Виды и схемы стропильных систем: устройство стропильной системы

Крыша выполняет ряд важных функций по созданию достойных условий проживания вкупе с обеспечением внешней привлекательности. Вполне резонно ее считают значимой конструктивной составляющей здания. За формирование кровельной конструкции отвечает стропильный каркас. Он обязан стойко держать нагрузки, определять конфигурацию и сочетаться с экстерьером дома.

С решением поставленных задач способна справиться только грамотно подобранная основа крыши. Сделать правильный выбор значительно легче, если хозяину загородного поместья известны все возможные виды и схемы стропильных систем, понятна специфика их возведения и сфера применения.

Список обязанностей крыши не ограничивается лишь защитой от атмосферных воздействий. Хотя противостояние погодным явлениям в конкретной местности, вне сомнений, возглавляет внушительный перечень задач.

Крыша в качестве завершающего архитектурного штриха дополняет облик здания, придает ему стилистическую направленность или начисто лишает ее. Стропильная система как основа кровельной конструкции обязана отвечать всему спектру технических и эстетических требований, предъявляемых непосредственно к крыше.

Факторы выбора «костяка» крыши

Стропильная система – неоспоримая принадлежность скатных крыш, которая:

• задает конфигурацию и крутизну;
• удерживает финишное покрытие и компоненты кровельного пирога;
• создает условия для безупречной работы элементов кровельной системы.

Выбор крыши в итоге сводится к определению идеального варианта стропильной системы, на который кроме личных предпочтений владельца дома влияют еще такие веские факторы как:

• Количество зимних и летних осадков, характерное для местности, в которой запланировано строительство.
• Сила и направление со скоростью ветров, преобладающих в регионе.
• Желание хозяина использовать пространство под крышей для организации хозяйственных или жилых помещений.
• Тип финишного кровельного покрытия.
• Финансовые возможности собственника.

Климатические данные в немалой степени воздействуют на выбор крыши и устройство стропильной системы. В регионах с изобильным выпадением снега нецелесообразно возводить конструкции с незначительной крутизной, способствующей образованию снежных залежей. В районах с порывистыми ветрами наоборот предпочтительны обтекаемые и низко-скатные формы, которые сложно будет сорвать и унести мощному погодному явлению.

Понятно, что пологая конструкция не приспособлена к устройству в ней полезных помещений. Для желающих оборудовать пространство под кровлей есть стропильные системы, предназначенные для строительства в регионах с различной степенью ветровых нагрузок.

Если необходимости в использовании чердака не возникает, крышу сложной либо простой конфигурации можно построить без него. Вариантов масса, включая разнообразные комбинации базовых версий, ознакомление с которыми даст представление о сути строительства стропильной системы любого типа.

Для того чтобы не мучиться в догадках о наиболее рациональной форме и угле наклона скатной крыши, достаточно присмотреться к окружающим малоэтажным домам.

Проверенную на деле конфигурацию можно смело брать в качестве базового варианта, чтобы скорректировать и доработать его в соответствии с требованиями будущего владельца и техническими характеристиками кровельного покрытия. Если нет желания копировать соседей, стоит ознакомиться с конструктивной и эксплуатационной спецификой различных стропильных систем.

Базовые варианты стропильных систем

Скатную крышу упрощенно можно представить как совокупность скатов – плоскостей, по которым «скатывается» атмосферная вода. Скаты формируются ребрами стропильных ног – главных элементов стропильной системы. Классификация скатных крыш и соответствующих им стропильных систем производится в зависимости от количества и конфигурации скатов. Согласно обозначенным признакам в их рядах числятся:

• Односкатные. Крыши с одним скатом устраивают преимущественно над хозяйственными объектами, пристройками, верандами. Стропильные ноги односкатной системы опираются на две стенки или два ряда стоек. Одна из стенок или один ряд опор должен быть выше другого, чтобы по образованной стропилами плоскости могла без препятствий стекать вода.
• Двускатные. Крыши с двумя прямоугольными скатами чаще всего встречаются на отечественных просторах. Стропильные ноги двускатных систем опираются на две стенки прямоугольной коробки дома. В классическом исполнении площадь обоих скатов равна, как и высота опорных стенок. Правда, нередкими стали проектные решения с различающимися по площади скатами и разными по высоте опорными стенками.
• Вальмовые. Иначе называются четырехскатными, исходя из численности скатных плоскостей. Стропильные ноги вальмовой системы формируют пару трапециевидных и пару треугольных скатов. Стропила трапециевидных составляющих опираются на длинные стенки коробки, а треугольных собратьев – на короткие торцевые. В плане вальмовая крыша похожа на почтовый конверт. Эффектно смотрится, используется повсеместно. К четырехскатной категории относятся крыши с укороченными треугольными скатами, настойчиво рекомендованные для строительства в районах с высокой ветровой нагрузкой.
• Шатровые. Крыша, которая состоит из сходящихся в одной вершине треугольных скатов. Минимальное количество скатов 4, верхний предел не ограничен. Стропила шатровой системы опираются на равные по высоте стенки или опоры. Шатровые конструкции предпочитают водружать над верандами и беседками. Вариации с крутизной шатровой крыши позволяют устраивать их в регионах с любой ветровой нагрузкой.
• Ломаные. Именуются также мансардными, потому что именно ломаная технология позволяет создать максимально просторные помещения под кровлей. Стропильные ноги ломаных конструкций устанавливаются по аналогии с двускатными системами, но сооружаются в два яруса. Нижние стропилины опираются на стены обустраиваемой коробки, верхние на опоры нижнего яруса стропильного каркаса.

У перечисленных типажей крыш и стропильных конструкций есть многочисленные вариации на скатную тему. К примеру, двускатная крыша может иметь обычный фронтон-щипец с одного торца и вальму с противоположной стороны или дополняться односкатной конструкцией над крыльцом посредине основного ската.

При крестообразном объединении двух двускатных систем образуется сложно-составная крыша с четырьмя деревянными щипцами или каменными фронтонами. В обустройстве коробок Т-образной или Г-образной конфигурации зачастую участвует несколько видов стропильных систем одновременно. Верхний ярус ломаной крыши может быть построен по вальмовой технологии.

Стропильную конструкцию любой сложности можно представить как совокупность простых форм. Чтобы легче было разобраться в строительных хитросплетениях, объект лучше условно разбить на отдельные блоки. Они-то и подскажут, как возводить каждую из частей и соединять друг с другом перечисленные выше базовые типы стропильных каркасов.

Для того чтобы разобраться в изобильном разнообразии конструкций и в возможностях их компоновки, рассмотрим основные типы стропильных систем и соответствующие им схемы.

Вид #1 — односкатный стропильный каркас

Большинство односкатных крыш относится к разряду бесчердачных, потому что независимо от крутизны создаваемое ими пространство под крышей маловато по объему. Однако при желании соорудить строго горизонтальный потолок, перекрытие, отделяющее чердак от основных помещений, все же сооружают.

Схема односкатной стропильной системы зависит от величины пролета, который предстоит перекрыть единственным скатом:

• Если расстояние между верхней и нижней опорой стропильной ноги меньше либо равно 4,5м, дополнительные подкосы и стойки не применяются.
• Если величина пролета находится в интервале от 4,5м до 6м, возле высокой стенки укладывается лежень. В него упирают подкос — подстропильную ногу, обеспечивающую жесткость стропилины ближе к верхней части пролета.
• Если предстоит перекрытие пролета от 6м до 9м, лежни укладываются с обеих сторон и в оба лежня упираются подстропильные ноги.

При необходимости перекрыть более значительный пролет, его делят на сектора с указанными выше расстояниями. На границе смежных секторов устанавливают стойки под прогоны, а в пределах сектора устанавливают лежни и подкосы согласно описанным правилам. Для строительства в регионах с высокой ветровой активностью односкатные стропильные конструкции изнутри дополняют диагональными ветровыми связями.

В плане схема односкатного стропильного каркаса напоминает ряд параллельно уложенных балок. Крыша с одним скатом не слишком красива, но весьма экономна. Оптимальный угол наклона от 4º до 12º, не запрещен и больший уклон.

Конструкции с низкими скатами желательно оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляцией, что необязательно для крутых крыш. В качестве финишного покрытия лучше использовать мягкие виды кровли для низких сооружений, профлист или кровельный металл для обустройства конструкций по-круче.

Вид #2 — стропильные системы двухскатных крыш

Двускатные стропильные каркасы строят по ж/б перекрытиям и деревянным балкам, преимущественно с чердаками. У самого распространенного типа крыш огромное количество низких и высоких, утепленных и холодных модификаций.

В зависимости от архитектурных и технических условий объекта стропильные ноги, применяемые в устройстве двухскатных крыш, делятся на:

• Наслонные. Это стропилины, имеющие под верхней и нижней пяткой прочную опору. Изготавливаются и устанавливаются они наподобие стропильных ног односкатных крыш. Сооружают наслонные стропильные системы над коробками, обладающими внутренней несущей стеной. Она нужна как опорная конструкция под коньковый прогон. Роль стены может играть ряд опорных стоек или колон. В простейшей наслонной схеме с пролетом до 5м верха стропилин опираются на прогон, который через опорные стойки опирается на лежень. Жесткость обеспечивают подкосы. Схемы для более солидных пролетов оснащаются схватками, бабками и дополнительными прогонами.
• Висячие. Стропила висячего типа имеют только нижнюю опору, верхами они упираются друг в дружку. Элементы висячего стропильного каркаса сразу изготавливают в форме треугольника, благодаря чему можно отказаться от мауэрлата. Функцию мауэрлата в таких случаях доверяют основанию треугольника – затяжке, используемой для компенсации распора на крышу от веса снега, кровли и самой системы. Висячую технологию применяют в обустройстве небольших коробок, не имеющих внутренней опоры для конькового прогона. При необходимости перекрытия большепролетных сооружений висячая схема оснащается бабками-подвесками, подкосами, стяжками и др.

Сооружениям с двумя скатами рекомендована крутизна от 10º до 60º. Для финишной отделки можно использовать все известные виды штучных, рулонных и крупнолистовых покрытий.

В зависимости от технических характеристик кровли обрешетка устраивается сплошной или разреженной. Низкие скаты до 12º полностью покрываются водозащитным ковром, высокие – только в местах возможных протечек: вдоль карнизов, конька, ендов, вокруг труб и прочих кровельных проходов.

Вид #3 — вальмовая и полувальмовая система

Вальмовые, они же крыши «конвертом» от двухскатных сооружений отличаются тем, что место вертикальных щипцов-фронтонов в их конструкциях занято наклонными треугольными скатами — вальмами. Центральную часть крыши занимает стандартная двухскатная стропильная система, к которой под углом примыкают те самые вальмы.

Разнообразие в семействе вальмовых сооружений достигается путем вариаций с пропорциями. Изменяя соотношение длины конька к длине основания и высоте ската, можно получить конструкцию, отвечающую любым вкусовым и архитектурным запросам.

В строительстве стропильных каркасов для вальмовых крыш используются:

• Наслонные или висячие стропильные фермы с соответствующими конструктивными элементами: лежнями, коньковыми прогонами, затяжками и т.д.
• Диагональные стропилины, соединяющие вершины крайних стропильных ферм с углами коробки.
• Накосные укороченные стропилины, формирующие наклонные скаты вальм и примыкающие к вальмам части основных скатов.

Вальмовые конструкции бывают чердачными и бесчердачными. Надо признаться, они не слишком подходят для организации помещений под крышей. Четыре наклонных ската серьезно ограничивают пространство. Однако для любителей мансардных домов есть датская разновидность с укороченной вальмой. Приверженцам нестандартной архитектуры наверняка понравится голландский тип, относящийся к категории под названием «полувальмовые крыши» наравне с датским вариантом.

Стропильные системы для крыш вальмовой и полувальмовой разновидности возводят с углом наклона от 10-12º до 60º. В безусловном приоритете классические пропорции крутизной 25-30º.

Кроме проходок, коньков и карнизных свесов в усиленной гидроизоляции нуждаются все выпуклые и вогнутые углы вальмовой конструкции. Непростая конфигурация скатов диктует применение штучных материалов в финишной отделке. При раскрое металлочерепицы и профлиста слишком много будет отходов.

Вид #4 — шатровая крыша

Простая четырехскатная шатровая конструкция представляет собой вальмовую крышу, лишенную коньковой части. Ее схема в плане напоминает квадрат с проходящими из угла в угол диагоналями. Треугольные скаты соединяются в одной вершине, что и делает крышу схожей с шатром. Строят шатровые крыши над коробками четкой прямоугольной или многоугольной формы.

