Расчет
Нельзя недооценить важность расчетов стропильной системы двускатной крыши. В процессе проектирования необходимо вычислить полезную площадь и исходя из полученных данных решить, насколько высокими будут вертикальные стойки
В этом случае имеет значение несколько факторов.
Нагрузка
При возведении кровельной конструкции важно рассчитать максимальную нагрузку на крышу дома, на все стропила и перекрытия балками. Может понадобиться усиление стропил, тогда в проект вносятся коррективы
Например, может потребоваться использование дополнительных накладок или бруса с большим сечением, чем планировалось. Важен и вес всей стропильной системы. В этом случае расчет ведется с учетом не только сечения пиломатериалов, но и плотности и влажности древесины, определяется расстояние шага между стропилами.
На сегодняшний день существует специальная классификация нагрузок на кровельную систему:
- Основная нагрузка касается веса стропильной конструкции, температуры нагрузки, снеговых и других погодных факторов.
- Дополнительная нагрузка касается расчетов влияния ветра и гололеда.
- Форс-мажорные нагрузки связаны с техногенными обстоятельствами (современная кровля должна выдержать все).
Уклон
Важно грамотно рассчитать угол наклона скатов. При стандартной ширине дома в 6-8 м угол скатов составляет 45 градусов, но этого мало для пространства в мансарде
При угле наклона в 60 градусов конструкция обойдется дороже, но вся крыша будет выполнена удачней. При 45 градусах наклона можно выбирать любые кровельные материалы. Если двускатная крыша изначально планируется асимметричной, то в чердачном пространстве можно спокойно обустроить жилую мансарду, но для этого надо посчитать полезную площадь. Выбирается обычно стандартная двускатная крыша. При этом важно учесть нагрузки на крышу из-за ветра и снега. При увеличении угла наклона скатов увеличится и расход материалов. Но и эксплуатационные характеристики такой кровли будут выгодно отличаться. Если планируется возвести двускатную крышу с неравными углами скатов, то все работы можно выполнить в оригинальном дизайне. Тем не менее, при проектировании лучше отталкиваться от классической конструкции в виде симметричной кровли с равнобедренным треугольником в основании.
Шаг
Шаг стропил, используемый при создании крыши, является одним из основополагающих при возведении конструкции. Существует зависимость шага стропильной системы от кровельного материала. В качестве последнего используется профнастил, шифер, мягкая кровля или металлочерепица.
Шифер для кровли используется повсеместно. Этот кровельный материал отличается относительной прочностью, невысокой стоимостью и устойчивостью к температурным перепадам. Однако материал обладает определенным весом, соответственно, необходимо обеспечить крышу мощной стропильной системой. Стоит учесть, что для шиферной кровли должно быть не менее трех точек опоры (по центру и по краям).
В последние годы достаточно большое распространение среди кровельных материалов получила металлочерепица. Материал прост в монтаже и отличается привлекательным внешним видом. Металлические листы для кровли удобно использовать, так как они имеют малый вес. В связи с этим расстояние между стропилами может быть большим (например, 600-950 мм с сеченным брусом 150х50 мм).
Покрытие из профнастила может быть выполнено из оцинкованного стального листа со специальным защитным покрытием (от внешних погодных воздействий). Современный профнастил отличается по цвету, ширине гофры. Внешне такое покрытие отличается по дизайну. Шаг между стропилами под профнастил будет зависеть от вида профиля, от углов наклона и конфигурации крыши. Для стропильной системы в этом случае используется брус сечением 50-75 мм. Это может быть и доска 20-50 мм шириной.
Установка стропильной системы ↑
Способы монтажа мауэрлата ↑
В домах, которые сложены из бревен или бруса, опорой нижней части стропил служит верхний венец, а в кирпичных или каменных – специальный опорный брус, мауэрлат. Его укладывают на гидроизоляционную прокладку с внутренней стороны стены по чердаку. 
Мауэрлат фиксируют к стене:
- посредством армирующего пояса (на бетон шпильками), на шпильки, вмурованные в кладку стен, с помощью катанки.
Шпилька представляет собой металлический прут с резьбой. Ее длину выбирают из расчета, что одной половиной шпилька будет вмурована в стену, а выступающей части должно на 3–4 см хватить, чтобы поверх мауэрлата закрутить гайку.
