≡× МЕНЮ

• Интерьер
• Окна
• Стены
• Проекты
• Постройки

Конструктивные решения деревянных стропил. Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов. Определяем количество стропильных ферм

Стропильная система – основа крыши, от нее зависит надежность и прочность кровли, ее способность противостоять осадкам и ветру. Конструкция стропильной системы определяется формой крыши и особенностями планировки дома, а также применяемыми материалами. Стропильная система, возводимая своими руками, обычно выполняется из дерева, но возможно применение и других материалов, например, металлического профиля.

Виды стропил и их применение

Выбор стропильной системы – ответственный шаг, требующий знания конструкции каждого из видов кровли. Стропила могут быть:

1. Наслонные стропила, опирающиеся на коньковый прогон и мауэрлат. Применяются при возведении односкатной, простой двускатной крыши, а также как один из элементов вальмовой и ломаной мансардной крыши.
2. Скользящие стропила – разновидность наслонных стропил, применяемая для деревянных строений, дающих большую усадку. Их отличием является скользящее крепление стропил к мауэрлату, что позволяет компенсировать усадку стен без деформации кровли.
3. Висячие стропила – система из стропил, стянутых ригелями или затяжками, обычно применяется при строительстве простой двускатной крыши, а также в качестве верхних стропил мансардной крыши. В висячей стропильной системе коньковый прогон отсутствует, и в верхней части симметричные стропильные ноги опираются непосредственно друг на друга.
4. Накосные стропила, иначе называемые угловыми или диагональными. Применяются для выполнения трехскатной или четырехскатной крыши, а также для кровли со сложной геометрией.

Элементы стропильной системы

Любые стропила предназначены для распределения и передачи нагрузки кровли на стены дома. Основными элементами, на которые опираются стропила, являются:

• Мауэрлат – брус, закрепленный на верхней плоскости стен по периметру всего дома;
• Лежни – опорные брусья, уложенные на внутренние несущие перегородки или колонны;
• Балки перекрытия верхнего этажа;
• Стойки и опоры;
• Прогоны – горизонтальные опорные элементы, уложенные вдоль оси крыши на стойки.

Стропильная ферма состоит из следующих элементов:

• Стропильные ноги – доски или брус, образующие контур крыши и уложенные с определенным шагом;
• Затяжки или ригели – горизонтальные элементы, стягивающие парные стропильные ноги между собой;
• Подкосы – опоры, поставленные под углом и поддерживающие стропильные ноги;
• Кобылки – доски, закрепленные на нижнем конце стропил и образующие свесы крыши;

Нарожники – короткие стропила, опирающиеся на диагональные стропила в вальмовой крыше.

Все эти элементы в частном строительстве обычно выполняют из дерева – бруса или доски хвойных пород, высушенного естественным образом. Дерево пропитывают антисептиком, что позволяет продлить срок его службы. Толщина и сечение элементов определяется расчетом.

Технология выполнения наслонных стропил

1. До начала строительства необходимо выполнить эскиз крыши и рассчитать ее размеры. Сечение и шаг стропил, а также необходимость установки дополнительных опор и подкосов также определяются расчетом.
2. Укладывают и выставляют опорные элементы: мауэрлат, лежни и балки перекрытий, стойки, коньковый и промежуточные прогоны. Подробно эти операции описаны в статьях, посвященных различным типам крыши:
3. Изготовляют шаблон стропил. Для этого берут доску с шириной, соответствующей расчетной длине стропил, с такой же шириной, но с меньшей толщиной – она легче и ее проще точно подогнать по месту. Доску прикладывают к месту установки крайнего стропила одним концом к коньковому прогону, другим – к мауэрлату.
4. В верхней части шаблона размечают верхний запил. Форма запила должна быть такой, чтобы доска ложилась на коньковый прогон и при этом плотно прилегала к противоположному стропилу. Глубина запила должна составлять не более 1/3 ширины доски.
5. После выпиливания верхнего запила шаблон еще раз прикладывают по месту и размечают нижний запил – он должен опираться на мауэрлат, не оставляя больших зазоров. Конец шаблона опиливают под углом так, чтобы срез находился в вертикальной плоскости.

