Способы устройства наслонных и висячих стропил

Наслонные и висячие стропила — нюансы монтажа

• использование мауэрлата в качестве опоры для стропильных ног. Можно применять подшивку бруском и крепление стропильной системы путем врубки с использованием дополнительного страховочного крепления к стене проволокой или хомутами. Верхний конец стропил укладывают на коньковый прогон. В связи с возможной усадкой желательно осуществлять крепление по типу скользящей опоры для стропил;
• крепление нижнего конца стропил к штучным брускам либо крепление стропил к мауэрлату с использованием ползуна. В верхней части соединение стропил осуществляется при помощи болтов или гвоздей;
• жесткое скрепление стропил и прогона в коньковые узлы. Для этого деревянные бруски с обеих сторон прибивают гвоздями параллельно коньковому брусу.

Мансарда и наслонные стропила

Одной из основных особенностей мансард является малая высота стены до ската, не превышающая полутора метров. Этот факт должен учитываться еще на стадии проектирования здания, так как он влияет на устройство наслонных стропил. В том случае, если конструкцией дома предусмотрено наличие поперечных стен, которые служат основой для установки промежуточных опор, то сооружение наслонной стропильной системы не будет представлять особой сложности. Если же промежуточные опоры отсутствуют, и при этом длина дома превышает шесть метров, то необходим тщательный предварительный расчет и разработка детального проекта с привлечением специалистов.

• стропила наслонные деревянные на нижнем скате образуют правильные треугольники, оснащенные прихватками, обеспечивающими дополнительную жесткость;
• в верхней части кровли используются висячие стропильные системы, нижняя затяжка которых может использоваться для оборудования потолка мансардного помещения. В связи с тем, что серьезных нагрузок эти элементы не испытывают, для их изготовления обычно применяются брусья небольшого сечения;
• с целью предотвращения возникновения прогиба затяжки прибегают к ее подвешиванию на так называемую «бабку», которая на фото разреза кровельной системы имеет вид небольшого деревянного вертикально ориентированного бруса (прочитайте также: «Как сделать висячие стропила – варианты конструкции, правила устройства узлов крыши»);
• для изготовления стропильной системы используются материалы большого сечения, что обеспечивает высокую прочность и надежность кровли мансарды;
• в нижней части ската монтаж стропил может осуществляться как с использованием подкосов, так и без них. Крепление стропильных ног к мауэрлату производится при помощи ползунов или шарнирно-неподвижных скоб;
• конструкции наслонных стропил создаются таким образом, чтобы стойки нижних стропильных ног опирались на перекрытие;
• при использовании деревянных перекрытий стойки врезают в балку.

Особенности конструкции наслонной стропильной системы

• при помощи прорезного шипа;
• при помощи металлических пластин;
• при помощи соединения вполдерева.

Размеры стропильной системы и нюансы монтажа

• при использовании стропильных ног из бревен и пластин между ними следует оставлять расстояние, равное полутора-двум метрам; из досок – 1-1,75 метра;
• при диаметре стропильных бревен 18-20 сантиметров ширина пролетов должна составлять четыре с половиной – шесть метров. Основание бревен остается не обработанным, а их верхний кант стесывается;
• с целью уменьшения пролетов между стропилами рекомендуется использовать подкосы, изготовленные из бревен диаметром 10 сантиметров, брусьев сечением 8х8 сантиметров и досок сечением 4х15 сантиметров;
• если используются деревянные наслонные стропильные системы в каменных строениях, то мауэрлат при прогонах между стропилами в один-полтора метра устанавливают по всему периметру наружных стен. Для мауэрлата используют бревна диаметром 18-22 сантиметра, предварительно обработанные антисептическим раствором в местах соприкосновения с кладкой.

Конструкция наслонных стропил: тонкости устройства

Надежность скатной крыши в основном определяет ее стропильная система, которую образуют специальным образом уложенные деревянные или металлические балки – стропила. Они становятся своеобразным проводником нагрузок, создаваемых весом крыши, ветром, снегом, на внутренние опоры и несущие стены. Главная фигура во всей этой конструкции – треугольник, известный в геометрии как наиболее жесткая фигура.

Надежность скатной крыши в основном определяет ее стропильная система, которую образуют специальным образом уложенные деревянные или металлические балки – стропила. Они становятся своеобразным проводником нагрузок, создаваемых весом крыши, ветром, снегом, на внутренние опоры и несущие стены. Главная фигура во всей этой конструкции – треугольник, известный в геометрии как наиболее жесткая фигура.
В зависимости от технологии и условий укладки различают наслонные и висячие. Главное их отличие в наличии или отсутствии средней несущей стены или промежуточных опор. Есть два основных варианта устройства наслонных систем :

две точки опоры – прогон и мауэрлат; три очки опоры – в качестве дополнительной опоры между ними выступает подкос или прогон на стойках.

Нередко приходится устанавливать единую конструкцию кровли над несколькими пролетами, тогда, наслонные и висячие фермы могут чередовать друг друга: где есть промежуточные опоры, применяют первые, там, где нет – вторые.

Наслонные конструкции и узлы ↑

Крыша с наслонными стропилами считается оптимальным вариантом для жилых домов, поскольку в качестве дополнительной опоры выступят внутренние стены. Точкой опоры в этой конструкции становится коньковый прогон, к которому крепят стропильные ноги.

Какой может быть система ↑

Конструкция бывает распорной или безраспорной. Будут распирать стропила стены или нет зависит от правильного их сочленения и грамотного устройства узлов опирания.

Безраспорная система

Стропила в подобной системе работают на изгиб и не оказывают на стены дома распирающего давления по горизонтали. Исключить образование нежелательных нагрузок на стены можно тремя способами.

Стропило нижним концом либо прошивают бруском, либо упирают в мауэрлат. Для крепежа используют врубку зубом. Для дополнительной страховки его можно фиксировать к стене, используя проволоку или хомут. Что же касается верхних концов, их свободно укладывают на прогон. Если крыша двухскатная , их крепят только к прогону (между собой – нет) аналогично креплению скользящей опоры, скажем, горизонтальной врубкой.

