Шаг стропил: видео-инструкция по монтажу своими руками, расчет, раскладка, подбор сечения стропильных ног, фото

Строительство домов

Стропила служат основой всей кровельной конструкции, а их монтаж – одна из наиболее ответственных задач при строительстве дома. Каркас будущей крыши можно изготовить и установить самостоятельно, соблюдая технологические особенности кровель разных конфигураций. Приведем основные правила по разработке, расчету и выбору стропильной системы, а также опишем поэтапно процесс установки «скелета» крыши.

Содержание

  1. Стропильная система: правила расчета и разработки
  2. Элементы стропильной конструкции
  3. Материалы для изготовления стропил
  4. Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции
  5. Особенности обустройства стропил на разных крышах
    • двускатная крыша
    • шатровая крыша
    • вальмовая крыша
    • ломаная крыша
  6. Двухскатная крыша: установка стропил своими руками
    • расчет угла наклона и нагрузок
    • монтаж мауэрлата и стропил
  7. Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

Стропильная система: правила расчета и разработки

Стропильная система – несущая конструкция, способная оказывать сопротивление порывам ветра, принимать на себя все наружные нагрузки и равномерно распределять их на внутренние опоры дома.

При расчете стропильной конструкции учитывают следующие факторы:

  1. Угол наклона крыши:
    • 2,5-10% – плоская кровля;
    • более 10% – скатная кровля.
  2. Нагрузки на крышу:
    • постоянные – общий вес всех элементов «кровельного пирога»;
    • временные – давление ветра, тяжесть снега, вес людей, которые проводят на крыше ремонтные работы;
    • форс-мажорные, например, сейсмические.

Величину снеговых нагрузок рассчитывают исходя из особенностей климата региона по формуле: S=Sg*m, где Sg – вес снега на 1 м2, m –расчетный коэффициент (зависит от наклона кровли). Определение ветровой нагрузки базируется на таких показателях: тип местности, нормативы ветровой нагрузки региона, высота здания.

Коэффициенты, необходимые нормативы и расчетные формулы содержаться в инженерно-строительных справочниках

При разработке стропильной системы надо рассчитать параметры всех составляющих конструкции.

Элементы стропильной конструкции

Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:

  1. Мауэрлат – основа конструкции кровли. «Фундамент» крыши крепится по периметру стен и равномерно распределяет нагрузку, защищает постройку от опрокидывания. Мауэрлат изготавливается из бруса, в деревянном доме роль этого составляющего выполняет верхняя обвязка стен.
  2. Стропильные ноги – удерживают вес кровельного пирога. Между стропилами укладываются листы утеплителя, а сверху монтируется обрешетка.
  3. Прогоны – брусья, горизонтально расположенные вдоль кровли. Выступают как опора для стропильных ног. Различают коньковый прогон (находится на вершине кровли, удерживает стропила) и боковые прогоны (находятся посередине стропильных ног).
  4. Стойки – дополнительные упоры для конька и стропил, берут на себя часть веса конструкции.
  5. Подкосы – наклонные брусья, подпирающие стропильные ноги. Усиливают прочность и жесткость сооружения.

Материалы для изготовления стропил

Стропила чаще всего изготавливают из деревьев хвойных пород (ель, лиственница или сосна). Для обустройства кровли применяют хорошо просушенную древесину с уровнем влажности до 25%.

Деревянная конструкция имеет один существенный недостаток – со временем стропила могут деформироваться, поэтому в несущую систему добавляют элементы из металла.

С одной стороны металл добавляет жесткости стропильному сооружению, но с другой – снижает срок эксплуатации деревянных частей. На металлических площадках и опорах оседает конденсат, который приводит к загниванию и порчи древесины.

Совет. При установке стропильной системы из металла и дерева надо позаботиться о том, чтоб материалы не соприкасались друг с другом. Можно использовать влагозащитные средства или применять пленочную изоляцию

В промышленном строительстве используют металлические стропила, выполненные из стального проката (двутавра, тавра, уголков, швеллера и т.д.). Такая конструкция более компактна, чем деревянная, но хуже удерживает тепло, и поэтому требует дополнительной теплоизоляции.

Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции

Существуют два виды стропильных конструкций: висячие (распорные) и наслонные. Выбор системы определяется типом кровли, материалом перекрытия и природными условиями региона.

Висячие стропила опираются исключительно на внешние стены дома, промежуточные опоры не задействуются. Стропильные ноги висячего типа выполняют работу на сжатие и изгиб. Конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся к стенам. При помощи деревянных и металлических затяжек можно снизить эту нагрузку. Затяжки монтируют у основания стропил.

Висячая стропильная система часто используется для создания мансарды или в тех ситуациях, когда пролеты на крыше составляют 8-12 м, а дополнительные опоры не предусмотрены.

Наслонные стропила монтируются в домах с промежуточной столбчатой опорой или дополнительной несущей стеной. Нижние края стропил фиксируются на внешних стенах, а их средние части – на внутреннем простенке или несущем столбе.

Установка единой кровельной системы над несколькими пролетами должна включать распорные и наслонные стропильные фермы. В местах с промежуточными опорами монтируют наслонные стропила, а где их нет – висячие.

Особенности обустройства стропил на разных крышах

Двускатная крыша

Двускатная крыша, согласно строительным нормам, имеет угол наклона до 90°. Выбор наклона во многом определяется погодными условиями местности. В районах, где преобладают обильные осадки лучше устанавливать крутые скаты, а там, где господствуют сильные ветра – пологие кровли, чтоб максимально снизить давление на сооружение.

Распространенный вариант двускатной крыши – конструкция с углом наклона 35-45°. Такие параметры специалисты называют «золотой серединой» расхода строительных материалов и распределения нагрузки по периметру здания. Однако в таком случае чердачное помещение будет холодным и здесь не получится обустроить жилую комнату.

Для двускатной крыши применяется наслонная и висячая стропильная система.

Шатровая крыша

Все скаты крыши имеют одинаковую площадь и одинаковый угол наклона. Конькового прогона здесь нет, а стропила соединяются в одной точке, поэтому монтаж такой конструкции достаточно сложен.

Шатровую крышу целесообразно устанавливать при выполнении двух условий:

  • основание постройки квадратной формы;
  • в центре сооружения имеется несущая опора или стена, на которую можно будет зафиксировать стойку, поддерживающую стык стропильных ног.

Создать шатровую крышу можно и без стойки, но при этом конструкцию надо усилить дополнительными модулями – стойками затяжками.

Вальмовая крыша

Традиционная конструкция вальмовой кровли предполагает наличие накосных стропил (диагональных), направленных к углам постройки. Угол наклона ската такой крыше не превышает 40°. Диагональные прогоны обычно делают с усилением, так как именно на них приходится существенная часть нагрузки. Изготовляют такие элементы из сдвоенной доски и прочного бруса.

Места стыковки элементов обязательно подпираются стойкой, которая повышает надежность сооружения. Опора располагается на расстоянии ¼ длины больших стропил от конька. На месте фронтонов двускатной крыши устанавливаются укороченные стропила.

Стропильная конструкция четырехскатной кровли может включать очень длинные диагональные элементы (более 7 м). В этом случае под стропила надо монтировать вертикальную стойку, которая будет опираться на балку перекрытия. В качестве опоры можно использовать шпренгель – балка располагается в углу крыши и фиксируется на смежных стенах. Шпренгельную ферму усиливают подкосами.

Ломаная крыша

Ломаные крыши обычно создаются для обустройства большей мансарды. Установку стропил при таком варианте кровли можно разбить на три этапа:

  1. Монтаж П-образной конструкции – опоры для прогонов, которые удерживают стропильные ноги. Основание конструкции – балки перекрытия.
  2. Устанавливается не менее 3-х прогонов: два элемента проходят по углам П-образного каркаса, а один (коньковый прогон) монтируется по центру мансардного перекрытия.
  3. Монтаж стропильных ног.

Двухскатная крыша: установка стропил своими руками

Расчет угла наклона и нагрузок

Расчет двухскатной крыши конечно можно произвести самостоятельно, но все же лучше это доверить профессионалам, чтоб исключить погрешности и быть уверенным в надежности конструкции.

При выборе угла наклона надо учесть, что:

  • угол 5-15° подходит не для всех кровельных материалов, поэтому сначала выбирают тип покрытия, а потом делают расчет стропильной системы;
  • при угле наклона свыше 45° – возрастают материальные расходы на закупку составляющих «кровельного пирога».

Пределы нагрузки от воздействия снега колеблются от 80 до 320 кг/м2. Расчетный коэффициент для крыш с углом наклона меньше 25° составляет 1, для кровли с уклоном от 25° до 60° – 0,7. Это значит, что если на 1 м2 приходится 140 кг снежного покрова, то нагрузка на крышу со скатом под углом 40° составит: 140*0,7=98 кг/м2.