   

6. Полученный шаблон прикладывают в месте установки всех стропильных ног, проверяя, нужна ли будет подгонка по месту. Если шаблон подходит идеально (что случается редко) можно сразу изготовить необходимое количество стропильных ног. Если же нужна корректировка нижнего запила, то по шаблоны вырезают только верхнюю часть каждого стропила, а нижний запил каждый раз делают по месту.
7. Стропила ставят с установленным расчетом шагом. Обычно он составляет от 50 до 120 см и зависит от типа кровельного покрытия, а именно от его тяжести, и от ожидаемой снеговой нагрузки. Наиболее тяжелыми покрытиями являются шифер и керамическая черепица, но они в настоящее время применяются редко. Чаще выбор делается в пользу более современных, легких и надежных материалов: металлочерепицы, ондулина, мягкой кровли. Для них шаг стропил можно выбрать около 100 см, не выполняя сложных расчетов.
8. Сначала устанавливают стропила со стороны фронтонов. Стропильную ногу опирают на коньковый прогон и мауэрлат и закрепляют на два гвоздя 100-150 мм в каждом узле крепления. Установив стропильную пару, дополнительно скрепляют ее: в верхней части с помощью накладок из металла и саморезов с одной стороны и уголков с ребром жесткости с другой, в нижней части – скобами или также на уголки.

   

9. После установки стропил с обоих фронтонов крыши между ними натягивают бечевку и выравнивают остальные стропила по ней. Крепление стропил производят аналогично.

   

10. Устанавливают подкосы, если того требуют результаты расчета. Подкосы выполняют из того же материала, что и стропила. Прикладывают доску подходящей длины под нужным углом к стропилу и размечают нижний запил. Важно учесть, на что будет опираться подкос: на балку перекрытия или на лежень, от этого зависит форма нижнего запила. После выполнения нижнего запила подкос ставят по месту и отмечают линию отреза по стропилам. Подготовленный подкос ставят враспор между балками и стропилами и закрепляют с помощью металлических накладок или уголков.

Установка подкосов на крыше

Технология выполнения вальмовых диагональных стропил

1. Поскольку стропила для вальмовой крыши устанавливают диагонально, обычные способы их крепления не подходят. К тому же нагрузка на диагональные стропила значительно выше, чем на наслонные или висячие, поэтому материал для их выполнения должен иметь большее сечение. Можно использовать брус толщиной от 100 мм, однако практика показывает, что удобнее выполнить эти стропила из двух сложенных и скрепленных досок стандартной толщины.
2. Диагональные стропила верхним концом опирают на стойки, нижним – на сходящиеся под прямым углом брусья мауэрлата. Их размечают по месту, и основной их особенностью является то, что запилы выполняют не перпендикулярно к плоскости доски, а под углом в 45 градусов. При выполнении стропил из срощенных досок выполняют сначала одну сторону с косыми запилами, потом вторую, в зеркальном отображении.
3. Доски стягивают между собой на саморезы, гвозди или шпильки. Закрепляют вальмовые стропила с помощью накладок и саморезов.

Лучше понять основные приемы возведения стропильной системы своими руками поможет видео.

При выполнении любой стропильной системы своими руками важно тщательно закреплять все узлы и соединения и помнить, что крыша – это основная защита вашего дома от ненастья. Поэтому важно не только сделать качественный каркас, но и выбрать подходящий , например, профнастил, и правильно уложить его.

Для изготовления стропил в индивидуальном строительстве обычно используют деревянные материалы: доски, брус, бревна. Несмотря на относительную дешевизну, деревянные стропила для крыши обладают достаточной прочностью, чтобы выдержать все кровельные нагрузки и служить верой и правдой долгие годы.

Другие возможные материалы для стропильных систем – металл и железобетон – для частного строительства применять нецелесообразно, ввиду их тяжелого веса, сложного монтажа и высокой стоимости.

Стропильная система обязана быть прочной, но не тяжелой. Конечно, для несущей основы кровли крупных промышленных зданий и многоэтажек, приходиться использовать металл или железобетон. А для обычных частных домов – это ненужное излишество. Стропила в этом случае делают деревянными – из досок, бруса (обычного или клееного), бревен.

Бревна используются редко, исключительно для срубов. Этот материал слишком увесистый, требующий от плотника высокого профессионализма и способности выполнять сложные врубки в местах креплений.

Брус – самый лучший вариант, из которого можно смонтировать прочные и долговечные стропила. Единственный недостаток бруса – высокая цена.

В качестве замены брусу часто используют более дешевые доски, толщиной минимум 40-60 мм. В список их преимуществ также можно включить небольшой вес, удобство в монтаже и высокий запас прочности.