Расчет наслонных стропил для этой установочной схемы требует большой аккуратности и точности, иначе можно получить в итоге вместо безраспорной распорную схему. Поэтому для двухскатных крыш предпочтительнее использовать следующую схему.

опирание низа стропил без врубки в мауэрлат с закреплением верха, не дает распора на стены

Рассмотрим, как рекомендуется проводить крепление в подобных случаях. Низ стропила делают на ползунке, то есть оставляют подвижным, а верх закрепляют:

связывая болтом или гвоздевым боем, либо уперев в прогон концы, либо один в другой, их связывают при помощи МЗП (пластины металлические зубчатые) или деревянных прибоин.

опирание низа стропил без врубки в мауэрлат с защемлением конькового узла, не дает распора на стены

Избежать распора можно и в случае жесткого защемления конькового узла, причем низ в то же время делают на ползуне. В результате, возникающий в прогоне изгибающий момент оказывается максимальным, а несущая способность стропил, благодаря меньшему прогибу, возрастает. Таким образом, при жестком защемлении конькового узла, обеспечивается определенный запас прочности системы.

Во всех указанных вариантах придерживаются общего правила: один из опорных концов выполняют на скользящей опоре, допускающей поворот, в то время как другой на шарнире позволяет только поворот.

Устройство стропил этого типа на крышах, где коньковый прогон невозможно закрепить от горизонтального смещения, может оказаться статически неустойчивым и требует принятия определенных мер для повышения устойчивости, скажем, установки горизонтальной схватки.

работающая на сжатие схватка частично снимает распор со стен

Вальмовые крыши или с кирпичными и каменными фронтонами в этом отношении вполне устойчивы, однако устанавливать схватки все-таки рекомендуется.

Распорные системы

стропила упертые обоими концами в мауэрлат и прогон показывают распор

Конструкция позволяет в этом случае через опорные ноги передавать оказанное на них давление на стены. Это довольно легко представить – достаточно в приведенных выше типах крепежа заменить ползуны на вариант шарнирного жесткого крепления, как конструкция при передаче полученного внутреннего напряжения станет оказывать распирающее воздействие, давление на стены.

Как повысить жесткость системы ↑

Для повышения жесткости можно воспользоваться несколькими способами.

Висячие стропила – особенности устройства и монтажа

Крыша – наиболее сложный элемент конструкции жилой, хозяйственной или производственной постройки, которую нельзя построить без точного расчета и детального проекта. Ее устройство состоит из гидроизоляционного покрытия и каркаса, отвечающего за форму, несущую способность и надежность кровли. Различают 2 типа стропильных систем, отличающихся по составу и способу соединения элементов – висячую и наслонную. В этой статье мы расскажем, что такое висячие стропила, а также как это конструктивное решение применяется в строительстве.

Функции стропил

Стропильный каркас – совокупность опорных элементов, отвечающих за придание кровле формы, геометрии, уклона и высокой несущей способности. Особенность висячей стропильной системы заключается в том, что она возводится в сооружениях, не имеющих внутренних несущих опор. Конструкция фермы такого каркаса представляет собой равносторонний треугольник, образованный стропилами и затяжкой, поэтому обладает высокой устойчивостью к внешним воздействиям. Задачами стропильного каркаса считают:

1. Формирование уклона кровли. Крыша должна иметь уклон, чтобы эффективно отводить влагу во время осадков, сбрасывать снежную массу во избежание перегрузки каркаса.
2. Распределение веса кровли. Конструкция крыши весит достаточно много, особенно если учитывать дополнительную нагрузку во время снегопадов. Стропила равномерно распределяют вес покрытия между несущими стенами.
3. Фиксация кровельного материала. Гидроизоляционное покрытие крепят к обрешетке стропильного каркаса, распределяющей нагрузку и придающей покрытию жесткую форму.

Учтите, что висячие стропила считаются более устойчивой конструкцией каркаса, так как их устройство способствует снижению распирающей нагрузки, от которой страдают узлы наслонных систем.

Устройство наслонных систем

Конструкция висячей стропильной системы подразумевает, что в перекрываемом сооружении отсутствуют внутренние капитальные несущие опоры. В таком случае стропила имеет всего точку опоры в месте крепления на мауэрлат, а другим концом ноги они просто упираются друг друга без использования подконькового бруса. Стропильная ферма висячего типа представляет собой равнобедренный треугольник с основанием, равным ширине фасада. Она состоит из следующих элементов:

• Мауэрлата. Этом прочный, ровный брус из здоровой древесины твердых пород сечением 100х100 мм или 150х150 мм укладывают на верхнюю поверхность последнего яруса несущих стен там, где на них будут опираться стропильные ноги. Это устройство распределяет вес стропил, передавая нагрузку на фундамент.
• Стропильные ноги. Это опорные элементы, формирующие плоскость скатов крыши, которые изготавливаются из прямых досок размером 50х150 мм или 100х150 мм. Они устанавливаются попарно с шагом 60-120 см в зависимости от веса и размеров финишного покрытия.
• Затяжка. Затяжкой называют горизонтальный элемент каркаса, который стягивает нижние концы стропильных ног, компенсируя нагрузку на распирание, сказывающуюся на основные узлы кровли.
• Ригель. Ригель представляет собой верхнюю затяжку, которая стягивает попарно стропила на небольшом расстоянии от конька. Так как на этом участке нагрузка на распирание больше, то он изготавливается из бруса более толстого сечения.
• Бабка. Бабкой называют подвесной элемент висячего стропильного каркаса, который поддерживает под коньком центральную часть затяжки, предотвращая распирание несущих наружных стен.
• Подкос. Подкосами зовутся горизонтальные подпорки, поддерживающие стропильные ноги в верхней или средней части, предотвращая прогиб элементов большой длины.

Обратите внимание! Очень часто висячая стропильная система не включает в себя мауэрлат, так как его функции с успехом выполняет низко расположенная затяжка. Опытные мастера считают, что конструкция каркаса без этого элемента нисколько не теряет ни в прочности, ни в надежности.

