Show
Главная » Устройство крыш и другие нюансы » Всё, что нужно знать о стропильной системе — виды, устройство, ошибки при монтаже

Владелец любого здания хочет, чтобы его постройка прослужила максимально долго. Гарантией долголетия являются надёжные и прочные фундамент и стены, а также стропильная система крыши, роль которой — защитить здание от неблагоприятных воздействий окружающей среды, принять на себя все внешние нагрузки и равномерно передать их на несущие конструктивные элементы дома.

Содержание

Устройство стропильной системы

Планируя постройку дома, нужно заранее обдумать конфигурацию стропильной системы, так как от этого будет зависеть форма крыши и внешний вид здания в целом. Разновидностей стропильной системы много, но все они состоят из однотипных элементов, различающихся лишь комбинацией и способом соединения.

Разные виды крыш

Существуют различные виды стропильных систем, правильный выбор среди которых существенно влияет на качество и функциональность крыши, а также на экстерьер дома

Основные составляющие стропильного каркаса:

  1. Мауэрлат — опорный брус, лежащий по периметру — основа стропильной конструкции. Функция мауэрлата — равномерно передать нагрузку на несущие стены. В деревянных постройках роль мауэрлата выполняет верхний венец.
  2. Стропильные ноги — висячие или наслонные, на которые возложено несколько функций:
    • защитная — предохраняют здание от обрушения кровли или прогибов под давлением снежного покрова;
    • базисная — образуют каркасный скелет для укладки кровельного пирога;
    • декоративная, когда стропильные ноги остаются открытыми и оформляются под интерьер либо экстерьер здания.

    Открытые стропила

    Декоративные стропила в экстерьере дома либо в интерьере помещения представляют собой очень яркий стилевой штрих

  3. Затяжки и прогоны — связывают стропильные ноги, не позволяя им разъезжаться.
  4. Стойки и подкосы — увеличивают прочность конструкции, принимая часть нагрузок на себя и защищая стропила от прогиба.
  5. Лежень — опорная балка, которая помогает распределить нагрузки, оказываемые на стойки, по бóльшей площади.
  6. Кобылки — доски для удлинения нижней части стропил. Образуют карнизный свес кровли, защищающий стены дома от намокания во время дождя и схода талого снега.
  7. Ветровая балка — обеспечивает дополнительную устойчивость к воздействию снеговых, ветровых и прочих нагрузок на кровлю.
  8. Обрешётка — брус или доски необходимого сечения, которые крепятся к стропилам поверх гидроизоляционного материала и контробрешётки. Они расположены перпендикулярно стропильным ногам, благодаря чему являются дополнительным креплением стропил между собой, обеспечивая ещё бóльшую прочность всему стропильному каркасу.
  9. Коньковый прогон — соединяет верхние части стропил, образует прямую линию, подчёркивающую форму крыши.
    Элементы стропильной системы

    Стропильная система представляет собой несущий каркас скатной крыши, состоящий из множества элементов, соединённых между собой в узлах крепления

Видео: стропильный каркас двускатной крыши, основные понятия

https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8

Требования к стропильной системе

Поскольку стропильная система является костяком всей кровельной конструкции, то к ней предъявляется ряд требований:

  • максимальная прочность;
  • жёсткие, неподвластные деформации от усилий распора или сдвига соединительные узлы. Фермы при этом могут быть выполнены в виде любой геометрической фигуры — ломаный треугольник, полукруг, трапеция и прочее;
    Виды стропильных ферм

    В основе крыши лежат несущие конструкции — стропильные фермы, задачей которых является передача общей нагрузки на стены здания

  • небольшой вес, тем не менее способный выдержать все кровельные нагрузки;
  • высокое качество материалов.