К выбранному пиломатериалу предъявляют следующие требования:

• Минимально допустимые сорта древесины – 1-3. Наличие сучков допускается в небольшом количестве (лучше обойтись вообще без них!), не более трех сучков, высотой до 3 см, на 3 м.п. Трещины также допустимы, но они не должны пронизывать древесину насквозь, их длина не может превышать половину длины материала.
• Допускается использовать высушенную древесину с влажностью до 18-22%. Если эти показатели будут выше, стропила, по мере высыхания, могут потрескаться или выгнуться и потерять свою форму.
• Несущие части стропильной системы выполняют из материала, толщиной от 5 см, шириной от 10-15 см.
• Длина элементов из хвойных пород – до 6,5 м, а из твердых лиственных – до 4,5 м.
• Все деревянные части стропил, до начала эксплуатации, должны быть обработаны защитными составами, предотвращающими их гниение, возгорание и повреждение насекомыми-древоточцами.

Основные части деревянной стропильной системы

Основной составляющей единицей деревянной стропильной системы является ферма – плоская треугольная конструкция. Стороны «треугольника» образуют стропильные ноги, соединенные сверху под углом. Для соединения стропил по горизонтали используются затяжки, ригели, схватки.

Стропильную систему составляют из нескольких ферм, выставленных на мауэрлат, и скрепленных между собой прогонами.

Чтобы лучше понять специфику фермы, определимся с ее элементами. Их состав и количество в одной конструкции зависит от типа крыши, ее габаритов и вида примененных стропил.

Итак, составные части могут быть такими:

• Стропильная нога – это непосредственно сами стропила, на которые набивают обрешетку и укладывают кровельный материал. Ферма состоит из двух стропилин (балок), соединенных сверху в коньке в виде треугольника. Угол их наклона равен углу наклона кровельных скатов.
• Затяжка – перекладина, скрепляющая стропильные ноги по горизонтали и не позволяющая им при нагрузке разъехаться в разные стороны. Используется в системе висячих стропил.
• Ригель – балка, похожая на затяжку, но работающая по иному принципу. В системе она сжимается, а не растягивается. Скрепляет стропильные балки в их верхней части.
• Схватка – также горизонтальная перекладина, соединяющая стропильные балки и повышающая устойчивость фермы. Используется в системе наслонных стропил.
• Стойка – горизонтальная балка, служащая дополнительным упором для фиксации стропильных ног.
• Подкос – элемент, монтируемый под углом к горизонтали, дающий стропилам дополнительную устойчивость.
• Кобылки – применяются для удлинения стропильных ног при необходимости создания свесов.

Также в стропильную систему можно отнести детали, не относящиеся непосредственно к фермам, но использующиеся для их монтажа и сборки. Они такие:

• Прогон – балка, идущая вдоль скатов, соединяющая стропильные ноги ферм. Частный случай – коньковый прогон, который устанавливают вдоль скатов кровли в ее наивысшей точке (коньке).
• Обрешетка – состоит из брусьев или досок, набиваемых на стропильные ноги сверху вдоль скатов крыши. На обрешетку монтируют кровельный материал.
• Мауэрлат – брус или доски, укладываемые по периметру наружных (капитальных) стен здания. Наличие мауэрлата предусмотрено для закрепления на нем нижних концов стропилин.
• Лежень – элемент, похожий на мауэрлат, но укладываемый вдоль внутренней стены здания. На лежне закрепляют вертикальные стойки.

Типы стропильных систем

Из дерева можно собрать множество вариантов ферм и, соответственно, стропильных систем. Но всех их можно разделить на два типа: висячие и наслонные.

Висячие стропильные системы

Применяются для помещений без внутренних стен. Фермы, составленные из стропил, опираются исключительно на наружные стены, необходимости в дополнительной опоре нет. То есть висячими стропилами перекрывают один пролет, шириной 6-14 м.

Обязательной частью висячих ферм, кроме стропильных ног, соединенных вверху под углом, является затяжка – горизонтальная, соединяющая стропила балка. Затяжка становится основой «треугольника» фермы. В большинстве случаев она располагается снизу конструкции, соединяя нижние концы парных стропил. Но также используются схемы с приподнятой затяжкой. А также с ее видоизмененным вариантом – ригелем, который выглядит как приподнятая затяжка, но работает на сжатие, а не на растяжение, как истинная затяжка.