Разновидности

Устройство висячей стропильной системы во многом зависит от формы и размеров перекрываемого сооружения. Чем больше площадь дома, тем больше конструкция насчитывает дополнительных элементов, увеличивающих несущую способность каркаса. Самая простая ферма представляет собой равнобедренный треугольник, образованный стропильными ногами и затяжкой. Но чем длиннее стропил, тем больше потребуется опор, компенсирующих их прогиб под действием собственного веса. Различают висячие стропильные системы следующих типов:

Простая трехшарнирная арка в форме треугольника. Это образец самой простой стропильной фермы висячего типа, которая состоит из стропильных ног и затяжки. Она представляет собой замкнутый треугольник, основание которого работает только на растяжение, а стороны – на прогиб. Таким образом можно перекрыть пролеты шириной до 6 метров.

Важно! Если длина стропильных ног превышает 4-4,5 метра, то при толщине сечения 50х150 мм или 100х150 мм они начинают испытывать значительную нагрузку на прогиб под действием собственного веса. Чтобы компенсировать это напряжение, в верхней или средней части стропил их поддерживают подкосом, упертым в бабку.

Виды креплений

Крыша, каркас которой изготавливается из дерева, подвергается термическому расширению, а также немного изменяет свои размеры в зависимости от влажности. Чтобы эти малейшие изменения не привели к деформации, используют специальную систему крепления узлов конструкции. Висячие стропила имеют 2 типа креплений:

• Подвижные. Подвижными креплениями называют специальные устройства – ползуны, изготавливаются из металла. С помощью них к мауэрлату крепят стропильные ноги, в результате чего они могут немного смещаться при изменениях размеров элементов при колебаниях влажности. Такие устройства предотвращают деформацию каркаса кровли, позволяя ей «дышать».
• Жесткие. Жесткое крепление элементов стропильного каркаса осуществляется с помощью гвоздей, саморезов или металлических накладок. Этот способ обеспечивает надежную фиксацию, но не компенсирует термическое расширение и изменение размеров дерева при колебаниях влажности.

Опытные мастера утверждают, что запрещается врезать отверстия в мауэрлате для крепления стропильных ног, так как это нарушает целостность бруса, снижает его прочность. При подвижной фиксации ноги прикрепляются ползунами, а при жестком в стропилах вырезают выемки под мауэрлат, а затем приколачивают гвоздями.

Критерии выбора

Висячие стропила считаются более сложными в проектировании и монтаже вариантом стропильного каркаса. Эта тонкая система требует тщательного расчета, учитывающего все нагрузки и силы, которые будут воздействовать на нее изнутри и снаружи. Чтобы крыша получилась надежной, выбор осуществляют в соответствии со следующими факторами:

1. Климатические условия. Чтобы оценить, какая ветровая и снеговая нагрузка будут воздействовать на стропила, нужно определить климатическую зону региона, в котором ведется строительство.
2. Финишное кровельное покрытие. Выбор стропильного каркаса зависит от желаемого кровельного материала, так как вариант имеет оптимальный угол наклона ската и рекомендованное расстояние между элементами в соответствии с весом и размером покрытия.
3. Вид кровли. Крыша может быть односкатной, двухскатной, вальмовой, полувальмовой или шатровой в зависимости от формы и размеров сооружения.

Важно! Висячие стропильные фермы обладают большим весом и размером, поэтому поднять уже собранные конструкции на кровлю можно только с помощью крана. Чаще всего сборка каркаса происходит непосредственно на высоте, что усложняет кровельные работы.

Стропильная система

Стропильная система — это система скатной крыши, состоящая из стропил. Так же можно сказать, что стропильная система — это каркас скатной крыши, её основа (скелет). Стропила выполняют несущую функцию в системе крыши. Вес от крыши через стропильную систему передаётся на несущие стены строения.

В зависимости от вида и типа строения крыши, в состав стропильной системы могут входить стропила, мауэрлаты, подстропильные горизонтальные балки (ригеля), прогоны, лежни и стойки на них, а так же подкосы и прочие элементы.

Виды стропил

По типу конструкций стропильные системы разделяют на:

• наслонные;
• висячие;
• шпренгельные системы (фермы).

Наслонные стропила

Наслонные стропила — это стропильные системы, в которых стропильные ноги опираются (имеют подпорки) в нескольких местах. Так, нижние концы стропил опираются на мауэрлаты, а в верхней части — на стойки, прогоны или подкосы. Как правило, это скаты с длиной стропильных ног от 4,5 м.

Наличие дополнительных опор (прогонов) позволяет равномерно распределить весовые нагрузки на несущие стены, а также значительно увеличить длину стропильных ног . К примеру, при наличии в стропильной конструкции двух прогонов (конькового и прогона по центру ската) можно увеличить длину стропильных ног до 12-15 метров.

Рисунок — Наслонная стропильная система:

Висячие стропила

В висячих стропильных системах, в отличии от наслонных, стропильные ноги опираются только на мауэрлаты расположенные на фасадных несущих стенах.

Рисунок — Висячие стропила:

Опора стропил

Опора стропильных ног производится на:

• В деревянных брусчатых или же рубленых зданиях (срубах) — на верхние венцы;
• В каркасных строениях— на верхнюю обвязку;
• В каменных, монолитных и кирпичных домах — на мауэрлат (деревянные брусья толщиной от 100 до 200 мм).

Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу. В том случае, если стропильные ноги в сечении имеют небольшую ширину, они могут со временем провиснуть. Чтобы избежать этого, необходимо применять специальную решётку, состоящую из стойки, подкосов и ригеля.

Для закрепления стропильной ноги применяется затяжка, связывающая нижние концы стропильных ног каждого стропила. При скольжении по затяжке стропильный конец может нарушить её целостность. Чтобы предотвратить скольжение, врубать стропильную ногу в затяжку рекомендуется зубом, шипом или тем и другим одновременно.

Кобы́лка — отрезок деревянной доски, применяющийся для удлинения нижнего конца стропильной ноги и расположения на нём свеса крыши или сплошной обрешётки, лежащей на карнизе.

