Виды и особенности стропильных конструкций

Висячий вид стропил опирается на стены сооружения исключительно концами и устраивается при наличии расстояния между соседними опорами не более шести метров. Кровельные конструкции, имеющие более широкий пролёт, требуют выполнения укреплений посредством ригелей и затяжек в верхней части конькового элемента. Использованию подлежит не только деревянная, но и металлическая система затяжек.

Конструкция стропильной системы простой двухскатной крыши

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Крыша с двумя скатами наиболее распространенный вариант завершения коробки частного дома. При ее изготовлении важно грамотно подобрать сечения несущих элементов, выполнить надежное закрепление узлов и правильно выбрать тип конструкции. Стропильная система двухскатной крыши не имеет больших сложностей и вполне может быть изготовлена своими руками.

Особенности стропильных конструкций для кровель разного типа

На сегодняшний день существует несколько видов кровли. Несмотря на то, что наиболее популярными остаются скатные конструкции, в частном строительстве широко применяются также и другие вариант, обладающие определенными конструктивными особенностями:

  1. Шатровая крыша. Имеет пирамидальную форму в основе с прямоугольником или квадратом. Треугольные скаты стыкуются в верхней части при полном отсутствии фронтонов. В этом случае вся стропильная система будет опираться на мауэрлат, который необходимо закрепить на стене максимально прочно. При этом сам мауэрлат будет надежно защищаться от возможных сдвигов посредством наружных стен. Если речь идет о создании короткой кровли, то можно использовать короткий брус. При этом отдельные элементы конструкции следует соединять под прямым углом для придания прочности. Конструкции подобных кровель предполагают наличие четырех накосных стропил, фиксирующихся по углам. Они могут быть как висячими, так и наслонными.
  2. Вальмовая кровля. Также не имеет фронтонов. Два ската такой конструкции являются трапециевидными, а два других – треугольными. Расположение стропил является диагональным. Для крепления промежуточных стропил используются коньковые балки и мауэрлат. Между отдельными элементами конструкции сохраняется расстояние 100-120 см. В данной конструкции самыми длинными являются накосные стропила, что обеспечивает их высокую прочность.
  3. Ломаная крыша. Такие конструкции обычно испытывают два типа нагрузок: на изгиб и на сжатие. Для минимизации данных факторов в нижней части конструкции используется затяжка. Вне зависимости от сложности конструкции, сборка ее осуществляется на земле, после чего ее поднимают и закрепляют.

Мансардные окна

При планировании мансарды стоит учитывать рекомендации СНиПа. Они рекомендуют площадь окон делать не меньше 10%!о(MISSING)т площади пола. Так что если мансарда будет разделена на несколько помещений в каждом должно быть окно.

Устройство мансардных окон в крыше

Из всех приведенных на фото способов устройства окон в крыше с мансардой, проще всех реализуется наклонная установка. При этом необходимо обеспечить должную степень гидроизоляции примыкания, а также использовать специальные модели с усиленной рамой и армированным стеклом — нагрузка на поверхность бывает значительной.

Плюсы наклонного мансардного окна:

большее количество света, не такие резкие границы света и тени; поверхность крыши остается ровной, не усложняется ее рельеф; относительно легкая установка.

Чем круче наклон относительно пола, тем меньше должна быть высота окна

Ширина рамы окна должна быть на 4-6 см меньше, чем шаг между стропилами. Тогда его легко можно будет установить, не нарушая строение каркаса. Если окно буде шире, необходимо делать усиленную балку над ним, рассчитать нагрузку.

Если нужно иметь большее по площади окно, проще поставить два нешироких рядом. Смотрятся они ничуть не хуже, чем одно большое, а проблем будет меньше.

Два окна рядом смотрятся ничуть не хуже, чем одно широкое

При установке окна-дормер геометрия крыши усложняется: появляется ендова сверху и по бокам. Из-за этого стропильная система становится более сложной и при планировании и при сборке. Возрастает также сложность укладки кровельного покрытия. Все ендовы  — места самого вероятного появления протечек. Потому тут необходимо все делать очень тщательно. В регионах с большим количеством снега желательно над такими окнами устанавливать снегозадержатели: чтобы при резком сходе их не снесло.

