Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды стропильных систем крыши — их устройство и конструкция

Виды стропильных систем крыши — их устройство и конструкция

Кровельные конструкции – один из сложнейших в проектировании, монтаже узлов жилого сооружения. Кровля первой принимает на себя «удар», защищая дом от осадков, ветра и холода, поэтому от ее герметичности, долговечности, качества зависит комфорт всех домочадцев. Основа надежной крыши – стропильная система, которая придает конструкции форму, задает оптимальный уклон, а также служит для крепления гидроизоляционного материала. Состав и взаимное расположение элементов каркаса зависят от конфигурации кровли. В этой статье мы расскажем, какие виды стропильных систем бывают, а также чем они отличаются друг от друга.

Требования предъявляемые к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего, каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А вот если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы кровли будут прочными и крепкими.

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть следующим:

  • Древесина берется 1 — 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
  • Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см 2 .
  • Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
  • Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Требования для стропильной конструкции

Устройство стропильной системы крыши должно соответствовать важным характеристикам. Среди этих требований можно выделить следующее:

  • Жесткость. Каждая деталь и узелвсей стропильной конструкции должны быть соединены жесткими распорками. Также должна обеспечиваться жесткая фиксация каждого элемента. В противном случае кровля может и вовсе разрушиться.
  • Малый вес. Общий вес всей конструкции стропильной системы должен быть небольшим, чтобы не оказывалось сильное давление на стены здания. Для этой цели каркас преимущественно деревянный. За редким исключением он может быть металлическим. Что касается древесины, то процентность ее влажности должна равняться 18%. Плюс ко всему обязательно древесина обрабатывается специальными составами, антисептиком и тому подобное. Это исключит появления грибка, гнили и прочее.
  • Высокое качество сырья. Для стропил необходимо приобретать древесину 1–3 сорта. На ней должно быть минимальное количество сучков, сколов и трещин. Так, на один метр допускается около 3 сучков с высотой до 30 мм. Несущие элементы стропильной системы должны изготавливаться из досок толщиной 50 мм. Также могут применяться и доски, если они хвойные, то длина допускается до 6,5 метров, а если лиственные, то не больше 4,5 метров. Что касается мауэрлата, подушек и прогонов, то здесь рекомендуется использовать твердую древесину.

Из какого материала создаются стропильные системы?

Для формирования этих конструкций могут использоваться различные материалы. Наиболее оптимальным считается применение элементов из древесины.

Важно! Узлы стропильной системы, сделанные из дерева, отличаются высоким качеством, долговечностью и надежностью, но для их долгого срока службы перед применением надо обработать их особыми защитными составами.

Для создания конструкций используется брус, причем желательно, чтобы он имел размеры 150х150 мм. Дополнительно применяются доски 50х150 мм, а для усиления крыши подходят более толстые бруски и доски, которые надежно фиксируются друг с другом.

Во время формирования стропил оптимальным считается использование сосновой древесины, причем брус предварительно должен вылежаться, чтобы после организации кровли не изменил свою форму и размеры, поэтому при таких условиях значительно увеличивается стойкость всей конструкции перед разными факторами.

Небольшого размера стропила делаются из досок, причем для придания им оптимальной прочности рекомендуется сшивать несколько элементов.

Некоторые люди предпочитают при возведении частного строения пользоваться металлическими элементами для создания крыши. Но применение металлического профиля обладает некоторыми минусами, так как металл подвергается процессу коррозии. Обычно устанавливаются такие элементы под прогонами конька, что дает возможность сделать оптимальную опору, так как именно прогоны обычно подвергаются значительным нагрузкам.

Наслонные и висячие стропила – отличия

Поскольку стропильная система является каркасом кровельной конструкции и от ее качества, зависит надежность все системы в целом – важно чтобы она была способна выдержать все оказываемые на нее нагрузки. Поэтому, в зависимости от возможной потенциальной нагрузки, применяют два различных типа стропил: висячие и наслонные.

Конструкция с использованием висячих стропил применяется в постройках, где отсутствуют внутренние несущие стены, вследствие чего стропила могут опираться на мауэрлат снизу и на друг друга встык сверху (часто с помощью конькового прогона). Ввиду особенности конструкции, на висячие системы оказывается, как изгибающая, так и сжимающая сила.

Наслонные стропила отличаются от висячих тем, что распределяют нагрузку от вышележащих элементов не только на внешние стены, но и на внутренние или специальные опорные колонны, то есть используются промежуточные опоры. В результате чего, сжимающее воздействие нивелируется, а сама стропильная система получается более надежной. Однако данный каркас применим не во всех ситуациях.

