Как правильно сделать стропила для крыши

Думаете, что собрать кровельный каркас под силу только профессионалам? Если знать, что и как делать, справиться с этим сможет каждый

Виды стропил

В зависимости от сложности крыши различают несколько видов стропил. Для сложных видов кровли — мансардная, вальмовая, двускатная используют наслонные или висячие стропила. Для односкатных крыш преимущественно используют наслонные стропильные ноги. Основанием для таких стропил служит опорная стена или коньковый брус (прогон), висячие образуют стропильную ферму, опираясь друг на друга.

С помощью стропильных ферм есть возможность пролёты помещений перекрыть без опорных стен. Внизу стропила, которые располагаются по противоположной стороне, крепятся к балке перекрытия или мауэрлату, а вверху соединяются между собой. Чтобы придать конструкции необходимую жёсткость стропильные ноги соединяют затяжками или накладками. Если длина стропил превышает 4,5 метра, то для надёжности опоры используют подкосы или дополнительные стойки.

Нижняя часть наслонных стропил крепится к балке или мауэрлату. Сверху их крепят на дополнительную балку, брус или коньковый прогон. Дополнительные подкосы и стойки усиливают стропила с большими пролётами.

Монтаж стропил на кирпичном доме

На чертеже показаны наслонные стропила которые внешними краями опираются на мауэрлаты, в то время как затяжка лежит на промежуточной стене

В качестве примера рассмотрим, как самостоятельно установить стропильную систему на двухскатную крышу для загородного кирпичного дома. Особенность этой кровли в том, что на чердаке можно своими руками устроить мансарду.

Фасадные стены переходят во фронтоны, выложенные из того же стенового материала. Этот факт упростит задачу, так как кровельный каркас будет строиться между фронтонами. Кроме того, кровля, построенная между кирпичными фронтонами, более устойчивая в плане ветровой нагрузки.

Заметили, что на чертеже нет размеров? Я их не даю специально, так как длина стропил подбирается с учетом габаритов вашего дома

Особенность этого кровельного каркаса в том, что он будет строиться без бруса, а только из досок. Проблема отсутствия бруса будет решена продольным соединением двух досок, например, это будет сделано при устройстве лежня. Такой подход обусловлен экономией денег, так как две балки 200×50 мм будут стоить дешевле бруса 200×100 мм.

Технология строительства

Что называют стропильной системой и как она устроена

Любая, даже самая захудалая крыша имеет в своей основе прочный силовой каркас, называемый стропильной системой. От того, насколько правильно будет смонтирована эта конструкция, зависит жёсткость крыши, а значит, и способность выдерживать даже самую сильную ветровую и снеговую нагрузку.

Стропильная система представляет собой силовой остов кровли, который воспринимает всю ветровую и снеговую нагрузку

Лучшим материалом для изготовления стропил (ферм) считается брус или толстая доска из древесины хвойных пород. И этому есть своё объяснение — сосновый или еловый пиломатериал обладает относительно небольшим весом, а наличие природных смол делает его довольно долговечным. Даже если брус будет иметь небольшую остаточную влажность, его не поведёт при высыхании, что является не менее важным фактором, чем удобство в работе и длительный срок службы.

В зависимости от размера крыши опорные элементы конструкции могут иметь сечение от 50х100 мм до 200х200 мм и более. Кроме того, протяжённость кровли прямо влияет на количество стропил, ведь они устанавливаются с небольшим шагом — от 60 см до 1,2 м.

Конструктивные элементы стропильной системы

Основное требование, которое выдвигается к деревянному остову, — это способность противостоять изгибу и кручению. По этой причине для ферм деревянного каркаса лучше всего подходит форма треугольника. При этом они могут состоять из нескольких частей:

  • стропильные ноги — основание кровельного каркаса, которое оказывает наибольшее влияние на размер и геометрию скатов;
  • ригели (затяжки) — доски, которыми стягивают пару стропильных ног;
  • прогоны — поперечно устанавливаемые брусья, за счёт которых стропила соединяются в единую конструкцию;
  • стойки — вертикальные опоры, которые служат для поддержки стропильных ног или предотвращают прогиб прогонов;
  • подкосы — те же стойки, только поставленные под углом к вертикали;
  • лежни — прикреплённые к полу чердака доски, на которые устанавливаются опоры;
  • мауэрлат — установленный на несущих стенах опорный брус, к которому крепятся нижние части стропильных ног;
  • кобылки — отрезки бруса или досок, которые прибиваются к нижним концам ферм и служат для обустройства свесов крыши.