Коньковый прогон ↑
Конструкция двухскатной крыши своей верхней частью опирается на так называемый коньковый прогон. Он представляет собой бревно или брус, к которому крепят верхние концы стропильных ног. Именно этот прогон будет в дальнейшем служить коньком крыши.
- При длине дома до 6 м допускается готовить коньковый прогон из единого бруса или бревна. Он может при этом опираться в два фронтона без дополнительных опор. При длине дома более 6 для монтажа составного конькового прогона используют строительные фермы.
Дополнительные элементы ↑
- Боковые прогоны служат дополнительной опорой для самой системы. Опорой для них служат либо строительные фермы, либо фронтоны дома. Если конструкция тяжелая, прогоны делают в виде «строительного подъема» или коромысла. Подкосы помогают разгрузить стропила в центре. Их устанавливают под все «ноги» под углом в 45° и больше. Таким образом можно устраивать двухскатную крышу до 14 м. Раскосы (диагональные балки) укрепляют стропила и помогают фронтонам противостоять сильным ветровым нагрузкам. Опора их верхней части – угол фронтона, нижней – центральная балка перекрытия.
Порядок монтажа ↑
Стропила можно устанавливать двумя способами:
- собрать ферму на земле и поднять ее наверх; собрать фермы прямо на месте установки.
Выбор способа установки, конечно, за исполнителем, однако, в любом случае при создании однотипных ферм удобнее использовать шаблон, согласно которому стропила будут подрезаться и соединяться.
Сделать подобный шаблон совсем нетрудно.
- Для этого берут две доски, чуть длиннее стропил, подымают наверх и устанавливают наподобие будущего строения. Выравнивают их по вертикали так, чтобы верхушка конька при этом была установлена в соответствии с чертежом, доски соединяют одним гвоздем. Опуская или подымая концы досок, добиваются требуемого угла наклона и соединяют доски при помощи поперечной планки и таким образом зафиксируют их в нужном положении. Чистовой вариант подгоняют под этот шаблон и соединяют.
Технология крепежа к мауэрлату ↑
Крепление – один из важных моментов при монтаже крыши. Стропила крепят к мауэрлату двумя способами.
Жесткое крепление.Главным принципом данной технологии является исключение каких-либо воздействий на соединение – изгибов, поворотов, сдвигов. Такой статичности можно достигнуть выполняя крепления стропил при помощи уголков или опорных брусов. Можно также выполнить запилы на стропилах, использовать скобы, вбивать гвозди. Дополнительно крепят к стене проволокой или анкерами.
Скользящее (шарнирное). Такое крепление, имеющее 2 степени свободы, особо рекомендуется для деревянных домов. Движущейся частью в данной конструкции являются стропила. Его выполняют при помощи специального запила, закрепляя место сцепления двумя гвоздями, забиваемыми под углом, или металлической пластины, снабженной отверстиями для гвоздей и другими.
Фермы сначала монтируют в начале и в конце строения, после чего натягивают между ними шнур. Уровень горизонта должен получиться идеально ровным. Если обнаружится перекос, одну из ферм можно немного приспустить. Все другие стропила устанавливают под этот шнур с заданным в проекте шагом. После чего монтируют дополнительные элементы: подпорные балки, раскосы, рамы и ригеля.
В качестве примера, посмотрите видео: «Двухскатные крыши: монтаж стропильной системы».
https://youtube.com/watch?v=WKsOgTaVVQY
Подготовка к строительству
Работы начинаются с составления или уточнения подробного проекта (при правильном подходе – согласованного со специалистами и учитывающего все возможные факторы влияния), подготовки материалов и лесов.
На начальном этапе также выполняется оценка состояния несущих стен, при необходимости – с укреплением или выравниванием.
Чертежи и расчеты
Шатровая крыша отличается от других конструкций наличием четырех треугольных скатов, сходящимся в центре постройки (какая крыша лучше — вальмовая или шатровая?)
При ее расчете и монтаже важно свести к минимуму влияние снеговых и ветровых нагрузок на скаты, а распорных – на несущие стены
Коньковый прогон и фронтоны в проекте отсутствуют, расчет начинается с определения уклона и вычисления параметров одного ската у полностью симметричных квадратных конструкций (оптимальный вариант) и двух – у крыш, монтируемых на слегка вытянутые прямоугольные постройки.