Читать еще:  Применение ремонтных хомутов для водопроводных и других труб

Как подобрать размеры стропила?

Чем легче крыша, тем меньшую нагрузку она оказывает на дом, поэтому наиболее оптимальным вариантом для возведения стропильной системы в частном секторе является дерево. Но бывают и исключения, например, в случае использования слишком сложной конструкции, тяжелой кровли и при неблагоприятных климатических условиях – в качестве каркаса используют металлопрофиль.

Обычно при сооружении конструкции из дерева, стропила изготавливают из доски 50х150 мм или 60х200 мм длиной до 6.5 м. Если выбрано тяжелое кровельное покрытие, типа керамической черепицы, сечение допустимо увеличить. Основным материалом для элементов конструкции служат хвойные породы дерева. Влажность древесины не должна превышать 18%, иначе после высыхания стропильная система может быть шаткой, особенно при использовании гвоздей. Важно, чтобы перед началом монтажа древесина была обработана биозащитными средствами и антисептиками.

Для того чтобы узнать размеры стропил для своего проекта, мы рекомендуем использовать наши эффективные онлайн-калькуляторы расчета крыши.

Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

I – мауэрлат, II – стропильная нога, III – перекрытие.

Использовать узкие стропильные ноги – «прямой путь» к провисанию системы в будущем. Чтобы не допустить этого, нужно применить специальную решетку – укрепление, в которую входят подкосы, стойки и ригеля. Чтобы создать ее, нужно взять древесину толщиной 2,2 и шириной 15 см., или использовать пластины из дерева диаметром минимум 13 см.

Стропила крыши – несущая конструкция скатов. Она состоит из элементов, которые можно соединять между собой ригелями, распорками, стойками и т.п. Материал для опорных балок, помимо наиболее распространенного – древесины, может быть любым – металлом, железобетоном или же смешанным.

Таблица для расчета стропильной системы в зависимости от расстояния между собой и длины

Древесина (брус) должна иметь сечение от 40 на 150 до 100 на 250 мм. Зависит эта цифра от удаленности ног одна от другой, и числа осадочных нагрузок для конкретной области (расчет проводится отдельно).

Доска не должна иметь более 5 см в поперечном сечении. Ширина прямо пропорциональна длине. К примеру, если ваша доска 5 м в длину, то ее ширина не должна быть менее 13 см. Немаловажен и основной материал обрешетки крыши. При его выборе стоит уделить внимание наличию сучков, сколов и трещин. Если найти максимально ровные бруски дерева не получается, то максимальная длина сучков не должна быть более 1/3 толщины древесины.

Последний шаг монтажа стропил для крыши – надежное закрепление каждого элемента. Скобы и металлические углы – самые оптимальные элементы для этих целей. Но, в современном строительстве все чаще стали использовать болты.

Систему применяют для организации кровли при небольших пролетах между стенами – опорами не более 10 метров. Характерная особенность системы – опирание на несущие стены, вследствие чего на них действует большая нагрузка, способная привести к постепенному распиранию конструкции. Чтобы этого не произошло, помимо принятия подходящей толщины стены, основания стропил соединяют затяжками, которые частично компенсируют поступающие усилия. Вместо отдельных затяжек могут выступать балки перекрытия, которые выступают в качестве основания для пола чердака или мансарды.

Достоинства висячих стропил:

  • Не обязательно устройство мауэрлата;
  • Простой монтаж составляющих системы;
  • Арка стропильная на шарнирах, что способствует ее адаптации к незначительным изменениям в положении стен при усадке.

Варианты стропильной системы крыши:

  1. Трёхшарнирная арка простая треугольная. Это привычная всем крыша правильной треугольной формы, в которой скаты воспринимают всю нагрузку. Затяжка для расстояния между стенами не более 6 метров может быть заменена стальным тяжем.
  2. Усиленная бабкой или подвесом трёхшарнирная балка. Такая система пригодная только для строительства больших производственных или сельскохозяйственных помещений, где расстояние между несущими стенами превышает 6 метров. Принцип работы системы: вес затяжки принимает на себя коньковый брус. Эти элементы соединены между собой бабкой – деревянным бруском с металлическим хомутом и регулятором провиса. Соединение осуществляется болтовым методом.
  3. Трёхшарнирная арка с бабкой и подкосами. Эта система напоминает упомянутую выше, только используется при длинных провисающих стропилах. Поскольку опорной промежуточной стены у подвесных систем нет, подкосы в нижней части опираются на бабку, верхней – в стропило. Таким образом получается жесткое кровельное основание, нагрузка концентрируется в верхней части крыши. На фото приведены способы крепления затяжки к бабке.

