Конструкция скатной крыши с деревянными стропилами

Элементы стропильной системы – из чего состоит конструкция, правила устройства

Для обеспечения надёжности крыши при её обустройстве наибольшее значение имеет прочность несущих систем, функцию которых главным образом выполняют стропильные конструкции. Устройство скатной кровли может быть различным, в зависимости от типа и тяжести кровельного покрытия.

Разновидности стропильных систем

Различают несколько типов стропильных сооружений, в частности:

Каждый из указанных вариантов имеет свои отличительные характеристики и особенности. В зависимости от разновидности конструкции, элементы стропильной системы также могут различаться. Однако во всех случаях основным предназначением стропил является обеспечение надёжности кровли по отношению к различным нагрузкам.

Нагрузки на кровельное покрытие, в свою очередь, также подразделяются на несколько типов:

• Постоянные, куда относится вес самой кровли со всеми её составляющими.
• Временные, такие как дождь, снег, ветровые порывы, вес рабочих, выполняющих кровельные работы и т. д.
• Нестандартные, например, возникающие при землетрясениях и прочих непредвиденных ситуациях.

Поскольку основная часть нагрузки в любом случае выпадает на стропильную кровельную систему, необходимо как следует позаботиться о её прочности и надёжности. Грамотное устройство кровли из стропил является гарантией долговечности крыши в целом. Важным при этом является правильный выбор разновидности несущих сооружений, а также материалов для их изготовления. С этой целью стоит более подробно рассмотреть основные типы стропильных систем – что входит в них, каковы их основные характеристики, особенности монтажа и прочие технологические свойства.

Стропильные конструкции наслонного типа

Такие системы устанавливаются на кровлях домов, в которых имеется несущая средняя перегородка либо промежуточные опоры столбчатого типа. Стропила при этом представляют собой наклонные балки, упирающиеся внизу в несущие внешние стены, а вверху – в коньковый прогон. Опорой для самого конькового прогона служат вертикальные стойки, упирающиеся во внутреннюю несущую стену.

Подобная конструкция стропильной системы обуславливает то, что она функционирует исключительно посредством изгиба. При необходимости сооружение дополнительно укрепляется подкосами, затяжками и вспомогательными ветровыми элементами.

Главным достоинством наслонной системы стропил является облегченность её структуры при любой ширине здания, что позволяет обойтись минимальным количеством материалов. Помимо этого, благодаря постоянной сквозной вентиляции, в конструкциях такого типа предотвращаются гнилостные процессы, что обусловливает длительный срок их эксплуатации.

В значительном числе случаев стропильные системы наслонного типа изготавливаются из дерева, что связано с несколькими причинами:

• Устройство стропильной системы крыши из деревянных элементов обходится значительно дешевле по сравнению с прочими материалами.
• Конструкция скатной крыши с деревянными стропилами легче по весу, а значит, оказывает меньшую тяжесть на фундамент и стены.
• Деревянная стропильная система кровли более проста в монтаже.
• Зачастую прочие внутренние конструкции крыши также изготавливаются из дерева. В результате, сборка стропильной системы деревянной крыши из того же материала облегчает соединения между элементами, являясь наиболее приемлемым вариантом.

Деревянные элементы наслонной системы

Если же говорить о том, что входит в стропильную систему наслонного типа, то основные элементы здесь следующие:

• стропильные ноги;
• мауэрлат;
• подкосы;
• стойки;
• лежни;
• распорки;
• коньковая балка (прогон).

Помимо этого, для устройства скатных крыш по деревянным стропилам используется ряд дополнительных приспособлений и элементов, таких как болты, скобы, нагели, металлические пластины и т. д.

Висячие стропильные системы

Такие конструкции имеют только две точки опоры, которыми они упираются к стенам здания, и выполняют свою функцию посредством изгиба и сжатия. Нагрузка, падающая на подобное устройство, довольно велика, и часть ее передается на стены. С целью уменьшения тяжести, падающей на стропила и стены, у основания стропильных ног обычно монтируется затяжка, выполняющая одновременно функции балки перекрытия.

В простейшем случае стропильная система висячего типа состоит из стропильных ног, мауэрлата и дополнительных связующих конструкций. Стоит отметить, что в названиях элементов стропильных систем используется строительная терминология, знакомая далеко не всем. Стропильные ноги – это те же самые балки, часто называемые просто стропилами. Они образуют основной каркас несущей конструкции кровли. Мауэрлат представляет собой бревно или брус, который может изготавливаться из различных материалов, и служит крайней нижней опорой для стропил. В случае стропильных сооружений висячего типа он укрепляется железобетонным поясом для придания большей прочности.