Наро́жник — элемент кровельной системы здания, укороченная стропильная нога, поддерживающая участок ската между накосной стропильной ногой и свесом крыши.

Крыша — устройство стропильной системы

Выбор материалов

Прежде чем приступить к возведению верхней части дома, причем не зависимо от того, решили вы довериться профессионалам или обойтись собственными силами, необходимо досконально изучить данный вопрос, дабы исключить в последствие неприятных неожиданностей. Ошибки при устройстве крыши встречаются сплошь и рядом, просчеты в несущей способности основного каркаса, неверная последовательность укладки материалов при утеплении, нарушения в соединительных узлах и т.д.

Основу силовой конструкции крыши составляют стропила, они устанавливаются после того как возведены стены здания. Стропила бывают деревянными, металлическими, либо комбинированными. Выбор материала для стропильной системы обуславливается несколькими факторами:

• Желанием застройщика.
• Конструктивной необходимостью

При больших пролетах и ограничении по высоте внутреннего пространства, иногда бывает невозможным установить деревянную конструкцию, тогда ее заменяют на металлическую. Так же требования пожарных норм диктуют выбор материала в пользу металла. Однако, из–за существенной разницы в цене, в частном домостроении для возведения крыши, зачастую используют древесину. В настоящее время это в основном брус, квадратного или прямоугольного сечения, доска и другие разновидности пиломатериалов. Важно помнить, что при выборе природного материала для строительства, необходимо приобретать хорошо очищенный и сухой продукт. Доска не должна иметь обзол (участки с остатками коры), поскольку это способствует появлению различных насекомых. Размеры бруса зависят от типа крыши, длины пролетов, величины суммарных нагрузок. Последняя переменная состоит из постоянных и временных нагрузок. Для разных регионов временная составляющая будет иметь свое значение, оно определяется количеством осадков и другими природными явлениями, которые свойственны для данной климатической зоны. Эти расчеты проводятся конструкторами при разработке проекта. Проявлять тут самостоятельность не уместно и опасно. Однако некоторые зависимости, прописанные в нормативной документации, могут быть взяты за ориентир для контроля ведения монтажных работ (табл. 1). В конструкции стропильной системы учитывается:

1. Длина пролета.
2. Наклон крыши.
3. Сечение используемого пиломатериала.
4. Удельные нагрузки (временные + постоянные).
5. Шаг между стропилами.

Наслонные и висячие стропила

По типу стропила делятся на два класса, это наслонные и висячие (распорные). Распорные стропила имеют точки опоры только на внешние стены здания. Поэтому такой вид конструкции в основном используются в строениях, где при значительных габаритных размерах дома (ширине), отсутствует возможность установки промежуточных опор. Специфическим элементом висячей стропильной системы является затяжка. Она выполняется в виде поперечного бруса, который с помощью характерных соединений скрепляет стропильные ноги в горизонтальном сечении, предотвращая, таким образом, скольжение вдоль затяжки и передавая нагрузку на стены равномерно.

Рис. 1 Схема конструкции крыши с висячими стропилами

2 – несущая стена;

5 – стягивающий брус (затяжка);

В наслонных видах стропильных систем предусмотрены дополнительные точки опоры, такие как коньковые элементы и прогоны. Данный тип стропильной системы применяется в проектах, с несущими конструкциями внутри строения.

Рис. 2 Схема конструкции крыши с наслонными стропилами

1 – монолитный пояс;

2 – несущая стена;

В случае, когда в здании имеются пролеты с опорными стенами и без них, общая схема каркаса под кровлю может быть скомбинирована из наслонных и висящих стропил.

Устройство мауэрлата

Стропильная система монтируется на так называемый мауэрлат, он представляет собой опорный элемент, который служит связующим звеном между стенами и стропилами. Мауэрлат может быть проложен по всему периметру строения, а может быть в виде отдельно стоящих брусков, которые воспринимают на себя нагрузку от стропильной конструкции. Он крепиться к основной стене при помощи шпилек или анкерных болтов, которые придают жесткость все конструкции. Применяются несколько типов соединений опорного бруса и стропильной ноги, выбор зависит от расчетных нагрузок и конфигурации крыши.

Между деревянными деталями и основной стеной обязательно прокладывается гидроизоляционный материал, который защитит конструкцию от негативного воздействия воды. В качестве соединения используют металлические перфорированные пластины, уголки, крепежные башмаки.

Для увеличения несущей способности стропильной системы применяют стойки, диагональные связи и подкосы. Они изготавливаются из бруса такого же сечения, что и мауэрлат или коньковый прогон. Важно, чтобы во всех узловых моментах конструкции была четкая точка опоры и надежное крепление.

Любой монтаж на высоте, начинается с обустройства лесов, которые во многом упростят процесс подъема строительных элементов крыши наверх. Первые две стропильные ноги устанавливают на месте, их соединяют между собой, с учетом проектного угла наклона и высоты конструкции. Затем на каждой стропиле делаются запилы, которые в нижней части используются в качестве устойчивой опоры на основной брус и верхней, для соединения бруса упором друг в друга или на коньковый прогон, если он предусмотрен конструктивом. Соединять элементы внахлест не рекомендуется в виду ненадежности данного типа крепления.

После того, как первая пара стропил будет установлена по месту, изготавливается шаблон, с помощью которого сборка последующих стропильных пар может производиться на земле. Так же для удобства монтажа мастера советуют нанести разметку на мауэрлате с шагом, равным расстоянию между стропилами. Есть еще одна хитрость, которая облегчит процесс монтажа. В ходе предварительной подгонки стропильной пары ее можно соединить между собой мощными болтами, но не собирать в готовую конструкцию. К месту установки они подаются в сложенном виде, это позволяет поднимать стропильные секции без привлечения специальной техники.

Следующая пара монтируется с противоположной стороны дома. Между первой и второй стропильной парой натягивают шнур, а лучше не один, который служит отличным уровнем и ориентиром для установки остальных пар. Регулировка высоты стропил производится посредством деревянных брусков.

На протяжении всего процесса монтажа, необходимо проверять расстояние между стропильным ногами как в нижней части (по мауэрлату), так и по верхней (по коньковому прогону). Только в этом случае можно незамедлительно выявить ошибку и устранить ее.