От наличия затяжки и ее расположения в ферме зависит необходимость использования мауэрлата. Если затяжка располагается у основания стропильных ног, то мауэрлат не нужен. При монтаже ферму опирают на наружные стены через имеющуюся затяжку, которая одновременно становится балкой перекрытия. Если же затяжка приподнята кверху или же вместо нее используется ригель, то в схему обязательно включается мауэрлат, как основа для крепления стропилин на верхних краях стен.

В качестве дополнительных элементов в висячей системе применяют бабки и подкосы. Они служат для упрочнения фермы, при перекрытии широких пролетов.

Бабка по своему виду напоминает вертикальную стойку, идущую от центра затяжки до верхней точки фермы (коньковой части). На самом деле бабка – это подвес, функция которого заключается в поддержке слишком длинной затяжки (более 6 м) и исключении ее прогиба.

В тандеме с бабкой, при еще большем увеличении длины затяжки, используют подкосы – диагональные балки. Их упирают одним концом в стропильную ногу, другим – в бабку. В одной ферме применяют два подкоса, с обеих сторон от бабки.

В дачных и небольших частных домах висячие стропила из дерева хороши тем, что позволяют устраивать просторные мансардные помещения без перегородок внутри. Конечно, речь идет о схемах, где отсутствуют подкосы и бабки. Их наличие возлагает на застройщика необходимость делить мансарду минимум на две комнаты.

Наслонные стропильные системы

Наслонная конструкция деревянных стропил применяется для помещений с внутренними капитальными стенами, которые служат дополнительной опорой для системы. При этом расстояние между наружными стенами (общий перекрываемый пролет) может быть в пределах 6-15 м.

Наслонные фермы, в обязательном порядке, состоят из стропильных ног, опираемых на наружные стены, и вертикальной стоки, опираемой на внутреннюю стену. При наличии двух внутренних стен в схеме может быть использованы две стойки.

В отличие от висячей, в наслонной системе обязательно присутствует мауэрлат, к которому крепятся стропильные ноги. Стойки врезаются в некое подобие мауэрлата – лежень. Это брус, укладываемый по верху внутренней опорной стены.

При пролете 6 м и менее используется простейшая наслонная ферма, состоящая из двух парных стропильных ног и стойки. Устройство деревянных стропил при увеличении пролета требует внесения в схему дополнительных деталей, таких как схватки и подкосы (подстропильные ноги).

Схватки похожи на затяжки в висячих системах, но они всегда располагаются выше основания стропильных ног. Основное назначение схватки – повышение устойчивости системы.

Для устойчивости предназначены и подкосы, которые также называются подстропильными ногами. Подкос поддерживает стропильную ногу, то есть, по сути, становится для нее дополнительной (третьей по счету, после мауэрлата и конькового прогона) опорой.

Наслонные деревянные стропила являются наиболее распространенными для частных жилых домов, коттеджей. Как правило, такие постройки имеют одну или несколько внутренних капитальных стен-перегородок, которые могут стать опорой и дополнительной поддержкой для прочной стропильной системы.

Способы креплений стропил на мауэрлате

Узел крепления стропил к мауэрлату – один из наиболее важных, от правильности его выполнения зависит функциональность стропильной системы, ее способность воспринимать нагрузки.

Всего существует два типа подобных креплений: жесткое и скользящее. Выбор одного из них зависит от схемы стропильной конструкции. Замена жесткого крепления на скользящее или наоборот, а также недостаточное обеспечение необходимой степени сдвига стропильной ноги приведет к тому, что схема «поломается» и не будет работать.

Жесткое крепление обеспечивает прочное, неподвижное сочленение стропилины с мауэрлатом. Сдвиг не допускается, однако возможен поворот стропилины в шарнире. Организовывают такое крепление двумя основными способами:

• путем врубки стропильной балки в мауэрлат и дальнейшей фиксации узла уголками, скобами, гвоздями;
• с помощью уголков из металла и опорного бруска.

Скользящее крепление (или как его называют кровельщики – «скользячка») несколько иного вида и функциональности. Оно позволяет стропильной ноге сдвигаться относительно опоры. Конечно, этот сдвиг не будет заметен глазу, но позволит стропильной системе не деформироваться при естественной усадке стен дома. Скользящее крепление особенно необходимо при строительстве деревянных срубов. Также оно реализуется при строительстве домов любого другого типа, если того требует схема и выполненный расчет деревянных стропил.