Разновидности стропильных систем

Стропильные каркасы отличаются большим разнообразием и подбираются согласно назначению, а также архитектурной стилистике здания. Основными видами стропильных конструкций по конструктивному признаку считаются следующие:

  1. Наслонные — чаще всего используются в зданиях с внутренними опорными стенами. Они состоят из балок, опирающихся под углом на две-три опоры и передающих распирающее усилие на мауэрлат. Основное требование к наслонной конструкции — расстояние между двумя опорами должно быть не более 8 м. Для придания жёсткости конструкции используются различные подстропильные элементы — стойки, ригели, предотвращающие расползание стропил, подстропильные ноги и т. д. Помимо распорных наслонных конструкций бывают безраспорные с жёстким креплением одного края стропил и скользящим — другого.
  2. Висячие — обустраиваются в домах с шириной пролёта 6–10 м и отсутствием внутренних несущих стен. Стропильные ноги в висячих каркасах опираются верхней частью на встречные стропила, а нижней — на наружные стены, оказывая на них распирающее воздействие, которое нивелируют горизонтальные соединительные затяжки, расположенные в зависимости от формы крыши.
    Наслонные и висячие стропильные каркасы

    Существуют две основные категории стропильных каркасов — висячие и наслонные, каждая из которых имеет свою специфическую область применения

  3. Комбинированные — используются при возведении сложных кровельных конструкций. Здесь может быть два варианта обустройства:
    • висячая часть стропильной системы служит основой для наслонных стропил, то есть коньковый прогон укладывается на висячие фермы, а уже на него опираются наслонные стропила;
    • стропильная система включает в себя комбинацию наслонных и висячих стропил (ломаный каркас).
      Комбинированная стропильная система

      В случае возведения особо сложной кровли или при использовании тяжёлых укрывных материалов применяют комбинированные стропильные конструкции

Таблица: различия наслонных и висячих стропильных каркасов

Висячие стропилаНаслонные стропила
Большое здание без внутренних несущих опорВнутренние опоры имеются
Фиксация по периметруМного точек фиксации
Значительные распирающие усилия на стеныГоризонтальный распор на мауэрлат
Необходимость в усиленииУсиление не требуется

Видео: стропильные каркасы

Секреты выбора материала для стропильного каркаса

Несущие кровельные конструкции бывают:

  • деревянными, большей частью из хвойной древесины 1–2 сорта влажностью не более 20%;
  • металлическими;
  • в виде железобетонных ферм, используемых на большепролётных зданиях.

Деревянные стропила

В большинстве случаев при строительстве загородных частных домов используют деревянные стропильные системы. Они имеют приемлемый вес, оттого оказывают оптимальную нагрузку на дом. К тому же они теплее и привычнее. До недавних пор деревянные конструкции изготавливались исключительно вручную на месте строительства.

Но сегодня всё чаще полные или частичные деревянные фермы, причём абсолютно любой конфигурации, производят на монтажно-прессовых станках, обрабатывают специальными биологическими, влагозащитными, огнеупорными пропитками и доставляют на строительную площадку для сборки. Такой подход значительно сокращает сроки строительства и количество рабочих, а следовательно, затраты на возведение крыши.

Деревянные стропильные каркасы

Классическим материалом для стропильной системы является древесина, которая благодаря разнообразным технологиям обработки может соответствовать любым проектным требованиям

Главное, чтобы деревянные составляющие соответствовали нормативам, в частности, СНиП II-В.4–62, II-26–76* и выдерживали нагрузки, предусмотренные правилами 2.01.07–85. Оттого очень важно подобрать хорошую древесину, в меру просушенную и качественную, довольно прочную на прогиб.

Пиломатериалы 3 сорта для стропильного каркаса не используют. Вдобавок если влажность древесины превышает 20% (свежесрезанная), то конструктивные элементы соединяют болтами, а не гвоздями, чтобы предупредить шаткость конструкции при дальнейшем высыхании.

Прочность древесины напрямую зависит от её влажности. У пиломатериалов из свежесрезанного дерева влажность выше 30%, отчего их прочность примерно на 60–70% ниже, чем у допустимых по нормативам. Поскольку не всегда визуально можно определить степень просушки, то не будет лишним проверить прочность древесины простым «дедовским» способом, не проводя сложных расчётов.