Висячие стропильные системы обладают следующими достоинствами:

• высокая жёсткость конструкции;
• простота проектировки и монтажа;
• отсутствие в структуре стропильного сооружения сложных узлов и механизмов.

Конструкции из стропил висячего типа чаще всего находят применение для нежилых строений, либо для жилых зданий с двускатными крышами.

Комбинированные стропила

В ряде случаев в строительстве приходится иметь дело с обустройством стропильных систем для многоскатных, ломаных и прочих сложных кровель. Такая работа довольна сложна и требует особого мастерства и умения. Обычно в подобных ситуациях используется чередование висячих и наслонных стропильных конструкций.

С целью повысить жёсткость сооружения снизу от конькового прогона производится установка стойки с подкосами. В результате, промежуток между боковыми опорами становится возможным увеличить до 10-12 метров.

Устройство элементов стропильной системы

Крепление нижних частей системы стропил производится к мауэрлату, который, в свою очередь, устанавливается и крепится к верхней поверхности несущих стен. Для прочной фиксации мауэрлата к стене в ней производится установка резьбовых шпилек, на которые он насаживается, закрепляясь посредством гаек. Вместо шпилек для монтажа мауэрлата иногда используются анкерные болты.

Диаметр бруса для мауэрлата обычно составляет 18-20 сантиметров. Важно отметить, что между стенами и мауэрлатом необходимо присутствие гидроизоляции.

Другим важным элементом для монтажа стропильной системы является коньковый прогон. К нему стропильные конструкции крепятся в своей верхней части. Сам же прогон в концевых частях чаще всего фиксируется к торцевым стенам строения. Фактически, посредством конькового прогона стропильные ноги соединяются в верхней части в единую конструкцию. Поэтому прочность его имеет особенно большое значение, а монтаж должен производиться на основании точных расчётов, с соблюдением всех технологических правил.

Если в соответствии с проектом в поперечных стенах строения имеются некоторые интервалы, тогда возникает необходимость в использовании дополнительных опор, таких как подкосы, шпренгели и стойки.

При обустройстве стропильной системы кровли следует уделить существенное внимание силе ветровых нагрузок, выпадающих на кровельные фронтоны. Поскольку при прямом воздействии сильных порывов ветра фронтоны принимают на себя довольно значительную нагрузку, это может в определённой степени повлиять на прочность кровельной конструкции. Поэтому уместным будет уменьшить на них давление ветра, установив диагональные связующие элементы. Их функцию могут выполнять доски сечением в 3-4 сантиметра, монтаж которых произведён к основанию стропильных ног.

Особо тщательное внимание требуется при обустройстве стропильных сооружений для сырых деревянных срубов, поскольку в этом случае материалу требуется усадка. Одним из возможных вариантов является выжидание необходимого времени для высыхания древесины, однако в сырое время года на это может потребоваться довольно значительный срок, а отсрочка строительства возможна не всегда. Оптимальным решением в таком случае может послужить установка скользящих опорных конструкций, либо компенсаторов усадки – винтовых домкратов.

Монтаж скользящих опор технологически более прост и может быть осуществлён собственными силами, в то время как установка винтовых домкратов должна осуществляться только специалистами с высокой квалификацией (требует высокой точности производимых расчётов и работ).

Свойства материалов, из которых изготавливаются конструкции

Выше уже было отмечено, что дерево является одним из самых распространённых материалов при обустройстве стропильных систем, что связано с его низкой стоимостью, лёгким весом и простотой в монтаже. Наряду с этим, деревянные стропильные конструкции имеют и свои недостатки: они менее прочны и долговечны по сравнению с металлическими, могут впитывать влагу, а значит изменять некоторые свойства даже после усадки. Для компенсации последнего фактора наилучшим вариантом является использование скользящих креплений и опор.

Стропильные сооружения нередко изготавливаются также из других, более прочных материалов. Наибольшее распространение среди них имеют металлические и железобетонные конструкции. Конечно, они значительно прочнее и надёжнее деревянных, однако вместе с тем во много раз превышают их по весу. По этой причине, монтаж и крепление таких стропил является достаточно трудоёмким процессом. Ещё одним минусом является то, что если конструкция уже готова, очень трудно вносить в неё какие-либо изменения и корректировки.

