Что такое стропильная система крыши
Стропила помогают крыше противостоять снеговым и ветровым нагрузкам, а также ударам дождя. Особенности проектирования и строительства системы зависят от конкретного региона страны.
Какие задачи решает
Правильно оформленная и возведенная система стропил с легкостью выполняет следующие задачи:
- поддерживает корректную вентиляцию чердака;
- предотвращает негативное влияние температурных перепадов на верхнее перекрытие, защищает его от влаги и солнца;
- поддерживает кровлю, не дает ей проседать;
- надежно защищает от снега и ветра, не повреждается под их воздействием;
- улучшает распределение нагрузки на стены и фундамент.
Из чего делали стропила?
Сосна
76.05%
Ель
9.78%
Дуб
2.7%
Лиственница
7.76%
Другое
3.71%
Проголосовало: 593
Конструкционные элементы
Стропила состоят из множества узлов, каждый из которых отвечает за определенные функции:
- Прогон. Делится на коньковый, расположенный вверху, и боковые, находящиеся по бокам. Прогоны скрепляют ноги стропил.
- Стропильная нога. Отвечает за определение угла наклона кровли, обеспечивает внешний вид и фиксирует более мелкие детали крыши.
- Мауэрлат. На него устанавливается вся система. Фиксирует ноги и отвечает за распределение нагрузки на стены.
- Стойки и подкосы. Применяются для повышения устойчивости, соединяются с лежнем, который проходит вдоль конька.
- Затяжка. Обеспечивает устойчивость стропильных ног внизу системы.
- Обрешетка. Устанавливается перпендикулярно ногам и изготавливается из брусков или досок. В металлической конструкции применяется профиль. Передает нагрузку от кровельного материала на ноги.
- Конек. Место соединения скатов со сплошной обрешеткой для усиления крыши.
- Кобылки. Создают свес, если стропильные ноги слишком коротки.
- Свес. Элемент для защиты стены от осадков.
Иногда выделяют такой элемент кровли, как ригель. Это горизонтальные планки, лежащие перпендикулярно прогонам.
Расчет стропильной системы
Монтаж вальмовой стропильной системы должен начинаться с расчетов параметров конструкции и чертежа. Основной целью этого мероприятия является выбор правильных материалов, способных нести вес всех материалов, нагрузку ветра и осадков. Главные величины, которые необходимо узнать для построения вальмовой кровли, это угол скатов и высота конька крыши.
Расчет угла наклона скатов и высоты конька
Угол наклона стропильной системы крыши может находиться в пределах 20-60°. Однако, угол меньше 35° не позволит создать под кровлей помещение с достаточной высотой потолка. Поэтому наклон крыши в 20-35° подойдет для хозяйственных построек.
Крыши жилых домов целесообразно устраивать под углом 40-60°. Выбор конкретной величины зависит от погодных условий региона. При снежных зимах лучше выбрать более острую конструкцию – снег с ее скатов будет лучше сходить. При больших ветреных нагрузках кровлю лучше делать более пологой, для избежания ее переворачивания.
Чем больше угол наклона кровли, тем сложнее ее схема и больше расход материалов на ее возведение.
Вычисление угла наклона и высоты конька, которые находятся в прямой зависимости друг от друга, возможно двумя способами:
- Если угол наклона выбран заранее: высота конька вычисляется как величина тангенса угла умноженной на половину ширины кровли;
- При заданной высоте конькового бруса: угол наклона равен высоте коньке, умноженной на 2 и поделенной на ширину здания.
Длина стропил
Размеры всех типов стропил вычисляются с применением теоремы Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Остается разобраться какие значения элементов стропильной системы в каждом конкретном случае будут катетами, а какие гипотенузой.
- Центральные стропила выполняют роль гипотенузы в треугольнике с катетами, равными высоте коньковой балки и половине ширины крыши. Промежуточные стропила, расположенные на трапециевидном скате, имеют такую же длину;
- Величина центральных вальмовых стропил зависит от расположения конька. Как правило, конек равноудален от всех трех стен;
- Для нахождения длины угловых стропильных ног необходимо выбрать треугольник, в котором данный элемент является гипотенузой, а катетами являются центральная вальмовая стропильная нога и половина размера кровли;
- Для вычисления длины укороченных стропил необходимо знать шаг стропил.