  1. На земле моделируют фрагмент скатной крыши и прокладывают между опорами высотой не менее 1 м доску или брус выбранного сечения. Допустим, что длина пиломатериалов равна 3 метра. С учётом предполагаемого шага стропил, к примеру, 0,8 м, нагрузка на них составит 0,8 х 200 х 3 ≈ 480 кг.
  2. На середину доски — это важно, так как по краям прогиб сдерживают опоры — укладывают груз соответствующего веса или становятся 4–5 взрослых человек подходящей комплекции.

Строительные нормативы определяют минимально допустимую нагрузку, которую должна выдерживать кровля, в 200 кг/м², а максимальный прогиб стропила либо затяжки — 2 см при длине доски 3 м или 3 см при длине 6 м.

Если доска выдержала и не прогнулась больше, чем разрешено нормативами, значит, её вполне можно использовать для стропильного каркаса. Подобным образом проверяют и балки перекрытий. Полная нагрузка на них должна быть не менее 400 кг/м².

Железобетонные конструкции

Железобетонные фермы выбирают за прочность, надёжность и хорошую водо- и морозостойкость. Но в силу их тяжести в частном строительстве подобные конструкции мало используются разве что при постройке коровников, свинарников, конюшен и больших теплиц.

Железобетонные стропильные фермы

Несмотря на высокую прочность и надёжность, железобетонные стропильные фермы редко используются в частных домах, т. к. они сложно устанавливаются и много весят

Металлические каркасы

Металлические стропильные системы имеют ряд своих преимуществ:

  • они лёгкие;
  • долговечные — производители сталепроката гарантируют срок службы ЛСТК (лёгкий стальной стропильный каркас) не менее 100 лет;
  • отличаются высокой пожаробезопасностью, поэтому не являются причиной возгорания, а в случае пожара предотвращают обрушение крыши;
  • не нуждаются в периодической обработке специальными составами;
  • монтировать ЛСТК можно в любое время года, при этом все элементы металлического каркаса идеально подогнаны по размерам, что исключает какие-либо отходы;
  • экологичны и не образуют мостиков холода.
    Металлическая стропильная система

    Металлические стропильные фермы имеют вид решётчатой сквозной конструкции из прямоугольных стержней, соединённых друг с другом в узлы

Однако есть один большой минус — в наших климатических условиях металлические каркасы сильно промерзают, отчего добиться высокой теплозащиты в частных домах весьма проблематично. В силу этого ЛСТК используют либо в южных регионах, либо под покрытия с очень низкой теплопроводностью, например, натуральную черепицу.

В остальных случаях лучше отдать предпочтение деревянному каркасу, который сам по себе является неплохим утеплителем для кровли, что при постоянно растущей стоимости энергоносителей чрезвычайно актуально.

Видео: монтаж стропильных ферм

Расчёт нагрузок на стропильный каркас

Расчёт стропильной конструкции требует определённых знаний. Как правило, все расчёты проводят ещё на этапе проектирования дома, но порой их делают отдельно при реконструкции или замене крыши.

За основу расчёта берутся:

  • СНиП II 26 76 «Кровли»;
  • климатические карты;
  • таблица сечения стропильных ног и затяжек.

Цель расчёта — определить параметры системы, при которых она способна выдержать предельные нагрузки (снеговую, ветровую, вес кровли и людей) и при этом не разрушиться.

Расчёт снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка считается по формуле S = Sg х µ, где Sg — нормативное значение в регионе строительства, µ — коэффициент нагрузки в зависимости от уклона крыши α:

  • µ = 1 при угле наклона ≤ 30°;
  • µ ≈ 0,7 при уклоне скатов от 30 до 60°, более точное значение высчитывают по формуле µ = 0,033 х (60 — α);
  • µ = 0 при уклоне α ≥ 60°, то есть для крутых крыш снеговая нагрузка не учитывается.

Нормативная снеговая нагрузка Sg определяется по карте, которую выпускает Росгидромет.

Районированная карта снеговых нагрузок

Для определения нормативной снеговой нагрузки необходимо знать район, где расположен дом

Таблица: нормативная снеговая нагрузка по регионам

Снеговой районIIIIIIIVVVIVIIVIII
Sg, кгс/м²80120180240320400480560
Примечание:
максимальная нагрузка определена для кровель с уклоном до 25°.

Рассмотрим расчёт снеговой нагрузки на примере. Допустим, дом строится в Подмосковье (III снеговой район). Высота постройки 12 м. Уклон крыши α = 40°.

  1. Коэффициент µ = 0,033 х (60 — 40) = 0,66.
  2. Снеговая нагрузка S = 180 х 0,66 = 118,8 ≈ 119 кгс/м².

Расчёт ветровой нагрузки

Ветровая нагрузка состоит из двух составляющих — статической и динамической, которую согласно нормативам 2.01.07–85 можно не учитывать при высоте дома до 40 м. Поэтому при расчёте стропильных конструкций ветровая нагрузка определяется по упрощённой формуле W = Wo х k х c, где:

  • c — аэродинамический коэффициент, принимающий значения от -1,8 до +0,8 в зависимости от конструктивных особенностей здания и крыши. В малоэтажном строительстве в расчёт берётся максимальное положительное значение, поскольку здесь ветер в основном давит на крышу (СП 20.13330.2011);
  • k — табличный показатель, корректирующий нормативную нагрузку на высоту здания и тип местности;
  • Wo — нормативная ветровая нагрузка в регионе, определяемая по карте.
    Районированная карта ветровых нагрузок

    Нормативное значение ветрового давления Wo принимается в зависимости от ветрового района по карте РФ

Таблица: нормативная ветровая нагрузка

Ветровые районыIaIIIIIIIVVVIVII
Wo ,кгс/м²1723303848607385

Значение k для расчёта ветрового давления на крышу берётся из следующей таблицы.

Таблица: значение коэффициента k в зависимости от высоты строения и местного рельефа (СНиП 2.01.07–85)

Высота строения, мА
открытые побережья озёр, морей, водохранилищ, степи, пустыни, лесостепи, тундра
Б
лесные массивы, городские территории и прочие участки, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м
В
городские районы с плотной застройкой зданиями высотой более 25 м
не более 50,750,50,4
5–101,00,650,4
10–201,250,850,55
20–401,51,10,8
40–601,71,31,0
60–801,851,451,15
80–1002,01,61,25

Рассчитаем ветровую нагрузку для нашего примера W = 23 (I ветровой район) х 0,85 (загородный посёлок, высота постройки 12 м) х 0,8 (аэродинамический коэффициент) = 15,64 ≈ 16 кгс/м².

Расчёт остальных нагрузок

Помимо ветровых и снеговых существуют особые (форс-мажорные) нагрузки, возникающие очень редко, поэтому учитываются приблизительно, через запас прочности, который — и это первое правило строительства — обязательно нужно добавлять к общей расчётной нагрузке в размере не менее 10%.

Вес кровли на практике принимают равным весу укрывного материала, который указывают производители, подкладочного ковра и сплошной обрешётки при покрытии кровли мягкими материалами, разреженной обрешётки, контрбрусьев и гидроизоляционной плёнки. Остальные слои кровельного пирога в расчёт можно не брать, поскольку они укладываются между стропилами (утеплитель) и под ними (пароизоляция, контррейки и облицовочный материал).

Пример кровельного пирога

Кровельный пирог — начинка стропильного каркаса, где каждый слой расположен в отведённом ему месте и выполняет возложенные на него функции

Весь кровельный пирог разумно учитывать лишь при обустройстве декоративных стропил, когда все слои укладываются поверх них.

Кровельный пирог под декоративные стропила

При обустройстве декоративных стропил все слои кровельного пирога укладываются поверх стропильных ног и учитываются при расчёте нагрузок

Таблица: примерный вес некоторых кровельных материалов

Наименование материалаВес, кг/м²
Рулонные битумно-полимерные4–8
Битумная черепица8–12
Шифер10–15
Керамическая черепица35–50
Профнастил4–5
Медь8
Цементно-песчаная черепица20–30
Зелёная кровля80–150
Металлочерепица4–5
Сланец45–60
Черновой настил18–20
Наслонные деревянные стропила и прогоны15–20
Висячие стропила под холодную кровлю10–15
Обрешётка из дерева8–12
Битум1–3
Полимерно-битумные гидроизоляторы3–5
Рубероид0,5–1,7
Плёнки изоляционные0,1–0,3
Гипсокартонные листы10–12

Вес утеплителя рассчитывается путём умножения нормированного регионального теплосопротивления (данные по карте) на теплопроводность и плотность выбранного материала.