Железобетонные и металлические стропила оказывают значительную тяжесть на фундамент и несущие конструкции, а потому применение их возможно только для прочных каменных или бетонных строений.

В последнее время на рынке строительства появились также полимерные изделия для обустройства стропильных систем, однако этот вариант пока новый и не испытанный временем. Ввиду отсутствия достаточного опыта по использованию таких стропил, нужно как следует подумать, прежде чем выбирать их для обустройства кровли.

Как видно, при выборе материала для устройства стропильной системы необходимо основательно взвесить все плюсы и минусы тех или иных вариантов. Правильный выбор стропил служит гарантией того, что кровельное покрытие будет иметь надёжную и прочную основу, способную прослужить долгие годы без каких-либо проблем в процессе эксплуатации.

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

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.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.

Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.

Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.

Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.

Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.

Устройство ломанной крыши.

• Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Типы стропильных систем — чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

• Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
• На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
• Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу — мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

На что необходимо обращать особое внимание:

• Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
• Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
• Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
• Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
• Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
• Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
• Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
• Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

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.

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 SRBU.RU

Видео: Стропильная система крыши, что нужно знать для правильного конструирования

Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

• Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
• Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
• Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
• Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
• Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
• Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
• Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Деревянные стропильные конструкции кровли скатных крыш: Монтируем узлы сами +Фото и Чертежи

В малоэтажном строительстве для выпуска деревянных стропильных мансард используют, как правило, пиломатериалы древесины хвойных пород.

Для различных элементов и деталей стропильной деревянной системы применяют дерево определенного типа и сорта. При применении пиломатериалов в стропильно-балочной системе нужно учесть следующие свойства и показатели дерева: прочность на изгиб, сжатие, скалывание, плотность дерева и его влажность.

Деревянные стропильные конструкции обязательно должны соответствовать специальной степени огнестойкости помещения. Они в обязательно порядке должны быть обработаны специальными огнезащитными средствами и пропитками.

Существует огромное множество разнообразных вариантов и элементов устройства деревянных стропильных конструкций. Существуют следующие виды стропильных конструкций: наслонные или висячие стропила, комбинированные, с затяжкой, и др. Самыми популярными стропильными конструкциями считаются наслонные и висячие.

Наслонные деревянные стропильные конструкции

Наиболее дешевые из известных типов стропил. Применяются в том случае, если между всеми опорами расстояние не более 6 метров.

Установку их осуществляют в зданиях и помещениях со средней несущей стеной либо столбчатыми промежуточными опорами, опирая концы при этом на внешние стены дома, а среднюю часть – на внутренние стены либо опоры.

Наслонные деревянные стропильные системы выпускаются с разным количеством стоек — это позволяет существенно увеличить ширину всего пролета здания или помещения.

Конструкция крыши

Рассмотрим их варианты:

• одинарные стойки — идут для пролетов не более 12 м, сечением 13–18 см. При установке наслонной деревянной стропильной конструкции с определенной средней опорой под коньковый прогон монтируется стойка со специальными подкосами, которая позволяет увеличить жесткость всей стропильной конструкции и значительно увеличить расстояние между крайними опорами. Подкосы располагают в верхних зонах подкровельного пространства.
• двойные стойки — увеличивают расстояние между крайними опорами за счет двух средних опор, но не более чем на 16 м.
• тройные стойки — идут для пролетов с шириной не более 16 м при наличии поперечных деревянных стен. Деревянные стропильные системы с дополняющими опорами используют в мансардах достаточно редко, как правило, для мансард со студийной свободной планировкой. Также возможно применение таких стропильных деревянных конструкций при создании оригинальных интерьеров, где стойки послужат элементами декора и будут являться неотъемлемой его частью.

Для мансард обычно выбирают деревянные стропильные системы без средних опор, это делается для того, чтобы внутренняя планировка помещения не была в зависимости от расположения данных опор. При одинаковой ширине здания крыша с наслонными деревянными стропилами может получиться более легкой если сравнивать с прочими стропильными системами.

Висячие деревянные стропильные конструкции

Их используют для пролетов крыш 6–12 м без дополняющих опор. К висячими стропилам крепят чердачное перекрытие. Если пролет больше 6 метров, то между верхними концами стропильных ног крепят вертикальный брус.

Чтобы избежать провисания всей конструкции к нижнему концу бруса при помощи хомутиков из полосовой стали крепят горизонтальную затяжку для опоры балок всего чердачного перекрытия. Если пролет до 12 м, то в конструкцию стропил вводят подкосы, которые уменьшают расчетную длину всех стропильных ног.