Уклон кровли в теории может быть любым, но на деле варьируется от 25 до 50 °, при оптимуме в 30-40°.
Общая площадь шатровой крыши находится путем суммирования полученных значений и умножения их на 4.
Чертеж составляется с учетом типа стропильной системы (каково устройство четырехскатной крыши?). Висячий способ крепления для таких крыш считается более подходящим как из-за большого уклона скатов, так и из-за освобождения пространства. Но при расстоянии между стенами свыше 4,5-6 м стропила стоит крепить наслонным способом, к установленной в центре вертикальной опоре.
Из видео узнаете о том, как пользоваться программой для расчета шатровой (четырехскатной) крыши с помощью калькулятора программы Zhitov Calc для Android:
Материалы и инструменты
Для возведения шатровой крыши потребуются:
- Пиломатериалы, прошедшие антисептическую и противопожарную обработку. Несущий каркас любых четырехскатных крыш закладывается из бруса или досок одинакового сорта и сечения (от 100 мм – для бруса, от 50 – досок).
- Надежные крепежи и гвозди.
- Доска или листовые материалы на древесной основе для обрешетки.
- Кровельное покрытие, рулонная изоляция, утеплитель и материалы для внутренней обшивки (последние требуются при заложении шатровых крыш поверх жилых мансардных этажей, что при стандартном исполнении встречается редко).
- Стандартный плотничный набор: ручная и электрическая пилы, рубанок, дрель, топор, молоток и приспособления для подъема материалов наверх.
Виды систем в зависимости от используемых стропил
Типы стропильных систем отличаются не только конструкцией, но и используемыми стропилами. К их разновидностям относится:
Висячие стропила. Они называются по-другому выносными. Обладают двумя точками опоры, причем они применяются для любой пары. В качестве этих точек выступают несущие стены строения. Это позволяет работать стропилам не только на изгиб, но и на сжатие
Важно устанавливать стропильные ноги таким образом, чтобы они опирались не на сами стены, а на смонтированный мауэрлат, представленный опорным брусом значительной толщины. Для формирования мауэрлата применяется деревянный опорный брус, а также допускается делать его из досок, которые надежно и правильно соединяются друг с другом, после чего он фиксируется на торцах стен
Стропила прикрепляются к мауэрлату врубкой, после чего дополнительно крепятся разными крепежными элементами, причем обычно для этого используются скобы или кронштейны. При таком устройстве формируется распирающее усиление, передающееся стенам. Для компенсации этого распирания формируется затяжка, которая соединяет внизу все пары стропил. За счет того, что она монтируется внизу, то дополнительно выступает в качестве перекрытия.
Наслонные стропила. Данные виды стропил применяются исключительно для домов, в которых имеется несущая стена, находящаяся в середине строения. Опорой для них выступают сами стены сооружения, а вот средняя часть фиксируется за счет внутренних опор или несущей стены, находящейся посередине дома. Работают такие элементы только на изгиб, поэтому даже если на них будут воздействовать многочисленные нагрузки, они не будут работать на сжатие. За счет такого специфического устройства допускается во время создания системы пользоваться достаточно тонкими элементами, что позволяет получить легкую систему, которая не будет оказывать существенного воздействия на стены и фундамент строения. За счет этих стропил можно сэкономить дополнительно на строительных материалах.
Комбинирование стропил. Вышеуказанные виды стропил могут сочетаться в одной крыше, причем обычно такой вариант применяется для строений, обладающих необычной и сложной конструкцией.