Для подсчета ветровой нагрузки берется коэффициент аэродинамического влияния и колебания ветрового давления. Значение постоянной нагрузки определяется суммированием веса всех составляющих «кровельного пирога» на м2 (в среднем – 40-50 кг/м2).

Исходя из полученных результатов, узнаем общую нагрузку на кровлю и определяем количество стропильных ног, их размер и сечение.

Монтаж мауэрлата и стропил

Установку стропил своими руками начинают с монтажа мауэрлата, который фиксируется анкерными болтами к продольным стенам.

Дальнейшее возведение конструкции выполняется в такой последовательности:

  1. Сделать шаблон, по которому собирается стропильная система. Взять две доски (длина одной доски равна длине стропил) и соединить между собой гвоздем.
  2. Получившиеся «ножницы» уложить двумя краями в места, где будут крепиться стропильные ноги. Зафиксировать угол между балками поперечной перекладиной.
  3. Из фанеры изготовить еще один шаблон – он понадобится для изготовления монтажных запилов на стропилах.
  4. С помощью шаблона вырезать на стропилах монтажные запилы и соединить их под выбранным углом наклона ската. В результате получается стропильная ферма.
  5. Фермы поднять на крышу и прикрепить к мауэрлату:
    • установить фронтальные (крайние) фермы;
    • между вершинами фронтальных ферм натянуть веревку – она обозначит месторасположение будущего конька и станет ориентиром для крепления остальных стропильных ног;
    • монтаж остальных ферм (расстояние между стропильными элементами – не меньше 0,6 м).
  6. При необходимости, укрепить конструкцию подкосами, ригелями и подпорами.
  7. Коньковый прогон установить на специальные опоры и прикрепить к нему короткие, диагональные и промежуточные стропила.

Установка стропил: видео

Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

  1. Затяжки для усиления стропил изготовляются по такому принципу: чем ближе к коньку располагаются затяжки, тем массивнее они должны быть. Их надо делать из деревянного бруса большего сечения и обязательно проконтролировать надежность соединительных узлов.
  2. Для того чтоб капли дождя не попадали верхние края стен дома и на стропильную конструкцию, необходимо сделать свес (длина от 55 см).
  3. Стропила из древесины перед установкой обязательно надо обработать антисептическим, противогрибковым средством и антипиренами для обеспечения пожаробезопасности.
  4. При болтовом соединении стропильных элементов обязательно надо использовать металлические пластины или шайбы – они помогут не допустить «утапливания» гайки в древесину.

Способы соединения элементов стропильной конструкции: видео

Монтаж стропильной системы своими руками

Для хорошей кровли очень важно, чтобы каждый шаг при её создании прошёл идеально. Основа всей конструкции крыши — это стропильная система, от конфигурации которой зависит тип верхней части здания. Существуют разные виды таких систем, среди которых необходимо подобрать наиболее подходящую для себя, ведь от правильности вашего выбора зависит функциональность и качество всей кровли.

Типы стропильной системы

Устройство кровли при возведении здания имеет существенное значение. А чтобы крыша была достаточно прочной, особое внимание уделяется несущим системам, которые делятся на:

  • комбинированные;
  • висячие;
  • наслонные.

Кровля — это довольно сложная конструкция, состоящая из разнообразных деталей. Основное требование, предъявляемое к крыше, это способность защищать строение от всевозможных погодных условий и выдерживать разные нагрузки.

Главные нагрузки кровли приходятся именно на стропильную систему, поэтому очень важно подобрать нужные материалы, всё правильно рассчитать и сделать монтаж в соответствии с технологией.

Установка висячих стропил

Висячие стропила предназначены для зданий, внутри которых нет капитальных перегородок, а между общими несущими и боковыми стенами расстояние составляет не более 10 метров. Конструкция кровли в данном варианте ложится на основные стены здания, но из-за этого она подвергается действию высоких нагрузок. Чтобы напряжение было немного слабее, применяют дополнительные детали (затяжки или ригели), которые скрепляют ферму в горизонтальном положении.

В зависимости от длины пролёта в конструкции висячих стропил применяются различные упрочняющие элементы

Нижние затяжки соединяются в основании стропил и могут быть применены как балки для чердачного перекрытия, при этом их необходимо уложить на мауэрлат. Для изготовления висячих стропил обычно берётся доска с сечением 50х200 мм, однако каждое индивидуальное здание нуждается в своих конкретных расчётах.

Последовательность действий по монтажу висячих стропил:

    Вначале на несущие боковые стены устанавливается мауэрлат.

Крепление мауэрлата на боковые несущие стены удобно выполнять при помощи винтовых шпилек, заранее вмурованных в каркас здания

В нижней части кровли висячие стропила врезаются в мауэрлат. Изначально первая стропильная пара делается на земле и используется в качестве шаблона. Остальные пары висячих стропил делаются по нему. Далее все стропильные фермы поднимают на самый верх строения и устанавливают по одной. Чтобы они стояли устойчиво, их нужно закрепить временными подкосами.

Крепление стропильных ног к мауэрлату выполняется стальными пластинами с обеих сторон

Далее устанавливается коньковый прогон с соблюдением правильного расстояния между всеми стропилами.

Коньковый прогон связывает стропильные фермы в верхней части и фиксирует их в вертикальном положении

  • Каждая стропильная пара укрепляется стягивающими досками. После этого производится окончательная затяжка мест крепления стропил к мауэрлату. При этом могут применяться болтовые соединения.
  • Если пролёт между стенами превышает 10 метров, система дополнительно укрепляется откосами и стойками.
  • Монтаж наслонных стропил

    Наслонные стропила в основном устанавливаются в тех зданиях, где присутствуют несущие перегородки. Их монтировать намного легче, чем висячую систему, поскольку надёжной опорой для стропил служат прочные несущие стены, расположенные внутри дома. Кроме того, для этой системы необходимо минимальное количество стройматериалов.

    Коньковая доска в этом случае служит опорной точкой. Такая кровельная система устанавливается в одном из трёх вариантов:

    1. Верхняя сторона кровельной наслонной системы крепится на опоре конька, а нижняя — врубается в мауэрлат. К стене крепится скобами или проволокой.
    2. Верхняя часть стропил подрезается под нужным углом, а затем соединяется железными пластинами. Нижняя часть стропил монтируется к мауэрлату специальными подвижными креплениями.
    3. Стропила крепятся досками или брусками сверху. Бруски располагаются горизонтально и параллельно друг другу. С двух сторон стропила монтируются под определённым углом, а между ними устанавливается коньковый прогон.

    Конфигурация дополнительных рёбер жёсткости в наслонных стропилах также зависит от длины пролёта здания

    Чтобы закрепить стропила в нижней части кровли, необходимо использовать скользящие крепления, которые избавляют несущие перегородки от дополнительного напряжения. В этом случае стропила не фиксируются очень плотно, благодаря чему при усадке здания они могут сдвигаться, не перегружая тем самым конструкцию крыши.

    Но в некоторых случаях можно использовать распорную систему, которая плотно крепится к мауэрлату внизу. Подкосы и затяжки монтируют в конструкцию для уменьшения нагрузки на стены. Этот способ носит название комплексный, поскольку объединяет элементы двух систем.

    Такая кровельная система применяется в основном для возведения частных строений, поэтому стоит упомянуть о монтажных работах, которые производятся в следующей последовательности:

    1. На построенные основные стены здания кладётся гидроизоляционный материал, например, рубероид.
    2. Мауэрлат крепится к каркасу через гидроизоляцию с помощью металлических анкеров.
    3. Стропила устанавливаются на мауэрлат и закрепляются жёсткими или подвижными скользящими креплениями. Можно стропила зафиксировать проволочной скруткой внутри стены. Для этого надо вбить костыль на расстоянии 30 сантиметров от мауэрлата и прикрутить на него проволоку. Потом зафиксировать костыль на стропилах. Подобный крепёж сохраняет кровлю даже во время порывистых ветров.

    Наслонные стропила крепятся к мауэрлату металлическими уголками или специальными подвижными элементами

    Свес шириной до 60 см формируется следующим образом — стропильные ноги выводятся за границы несущих стен. Эта конструкция надёжно защитит стены от осадков. Если стропильные ноги по длине доходят только до мауэрлата, их удлиняют при помощи деталей, называемых кобылками.

    Для удлинения стропил на них набивают доски определённой длины — кобылки

    Стропильная система закрепляется прогонами, стойками, а также подкосами.

    На последнем этапе стропильные фермы связываются коньковыми прогонами и дополнительными подкосами, а также устраиваются фронтонные свесы

    Монтажные работы по установке наслонной системы должны начинаться с настила досок на балки перекрытия. Такое приспособление поможет провести работы комфортно и безопасно.

    Комбинированная кровельная система

    Комбинированные стропила имеют в своей конструкции элементы из наслонных и висячих систем. Используются они при изготовлении мансардной кровли. Стены комнат на втором этаже получаются благодаря вертикальным стойкам, которые для стропильных балок являются точкой опоры.