Расчет шага стропильной системы
Расстояние между стропилами зависит от ширины дома и планов на подкровельное пространство.
Чем длиннее стропильные ноги, тем короче и шаг.
При планировании теплой комнаты шаг системы будет зависеть от выбранного утеплителя, так как он поставляется в определенных размерах:
- Минеральная вата подразумевает расстояние в 58 см;
- Пенополистирол требует шага в 60 см;
- Полиуретановая пена может использоваться при любом шаге.
На выбор шага влияет и наличие мансардных окон: расстояние между стропилами должно быть на 5-6 см больше ширины оконного проема.
Выбор сечения стропил
В зависимости от полученных данных выбирается материал для стропил. В любом случае предпочтительнее выбрать доски и брусья из хвойных пород деревьев, с влажностью не больше 22% без сучков и трещин. Все деревянные элементы будущей кровли должны быть обработаны специальным антисептиком для защиты древесины от гнили и вредителей.
Сечение стропил находится в зависимости от расстояния между ними и длины пролетов. Приведем общие сведения, рассчитанные для шага в 90 см:
- Длина стропильной ноги менее 3 м – сечение 50*150 мм;
- Менее 4 м – 50*200 мм;
- Менее 5 м – 75*175 мм;
- Менее 6 м – 75*200 мм.
При увеличении шага данные значения будут увеличиваться. Все усиливающие элементы всегда берутся большего сечения. Угловые стропила изготавливаются сдвоенными, так как несут гораздо большую нагрузку, чем остальные.
Площадь кровли
Схема кровли при своем создании требует и учета площади кровли и веса кровельного материала. Площадь вальмовой конструкции складывается из площадей своих простых фигур (треугольник и трапеция). Для расчета площади последней удобнее разбить ее на составные части (квадрат или прямоугольник и примыкающие к нему треугольники).
Расчет площадей фигур происходит по простым геометрическим формулам: площадь треугольника как половина основания, умноженная на высоту фигуры, площадь прямоугольника как произведение его двух сторон. Так как ранее размеры всех элементов системы уже были найдены, этот шаг не вызовет никаких затруднений.
Данные о площади позволят купить необходимое количество кровельного материала (не забудьте прибавить к полученному числу 15% для запаса) и вес кровли. От последнего значения также будут зависеть сечения элементов стропильной конструкции.
Критерии выбора конструкции
Стропильная система, или просто стропила – это несущая система, служащая опорной конструкцией для кровельного покрытия, теплоизолятора и других слоёв кровельного пирога. Кроме этого, стропила принимают на себя все внешние нагрузки, обусловленные климатическими и погодными факторами. При расчёте конструкции учитываются два основных фактора:
- Ветровая нагрузка. В некоторых регионах случаются настоящие ураганы, когда скорость ветра составляет 20 м/с и более.
- Снеговая нагрузка. Это значительная величина. Достаточно сказать, что для Москвы вес снега на 1 м2 составляет 180 кг (III снеговой регион по картам СНиП). Это означает, что даже для небольшой постройки (например, гаража) с площадью крыши в 20 м2, снеговая нагрузка составит 3600 кг, или 3,6 т.
Вес снега на крыше может достигать несколько тоннИсточник g.nh.ee
Для уменьшения ветровой нагрузки требуется уменьшать угол наклона скатов. В то же время, условия для схода снега возникают при большом уклоне кровли. Поэтому, проектировщикам приходится выбирать некое среднее значение. Учитывается сравнительная редкость сильных ветров и стабильность снеговой нагрузки, её сезонный характер. Если ветра бывают редко, а снега много, уклон увеличивают, и наоборот.