Чтобы обеспечить стропильной ноге небольшой запас хода относительно мауэрлата используются особые крепежные элементы – ползуны. Конструктивно они состоят из двух металлических элементов, первый из которых статичен, а второй – способен перемещаться относительно первого. Существует две разновидности скользящих креплений: открытого и закрытого типов.

Ползун открытого типа представляет собой сборную конструкцию, состоящую из двух отдельных частей: статичной планки-направляющей и уголка с загибом сверху. Направляющая продевается в загиб уголка и фиксируется на стропильной ноге, уголок крепится на мауэрлате. При изменении геометрических размеров постройки, направляющая может сдвигаться относительно жестко зафиксированного уголка на 60-160 мм.

Скользящее крепление закрытого типа по своему свойству точно такая же. Немного меняется конструкция, она уже не разборная, а цельная. Уголок, который крепится к мауэрлату, имеет в центральной части петлю. В нее вставлена направляющая, которая, в свою очередь, крепится к стропильной ноге.

Что собой представляют оба варианта креплений (скользящее и жесткое) показано в видео-ролике:

Другой важнейший узел стропильной фермы – узел крепления стропил в коньковой части. В частном домостроительстве для этих целей чаще всего применяют следующие варианты креплений:

• внахлест;
• встык;
• с помощью врубки вполдерева.

Крепление внахлест считается самым простым вариантом. Верхние края парных стропилин просто-напросто накладывают друг на друга. Затем в обоих торцах выполняют отверстие и фиксируют соединение шпилькой или болтом с гайкой.

Для соединения встык верхние торцы стропильных ног спиливают под углом для того, чтобы появилась возможность совместить спиленные поверхности. Крепление выполняется с помощью гвоздей, которые забивают в торец коньковой части через обе стропильные ноги. Чтобы дополнительно зафиксировать гвоздевое соединение, используют деревянные горизонтальные накладки или металлические пластины, которые накладывают поверх соединения с двух сторон фермы.

Соединение вполдерева предусматривает предварительное выпиливание на верхних концах стропилин выемок на половину толщины бруса. Это позволяет совместить стропилины в коньке, как детали конструктора, не увеличивая при этом толщину конькового узла (как происходит при соединении внахлест). После совмещения деталей, их фиксируют гвоздями, болтами или нагелями.

Кроме описанных способов существуют и другие, менее распространенные. Например, соединение «шип-паз». Оно не является популярным, так как требует большого профессионализма от плотника. Суть крепления в том, что в одной стропилине выполняется углубление-паз, а на другой вырезается шип. Шип и паз совмещают и скрепляют гвоздевым боем или нагелем.

Одно из возможных соединений стропилин в коньке (встык, через коньковый прогон) рассматривается в видео:

Достоинства и недостатки деревянных стропил

Впрочем, никаких особенных сложностей работа с деревом и монтаж деревянных стропил не представляет. Кроме этого есть и другие преимущества использования дерева, как материала для стропил:

• невысокая стоимость древесины;
• повсеместная доступность;
• сравнительно небольшой вес, упрощающий монтаж;
• нет необходимости в привлечении тяжелой строительной техники;
• универсальность, возможность применения на зданиях из любого материала, причем, независимо от несущей способности фундамента.

Недостатки выбора деревянных стропил незначительны, но их тоже необходимо знать «в лицо» перед началом строительства:

• необходимость в обработке защитными средствами, предотвращающими возгорание и гниение дерева, а также снижающих его «привлекательность» для различных насекомых-вредителей;
• применение деревянных стропил возможно только на пролетах до 14-17 м, для более широких пролетов рекомендовано использовать металл или железобетон;
• несколько сниженный срок эксплуатации, по сравнению с металлическими или железобетонными фермами.

Таким образом, все недостатки являются, скорее, особенностями, чем реальными негативными сторонами. Этим и объясняется столь широкое распространение деревянных стропил в частном домостроительстве.

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 .

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.

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:

1. обычные висячие стропила
2. двойные висячие стропила

Не редко для увеличения всей площади чердачного помещения в системе деревянных висячих стропил не применяются затяжки, а используются подкосы.

Мауэрлат крыши

В данном случае стропильные ноги врубаются в сам мауэрлат. Нижняя плоскость должна лежать на стене, а в верхней нужно сделать определенные врубки для правильного соединения со стропильными ногами.

Все подкосы упираются в конец деревянного . При этом нагрузки, которые скомпенсировала бы затяжка, напрямую передаются на все стены. Как результат, данное решение стропильной деревянной системы возможно лишь при наличии особой массивной конструкции .

Висячие стропила — это деталей и элементы стропильных конструкций, которые располагаются в одной вертикальной плоскости и соединяются друг с другом при помощи вырубок, болтов, гвоздей, хомутов и скоб.

Существует комбинированная стропильная система — это установка и наслонной, и висячей стропильной конструкции, которые чередуются по очереди. Где отсутствуют промежуточные опоры, применяют висячие стропильные системы, а там где присутствуют, – наслонные стропильные системы.

Стропила с затяжкой

Применяются для пролетов до 15 м. Пролеты данной длины нуждаются в определенных промежуточных распорках, т.е. в специальных затяжках. Их монтируют на высоте строения между двумя стропилами и связывают. А продольные распорки предотвратят боковой изгиб.

Затяжка стропил крыши

Все конструкции с подпорными деревянными брусьями должны быть собраны в виде стропильных конструкций усиленных специальными подпорками, которые будут опираться на поперечные балки и все несущие стены, а также в виде шпренгельных систем. Понятие шпренгель – это конструктивный элемент по типу незамкнутой треугольной стержневой системы, которая присоединена к главным стропильным несущим конструкциям.

Жесткость конструкции данной крыше придает продольный подкос или распорка. Использование подкосов дает снижение общей нагрузке на всю конструкцию. Вертикальные подкосы обычно крепятся с либо стойками при помощи врубок, цапф, стальных накладок.

Шпренгельные висячие стропильные деревянные системы

Шпренгель

Вся нагрузка от стропильных ног идет на стойки, которые передают ее дальше на несущие основные . При помощи данной конструкции нагрузка будет распределяться между всеми несущими стенами. Стойки крепятся у оголовков основных несущих стен. Нижние концы всех стоек крепят при помощи подвесных цапф.

Шпренгельные балки выпускают из цельного полнотелого дерева или клееного дощатого массива. Обычно, они небольшой высоты. Хорошая и качественная несущая способность шпренгельных балок осуществляется при помощи шпренгельной системы и подпирающих ее деревянных брусьев.

Шренгельные балки могут покрывать огромные пролеты. Иногда их комплектуют поясами из стали.

Сложные конструкции стропильной системы

Выпускаются по типу стропильных ферм. Решетчатые фермы делятся на типы по форме своих просветов: треугольные, трапецеидальные либо параллельными поясами. Обычно, решетчатые фермы производят симметричными, но возможны и прочие варианты, пример, . Распространенная решетчатая ферма включает в себя верхние и нижние пояса, стойки и раскосы.

Надежное и качественное соединение несущих деревянных конструкций с центральными опорами в одну общую систему называется рамой. Связанные в раму стойки и балки, обязательно скрепляются или входят друг в друга. На сегодняшний день есть два главных типа рам – двухшарнирные и трехшарнирные. Двухшарнирные рамы комплектуются ригелем, проходящим по всей ширине готовой рамы. Данные рамы наилучшим образом подойдут для конструкций с маленьким углом наклона. Трехшарнирные рамы состоят из двух равных половин, которые подпирают друг друга в районе конька крыши. Трехшарнирные рамы используют там, где необходим более значимый угол наклона.

Расчет стропильных конструкций и окончательный подбор их элементов и деталей доверяйте специалистам. На действуют огромные нагрузки. Помимо собственного веса на нее воздействуют ветровые нагрузки, проливные дожди, град, снег и наледь. Крыша достаточно часто претерпевает разнообразные

Крыша – это один из важнейших ограждающих элементов дома, который должен надежно защищать перекрытия от внешних воздействий. Срок службы дома и его внешний вид зависят от того, насколько качественно построена крыша. Рассмотрим, как можно самостоятельно сделать стропила из досок и другого материла.

При изготовлении стропильных систем крайне важно избежать ошибок, а для этого стоит прислушаться к советам, которые дадут опытные строители.

Крыша – это один из основных элементов любого строения. Данная конструкция одновременно выполняет несколько важнейших функций. Именно крыша защищает внутреннее пространство дома от проникновения ветра и атмосферных осадков, поэтому она должна быть надежной и долговечной.

Кроме того, от вида крыши в огромной степени зависит облик всего дома, то есть данная конструкция одновременно выступает и как декоративный элемент .