Районированная карта нормируемого теплосопротивления

Для каждого района РФ задаётся нормируемое теплосопротивление, которое показывает, сколько ватт теплоэнергии пропускает 1 м² той либо иной конструкции при разности внутренней и внешней температуры в 1°

Для строящегося в Подмосковье дома нормированное теплосопротивление равно 4,7. В качестве теплоизолятора используем ISOVER «Скатная Кровля» с теплопроводностью 0,037 и плотностью 11 кгс/м³. Тогда удельный вес утеплителя будет равен 4,7 х 0,037 х 11 ≈ 2 кгс/м².

Рассчитаем нагрузку от кровли, покрытой цементно-песчаной черепицей (ЦПЧ). Стропила будем делать декоративными, то есть в расчёт возьмём все слои кровельного пирога. Qk = 30 (ЦПЧ) + 12 (обрешётка и контррейки) + 2 х 0,3 (паро- и гидроизоляционные плёнки) + 12 (гипсокартон) + 2 (утеплитель ISOVER «Скатная Кровля») = 56,6 ≈ 57 кгс/м².

Таблица: теплосопротивление по некоторым районам на основе нормативов 23–01–99

ПунктТребуемое теплосопротивление R, М2·°C/Вт
стеныперекрытияпокрытия
Москва3,144,144,7
Оренбург3,494,495,08
Якутск5,166,747,55
Архангельск3,74,65,2
Нальчик4.53,74,2

После того как рассчитаны все нагрузки, их суммируют, добавляют запас прочности (≈ 10%) и определяют сечение пиломатериалов для стропильного каркаса по таблице, где учтены стропильный шаг и длина стропил. Итак, полная нагрузка по нашему примеру составляет Q = 119 (снеговая) + 16 (ветровая) + 57 (вес кровли) = 192 + 10% (запас) = 211,2 ≈ 212 кгс/м².

Таблица: сечение пиломатериалов для стропильного каркаса

Шаг стропил, ммДлина стропильных ног, м
3,03,0–3,63,6–4,34,3–5,05,0–5,85,8–6,3
доскабрёвнадоскабрёвнадоскабрёвнадоскабрёвнадоскабрёвнадоскабрёвна
80040Х150Ø15040Х175Ø17550Х150Ø15050Х175Ø17550Х200Ø20050Х200Ø200
90050Х150Ø15050Х175Ø17550Х200Ø20075Х175Ø17575Х200Ø20075Х200Ø200
110080Х100Ø10080Х130Ø13080Х160Ø16080Х180Ø18080Х200Ø200100Х200Ø200
140080Х130Ø13080Х160Ø16080Х180Ø18080Х200Ø200100Х200Ø220120Х220Ø240
175090Х100Ø15080Х180Ø18080Х180Ø180100Х200Ø200
213090Х160Ø16090Х180Ø180100Х200Ø180

Определение сечения стропильных балок

Добавим к нашему примеру необходимые данные:

  • длина стропил 4,3 м;
  • шаг стропил d = 0,9 м;
  • уклон скатов α = 40°;
  • используем сосну I сорта.

Для расчёта используются формулы H ≥ 8,6 х Lmax х √[Qr : (B х R изг)] при α < 30° и H ≥ 9,5 х Lmax х √[Qr : (B х R изг)] при α > 30°, где:

  • Н — ширина сечения, см;
  • Lmax — максимальная рабочая длина стропил, м;
    Схема стропильной фермы

    Под максимальной рабочей длиной стропил понимают расстояние от нижней обвязки до возможной верхней затяжки

  • B — толщина доски, см. Задаётся произвольно, а потом корректируется либо изначально определяется по таблице соразмерно ширине доски, которая равна толщине утеплителя;
  • R изг — сопротивление (нормативное) древесины на изгиб. Для хвойной древесины I сорта R изг = 140 ксг/см;
  • Qr — распределённая нагрузка на 1 пог. м стропильной ноги, ксг/м. Вычисляется по формуле Qr = Q x d.