Если толщина досок не обеспечивает нормативные значения прогиба (он должен составлять 1/250 часть от длины стропильной ноги), дополнительно устанавливаются подкосы из бруса или досок, соединенных через вкладыши. Для придания конструкции жесткости, пятки стропил укрепляются затяжками, а сами секции соединяются коньковым брусом и двумя продольными прогонами. Возможно, это не самый быстрый способ сборки стропильной системы, но в результате такая технология позволяет сэкономить 20 – 30 % затрат от возведения крыши.

По завершению работ по установке основного каркаса, приступают к монтажу сплошной обрешетки, она служит основой для укладки кровельного и сопутствующего материала, паро, звуко и теплоизоляции. Как правило, ее выполняют из обрезной доски, которую располагаю поперек направлению стропил.

На этапе монтажа стропильной системы, все крепление производится с помощью гвоздей и только на заключительной стадии, места соединения усиливают металлическими уголками, скобами и пластинами.

Наслонные стропила: устройство и способы крепления

Для придания кровле надежности устраивается специальная конструкция, состоящая из обрешетки и стропильных ферм. Она передает нагрузку от самой кровли и атмосферных осадков на внутренние опоры строения.

Конструкция стропильной системы зависит от количества и формы скатов, длины пролетов, величины усилия. Наслонные стропила устанавливают в зданиях, где имеется средняя несущая стена или промежуточные опоры. Если таких промежуточных опор нет — то применяют конструкцию из висячих стропил.

Наслонная стропильная система: особенности устройства

Наслонные стропила распорного типа — это конструкция, в которой стропильная нога не образуют распирающее давление на стены (опоры) строения.

Устройство наслонных стропил может осуществляться тремя способами.

• Опорой стропильной ноги является мауэрлат. Может применяться подшивка бруском и крепление наслонных стропил врубкой зубом с дополнительным страховочным креплением к стене проволокой или хомутами. Верхним концом стропила укладываются на коньковый прогон. Крепление осуществляется по типу скользящей опоры.
• Нижний конец стропила крепится с помощью ползуна к штучным брускам или мауэрлату. Вверху стропила соединяются болтами или гвоздями.
• Стропила и прогон жестко скрепляются в коньковые узлы наслонных стропил. Это достигается прибиванием гвоздями деревянных брусков с обеих сторон параллельно коньковому брусу.

особенности устройства наслонных стропил

Для придания дополнительной жесткости стропильной системе используются дополнительные опоры: прогоны, подкосы, ригели. При устройстве распорного типа стропил усилия от стропильных ног передаются на стены строения. Конструкции наслонных стропил в этом случае имеют только жесткие крепления, без ползунов.

Распорные стропила являются переходной схемой от без распорных стропил к висячим.

Наслонные стропила и мансардная крыша

Главной особенностью мансардного этажа является тот факт, что максимальная высота стены до ската не превышает полутора метров. Целесообразнее всего планировать кровлю мансарды на стадии проектирования самого дома. Если конструкция дома предусматривает поперечные стены, на которые могут устанавливаться промежуточные опоры, то сооружение такой наслонной стропильной системы не представляет большой сложности.

мансардная крыша и ее стропила

В данном случае каркас может быть изготовлен опытными кровельщиками без сложных расчетов сечений деревянных деталей. Если при длине дома более 6 метров промежуточных опор не имеется, то сооружение стропильной конструкции должно производиться согласно проекту, разработанному специалистами.

Наиболее распространенным является использование комбинации наслонных и висячих стропил.

• Наслонные стропила на мансардном этаже образуют на нижнем скате правильные треугольники, которые для придания дополнительной жесткости оснащаются дополнительными прихватками.
• Верх кровли образован висячими стропилами. Их нижняя затяжка сможет быть использована для сооружения потолка помещений мансарды. Поскольку это элемент не испытывает особых нагрузок, его изготавливают из брусьев небольшого сечения.
• Для предотвращения прогибания затяжки применяют ее подвешивание на «бабку», которая является дополнительным креплением.
• Стропильная система изготавливается из материалов значительного сечения, поскольку кровля мансарды должна обладать высокой прочностью и надежностью.
• Стропила в нижней части ската могут монтироваться либо с установкой подкосов, либо без них. Стропильные ноги могут крепиться к мауэрлату либо ползунами, либо шарнирно-неподвижными скобами.
• Стойки нижних стропильных ног опираются на перекрытие.
• Если перекрытия изготовлены из дерева, то стойки нужно врезать в балку.

Особенности конструкции

Эта конструкция опорной системы кровли используется в случаях, когда пролеты составляют 7 метров и более. У стропила имеется только одна опора на стену. Верхние концы стропил скрепляются между собой, при этом возможно использование одного из трех способов;

• прорезным шипом;
• металлическими пластинами;
• соединением вполдерева.

крепление стропил затяжкой

Стропильные ноги соединяются между собой затяжкой, которая не дает им разъезжаться. Данная кровельная конструкция создает распорное усилие. Оно не опасно для здания, поскольку остается внутри треугольника, образованного стропилами и затяжкой.

Затяжки могут быть цельными или составными, изготовленными сращиванием. Способы сращивания: косой или прямой зуб, внахлест и другие. Затяжки могут быть установлены не только у основания, но и в любом месте по направлению к коньку. Если длина стропил превышает 8 метров, то изготавливают конструкцию, состоящую из бабки, подкосов, стоек и ригелей.

При сложных конфигурациях кровель в конструкции используют висячие и наклонные стропила одновременно.

Размеры и нюансы монтажа

При устройстве кровельных конструкций необходимо предварительно изучить размеры сечений ее важнейших элементов и расстояния, на которых они должны располагаться.

• Если стропильные ноги изготовлены из бревен и пластин, то промежуток между ними должен составлять от полутора до двух метров
• из досок — 1,0 — 1,75 метров
• При длине пролетов от 4,5 до 6 метров диаметр стропил из бревен должен составлять 0,18 — 0,2 метра. Верхний кант у бревен необходимо стесывать, а основание не обрабатывается.
• Для уменьшения пролетов между стропилами используют подкосы, которые могут изготавливаться из бревен диаметром 0,1 м, брусьев — 0,08 м х 0,08 м и досок — 0,04 м х 0,15 м.
• Для увеличения жесткости применяют ригели из досок или пластин.
• В каменных строениях мауэрлаты при прогонах между стропилами 1,0 — 1,5 метра устанавливают по всему периметру наружных стен.

В местах прилегания к кирпичной кладке мауэрлат обрабатывается антисептическим раствором. Диаметр бревен, из которых изготавливается мауэрлат, составляет 0,18 — 0,22 метра.

Между стенами опорой для стропильных ног служат продольные прогоны, упирающиеся концами в торцовые стены здания. В интервалах поперечных стен опорой для них служат подкосы, шпренгели и стойки. Прогоны изготавливают из бревен диаметром 0,2 — 0,26 метров. Опорами для стоек и подкосов выступают внутренние стены и столбы. Опорой для прогона может служить столб, установленный до верхней точки чердака.

Правильно выбранная в зависимости от конфигурации и размера кровли схема стропил служит гарантией долговечности и надежности крыши вашего строения.

Устройство висячих стропил

Висячие стропила представляют собой две стро­пильные ноги, работающие на сжатие и изгиб и передающие усилие распора на деревянную затяж­ку, в качестве которой выступает балка чердачного перекрытия с выпущенными концами.

Все элементы, из которых состоят висячие стропила (рис.

Рис. 10.2. Деревянные висячие стропила: 1 — стропильная нога;

2 — затяжка; 3 — подвеска, или бабка; 4 — подкос; 5 — подвесное чердачное перекрытие; 6 — кровля

Висячие стропила могут иметь и иную, отличную от приведенной на рис. 10.2 конфигурацию. Другие схемы крыш с системой висячих стропил и подроб­ные узлы соединений их элементов приведены на рис. 10.3, 10.4.

И висячие, и наслонные стропила делаются из бре­вен, диаметр которых варьируется от 13 до 16 см, или из досок сечением от 4 до 18 см. Если пробле­матично отыскать доски большого сечения, можно взять несколько более тонких досок и сплотить их гвоздями или шурупами. Стойки крыши, подкосы, а также одинарные затяжки должны иметь то же сечение, что и стропила (но не менее 12 см).

При устройстве двойных затяжек применяются доски, толщина которых не менее 4 см. Для изго­товления ригелей и накладок используются доски толщиной 2,5-3 см.

Конечно, стропила, сделанные из досок, намного проще в изготовлении и монтаже, нежели стро­пила из бревен, ведь доски соединяются с по­мощью гвоздей и деревянных накладок.

Не обращайте внимания на то, что программа ссы­лается на строительные нормы, действующие на тер­ритории Беларуси, — она написана с учетом законов строительной механики и сопромата, которые, как известно, действительны для любого государства.

С помощью этой программы можно подобрать сече­ние и шаг стропильных ног. «Стропила» предназна­чена для расчета двухпролетной стропильной ноги. На рис. 10.5 показаны стропильные системы, доступ­ные в программе. Если среди них есть нужная вам, смело проверяйте сечение стропил по программе.

Чтобы рассчитать стропильную конструкцию, не­обходимо задать:

? нагрузку от кровли;

? нагрузку от обрешетки (ввести предполагаемое сечение);

? предполагаемое сечение и шаг стропильных ног (о размерах сечения говорилось выше; шаг стропил из досок может варьироваться от 1 до 1,2 м, шаг стропил из бревен либо брусьев — от 1,5 до 2 м).

Значение снеговой нагрузки зависит от региона (табл. 10.1).

Если вашего города в таблице нет, величина снего­вой нагрузки рассчитывается по формуле Б = Бт, где Б^ — расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, при­нимаемое по табл. 10.1 (табл. 10.2), в зависимости от снегового района Российской Федерации; т — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, который зависит от угла наклона ската кровли (табл. 10.3).

Нагрузки от кровли принимаются из расчета вы­бранного кровельного материала (при покупке ма­териала нужно узнать вес 1 м2).

После того как введены все данные, нужно нажать кнопку «Расчет» и посмотреть, проходят ли выбран­ное вами сечение и шаг стропил по деформациям и несущей способности.

Если программа сообщит, что прочность не обеспе­чена или стропила не проходят по прогибам, следует увеличить размер сечения или же уменьшить шаг стропильных ног и проверить по прочности и про­гибам новые параметры системы.

Висячие стропила могут использоваться по- разному (рис. 10.6). На висячие стропила большо­го сечения, установленные с шагом 2500-3000 мм, в продольном направлении можно уложить через 2000-3000 мм деревянные прогоны, к ним через 1000-1300 мм прикрепить стропила малого се­чения, по которым подбить обрешетку. Но мож­но поступить по-другому: установить висячие стропила через 1000-1200 мм и к ним прибить

Рис. 10.6. Использование висячих стропил: а — с прогонами и верхними стропилами; б — под обрешетку: 1 — висячие стропила; 2 — прогоны; 3 — верхние стропила; 4 — доски обрешетки

Все о наслонных стропилах — устройство и порядок монтажа

Крыша должна выдерживать большие нагрузки. Для придания ей крепости устраивается специальная конструкция, которая состоит из стропильных ферм и обрешетки. Ее предназначение — передать нагрузку от веса кровли и снежного покрова на внутренние опоры сооружения. Наслонные стропила используются в зданиях с небольшими пролетами или в сооружениях со средней несущей стеной или промежуточными опорами. Если таковые отсутствуют, то применяется конструкция из висячих стропил.

Правила и тонкости устройства наслонных стропил

Наслонной стропильной конструкцией можно перекрыть пролет, максимальная длина которого составляет от 6 до 6,5 метров. При условии, что внутри здания могут быть такие несущие конструкции, как колоны или стены, то появляется дополнительная возможность устанавливать на них стойки.

Одной из полезнейших вещей является скользящая опора для стропил, так как она позволяет прикрепить разные промежуточные стропилы к мауэрлату.

Схема наслонных стропил

Поскольку большие пролеты встречаются в частном строительстве довольно редко, то в индивидуальных постройках в основном применяются наслонные стропила.

По технологии стропильная нога опирается на мауэрлат (в случае с деревянной постройкой его функция передается верхнему ряду стены). Это узловое соединение считается особенно важным.

Если стропильные ноги стянуть при помощи ригеля, то величина пролета может быть увеличена до 8 м, при одной опоре – до 12 м, с использованием двух опор – до 16 метров.

Нельзя укладывать деревянные стропила на каменные стены. На них постоянно образовывается конденсат, который будет разрушать дерево. Чтобы оно не гнило, мауэрлат нужно заизолировать. То же нужно делать во всех местах, где дерево примыкает к конструкциям из камня или металла. В качестве изолирующего материала используется рубероид в 2 слоя или похожий материал.

Во время монтажа наслонной кровельной системы особого внимания заслуживает правильное закрепление стропил на подстропильном бруске.

Схема креплений стропил

В первую очередь, нужно надежно закрепить мауэрлат. Он представляет собой брус со сторонами размером 140-160 мм. Делается это с помощью металлических штырей, которые бетонируют в стену не менее чем на 40 см. Таким же образом можно закрепить и болты.

С этой целью могут использоваться проволочные скрутки диаметром не меньше 6 мм. Они закладываются при возведении стен не выше, чем в третьем ряду кладки, считая с верхнего края.

Наслонные стропила могут крепиться к мауэрлату с помощью скоб. К брусу, который кладут поверх внутренних наружных конструкций и называют «лежнем» предъявляют аналогичные требования.

При строительстве домов используются наслонные стропильные системы, изготовленные из дерева. Использование таких элементов из металла или железобетона себя не оправдывает и, вообще, трудно реализуемо.

Для соединения и крепления деревянных стопил, опорных брусьев и других деталей удобно использовать соединения в виде шипов, зубьев и сковородень, которые широко применяются в плотницком деле.

Наслонная система, конструкция которой выдерживает давление кровельного пирога и самой себя, должна быть хорошо рассчитана еще до того, как начнут укладывать стропила.

Когда срубы домов еще хорошо не высохли, и не произошла их полная усадка, монтаж несущих конструкций кровли необходимо производить особенно внимательно.

Помните, что при коэффициенте усадки сруба дома (изготовленного из бревен или брусьев и имеющего высоту 3 метра), который составляет 4-6%, дом может за год усесть на 10-20 см. При этом могут пострадать несущие элементы крыши и вставленные столярные изделия. Вот почему размеры дома принято закладывать в проекте в двух вариантах – первоначальном и после усадки.

Одним из решений проблемы может быть использование висячих стропильных систем. В противном случае придется

• ожидать окончательной усадки дома,
• использовать стропила, которые имеют скользящие опоры,
• укрепить все опорные конструкции, подставив под них в качестве компенсаторов усадки винтовые домкраты.

В первом случае, недостаток состоит в длительном ожидании, в последнем – требует высоких профессиональных навыков и точности во время проведения работ ручным способом. А вот использование скользящих креплений, которые можно считать саморегулирующими, дает дополнительные преимущества.

Например, скользящая конструкция прекрасно компенсирует свойство древесины давать усадку и способность «дышать» и деформироваться (хотя и незначительно) на протяжении всего срока службы.

Эту конструкцию делают следующим образом: на мауэрлат под нужным углом набивают брусок или делают вырубку нужной формы. Затем на него крепят уголок, одна полка которого загибается. Под загиб продевают рабочую рельефную пластину.

Пластина на стропиле закрепляется так, чтобы по направлению к коньку дома оставалось значительное расстояние для свободного скольжения, которое происходит в наружную сторону.

Приобретая соединение для скольжения, необходимо знать, что оно может быть разного рабочего размера (опорные площадки пластин находятся на разном расстоянии). Выбирать его нужно, учитывая планируемую степень усадки здания. При этом обращают внимание, что распределение размера усадки будет происходить на стропила двух скатов.

Упор стропил на подстропильный брус является не единственным подвижным узлом стропильной конструкции. Конек также нуждается в устройстве шарнирного соединения какого-либо типа. Наслонные стропила можно соединять встык, используя металлические пластины. С торца оставляют значительный угол. Он не позволяет стропилам во время схождения упираться друг в друга. Можно использовать и другой вариант, когда стропила соединяются внакладку. В этом случае в обеих ногах делаются отверстия, через которые проходит болт.

Конструкция наслонных стропил

Стропильную систему, в которой крепление верхнего узла осуществляется при помощи шарнира, а нижнего – при помощи шарнира и плавающего соединения (выше описывался вариант ползуна), принято называть безраспорной. В такой системе не происходит передача нагрузок на мауэрлат , а через него – на стены.

В отличие от них, в распорной системе жестко выполняется коньковое соединение, а опора на мауэрлат происходит с помощью шарнира (как вариант, соединение «зубом»). В этом случае,на стены передаются раздвигающие усилия.

Такую систему, которая объединяет наслонные и висячие стропила, можно считать гибридной.

В этом случае происходит перераспределение нагрузки. Вес кровли принимают на себя исключительно стропильные ноги, которые соединены встык и работают на изгиб. Коньковый брус в этом случае перестает быть обязательным элементом стропильной системы, поскольку, практически, бездействует.

При распорной схеме особенно важно учитывать качество выполнения болтовых соединений. Их производят с помощью предварительно просверленных отверстий , диаметр которых должен быть на 1 миллиметр меньше диаметра шпильки или болта. В том случае, если они будут излишне большими, в процессе выбора деталью свободного хода может произойти повреждение мауэрлата.

Работа стропил будет отличаться в зависимости от того, какие из соединений стропил будут работать в жестком режиме, а какие будут шарнирными.