Читайте также:  Гидроизоляция кровли жидкой резиной

Устройство вертикального окна-дормера в мансардной крыше

Плюс такого окна: возле него можно стоять в полный рост. Но света они пропускают меньше, сложнее становится рельеф и крыша становится более проблемной.

Утопленное окно обычно используют, если делают через него выход на балкон. В других случаях такой способ устройства — не лучший вариант: света попадает мало, тени получаются очень глубокими, что для глаза утомительно, геометрия тоже становится сложнее, хотя и не в такой степени, как в предыдущем варианте.

Самый простой способ — сделать окно в торцевой части мансарды. В этом случае не нужна усиленная рама или армированные стекла. Вполне достаточно просто качественных стекол. Именно этот вариант чаще всего можно увидеть на дачных мансардах: это самый недорогой вариант, который запросто реализуется своими руками.

Об устройстве двухскатной крыши читайте тут.

Виды конструкций крыши

Особенностью конструкции, опирающейся исключительно на края стен здания без наличия опоры центрального типа, является наличие пяти видов функционирования.

С подвеской или бабкой

Относится к морально устаревшей схеме и заключается в подвешивании затяжки к арочному коньку. Деревянная подвеска называется бабкой, а железная — тяжем. Затяжка может быть выполнена из укороченных элементов, которые состыкуются на хомуте подвески посредством косого или прямого прируба и скручивания болтами.

Полученная подвеска работает исключительно на растяжение от прогиба самой затяжки, что обусловлено собственным весом. Подвеска может быть выполнена из конструктивно подходящего материала.

Конструкция стропильной системы с подвеской или бабкой

Треугольные трехшарнирные арки

Висячие стропила обладают формой замкнутого треугольника, что называется трехшарнирной треугольной аркой, где стропила работают на изгиб, затяжка работает на растяжение. Показатель минимальной высоты конькового подъёма не должен быть меньше 1/6 пролёта арки.

Конструкция стропильной системы с треугольной трехшарнирной аркой

Стропильные арки с приподнятой затяжкой

Востребованное соединение для зданий с полноценным мансардным помещением. При установке затяжки соблюдается сдвиг вверх. Растягивающее напряжение, воспринимаемое затяжкой, прямо пропорционально высоте её расположения. Такой безраспорный тип конструкции характеризуется опиранием стропил на мауэрлат согласно схеме для любых шарнирно подвижных опор. Таким образом опора низа стропил выполняется по принципу своеобразного ползуна.

Стропильные арки с приподнятой затяжкой

Треугольные арки с ригелем

Конструкция с ригелем

yandex_partner_id = 175149;
yandex_site_bg_color = ‘FFFFFF’;
yandex_ad_format = ‘direct’;
yandex_font_size = 1;
yandex_direct_type = ‘vertical’;
yandex_direct_limit = 2;
yandex_direct_title_font_size = 1;
yandex_direct_links_underline = true;
yandex_direct_header_bg_color = ‘FEEAC7’;
yandex_direct_title_color = ‘000000’;
yandex_direct_url_color = ‘000000’;
yandex_direct_text_color = ‘CC0000’;
yandex_direct_hover_color = ‘0066FF’;
yandex_direct_favicon = true;
yandex_no_sitelinks = true;
(»);

В таком соединении заменяется нижний опорный узел с ползуна на неподвижную опору шарнирного типа. Характерная врубка в мауэрлат зубом или посредством использования специального опорного бруска, что обуславливает конструкционную устойчивость арки, которая приобретает распорные функции и передаёт горизонтальное напряжение на мауэрлат и стены. Балки мауэрлата нуждаются в жёстком креплении к стенам.

Треугольные арки с подкосами

Ещё одна морально устаревшая схеме, которая является неким подобием модернизированной трехшарнирной треугольной арки с подвеской или бабкой. Чтобы уменьшить прогиб и увеличить длину стропил используются подкосы, низ которых упирают в подвеску или бабку. Напряжение от прогибающихся стропил передаётся подкосам, растягивающими подвеску в которую врублены.

Растянутая подвеска утягивает за собой узел конька и стропильный верх, что вызывает сжимание подкосов. Полученное круговое движение всех внутренних напряжений позволяет получить довольно жёсткую конструкцию арки.