    Горизонтальные брусья, которые были установлены поверх стоек, выполняют две функции: для верхних скатов они являются мауэрлатом, а для боковых — коньковым брусом. Некоторая часть стропильной системы, которая соединяется вверху концов стоек, одновременно становится затяжкой для верхних элементов и ригелем для скатов, расположенных по бокам.

    В комбинированной кровле используются фрагменты наслонных и висячих стропильных систем

    Чтобы увеличить прочность конструкции, надо произвести монтаж подкосов, которые закрепляют стропила и вертикальные стойки крыши. Изготавливать комбинированные стропила немного тяжелее, чем другие системы, зато трудоёмкость работ возмещается увеличением несущих характеристик крыши и наличием полноценного помещения под кровлей.

    Фотогалерея: варианты стропильных систем

    Монтаж стропильной системы кровли

    Стропильная система изготавливается из хвойных пород дерева. Можно использовать доски или брус, которые до монтажа обрабатываются антисептическими веществами. Крепёж может быть следующим:

    • платки из дерева;
    • пластины из металла;
    • разнообразные врубки;
    • гвозди.

    Приступая к установке стропил, выводят уровень перекрытий и несущих стен, после чего настилают гидроизоляцию. Подстропильная конструкция необходима для того, чтобы предотвратить деформацию стропил. В качестве опорных элементов, которые дают стропильной системе устойчивость, могут служить:

    • лежаки;
    • подкосы;
    • прогоны;
    • стойки.

    Утепление кровли необходимо, но для этого следует выбрать материал для гидро-, тепло- и пароизоляции. Монтаж производится послойно и только в той последовательности, в которой необходимо: изначально паро-, потом тепло- и в завершение влагоизоляционный материал.

    Перед укладкой кровельного покрытия монтируются необходимые защитные материалы с соблюдением установленных вентиляционных зазоров

    Для обеспечения длительной эксплуатации стропильной системы устраивается необходимая циркуляция воздуха с помощью установки отверстий для вентиляции. Чтобы не было протеканий, возле отверстий делают «воротники», не позволяющие проникать воде под крышу.

    Видео: монтаж стропильной системы своими руками

    Каким образом крепится мауэрлат

    Мауэрлат — это фундамент кровли, поэтому стоит относиться к его закреплению ответственно. В противном случае ремонт крыши в будущем будет неизбежным. Последовательность работ:

    1. По всему периметру строения производится монтаж гидроизоляционного материала.
    2. Брус раскладывается на верхний торец стен. При необходимости части бруса сращивают между собой.

    Брус необходимого сечения раскладывается по всему периметру здания на слой гидроизоляции

  • Проверяется правильность геометрической формы равенство длин диагоналей. Для проверки можно использовать леску или верёвку. Равенство диагоналей означает, что углы, образованные соседними частями мауэрлата, являются прямыми. При необходимости положение бруса корректируется.
  • Углы мауэрлата скрепляются между собой.

    Крепление мауэрлата в углах производится вполдерева

    Мауэрлат плотно закрепляется при помощи шпилек или проволоки. Если вы используете шпильки, то в мауэрлате сверлятся отверстия. Затяжка производится в несколько приёмов.

    К каменным, блочным или бетонным стенам мауэрлат крепится при помощи шпилек, укреплённых в них при устройстве верхнего ростверка

    Способы крепления кровельного мауэрлата и сращивание стропил

    Мауэрлат крепится к стенам здания по всему периметру, при этом крепления должны находиться в непосредственной близости от внутренней части стены. Снаружи дома деревянная деталь защищается незначительным выступом стены. Также изначально определяется место для крепления.

    Как закрепить мауэрлат к стене

    Мауэрлат к стене можно прикрепить следующими способами:

      С помощью проволоки, которая закладывается между двумя кирпичами. Её длина подбирается так, чтобы в итоге проволокой можно было обвязать полностью брус. Количество проволоки должно соответствовать числу стропильных ног.

    Проволока оборачивается вокруг мауэрлата и затягивается в прочный узел

    Винтовые шпильки. В кладку внедряют арматуру по высоте минимум за 3 ряда до начала кровли. Размер арматуры — 10 мм. Шпильки, загнутые в Г-образную форму, связывают с арматурным каркасом. Длина шпильки подбирается так, чтобы оставшаяся над поверхностью стенового каркаса часть была на несколько сантиметров больше, чем толщина мауэрлата. Затем конструкцию заливают бетоном. В брусе мауэрлата сверлят ответные отверстия и надевают его на шпильки. Далее мауэрлат фиксируется гайками.

    Шпилька свзывается с арматурным каркасом и после заливки бетоном становится его частью

  • Деревянные пробки. Их закладывают в здание по габаритам в один кирпич и обрабатывают антисептиками. Можно заложить пробки под мауэрлат и закрепить железными скобами.
  • Как закрепить стропила к мауэрлату

    Все варианты крепления кровельной стропильной системы к мауэрлату можно поделить на такие виды:

    1. Скользящее крепление. Производится за счёт запила и монтажа ноги стропильной системы на мауэрлат. Установка осуществляется при помощи специальной комбинации металлических пластин, которые при зацеплении друг за друга получают возможность перемещения в заданных пределах. За счёт этого обеспечивается возможность небольшого смещения стропил при усадке и сезонных деформациях здания.

    Скользящее крепление оставляет стропильной ноге небольшую свободу перемещения при деформациях здания

    Жёсткое крепление. Этот вариант используется для устройства наслонных стропил. В стропильной системе осуществляется врубка по специальному шаблону, а затем каждая нога упирается в мауэрлат и фиксируется гвоздями.

    Жёсткое крепление стропильных ног используется в системе наслонных стропил

    Как крепятся стропила на уровне конька

    Наиболее распространённым вариантом крепления стропил к коньку является стыковое соединение:

    • каждое стропило нужно обрезать под определённым углом, расположенным в верхнем крае. Этот угол должен быть точно равен углу наклона скатов;
    • стропильные ноги в местах среза нужно скрепить несколькими гвоздями длиной в 150 мм;
    • вбивать гвозди надо под углом таким образом, чтобы они проникли в другое стропило на достаточную глубину;

    Можно использовать разные варианты крепления стропильных ног под коньком

    накладки из дерева и металла помогают укрепить стропильную систему. Они закрепляются болтами или гвоздями.

    Металлические накладки используются для упрочнения конструкции стропил в области конька

    Варианты сращивания стропил

    В строительной сфере повсюду используются разнообразные варианты стропильного сращивания, при этом, подбирая определённую технологию, надо обратить внимание на характеристики конструкции стропильной системы, на которые влияют:

    • приобретённые материалы;
    • технические данные стройплощадки;
    • шаг монтажа стропил.

    Стропила могут сращиваться следующим образом:

      Встык — наиболее быстрый и надёжный вариант, чтобы удлинить стропила. Для этого сращиваемые детали обрезаются под углом в 90 градусов. Чтобы в месте соединения отсутствовал прогиб, потребуется высокая точность. Стропила закрепляются накладками из металла или дерева, скрепляемых гвоздями в шахматном порядке.

    Крепление встык упрочняется металлическими или деревянными накладками

  • Косой прируб — это места стыков деталей стропил, которые подрезаются под углом в 45°. Крепёжным элементом служит 12 или 14-миллиметровый болт, монтирующийся в середине места стыка.
  • Внахлёст — это простой вариант, поскольку в нем не нужна особая точность. Нахлест может составлять от 80 до 100 см. Далее стропила фиксируются с помощью гвоздей по всей длине сращиваемых досок. Гвозди вбиваются только в шахматном порядке, чтобы брусья не разомкнулись под большим весом кровельного материала. Можно также использовать шпильки или болты, однако изначально надо проделать для них отверстия. Подобный способ отличается высокой надёжностью сращённых стропил, но он более трудоёмкий.

    Стропильные доски можно сращивать любым из трёх описанных способов

    Каждая разновидность стропильной системы имеет свои характерные особенности и подходит только для определённого вида конструкции кровли. Именно от правильной установки стропил зависит не только надёжность, но и прочность кровли, поэтому к данному этапу работ необходимо подходить с максимальной ответственностью.

    Как правильно изготовить стропила для двухскатной крыши своими руками, а так же их виды и способы усиления стропильной системы

    02.02.2017 1,734 Просмотров

    Стропильная система — это каркас крыши, который является основанием для настила кровельных покрытий.

    Стропильная система призвана выдержать нагрузку крыши с учетом стихийных нагрузок: ветров, снега, дождя.

    Вариант крыши утверждается еще на стадии проекта.

    Назначение кровли включает в себя несколько функций: тепло в доме, защита помещения от природных явлений, поэтому стропильной системе необходимо уделить особое внимание.

    Как произвести расчет стропильной системы вы можете прочитать здесь.