Важно! Оптимально для строений, у которых нет опоры, применять висячую систему, а для сооружений, оснащенных опорой, идеально подходят наслонные элементы. Таким образом, стропильные системы представлены в многочисленных видах
Каждая разновидность создается особым образом и обладает своими особенностями и параметрами. Для простых строений оптимальным считается применение односкатной крыши, а для полноценных жилых домов рекомендуется делать двускатную или вальмовую конструкцию. Последний вариант считается наиболее сложным в создании, но если грамотно подойти к процессу, то обеспечивается получение долговечной, красивой и прочной конструкции. При отсутствии опыта работы рекомендуется обращаться к профессионалам, но простые виды стропильных систем легко монтируются своими руками без специфических материалов и особых необычных навыков
Таким образом, стропильные системы представлены в многочисленных видах. Каждая разновидность создается особым образом и обладает своими особенностями и параметрами. Для простых строений оптимальным считается применение односкатной крыши, а для полноценных жилых домов рекомендуется делать двускатную или вальмовую конструкцию. Последний вариант считается наиболее сложным в создании, но если грамотно подойти к процессу, то обеспечивается получение долговечной, красивой и прочной конструкции. При отсутствии опыта работы рекомендуется обращаться к профессионалам, но простые виды стропильных систем легко монтируются своими руками без специфических материалов и особых необычных навыков.
Конструктивные элементы стропильной системы
Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.
Мауэрлат
Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.
Мауэрлат
Стропильные ноги
Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.
Стропильные ноги
Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.
Наращивание стропил
Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.
Что такое стропильные фермы
Затяжки рассчитываются на растяжение.
Затяжка на стропилах
Прогоны
Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.
Коньковый прогон
Опоры для стропил
Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.
Опоры для стропил
Лежни
Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.
Лежень на схеме
Обрешетка
Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.
Обрешетка крыши
Характерное строение
Крыши отличает от других конструкций отсутствие подкровельных вертикальных плоскостей – фронтонов. Их место занимают треугольные скаты кровли – вальмы.
За счёт наклонных плоскостей ощутимо сокращается объём крыши, а площадь кровли значительно увеличивается. Это способствует равномерному прогреву чердачного пространства и мансардных помещений.
Вальмовая стропильная система имеет ряд особенностей:
- накосные стропилины;
- опоры для диагональных стропильных ног;
- нюансы опирания накосных стропил;
- особенности нарожников.
Накосные стропильные ноги
Накосные элементы вместе с мауэрлатом образуют два противоположных треугольника. Эти две геометрические фигуры, заполненные кровельным пирогом, называют вальмами. Отсюда и происходит название всей крыши.
Накосные стропилины вместе с мауэрлатом образуют раму (вальму), заполненную нарожниками. Вальма принимает на себя довольно большую часть общей нагрузки от кровли крышу. Это самые мощные балки стропильной системы. Если элементы каркаса крыши изготавливают из пиломатериалов в большинстве случаев одинакового сечения, то сечение накосных стропил будет больше почти в 2 раза.
Например, рядовые стропила делают из досок 50 х 120 мм, то накосные ноги будут состоять из двух досок или бруса 100 х 100 мм или 100 х 150 мм.
Типы опор
Кроме основных точек опоры накосных стропил устанавливают дополнительные опорные элементы, принимающие нагрузку на себя, и передающие её затем на стены дома. К ним относятся следующие конструктивы:
- Стойки. Их устанавливают на несущих балках или железобетонных плитах перекрытия. Стойками разгружают накосную балку, устанавливая её где-то посередине пролёта стропила. Вертикальные опоры изготавливают из того же пиломатериала, что и рядовые стропильные ноги.
- Подкосы. Как правило, это опорные элементы, связывающие диагональные стропила с лежнями. Лежни – это тот же мауэрлат, только уложенный на поверхности внутренних стен дома. С помощью подкосов удаётся передать существенную часть нагрузки от крыши на внутренние конструкции здания.
- Шпренгели. В угловых опорных узлах соединений накосных стропил с мауэрлатом происходит критическое нарастание силового напряжения. Чтобы снять перегруз, смежные стороны мауэрлата соединяют доской или брусом (шпренгелем). Шпренгель становится своеобразной площадкой, на которую устанавливают стойку для диагональной стропилины.
Устройство шпренгеля:
Если нужно максимально разгрузить участок стропильной системы, то дополнительные опорные элементы составляют из сдвоенных профилей пиломатериалов.
Нюансы опирания
Диагональные стропилины опирают на коньковый прогон разными способами. Один из них – это когда на концах стропил делают запилы, с помощью которых обеспечивается плотное прилегание к коньковому прогону. В другом случае доборными деталями наращивают консоль конька для опирания накосных балок.