Кроме того, учитывается тип кровельного покрытия. Для каждого материала есть свои ограничения – если на металлочерепице сход снега возможен при достаточно пологих скатах, то для мягкой кровли допускается более высокий наклон. Способность самостоятельного схода снега считается весьма полезным, но и опасным свойством крыши. С одной стороны, снимаются нежелательные нагрузки, с другой – возникает опасность повреждения имущества, получения травм для пешеходов, оказавшихся под массой снега. Проблема в том, что сход всегда непредсказуем и происходит в неизвестный момент. Поэтому, скаты стараются делать либо крутыми, чтобы снег не успевал накапливаться, либо пологими, если количество осадков в регионе не слишком велико.
Мягкая кровля укладывается под сравнительно небольшим угломИсточник goldkryshi.ru
Трехскатная крыша. Варианты устройства и применения.
Трехскатная крыша. Варианты устройства и применения.
Наверняка многие из вас слышали о трехскатных крышах, но мало кому удавалось видеть это конструктивное решение воочию. Тем не менее, опытные специалисты исключительно хорошо отзываются о крышах из трех скатов: они имеют нестандартную форму и при этом всего один сложный узел в стропильной системе. Достаточно квалифицированный кровельщик справится с этой задачей без проблем. Таковыми располагают в своем штате ремонтно-строительная компания «КАДЕТ-СПб». Наши строители готовы выполнить, как трехскатную пристройку, так и полноценную крышу этой неординарной формы.
Схема трехскатной крыши
Под трехскатной крышей подразумевается конструкция, состоящая из трех скатов: двух трапециевидных боковых скатов и одного треугольного ската, который размещается перпендикулярно им. Для лучшего понимания формы, расшифруем: такая крыша состоит из двух основных составных: классическая двускатная крыша, которая полностью покрывает площадь дома по длине и одна вальма, которая покрывает площадь дома по ширине с одного из краев.
Определяющим моментом, в случае трехскатной крыши, является правильное соотношение площади покрытия дома, которые будут отведены двускатной части и вальмовой. От этого выбора, в конечном итоге, будет зависеть общий внешний вид крыши и ее прочность.
Из конструктивных элементов трехскатной крыши специалисты выделяют:
- Вальма или треугольной скат;
- Трапециевидный или боковой скат;
- Конек;
- Наклонное ребро.
Особенности стропильной системы крыши из трех скатов
Для трехскатных крыш выделяют два возможных типа стропильных систем:
- Диагональные;
- Накосные.
Диагональные стропила направляются к внутренним углам стен, а накосные – наоборот, к внешним. Обычно эти типы используются для построения конструкции сложных крыш: в которых присутствуют ендовы и вальмы. Накосные стропила зачастую значительно короче. Нагрузка на диагональные стропила находится в пределах нормы, поэтому их можно получать спаривая (наращивая их длину) уже существующие стропильные балки.
Отличительной особенностью стропильной системы трехскатной крыши считается стыковка трех стропил, которая выполняется в месте соединения коньков всех трех скатов: трапециевидных и вальмы. Для того, что бы стыковка была достаточно прочной, рекомендуется дополнительно усилить место соединения при помощи стяжек.
Что касается материала для возведения стропильной системы – наилучшим считаются классическая доска 25х150 миллиметров. Ее так же чаще всего используют при монтаже стропильной системы двускатной крыши. К слову, прямо во время строительных работ эти доски можно распилить на рейки, которые отлично подойдут в роли обрешетки.
В вопросе выбора породы дерева однозначного ответа нет, но если ваш бюджет умеренный, то выбирать следует сосну. В случае, если есть возможность потратиться на более долговечный материал, наилучшим вариантом будет лиственница. Весь строительный лес требует обязательной обработки защитными составами от вредителей, плесени и огня.
Трехскатная пристройка – отличное решение!
Как вы уже поняли, форма крыши из трех скатов предполагает возможность использования ее для пристроек к основному дому. Таковыми могут быть, например зимний сад или гараж для автомобиля. Так же, такую форму крыши может получить обыкновенный козырек над входом в дом, если владельцы решили лучше его обустроить.
В случае, если трехскатная крыша будет использоваться для покрытия пристройки, опытные специалисты рекомендуют серьезно отнестись к изоляции примыкания двух боковых скатов к стене дома. Следует это из того, что конструкция этой крыши и так очень надежна, а примыкание создало бы лишнюю возможность образоваться протечке крыши.
В остальном же, сооружение трехскатной крыши, будь то пристройка или полноценное покрытие дома – дело несложное, с ним справится любой сертифицированный строитель кровельщик. Стоит только заметить, что далеко не все специалисты имеют подобных опыт: монтаж стыковки стропил трех разных коньков. Как не крути, к простым эту задачу отнести нельзя, ведь возведение стропильной системы вальмовой крыши значительно сложнее ее двускатного распространенного аналога.
Что же, подводя итоги, хочется заметить, что трехскатные крыши незаслуженно имеют такую слабую распространенность в российском малоэтажном строительстве. Крыша из трех скатов – надежное и среднее по сложности решение, которое позволит владельцам обзавестись уникальной и привлекательной крышей. Так же, рекомендуем обдумать вариант устройства трехскатной пристройки к дому.
Стропильная системы для деревянного дома
Стропила – это первый шаг при формировании рельефа скатной крыши. Среди всех типов при возведении деревянных крыш используют один из трех вариантов:
- Деревянные фермы;
- Висячие стропила;
- Наслонные стропила.
Деревянные фермы – очень редко встречающее в индивидуальном строительстве решение. Подобные конструкции рационально использовать для реконструкции зданий старой постройки, а также при возведении промышленных сооружений. Основной характеристикой деревянных ферм является их особенность перекрывать большие пролеты протяженностью до 20 метров и использование неизменных деревянных конструкций.
Висячие стропила – это деревянные конструкции крыши, когда в доме нет центральной несущей стены. Применяются в основном для зданий, ширина которых менее 8 метров. Кроме того, висячие стропила используют при сложных архитектурных решениях, например, при возведении крыши дома в китайском стиле.
Наслонные стропила – самая распространенная схема для возведения деревянной скатной крыши. Свое название получили благодаря конструкционной особенности, когда нижний конец стропильной ноги расположен на мауэрлате, а верхний опирается на стойку. Используемый шаг может варьироваться от 60 до 200 см. В качестве материала используют брус или составные доски. Идеальное решение для домов шириной от 7 метров, конструкция которых подразумевает наличие хотя бы одной несущей стены.
Инструкция по возведению стропил
Несущие элементы кровли должны надежно крепиться к обвязке, для чего используется несколько способов. Если обустраивается крыша деревянного дома своими руками, то стропила могут быть исключительно наслонными.
Все дело в двух взаимоисключающих правилах:
- Стропила деревянных домов могут фиксироваться исключительно шарнирно;
- Фиксация висячих стропил может осуществляться только жестким образом.
Именно поэтому при обустройстве зданий, выполненных из дерева, может использоваться только наслонная стропильная система, установленная на шарнирах. Для монтажа такой крыши придется приобрести специальные элементы (обычно их называют салазками), которые обеспечат самостоятельное выравнивание кровли при усадке дома.
Создаваемая своими руками крыша одноэтажного дома, стены которого выполнены из кирпича или камня, может обустраиваться по любой схеме, но наибольшая эффективность достигается при жесткой фиксации стропильных ног. Установка каркасной системы может выполняться как с врубкой, так и без нее.
Для создания крыши с врубкой нужно сначала подрубить стропила таким образом, чтобы он плотно прилегли к мауэрлату. Выносить карниз в таком случае придется посредством кобылок, которые крепятся к стропильным ногам хотя бы с метровым нахлестом. Фиксация элементов конструкции может выполняться при помощи любых крепежей, но лучшим вариантом будут металлические уголки, закрепленные саморезами.
Если же кровля будет устанавливаться без врубки, то кобылки не потребуются – необходимый вылет каркаса будет выполнен за счет самих балок. Этот вариант несколько проще в обустройстве, поскольку для него не требуется точная подгонка всех элементов. Чтобы стропила хорошо прилегали к мауэрлату, применяются упоры или отдельные доски. Крепить элементы лучше так же, как и в предыдущем случае.
Виды крыш
Как говорилось выше, существует несколько видов крыш. Выбирая подходящий для конкретного строения вариант, стоит рассмотреть некоторые их них, чтобы знать, что они из себя представляют.
Различные типы крыш …
На сегодняшний день в строительной практике устраивают следующие основные виды крыш: двускатные, односкатные, двускатные с откосом, шатровые, мансардные, вальмовые четырехскатные, полувальмовые, многоскатные.
… от самый простых, до весьма сложных
Односкатная крыша
Этот вариант обычно применяется для покрытия гаражей или хозяйственных построек, но иногда такую крышу устраивают и для жилых частных домов.
Подобную конструкцию можно назвать одной из самых простых из всех существующих, особенно в тех случаях, когда уклон ската совсем небольшой. Если же в планах обустроить под крышей еще одно помещение, то конструкция несколько усложняется. Но тем не менее это вид крыш самый экономный по расходу кровельного покрытия и пиломатериала.
Двускатная крыша
Двускатный вариант крыши считается традиционным для жилых домов, дачных домиков и устанавливается чаще всех остальных видов. Видимо, это связано с тем, что такую крышу можно устроить при любой конструкции строения. Уклон скатов будет зависеть от расстояния между наружными стенами и расположения несущих стен внутри дома.
Шатровая крыша
Это достаточно сложная конструкция, которая почти не применяется в последнее время. Однако, если решено выбрать именно ее, то лучше применять для устройства балочно-затяжную систему с подкосами и стойками.
Крыша состоит из четырех равнобедренных треугольников — их вершины сходятся в одной точке. Шатровая крыша напоминает четырехгранную пирамиду или шатер, отсюда и пошло ее название.
Двускатная крыша со скосом
Такая крыша устраивается по схеме двускатной крыши, но имеет скосы разных уклонов в фасадной части.
Вальмовая или четырехскатная крыша
Эта конструкция несколько напоминает шатровый вариант крыши, но, в отличие от него, в ней присутствует конек. Крыша довольно сложна в устройстве, и чаще всего для ее постройки используют схему с двойными затяжками и балками.
Полувальмовая крыша
Эта конструкция в последние годы почти не используется, так как достаточно сложна в устройстве. Если ее выбирают, то в основном устраивают по стропильной схеме с затяжками.
Многоскатная крыша
Подобную крышу устраивают в домах со сложными планировками, или же если к основному зданию сделана пристройка. Конструкция многоскатной крыши — достаточно сложная, и ее применяют лишь в крайних случаях.
Мансардная крыша
Мансардную крышу простой в исполнении не назовешь …
Благодаря тому, что такая конструкция позволяет решить сразу две задачи – получить дополнительную комнату одновременно с надежной кровлей, мансардный вариант можно назвать одним из самых популярных после двухскатного типа.
… но при определенных условиях жилую мансарду можно расположить и под обычной двускатной крышей
Уклон крыши
Очень важно сделать правильный уклон крыши — от этого будет зависеть долговечность не только покрывающей дом конструкции, но и всего здания. В регионах с холодными зимами и большим количеством снега уклон играет особо важную роль, так как если он будет недостаточным, то на поверхности будут собираться сугробы, которые при таянии могут просто провалить кровлю
Именно поэтому уклон рекомендовано делать не менее 40 ÷ 45 градусов.
Кроме места расположения строения, на выбор уклона крыши влияет и кровельный материал. Так, если для покрытия планируется использование черепицы или шифера, то уклон не должен быть меньше 25 градусов, иначе на стыках вода может просачиваться в чердачное помещение, так как будет маленькая интенсивность стекания воды.
При устройстве двускатной конструкции, уклон обычно делают от 30 до 45, а односкатной 25 ÷ 30 градусов.
Ошибки и рекомендации по строительству
Основные ошибки, допускаемые на монтаже стропильной системы шатровой крыши, а также рекомендации , как их избежать можно представить следующим перечнем:
- Неправильный расчёт «на глазок» угла наклона скатов приводит к тому, что кровля не выдерживает снеговой нагрузки и теряет свою целостность. Нужно обязательно рассчитывать степень наклона вальм шатровой крыши, пользуясь нормами СНиП 2.01.07-85.
- Со временем элементы стропильного каркаса могут деформироваться, загнить от плесени, грибков и от насекомых древоточцев. Перед началом монтажа стропила, нарожники и все деревянные элементы надо обработать антисептиком.