    Виды стропильной системы

    Принято классифицировать стропильные системы, чтобы задача по выбору варианта будущей кровли решалась легче:

    • Односкатные. Самые простые. Больше подходят для подсобных помещений, бань, небольших частных домов, беседок. Предусматривает наклонное положение конструкции под небольшим углом (не более 25°);
    • Двускатные. Используются для небольших домов и дачных построек. Имеют вид треугольника, при котором стропильные доски соединены балкой и находятся под определенным углом;
    • Двухскатные ломаные. Имеют два ската с переломом, благодаря которому есть возможность увеличить площадь мансарды;
    • Трехскатные (полувальмовые). Имеют два ската формы трапеции, которые соединены одним торцевым треугольным скатом (вальмой);
    • Четырехскатные (вальмовые). Используются для жилых построек, требуют значительных трудозатрат. Имеют два торцевых треугольных ската и два трапециевидных;
    • Шатровые. Используются для построек квадратной формы. Состоят их четырех треугольных скатов, верхний угол которых соединен в центре кровли;
    • Многощипцовые. Состоят из трапециевидных или других скатов разных форм, соединенных между собой.

    Самые подходящие конструкции для мансардных крыш — двухскатные и ломаные двухскатные. Есть другие виды стропильных систем, но они менее распространены и не настолько практичны, как вышеперечисленные.

    Стропильные конструкции еще классифицируются на:

    • Висячие. При таком виде каркаса кровли не создается горизонтальная нагрузка по причине отсутствия несущих стен в помещении;
    • Наслонные. Вариант стропильной установки, предусматривающий опору на несущую внутреннюю стену или опору в здании.

    Расчет материала для каркаса кровли при проектировании здания ведется исходя из задуманной конфигурации и нагрузки. Стропила для двухскатной крыши своими руками сделать не трудно, важно подойти к делу с умом.

    Стропильные системы наслонного и висячего типа

    Расчет нагрузки на стропила

    Для правильного расчета нагрузки на стропила необходимо учитывать множество факторов, которые способны повлиять на тяжесть конструкции.

    Важные показатели, которые следует учесть:

    • Нагрузка постоянная: включает в себя массу кровельного пирога, покрывного материала;
    • Нагрузка временная: постоянное и максимальное количество снега, дождей, интенсивность ветреных порывов, а в районах с высокой сейсмичной активностью — действие штормовых ветров, смерчей, ураганов.

    Кроме того следует иметь ввиду массу и прочность стропильных ног, а также обратить внимание на крепление стропил двухскатной крыши и вариант монтажа.

    Схема стропильных систем

    Расстояние между стропилами двухскатной крыши и толщина стропила

    Шаг стропил двускатной крыши — это пустое место между стропилами. От правильного расчета шага зависит функциональность крыши. Как правило, шаг составляет около метра.

    Для более точного расчета расстояния между стропильными досками существует определенная схема расчета:

    1. Определяют длину ската.
    2. Длину ската делят на расстояние между стропилами.
    3. Чтобы определить количество стропильных досок, к полученному значению добавляют единицу и округляют в сторону большего значения. Так определяют, сколько досок надо на скат.
    4. Длину ската делят на количество досок, получают расстояние между стропилами.

    Такой расчет не всегда окончательный.

    Дополнительно следует учесть нагрузку кровельного покрытия (его массу), толщину стропила, а так же размеры стропил для двухскатной крыши.

    Толщина стропильной доски во многом зависит от покрывного материала:

    • Ондулин. Доски применяют сечением 5х20 см при шаге от 60 до 90 см с настилом обрешетки сечением 4х5 см;
    • Металлочерепица. Доски стропильные — 5х15 см, шаг — от 60 см до 95 см;
    • Керамическая черепица. Сечение доски — 6х18 см или 5х15 см, расстояние между брусками — от 80 см до 130 см;
    • Профнастил. Сечение стропила — 5х15 см, 5х10 см при шаге от 60 см до 90 см;
    • Шифер. Сечение бруса такое же, как на профнастил при шаге 60-80 см.

    Неправильный расчет длины стропил двускатной крыши, а так же неправильный расчет показателей шага могут привести к провисанию кровли.

    Установка стропил двухскатной крыши своими руками требует учесть еще вес стропильной доски и всех дополнительных креплений конструкции.

    Как рассчитать стропильную систему двухскатной крыши

    Из чего состоит стропильная система

    Стропильная конструкция — сложная система и установка стропильной системы двухскатной крыши не лёгкая задача. Стропильная система состоит не только из стропильных досок, но и из других дополнительных элементов:

    • Мауэрлата. Элемента, который распределяет всю нагрузку равномерно на опоры;
    • Прогона. Доски, скрепляющей ноги стропила: вверху — конек, сбоку — боковой прогон;
    • Затяжки. Соединительной балки, которая препятствует расхождению стропильных ног;
    • Подкосов, стоек. Брусков, которые фиксируют устойчивость стропил, упираясь в лежень;
    • Обрешетки. Решетка из брусков, которая накладывается перпендикулярно стропилам. Переносит нагрузку покрывного материала на стропильный каркас;
    • Конька. Соединительной балки, служащей объединением скатов кровли;
    • Кобылки. При недостаточности длины стропильных ног монтируют для образования свеса;
    • Свеса крыши. Выходит за пределы нижней линии ската для предотвращения попадания на стены осадков.

    Стропильная система подразумевает расположенные в одной плоскости стропила, растяжки, раскосы и стойки. Они расположены таким образом, что основная нагрузка кровельной конструкции падает вертикально на внешние несущие стены. Поэтому изготовление стропил двускатной крыши очень важный процесс.

    Из чего состоит стропильная система двускатной крыши

    Монтаж стропильной системы с наслонными стропилами

    Стропильную систему наслонного типа применяют в том случае, когда длина пролета не превышает 6,5 метра.

    При наличии несущих конструкций внутри строения имеется возможность установить дополнительные стойки.

    Главной опорой стропильных ног является мауэрлат.

    Монтаж мауэрлата

    Перед монтажом мауэрлата необходимо установить армпояс. Он состоит из опалубки, в который закладывается арматура и заливается бетоном. В основании при еще не застывшем бетоне устанавливаются шпильки, к которым потом крепится мауэрлат.

    Мауэрлат — брус, который укладывается на опору (несущую стену) и является основанием стропильного каркаса. Предварительно укладывается слой гидроизоляционного материала. Если длины бруса не хватает на длину стены, то его наращивают.

    Далее, поэтапно проводят установку:

    • Проверяют равенство диагоналей. Несоответствие в несколько сантиметров может привести к переоборудованию каркаса;
    • Закрепляют углы мауэрлата;
    • Прикрепляют мауэрлат при помощи шпилек или проволоки. Затяжку шпилек производят в два приема, предварительно просверлив для них отверстия.

    Поэтому необходимо серьезно отнестись к креплению мауэрлата к несущей опоре.

    Лежень

    После высыхания мауэрлата (через 5 дней), отмечают на брусе мауэрлата установки лежня: его ось должна быть с одинаковым отступом с каждой стороны от бруса мауэрлата. Лежень крепится на двухслойный гидроизоляционный слой анкерными болтами. К стене с внутренней стороны крепить лежень следует скрутками из проволоки или скобами. Далее делают разметку для установки стропил.

    Монтаж стропильной системы двухскатной крыши

    Опорными точками наслонных стропил являются стены и стойки внутри каркаса. Стропилы монтируют шарнирными узлами крепления. При использовании ползунков для крепления, обеспечивается небольшое опущение каркаса крыши в первые годы службы кровли.

    Такой метод установки необходим для предотвращения перекосов, так как в первые годы здание немного оседает.

    Крепить стропильные балки следует либо путем установки их в подготовленные пазы и укрепляют крепежными элементами, либо путем крепления досчатых накладок.

    Коньковый узел

    Стропила соединяют встык, обрезав край бруска таким образом, чтобы угол при соединении противоположных балок соответствовал углу ската. Забивают стропила под коньком гвоздями. Возможен вариант, при котором балки соединены болтами, гвоздем или шпилькой, то есть внахлест.

    При необходимости (если предусмотрено проектом) делается пропил в стропильных балках для крепления коньковой балки (прогона).

    Стойки

    Стойки крепятся при небольшой длине пролета — по центру, по бокам и центру — при более широком основании крыши. Крепление производится вертикально от конька к внутренней стене.

    Прогон

    Прогон — соединительная балка для закрепления стропильных ног. Крепится болтами или скобами к стойке.

    Установка кобылки

    Заключительным этапом монтажа наслонной системы является установка кобылок при короткой длине стропильных ног для свеса. Для установки козырька необходимо устанавливать дополнительно небольшие стропильные доски.

    Монтаж стропильной системы с наслонными стропилами

    Стропильная система двухскатной крыши своими руками: монтаж с висячими стропилами

    Стропильная система, оснащенная висячими стропилами, представляет собой треугольную конструкцию, где стороны — стропила, а основание — затяжка, соединенная с нижними пятками стропилин.

    Монтаж стропильного каркаса висячего типа может обойтись без установки мауэрлата: доска, которую закрепили на двухслойную гидроизоляцию может его заменить.

    Если конструкция имеет большой пролет, то к ней крепят подкосы, бабки, ригели.

    Стойки в висячей системе не предусмотрены.

    Затяжки

    Затяжка является самой длинной балкой каркаса кровли. Чтобы предотвратить ее провис, необходимо крепить бабки — доски, которые крепят к вершине конструкции с одной стороны, а к затяжке — с другой. Крепят болтами или накладками из дерева. С помощью резьбовых хомутов можно регулировать провисающую затяжку.

    Устройство стропильной системы

    Монтаж подкосных балок

    Бабку могут дополнять подкосные балки, образуя ромб, где два подкоса — нижние стороны, а стропильные доски — верхние, верхний угол — конек. Таким образом подкосы упираются в бабку, распределяя нагрузку.

    Стропила

    Стропила висячей конструкции монтируются подобно наслонной. При установке мансард затяжку устанавливают ближе к коньку, обеспечивая большее пространство под потолок. Затяжка в таком случае крепится путем врубки с болтовым закреплением.

    Наличие погрешностей приводит к смещению осей элементов системы, что обеспечивает перекос конструкции.

    Как установить стропила для двускатной крыши вам подскажет это фото:

    Как усилить стропила двухскатной крыши

    Усиливать стропила двухскатной крыши необходимо, когда расчет нагрузки произведен неверно или обнаружены дефекты каркаса.

    Усиление можно произвести с помощью:

    • Балок, которые устанавливаются с целью переноса на них нагрузки;
    • Монтажа подкосов с наклонным креплением с упором в лежень;
    • Наложения двухсторонних реек;
    • Увеличения сечения бруса стропила в месте опор на подкос путем наложения обшивки из досок гвоздями или болтами;
    • Стенок из досок, которые крепят к стропилам в местах ожидаемого скопления снега для увеличения несущей способности стропил.

    Можно прибегнуть к усилению бруса мауэрлата и основания стропильного бруса. За счет повышенной влажности и снижения вентиляции эти части каркаса более подвержены гниению, поэтому при обустройстве кровли необходимо особое внимание уделить гидроизоляции и вентиляционным выходам.

    Полезное видео

    В данном видео вы узнаете как установить стропила для двускатной крыши.

    Расстояние между стропилами: принципы и примеры расчетов шага стропильной системы

    Задача правильно рассчитать расстояние между стропилами – очень ответственная. От того, насколько серьезно вы приступите к ее решению, будет зависеть не только надежность и долговечность крыши, но и все последующие работы на ней: укладка утеплителя, монтаж кровельного покрытия, установка доборных элементов. Если просто подогнать шаг стропил под листы кровли, как это многие делают, то не факт, что между стропилами потом войдет утеплитель.

    Если же ориентироваться только на утеплитель – первая же зима с ее обильным русским снегом сокрушит стропильную систему. Вот почему важно подобрать оптимальный шаг стропил для всех скатов, и как это сделать мы сейчас расскажем.

    Содержание

    Вот хороший видео-урок, как самостоятельно рассчитать расстояние между стропилами:

    От чего зависит шаг между стропилами?

    Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами, как:

    1. Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
    2. Угол наклона крыши.
    3. Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
    4. Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
    5. Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные осадки и др.).
    6. Материал обрешетки (доска 20х100 или брус 50х50) и ее параметры (сплошная из дерева, с пробелами 10 см, 20 см или сплошная из фанеры).

    Каждый из этих параметров нужно непременно принимать во внимание.

    Онлайн-калькуляторы vs блокнот и карандаш

    Для правильного расчета сечения стропил и шага их установки сегодня существует много сложных формул. Но помните, что такие формулы были в свое время разработаны больше для того, чтобы была возможность не столько идеально рассчитать конструктив крыши, сколько изучить работу таких элементов.

    Например, сегодня пользуются популярностью несложные онлайн-программы, которые неплохо рассчитывают параметры стропил. Но идеально, если вы сможете самостоятельно поставить конкретные задачи и вычислить все, что вам нужно. Важно понять до мелочей, что именно происходит в стропильной системе во время эксплуатации, какие именно силы на нее воздействует и какие нагрузки. А компьютерная программа не всегда может учитывать все, то что замечает человеческий мозг. Поэтому мы советуем вам произвести расчеты все-таки вручную.

    Декоративные стропила: 0% нагрузки

    Первым делом определитесь с самым главным пунктом: типом крыши и ее назначением. Дело в том, что крыша жилого дома зимой выдерживает большую шапку снега, постоянный ветер на высоте, ее нередко утепляют изнутри, а вот к стропильной системе небольшой беседки, спрятанной под кронами деревьев, предъявляют совсем другие требования.

    Например, если вы строите перголу в ее классическом понимании, то совершенно не важно, какое именно будет у нее расстояние между стропилами – это уже чисто эстетический фактор:

    В приведенной иллюстрации видно, что даже в такой постройке есть свой шаг стропил. Ведь здесь он обеспечивает и эстетический фактор, и жесткость самой конструкции. Но выбирают шаг произвольным путем.

    Функциональные стропила: подробный расчет

    Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.

    Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил

    Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.

    Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. В тоже время можно сэкономить, поставив их с расстоянием 1 и 2 метра, и получится ровно 5 стропил. Можно поставить также с расстоянием 2 и 3 метра, но зато усилить обрешеткой. Но крайне нежелательно делать шаг стропил более 2 метров.

    Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши

    Итак, мы остановились на том, что среднее расстояние между стропилами обычной крыши – 1 метр. Но, если в местности значительная снеговая или ветровая нагрузка, крыша пологая или просто тяжелая (например, покрыта глиняной черепицей), тогда такое расстояние необходимо уменьшить до 60-80 см. А вот на крыше с уклоном более 45 градусов его можно даже увеличить на расстояние 1,2 м-1,4 м.

    Почему это так важно? Давайте разберемся. Дело в том, что воздушный поток сталкивается на своем пути со стеной под крышей здания, и там происходят завихрения, после чего ветер ударяет в карнизный свес крыши. Получается, что ветровой поток как бы огибает скат крыши, но при этом стремясь ее приподнять. И в крыше в этот момент возникают силы, которые готовы ее сорвать или опрокинуть – это две наветренные стороны и одна подъемная.

    Есть еще одна сила, которая возникает от давления ветра и действует перпендикулярно склону, стараясь словно вдавить скат крыши вовнутрь. И чем больше угол наклона ската кровли, тем больше имеют значение безопасные силы ветра и меньше касательные. А чем больше угол ската, тем реже нужно ставить стропила.

    Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:

    В российском климате на стандартную крышу дома значительную часть года воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то одной стороне крыши.

    Вот почему в таких местах, где возможен снеговой мешок, нужно ставить спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешетку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.

    Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственную интуицию, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности по официальным данным:

    Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов

    Если вы планируете утеплять кровлю, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит теплоизоляции, а это 60, 80 или 120 см.

    Если потом подгонять утеплитель под уже существующие параметры крыши, будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.

    Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала

    Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:

    Т.к. для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используется сосна и ель, их прочность на изгиб и особенности использования уже давно прописаны. Если же вы будете использовать древесину других пород, то нужно будет выводить поправочный коэффициент.

    Кроме того, если на стропилах будут сечения, врубки или отверстия под болты, в этих местах нужно рассчитывать несущую способность бруска с коэффициентом 0,80.

    Пункт 5. Расстояние между затяжками и балками перекрытия

    Если крыша строится со связанными между собой стропильными фермами, и их нижний пояс используется одновременно в качестве балок перекрытия, тогда расстояние между фермами нужно делать в пределах 60-75 см, чтобы учитывать конструкцию будущего пола.

    Пункт 6. Нагрузки на стропильные узлы

    Итак, вот основные нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши:

    1. Статические, куда входит вес самой стропильной системы, вес кровли, лежащего на крыше снега и доборных элементов.
    2. Динамические, куда входит сила ветра, неожиданные повреждения кровли, вес человека и техники для ремонта и им подобные факторы.

    И все они способны в определенный момент воздействовать на крышу одновременно, а поэтому и существует такое понятие, как критическое значение. Это именно то значение нагрузок, при котором крыша не выдерживает и деформируется.

    Поэтому, если здание строится со значительными пролетами, то обязательно применяются стальные стропильные фермы. Дело в том, что напряжение в таких стержнях отсутствует, и вся нагрузка приходится на узлы – на них воздействуют сжимающие и растягивающие силы. А расстояние между такими фермами рассчитывается в зависимости от типа кровли и конструкции самой крыши.

    Обычно унифицированную ферму ставят с пролетом, кратным шести, и поэтому между узлами фермы делается расстояние, кратное полутора метрам.