При наличии центрального нижнего прогона шпренгели опирают на него и на мауэрлатные балки. В верхней части каркаса применяют деревянные коротыши, которыми соединят между собой рядовые стропила. Коротыши представляют короткие доски. В качестве крепежа для всех деревянных элементов каркаса крыши применяют саморезы, шпильки, скобы, металлические перфорированные уголки, пластины и болты.
Особенности нарожников
Особенностью этих стропил является то, что они все разной длины. Размер изменяется вместе с изменением расстояния от мауэрлата до диагональной стропильной ноги. По обе стороны от осевого нарожника расходятся балки попарно одинаковой длины. Параллельные балки вверху крепят гвоздями к накосному стропилу. Гвозди вбивают сквозь балку в торцы нарожников.
Нижние концы опирают на мауэрлат или на врезную балку, предварительно сделав в них запилы. Прочность узлов опирания усиливают подшивкой черепных брусков (см. нижний рисунок).
Виды популярных стропильных систем
Независимо от размеров стропил и их типа, любая стропильная система представляет собой совокупность балок, элементов крепежа и других деталей. Их назначением является равномерное распределение всей нагрузки по поверхности крыши.
От правильного расчета всей архитектуры системы стропил зависит надежность будущей кровли.
От того, насколько качественно рассчитана вся архитектура стропильной системы, зависит надежность строящейся крыши.
Стропильные системы бывают двух видов: с висячими и наслонными стропилами.
Наиболее популярные – наслонные стропила. Их отличительной чертой является то, что при монтаже стропильные ноги упираются в располагающийся вдоль периметра брусок.
В центральной части используют простой коньковый прогон. Для увеличения прочности конструкции вся стропильная система поддерживается при помощи балок.
Второй вариант – висячие стропила. В конструкции данного типа производится установка дополнительных элементов для оптимального распределения нагрузки по поверхности кровли.
Функции стропильных систем
Перечень обязанностей крыши не заканчивается лишь защитой от воздействия атмосферы. Хотя противостояние различным погодным явлениям, вне сомнений, стоит во главе внушительного списка ее задач. Выступая в роли основы кровельной конструкции стропильная система должна отвечать всем техническим и эстетическим требованиям, предъявляемым непосредственно к крыше.
Стропильная система выполняет следующие основные функции:
- Задает тип крыши, его параметры и характеристики;
- Позволяет удерживать финишное покрытие и прочие элементы кровельного пирога;
- Создает условия для оптимальной работы всех компонентов кровельной системы.
Любой выбор крыши в результате сводится к нахождению наилучшего варианта стропильной системы. На этот выбор помимо личных предпочтений хозяина дома влияют такие весомые факторы как:
- Сила и направление ветров, свойственных данному региону;
- Количество летних и зимних осадков, характерное для места строительства;
- Предпочтения по использованию пространства под крышей;
- Тип финишного покрытия кровли;
- Финансовые возможности собственника.
Выбор сечения стропил
В конструкциях различных типов стропильная нога называется по-разному (рядовым стропилом, накосной стропильной ногой). В любом случае до ее устройства следует произвести необходимые расчеты.
Расчет на прочность должен основываться на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут оказывать воздействие на кровлю.
В постоянные нагрузки входят:
- общий вес элементов конструкции стропил;
- вес гидро- и пароизоляционных материалов;
- вес кровельного покрытия;
- в случае устройства мансардного помещения – вес материалов для отделки потолка.
Во временные нагрузки входят:
- максимальная ветровая и снеговая нагрузка для конкретного региона;
- вес обслуживающих кровлю строителей и инструментов;
- вес устраиваемого на кровле инженерного оборудования: дымоходов, вентиляционных систем, зенитных фонарей, аэраторов и т.д.;
- вес ограждений, переходных мостиков, трапов, которые нужны для проведения ремонтных работ и последующей эксплуатации кровли.
Основываясь на полученном значении нагрузок, производят расчет стропильных ног, их длины, поперечного сечения, определяемых выбранным материалом, типом кровли и стропил (висячих или наслонных). Кровли сложных конфигураций иногда включают в себя разные виды стропил.
В кровлях вальмового типа наряду со стропильными ногами применяют также стропила укороченного типа – так называемые нарожники. Для них необходимо производить отдельный расчет. Помимо этого, надо рассчитать также дополнительные детали системы стропил: подкосы, затяжки, ригели. На них также приходится некоторая часть нагрузки, передаваемой от стропил.
Длина стропильных ног в первую очередь определяется размерами здания и величиной угла уклона кровельных скатов, получаемого от выбранной формы кровли. В основном стропила стараются делать максимум 6-метровой длины: имеющийся в продаже пиломатериал обладает именно такими параметрами. В тех случаях, когда размеры строения требуют большей величины, производится наращивание стропил. Значительные по длине стропильные ноги бывают у диагональных (накосных) стропил, используемых при строительстве кровель вальмового или полувальмового типа.
Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от ряда факторов:
- постоянных и временных нагрузок;
- конкретного вида кровельного материала;
- типа кровельной конструкции;
- размеров строения;
- величины уклона скатов;
- особенностей климатического региона;
- качества материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.
При устройстве стропильной системы в основном применяется сосновая древесина без больших сучков и синевы. Оптимальная влажность материала – 20-22%. Такое требование обусловлено возможностью изменения формы и размеров дерева по мере усыхания, что может привести к деформации возведенной кровли.
В настоящее время есть множество фирм, предлагающих услуги по проведению расчетов системы стропил. Это можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись онлайн калькуляторами. После ввода в программу нужных размеров она выдает готовые результаты сечения, шага, длины стропил.
При возведении частных домов в основном применяют доски, сечение которых составляет 50 х 150 мм. Они подходят для кровель любых конфигураций.
Длина шага стропильных ног составляет приблизительно 1 метр. Величина зависит от типа кровельного покрытия, величины уклона и количества снега.
Следует учитывать также кровельный материал. Наибольшим весом обладает натуральная черепица: при ее выборе в качестве покрытия для кровли величина сечения стропильных ног должна увеличиваться при большей длине стропильных ног и их шага.
Виды материала
Для стропильной конструкции важно подбирать доски так, чтобы она получилась прочной, но при этом ее вес не был слишком большим. Причем для кровли многоэтажных зданий или промышленных строений оптимальным решением станут металлические или железобетонные стропила
Для обычных зданий достаточно древесины. Как правило, на практике принято использовать несколько видов материалов для стропил.
Бревна берутся очень редко, чаще из них делают срубы. Этот вариант отличается большим весом. К тому же нужен профессионал, который умеет с ними работать, в частности, со сложными врубками на местах крепежей.
Виды стропильных систем для мансарды
Стропильные системы для мансарды схожи с кровельными, ведь в обоих случаях речь идет о создании каркаса под кровлю.
Какой бывает стропильная система для мансардной крыши:
- Двускатная классическая образована двумя скатами под углом 30-60°. Способ обустройства у нее такой же, как у двускатной крыши. Предпочтение отдают тем схемам, в которых отсутствует большое количество внутренних опорных деталей, занимающих пространство.
- Ломаная двускатная мансардная крыша более выгодна для обустройства эксплуатируемой мансарды, но и более сложная для строительства. Стропила в данном случае состоят из 2 частей: боковые и коньковые. Конструкцию составляют опорные балки, стойки, опорные прогоны и сами стропильные ноги.
- Вальмовая крыша мансарды приобретает дополнительные наклонные грани, что расширяет и гармонизирует внутренне пространство. Она отличается от ломаной только заменой фронтона на скаты. В остальном обустройство остается прежним.
- Полувальмовая система стропил срезает только верхнюю часть скатов.
- Для зданий круглой или многоугольной формы подойдет купольная система стропил мансарды. Такая встречается крайне редко и состоит из комплекса распорок, стропильных ног и подкосов.
Существуют и другие виды систем стропил для устройства мансарды, их проектируют для каждого дома персонально. Создать схему можно самостоятельно, опираясь на представленную в статье информацию: принципы конструирования распространяются на все виды конструкций без исключения. В каждом случае необходимо рассчитать поступающую нагрузку и правильно рассредоточить ее со слабых мест.