  • Трёхшарнирная арка с приподнятой затяжкой. В этой схеме затяжная балка располагается не у основания стропильных ног, а выше. Этот вариант отлично подходит для обустройства кровли в мансарде. Получается, стропила держатся на мауэрлате методом ползуна, но при условии, что стропильный брус выступает за пределы наружной стены. Затяжка крепится к стропиле методом врезки с дополнительной фиксацией гвоздём. Чтобы затяжка не провисала, её крепят методом подвеса к коньковому брусу.
  • Треугольная акра на трёх шарнирах с затяжкой и ригелем. В этой системе может отсутствовать мауэрлат: стропила смыкаются между собой затяжкой по основанию, сверху крепят ригель для уменьшения распорных усилий. В этом случае балка будет работать не на растяжение, а на сжатие. Ригель необходимо прикрепить жестко, а не шарнирно, для обеспечения устойчивость конструкции.
  • Наслонные стропила

    Тип системы применяется удя установки между большими пролетами стен, в центре между которыми должна присутствовать промежуточная опорная стена или колонна.

    1) Безраспорные стропила опираются на мауэрлат и центральную вертикальную стойку. Таким образом, они не распирают стены, а полностью принимают на себя нагрузку, работая на изгиб.

    Читать еще:  Способы гибки профильных труб

    3 варианта обустройства системы:

    1. Нижнюю часть ноги врубают в мауэрлат, фиксируя соединение хомутами. Верхняя часть методом подвижного соединения укладывается на коньковый прогон.
    2. Второй вариант – скользящее крепление нижней части стропила к мауэрлату, возможно – штучным бруском. Верхние части ног соединяются попарно или крепятся к коньковому брусу.
    3. В третьем случае верх стропильных ног жестко фиксируют к коньку. Для этого ноги соединяют попарно, дополнительно прибивая их дощечками, зафиксированными перпендикулярно мауэрлату как на схеме ниже. Суть метода: конек принимает большую нагрузку на растяжение, стропила прогибаются значительно меньше. Это уменьшает риск деформации и разрушения крыши.

    2) Наслонные распорные стропила жестко закреплены на мауэрлате и соединены со стеной, передавая на нее основную распорную нагрузку. Для частичной её компенсации к конструкции можно добавить поперечные прогоны. Система, как и предыдущие 3, не имеет распорок.

    3) Стропила с подкосом помогают построить крышу с длинными скатами. Для этого к центральной опоре прибивают брус, соблюдая угол 45° к основанию. Для компенсации нагрузок может быть применен прогон как в предыдущем варианте.

    4) Стропила на подстропильных балках устраивают при наличии 2-х промежуточных несущих стен между наружными при большом пролете крыши. Конструкцию поддерживают вертикальные, поставленные на лежень, стойки, по верху которых уложены опорные балки. Стропила соединяются попарно жестким замком без конькового бруса (он отсутствует). Для поддержания соединения устанавливается распор.

    Ниже поддерживающих прогонов устанавливается затяжка. Низ стоек фиксируется схватками – брусками между параллельными прогонами. Могут быть применены расшивки крест-накрест.

    Крепежные элементы стропил

    В качестве крепежных элементов могут применяться соединения типа паз-шип , известные в строительстве ранее. Правда, современный монтаж подобного крепежа уже не использует. Обычным соединением элементов конструкции являются строительные гвозди и скобы. Их недостаток заключается в том, что со временем жесткость такого соединения уменьшается в связи с изменением геометрических размеров скрепляемых элементов, ведь размеры деревянных изделий могут немного изменяться под воздействием влаги. Более надежными являются болтовые соединения конструктивных элементов.

    Но и им присущ недостаток, заключающийся в ослаблении элементов конструкции в результате их сверления. В последнее время стала известной американская технология соединения элементов стропильных конструкций с помощью фасонных крепежных элементов и саморезов, выбор которых в магазинах, предлагающих строительные материалы, существенно расширился.

    Обычно при строительстве жилого дома стропильные системы собираются на месте. В этом случае, несмотря на кажущуюся легкость работы с деревом, проведение этих работ сопряжено со многими трудностями. Поэтому к сборке и установке стропильных конструкций желательно привлечь бригаду опытных кровельщиков, имеющих большой опыт этой работы.

    Схема расчета стропил.

    Железобетонные конструкции в жилищном строительстве широкого применения не имели в силу большого веса, сложности монтажа из-за необходимости применения грузоподъемной техники и отсутствия возможности применения индивидуальных строительных решений.