Висячие деревянные стропила работают как на сжатие, так и изгиб.

Ниже рассмотрим типы стропильных конструкций:

9.4. Несущие конструкции скатных крыш

Несущими элементами в скатных крышах служат стропильные конструкции – стропильные балки или стропильные фермы с уложенной на них обрешеткой или опалубкой, либо крупноразмерные плоские элементы – плиты и панели.

На выбор несущих конструкций скатных крыш влияют:

— форма (очертание) здания в плане;

— габариты крыши (величина перекрываемых пролетов);

— нагрузки (собственные, снеговые, ветровые);

— расположение в здании внутренних опор (стен, стоек, столбов);

— требования, предъявляемые к крыше (капитальность, огнестойкость, теплотехнические свойства и др.).

Балочная стропильная конструкция двухскатной крыши может быть решена в виде наслонных, висячих или комбинированных стропил, основным элементом которых являются балки, укладываемые под углом сообразно уклону крыши на наружные стены и внутренние опоры (наслонные стропила), а при отсутствии последних – только на наружные стены (висячие стропила).

9.5. Наслонная система стропил

Наслонные стропила передают на опоры вертикально направленные усилия, поэтому просты в изготовлении и дешевы. В висячих стропилах возникают значительные горизонтальные усилия, распирающие стены. Для восприятия этих усилий, то есть для устранения распора, в систему вводят затяжку, связывающую стропильные ноги между собой, благодаря чему стены испытывают только вертикальное давление. При пролетах более 6 м во избежание провисания затяжек в конструкцию висячих стропил включают дополнительные элементы – подвески и др. Для больших пролетов применяют стропильные фермы – решетчатые конструкции, состоящие из связанных между собой элементов: нижнего и верхнего поясов, стоек и подкосов.

Основными элементами наслонных стропил являются стропильные ноги и поддерживающие их стойки, подкосы, прогоны и ригели. Стропильные ноги в односкатных крышах опираются врубкой на подстропильные брусья (мауэрлаты), укладываемые сверху наружных стен у их внутренней грани, а в двускатных крышах – нижним концом на мауэрлат, верхним – на коньковый прогон.

Схемы наслонных стропильных конструкций односкатных крыш

Схемы наслонных стропильных конструкций двухскатных крыш

Узлы сопряжения брусчатых несущих конструкций

Узлы сопряжения дощатых несущих конструкций

Мауэрлат является опорным брусом, служащим для передачи и равномерного распределения давления от стропил на стены. Для свободного доступа к нижним концам стропильных ног и к мауэрлату его располагают выше перекрытия па 350-500 мм, а в малоэтажных домах – на 100-150 мм. Мауэрлат изготовляется из бревен диаметром 160-170 мм или брусьев сечением 140х160 мм и более.

При частом расположении стропил, а также при малопрочных стенах независимо от принятого расстояния между стропилами мауэрлаты укладывают по всему периметру наружных стен в виде непрерывной ленты. При редком расположении стропил и достаточно прочных стенах мауэрлаты можно заменять брусьями-коротышами длиной 600-700 мм, укладываемыми под все стропильные ноги.

Чтобы стропила но загнивали, мауэрлаты антисептируют и ограждают от стен рулонным изоляционным материалом. В зданиях с деревянными стенами стропильные ноги врезают непосредственно в верхний элемент стены – в обвязку или верхний венец.

Стропильные ноги изготовляют из бревен, стесанных на один кант (сверху), брусьев и досок на ребро. Сечение стропильных ног и расстояние между ними определяют по расчету в зависимости от величины пролета, тина и веса кровли, снеговой нагрузки и др. Наиболее употребительны сечения брусьев 120-140х160-180 мм, досок 40-50х160-180 мм, круглого леса диаметр 120-160 мм. Расстояния в осях между стропилами из бревен и брусьев принимаются равными 1500-2000 мм, из досок – 1000-1500 мм.

Нижние концы стропильных ног, кроме врубки в мауэрлат, дополнительно прикрепляются к нему скобками, а также скрутками из проволоки (чтобы крыша при сильных ветрах не срывалась). Скрутка одним концом охватывает мауэрлат, другим закрепляется за костыль, забитый в стопу на 300-400 мм ниже мауэрлата.