    Пункт 7. Вес стропильной системы и кровельного пирога

    Не забывайте, что главное предназначение стропил – удерживать на себе всю крышу, и ее вес при этом имеет немаловажное значение:

    Пункт 8. Удобство монтажа кровельного покрытия

    Влияет на расстояние между стропилами также такой фактор, как выбранное кровельное покрытие. Чем выше уклон крыши, тем больше кровельных материалов при этом будет использовано. А чем они тяжелее, тем чаще придется ставить под них стропила. И сплошная обрешетка также имеет свой вес:

    У каждого вида кровли – свой оптимальный шаг стропил. Ведь многие стандартные листы по краям нужно крепить прямо в стропила или обрешетку, и важно, чтобы они совпадали. Иначе работа по покрытию кровли легко превратится в сущий ад на высоте, поверьте.

    Вот почему даже перед началом монтажа нужно обязательно сделать раскладку, все несколько раз проверить. И знать некоторые важные тонкости по каждому из видов покрытий.

    Определение нагрузок на крышу в целом и стропила в отдельности

    Итак, мы определили, что, помимо других конструктивных факторов, на стропильную систему крыши одновременно действует целая совокупность нагрузок: вес обрешетки, шапка из снега, давление ветра. После того, как вы сложите все нагрузки вместе, обязательно умножьте их на коэффициент 1,1. Необходимо делать расчет на разрушение, т.е. на полную нагрузку, которая действует на крыше, плюс небольшой запас. Так вы сможете заложить дополнительную 10% прочность на случай непредвиденных обстоятельств.

    Теперь остается только разделить общую нагрузку на планируемое количество стропил и выяснить, справится ли каждое из них со своей задачей. Если кажется, что конструкция будет хилой – смело добавьте 1-2 стропила в общее количество, и вы будете спокойны за свой дом.

    Стандартная конструкция крыши – это стропила, решетчатые прогоны, и каждый из этих элементов срабатывает только на ту нагрузку, которая давит именно на него, а не на всю крышу в целом. Т.е. на каждое отдельно взятое стропило действует своя нагрузка: общая, но поделенная на количество стропильных ног. Поэтому изменением шага стропил вы изменяете площадь и силу нагрузки – уменьшая ее или увеличивая. Если же менять шаг стропил вам неудобно, поработайте с параметрами сечения стропильных ног, и общая несущая способность крыши увеличится в разы:

    При этом расчете старайтесь добиться, чтобы самое длинное стропило было у вас в проекте не более шести с половиной метров, в противном случае – наращивайте их по длине. Для чего это нужно? На крышах с уклоном скатов до 30 градусов стропила — так называемые «сгибаемые элементы». Т.е. они работают именно на изгиб, и к ним есть определенные требования. А возможность прогиба стропил рассчитывают по специальной формуле. Если результат превышает норму, тогда стропила увеличивают по высоте и делают новый расчет.

    А вот на крыше с уклоном скатов более 30 градусов такие стропила будут считаться «сгибаемо-сжатыми» элементами. То есть, стропила не только немного прогибаются под весом крыши, но и сдавливаются от конька к мауэрлату. Кроме того, на растяжение необходимо проверить и ригель, который обычно сдерживает две стропильные ноги.

    Как видите, с подобными расчетами справится даже далекий от строительства человек. Главное – все учесть, быть внимательным и готовым потратить немного больше времени на проектирование, чтобы потом вся работа прошла быстро и четко.

    Шаг стропил: план расчета и укладки

    Конструкция крыши строительного объекта различного назначения подвержена различным нагрузкам – весу кровельного покрытия природного и искусственного характера, теплоизолирующих материалов, ветровому и снеговому давлению, весу стропильной системы. Поэтому, учитывая совокупность возможных нагрузок, возникающих при эксплуатации кровли, необходимо спроектировать шаг стропил.

    От чего он зависит, мы изложим в этой статье.

    Расчет стропильной системы

    1. Стропильная система
    2. Расчет сечения стропильных элементов
    3. Шаг между стропилами
    4. Цель расчетов
    5. План стропильной системы

    Стропильная система

    Элементы стропильной системы опираются на несущую конструкцию стены, которая создает нагрузку на фундамент строительного сооружения. Выбор стропильной системы обусловлен типом кровли.

    Как правило, конструкция стропил не видна на общем фоне устройства кровли. Однако, не стоит отрицать ее важность, так как именно качественный каркас придает всей конструкции крыши устойчивость и прочность. Причем качество стропильной системы должно оставаться неизменным, несмотря на тип кровельного покрытия (черепица на кровле или оцинкованное железо, еврошифер или рулонные материалы).

    В любом случае расчет размеров материалов для устройства стропильной системы должен обеспечивать механическую прочность конструкции.

    В критерии расчета должно входить:

    • Тип материала;
    • Конструкция кровли;
    • Целесообразность и экономичность строительства.

    Расчет стропильной системы производится на стадии проектирования крыши.

    Он включает следующие позиции:

    • Расчет сечения брусков для стропил;
    • Расчет шага стропил
    • Расчет пролетов;
    • Разработку системы укладки стропил (стропильная ферма и конструкция);
    • Анализ прочности несущих конструкций сооружения;
    • Расчет применения дополнительных элементов (по необходимости – раскосы и затяжки).

    Внимание. При строительстве типового проекта можно воспользоваться стандартными расчетами, указанными в строительных нормах.
    Для индивидуального строительства к этому вопросу необходимо подходить особо, учитывая условия строительства и конфигурацию сооружения.

    Расчет сечения стропильных элементов

    Подбор сечения стропил зависит от таких показателей:

    • Схемы крыши;
    • Природных нагрузок, характерных для климатического региона;
    • Длины стропил;
    • Угла наклона ската и соответственно стропильных ног.

    Правильный расчет геометрических параметров стропил обеспечит прочность конструкции.

    В качестве стропильных элементов могут использоваться деревянные брусья или металлические элементы. Последнее время многие строители стали совмещать эти элементы в единую конструкцию.

    Стоит отметить, что металлическая поверхность характеризуется появление конденсата, который капая на деревянные элементы, приводит к их гниению. В расчетах стропильных элементов мы остановимся на случае применения в конструкции только деревянных элементов.

    Приведем некоторые расчеты сечения бруска для стропил:

    1. При длине стропил 4 м и угле наклона 30 градусов используется брусок с сечением 50х140 мм;
    2. Соответственно 4,3 м – 35 градусов – 50х150 мм;
    3. 4,6 м – 40 градусов – 50х160 мм;
    4. 4,95 м – 45 градусов – 50х170 мм;
    5. 3,9 м – 25 градусов – 50х140 мм.

    Такое сечение подходит для проектов с размещением стропил на расстоянии 1,6 м друг от друга.

    При увеличении шага размещения стропильных балок, увеличивается показатель толщины. Строительный рынок для типовых проектов выпускает кровельные материалы, имеющие длину 1 м. Поэтому наиболее часто в конструкции стропильной системы используется шаг с таким же размером.

    Заметьте, что снижение величины шага с 1,6 м до 1 м не приводит к уменьшению сечения бруса для стропил. Так что при условии размещения балок на 1 м друг от друга необходимо использовать расчет сечения, который мы привели выше.

    Шаг между стропилами

    Основу стропильной конструкции составляет треугольник, состоящий из верхнего пояса фермы – стропильных ног, и нижнего пояса – затяжки. Верхние концы стропильных ног соединяются с прогоном на коньке. Крепление нижних концов осуществляется на стенах дома с наружной стороны.

    Способность выдерживать стропилами нагрузку обусловлена шагом из размещения.

    Шаг стропильных ног зависит от многих показателей:

    • Формы крыши (вальмовая, двухскатная или односкатная);
    • Наклона ската;
    • Параметров сечения балки (ширины и толщины);
    • Конструкции стропильной системы (наслонная или висячая);
    • Веса кровельного покрытия (согласитесь, что шифер, рулонные материалы, профилированные листы имеют различную массу);
    • Сечения материала обрешетки (50х50 мм, 20х100 мм и прочие);
    • Типов обрешетки (сплошная или с шагом).

    Конечно, если учесть все показатели, то расчет даст гарантированный результат в направлении создания надежной крыши при высоких нагрузках, которые определяются технической характеристикой кровельного материала и требованиями строительных норм.

    Для установления ширины шага используется нормативная и расчетная нагрузка. Обычно, нормативная определена нормами СНИП, а расчетная проводится конструктивным методом. В зависимости от размера конструкции крыши и кровельного покрытия.

    Распространенный вариант – это использование бруска с сечением 5х15 см и шагом укладки от 80 до 180 см. при увеличении наклона ската расширяется стропильный шаг.

    • При уклоне ската 20 градусов шаг составляет 80 см;
    • Угол 75 градусов – шаг равен 130 см.

    При расчете ширины шага учитывается длина стропильных элементов. При увеличении размера стропил нельзя увеличивать расстояние между ними.