Когда эксплуатация кровли происходит в нормальных условиях, без перегрузок, то вся нагрузка, которую испытывает стропильная система, равномерно распределяется на все ее элементы. Но с приходом зимы и выпадением снега на каждый скат приходится разная нагрузка. В случае плохо закрепленных или неправильно смонтированных стоек может произойти сдвиг кровли в сторону перегруженного ската. Возможность такого смещения наиболее вероятна,когда речь идет о безраспорной схеме. Проблему можно предотвратить, если надежно закрепить коньковый брус, исключая его продольные сдвиги.

В каком порядке производится устройство стропил

Технологический процесс устройства кровли состоит из следующих этапов:

Приведенная таблица дает возможность рассчитать сечение стропильных ног, отталкиваясь от их длины;

Сечение стропильных ног

• В случае, когда в наличии нет пиломатериалов, которые имели бы требуемую по проекту длину и толщину, их можно получить путем сращивания при помощи саморезов или гвоздей;
• Необходимо изготовить шаблон стропил, а если конструкция состоит из стоек и подкосов, было бы неплохо сделать шаблоны и для них;

  Помните, что при устройстве вальмовых крыш, которые в основном имеют 4 ската, важно принять во внимание некоторую особенность. Длина стропил, которые располагаются в месте, где происходит смыкание скатов, должна уменьшаться по мере спуска от конька в сторону мауэрлата. Ее называют диагональной стропильной ногой или накосной ногой. Поскольку вальмовая кровля имеет сложную конструкцию, шаблоны в этом случае изготавливаются для элементов скатов, которые являются основными. Все остальные элементы приходится собирать и подгонять непосредственно на месте.

  Следующий этап, когда наслонные стропила, конструкция которых рассматривалась выше, обшиваются обрешеткой, является последним перед производством кровельного пирога. В него входит устройство пароизоляции, гидроизоляции, а также работы по утеплению и покрытию кровли.

  Стропила мансарды – устройство и особенности системы

  Опубликовано: 19 июля, 2013

  Мансардная конструкция довольно широко используется при малоэтажном и коттеджном строительстве, поскольку позволяет с минимальными затратами превратить подкровельное пространство в полноценное жилое помещение.

  Стропила для мансарды имеют различную конструкцию, которая выбирается, исходя из пожеланий заказчика. При этом стропильная система должна полностью отвечать требованиям безопасности и общей концепции здания. Стропильная система мансарды бывает различных типов:

  • наслонные стропила,
  • висячие стропила,
  • также при разработке проекта сооружения широко применяются разнообразные комбинации этих основных типов.

  Выбор конструкции мансарды в первую очередь зависит от проекта здания, на основе которого производится расчет оптимальных систем, способных выдерживать нагрузку на кровлю на протяжении всего периода эксплуатации.

  Висячие стропила

  Висячие стропильные системы мансард обычно опираются на две (самые длинные) несущие стены здания. Система такого типа работает на изгиб и на сжатие, принимая на себя разновекторные нагрузки. Такие стропильные конструкции обычно используются при возведении сооружений небольшой площади или могут являться частью более сложных систем.

  Наслонные стропила

  Наслонные системы имеют дополнительную опору по центру конструкции, что обеспечивает перераспределение нагрузки. Подобные системы принимают только изгибающие нагрузки, и поэтому они предпочтительней при необходимости перекрытия больших пролетов. Особенностью наслонной системы является необходимость подготовить особые опоры в центре сооружения. В качестве опор может выступать центральная несущая стена или специальные колоны.

  Комбинация наслонных и висячих стропил

  

  Комбинация наслонных и висячих стропил

  Устройство стропильной системы мансарды может осуществляться и комбинированным способом с применением всех доступных элементов. Такой подход, хотя и несколько усложняет конструкцию, но значительно расширяет возможности дизайнера по созданию красивой и удобной мансарды.

  Нижний скат образуют стропильные конструкции наслонного типа, которые геометрически являются прямоугольными треугольниками. Верхнюю часть конструкции формируют из стропильных систем висячего типа, при этом нижняя затяжка стропил может быть использована в качестве базовой поверхности для формирования потолка мансарды.

  Для увеличения прочности конструкции в нижней части системы применяются специальные прихватки и подкосы.

  Расчёт количества и геометрии этих элементов должен проводиться специалистом с учётом требований СНиП.

  Материалы для изготовления стропильных конструкций

  Для создания стропильных конструкций при малоэтажном строительстве широко применяются два вида материалов: деревянный брус и профилированный металл.

  Деревянный брус

  Деревянный брус служит основным материалом для изготовления стропил в небольших по площади сооружениях.

  К преимуществам этого материала можно отнести:

  • относительно невысокую стоимость,
  • простоту монтажа,
  • высокую функциональность,
  • экологичность.
  • невысокая удельная прочность,
  • горючесть и преждевременное разрушение под действием влаги и температуры (требуется дополнительная защита).

  ↑

  Профилированный металл

  • обладает значительно большей удельной прочностью, что дает возможность перекрывать большие пролеты,
  • при современной защите поверхности стропильные конструкции из профилированного металла могут прослужить несколько десятилетий, не теряя функциональных качеств.

  При создании стропильных конструкций из металлического профиля необходимо учесть и недостатки этого материала:

  • монтаж металла осложняется необходимостью привлечения дополнительного оборудования и специалистов,
  • тонкостенный металлический профиль достаточно дорог.

  

  Прекрасные результаты дает комбинация этих материалов, которая в последнее время все шире применяется для возведения мансард сложной формы.

  Монтаж стропильных конструкций

  Установка стропил на мансарде производится, исходя из ее конструктивных особенностей и применяемых материалов.

  Деревянные конструкции укладываются на опорный брус (мауэрлат) и крепятся к нему специальными шарнирно-неподвижными скобами или ползунами. В некоторых случаях необходима врезка стропильной конструкции в тело мауэрлата.

  Врезка производится не более чем на ¾ толщины балки во избежание ее ослабления.

  Металлические стропильные конструкции устанавливаются на специально подготовленную балку и крепятся при помощи электродуговой сварки или болтовых соединений.

  Когда возводится мансарда – крепление стропил должно в полной мере обеспечивать функциональность, надежность и безопасность всей конструкции.

  голоса

  Рейтинг статьи