Консолидированная нагрузка ветра и снега может вынуждать к усилению отдельных элементов стропильной системы
Зимняя снеговая нагрузка тоже должна быть учтена при проектировании кровли. Обычно этот фактор рассматривается в комплексе с ветровой нагрузкой, так как с наветренной стороны снеговая нагрузка будет гораздо ниже, чем с подветренного ската. Кроме этого, на скатах существуют места, где обязательно будет собираться снег, давая большую нагрузку на эту область, поэтому ее следует укрепить дополнительными стропилами.
Уклон скатов крыш может варьироваться от 10 до 60 градусов, и он должен быть выбран не только с учетом консолидированной внешней нагрузки, но и в зависимости от кровельного покрытия, которое планируется использовать. Этот фактор учитывается потому, что кровельные материалы различаются по своей массе, для их закрепления требуется различное количество элементов стропильной системы, а значит, будет разниться и нагрузка на стены дома, и насколько она будет большой, тоже зависит от угла уклона крыши
Немаловажное значение имеют и особенности каждого покрытия по сопротивляемости проникновению влаги – многим кровельным материалам в любом случае необходимо тот или иной уклон для обеспечения свободного схода ливневой воды или тающего снега. Кроме этого, выбирая уклон крыши, нужно заранее продумать то, как будет осуществляться процесс очистки и ремонтных работ на кровле
Планируя тот или иной угол скатов крыши нужно знать, чем меньше стыков между листами покрытия, и чем они герметичнее, тем меньше можно делать уклон ската, конечно, если не предполагается устроить в чердачном пространстве жилое или хозяйственное помещение.
Если же для покрытия кровли используется материал, состоящий из небольших элементов, например, керамическая черепица, то уклон скатов нужно делать достаточно крутым, чтобы вода никогда не задерживалась на поверхности.
Учитывая вес кровельного материала, нужно знать – чем тяжелее покрытие, тем угол скатов должен быть больше, так как в этом случае нагрузка правильно распределится на стропильную систему и несущие стены.
Для покрытия крыши могут быть использованы следующие материалы: металлическая черепица или профильный лист, оцинкованная сталь, волнистые асбестобетонные и битумно-волокнистые листы, цементная и керамическая черепица, рубероид, мягкая кровля и другие кровельные материалы. Ниже на иллюстрации показаны допустимые углы крутизны скатов для различных типов кровельных покрытий.
Схема устройства
Крышу можно представить, как объёмную геометрическую фигуру из сложенных попарно наклонных плоскостей. Две из них по форме представляют треугольники (вальмы), а два остальных фрагмента кровли имеют вид трапеций. По центральной осевой линии дома вверху крыши располагается коньковый прогон, на который опираются стропила.
Так стропильная система выглядит на фото:
Основные узлы вальмы
Каркас вальмы формируется в виде равнобедренного треугольника, основанием которого является мауэрлат, а равные стороны — диагональные стропила (накосы). Накосные балки вверху сходятся в один узел с торцом конькового прогона.
В углах стен в один узел сходятся смежные балки мауэрлата, нижние концы накосных стропил, шпренгели и врезные балки.
Виды стропил
Для формирования каркаса применяют три вида стропил:
- Диагональные (накосные). Изготавливают из бруса сечением 100х100 мм. Они являются несущими балками вальмовых скатов. Четыре накоса расположены попарно напротив друг друга. Две наклонные балки сходятся в вершине треугольника на торце конькового прогона. Основанием вальмы является мауэрлат. Диагональные стропилины по своему виду крепления являются наслонными балками. То есть несущие рёбра вальмы жёстко соединены с мауэрлатом.
- Рядовые. Опоры трапециевидных скатов изготавливают из досок сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Их верхние концы опирают на коньковый прогон. По типу нижнего опирания стропила могут быть висячими или наслонными балками.
Особенностью висячих стропил является то, что они связаны затяжками (балками перекрытия), которые, воспринимая нагрузку, работают на растяжение, тем самым распирают стены дома. Висячие конструкции монтируют в домах, где нет возможности передать нагрузку на внутренние стены, и где нет центрального нижнего прогона. В остальных случаях стропила делают наслонными.
- Нарожники. Укороченные стропила крепят вверху к диагональной стропилине, а внизу опирают на мауэрлат или соединяют с затяжками. Они нужны только, как опорное основание кровельного пирога вальмы.