Существует достаточно большое количество разновидностей крыш.

Среди тех, которые встречаются наиболее часто:

• Односкатная . Это самый простой вариант, с постройкой которого справится и неопытный строитель. Однако выглядит такая крыша слишком просто, поэтому данная разновидность, как правило, используется при строительстве разнообразных хозяйственных построек – гаражей, бань, пристроек и пр.
• Двускатная . Этот вариант часто используется при строительстве частных домов и дач. Одним из вариантов двухскатной крыши является ломанная или мансардная. Обе названные конструкции достаточно сложные, но имея грамотный план-проект, со строительством таких крыш можно справиться и самостоятельно.
• Вальмовая . Данная конструкция, как и ее разновидность – четырехскатная крыша, являются достаточно сложными, поэтому, как правило, их строительство доверяют профессионалам. Но зато этот вариант крыши один из самых надежных, способных противостоять сильным ветровым нагрузкам.
• Крестовые, шатровые, куполообразные крыши имеют сложную конструкцию, поэтому их реже применяют в частном строительстве.

Любая конструкция крыши состоит из двух основных элементов: кровли и , в которую, в свою очередь, входят стропила и балки перекрытия. Стропильная система является несущей частью конструкции, а кровля – ограждающей.

Материалы для изготовления стропил

Как уже упоминалось, являются несущими, то есть, они должны быть способны выдерживать расчетные нагрузки. Следовательно, материал для стропил должен обладать высокими характеристиками прочности и быть долговечным.

В частном строительстве для изготовления стропил, чаще всего, используется древесина. При этом к материалу предъявляются особые требования. Итак, стропила должны быть изготовлены из древесины хвойных пород первого сорта, не иметь большого количества сучков, трещин и быть хорошо просушенными.

Можно использовать для сооружения стропильных систем бревна, соответствующей толщины. Однако этот материал имеет большой вес, поэтому кровельщики не советуют его применять. Намного удобнее использовать доски или же брус стропильный. Эти материалы удобно монтировать, поскольку они достаточно легкие. А это особенно важно, если планируется выполнять работу самостоятельно, не прибегая к помощи профессиональных кровельщиков.

Реже в частном строительстве применяют стропильные системы, выполненные из металла. В этом случае, конструкции получаются более надежными и прочными, чем при использовании древесины. Металлические стропила выбирают, если необходимо повысить жесткость крыши, а также в тех случаях, когда крыша имеет длинные пролеты.

Совет!
Если длина пролета крыши превышает 10 метров, то рекомендуется использовать не только стропила из металла, но и брус мауэрлата заменить металлическим швеллером.
Крепление стропильных ног в этом случае, может быть осуществлено при помощи сварки и металлических уголков.

Однако металлические стропильные фермы применяют в частном строительстве не так часто, поскольку монтаж их достаточно сложен.

• из металла отличаются внушительным весом, то есть для подъема ферм на необходимую высоту и их установки требуется использовать строительную технику.
• Стропильная система из металла обходится дороже, чем аналогичная конструкция, для изготовления которой использовалась доска для стропил.

Виды стропил и их размеры

Основными видами стропил, используемых при сооружении крыш, являются висячие и наклонные стропила.

Висячие стропила

Висячими стропилами принято называть конструкцию, состоящую из двух стропильных ног и затягивающей балки, которая соединяет их в нижней части. Чтобы придать конструкции необходимую жесткость в нее вводятся дополнительные элементы – ригели, либо выполняют дополнительные опоры у каждой пары стропильных ног.

Еще один вариант, позволяющий придать конструкции жесткость, заключается в установке подкосов, расположенных под углом в 45 градусов к стойке и упирающихся вторым концом в стропильные ноги.

Наклонные стропила

Данная конструкция представляет собой две стропильные ноги, которые упираются своими концами в мауэрлат. Противоположные концы стропильных ног укладываются на балку-прогон, которая крепится на стойках с опорой на внутреннюю стену дома. В некоторых случая, стропила наклонные устанавливают и без внутреннего прогона (это возможно, при ширине дома менее 7 метров). В этом случае, каждая пара стропильных ног связывается между собой при помощи ригеля.

Размер и сечение стропил

Чтобы правильно определить размер стропил, необходимо принять во внимание следующие факторы:

• Предполагаемая нагрузка. Тут следует учесть вес будущей кровли, количество снега в зимний период, силу ветра.
• Размеры пролетов в доме.
• Уклон кровли, то есть угол установки стропил.
• Шаг расположения стропил.