В сооружении шатровых стропильных систем используются стандартные наслонные и висячие принципы:

• Над коробкой с центральной опорой или несущей стеной возводится стропильная конструкция наслонной разновидности.
• Над объектом без внутренней стены или опоры возводят каркас по висячему принципу.

Крутизна и количество скатов зависят от личных предпочтений будущего владельца. Идеальным кровельным покрытием для отделки треугольных скатов будет штучный материал, исключительно потому что при раскрое крупных листов остается внушительное количество отходов. Независимо от крутизны шатровые сооружения предпочитают оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляционным ковром.

Вид #5 — ломаная стропильная система

Стропильные каркасы для ломаных, т.е. мансардных крыш специально ориентированы на увеличение чердачного пространства с целью создания в нем бытовых или жилых помещений.

Ломаная технология преимущественно используется в строительстве чердачных крыш, которые могут быть холодными в дачных постройках и утепленными в домах постоянного проживания.

Каждый скат классической ломаной крыши условно можно разделить на две прямоугольные части, создающие между собой внешний угол. Необходимую форму получают посредством изменения размеров частей скатов, углов между ними и угла в коньковой зоне.

Стропильная система мансардного типа – один из наиболее сложных видов стропильных систем: схемы и чертежи ломаного каркаса знакомят с непростой структурой конструкции. Состоит она из двух взгромоздившихся друг на дружку ярусов:

• Нижний ярус стропильных ног опирается через мауэрлат на балки деревянного перекрытия, ж/б плиты или потолочный брус деревянного дома. Для опирания верха стропилин устанавливают прогоны, которые также служат опорой для низа стропилин верхнего яруса. Стропилам нижней части ломаной крыши разрешено быть только наслонными.
• Верхний ярус стропилин нижними пятками опирается на прогоны расположенного под ним яруса. Прогоны же служат основанием для укладки потолочных балок мансарды. В сооружении верхней части может использовать и наслонная, и висячая методика. Задача верхушки заключается только в формировании коньковой части, потому что обязанности по распределению кровельного пирога возложены на нижнюю часть мансардной крыши.

Угол наклона нижних и верхних частей скатов хозяин выбирает согласно собственным предпочтениям. Идеальной формой считают, если пять углов мансардной крыши пересекает воображаемая окружность. Сплошную или разреженную обрешетку устраивают в зависимости от типа кровельного покрытия, а ограничений по его выбору вообще не существует.

На более пологую верхнюю часть лучше монтировать сплошную обрешетку и гидроизоляцию. На крутой нижней части скатов осадки не задерживаются, зато ей угрожают шквальные ветры.

Чтобы исключить срыв ломаной крыши в местностях с частыми сильными ветрами каждую стропилину прикрепляют проволочной связкой к стене, а не через одну, как принято при фиксации обычных скатных крыш.

Советы эксперта:

Фото-подборка (слайдшоу):

Представленные схемы разных видов стропильных систем подходят для обустройства деревянного дома, кирпичной и пенобетонной коробки. Разница лишь в креплении мауэрлата по деревянным и каменным стенам. Сведения о базовых разновидностях стропильных поможет грамотно определиться с типом и конфигурацией крыши для загородной собственности.

Какие бывают стропильные системы для деревянного домостроения?

Не только фундамент является залогом стойкости и крепости построенного здания. Большое значение при строительстве дома имеет стропильная система кровли и, непосредственно, само покрытие крыши, ведь они принимают на себя все капризы природы. В этой статье постараемся детально раскрыть всю информацию о стропилах, какие бывают виды, схемы и как правильно построить стропильную систему для будущего дома.

Какие требования предъявляют к стропильной системе

Жесткость конструкции

В 95% случаев стропильную систему ставят в виде геометрической фигуры – треугольник. Рамы закрепляются параллельно друг другу, образуя форму треугольника, что позволяет увеличить жесткость фиксации и необходимую устойчивость крыши, ведь она не должна деформироваться ни при усадке дома, ни при ссыхании или рассыхании древесины. Поэтому должное внимание стоить уделить проверки жесткости и выборе соединительных элементов стропильных ферм, т.к. если они получатся подвижными, крыша не может считаться полноценной и может легко разрушиться, а в редких случаях и завалить стены дома.

Незначительная масса

Кровля дома должна иметь незначительную массу, поэтому стропила делают в большинстве случаев из дерева. Реже встречаются стропильные системы из металла или дорогих видов хвойных пород деревьев с относительной влажностью менее 18% — такие системы стропил выдержат более тяжелую крышу. Обязательным условием является обработка антисептиком и антипиреном для защиты от огня и вредителей. Это позволяет увеличить прочность и срок службы узлов крепления.

Качество материалов, используемых для возведения стропильных систем

возведения стропил по СНИП используют древесину со следующими характеристиками:

• Древесина должна быть первого или третьего сорта, имеющая минимальное количество трещин (не по всей глубине и длиной до половины доски) и сучков (на каждый метр допускается не более трех сучков высотой до трех сантиметров).
• Несущие конструкции делают из элементов, толщиной более 5 сантиметров и площадью более 40 см².
• Доски из древесины хвойных пород могут быть длиной до 6,5 метров, а из лиственных пород – до 4,5 м.
• Обработанные антисептиком прогоны и подушки делают из твердых пород дерева – в частности лиственницы.

Из чего состоит стропильная система

Наши архитекторы, продумывая конструкцию опоры для крыши дома из клееного бруса, знают все составляющие, их названия, устройства и функции. А знаете ли вы? Давайте проверим:

• Основа – это «мауэрлат». Самая нижняя опора стропил из бруса или бревна, уложенная по периметру стены. Служит для распределения нагрузки конструкции на стеновой комплект.
• Балки, которые обшиваются обрешеткой, называются «стропильная нога». Это еще один важный элемент конструкции стропил. Сечение «ноги» зависит от предполагаемого веса обрешетки и материала кровли.
• Между собой «ноги» стропил крепят с помощью «прогонов». Они бывают коньковые и боковые.
• Чтобы стропильные ноги не разъезжались, используют затяжки.
• Для распределения нагрузки кровли по всем стропилам используют обрешетку. Это брусочки, набитые перпендикулярно стропильным ногам.
• На двухскатных крышах присутствует «конек», вдоль которого набивается усиленная сплошная обрешетка.
• Если длина стропильных ног недостаточна, используют «кобылки» — они позволяют удлинить свес кровли, который служит для защиты стен здания от осадков.

Стропильная ферма состоит не только из элементов, описанных выше. В ней присутствуют стойки и раскосы. Они нужны для уменьшения нагрузки на внутренние стены дома. Только несущие стены будут и сдерживать всю нагрузку от кровли.

Какие бывают формы крыш и стропил

Крыша с одним скатом называется «односкатной». Это самая простая стропильная система, расположенная под углом от четырнадцати (14) до двадцати шести (26) градусов. Устройство стропильных ферм зависит от пролета дома. Детально рассмотреть устройство и виды односкатных стропильных систем вы можете на рисунке ниже.

Двускатная крыша чаще подразумевает под собой наличие чердака или мансарды. Скаты располагаются под углом от четырнадцати (14) до шестидесяти (60) градусов. Также на рисунках ниже можно детально рассмотреть конструкцию.

Вальмовая или полувальмовая крыша – это крыша имеющая 4 ската. Уклон скатов может варьируется в диапазоне, как у двускатной, от 14 до 60 градусов. Возведение такой крыши трудозатратный процесс, в котором используются множество внутренних опор. Но есть и плюсы – отсутствие фронтонных стен позволяет сохранить деньги в кошельке.

Мансардная или ломаная крыша с уклоном до шестидесяти градусов. Используют в сооружениях, где присутствует мансарда.

Перечень типов стропильных систем и их отличие

Тот или иной тип стропильной системы используется не просто по желанию клиента. Все зависит от размера дома и его конструкции. Далее постараемся детально разобрать каждый тип стропил.

Система с висячими стропилами

Данный тип рекомендуем для двускатных крыш с пролетом до шести метров и не имеющим внутренних стен. Нижняя опора – мауэрлат, в верхней части опоры держатся за счет друг друга. Затяжка уменьшает распор на стены, размещена в нижней части стропильных ног. Затяжка, расположенная повыше называется ригелем. Опорные стойки и раскосы применяются в случае большого пролета между стенами (более шести метров). Они позволяют поддерживать стропильные ноги. Максимальная длина стропил после подпорки 4.5 метра.

Рекомендации по данному типу конструкции:

• Чтобы стропильная нога полностью упиралась на мауэрлат, необходимо использовать «кобылку» с сечением меньшим, нежели сечение ног.
• Для увеличения жесткости крыши необходимо использовать ветровую доску, прибитую от конька к мауэрлату.
• Для древесины, влажность которой более 18 процентов стоит использовать болты, которые в случае усыхания дерева можно подтянуть.

Наслонные системы

Этот тип стропильной системы используется в домах, где расстояние между внешними стенами находится в диапазоне между 10 и 16 метрах, которые имеют внутренние стены или столбы для удержания. Верхняя опора – коньковый прогон, который поддерживают внутренние стены или колонны, нижняя – мауэрлат. Отсутствует потребность в затяжке, по причине отсутствия нагрузки, кроме вертикальной.

Элементы, соединяющие конструкцию

Надежность крыши достигается путем использования качественных соединительных элементов и правильное их применение. Наши архитекторы рассчитывают силу статических и динамических нагрузок и их направление, предусматривают всевозможные деформации дерева и дают рекомендации по типам соединения узлов стропильных систем.

Для соединения узлов используют нагеля и болты, что способствует безопасному соединению конструкций, нежели используя врубки.

Для быстрого закрепления также используют накладки и крепежные уголки, которые крепятся гвоздями или утопленными в древесину зубцами, при этом уменьшает расход дерева и увеличивается прочность соединения.

Компания «Строй Коттедж» придерживается всех правил проектирования и возведения стропильных систем для здания из любого материала, в частности на дома из бруса, при возведении под ключ.

Монтаж стропильной системы крыши – цена 500 ₽/м2 в Москве

Все привыкли говорить о важности фундамента, но и устройство стропильной системы крыши не менее важно. Монтаж стропильной системы является основополагающим фактором, от которого зависит срок службы кровли дома.

Кровля должна быть прочной и надежной, так как она защищает дом от сильных порывов ветра, снега, дождя и палящего солнца. Устройство стропильной системы должно выполняться с учетом снеговой нагрузки. В противном случае элементы конструкции могут деформироваться, что может стать причиной обрушения кровли.

 

Стоимость работ по монтажу стропильной системы

Цена установки стропил напрямую зависит от следующих факторов:

• Общая площадь работ;
• Этажность строения;
• Удаленность объекта от города;
• Геометрические особенности кровли. Например, монтаж стропильной системы двухскатной крыши дешевле, чем работа с кровлей, имеющей замысловатую геометрию, где много изломов и т. д.

Монтажные работы	Цены за работу в рублях	Коэффициент сложности крыши	Единицы измерения
Монтаж конькового бруса	130	1	пог. м.
Монтаж мауэрлата 100х100 мм	270	1	пог. м.
Монтаж мауэрлата 150х150 мм	320	1	пог. м.
Монтаж стропильных конструкций	500	1	м2
Монтаж шаговой обрешетки	110	1	м2
Монтаж контробрешетки	80	1	м2
Монтаж фанеры под черепицу	120	1	м2
Огне- и биозащита дерева	50	1	м2
Монтаж и демонтаж лесов	80	1	м2

 

Монтаж стропильной системы крыши

Что называется стропильной системой? Это конструкция, представляющая собой совокупность несущих элементов, из которых изготавливается крыша. Эти элементы должны выдерживать большую нагрузку, быть прочными, долговечными и не бояться влаги.

Используемое дерево в обязательном порядке проходит жесткий контроль на наличие дефектов. Недопустимы трещины и сучки в количестве более трех на метр. Только из качественной древесины может получиться надежная стропильная система.

Виды и схемы стропильных систем

Проектируя любое жилое строение, архитекторы особое внимание уделяют крыше, так как она выполняет не одну, а сразу несколько функций, в зависимости от ее конструктивных особенностей. Нужно сказать, что далеко не всех будущих домовладельцев удовлетворяет обычная двухскатная крыша, хотя ее можно назвать самой надежной, так как она имеет всего две скатные плоскости и один стык между ними. Многих привлекают более сложные конструкции, которые добавляют строению особую привлекательность и оригинальность. Другие, более практичные домовладельцы, предпочитают мансардные конструкции, которые одновременно способны выполнять роль кровли и второго этажа.

Виды и схемы стропильных систем

Основой любой крыши является индивидуальная стропильная система, имеющая свои конструктивные особенности. Сделать выбор нужного каркаса крыши будет значительно проще, если заранее разобраться какие же виды и схемы стропильных систем используются в строительной практике. После получения подобной информации станет более понятно, насколько сложны такие конструкции в монтаже. Особенно это важно знать, если каркас для крыши предполагается возводить самостоятельно.

Основные функциональные задачи стропильных систем

При обустройстве скатных конструкций крыш, стропильная система является каркасом для покрытия и для удержания материалов «кровельного пирога». При грамотном монтаже каркасной конструкции будут создаваться необходимые условия для правильной «работы» утепленных и неутепленных типов кровель, защищающих стены и внутреннее пространство дома от различных атмосферных воздействий.

При выборе вида стропильной системы приходится учитывать немало разносторонних критериев

Кровельная конструкция также всегда является завершающим архитектурным элементом экстерьерного оформления строения, своим видом поддерживая его стилистическое направление. Тем не менее, конструктивные особенности стропильных систем в первую очередь должны соответствовать требованиям прочности и надежности, которым должна соответствовать крыша, и лишь затем уже – эстетическим критериям.

Каркас стропильной системы формирует конфигурацию и угол наклона крыши. Эти параметры во многом зависят от природных факторов, характерных для конкретного региона, а также от желания и возможностей домовладельца:

• Количество осадков в разные периоды года.
• Направление и средняя скорость ветра в местности, где будет возводиться постройка.
• Планы по применению пространства под крышей – обустройства в нем жилых или нежилых помещений, или же использования его лишь в качестве воздушной прослойки для термоизоляции расположенных ниже помещений.
• Разновидность планируемого материала кровельного покрытия.
• Финансовые возможности домовладельца.

Атмосферные осадки и сила потоков ветра дают весьма чувствительную нагрузку на строение кровли. Например, в регионах с обильными снегопадами не стоит выбирать стропильную систему с небольшим углом наклона скатов, так как снеговые массы будут задерживаться на их поверхности, что может привести к деформации каркаса или кровельного покрытия или к протеканиям.

Если же местность, где будет производиться стройка, славится своими ветрами, то лучше выбирать конструкцию с небольшим уклоном ската, чтобы случающиеся резкие порывы не сорвали отдельных элементов крыши и кровли.

Основные элементы конструкции крыши

Детали и узлы стропильных систем

В зависимости от выбранного вида стропильной системы, используемые элементы конструкции могут значительно разниться, однако, существуют детали, которые присутствуют и в простых, и в сложных системах крыш.

Основные детали стандартной стропильной системы

К основным элементам стропильной системы скатной крыши относятся:

• Стропильные ноги, формирующие скаты кровли.
• Мауэрлат — деревянный брус, закрепляемый на стенах дома и служащий для фиксации на нем нижней части стропильных ног.

• Конек — это стык каркасов двух скатов. Он обычно является самой высокой горизонтальной линией крыши и служит опорой, на которой закрепляются стропила. Конек может быть сформирован стропилами, скрепленными между собой под определенным углом или же зафиксированными на коньковой доске (прогоне).
• Обрешетка — это рейки или брус, монтируемые на стропила с определенным шагом и служащие основой для настила выбранного кровельного материала.
• Подпорные элементы, куда можно отнеси лежни, прогоны, стойки, подкосы, стяжки и другие детали, служат для повышения жесткости стропильных ног, поддержки конька, связывания отдельных деталей в общую конструкцию.

Кроме упомянутых деталей конструкции, в нее могут быть включены и другие элементы, функции которых направлены на упрочнение системы и оптимальное распределение нагрузок крыши на стены строения.

Стропильная система подразделяется по нескольким категориям в зависимости от разных особенностей своей конструкции.

Чердачное пространство

Прежде чем перейти к рассмотрению разных видов крыш, стоит разобраться, каким может быть чердачное пространство, так как многие собственники с успехом используют его в качестве хозяйственных и полноценных жилых помещений.

Перед выбором стропильной системы следует сразу определиться, какая роль отводится чердаку

Конструкцию скатных крыш можно разделить на бесчердачные и чердачные. Первый вариант называется именно так оттого, что пространство под крышей имеет небольшую высоту и используется только в качестве утепляющей сверху помещения здания воздушной прослойки. К таким системам обычно относится односкатная крыша или же имеющая несколько скатов, но расположенных под очень незначительным углом.

Чердачная конструкция, имеющая достаточно большую высоту конька, может использоваться по-разному, быть утепленной и неутепленной. К таким вариантам можно отнести мансардный или же двухскатный вариант. Если выбирается кровля с высоким коньком, то в обязательном порядке необходимо учитывать ветровые нагрузки в регионе, где выстроен дом.

Уклон скатов

Чтобы определить оптимальный наклон скатов крыши будущего жилого строения, в первую очередь нужно присмотреться к уже выстроенным малоэтажным соседским домам. Если они стоят уже не один год и стойко выдерживают ветровые нагрузки, то их конструкцию смело можно брать за основу. В том же случае, когда владельцами поставлена цель создать эксклюзивный оригинальный проект, непохожий на стоящие рядом постройки, необходимо ознакомиться с конструктивными и эксплуатационными особенностями различных стропильных систем и произвести соответствующие расчеты.

На рисунке упрощенно показано ветровое воздействие на скатные кровли

Следует учитывать, что от того, насколько велик уклон скатов крыши, зависит изменение касательных и нормальных значений силы ветра — чем круче угол наклона, тем большее значение имеют нормальные силы и меньше касательные. Если крыша пологая, то на конструкцию больше влияет касательная нагрузка ветра, так как увеличивается подъемная сила с подветренной стороны и уменьшается с наветренной.

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.

Представленная диаграмма поможет определиться с соотношением крутизны скатов и планируемого кровельного материала

Базовые конструкции стропильных систем

В первую очередь стоит рассмотреть базовые виды стропильных систем относительно расположения стен дома, которые применяются во всех конструкциях крыш. Базовые варианты разделяют на наслонную, висячую, а также комбинированную, то есть включающую в свою конструкцию элементы и первого, и второго типа систем.

крепления для стропил

Наслонная система

В постройках, где предусмотрены внутренние несущие стены, чаще устанавливается наслонная стропильная система. Монтировать ее гораздо проще, чем висячую, так как внутренние несущие стены обеспечивают для ее элементов надежную опору, а кроме того, для этой конструкции потребуется меньшее количество материалов.

Типичная схема наслонной конструкции стропильной системы

Для стропил в этой системе определяющей опорной точкой является коньковая доска, на которой они и закрепляются. Безраспорный вид наслонной системы может быть обустроен в трех вариантах:

• В первом варианте верхняя сторона стропил фиксируется на коньковой опоре, называемой скользящей, а нижняя их сторона закрепляется путем врубки к мауэрлату. Дополнительно стропила в нижней части фиксируется к стене с помощью проволоки или скоб.

Жесткое крепление стропильных ног к мауэрлату

• Во втором случае стропила в верхней части подрезаются под определенным углом и соединяются между собой при помощи специальных металлических пластин.

Один из вариантов соединения стропильных ног в области конька

Нижний же край стропильных ног крепится к мауэрлату подвижными креплениями.

Скользящие крепления стропильных ног на мауэрлате

• В третьем варианте стропила жестко скрепляются в верхней части брусками или обработанными досками, расположенными горизонтально, параллельно друг другу с обеих сторон соединенных под углом стропил, а между ними защемляется коньковый прогон.

Схема защемления конькового прогона в верхней точке стропильных ног

В нижней части для закрепления стропил, так же, как и в предыдущем случае, применяются скользящие крепления.

Необходимо пояснить, почему для фиксации стропил на мауэрлате часто используются именно скользящие крепления. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от излишнего напряжения, так как стропила не зафиксированы жестко, и при усадке строения они имеют возможность сдвигаться, не деформируя при этом общей конструкции кровельной системы.

Этот вид крепления применяется только в наслонных системах, что также отличает их от висячего варианта.

Однако в некоторых случаях для наслонных стропил применяют распорную систему, в которой нижний конец стропил жестко фиксируется к мауэрлату, а чтобы снять нагрузку со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Этот вариант и называется комплексным, так как включает в себя элементы наслонной и висячей системы.

Для строительства частных домов чаще всего используется именно наслонная система, поэтому несколько слов следует сказать и о монтажных работах.

• На выведенные несущие стены дома укладывается гидроизоляционный материал – чаще всего это рубероид.
• На гидроизоляцию фиксируется с помощью анкерных креплений мауэрлат — это может быть брус большого сечения (например, 120×150 или 150×150 мм).

• На мауэрлате закрепляются стропила на скользящие или жесткие крепления. Достаточно часто стропила дополнительно фиксируются на внутренней стороне стены с помощью проволочной скрутки. Для этого в стену на расстоянии 250÷300 мм от поверхности мауэрлата вбивается костыль, на который прикручивается проволока, а затем фиксируется на стропильной ноге. Такой крепеж позволит сохранить крышу невредимой во время сильного ветра.

Схема дополнительного крепления стропильной ноги на мауэрлате проволочной скруткой

На схеме цифрами обозначены:

1 — стропило;

2 — мауэрлат;

3 — кирпичная стена;

4 — контррейка;

5 — проволочная скрутка;

6 — крепежный элемент.

• В верхней части стропила могут быть соединены одним из вышеописанных способов.
• Для формирования свеса балки перекрытия затяжки или же сами стропильные ноги выводятся за края внешних несущих стен. Такая конструкция позволит защитить стены во время дождя. Ширина свеса должна составлять 500÷600 мм.
• Далее стропильная система укрепляются подкосами, стойками и прогонами.

Настил из досок сделает выполнение работ более комфортным и безопасным

Перед началом монтажных операций по установке стропильной системы рекомендовано на балки перекрытия хотя бы временно настелить доски.  Это нехитрое приспособление обезопасит проведение работы и сделает их более комфортными.

 Висячая система

Висячая стропильная система монтируется в строениях, где отсутствуют капитальные перегородки внутри здания, а расстояние между боковыми несущими стенами варьируется от 6 до 11 м и более. В этом случае конструкция крыши полностью опирается на несущие стены и дает на них высокую распорную нагрузку. Поэтому, что несколько ослабить напряжение, используются дополнительные скрепляющие горизонтальные элементы, которыми стягиваются стропильные пары — эти детали конструкции называют ригелями или затяжками.

Типичный пример висячей стропильной конструкции

Ригели могут быть закреплены в любом месте по высоте стропил. Их достаточно часто используют в качестве балок чердачного перекрытия, укладывая на мауэрлат.

Варианты конструкций висячей стропильной системы

Для этого вида конструкции стропила изготавливаются из доски сечением примерно в 50×200 мм, но для каждого конкретного строения нужно проводить индивидуальный расчет, который лучше всего доверить специалистам.

• Первым шагом в этой конструкции на боковые несущие стены монтируется мауэрлат.
• Далее, стропила в нижней части врезаются в мауэрлат, а верхние могут быть соединены одним из трех способов, описанных выше. Обычно сначала изготавливается одна стропильная пара, которую монтируют на земле, затем ее поднимают на высоту и подгоняют по месту. После этого эту пару используют в качестве шаблона для изготовления остальных пар.
• После того как будут смонтированы все пары, их по очереди поднимают наверх и устанавливают на мауэрлате, на расстоянии высчитанного шага.
• Следующим шагом подготавливается коньковый прогон, которым будут связаны отдельные стропильные пары в верхней части. При монтаже прогона очень важно соблюсти расстояние шага между стропильных ног.
• Далее, на каждую из стропильных пар закрепляются стягивающие доски. Их для жесткости закрепляют с двух сторон стропила и дополнительно фиксируют к мауэрлату специальными металлическими перфорированными уголками.

Соединительный узел на мауэрлате – стропильная нога и стяжки

• Намётка соединительных узлов стропильной системы обычно проводится гвоздями, но после сборки и выравнивания элементов они жестко фиксируются болтами через металлические пластины и уголки. Только такое крепление сделает конструкцию надежной и прочной.
• Если расстояние между стенами доходит до 10÷11 м, то систему дополнительно стоит укрепить стойками и откосами.

Как висячая, так и наслонная системы используются в монтаже различных конструкций крыш, которые и будут рассмотрены ниже.

Формы крыш и их стропильные системы

Крыши могут иметь один или несколько скатов, соединенных разными способами. Каждая из конструкций формируется индивидуальной каркасной системой, главными элементами в которой являются стропила. Названия крыш напрямую зависят от их конструкций:

Основные типы конструкций крыш

Так, в зависимости от конкретных условий, от типа и архитектурных особенностей здания применяются следующие конструкции крыш:

• Односкатная крыша.
• Плоская.
• Двускатная конструкция.
• Вальмовая, четырехскатная.
• Полувальмовая.
• Многощипцовая.
• Шатровая.
• Ломаная или мансардная крыша.

Теперь зная, как выглядят каждая из видов крыш, стоит разобраться, что они собой представляют, и какую конструкцию стропильной системы имеют.

шуруповерт

Односкатная крыша Пример односкатной кровли на жилом доме

Как можно понять уже из названия, эта крыша имеет один скат, располагающийся под уклоном. Если строение небольшое по размеру и полностью возводится из кирпича или бетона, то стропила конструкции укладываются на фасадную несущую высокую и на заднюю низкую стену. Если же между фасадом строения и задней стеной расстояние составляет шесть и более метров, то между передней и задней стеной устанавливаются подпорные стойки.

Усиление стропил односкатной крыши стойками и подстропильными ногами

Кроме этого, такие конструкции могут быть сформированы полностью из деревянного бруса или бревен, к этому варианту прибегают в том случае, если стропильная система устанавливается на несущие кирпичные стены, имеющие одну высоту.

Основные элементы стропильной конструкции односкатной крыши

Односкатная деревянная стропильная конструкция, предназначенная для строения с расстоянием от стены до стены шесть и более метров, состоит из следующих элементов:

1 – Подкос, поддерживающий стропило.

2 – Подпорная стойка, служащая опорой для стропильных ног.

3 – Стропильная нога.

4 – Коньковый прогон, на который закрепляются верхние стороны стропильных ног.

5 – Лежень, служит для фиксации передней стойки и подкоса.

6 – Мауэрлат, на который закрепляется нижняя сторона стропил методом врубки.

Сложность стропильной системы односкатной крыши напрямую зависит от расстояния между несущими стенами, то есть – и от длины самих стропил. Примеры приведены на иллюстрации ниже:

Зависимость сложности стропильной системы односкатной крыши от расстояния между несущими стенами

1 – Простые наслонные стропила в конструкции односкатной крыши, при расстоянии от передней до задней стенки от 3 до 4,5 м.

2 – Если расстояние между несущими стенами составляет от 5 до 6 м, то стропила подпираются подкосами, закрепляемыми на мауэрлат.

3 – Конструкция с расстоянием между стенами от 6 до 7,5 и более метров подпирается стойками (бабками) подпираемыми подкосами.

Такие сложные варианты системы могут быть смонтирована между кирпичными или бетонными несущими стенами.

Односкатные крыши редко можно встретить над жилыми строениями. Чаще их монтируют над верандами, пристройками, хозяйственными объектами и гаражами.

Эту конструкцию можно назвать самой простой в монтаже, особенно в тех случаях, когда правильно произведены все расчеты. Еще одним положительным качеством односкатной крыши можно назвать небольшой расход строительных материалов.

Самым большим недостатком односкатной конструкции является небольшое подкрышное пространство, поэтому ее можно назвать холодной, так как небольшая воздушная прослойка будет плохо удерживать тепло в помещениях дома.

Очень важно правильно произвести расчет уклона односкатной крыши, который будет в первую очередь зависеть от кровельного материала, планируемого к использованию для покрытия. Существуют рекомендованные значения минимальных уклонов для всех кровельных покрытий. Для определения этого параметра можно использовать приведенную ниже таблицу:

Кровельный материал	Минимальный угол уклона ската, градусы
Профнастил	20
Рубероид	3÷4
Металлочерепица	25
Асбестоцементный шифер	20÷35
Керамическая, бетонная черепица	25
Еврошифер (ондулин)	6
Битумная мягкая черепица	11

Если выбрано конкретное кровельное покрытие, то минимальный угол уклона ската можно определить по таблице или следуя инструкции по монтажу материала.

Простейшие расчеты параметров стропильной системы

Если определились с углом ската, то можно будет сразу определить превышение фронтонной части крыши, используя, приведенную ниже формулу:

Схема для расчета «кровельного треугольника»

Формула вычисления превышения фасадной части крыши выглядит так:

Lbc = Lсд × tgA;

Lсд – расстояние между фасадной и задней стеной;

tgA – тангенс угла уклона крыши.

После этого будет несложно вычислить и длину стропил, которые подойдут для рассчитываемой конструкции (без учета карнизных свесов).

Lс = Lbc / sinA

или

Lс = √( Lсд² + Lbc²)

Значения тригонометрических функций несложно отыскать в соответствующих таблицах.

Кстати, именно эти формулы вполне пригодны для расчета любой кровельной конструкции – просто надо умеючи разбить стропильную систему на треугольники. Например, для двускатной крыши Lbc просто станет высотой конька над перекрытием.

Чтобы не заставлять читателя искать справочные данные для самостоятельного расчета, ниже приведены два калькулятора, позволяющие быстро вычислить основные параметры «кровельного треугольника».

Калькулятор расчета высоты «стропильного треугольника»

Калькулятор позволяет определить высоту «стропильного треугольника». В зависимости от типа крыши, это может быть превышение, как в случае с односкатной кровлей, либо высота конька (перелома) для других конструкций.

Аналогично следует дифференцированно подходить к длине горизонтальной проекции стропила.  Если для односкатной крыши это просто расстояние между стеками, то при других вариантах могут быть иные «расклады». Например, для симметричной двускатной крыши это будет половина длины пролета.

Перейти к расчётам

Калькулятор расчета длины стропила

Расчет проводится на основании величин горизонтальной проекции (Lсд) и высоты стропильного треугольника, определенной ранее (Lbc).

При желании можно включить в расчет и ширину карнизного свеса, если он создается за счет выступающих стропил.

Двускатная стропильная система

Двускатные стропильные системы — самые популярные для одноэтажных частных домов. Они аккуратно смотрятся, хорошо вписываются в любой стиль постройки, надежны и могут быть использованы, в зависимости от угла их уклона, для обустройства чердака под жилые комнаты, подсобные помещения или же просто для создания воздушной прослойки, удерживающей тепло в здании.

саморезы по дереву

Двускатная крыша относится к числу наиболее распространенных конструкций

Стропильная двускатная система может быть наслонной или висячей, построенной по деревянным балкам или же по железобетонному перекрытию, ее оставляют холодной или же надежно утепляют специальными материалами.

Двускатная стропильная система с мансардным помещением.

Стропила в этой конструкции крыши опираются на две несущие стены, которые имеют одинаковую высоту. Две прямоугольные скатные поверхности системы могут образовывать равносторонний или разносторонний треугольник.

Второй вариант стропильной системы удобен тем, что одна из плоскостей крыши монтируется под большим углом, и на ее поверхности практически не будет задерживаться снег, поэтому ее лучше всего устраивать с подветренной стороны дома, где больше всего и образуются снеговые заносы.

Двускатная крыша с разными по крутизне и длине скатами.

Фронтоны двускатных крыш обшивают досками или выкладывают кирпичом, делая их своеобразным продолжением стены. Фронтонные треугольные элементы крыши часто называют щипцами, а двускатную конструкцию щипцовой.

Пример расположения крепежных и подпорных элементов в двускатной наслонной конструкции.

Расчеты длины стропил, углов и высоты конька (или серединной стойки-бабки как на схеме) производится по тому же принципу, что и для односкатной крыши.

Чердачное помещение двускатной крыши может превратиться в полноценную жилую комнату

Если планируется на чердаке обустроить жилое помещение, то стропильная система укрепляется минимальным количеством подпорных элементов, поэтому их расположение должно быть тщательно рассчитано. Обычно для этого варианта применяются затяжки, устанавливаемые в верхней части конструкции — их можно использовать, как каркас под обшивку потолка мансарды. В нижней части стропила подпираются стойками. Они становятся отличным основание для обрешетки, на которую закрепляется материал обшивки стен. В этом варианте стропила скрепляются между собой на коньке крыши под углом друг к другу 85÷90 градусов.

Видео: полезная информация по планированию стропильной системы двускатной крыши

Вальмовая и полувальмовая система стропил

Вальмовые крыши имеют четыре ската, причем фронтонные стороны имеют треугольную пологую форму, а боковые скаты конструкции – трапециевидную. Именно треугольный скат и называется вальмой – он стыкуется с трапециевидной плоскостью под определенным углом.

Очень оригинальный вид зданию придают вальмовые крыши

Вальмовые и полувальмовые стропильные системы практически идентичны и различаются только одним признаком: если в вальмовой конструкции все четыре ската располагаются от конька до карниза, то в полувальмовой торцевые стороны крыши не доходят до карнизной линии.

Стропила трапециевидных скатов в этих системах крыш опираются на длинные несущие стены строения, а треугольных поверхностей — на короткие боковые. Кроме этого, как в вальмовой, так и в полувальмовой конструкции используются диагонально устанавливаемые стропила. Они соединяют верхнюю часть крайних стропильных ферм с углами строения и служат для опоры стропил, формирующих вальму.

В полувальмовых конструкциях торцевые треугольные скаты укорочены, поэтому они подходят для регионов с большой ветровой нагрузкой и планируются так, чтобы торцевой стороной здание было повернуто в наветренную сторону.

Эти два вида крыш также могут иметь наслонную или висячую конструкцию стропил, в зависимости от наличия в здании внутренних капитальных перегородок.

На данном рисунке представлена схема вальмовой стропильной системы:

Примерная схема стропильной системы вальмовой крыши

Как одна, так и другая конструкции крыши могут иметь или не иметь чердачного помещения. Если угол наклона крыши небольшой, то подкрышное пространство требует усиленного утепления, иначе помещения дома будут быстро выхолаживаться.

Следует отметить, что даже при большом уклоне скатов это система мало подходит для обустройства под ней жилых или хозяйственных помещений, так как скаты с четырех сторон значительно ограничивают чердачное пространство.

Элементы конструкции вальмовой или полувальмовой стропильной системы.

Скаты крыш вальмовой и полувальмовой стропильных систем обычно располагаются под углом 10÷12 градусов в бесчердачной конструкции, и 25÷30 градусов при обустройстве на чердаке небольших комнат.

Для покрытия вальмовых систем чаще всего используется штучный кровельный материал или битумная черепица. Если для кровли использовать большие листы профнастила или же металлической черепицы, то при их раскрое образуется недопустимо большое количество отходов.

Видео: особенности проектирования и монтажа вальмовой крыши

Шатровая стропильная система

Шатровая система крыши состоит из четырех скатов, имеющих форму равнобедренных треугольников, верхними углами сходящихся в одной точке, по типу пирамиды. Справедливости ради заметим, что в шатровой конструкции может быть и большее количество скатов, но в любом случае, стропила этой системы опираются на равные по высоте стены строения.

Шатровая система крыши — все диагонали сходятся в одной точке.

Как можно видеть на данной схеме, треугольные скаты крыши — вальмы образованы четырьмя диагональными стропилами, которые формируют ребра крыши. Они в верхней части крыши сходятся в одну точку, а нижней своей стороной фиксируются на углах «коробки» дома. Эти элементы являются остовом каркаса, на котором закрепляются стропила скатов. Шатровые крыши способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому они отлично подойдут для строений, возводимых в ветреных регионах страны.

Примерная схема стропильной системы шатровой крыши

Шатровые крыши могут быть построены по принципу наслонной или висячей стропильной системы, выбор которой также зависит от наличия центральной опоры или же внутренних несущих перегородок.

Для покрытия данной такой крыши хорошо подойдет мягкая битумная декоративная кровля – она отлично будет смотреться на скатах, а также практически не даст отходов при выполнении раскроя.

Шатровая стропильная система – весьма непроста в монтаже

Нужно отметить, что шатровую конструкцию можно назвать сложной в монтаже, наверное, поэтому нечасто можно встретить ее на современных частных домах. При ее обустройстве используется балочно-затяжная система, укрепленная подкосами и стойками.

Шатровые стропильные системы могут быть выстроены под разным углом, в зависимости от того, будет ли обустраиваться чердачное помещение, и какая функция ему отводится. Расчет высоты центральной части конструкции производится по выше представленной формуле.

Ломаные стропильные системы Крыша ломаного типа обычно делается под жилую мансарду

Ломаными называют мансардные стропильные системы, которые используются в тех случаях, когда планируется в чердачном пространстве обустроить жилое помещение, так как эта конструкция формирует максимально просторную площадь будущих комнат. Каждый из двух скатов ломаной стропильной системы состоит из двух плоскостей — верхней и боковой.

Пример размерных величин ломаной мансардной крыши

Верхние части скатов являются крышей конструкции, а боковые сразу выполняют две функции – и стен, и крыши.

Основные элементы мансардной ломаной стропильной системы и действующие на них нагрузки

Как можно видеть на данной схеме, конструкция ломаной крыши достаточно сложна, так как каждая из ферм состоит из четырех наслонных стропил, два из которых формируют верхний, а два других – нижний ярус.

• Нижний ярус стропил опирается на балки перекрытия и установленные между ними прогоны или же на мауэрлат, закрепленный на кирпичных или же бетонных стенах. Дополнительно эти стропила фиксируют к внутренней части стены проволочными скрутками.
• Верхняя сторона боковых стропил закрепляется под углом на прогоны, установленные и закрепленные сверху стоек.
• Верхний ярус стропильных ног закрепляется своей нижней стороной на те же прогоны, а верхней стороной – на коньковый прогон.
• Прогоны средней части конструкции соединяются между собой потолочной балкой, перекрывающей мансарду.
• Верхний ярус стропил может иметь висячую и наслонную конструкцию. Он предназначен для формирования каркаса крыши и конька.
• Угол наклона стропил нижнего и верхнего яруса выбирается индивидуально, но идеалом считается вариант, когда угол стропил на коньке составляет 120, а на соединениях стропил нижнего и верхнего яруса 125÷130 градусов.
• Обрешетка, закрепляемая на стропильную систему, может быть сплошной или разреженной, в зависимости от выбранного кровельного покрытия.
• Для ломаной системы подойдет любой кровельный материал, но нужно учитывать его теплопроводность, если мансарда будет утепленной и отапливаемой.
• Всю конструкцию рекомендовано закрыть гидроизоляционной ветрозащитной пленкой.

Мансардная надстройка может быть холодной, например, если ее монтируют над дачным летним коттеджем, или же утепленной, если она служит вторым этажом для капитального частного дома.

Многоскатная стропильная система Многоскатная крыша – самая сложная из всех конструкций

Многоскатную стропильную систему можно назвать самой сложной из всех существующих, так как она зачастую включает в себя разные формы крыш — это может быть двускатная и односкатная, шатровая, вальмовая или полувальмовая в различных сочетаниях. Подобный вариант выбирается для домов со сложной внутренней планировкой, и их в последние годы становится все больше.

Разнообразие вариантов многоскатных крыш

Сложные стропильные конструкции устраиваются над строениями, имеющими Т- или Г-образную форму, а также с более замысловатыми конфигурациями, с оформлением ендов, оконных проемов, балконов под крышами и других элементов. Поэтому, чтобы проще было разобраться в такой конструкции, ее разбивают на отдельные простые фигуры (прямоугольники, треугольники, трапеции), над которыми и планируется та или иная стропильная система.

При проведении деления строения на отдельные сектора, необходимо выделить основную часть крыши, к которой будут примыкать пристройки. Коньковые прогоны всех пристроек будут стыковаться со стойками основной стропильной системы.

Сочетание нескольких типов стропильных систем на одной крыше

Так как многоскатный вариант крыши состоит из разных стропильных систем, составляя проект будущего строения сразу нужно продумать, какую конструкцию кровли и для каких секторов строения лучше выбрать.

Несколько полезных рекомендаций по выбору системы крыши

Все выше представленные варианты крыш могут быть установлены на деревянные, кирпичные, возведенные из иных материалов строения. Выбирая стропильную систему для того или другого здания, нужно определиться с несколькими факторами:

• Заранее решается, будут ли располагаться в чердачном пространстве хозяйственные или жилые помещения. Если они планируются, то лучше выбирать двускатную или ломаную мансардную крышу, но иногда они могут быть организованы и под вальмовой или односкатной конструкцией.
• В зависимости от внутренней конструкции дома, то есть наличия внутренних несущих перегородок, выбирается наслонная или висячая система.

Кроме этого, учитывается количество выделяющихся секторов дома. Если их несколько, то определяются конструкции крыш для каждого из них.

• Должна быть ясность с типом кровельного материала, которым планируется покрывать крышу, так как от него тоже зависит выбор конструкции стропильной системы.
• Обязательно нужно предусмотреть климатические особенности региона — ветровую и снеговую нагрузку на крышу.
• Следует определить правильное расположение дома относительно преобладающей розы ветров.
• И наконец, необходимо рассчитать свои финансовые возможности, прикинув необходимое количество материалов и их стоимость.

Если нет опыта в проектировании и расчете стропильных систем, то лучшим выходом станет обращение за помощью к специалистам, которые предложат разные варианты крыш и помогут произвести все расчеты. Для любителей же делать все собственными силами, помимо представленного выше алгоритма расчета «кровельного треугольника», в качестве «бонуса» предлагаем алгоритм расчета распределенной нагрузки на стропила – это поможет определиться с сечением пиломатериалов для изготовления стропильных ног.

Калькулятор расчета нагрузки на стропильную систему

Исходными данными для расчетов будут являться регион строительства, тип планируемого кровельного покрытия, угол ската кровли. В расчет включен шаг между стропилами – эту величину можно изменять, добиваясь приемлемого значения распределенной нагрузки на погонный метр стропильной ноги.

Полученное в результате значение станет основой для подбора сечения бруса (диаметра бревна) для стропильных ног по расположенной ниже таблице:

Сечение пиломатериала для мизготовления стропильных ног								Величина распределенной суммарной нагрузки , кг/погонный метр
ИЗ БРЕВНА	ИЗ БРУСА (ДОСКИ)							75	100	125	150	175
диаметр, мм	толщина бруса, мм
	40	50	60	70	80	90	100
	высота бруса, мм							длина стропила между точками опоры
120	180	170	160	150	140	130	120	4.5	4	3.5	3	2.5
140	200	190	180	170	160	150	140	5	4.5	4	3.5	3
160	—	210	200	190	180	170	160	5.5	5	4.5	4	3.5
180	—	—	220	210	200	190	180	6	5.5	5	4.5	4
200	—	—	—	230	220	210	200	6.5	6	5.5	5	4.5
220	—	—	—	—	240	230	220	—	6.5	6	5.5	5

Как пользоваться таблицей?

Например, получено значение распределенной нагрузки – 100 кг/пог. м. Конструкция крыши предполагает длину стропила между точками опоры – 6 метров. По таблице видим, что нас устраивает вторая снизу строка. Из нее можно выбрать необходимые размеры сечения стропила: это бревно диаметром 200 мм или брус размерами в сечении 70×230; 80×220; 90×210 или 100×200.

Все просто. Осталось только рассчитать распределенную нагрузку.

Для начала – по картам схемам определите зоны своего региона по уровню снеговой и ветровой нагрузки:

Карта распределения территории РФ на зоны по уровню снеговой нагрузкиКарта распределения территории РФ на зоны по уровню ветрового давления

В калькуляторе будет предложено указать еще и зону признаку открытости пространства. Там достаточно ясно все расписано, но есть один нюанс. Характерные признаки закрытости места строительства должны располагаться не далее, чем в радиусе 30×h, где h – это высота возводимой кровли над уровнем земли. Например, расчёт ведется для кровли, располагающейся на высоте 6 метров. Оценку окружающего пространства ведем в круге радиусом 180 метров.

Перейти к расчётам

Получив рассчитанное значение, можно определяться с пиломатериалом для изготовления стропильных ног.

Стропильная система двухскатной крыши, ее виды, конструкция и устройство

Для того, чтобы отстроенный дом прослужил много лет, ему нужен хороший фундамент. Но, не менее значимым элементом при строительстве, является стропильная система крыши. Потому что, именно, она принимает на себя все превратности непогоды. И должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней.

Что такое стропильная система крыши

Стропильная система — это система скатной крыши, которая состоит из стропил. Или, можно сказать, это каркас скатной крыши, её основа (скелет).

Стропила выполняют несущую функцию в системе крыши. Вес от крыши через стропильную систему передаётся на несущие стены строения.

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

Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Требования предъявляемые к стропильной системе

Жесткость

Каждая деталь системы, а также места соединений, обязаны быть жесткими. Они не должны деформироваться ни при усилии сдвига, ни при усилии распора.
Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеет конструкция. Жесткая фиксация стропил обеспечивает крыше необходимую устойчивость.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева.
Можно взять хвойное дерево, но не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов.
Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда материалы кровли прослужат долго.

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть отличного качества:

• 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 кв.см .
• Прогоны, подушки и мауэрлат делают из бруса сечением 150х150 , либо из доски 50х150 . Их обрабатывают антисептиком.

Стропильная система для четырехскатной крыши

Основные части конструкции стропильной системы

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

• Мауэрлат – это фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.
• Стропильная нога – определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.
• Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.
• Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.
• Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).
• Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.
• Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.
• Кобылки — применяют для создания свеса, в случае если длина стропильных ног не достаточна.
• Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.
• Ендова – это соединительный элемент между двумя плоскостями сложной крыши в месте ее излома. Но, в отличие от конька, ее ставят там, где кровельные скаты стыкуются друг с другом, образуя отрицательный угол.

Виды стропильных систем разных типов крыш

Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.

Висячие

Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами – до 5 м., без внутренних перегородок.

Нижняя опора – мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания. Балки висячих стропил расположены внизу – они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.

Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант – кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.

Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение – использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть.

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

Наслонные

Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу – на мауэрлат.

Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки.

В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.

Особенности, на которые нужно ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ:

• Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
• Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
• Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
• Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
• Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
• Качественная вентиляция чердака – залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
• В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна гидроизоляция.

Строительство кровли и стропил начинается с проектирования.

Основная задача— разработать внешний вид крыши и рассчитать типоразмеры конструкции, с учетом различных нагрузок.

Работа эта непростая, требует внимания и знаний. Рекомендуем, по возможности обратиться к специалистам.

Стропильная система двухскатной крыши: устройство, узлы

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.

Содержание статьи

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.

Как устроена мансардная крыша (с чертежами и схемами) читайте тут. 

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.

Как сделать двухскатную крышу (фотоотчет) читайте тут. 

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.

типы, варианты, элементы и узлы

Во время строительства любого сооружение непременно обращается внимание на качество и особенности стропильной системы. От крыши зависит, насколько безопасным, красивым, долговечным и теплым будет здание. Существует много видов крыш, отличающихся внешним видом, конструкцией и используемыми материалами. Поэтому перед непосредственными работами изучаются все виды стропильных систем, что позволит для каждого отдельного сооружения выбрать оптимальный вариант.

Специфика строительства крыши

Важно! Некоторые конструкции считаются идеально подходящими для частных жилых домов, а другие используются только для коммерческих или промышленных сооружений.

При создании стропильной системы учитываются некоторые требования к ней:

• высокая прочность и практичность;
• невысокие затраты на строительство;
• привлекательный внешний вид;
• долгий срок эксплуатации;
• стойкость перед разными осадками или иными воздействиями атмосферы;
• легкость и оперативность создания;
• идеальное соответствие требованиям, которые предъявляются к крышам в конкретной климатической зоне.

Наиболее часто для создания конструкций применяется древесина, но важно грамотно выбрать данный материал, чтобы он был правильно обработан и высушен. Не допускается превышение влажности брусков или досок, поэтому оптимальным значением будет 20 процентов. Храниться элементы стропильной системы крыши до непосредственного использования должны штабелями, причем они укладываются на специальные поддоны.

Важно! Все деревянные части перед использованием покрываются антисептиками и антипиренами, чтобы сделать их более устойчивыми к возгоранию, воздействию влажности или насекомых.

Основные разновидности стропильных систем

Виды стропильной системы являются многочисленными, поэтому перед возведением дома важно разобраться во всех разновидностях, чтобы выбрать оптимальный вариант для конкретного строения. К этим типам относится:

• Односкатная стропильная система. В такой крыше все стропила представлены балками, опирающимися о стены строения. Нередко стены обладают в строениях разной высотой, а в этом случае формируется скат с некоторым уклоном. Если стены обладают одинаковой высотой, То можно сделать даже плоскую крышу. Такой вид стропильной системы редко применяется для жилых домов, так как оптимально пользоваться им для разных небольших строений, например, бани или гаража.
• Двускатная стропильная система. Этот вид представлен рядом ферм в форме треугольника. Соединяются все стропила под некоторым углом, что создает два ската. Данный вариант стропильной системы считается простым в формировании, поэтому нередко владельцы сооружений занимаются данным процессом самостоятельно. По-другому она называется щипцовой.

Видео по теме:


• Ломаная. Считается разновидностью двускатной конструкции, но в процессе ее создания формируется скат с определенным изломом. Под такой крышей оптимально делать мансарду, обладающую просторными размерами и другими оптимальными параметрами.
• Четырехскатная стропильная система. По-другому называется полувальмовой, причем представлена она двумя скатами в форме трапеции, а также двумя треугольными скатами, которые находятся на торцах сооружения. Такая крыша обладает привлекательным видом, но процедура ее создания считается сложной и специфической.
• Четырехскатная. Она так же называется вальмовой. Состоит из двух вальм, имеющихся в торце строения, а также из двух боковых скатов, представленных в форме трапеции. При грамотном формировании такой конструкции обеспечивается организация крыши, отличающейся повышенной устойчивостью перед сильными ветрами и прекрасной теплоизоляцией.
• Шатровая стропильная система. В нее входит четыре вальмы треугольной формы, которые сходятся в центре. Используется этот вариант только для строений, имеющих квадратную форму. Неплохо смотрятся на небольших архитектурных формах, к которым относятся беседки или бани.
• Судейкина. Эта конструкция используется достаточно редко, хотя некоторые люди предпочитают именно ее создавать на своих домах за счет наличия многочисленных плюсов. Для ее организации формируется ряд из балок, соединенных особым способом, поэтому по внешнему виду напоминает пологую шатровую крышу. К ней прикрепляется 4 треугольных ската, причем их вершины направлены вниз, а именно к углам строения. Между ними формируются значительные по размеру фронтоны, поэтому под такой конструкцией легко можно сделать крупную мансарду, отличающуюся прекрасными теплоизоляционными свойствами и хорошим освещением. Еще одним плюсом такой крыши является то, что на ней практически не задерживается снег, поэтому во время монтажа водосточной системы можно сэкономить значительное количество средств.

Таким образом, виды стропильных конструкций являются многочисленными, причем каждая разновидность создается особым образом и обладает некоторыми плюсами и недостатками. Выбирается конкретный вариант в зависимости от самого строения.

Из какого материала создаются стропильные системы?

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

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

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

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

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

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

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.

Посмотрите еще статьи:

Наиболее распространенные типы кровельных ферм

Фронтальные фермы

Различные фермы, показанные выше, подходят к категории обычных или двускатных ферм, включая фермы King Post, Queen Post, Howe и Double Howe. Все четыре фермы используются для образования двускатной крыши, также известной как скатная или остроконечная крыша, и одного из наиболее распространенных вариантов крыши в США. Разница в каждой из этих ферм связана с ремнями в самой ферме. Как вы можете себе представить, фермы, подобные Howe, предлагают больше поддержки, чем King Post, и поэтому могут использоваться для больших зданий, которым требуется больше поддержки.

Набедренная ферма

Другой очень распространенный тип крыши, вальмовая ферма, используется для создания вальмовой крыши, у которой есть скаты со всех четырех сторон, которые сходятся в точке в центре крыши. Вальмовые фермы особенно полезны для сильных ветров и заснеженных территорий, поскольку они более устойчивы, чем двускатные крыши. Как и в категории ферм для фронтона, существует ряд уникальных вариаций вальмовых ферм, используемых для создания различных архитектурных стилей.

Ножничная ферма крыши

Фермы этого типа известны своими сводчатыми потолками, которые так нравятся современным домовладельцам.Вместо горизонтальных нижних поясов у фермы с ножничной крышей есть нижние пояса, которые наклонены вверх, создавая пик для сводчатого потолка.

Ферма мансарды

Удобно для таких зданий, как гаражи и навесы, которым требуется дополнительное пространство для хранения, фермы чердака, также известные как фермы «комната-чердак», образуют как потолок, так и ферму пола для комнаты на чердаке здания. Эти кровельные фермы поставляются с опорными перемычками, предназначенными для обрамления стен комнаты. Хотя они чаще всего используются для конструкций с местом для хранения вещей, их также можно изготавливать для дома.

Моно ферма

Монохромная ферма — это, по сути, лишь половина полной фермы. Они очень универсальны и могут использоваться для создания крыши, которая обеспечивает больше солнечного света и визуального пространства. Их часто используют в навесах и гаражах, а также для создания дополнительных ярусов и пристроек к существующей крыше.

Ферма крыши North Light

Подобно двойной ферме Howe, ферма North Light Roof Roof имеет широкий набор перемычек, которые образуют треугольники внутри самой большой фермы.Фермы North Light — это популярный выбор для домов с открытой планировкой. Это старый и экономичный тип фермы, который может охватывать очень большие пространства, такие как промышленные здания и дома открытой планировки.

Плоская ферма

Как и следовало ожидать, плоская ферма предназначена для плоских крыш. Они построены так же, как фермы перекрытий, с хорошей опорой, так как у них нет наклона, чтобы сбрасывать осадки или нести нагрузку. Фермы для плоских крыш в основном используются в коммерческих целях.

Подвесная ферма

Ферма Gambrel чаще всего ассоциируется с амбарами, но ее также используют в различных домах, особенно сейчас, когда популярность фермерского стиля растет. Продольная ферма предназначена для поддержки широкого пролета и может увеличить вертикальное пространство в здании благодаря своей уникальной высокой конструкции.

Ферма с приподнятым каблуком

Последняя ферма, которую мы рассмотрим сегодня, называется фермой с приподнятым каблуком. Поскольку эти кровельные фермы приподняты немного выше, чем другие типы кровельных ферм, они обеспечивают упрощенную вентиляцию и много места для изоляции.Это делает ферму с приподнятой пяткой идеальным выбором для энергоэффективных зданий.

Тип стропильной фермы, которую вы используете для своих строительных проектов, может повлиять не только на дизайн ваших зданий, но также на стоимость и время строительства. Если вы ищете нестандартные решения, такие как изготовленные стропильные фермы, которые подходят вашему проекту и доставляются на место работы, свяжитесь с нами. Zeeland Lumber & Supply предлагает изготовленные стропильные фермы различных стилей, чтобы ваш строительный проект реализовывался быстро и без проблем.Позвоните нам или свяжитесь с нами через Интернет для получения дополнительной информации.

Конструкция фермы крыши — Боб Вила

Фото: istockphoto.com

После ураганов, опустошивших Флориду в последние годы, строительные нормы и правила были усилены, чтобы свести к минимуму будущий ущерб. Должностные лица и строители узнали, что держать дом крышкой означает создавать прочную связь между парусной крышей и стенами под ней. Эта работа ложится на спроектированную стропильную систему крыши, которая скрепляет все это вместе.

Фермы превосходят традиционный каркас
Плотники использовали двухпалубные пиломатериалы для создания косоуров и стропил.Инженеры и архитекторы теперь проектируют фермы крыши, построенные из 2×4 в треугольной конфигурации, которые соединяются вместе с помощью металлических соединительных пластин. В результате получается связная стропильная ферма, соответствующая государственным, местным и национальным строительным нормам. Фермы обладают такими высокими характеристиками, потому что пиломатериалы имеют одинаковый размер, плотность и качество, а металлические соединительные пластины обеспечивают жесткость стыков.

Инженерные фермы используются в строительстве уже 35 лет, и этот послужной список впечатляет многих строителей и домовладельцев.Кирк Грундаль, исполнительный директор Совета Америки по деревянным фермам (WTCA), в Мэдисоне, штат Висконсин, говорит, что домовладельцы могут быть уверены, что их кровельные фермы спроектированы в соответствии со строгими стандартами проектирования по всей стране, поскольку производители должны соответствовать стандартам, установленным WTCA и Институтом решетчатых конструкций. (TPI).

Шон О’Коннор из Robbins Engineering, Тампа, Флорида — проектировщики, изготовители плит и инженеры по стропильным системам — объясняет, что стропильные фермы создают более прочную конструкцию крыши, потому что они спроектированы с использованием методов проектирования САПР (автоматизированного проектирования) и компьютера. анализ наихудших сценариев.

«Поскольку каждая из ферм крыши спроектирована, она буквально учитывает все силы, действующие на ферму, от гравитационных нагрузок до ветровых, сейсмических и подъемных», — говорит О’Коннор.

Фермы крыши позволяют открывать планы перекрытий
Фермы имеют много плюсов, в том числе их общую прочность, возможность быстрого размещения и возможность перекрытия. Поскольку они построены из более коротких бревен, стропильные системы крыши обычно дешевле в строительстве, чем крыши с традиционным каркасом.

Фермы спроектированы так, чтобы перекрывать большие расстояния, чем крыши с традиционным каркасом. Поскольку они передают вес с крыши на внешние стены, ни одна из внутренних стен не должна быть несущей. Это открывает внутреннее пространство и открывает множество вариантов дизайна интерьера.

Дерево, сталь и инженерные материалы
Фермы крыши, которые исторически составлялись из дерева с металлическими соединительными пластинами, теперь имеют конкуренцию. Как дома со стальным каркасом, так и стальные фермы крыши.О’Коннор говорит, что на сегодняшний день стальные стропильные фермы обычно предназначены для легких коммерческих и промышленных рынков, при этом деревянные фермы по-прежнему доминируют в жилищном строительстве.

Инженерные деревянные изделия, такие как двутавровые балки, также вызвали большой скачок на рынке. «Их можно использовать почти как пиломатериалы, но в отличие от обычных пиломатериалов, они будут иметь длину до 60 футов», — говорит О’Коннор.

Деревянные кровельные фермы с металлическими соединителями также могут быть обработаны антипиреном и имеют «отличную огнестойкость», по словам О’Коннора, «а с точки зрения бюджета и качества являются победителями в ценовой категории.«Когда они правильно спроектированы и собраны, деревянная ферма крыши с недорогими соединительными пластинами будет соответствовать параметрам спроектированной древесины. «Таким образом, они представляют собой прекрасное и недорогое решение проблем, связанных с созданием рамок», — говорит О’Коннор.

По словам О’Коннора, вместе с ураганными ремнями для крепления ферм к стенам система крыши обычно лучше, чем любая палочная крыша.

Что такое стропильная система? (с иллюстрациями)

В архитектуре или строительном проектировании стропильная система — это конструкция из деревянных или стальных опорных балок треугольной формы.Обычно горизонтальные концы соединяются с другими фермами в системе. Ферменные системы часто используются при строительстве зданий, мостов и инженерных вышек. Они также обычно используются в сценическом дизайне и дисплеях.

Одним из преимуществ стропильной системы является ее простота.Треугольник несет нагрузки только на его суставы или узлы. Треугольная конструкция устойчива и не требует дополнительной поддержки для предотвращения обрушения, как прямоугольная. Расчет силы прост, потому что присутствуют только силы сжатия и растяжения. Это ограничивает количество и направление сил, которые необходимо учитывать при определении сил в элементе фермы.

Несмотря на свою простоту, стропильная система из дерева чрезвычайно прочна.Ферменная система прочнее балки, потому что она может рассеивать силы по всем элементам конструкции. Использование стропильных систем в строительстве оставалось популярным даже после того, как стали доступны другие, более прочные материалы. Стропильные системы легко построить, потому что они состоят из нескольких частей. Они, как правило, легкие и очень недорогие, потому что нужны только балки и соединения.

Ферменные системы могут охватывать большие расстояния и рассеивать силы по всей конструкции с несущей нагрузкой только на концах.Это может быть очень удобно при строительстве жилых и коммерческих зданий, поскольку ненесущие стены можно размещать на промежутках между двумя концами стропильной системы. Это обеспечивает гибкость в размещении стен и позволяет при необходимости легко их снимать.

У стропильных систем есть недостатки, поэтому они используются не во всех конструкциях кровли.В ситуациях, когда требуется больше места на крыше, например в чердачных помещениях, стропильные системы могут занимать слишком много места. Стропильные системы разместить сложнее, чем стропила. Их необходимо монтировать на земле и поднимать на место с помощью крана, тогда как стропила можно построить быстро и без специального оборудования. В кровельных системах с множеством неровностей формы стропильные системы могут не работать.

Существует множество вариаций стропильной системы, которые устраняют некоторые недостатки и делают систему способной выдерживать различные требования к нагрузке.В случае опор инженерных коммуникаций можно использовать трехмерную стропильную систему, чтобы сделать конструкцию вертикально устойчивой и способной противостоять сильным ветрам без опрокидывания. Другим примером разновидности стропильной системы является использование консольной фермы в конструкции моста, чтобы сделать возможными длинные пролеты стропильных систем.

Преимущества строительства с использованием кровельных ферм

Для строителей и подрядчиков не секрет, что конструкция кровли стремительно развивалась за последние несколько десятилетий.Традиционно они в значительной степени полагались на обычные стропила и потолочные балки для строительства крыши, но фермы постепенно стали более заметными, и более 80 процентов всего нового строительства теперь используют фермы в качестве основного средства каркаса и поддержки крыши. Так в чем же преимущества использования именно этой кровельной системы? Ниже приведены некоторые из основных преимуществ строительства с использованием стропильных ферм.

1. Сниженные расходы

Обычные стропила необходимо разрезать, изготовить по индивидуальному заказу и установить на месте, что действительно может стать большим преимуществом с точки зрения затрат и затрат на рабочую силу.С другой стороны, фермы производятся вне строительной площадки и готовы к установке по прибытии на строительную площадку, что может значительно сократить расходы.

Благодаря своей конструкции в виде перемычки, фермы используют меньшие куски дерева (которые дешевле), которые соединяются между собой соединителями с зубчатыми пластинами. Благодаря этой уникальной и универсальной конструкции фермы обладают исключительной прочностью и могут охватывать большие расстояния, что позволяет строителям меньше полагаться на внутренние несущие стены.Это может обеспечить более открытую планировку помещения и в то же время снизить затраты.

Кроме того, поскольку стропильные фермы внутри помещений состоят из инженерной древесины, они не подвергаются воздействию влаги и других погодных условий, что означает более высокое качество продукта в целом по цене.

2. Быстрая установка

Как уже упоминалось, фермы устанавливаются быстрее, чем обычные стропила, которые необходимо строить на месте. Стропильные фермы изготавливаются на заводе за пределами площадки с использованием автоматизированных инструментов, таких как компьютерные пилы.Затем стропильная система доставляется на строительную площадку и устанавливается с помощью крана, часто всего за один день.

Это ускоряет общий процесс строительства и быстрее закрывает конструкцию, а это означает, что интерьер дома будет меньше подвергаться воздействию различных погодных элементов во время процесса строительства. Хотя стропильные системы имеют преимущество перед стропилами с точки зрения сокращения времени установки, следует отметить, что время подготовки стропил короче.

3. Гибкость дизайна

По мере того, как технологии жилищного строительства продолжают развиваться, строители и подрядчики работают с гораздо более сложным диапазоном конструкций крыш. Эта сложность связана с системами стропильных ферм, поскольку они могут быть сконфигурированы так, чтобы соответствовать практически любой форме и конструкции крыши, о которых вы только можете подумать.

Добавление различных элементов, таких как уникальные углы, поперечные фронтоны, соборные потолки и т. Д., Может увеличить затраты, которые во много раз были бы непомерно дорогими, если бы использовалась традиционная стропильная система, но стропильные фермы позволяют сделать строительство более экономичным. сложных кровельных систем.Строители также могут извлечь выгоду из того факта, что стропильные системы крыши проектируются профессионально, а это означает, что более мелкие детали конструкции крыши часто создаются с большей точностью.

Большинство строителей и подрядчиков сегодня скажут вам, что проектируемые стропильные системы крыши — лучший способ по многим причинам, указанным выше. Если вы ищете оптимальную скорость и эффективность строительства, а также более высокий уровень рентабельности, выбор строительства с использованием стропильных ферм — лучший вариант.

Правильный монтаж стропильных систем крыши

Строитель может вложить большие деньги в страховочные стропы, ограждения и каски, чтобы обеспечить безопасность рабочих, но нельзя упускать из виду еще один элемент уравнения: правильные методы установки. В частности, одной из областей, где образование может помочь снизить потери людей и имущества, является стропильная система крыши.

Шон Шилдс, который занимается защитой от падения в Ассоциации строительных компонентов (ранее известной как Совет Америки по деревянным фермам), считает, что правильная установка деревянных ферм — это простой вопрос понимания и соблюдения основ физики.

SBCA фото

«Несмотря на то, что ферма представляет собой трехмерный объект, полезно думать о ней в двухмерном представлении, поскольку она спроектирована таким образом, чтобы выдерживать нагрузки в одном направлении — вниз», — объясняет Шилдс.

«Кроме того, фермы предназначены для конечного использования», — добавляет он. «Они предназначены для того, чтобы поддерживать крышу и, как часть кровельной системы, противостоять всем действующим и статическим нагрузкам, которые будут применяться к ним, будь то ветер, снег или дождь или случайные люди, идущие по крыше и для удержания обшивки и кровельных материалов.Вся кровельная система предназначена для передачи всех этих нагрузок вертикально вниз на стены и, в конечном итоге, на фундамент ».

Правильно установленная ферма, входящая в законченную систему, является исключительно прочной. Однако во время строительства до обшивки существует критический период времени, когда фермы уязвимы для нестабильности и возможных повреждений. Строители должны уделять особое внимание правильному обращению с фермами после их доставки на строительную площадку.

Избегайте бокового изгиба ферм:
«Часто, когда фермы доставляются на стройплощадку, они укладываются плоско, как колода карт», — говорит Шилдс.«Это очень просто, когда вы поднимаете отдельные связки из этой колоды карт, чтобы согнуть их из плоскости. Если вы держите ферму так, как она ориентирована на крыше, в этом треугольном узоре, с вершиной, направленной прямо к небу, эта ферма имеет огромную прочность, но каждый раз, когда вы наклоняете этот пик в сторону горизонтали, ферма теряет большую часть его стабильность и прочность ».

Повреждение может быть быстрым, особенно на длиннопролетных фермах, и его не всегда легко увидеть. «Когда ферма изгибается из плоскости, вы оказываете большую нагрузку на пластины фермы, которые скрепляют деревянные элементы в местах соединения.Вы можете согнуть пластины, оторвать их от дерева и даже заставить зубцы разорвать древесное волокно и ослабить соединения. Такие повреждения влияют на общую прочность и устойчивость фермы даже после того, как она является частью законченной кровельной системы », — отмечает Шилдс.

После установки ферм на место возникают дополнительные проблемы.

Обеспечьте надлежащую фиксацию и распорки:
«Что необычного в процессе возведения, — отмечает Шилдс, — это то, что у вас есть ситуация, потому что на крыше нет обшивки, где ветровая нагрузка может быть приложена к фермам со всех сторон. и одиночные фермы для этого не предназначены.”

К счастью, ответ не в ракетостроении. «Если бы строители не сделали ничего другого, если бы они могли установить полную и надлежащую фиксацию и распорки на фермы во время их установки, включая верхние диагональные распорки, это устранило бы большую часть потенциала повреждения или обрушения», — предлагает Шилдс. «Эта подпорка обеспечивает необходимое сопротивление боковым силам, таким как порывистый ветер».

Конкретные инструкции предоставляются большинством поставщиков ферм и могут включать в себя пакет руководств по установке, называемый «Информация о безопасности строительных компонентов», выпущенный SBCA и Институтом решетчатых пластин.Сельским строителям особенно нужны документы BCSI-B1, -B2 и -B3.

Дополнительные инструкции по установке стойки представлены в документе BCSI-B10.

SBCA работает в основном с подрядчиками по жилым домам, но логика ферм в основном одинакова для коммерческих и сельскохозяйственных. Фактически, поскольку коммерческие и сельскохозяйственные здания часто требуют более длинных пролетов, соблюдение правил становится еще более важным.

«Многие из обрушений крыш, которые мы наблюдали во время процесса возведения, можно отнести к стропильным системам, которые не были должным образом закреплены, — говорит Шилдс, — это особенно верно в сельском хозяйстве.Как и в коммерческих приложениях, у вас более длинные пролеты, поэтому с ними сложнее работать и их легче вывернуть из плоскости. Даже слабый ветер, ветер, который, кажется, не имеет большого значения, когда вы говорите об этих фермах с большим пролетом, может очень быстро сделать их неустойчивыми ».

В SBCA есть пословица: «Обрезать ножны рано, а ножны — часто». Шилдс объясняет, что не существует жесткого правила, когда нужно обшивать ножны, но он предлагает следующее предложение: «Как можно скорее начните накладывать оболочку и расположите ее так, чтобы она могла перекрывать друг друга.При таком подходе вы получите гораздо большую боковую сдержанность. Это может немного отличаться от того, как они делали это раньше. Если они предпочитают сначала установить всю систему крыши перед обшивкой, им необходимо убедиться, что они постоянно применяют соответствующие распорки и боковые ограничения по всей системе во время ее установки ».

Используйте надлежащие методы защиты от падения:
Даже при правильной установке существуют опасности, связанные с работой на высоте более восьми футов над землей.Даже самый стойкий фреймер может упасть в неподходящий момент. Вот почему так важно хорошее оборудование для защиты от падения, и не менее важно знать, где его закрепить. Шилдс предупреждает, что привязка к самой простой и удобной точке — вершине единственной фермы — это ошибка, которая может обернуться катастрофой.

«Мы пытаемся применить этот подход в большей степени в жилых районах, где жилищные застройщики хотят установить одну или две фермы, затем привязать к ним и использовать их в качестве точки крепления для защиты от падения.Но наличие всего нескольких ферм недостаточно для того, чтобы выдержать боковую нагрузку, связанную с этими падениями. Если кто-то действительно упадет, он дернет эту ферму в поперечном направлении, а не в вертикальном. Фермы не рассчитаны на такую ​​боковую нагрузку, поэтому они могут потянуть стропильную систему вниз при падении каркаса ».

OSHA ввела новое правило для рынка жилищного строительства, согласно которому использование оборудования для защиты от падения является обязательным.Несмотря на то, что в принципе это хорошо, SBCA опасается, что новое правило может иметь непредвиденные последствия. «Мы много раз обсуждали это с OSHA, — объясняет Шилд. «В прошлом опытные создатели, они знали, что делают, и совсем не связывали друг друга … Теперь приходит OSHA и требует, чтобы разработчики имели какой-то способ остановить их падение. Итак, строители говорят: «Хорошо, я привяжу к стропилам». Итак, мы видели несколько отдельных случаев, когда они привязывались к стропилам, и когда они падали, они срывали крышу вместе с ними.Мы опасаемся, что это может стать более частым инцидентом без надлежащего образования ».

В итоге, SBCA рекомендует: иметь хорошую боковую фиксацию системы, и как только более жесткая система будет установлена, закрепите ее. РБ

Похожие сообщения:

Рафтеров против ферм: что они собой представляют, их отличия, плюсы и минусы

Если вы строите новый дом или пристройку к уже существующему, одно из важнейших решений, которые вам придется принять, — это то, как будет поддерживаться крыша .Если вы не планируете строить конструкцию плоской крыши, вам нужно будет решить, будете ли вы использовать стропила или фермы для каркаса крыши.

Стропила чаще всего встречаются в старых домах , в то время как фермы все чаще заменяют обычные стропила в новых жилых домах.

Тем не менее, у обоих методов есть свои преимущества и недостатки, о которых я расскажу более подробно чуть позже в этой статье.

Во-первых, давайте рассмотрим, что такое стропила и фермы и их основные отличия.

Что такое стропила?

Стропила — это традиционный метод для каркаса крыши в виде удлиненных пиломатериалов, которые обычно наклонены от центральной балки конька и соединяются с внешними стенами.

Строительство крыши с использованием стропил также известно как стержневой каркас , что просто означает, что каждое стропило строится на месте из пиломатериалов. Каждый кусок пиломатериала тщательно измеряется, разрезается и с трудом стягивается вместе, чтобы получилось стропило.

Стропила играют жизненно важную роль, поскольку их основное предназначение — поддерживать крышу, а также настил крыши.

Что такое ферма?

Фермы — это сборных конструкций , которые в основном изготавливаются из дерева. Они устанавливаются в виде треугольных перемычек для поддержки крыши. Фермы играют важную роль в процессе связывания с внешними стенами.

Типичная конструкция крыши жилого дома состоит из нескольких ферм, равномерно размещенных на одном конце дома с противоположным концом.В отличие от традиционных стропил, которые устанавливаются на месте, фермы изготавливаются на заводе перед доставкой на место работы для установки.

Основные различия между стропилами и фермами

Стропила и фермы отличаются не только конструкцией и методами изготовления. Поскольку эти две кровельные системы дают разные результаты, их различия весьма различны.

Как упоминалось ранее, фермы — это сборные конструкции крыши, которые обычно размещаются симметрично.Эти фермы автоматически разрезаются на заводе с максимальной точностью. Наиболее важное различие между стропильными фермами и стропильными конструкциями крыши заключается в процессе их подготовки и монтажа .

В то время как стропила и фермы имеют много одинаковых нагрузок и частей, включая наклонные доски и нижние балки, функциональное различие между этими двумя кровельными конструкциями заключается в более узких размерах досок ферм, что делает их менее прочными, чем стропила. Это, однако, компенсируется использованием большего количества материалов вместо более широких досок.С другой стороны, стропила содержат две основные внешние балки для поддержки конструкции крыши.

Фермы могут быть изготовлены всех форм и размеров и адаптированы к строительному проекту. Тот факт, что они строятся на производственном предприятии, а не на месте, означает снижение затрат на рабочую силу.