С подкосами

Несколько полезных рекомендаций непрофессиональному строителю

Чтобы стропильная система, выполненная своими руками, получилась надежной, воспользуйтесь следующими рекомендациями:

  • Используйте строительный отвес для контроля положения стропила.
  • Монтируя противоположные фермы, натягивайте между ними ориентир в виде шнура.
  • Жесткость каркасу придадут подкосы, расположенные между серединой стропильной ноги и стойкой. Фиксируют их гвоздями.
  • Заготавливая стропила заранее, следите, чтобы погрешность была минимальной, тогда элементы можно будет точно отрегулировать на месте.
  • Как только завершите монтаж стропильной системы, переходите к устройству гидроизоляции и укладке кровельного материала, чтобы не подвергать древесину неблагоприятным атмосферным воздействиям.

Двухскатная кровельная система — вариант универсальный для любого покрывного материала. Под такой тип крыши вполне возможно собрать и выполнить монтаж стропильной системы самостоятельно. Важно, только соблюдать в точности советы профессионалов.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Способы крепления стропильных ног

Контекст: Самые распространенные кровельные материалы

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево.

Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.

Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Материал подготовлен авторами проекта

Контекст: Профнастил и металлочерепица в строительстве

Технология монтажа

  • Тесовая кровля. Ее укладывают двумя способами:
  1. поперечный, который предполагает укладку досок параллельно коньку;

2. продольный, доски в этом варианте кладут параллельно фронтонному карнизу ската.

Укладку выполняют:

  • в один ряд. Каждая последующая доска при этом перекрывает предыдущую на 50 мм;
  • два ряда. Середины досок последующего ряда должны совместиться в этом случае с местом стыков досок в предыдущем. Для жилых строений рекомендуется использовать двухрядную укладку.

В верхней части тесового покрытия нужно предусмотреть специальную канавку, предназначенную для отвода воды.

  • Гонтовая крыша. Монтаж покрытия из гонта (шинделя, дранки, лемеха) сложнее и более трудоемкий. Обычно крепление элементов кровли выполняют, используя гвозди, желательно, медные.

На заметку

Для некоторых разновидностей деревянных покрытий используется принцип крепления «шип паз».

Кровлю из гонта собирают на сплошную или разреженную обрешетку, набитую из бруса, имеющего сечение минимум в 50 мм. Шаг обрешетки должен равняться одной трети от длины гонта. Для хозяйственных построек используют двухслойную кладку, для жилых домов больше подходит трехслойная.

Важные моменты устройства

  • Деревянные покрытия, как правило, укладывают на скатных крышах с углом наклона не менее 25˚.
  • На хозяйственных постройках она может быть и плоской. Такая крыша предполагает наличие гидроизоляционного слоя, скажем, из рубероида. Гидроизоляционный материал укладывают на ровное основание, выполненное из листового материал. В крайнем случае его можно выложить из досок, сохраняя между ними зазор не более 10 мм.
  • По традиционной технологии устройства покрытия из дерева гидроизоляция необязательна. Тем не менее сегодня многие мастера все же рекомендуют прокладывать под покрытие мембранные пленки.
  • Мембрану расстилают по стропилам, затем поверх слоя гидроизоляции на стропила набивают контробрешетку из бруса. Затем по ней собирают обрешетку под основной настил.
  • На крутых скатах гидроизоляцию достаточно настилать только в проблемных узлах деревянных крыш, к примеру, на ендовы, вдоль карнизов, в местах прохода труб и т. д.
  • Монтаж гонтов начинают с середины карниза. Элементы начального ряда укладывают по возможности плотно, причем они должны выступать за пределы карниза.
  • Каждый следующий ряд укладывают с таким нахлестом, чтобы перекрыть стыки двух предыдущих.
  • Коньки крыш оформляют специальными коньковыми элементами. Их укладывают внахлест и фиксируют по нижнему краю на гвозди.

Жесткое крепление

Для жесткого соединения вам понадобится сделать вырубку стропильного бруса или использовать нашивку тип крепления используется как для создания односкатной крыши, так и для других типов конструкции.