К концам стропильных ног на величину свеса карниза прибивают кобылки – коротыши из досок, поставленных на ребро, заделываемые в карниз. По кобылкам вдоль ската по всему карнизу прибивают опалубку из досок, которая служит основанием для настилки и крепления кровли. Если стропильные ноги выпускаются за мауэрлат и сами являются элементом карниза, кобылки не применяются (в малоэтажных жилых домах и других зданиях).

Чтобы избежать распора, сопряжение стропильных ног в коньке должно быть прочным, не допускающим смещения стропил вдоль ската. Надлежащая прочность стыка достигается врубкой верхних концов стропильных ног вполдерева, постановкой накладок и скреплением нагелями и болтами. Давление от верхних концов стропильных ног, на внутренние опоры передается посредством прогонов, стоек и подкосов.

Прогоны располагают в коньке крыши (коньковый прогон) в двухпролетных зданиях с центральным размещением внутренних опор или сбоку под стропилами (боковые прогоны) – в трехпролетных зданиях и двухпролетных при несимметричном расположении внутренних опор. Устраивают их из бревен диаметром 180-220 мм, брусьев сечением 120х180 мм и более.

Прогоны опирают на торцовые стены, а в промежутке между ними – на стойки, устанавливаемые на внутренние несущие стены или столбы. Стойки изготовляют из бревен диаметром 130-200 мм или брусьев сечением 120х120 мм и более и располагают через 2-3 пары стропильных ног, что составляет в среднем 4000-5000 мм.

Для уменьшения прогиба прогонов и стропильных ног их подпирают соответственно продольными и поперечными подкосами такого же сечения, как и стойки. Продольные подкосы, кроме того, обеспечивают жесткость крыши в продольном направлении.

Установка подкосов позволяет не только уменьшить сечение поддерживаемых ими прогонов и стропильных ног, но и производить наращивание их по длине, если приходится перекрывать большие пролеты. Стык при этом выполняется врубкой (косой накладкой) на нагелях и болтах.

Нижним концом стойки обычно опирают на продольный брус-лежень; в него же врезают поперечные подкосы. При расстоянии между наружными стенами и внутренними опорами более 4000-4500 мм поперечные подкосы устанавливают под всеми стропильными ногами. Если же лежень в конструкции наслонных стропил не предусмотрен, поперечные подкосы ставят только против стоек. При этом на подкосы укладывают боковые прогоны с опиранием на них стропильных ног, а под стойки подкладывают коротыши.

Наряду с подкосами, для повышения жесткости стропил больших размеров, предусматривают ригели (схватки) – горизонтальные элементы, связывающие между собой стропильные ноги. Размещают их под боковыми прогонами или над ними, но так, чтобы по чердаку можно было свободно проходить. Если существует опасность, что стойки сместятся вследствие распора от подкосов, их, как и стропила, схватывают горизонтальными распорками, прикрепляемыми к основаниям стоек.

В четырехскатных крышах, помимо всех этих элементов, наслонных стропил, дополнительно устанавливают диагональные (накосные) стропильные ноги и шпренгели (конструкции, поддерживающие скаты у торцовых стен).

Диагональные стропильные ноги врезают одним концом в мауэрлаты, сходящиеся в углах здания, а верхним опирают на край конькового прогона (в двухпролетных зданиях с центральным расположенном внутренних опор), а если его нет – на прибоины, прикрепляемые к верхним концам ближайшей пары стропильных ног (в трехпролетных зданиях, а также в двухпролетных с несимметричным расположением внутренних опор).

На диагональные стропильные ноги опирают малые стропильные ноги – нарожники – и сопрягают с ними врубкой (обычно сковороднем) заподлицо с поверхностью диагональных стропильных ног, чтобы основание под кровлю в этих мостах находилось в одной плоскости со скатами. Опирание нарожников на диагональные стропильные ноги делают вразбежку, чтобы уменьшить ослабление их врубками. Во избежание ослабления диагональных стропильных ног врубками нарожники иногда опирают на рейки, прибиваемые сбоку наносных стропильных ног.

Если пролеты наносных стропильных ног большие, их подпирают снизу стойками, которые устанавливают на горизонтальные балки, укладываемые по диагонали на наружные стоны. В эти балки можно врезать подкосы, поддерживающие стоики и образующие вместе с ними шпренгели – конструкции, повышающие жесткость стропильной системы.

Все сопряжения элементов стропильной системы выполняются металлическими креплениями – гвоздями, скобами, болтами, набивными пластинами, зубчатыми дисками, кольцами, прибиваемые дисками, крепежными элементами и т.п.