    Появление новых технологий строительства повлекло за собой и изменения в подходе к изготовлению стропильных конструкций. В последнее время широко распространилась технология монтажа стропил из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), благодаря которой значительно снижаются затраты и сроки монтажа. Эта технология применима практически при всех видах строительства зданий любого назначения.

    Виды стропильных систем с описанием и характеристикой

    Существуют два типа стропильной системы. Каждый из них имеет свою область применения.

    Наслонная стропильная система

    Она предназначена для крыш с пролётом от 10 до 16 метров, уклон при этом не имеет значения. Единственное правило — внутри здания должны быть несущие стены, которые можно заменить колоннами.

    Наслонная стропильная система подходит для плоских и скатных крыш

    Элементы наслонной стропильной системы

    Основным преимуществом такой стропильной системы является длительный срок эксплуатации, это связано с обустройством сквозного проветривания, а значит, риск загнивания элементов конструкции практически отсутствует. Также наслонная стропильная система ценится за простоту монтажа, что позволяет устанавливать её своими руками. Конструкция состоит из:

    • стропильных ног;
    • подстропильных элементов;
    • обрешётки или настила.

    Конструкция может немного отличаться в зависимости от формы крыши (плоская или скатная). В первом случае она представляет собой отдельные стропила, которые опираются каждым своим краем на противоположные стены здания. При обустройстве двускатной крыши это пары наслонных ног, упирающиеся на нижние стены, и прогон, что поддерживается стойками. Подстропильные ноги, или стойки, монтируются лишь в случае увеличенного прогона. Это позволяет предотвратить прогиб стропил. Аналогичный способ укрепления системы используется и в случае обустройства ног из нескольких досок.

    Повысить надёжность наслонной стропильной системы помогут стойки

    К подстропильным элементам относятся:

    1. Горизонтальный хват. Служит для повышения устойчивости системы, но влияет на это незначительно. Крепить схватку нужно в местах пересечения с установленными стойками, которые держат коньковой прогон. Этот элемент работает на сжатие и на растяжение и позволяет равномерно распределить нагрузку. Располагаться он должен на высоте 1,8 м и более от пола чердака, что позволяет человеку беспрепятственно передвигаться по помещению.
    2. Сквозной прогон. Он присутствует в том случае, если имеются две внутренние стены. Тогда подстропильные конструкции опираются на лежень через сами опоры. Он укладывается на установленные внутренние перегородки.

    Наслонная стропильная система подходит для крыш со значительными пролётами

    Типы системы наслонных стропил

    Такая система может быть распорной и безраспорной. Они отличаются конструкцией и технологией монтажа.

    В случае с безраспорной системой можно выбрать один из трёх вариантов реализации:

      К концу стропила крепится брусок или делается врубка. Эта процедура необходима для надёжного крепления стропила к мауэрлату. В верхней части также делается врубка. Она должна иметь горизонтальную направленность и увеличенный размер. При этом врубка должна быть со скосом. Это нужно для того, чтобы упор не приходился на боковую щёку и отсутствовало сопротивление изгибу стропил. Есть определённые ограничения в размерах подрезки. Если высота стропильной ноги более 18 см, то размер вырубки не должен превышать 30% от высоты бруса, если в пределах 12–18 см, то этот параметр равен 40%, если менее 12 см, то 50%. Длина же подрезки не должна превышать высоту стропильной ноги. Если выполнить эту процедуру невозможно, то рекомендуется провести наращивание бруском, которым и происходит фиксирование с использованием металлических пластин.

    Читать еще:  Основные технические характеристики пенопласта

    Соединять стропила можно путём врубки

    Низ стропил обустравается на ползуне, а их верх фиксируется гвоздями

    Стропила с жёсткой фиксацией верха не прогибаются

    Все эти типы схожи между собой креплением одного края стропил на шарниры, а другим — на скользящую опору, благодаря чему возможен поворот.

    В распорной конструкции стропильной системы имеются опоры с одной степенью свободы. В этом и заключается основное отличие этих двух типов систем. Нужно верхний край стропил зафиксировать гвоздями или болтами, что позволяет получить шарнирную основу.