Совет!
Как правило, для климатических условий средней полосы, рекомендуется строить двухскатные крыши с уклоном не менее 30 градусов с шагом расположения стропил не меньше 120 см.

Какая же зависимость существует между шагом установки стропильной ноги и ее сечением?

• Если планируется установка стропил с шагом до 300 см, то разрешается использовать доски для стропил, имеющие сечение 8×14 или 6×14 см. Также, можно взять брус размером 10×12 см.
• Если шаг составляет 400 см, то требуется материал с сечением 8×18 или 6×20 см. При использовании бруса его размера должен быть 10×16 см.
• При шаге 500 мм, необходимы доски 8×22 или брусья 10×20 см.

Совет!
При необходимости использовать материал с меньшим сечением, нужно использовать в конструкции дополнительные элементы – подкосы.

Способы соединения стропил

Выбор способа крепления стропил зависит от того, из какого материала построен дом, а также от конструкции крыши.

Крепление может быть осуществлено:

• При помощи мауэрлата.
• При помощи установки подстропильных брусков и затяжки.
• Через балки, составляющие перекрытие.
• Если осуществляется крепление стропил к срубу, то стропильные ноги могут быть прикреплены к верхнему венцу стены из бревен.
• При строительстве каркасных домов, используется крепление к верхней обвязке конструкции.

• Для того чтобы конец стропильной ноги не соскальзывал с балки и не скалывал ее, используется соединение «зубом», при этом, врубка должна быть выполнена на расстоянии 25-30 см от края.

Совет!
Чтобы правильно осуществить соединение «паз-зуб», поступают следующим образом.
От грани затяжки отступают на величину, равную четверти высоты затяжки и проводят тут линию параллельную грани.
Полученный угол следует разделить на две равные части, и провести линию от вершины угла до пересечения с первой обозначенной линией.
Точку пересечения линий соединяют с нижней стороной стропильной ноги, в результате чего, получается очертание зуба. Теперь нужно в балке вырубить «гнездо», в стропильной ноге – « зуб».

• Для увеличения площади опоры стропильной ноги на балку, используют соединение «двойным зубом». При этом для первого зуба в балке выполняют упор и шип, а для второго – только упор.

Совет!
Как правило, высота первого «зуба» составляет пятую часть толщины затяжки, а второго – треть данной величины. Но некоторые мастера предпочитают выполнять «зубья» одинаковыми по величине.

• Для придания соединению прочности, используют болты или скобы для стропил. Поскольку использование болтов способно несколько ослабить сечение стропильной ноги, второй вариант является предпочтительным.
• При выполнении соединения подкоса с бабкой, в последней выполняют гнездо, в подкосе вырубают «зуб».
• Если размер пролета более 4,5 метров, то крепление стропил к коньку осуществляется посредством установки конькового бруса. Брус может быть закреплен верху стропил, для этого в нем вырезаются соответствующие углы. Возможен вариант с нижним креплением бруса, для чего выполняют небольшие вырезы в самих стропильных ногах.
• При строительстве крыши с легкой кровлей и небольшими пролетами, коньковый брус можно не устанавливать. В этом случае, концы стропильных ног скрепляются между собой внахлест. Можно использовать для крепления пластины для стропил.
• Для придания большей жесткости конструкции, в составе которой нет конькового бруса, рекомендуется между стропилами дополнительно закрепить ригель, под которым выполнить стойку.
• Для того чтобы защитить стены и фундамент здания от воздействия влаги, крыша оборудуется свесом. Так, у деревянных домов и срубов величина свеса должна быть не меньше, чем 55 см. Это обстоятельство необходимо учитывать, когда производится сборка стропил.
  

• В том случае, если свес большой, а балка уложена по внутреннему краю стен, возможно возникновение прогиба в кровле. Чтобы избежать подобного риска, мауэрлат укладывают с некоторым отступом от внутреннего края стен, а место прогиба в конструкции выравнивают, путем укрепления доски на «ребро».

Выводы

Строительство стропильной системы – это крайне ответственное и требующее специальных знаний и навыков мероприятия. Если запланировано строительство крыши сложной формы, то составление проектов и выполнение работ следует доверить профессионалам.

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).

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.

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 . 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.

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.

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).

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

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.

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.

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.

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

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.

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°.

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.

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.