Читайте также:  Как покрыть крышу бикростом: пошаговая технология укладки

Пошаговое исполнение способа вырубки выглядит следующим образом:

  1. Проведите вырубку всех заготовок по шаблону. Для начала установите брус для будущей стропильной ноги с определенным углом (заложенным в проекте), а затем наметьте место выемки. Глубина ее должна быть не больше трети высоты бруска. После изготовления одной стропильной ноги используйте ее в качестве образца. Остальные вам нужно будет сделать идентичными. Важно на этой стадии не сделать ошибку.
  2. Каждую стропильную ногу установите седлом на мауэрлат и закрепите при помощи гвоздей. Сначала забейте два под углом друг к другу, с боковых частей стропильной системы. Третий необходимо вбить вертикально – он обеспечивает прочность конструкции.

Есть еще один способ жесткого крепления: при его использовании к стропильным ногам подшивают метровые бруски, которые упираются в мауэрлат. Они должны быть закреплены при помощи металлических уголков.

Стропильная ферма

На больших скатах не обойтись без ферм. Данная конструкция отличается от обыкновенной крыши тем, что здесь присутствуют стойки и раскосы, которые увеличивают максимальную нагрузку на древесину в несколько раз. Зачастую ферму устраивают по всей крыше, но иногда она может встречаться и локально.

Стропильную ферму целесообразно устраивать если ширина вашего дома находится в диапазоне от 12 до 24 метров. Как правило, на здания с большими объемами устраиваются трапециевидные или сегментные фермы. Когда ширина здания еще больше и это значение не превышает 36 метров, тогда подойдет многоугольная. Стандартные конструкции с шириной от 9 до 18 метров довольствуются треугольной.

Помимо формы стропильной фермы очень важную роль играет материал из которого она изготавливается. В большинстве случаев это древесина, но может использоваться и металл. Для крепления пиломатериалов между собой используются саморезы или гвозди. В случаях, когда длина пролета больше 16 метров лучше всего подходит комбинированная ферма. Она включает в себя элементы дерева и металла.

Технология монтажа ↑

    Тесовая кровля. Ее укладывают двумя способами:
  1. поперечный, который предполагает укладку досок параллельно коньку;
Технология монтажа ↑

2. продольный, доски в этом варианте кладут параллельно фронтонному карнизу ската.

    в один ряд. Каждая последующая доска при этом перекрывает предыдущую на 50 мм; два ряда. Середины досок последующего ряда должны совместиться в этом случае с местом стыков досок в предыдущем. Для жилых строений рекомендуется использовать двухрядную укладку.
    Гонтовая крыша. Монтаж покрытия из гонта (шинделя, дранки, лемеха) сложнее и более трудоемкий. Обычно крепление элементов кровли выполняют, используя гвозди, желательно, медные.
Технология монтажа ↑

Кровлю из гонта собирают на сплошную или разреженную обрешетку, набитую из бруса, имеющего сечение минимум в 50 мм. Шаг обрешетки должен равняться одной трети от длины гонта. Для хозяйственных построек используют двухслойную кладку, для жилых домов больше подходит трехслойная.

Важные моменты устройства ↑

    Деревянные покрытия, как правило, укладывают на скатных крышах с углом наклона не менее 25˚. На хозяйственных постройках она может быть и плоской. Такая крыша предполагает наличие гидроизоляционного слоя, скажем, из рубероида. Гидроизоляционный материал укладывают на ровное основание, выполненное из листового материал. В крайнем случае его можно выложить из досок, сохраняя между ними зазор не более 10 мм. По традиционной технологии устройства покрытия из дерева гидроизоляция необязательна. Тем не менее сегодня многие мастера все же рекомендуют прокладывать под покрытие мембранные пленки. Мембрану расстилают по стропилам, затем поверх слоя гидроизоляции на стропила набивают контробрешетку из бруса. Затем по ней собирают обрешетку под основной настил. На крутых скатах гидроизоляцию достаточно настилать только в проблемных узлах деревянных крыш, к примеру, на ендовы, вдоль карнизов, в местах прохода труб и т. д. Монтаж гонтов начинают с середины карниза. Элементы начального ряда укладывают по возможности плотно, причем они должны выступать за пределы карниза. Каждый следующий ряд укладывают с таким нахлестом, чтобы перекрыть стыки двух предыдущих. Коньки крыш оформляют специальными коньковыми элементами. Их укладывают внахлест и фиксируют по нижнему краю на гвозди.
Технология монтажа ↑