    Приведем пример расчета шага (см) с учетом длины стропил (м) и сечения бруса (мм):

    1. 60 – 3,0 – 40х150;
    2. 60 – 4,0 – 50х150;
    3. 60 – 6,0 – 50х200;
    4. 110 – 3,0 – 75х125;
    5. 110 – 4,0 – 75х175;
    6. 110 – 5,0 – 75х200;
    7. 175 – 3,0 – 75х150;
    8. 175 – 4,0 – 75х200;
    9. 175 – 6,0 – 100х250.

    Совет. Если в процессе эксплуатации у вас будет возникать необходимость перемещения по крыше, то рекомендуется устанавливать шаг между стропилами 85 см при наклоне ската 45 градусов.

    Цель расчетов

    Как мы уже говорили, необходимость проведения расчетов обусловлена получением хорошего результата – устройство надежной и прочной крыши. Разработка расчетов направлена на выявление предельного состояния конструктивных элементов, то есть устойчивость к прогибу и разрушению.

    Показатели расчетов, которые приведены выше, выполнялись с учетом наклона ската, снеговой и ветровой нагрузки, веса кровли, высоты здания, что определяет устойчивость элементов к разрушению.

    Устойчивость к прогибу определяется нормативными нагрузками, которые различаются для каждого региона. Значение нормативных нагрузок содержат СНИП по устройству и расчету стропильной системы.

    План стропильной системы

    После проведения всех расчетов и подготовки материала можно приступать к сооружению стропильной конструкции. Для правильного монтажа осуществляется раскладка стропил.

    План раскладки таков:

    1. Определяется положение стропильных элементов (ног).
    2. Наносится маркировка на стропильные пары.
    3. Определяется положение пар относительно стеновой конструкции.

    План разрабатывается на основе типа стропильной опоры. Для легких кровель можно применять конструкцию из стропильных ног и нижней затяжки. Тяжелые по весу кровельные покрытия нуждаются во включении в стропильную конструкцию дополнительных опорных элементов.

    Приведем пример некоторых типов стропильной конструкции:

    1. Наслонная (в качестве опоры для стропильных ног выступает мауэрлат – опорный брус; расстояние между опорами составляет 6 м);

    Наслонная система на опарном брусе

    1. Наслонная с ригелем (в этой конструкции монтируется затяжка между стропилами, обеспечивающая устойчивость к прогибу; расстояние опор под стропильные ноги равно 8 м);

    Наслонная система с ригелем

    1. Наслонная со средней опорой (дополнительно к опорному брусу и стропильным ногам устанавливается под конек стойка, к ней и стропилам крепятся подкосы; это позволяет увеличить прочность и жесткость конструкции, а также шаг между опорами до 12 м).

    Наслонная со средней опорой

    Внимание. Всегда в стойке закрепляется парное число подкосов для равномерного распределения нагрузки материалов на стропильную систему.

    Применение конструктивных мер расчетов и укладки стропил приводит к предохранению крыши от воздействия нагрузок кровельных материалов, ветра, снежного покрова. Грамотный расчет исключает необходимость проведения капитального ремонта до истечения гарантийного срока применяемых материалов и монтажных работ.

    Правильная установка стропил своими руками

    Установка стропил – один из ключевых этапов возведения крыши. Чтобы стропильная система в процессе эксплуатации не деформировалась и не разрушалась под высокими нагрузками, стропила должны быть правильно закреплены.

    Расчет шага стропил

    Через какое расстояние ставят стропила? При проектировании стропильной системы этому вопросу уделяется особое внимание. От сечения стропил и шага их установки зависят прочностные характеристики кровельной системы.

    Шагом стропил называется расстояние между соседними стропильными ногами. Минимальный шаг стропил составляет 60 см, максимальный – более 1 метра. Упрощенный вариант расчета шага стропил подразумевает использование таблицы:

    Длину ската по карнизу необходимо разделить на выбранный в таблице шаг стропил, затем к полученному значению прибавить единицу и округлить до целого числа в большую сторону. Получившийся результат обозначает необходимое количество стропильных ног на один скат. Затем длину ската по карнизу следует разделить на вычисленное количество стропильных ног – итоговое число соответствует значению межосевого расстояния между стропилами.

    Данная расчетная методика является общей, она не учитывает специфику кровельных покрытий и тип используемого утеплителя. Если предполагается укладка рулонного или плитного теплоизолятора, шаг стропилин рекомендуется подогнать под размер материала. При этом следует учесть, что ширина ватного утеплителя должна быть на 1-1,5 см больше, чем пролет между стропильными ногами.

    Определяя, через какое расстояние ставить стропила, также следует обратить внимание на рекомендации по монтажу выбранного кровельного покрытия.

    Подготовка материала

    Установка стропил своими руками требует не только знания технологии процесса, но и правильной подготовки деревянных элементов системы к монтажу. Стропила выполняются из обрезной доски или бруса, сечение пиломатериала подбирается на этапе проектирования крыши. Дерево не должно иметь трещин, червоточин и других повреждений.

    Стропильные ноги должны изготавливаться из хорошо просушенной древесины хвойных пород, чтобы исключить их деформацию.

    Деревянные элементы требуется обработать огнезащитными и биозащитными составами. Перед тем, как приступить к монтажу, необходимо определиться со способом крепления стропил к мауэрлату или балкам, с видом конькового соединения. В соответствии с проектом подбираются металлические и деревянные крепежные элементы, в том числе:

    • пластины (из металла или дерева);
    • болты или шпильки с гайками и широкими шайбами;
    • гвозди, саморезы, скобы и т.д.;
    • проволока-катанка.

    Виды стропил и особенности их установки

    При возведении крыши дома используются висячие или наслонные стропила. В некоторых случаях могут использоваться комбинация из тех и других. Висячие опираются только на стены строения, а наслонные требуют установки дополнительных опорных конструкций, поэтому данный вариант в первую очередь применяется при наличии средней несущей стены либо опорных столбов внутри коробки здания.

    Наслонные стропилины нижней частью упираются в мауэрлат, соответственно, стены сооружения должны иметь достаточную ширину для монтажа специальной опорной конструкции из бруса сечением 150×150 мм. Верхняя часть наслонных стропил опирается на коньковый прогон. Таким образом, установка стропил крыши требует монтажа прогона, для чего на средней стене или столбах следует смонтировать стойки.

    Висячие стропила опираются только на стены. Данную конструкцию можно монтировать как на мауэрлат, так и на тонких стенах без укладки мауэрлата. В этом случае опорой для нижней части ног служат балки перекрытия, выступающие за плоскость стены с обеих сторон здания. Висячие стропила соединяются перемычкой (затяжкой, ригелем) которая снимает распирающие усилия. При перекрытии больших прогонов стропильные фермы усиливаются дополнительными элементами для усиления жесткости конструкции. При установке висячих стропил на мауэрлат, низко расположенная затяжка может служить балкой перекрытия.

    Перед тем, как ставить стропила, необходимо смонтировать леса. Это дает возможность обеспечить необходимую безопасность и удобство работ.

    Монтаж верхних концов стропил

    Выбирая, как установить стропила, важно оценить сложность работ и вес стропильных конструкций. Если ферма в собранном виде имеет относительно небольшой вес, либо есть возможность использовать подъемное оборудование, то конструкции проще собирать на земле, а затем поднимать и монтировать на крыше. Если элементы системы имеют большой вес и поднимать их приходится вручную, то сборка ферм выполняется на крыше. О технологии монтажа стропильных ферм рассказывается в видео инструкции.

    Соединение верхних концов стропилин может выполняться разными способами. В первую очередь, это крепление встык. На встречных стропильных ногах выполняются зарезы под нужным углом. Затем стропилины состыковывают полученными торцами и крепятся на два гвоздя. Соединение дополнительно усиливается деревянной или металлической накладкой.

    Крепление стропильных ног внахлест выполняется с использованием болтов или шпилек с широкими шайбами и гайками. В этом случае стропила соприкасаются плоскостями.

    Если стропильная система монтируется на деревянном доме с фронтонами, выполненными из бруса или бревна, ставить стропила на стены требуется с использованием скользящего крепежа, чтобы избежать деформации крыши при усадке сооружения. Соответственно, в коньковой части стропилины должны быть соединены особым образом: стропильные ноги должны располагаться с зазором, и скрепляются они при помощи специального подвижного соединительного элемента из металла.

    При наличии конькового бруса монтаж на земле стропильных ферм не требуется – стропильные ноги устанавливаются по одной, и крепятся к коньковому прогону.

    Коньковый прогон должен быть расположен строго горизонтально, чтобы стропильная система равномерно распределяла нагрузку, которую испытывает крыша.

    Способы установки стропил на стены

    Нижние концы стропилин крепятся к балкам или мауэрлатам. Смонтированные по шаблону фермы висячих стропил поднимаются на крышу. В первую очередь устанавливаются крайние фермы. В затяжке требуется выполнить два-три отверстия, чтобы прикрепить стропилины к балкам, уложенным на верхний венец сруба.

    Если висячие стропила монтируются на каменную постройку, требуется использовать специальный крепеж – так называемый «ерш», выполненный из прочной стали. Данный крепеж вбивается в каждый четвертый ряд кирпичной кладки. При помощи петель, отходящих от ерша, можно закрепить балки. Рекомендуется использовать прочный брус в качестве мауэрлата – в этом случае нагрузка будет равномерно передаваться на стены.

    На постройках, выполненных из кирпича или другого материала, не склонного к усадке, стропилины следует крепить жестко. Для этого в стропильной ноге выполняется вырез, нижняя часть которого должна прочно лежать на мауэрлате. Стропило фиксируется тремя гвоздями (два вбиваются с обеих сторон под углом, а третий вертикально сверху) и обвязывается проволокой. Также может применяться соединение при помощи уголков и опорного бруска, предотвращающих сдвиг стропилины.

    Правильная установка стропил подразумевает выполнение противопожарного разрыва в месте, где через крышу проходит дымовая труба. Если при ее обустройстве предусмотрен монтаж специальной стропильной системы, это следует учитывать при установке укороченной стропильной ноги (от мауэрлата до конструкции дымохода). Между конструктивными элементами и трубой расстояние должно составлять не менее 130 мм.

    Если стропильная нога упирается в мауэрлат без свеса, то для создания свеса крыши следует установить специальные доски – кобылки.

    Установка стропилин при монтаже ломаной мансардной крыши имеет свои особенности. В этом случае в первую очередь монтируется прямоугольный каркас из стоек и прогонов. Затем на прогоны, укрепленные на стойках, крепятся висячие стропильные фермы с распоркой-ригелем. Следом каждая стойка соединяется коротким стропилом с мауэрлатом.

    Как правильно установить стропила покажут специалисты в тематическом видео.

    Шаг стропильных ног при устройстве кровли

    Шаг стропил под металлочерепицу: устройство и размеры

    Кровельное покрытие из металлочерепицы привлекает своим внешним видом. К преимуществам материала также следует отнести небольшой вес, легкость монтажа и доступную стоимость.

    Расчет каркаса крыши и шага стропил

    Одним из ключевых факторов, определяющих устойчивость каркаса крыши к нагрузкам, является шаг стропил – расстояние между соседними стропильными ногами, расположенными на одном скате. Чем точнее рассчитан шаг стропил, тем долговечнее и надежнее конструкция кровли. Кроме того, следует правильно подобрать сечение стропильных ног и других элементов конструкции. Ошибки в расчетах могут привести к тому, что в процессе эксплуатации крыша деформируется под воздействием внешних нагрузок.

    Стропильная нога должна быть прочной, жесткой на изгиб. Ее длина и размер сечения коррелируют между собой: чем длиннее стропило, тем больше должно быть его сечение. Длина стропильной ноги определяется исходя из угла наклона ската и высоты конька. При расчете промежутка между стропилами также следует принять во внимание угол наклона крыши – чем круче скаты, тем больше может быть шаг стропил. Но при большой длине стропильных ног расстояние между ними следует уменьшить.

    Промежуток между ногами в среднем составляет 80-100 см, при этом допустимым минимумом считается шаг стропил в 60 см, а разумным максимумом – 150 см. Чтобы определить оптимальное количество стропильных ног на скате, выполняются следующие действия:

    • измеряется длина стены, на которую будут опираться стропила;
    • полученная величина делится на наиболее подходящий шаг;
    • к результату следует прибавить единицу и полученную величину округлить в большую сторону.

    Данный алгоритм позволяет вычислить требуемое количество стропил для одного ската, а чтобы узнать, с каким промежутком их предстоит устанавливать, длину стены следует разделить на полученную величину. Результат будет равен межосевому расстоянию между стропильными ногами, которое и представляет собой шаг стропил.

    Следует учесть, что общая методика не учитывает такие нюансы, как выбор утеплителя. Подогнав шаг стропил к ширине теплоизолирующего рулонного или плитного материала можно упростить монтаж кровельной системы и уменьшить расходы на строительство. Корректировать величину промежутка между стропилами можно до определенных пределов – не стоит увеличивать расчетный шаг стропил при возведении стропильной системы под тяжелые кровельные материалы.

    Стропильная система для кровли из металлочерепицы, напротив, не требует специального усиления. Данный материал для внешнего покрытия крыши характеризуется достаточно высокой прочностью при относительно небольшом весе. Листы металлочерепицы монтируются на разреженную обрешетку из брусков или досок, которая крепится к стропилам, расположенным с шагом от 60 до 95 см. Это усредненные значения для стропильных ног, изготовленных из стандартной доски сечением 50×150 мм, при длине до 4,5 метров.

    Если предполагается использовать теплоизолятор толщиной более 150 мм, рекомендуется изготавливать стропильные ноги из доски сечением 50×200 мм, чтобы не пришлось наращивать в ширину стропила рейками со стороны чердачного помещения.

    Особенности монтажа каркаса под металлочерепицу

    В целом стропильная система и обрешетка под металлочерепицу рассчитывается и монтируется по стандартным правилам. Принципиальной особенностью можно считать необходимость крепления верхней опоры стропильной ноги сверху конькового прогона, а не в боковой части конькового бруса. В этом случае в верхней части кровли, в коньке, остается свободное пространство, необходимое для нормальной циркуляции воздуха в кровельном пироге. Если не обеспечить правильную циркуляцию воздуха в системе, внутри кровельного пирога образуется конденсат, вызывающий коррозию металлочерепицы.

    Чтобы сделать воздухообмен утепленной кровли более интенсивным, рядом с верхней кромкой стропильных ног рекомендуется просверлить отверстия, диаметр которых составляет около 10 мм.

    Устройство каркаса крыши из металлочерепицы может потребовать использования элементов для усиления стропильной системы. Под элементами, придающими жесткость конструкции, обычно подразумеваются затяжки и ригели – горизонтальные перемычки между стропилами в системе висячего типа. Затяжка располагается у основания стропильных ног, ригель – ближе к коньку. Усиление наслонных стропильных ног выполняется за счет монтажа горизонтальных прогонов на стойках – это обеспечивает дополнительную точку опоры. К дополнительным элементам относятся кобылки – специальные доски, позволяющие увеличить размер стропил в длину для формирования свеса кровли из металлочерепицы.

    При устройстве деревянной стропильной системы важно позаботиться о защите древесины от повреждения гнилью и огнем. Антисептическая пропитка предупредит биологическое разрушение древесных материалов, а огнезащитный состав снизит риск возгорания и скорость распространения огня. Для обработки стропильных конструкций после сборки каркаса (или отдельных элементов до его монтажа) может применяться комплексная огнебиозащитная пропитка, либо отдельные специализированные составы.

    Обработка выполняется в два захода с перерывом на полное высыхание первого слоя. Состав наносится валиком или мягкой кистью.

    Монтаж каркаса крыши из металла

    Каркас металлочерепичной крыши частного дома чаще всего возводится из дерева – данный материал легко подгоняется в размер и монтируется без применения специализированного оборудования. Однако устройство опорной конструкции под металлочерепицу в некоторых случаях может выполняться из металлического профиля. В частности, при строительстве:

    Стропила из металлопрофиля под металлочерепицу имеют ряд преимуществ:

    • выдерживают высокие нагрузки;
    • позволяют монтировать длинные балки (более 10 метров) без дополнительных опор;
    • конструкция не распространяет горение;
    • каркас долговечен (при правильном монтаже и защите от коррозии);
    • металлопрофиль позволяет изготовить надежную кровельную конструкцию нестандартной конфигурации.

    К недостаткам полностью металлической крыши следует отнести высокую теплопроводность материала – каркас выступает в качестве мостика холода. Именно поэтому крыша из металла более всего пригодна для нежилых построек, не требующих отопления. Кроме того, применение металлопрофиля заметно удорожает строительство.

    Высокая прочность металлопрофиля и его жесткость на изгиб дает возможность перекрывать пролеты, имеющие большой размер, без установки поддерживающих конструкций. Это упрощает устройство кровли.

    Если предполагается использовать стропила из металла, весь каркас крыши должен быть металлическим. В качестве мауэрлата используется швеллер, к которому в дальнейшем привариваются нижние концы стропил. Каркас изготавливается по проекту самостоятельно, либо заказывается на производстве. Во втором случае выше точность геометрических размеров и качество сварки, но готовую конструкцию придется устанавливать на стены постройки при помощи подъемных механизмов. Монтаж каркаса из отдельных элементов дает возможность выполнять их подгонку на месте.

    Особое внимание следует уделить защите металлоконструкций от коррозии и предотвращению образования конденсата.

    Водяные пары на металле конденсируются при одновременном воздействии теплого и холодного воздуха. Чтобы предотвратить коррозию, следует правильно выполнять сварные швы: в них не должны оставаться частички шлака. Каркас из металлопрофиля и, в первую очередь, места стыков элементов, обрабатывается специальной грунтовкой, поверх которой наносится два-три слоя обычной краски. Рекомендуется применять лакокрасочные материалы, предотвращающие ржавление.

  • Ссылка на основную публикацию