- Некачественный крепёж может привести к обрушению кровли. Для соединения деталей нужно использовать качественные метизы и в надлежащем количестве.
Крепление стропил
При строительстве стропильной системы рекомендуется использовать стропила, выполненные из цельного бруса или доски. Но далеко не всегда это возможно. При необходимости использовать длинные стропильные ноги можно применять клееный стропильный брус, но это достаточно дорогой материал. Проще нарастить стропила самостоятельно.
При использовании досок, более мощное стропило можно получить, скрепив две доски толщиной около 50 мм между собой вплотную. Доски сшиваются скобами или гвоздями в шахматном порядке.
Второй вариант удлинения стропила – монтаж трех досок с вкладышами. В этом случае между двумя досками надежно крепится нижняя часть третьей доски, выдвинутой на необходимую длину. Оставшееся пространство между двумя досками заполняется деревянными прокладками из доски необходимой толщины
Брус стыкуется встык, при этом важно выполнить срезы торцов строго под прямым углом, место стыка с двух сторон закрывается деревянной накладкой либо металлической пластиной. Также может использоваться соединение внахлест – заход должен составлять не менее метра, крепление гвоздями или шпильками в шахматном порядке
Третий вариант стыковки – метод косого прируба. Стропила подрезаются под углом 45-70 градусов и скрепляются болтом, диаметр которого составляет 12 или 14 мм.
Рассматривая, как ставить стропила на крышу, важно отметить, что деревянная система требует внимательного подхода к выбору способа соединения элементов. Наиболее распространены :
- одинарный или двойной зуб;
- крепление посредством скоб или гвоздей;
- болтовые соединения;
- соединение с применением хомутов.
Важно учитывать, что самый распространенный способ (гвозди и скобы) может применяться при монтаже элементов из хорошо просушенной и вылежавшейся древесины, так как усыхание влажного дерева ведет нарушению прочности крепежного узла. Доски и брус, влажность которых близка к максимально допустимым значениям, рекомендуется скреплять болтами, но такой способ в определенной степени ослабляет сопротивление элементов нагрузкам
Проектирование — планы, чертежи
Проект скатной крыши нужен для точного подсчета необходимых материалов для работы, и создание его лучше доверить специалистам. Начинают чертеж с построения контура кровли, где стрелками указывают направление уклонов. Затем прорисовывают ребра. Далее по биссектрисам (от ребер) находят и чертят ендовы и накосные ребра, а далее коньки и др.
В процессе работы выбирают конструктивный тип крыши и его финишное покрытие. А фронтальный и боковой вид на чертеже в деталях представляет несущие конструкции. Согласно, проекту высчитывают квадратуру:
- древесины;
- гидроизоляции и утеплителя;
- пароизоляции и кровельного настила.
По данным (выступающим частям) на чертеже можно легко подсчитать погонные метры ветровых досок, коньковых деталей и других доборов.
В проекте ясно показаны размеры, длина сечения составляющих, в том числе обрешетки, стропил, мауэрлата, указывают крепеж и тип метизов. На схеме отмечают места выхода на крышу (для ремонта), пунктирами указывают несущие стены для выбора установки снегозадержателя. Проектировщик обязательно отмечает на чертеже:
- положение слуховых окон;
- точки для фиксации водосточных коллекторов с желобами и направление движения стока;
- вариант размещения кровельного настила.
Важные составляющие – енды, коньки, разуклоны, границы парапетов и щипцы, также выделяют четкими линиями.
Небольшие нюансы (по незнанию) могут привести кровлю в аварийное состояние. Частые ошибки:
- слишком узкие карнизы;
- неправильный отвод воды;
- не прочный или не качественный материал и неправильный тип обрешетки;
- создание вывода вентиляций в разуклонных зонах;
- лишнее количество снегоприемных решеток и парапетов.
Эксплуатационные особенности кровли нарушается и понижается сопротивляемость нагрузкам, что ведет к незапланированному ремонту.
Видео-урок о том, как создать стропильную систему кровли в программе Archicad:
https://youtube.com/watch?v=o4kCkmWtllU