    Распоры могут иметь одну степень свободы

    Видео: как создать стропильную систему без распор

    Правила обустройства

    Надёжность системы обеспечивается путём выполнения основных требований:

    1. Толщина элементов должна превышать 5 см.
    2. Все узлы стропильной системы должны иметь гладкую, обработанную рубанком, поверхность. Это предохранит их от прогнивания и появления грибка.
    3. Не рекомендуется обустраивать дополнительные узлы, поскольку система чётко рассчитана.
    4. Мауэрлат нужно укладывать строго горизонтально. Это касается и поверхности стыковки со стропильной ногой.
    5. Расположение стоек и подкосов должно быть максимально симметричным.
    6. При состыковке стропил с каменной кладкой нужно сначала обустроить гидроизоляционный слой.
    7. Нога стропил должна иметь длину максимум 4,5 м в том случае, если в системе отсутствуют стойки или подкосы.

    Монтаж своими руками: пошаговая инструкция

    Процесс монтажа состоит из нескольких этапов:

      На верхний край стен уложить горизонтальный брус — мауэрлат. Под него предварительно нужно постелить гидроизоляционный материал.

    Мауэрлат может быть выполнен из бруса или доски

    Фиксация стропил к мауэрлату должна быть надёжной

    Не всегда нужен монтаж подстропильных элементов при установке стропильной системы

    Видео: монтаж наслонных стропил

    Система висячих стропил

    Этот тип стропильной системы чаще всего обустраивается при строительстве двускатной крыши с длиной пролёта не более 6 м, при этом стен внутри чердачного помещения нет. Стропила имеют две опоры: сверху они опираются друг на друга, снизу — на мауэрлат.

    Элементы висячей стропильной системы

    Простейшая система стропил представляет собой треугольник, две стороны которого образованы опирающимися друг на друга стропильными ногами, а третья — затяжка. Преимущество такой системы в том, что распор на стены не передаётся ввиду нивелирования его затяжкой. Это означает, что горизонтальное давление на стены отсутствует, что приводит к повышенной надёжности и прочности конструкции узлов опоры.

    Висячая стропильная система напоминает треугольники

    Основными элементами висячей стропильной системы являются:

    • стропила;
    • стойка;
    • мауэрлат — можно заменить досками, которые укладываются на гидроизоляционный материал;
    • подкос;
    • затяжка — деревянный брусок или металлическая планка;
    • ригель;
    • бабка.

    При выборе конструкции системы стропильных ног непосредственно для вашего дома нужно учитывать:

    • климат, в частности, снеговую и ветровую нагрузку, годовое количество атмосферных осадков;
    • вид крыши, ведь стропильная система двускатной и шатровой кровли в корне отличаются друг от друга;
    • угол наклона скатов (для плоской конструкции висячая стропильная система не используется);
    • тип кровельного покрытия (разные материалы отличаются массой и требованиями к обрешётке).

    Эти параметры позволяют рассчитать сечение стропил, ширину пролёта, место расположения затяжки.

    Разновидности конструкций системы висячих стропильных ног

    Существует несколько типов конструкций, которые можно использовать при монтаже висячей стропильной системы скатной крыши. Арка может быть:

      Трёхшарнирная треугольная. Формы имеют вид замкнутого треугольника. Он обладает чёткой структурой, в которой стропильные брусья создают изгиб, а работа затяжки идёт в обратном направлении. Рекомендуется соблюдать высоту подъёма конькового прогона, которая должна составлять не менее шестой части длины арочного пролёта. Чаще всего такая конструкция используется при обустройстве чердака, пол которого и будет играть роль затяжки для стропил.

    Форма трёхшарнирной системы имеет вид замкнутого треугольника

    Бабка в стропильной системе является опорным подвесом

    Затяжка необязательно располагается внизу стропил

    Работа стяжки в системе с ригелем направлена на сжатие

    Особенность системы с подкосами и подвеской заключается в круговой передаче нагрузки

    Также есть несколько вариантов обустройства карнизного узла:

    • ортогональная лобовая врубка с одним или двойным зубом;
    • пластинчатое крепление;
    • дощатая фиксация.

    Пошаговая инструкция монтажа

    Существует определённая последовательность действий по установке висячей стропильной системы. Она включает в себя несколько этапов:

      Сделать запилы на стропильных ногах. Предварительно нужно рассортировать левые и правые стропильные ноги, поскольку запил у них находится с противоположных сторон. Это сделает крепление к мауэрлату надёжным и устойчивым. Не забудьте пометить каждую из них.

    Соединять стропила можно с помощью системы запилов

    В верхней части стропила можно соединить металлическими пластинами

    Треугольные заготовки можно сделать на земле

    Видео: монтаж висячей стропильной системы

    Соблюдение технологии монтажа системы стропил крыши так же важно, как и правильный выбор конструкции, и её расчёт. Только при взвешенном подходе к работе на каждом этапе можно получить в итоге качественную стропильную систему, а значит, и крышу дома.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector