна.
• Если же вам необходимы качественные доски для строительства дома, тогда следует брать хороший лес, который нарезался ленточной пилой – такие доски ровнее.

А далее – подробнее о самом качестве пиломатериала.

Бревна или брус: вековые традиции против современной технологии

Долгие века на Руси для стропильной системы задействовали бревна и полубревна. Их долго заготавливали, придавая нужные параметры, и довольно сложно было рассчитать итоговый вес на стены дома. А поэтому строить новый дом дело было привычным после того, как покосился старый (или сгорел, т.к. древесина слишком высохла). К слову, некоторые традиции такого зодчества сохранились до сих пор, но уже в виде специальных услуг строительных фирм.

Сегодня же в качестве стропильных досок для стропил используется прямоугольный брус, который чаще всего делают из хвойных и лиственных пород древесины. Стандартное сечение такого бруса – 50 мм на 150 мм, для более сложных участках – 50 на 200 мм или больше.

И, в отличие от сруба, которого всегда оберегала от гнили и заражения внешняя оболочка – заболонь – у нарезанного бруса никакой подобной защиты нет, а потому любые дефекты делают его непригодным для строительства крыши. Вот почему, если вы используете такую древесину без специальной пропитки и подготовки, со временем вся конструкция разрушится. А поэтому к брусу для стропил есть целый ряд требований.

Вопросы влажности: можно ли сушить стропила прямо на крыше

Главное требование к сырью стропильной системы состоит в том, что доски для стропил должны быть высушены до степени влажности 15-20%, обработанны фунгицидными и противопожарными средствами. Что касается именно влажности досок, здесь есть свои моменты:

• Если стропильные элементы будут спрятаны под обшивкой, как это обычно бывает, тогда влажность древесины должна быть не более 15%.
• Если элементы будут находиться на открытом воздухе, как, например, участок крыши над балконом или террасы, или речь идет о стропилах навеса, тогда влажность должна быть не более 20%.

Учитывайте, что древесина с влажностью более 30% уже в полтора раза менее прочна, чем древесина с важностью 15-20%. Чем это грозит? Такую стропильную систему может «повести». Вы будете сильно удивлены насколько!

Например, та же лиственница 100х100 см буквально за один сезон может повернуть на 90 градусов, и при этом она покроется сильными трещинами. Поэтому, выбирая доски для стропил естественной влажности, берите всегда с запасом, чем если бы вы забрали сухие. Все равно в строительстве стропильной системы всегда должны быть лишних 10% материала для мелких непродуманных работ.

Причем определить проблему неправильно высушенной древесины вы сможете даже на глаз:

Вот почему в заводских условиях доскам для стропильной системы уделяется столько времени. Там даже существует специальная сушильная камера, внутри которой – высокая температура. И в этом способе подготовки досок есть свое ценное преимущество: при такой температуре погибают личинки насекомых и споры плесени.

Совет: если вам вас угораздило приобрести древесину с превышающей норму влажностью, вы можете высушить ее в естественных условиях. Для этого вам понадобится продержать ее хотя бы год в сухом и прохладном месте.

Тревожные признаки: как приобрести здоровую древесину

А чтобы вам было легче понять, какие должны быть стропила в плане качества, специально для вас мы подготовили подробные иллюстрации. Они помогут вам определить «симптом» нездоровой древесины и избежать такой покупки:

Визуально все эти дефекты выглядят вот так:

Сейчас ваша главная задача – это приобрести качественный пиломатериал для будущих стропил. А это уже зависит не только от размеров и породы дерева, но еще и от тонкостей технологического процесса обработки такой древесины, и даже условий произрастания дерева.

Нередко бывает, что у древесины – много различных пороков развития, которые неопытному глазу не особо заметны, зато усложняют потом обработку таких досок и значительно – прочность готовых стропил. А настоящие профессионалы видят эти пороки еще до рубки дерева! И тогда такое растение уже не трогают, или же определяют, насколько качественным получится сырье, насколько высоко нужно перепилить.

К сожалению, во время рубки лесов не всегда присутствуют такие специалисты, а потому среди продающегося пиломатериала можно встретить что угодно. А ведь та же стволовая гниль может находиться в таком месторасположении, что сама древесина тоже будет выглядеть вполне здоровой. Почему мы и хотим научить вас некоторым важным аспектам.

К примеру, будьте внимательные, если вы заказываете нарезку досок из бревен и замечаете:

1. Кривизну ствола. Такое случается, если дерево потеряло свою верхушку или вынуждено было заменить ее боковой ветвью, либо менялась освещение или рядом был холм. Доски из такого бревна получатся с совершенно непрогнозируемыми параметрами на изгиб, и их даже может деформировать прямо на крыше.
2. Форму эллипса у бревна. Лучше откажитесь от такого материала, скорее всего дело в клине.
3. Наросты в стволе дерева. Обычно причина кроется в бактериях и радиационных реагентах, иногда – в механических повреждениях. Такой материал особенно сложно поддавать обработке ввиду крайне низкой упругости, что не совсем нехорошо для стропильной системы.
4. Карманы, закрытые или открытые, с аномальными утолщениями и наплывами. Это – рак дерева. Если речь идет о хвойной породе, тогда ожидайте повышенное смолистости, но в любом случае круглая форма бревна будет нарушена.

Не подходит для стропил также доска из сердцевины дерева, т.е. центральной части его ствола – у нее рыхлая древесина, особенно подверженная гнили и растрескиванию.  А самые плохие сучки – это табачные, т.к. древесина в этих местах просто стирается в порошок. Если приобрести дефектные и зараженные доски для стропил, о надежности самой стропильной системы нет смысла даже говорить.

Вопросы сорта: можно ли делать элементы стропильной системы разного качества?

И, наконец, поговорим о сорте. Сорт древесины определяет величина и количество пороков, их расположение, а также наклон волокон. Для тех элементов, которые берут на себя всю нагрузку в стропильной системе, вам нужна древесина достаточно прочная, в которой не будут происходить трещины.

А вот для изогнутых и сжатых деревянных конструкций можно применять древесину как раз второго сорта, ведь такой материал все еще работает хорошо на изгиб и сжатие. Но для растянутых элементов конструкции необходима только древесина 1 сорта. Помните, что все сучки снижают несущую способность стропила, а чем их больше – тем ниже сорт.

Например, в наиболее прочной древесине 1-го сорта допускаются сучки общим диаметром не длиннее 20 см, не более 1/4 ширины доски и наклон волокон не более 7%. В древесине средней прочности 2-го сорта допускается относительно большая общая ширина сучков – до 1/3 ширины доски и наклон волокон не более 10% к оси. В наименее прочной древесине 3-го сорта допускаются сучки еще большей ширины на длине 20 см: до 1/2 ширины и наклон волокон не более 12%:

Если обобщить все, то изготовления:

• балок перекрытия нужна древесина первого сорта;
• для стропильных ног подходит как первый, так и третий сорт;
• для подкосов, на которые обычно не возлагаются большие нагрузки, подходит древесина третьего сорта.

Как вы видите, если подойти к вопросу выбора досок для стропил грамотно, можно еще и немало сэкономить бюджет, не потеряв при этом в качестве.

Теперь, надеемся, в предыдущем пункте все понятно. А вот что насчет породы древесины?

Многие домашние мастера на этом этапе задумываются о таком моменте: какие стропила лучше в плане практичности и сметы? Стоит ли отдать предпочтение более прочным лиственным породам, или более гибким и влагостойким сосновым? На самом деле выбор достаточно широкий, и у каждого варианта – свои преимущества. Давайте коротко пройдемся по каждому из них.

Лиственные породы: прочность и надежность

Если в вашей местности дожди – не редкость, и вы переживаете, что ваша кровля не будет идеально защищена от проникновения влаги, тогда выберете в качестве древесины для стропильных досок именно лиственницу. Из всех перечисленных она обладает наименьшей гидрофобностью и отлично противостоит противодействию влаги, если была до этого подвержена правильной сушке:

Благодаря особым свойствам из древесины лиственницы изготавливают также открытые небу стропила, например, для перголы и подобным ей постройкам:

Вот так выглядит изготовление стропил из древесины осины, которая отлично режется, глубоко пропитывается огне- и биозащитой и обладает однородной структурой:

Лиственная древесина березы отличается высокой прочностью и лучше других пород переносит ударные нагрузки. Единственный ее недостаток – совсем слабое противостояние гниению, а потому такие стропила (которые лучше использовать для небольших построек) заранее необходимо качественно обработать и защитить от влаги. Да и использовать такую породу для строительства лучше только в том случае, если доски вам достались даром, и их не жалко:

Древесина бука – самая капризная порода для изготовления стропильных элементов. Она гигроскопична, подвержена гниению и способна даже набухать при отсутствии специальной защиты. Но, с другой стороны, это одна из самых красивых пород, которую даже дополнительно тонируют в розовый цвет в заводских условиях.

И с буком приятно работать в домашних условиях: легко режется и полируется, и при этом практически не образует трещин. Главное – приобрести качественную и сухую древесину бука, тщательным образом подготовленную для строительства крыши:

Хвойные породы: дешевизна и долговечность

Если говорить о выборе хвойной древесины, то отметим, что ели и сосны считаются малопригодными для столярных изделий, ведь качество их строганной поверхности радует не всегда, и есть обилие мелких сучков. Хотя при этом всем такая древесина имеет приятный цвет и хорошо поддается обработке, если сам сучок не выскальзывает, поэтому конкретно для обустройства стропильной системы она подходит.

Но знайте, что стропила можно изготавливать из сосны и ели, если только они – с комлевой части бревна.  Для стропил также подойдет хвойная древесина красноватого оттенка – у нее однородная структура, замечательная прочность и легкость.

Если сравнивать ель и сосну в качестве материала для стропильной системы, то отметим такие интересные моменты:

• Стропила из сосны более хрупкие, а вот у ели – более гибкие.
• Работа с еловыми стропилами достаточно легка, как часто говорят опытные плотники, «сплошное удовольствие». Интересные факты не правда ли? Вот почему в Сибири издавна изготавливали для себя деревянные изделия из ели, а вот на продажу – из сосны.
• Разницу в качестве легко заметить, когда дерево падает при перевозке: у сосны верхушка разлетается вдребезги, а у елки – нет.
• В отличие от ели, сосна больше поддается гниению.
• Сосна способна «играть» местами, тогда когда ель не страдает такими недостатками.
• Ель хорошо переносит сушку и небольшое количество циклов «тепло-холод» потому, что она светлая, не синеет.

И, наконец, сосновые стропила  тяжелее из-за большего содержания смолы. Поэтому сосна больше подходит для строительства крыши малых архитектурных форм:

Ель в качестве древесины также подходит почти идеальна благодаря таким своим свойствам, как способность резонировать, однородность структуры, прочность на изгиб и нагрузки:

Клееные и двутавровые стропила: максимальная выносливость

Также в качестве стропильных досок вы можете использовать клееный брус. Он отличается еще большей прочностью, обладает высокой влагостойкостью и не деформируется. Обычно такой брус изготавливается из древесины третьего сорта, но прочность у него – как у первого.

Неспроста клеенный брус сегодня так популярен и используется для строительства каркасных домов, ведь он отлично противостоит нагрузкам, и его никогда не выкручивает. Знаете, в чем секрет? Между соединенными участками досок находится клей, а он создает особо прочные маленькие нити, которые сами по себе надежнее, чем волокна древесины.

И такое свойство – только плюс для стропильной системы крыши в суровых условиях. Именно из клееной древесины получается изготавливать стропила абсолютно любого размера и длины. Существуют даже балки для крыши с высотой до 60 см!

Обычно для изготовления клеенного бруса для стропил берут хвойные или лиственные ламели толщиной 18-45 мм и соединяют их на резорциновый клей или меламиновую смолу. Это заметно по тому, светлые швы у балки или темные. Далее стропила из клееной древесины обязательно обтесывают, иногда фрезеруют и обрабатывают пропиткой, дополнительно также вскрывают морилкой или лаком. При этом вес у них будет сравнительно небольшой.

Кроме того, доски для стропил из клееного бруса могут быть до десятка метров длиной! Благодаря этому вы сможете проектировать стропильную систему без дополнительных опорных стоек.

И, наконец, еще один вариант хороший досок для стропил – это двутавровые балки, которые состоят из двух брусков, соединенных пластиной, и в разрезе напоминают две буквы «Т» или одну «Н». Обычно сами бруски сделаны из клееной древесины, а стойка – из фанеры или ДСП плиты, а иногда двутавровые стропила полностью состоят из клееной древесины. В итоге такие стропила получается намного легче по весу, чем из массива древесины, и с ними проще работать (например, поднимать на высоту).

Вот интересный репортаж об этих новых технологиях:

Обычно доски для стропил приобретают не сразу после разделки бревна, а уже подготовленные, нарезанные на одинаковые бруски нужных параметров и обработанные специальными составами. С такими вам работать будет легче, ведь все, что остается – только разрезать их по длине и сделать вырезы для соединения с мауэрлатом или балкой. Главное только – найти действительно качественный материал, и здесь есть некоторые тонкости.

Прежде чем купить такие доски, обратите внимание на их поверхность: строганная со всех сторон доска для стропил более стойка к гниению и возгоранию, чем необработанная. Дело в том, что по гладкой поверхности пламя просто скользит, как и насекомые практически не могут проникнуть вовнутрь. Далее, все доски, которые вы собираетесь использовать для изготовления стропил, должны быть предварительно специально обработаны. Наверняка вы уже слышали о таком термине, как импрегнирование – это обработка пропиткой.

Сегодня многие фирмы предлагают доски, которые были импрегнированы в вакууме – хороший метод. В более кустарных производствах импрегнирование проводят путем быстрого погружения в ванну с раствором. Впрочем, в домашних условиях вы можете подготовить будущие стропила самостоятельно, при помощи распыления или кистью.

Сама импрегнация должна быть влагозащитной, огнезащитной и биологической. Советуем вам у фирмы-продавца спросить документ, который подтверждает метод интеграции и название средства, которое используется. Кроме того, увидеть, насколько хорошо будут пропитаны стропила, вы сможете самостоятельно: разрежьте пополам образец и посмотрите на разрез – там всегда будет видно, насколько глубоко проникла пропитка. Если же вы обрабатываете доски для стропил самостоятельно, тогда внимательно прочитайте инструкцию производителя.

Как вы видите, в каждом из способов есть свои ценные для кого преимущества и определенные недостатки. Главное – подойдите к вопросу выбора стропил со всей серьезностью!