Краткое описание:

• И фермы, и стропила представляют собой доски треугольной формы, причем фермы содержат больше стенок внутри основного каркаса.
• Фермы — это сборные конструкции крыши, а стропила собираются на месте.
• Стропила стоят дороже, чем фермы, так как их установка трудоемка.
• Фермы состоят из нескольких балок для дополнительной поддержки. С другой стороны, стропила содержат две основные балки, поддерживающие крышу.
• Сейчас все больше людей предпочитают использовать фермы для крыш из-за их эстетической красоты.

Преимущества стропил

Больше высоты головы на чердаке

Если вы хотите превратить чердак в дополнительную комнату или использовать его в качестве дополнительного хранилища, стропила — лучший вариант, поскольку они оставляют потолок чердака широко открытым для максимальной высоты головы.

Можно использовать где угодно

Поскольку стропила изготавливаются на месте, они идеально подходят для труднодоступных мест строительства. Стропила также можно доставить на лодке, вертолете или пикапе на любую удаленную строительную площадку.

Идеально для небольших строительных проектов

Вы можете использовать стропила для постройки сарая, хижины или небольшой пристройки, не дожидаясь, пока фермы будут изготовлены на заводе. Нет необходимости создавать и проектировать стропильные фермы для небольших проектов, таких как гаражи или навесы.Просто используйте стропила, форму которых нужно обрезать на месте.

Сокращенное время выполнения заказа

Поскольку стропила изготавливаются на палочках по мере необходимости, их установка требует меньшего предварительного планирования. Это отличается от ферм, которые требуют точного планирования на заводе с точными измерениями заблаговременно.

Недостатки стропил

Больше времени

Установка стропил на рабочем месте — более медленный процесс, требующий большего количества людей. Фактически, на строительство большого жилого стропила может уйти до недели.

Дорогой

Если учесть более высокую трудозатраты и требуемые материалы, стропила оказываются самым дорогим вариантом.

Требуются квалифицированные рабочие

Поиск рабочих со специальными навыками для строительства стропил быстро становится редкостью. Это связано с тем, что эти мастера стареют, а большинство из них даже выходит на пенсию.

Более медленные темпы строительства

После того, как стены будут возведены и начнется работа по возведению каждого стропила вручную, следует ожидать долгого процесса, который может быть отложен в случае неблагоприятных погодных условий.

Преимущества ферм

Менее дорого

Кровельные фермы состоят из деревянных досок меньшего размера, которые имеют такую ​​же прочность, как и высококачественная древесина. Однако они дешевле стропил. Более того, стропильные фермы изготавливаются на заводе в контролируемой среде с использованием оборудования высочайшего качества. А поскольку процесс строительства ферм в основном автоматизирован, их можно построить и установить с меньшими затратами.

Больше точности

Вероятность ошибки при изготовлении стропильных ферм меньше, чем при изготовлении стропил.Это связано с тем, что фермы создаются в контролируемой среде с тщательными спецификациями, которые загружаются в программу. Компоненты ферм измеряются в цифровом виде и обрезаются с точностью, поэтому шансы на ошибку равны нулю.

Более быстрое строительство

Небольшие фермы могут быть легко подняты двумя или тремя людьми, поэтому крышу большинства жилых проектов можно связать в течение одного или двух дней.

Большая сила

Благодаря внутренним ремням этих кровельных материалов они могут эффективно удерживать вес всей крыши.Кроме того, треугольная конструкция состоит из более коротких и дешевых деревянных досок.

Подходит для самостоятельного использования

Любой энтузиаст своими руками может установить ферму. Установка ферм — задача гораздо менее сложная, чем постройка стропил по одной. Поэтому, если вы хотите построить свою собственную конструкцию крыши, вы можете получить пакет фермы, который поставляется с пошаговыми инструкциями по установке. Все фермы в упаковке DIY будут пронумерованы или промаркированы для облегчения идентификации.

Недостатки ферм

Ограничения в конструкции потолка

Из-за структурной перевязки стропильных ферм существуют ограничения на то, что вы можете делать с пространством между ними и под ними.В большинстве домов с кровельными стропилами потолки плоские, а не сводчатые, как стропила. Таким образом, вы можете не получить адекватную высоту головы, необходимую для переоборудования стропильного чердака.

В будущем изменения невозможны

Поскольку фермы являются взаимозависимыми конструкциями, после их изготовления и установки в будущем будет невозможно вносить какие-либо изменения. Это потенциально может создать проблему в долгосрочной перспективе из-за износа конструкции. Даже если вы захотите просверлить небольшое отверстие в ферме для прокладки кабеля, это может нарушить ее структурную целостность.

Нет места для хранения или переоборудования

Треугольная перемычка ферм не только делает невозможным преобразование чердака, но также снижает вероятность использования открытого чердачного пространства для хранения больших ящиков или других предметов.

Большой вес и размер

Фермы большие и тяжелые. Для их доставки на место работы с помощью вилочного погрузчика требуется два или три человека.

Какой материал используется для стропил и стропил?

Породы дерева, используемые для строительства ферм, зависят от их доступности в данной местности.Но, как правило, для изготовления стропильных ферм используются три основных вида древесины: ель, желтая сосна и красный кедр. Эту древесину можно укрепить путем нанесения клея или ламинирования более тонких частей, склеенных вместе, чтобы сформировать более толстую балку для фермы.

Помимо дерева, есть также металлические стропильные фермы, которые можно использовать для строительства. Эти фермы не являются хорошей заменой дереву, так как они не только стоят дороже, но и требуют большего ухода, и не все кровельщики умеют устанавливать такие типы ферм.

Металл не является материалом, способным противостоять нагреванию так же эффективно, как дерево, когда дело касается изоляции и ржавчины. Поэтому, чтобы избежать проблем в будущем, лучше выбрать дерево вместо металла.

Для террасной доски используются доски из массивной древесины. Эти доски кладут бок о бок, чтобы пересечь другие доски на стропилах. Затем стропила можно надежно закрепить с помощью гвоздей. Большинство стропил изготавливают из древесины кедра или сосны. Но есть также планка из клееного шпона, которая может быть до 5 раз длиннее деревянного стропила.

Какой из них лучше? Фермы или стропила?

Это в основном зависит от типа и масштаба вашего строительного проекта. Если вы торопитесь и хотите завершить проект в кратчайшие сроки, то лучше всего остановить свой выбор на фермах. На установку стропил может уйти до недели, и с ними могут справиться только самые опытные кровельщики. С другой стороны, стропильные фермы могут быть установлены в обычном доме за один день.

Кровельные фермы на дольше, чем стропила, поскольку они требуют тщательного планирования, чертежей и проектирования.Весь процесс создания стропильной системы может занять несколько недель, прежде чем она будет готова к установке.

Но не все фермы одинаковы. Тип доски, из которой строится ферма, имеет большое значение в том, как она получится. Это также зависит от стропильной компании, которую вы выберете для изготовления пиломатериалов для вашего проекта. Важно обратить внимание на тип пиломатериала, из которого изготовлена ​​стропильная ферма. Ведь без бруса нельзя построить ферму, поэтому чем лучше будет пиломатериал, тем лучше будет ферма.Совет: пихта белая или пихта подол — самый прочный и устойчивый вид пиломатериалов для ферм.

Если вы ищете более устойчивую кровельную конструкцию с меньшим отскоком, то фермы будут идеальным выбором. Это связано с тем, что отдельная доска, сидящая через щель, имеет тенденцию быть менее упругой, чем доска, соединенная с другими досками треугольной формы. Вот так устроены стропильные фермы.

Предпочитаете открытое пространство? Тогда стропила — лучший вариант, так как они создают ощущение открытого пространства и прекрасно смотрятся на чердаке.Хотя фермы также можно использовать для создания вида сводчатого потолка, они не так эффективны в создании внешнего вида открытого пространства. Традиционные стропила лучше справляются с задачей обеспечить открытое пространство, которое идеально подходит для хранения или переоборудования чердака.

Учитывайте размер вашего проекта

Если у вас есть небольшой проект, например, пристройка к вашему дому или гаражу, стропила являются жизнеспособным вариантом. Для таких небольших проектов не будет стоить хлопот по созданию стропильной фермы. Поэтому перед принятием решения важно принять во внимание размер проекта.

Фермы наиболее подходят для крупномасштабных конструкций. Для их подъема требуется кран, поскольку они слишком тяжелые, чтобы их можно было транспортировать и устанавливать на место одним человеком.

Последние мысли

Хотя выбор между фермами и стропилами может быть затруднительным, вы можете принять обоснованное решение, основываясь на приведенной выше информации. Просто подумайте о размере вашего проекта, о том, что вы хотите сделать со своим пространством на крыше и будете ли вы изменять его в будущем. Помните, что после установки ферм вы не сможете вносить какие-либо изменения.Помня об этих указателях, вы сможете выбрать лучшую систему каркаса для крыши вашего дома.

Типы сборных кровельных ферм

Почти четыре из пяти новых домов, построенных в Америке, используют изготовленные стропильные фермы для обрамления крыши. Сборные фермы заменяют стропила и потолочные балки, используемые в обычных каркасах. Использование ферм позволяет генеральному подрядчику с большей скоростью и точностью строить дома с более сложной конструкцией крыши и потолка.

Меньше Для возведения ферм могут быть привлечены квалифицированные плотники, в результате чего более низкие трудозатраты.Такая экономия средств должна снизить цену почти на любой новый строящийся дом. Просить почти любой современный строитель, и они, вероятно, скажут вам, что сборные фермы намного лучше с точки зрения прибыли, чем обычные конструкции крыши.

Преимущества сборных ферм

Фермы охватывают большие расстояния и устраняют необходимость в внутренних несущих стенах.

Менее дорогостоящий, чем каркас кровли из палки, потому что он сделан из более коротких отрезков два на четыре, в отличие от более крупных элементов каркаса, требуемых для обычных стропил и каркасов потолка.

Фермы

могут быть спроектированы практически для любой комбинации потолка или крыши, необходимой в современных нестандартных домах.

Фермы

спроектированы инженерами с учетом нагрузки на крышу и требований строительных норм.

Фермы обычно можно установить за один день, что сокращает время, в течение которого внутренняя часть нового дома подвергается воздействию внешних погодных условий.

Для возведения ферм можно использовать менее опытных плотников, что еще больше снижает затраты на рабочую силу.

Ферма общей крыши

Общая ферма можно узнать по ее треугольной форме, и она будет составлять основную часть любого нового пакета ферм для дома.Общие фермы состоят из семи основных частей;

Верхний пояс , к которому применяется кровельное покрытие.

Нижний пояс , к которому крепится гипсокартон или другой готовый потолок.

Точка опоры , где общая ферма предназначена для прилегания к внешним несущим стенам.

Сетчатые опоры используются для удержания верхнего пояса в правильном положении в промежуточных точках от пика до точки опоры.

Король используется для поддержки пика или вершины общей фермы.

Металлические косынки используются везде, где опоры перемычки и шкворня пересекают верхний и нижний пояс, а также в точке опоры.

Хвост фермы используется для создания карниза или свеса и обеспечивает способ крепления потолка и фасции.

Другие типы кровельных ферм

Фермы с приподнятой пяткой фермы выше в точке опоры и позволяют обеспечить дополнительную изоляцию на внешнем крае здания.

Ножничные фермы обычно используются для формирования потолка собора.

Вальмовые фермы используются для каркаса вальмовая крыша и доступна в трех основных типах, оконечная вальмовая ферма система, стропильная система для бедра, стропильная система для тазобедренного сустава и голландский вальмовая стропильная система.

Фермы используются для устранения необходимости в несущей стене и размещаются там, где пересекаются две линии крыши.

Фермы Mono представляют собой половину обычной фермы и обычно располагаются под углом девяноста градусов к ферме фермы.

Помещение на чердаке фермы поставляются с нижним поясом, используемым в качестве балки пола, и поддерживающими перемычками, предназначенными для обрамления стен помещения.

Фермы Gambrel используются для образования двуглавой или верблюжьей крыши в стиле сарая.

Полинезийские фермы используются для формирования крыши в полинезийском стиле.

Тетива Фермы используются для образования скругленной или цилиндрической крыши.

Tri Bearing , как следует из названия, имеет три точки опоры вместо двух обычных и используется на больших фермах.

Составные фермы — это фермы, которые складываются друг на друга, когда одна ферма слишком велика для перевозки по шоссе Америки.

Стили потолка в общих фермах крыши

В дополнение к множеству доступных ферм крыши существует также множество различных конфигураций потолка, возможных с современными фермами, включая, но не ограничиваясь ими.

1. Собор

2. Сводчатый

3. Сводчатый потолок

4. Перевернутый

5. Поднос или сундук

6. Сводчатый ствол

7.

No related posts.