Алгоритм вычислений:

  1. Qr = 212 кгс/м² х 0,9 м = 190,8 ≈ 191 кгс/м.
  2. B = 7,5 см (выбирается из таблицы в соответствии с нашими исходными данными).
  3. H ≥ 9,5 х Lmax х √[Qr : (B х R изг)] = 9,5 х 4,3 х √[191 : (7,5 х 140)] ≈ 17,5 см.

Таким образом, необходимое сечение пиломатериалов с учётом шага, длины стропил и нагрузок составляет 75Х175.

Окончательная проверка на прочность производится при помощи неравенства [3,125 х Qr х (Lmax³)] : [B х (H³)] ≤ 1. При правильно подобранных параметрах доски оно должно выполняться.

Подставляем значения [3,125 х Qr х (Lmax³)] : [B х (H³)] = (3,125 х 191 х 79,507) : (7,5 х 5359,375) = 1,18 ˃ 1. Неравенство не соблюдено, значит, необходимая прочность конструкции не достигнута. Выйти из положения можно следующим образом:

  • подобрать большее значение толщины пиломатериалов;
  • уменьшить шаг установки стропил;
  • уменьшить рабочую длину стропил, если позволит форма крыши;
  • установить подкосы.

Выбираем первый вариант и проверяем сечение 75Х200: (3,125 х 191 х 79,507) : (7,5 х 8000) = 0,79 ˂ 1. Неравенство выдержано с неплохим запасом, поэтому останавливаемся на сечении 75Х200.

Видео: расчёт стропильной основы

Основные узлы крепления стропил

При возведении стропильного каркаса много времени и внимания занимает формирование кровельных узлов, поскольку от них зависит прочность и надёжность конструкции.

Кровельные узлы — точки пересечения и стыковки системных составляющих — служат:

  • изолирующими элементами при переходе из одной плоскости в другую;
  • соединительными звеньями для скрепления друг с другом отдельных частей конструкции.

Видео: ключевые узлы несущего каркаса

Карнизный (нижний) узел крепления

Карниз обустраивается в нижней части крыши. Он защищает стропильный каркас от проникновения дождевой влаги и насекомых, предохраняет стены дома от намокания, а также формирует вентиляционный канал, обеспечивая поступление воздуха в подкровельное пространство.

Устройство карниза

Карнизный свес представляет собой конструкционный узел, в котором сходятся скат и горизонтальное перекрытие

Крепления в карнизном узле:

  1. В нижнем узле стропила опираются на мауэрлат и соединяются с ним стальными скобами или уголками с разной степенью свободы. При обустройстве этого узла нужно учитывать силу ветра, с которой он старается сорвать или опрокинуть крышу. Чтобы этого не произошло, мауэрлат должен быть надёжно закреплён к стене.
    Крепление стропил к мауэрлату

    От надёжности крепления стропил к мауэрлату зависит долговечность крыши и безопасность обитателей дома

  2. При предположительно неравномерных нагрузках на кровлю, которые нередко наблюдаются на сложных конфигурациях с многочисленными изломами, крепление стропил к основе делают неподвижным с помощью врубки зубом либо подложенного под стропила опорного бруса. Запил для врубки на мауэрлате не делают, он выполняется только на стропилах.
    Узлы крепления стропил к мауэрлату

    Жёсткое крепление стропил — плотная фиксация с использованием крепёжных элементов и методов, исключающих сдвиг стропильных ног во время эксплуатации — выполняется на крышах сложной конфигурации

  3. Помимо крепления к опорному брусу стропильные ноги в карнизном узле соединяются с потолочными балками или затяжками с помощью болтов с шайбами, деревянных или металлических накладок.
    Соединение стропил в карнизном узле

    Жёсткое крепление стропил может выполняться методом врубки или за счёт нашивки подпорных брусков на стропила

  4. Для формирования карнизного свеса стропильные ноги при необходимости наращивают кобылками, вставляя их в углубления потолочных балок и фиксируя к стропилам гвоздями.
    Наращивание стропил кобылками

    Обустройство карнизного вылета с кобылками предотвращает подтекание воды и намокание стен

  5. В деревянных постройках стропила фиксируют к верхней обвязке скользящим соединением (салазки), что позволяет избежать перекосов конструкции из-за неравномерной усадки стен.
    Скользящее крепление стропил

    Если стропильные ноги в карнизном узле фиксируют скользящим методом, что актуально для деревянных построек, то узел крепление коньковых частей стропил следует делать на шарнире

Видео: крепление стропил к мауэрлату

https://youtube.com/watch?v=WKsOgTaVVQY

Коньковый (верхний) узел крепления

Верхней частью стропила могут сращиваться в коньковом брусе, соединяться без конькового прогона, поверх конька либо под ним.

Крепление стропил в коньковом узле

Основной задачей соединительных элементов в коньке является создание надёжной жёсткости и прочности всей кровельной конструкции

Для крепления используют болты с гайками, металлические пластины и деревянные накладки, монтируемые на шурупы, саморезы или гвозди, а также применяют врубку вполдерева с фиксацией болтами. Выбор соединения стропил в коньковом узле (шарнирное или жёсткое) индивидуален и продиктован лишь целесообразностью применения к той или иной стропильной конструкции:

  1. Подвижное соединение «шип-паз», фиксированное на один болт, подойдёт для лёгких каркасов, на которые не будет оказываться большое давление, поскольку при таком соединении стропила слегка ослаблены вырезами.
  2. Крепление металлическими пластинами или деревянными накладками используется, когда стропила соединяются встык. Такое крепление отличается жёсткостью и прочностью, поэтому его применяют при возведении больших крыш с немалыми нагрузками. Метод врубки для крепления стропил в коньковом узле преимущественно используется в сочетании с другими креплениями — «шип-паз», пластины и накладки, внахлёст и т. д.
    Виды соединения и крепления стропил в коньковом узле

    Среди различных видов соединения стропил в области конька самым популярным является сращивание методом врубки вполдерева

  3. Шарнирное соединение стропил в коньковом узле используют не слишком часто, хотя такое крепление весьма удобно и даёт возможность стропильному каркасу балансировать при усадке здания. Здесь не нужно подгонять и запиливать грани стропильных ног. Они опираются на прогон под определённым углом и соединяются шарнирным креплением, расположенным на некотором расстоянии от стропил, которое зависит от уклона скатов.
    Скользящее крепление стропил в зоне конька

    При скользящем креплении стропил в зоне конька в качестве шарнира используется болт, который фиксирует стропильные ноги после их установки на коньковый брус под нужным уклоном

При любом способе соединения стропил в коньковом узле слишком жёсткое крепление делать не рекомендуется, поскольку необходимо учитывать тепловое расширение древесины.

Видео: соединение стропил в коньковом узле крыши

Соединение стропил в местах излома

Этот узел обустраивается в ломаных каркасах. Нижние (в основном наслонные) стропила опираются верхним краем на прогон с помощью врубки. Нижние грани верхних стропил (висячих) с помощью болтов фиксируются затяжками. Обрезав край наслонных стропил и одну из затяжек, их стыкуют по месту обреза и закрепляют пластинами, болтами или накладками. Для придания жёсткости креплению используют опорный брус.

Соединение стропил в месте излома

Чрезвычайно важно правильно рассчитать место излома, поскольку даже очень надёжное соединение всё равно слабее чем цельный элемент, поэтому на выбранном участке изгибающий момент должен быть близок к нулю

Видео: способы сращивания, соединения и усиления стропил

Крепление стропил к балкам перекрытия

Несущие балки и стропильные ноги соединяются запилами. Вырезы делают на пяточной части стропил и на самой балке, обеспечивая надёжное жёсткое соединение, которое дублируют шпильками, саморезами или гвоздями.

Крепление стропил к балкам перекрытия

При креплении стропил к балкам перекрытия важно исключить соскальзывание стропил с опоры, для чего чаще всего вырубают запилы в обоих элементах

В основном используют следующие способы запилов:

  • зуб с шипом;
  • одинарный (при покатости крыши более 35°) или двойной зуб с упором.
    Способы запилов

    Болтовое соединение со сквозными отверстиями ослабляет деревянные элементы стропильного каркаса, поэтому преимущественно используют зуб с упором и шипом

Чтобы не ослабить конструкцию, глубина запила должна составлять не более ⅓ сечения балки.

Видео: как качественно и быстро сделать запил

Частые ошибки при монтаже стропильной системы

Перед монтажом стропильной системы нужно иметь понятие о самых распространённых ошибках при возведении крыши, поскольку они портят внешний вид дома, снижают несущую способность главных элементов, а следовательно, и безопасность конструкции.

Видео: ошибки и просчёты при установке стропил мансардной крыши

Наиболее известные ошибки при сооружении стропильных конструкций:

  1. Чтобы свободно передвигаться в подкровельном пространстве, посередине нередко вырубают длинные участки готовых затяжек безупречно изготовленных ферм. Из-за этого несущий каркас становится шатким, поскольку разрезанные затяжки не мешают расхождению конструкции. В результате расползания могут появиться трещины в перекрытиях, и если их не заделать вовремя, то стропильная система просто рухнет. Для ликвидации негативных последствий нужно заменить вырезанные по неведению участки полосовой сталью, чтобы вернуть затяжкам способность и дальше работать на растяжение.
  2. Грубой ошибкой является слабое крепление мауэрлата к армопоясу. Если мауэрлатный брус по небрежности не укреплён «намертво» анкерными болтами, то под давлением наклонных стропил он опрокинется и повлечёт за собой всю крышу.
  3. Пренебрежение к формированию ж/б пояса жёсткости на промежуточной несущей стене из-за чего балки перекрытия начнут проседать, а крыша — разъезжаться.
  4. Чтобы стойки не продавливали перекрытия, под них нужно помещать прокладки длиной не менее 1,8 м. Установка коротких прокладок приведёт к тому, что стойки начнут передавать нагрузку не на балочные перекрытия, а на настил, вследствие чего перекрытия деформируются.
  5. Неправильный расчёт стропильной конструкции или выбор древесины плохого качества, из-за чего появляются прогибы. Впоследствии исправить такую ошибку очень сложно и финансово затратно. Придётся разгрузить стропильную конструкцию в повреждённом месте, приподнять её домкратом и установить деревянные стойки под прогнутые стропила, а затем забить клинья между стойкой и поперечным брусом и усилить выровненные стропила накладками.
  6. При устройстве мансардных окон или облицовке фронтонов зачастую сосновые доски «в шпунт» для удобства сборки располагают пазом вверх, чего делать категорически нельзя. При такой укладке в швы начнёт просачиваться влага, оказывающая разрушительное воздействие на элементы стропильной конструкции.
  7. Невыверенная геометрия стен и скатов, отсутствие ветровой балки, неправильное опирание нарожников и неверно выполненные подкосы, которые обеспечивают жёсткость конструкции и перераспределяют нагрузки.
    Основные ошибки при монтаже стропильного каркаса

    При возведении стропильного каркаса можно избежать многих ошибок, если иметь на руках готовый проект дома и не экономить на материалах

Видео: как избежать ошибок при обустройстве стропильного каркаса

В этой статье рассмотрены ключевые элементы и особенности стропильного каркаса. Но это небольшая ознакомительная часть. Чтобы учесть при монтаже все нюансы, обращайтесь к опытным строителям и грамотным проектировщикам. Тогда все кровельные элементы будут соответствовать нормативам, а крыша станет надёжной, необычайно привлекательной и стильной визитной карточкой дома. Удачи вам.

Добавить комментарий

 

Войти с помощью:

vkontakte facebook odnoklassniki yandex

Уважаемые читатели! Мы не приемлем в комментариях мат, оскорбления других участников, спам и ссылки на сторонние ресурсы, враждебные заявления в сторону администрации и посетителей ресурса. Комментарии, нарушающие правила сайта, будут удалены.
Обязательные поля отмечены *

 

-----------------------

Если Вам нравятся статьи, подпишитесь на наш канал в Яндекс Дзене, чтобы не пропустить свежие публикации. Вы с нами?