Дополнительные элементы стропильной системы делают кровельный каркас более прочным, жёстким и устойчивым

Выбирая конструкцию кровельного каркаса, важно найти ту самую золотую середину, которая позволит получить прочную и надёжную конструкцию при минимальных затратах. По этой причине можно немного отступать от устоявшихся канонов, если дело не касается жёсткости всего сооружения. Например, вполне можно обойтись без кобылок, а карнизный свес сформировать за счёт более длинных стропильных ног. Или же использовать не сплошной мауэрлат, а отрезки бруса, уложенные только в местах крепления стропильных ног — всё зависит от инженерной смекалки и опыта кровельщика.

Классификация стропил

В зависимости от конструкции крыши и назначения чердачного помещения деревянный каркас может состоять из стропил нескольких типов:

  1. Наслонные — брусья, которые одним краем опираются на конёк, а другим связаны с мауэрлатом. Стропила этого типа чаще всего используются в простейшей двускатной или односкатной конструкции. Кроме того, наслонные стропильные ноги формируют отдельные части скатов вальмовых и ломаных мансардных крыш.
  2. Скользящие. Представляют собой модифицированные наслонные стропила. Пластинчатый шарнир в верхней части и скользящая опора на нижнем крае обеспечивают неизменность геометрии ската с течением времени. Независимая стропильная система является настоящим спасательным кругом для срубов, которые в течение нескольких лет подвергаются неравномерной усадке вследствие естественного высыхания древесины.
  3. Висячие. Используются в стропильных системах простых двухскатных крыш, а также на верхних скатах мансарды. Для соединения стропильных ног применяются ригели и затяжки, а сами фермы могут опираться лишь на мауэрлат или усиливаться подкосами.
  4. Накосные. Из-за того, что такие стропила используются для строительства скатов с торцовых частей крыши, по-другому их ещё называют диагональными или угловыми. Потребность в накосных фермах возникает при строительстве многоскатных и геометрически сложных крыш.

    Многообразие кровельных каркасов основано на использовании стропильных конструкций всего четырёх типов

Читайте также:  Крыша из камыша: особенности, преимущество, устройство

Нагрузки, действующие на крышу и формулы их расчета

Сбор нагрузок на кровлю представляет собой процесс, в котором для получения условий задачи, необходим ряд исходных данных. Они рассчитываются экспериментально или берутся из статистики.

За основу берутся такие виды нагрузок:

  • Снеговые. Получаются из приложений к картам. Информация в таблицы вносится по усредненным результатам многолетних наблюдений. Для крыш с наклоном до 25º нагрузка составляет в пределах 80-560 кг/м² для снеговых районов I-VIII категорий с шагом 80. При крутизне скатов 30-55º вводится понижающий коэффициент 0,5-0,7.
  • Ветровые. Эти данные также получают по справочным таблицам, заполненным по статистической информации. Расчет проводится в кгс/м² по климатическим зонам и типам местности. Нагрузка составляет 17-85 кгс/м² для местности типов I-VIII. Оказывает влияние на результат и высота здания. Чем больше оно возвышается над землей, тем больше коэффициент, который составляет 0,75-1,25 для домов 5-15 м.
  • Вес кровли является одним из определяющих факторов и определяется в весе одного квадратного метра покрытия с учетом технологических накладок и швов. Удельный вес, а равно и давление материала составляет в кг/м²: мягкая черепица — 12, профнастил — 5, керамическая черепица — 50, шифер — 13, битум — 6, сланец — 45, фальц — 6. Общий вес определяется путем умножения удельного веса на общую площадь.
  • Вес чернового настила и обрешётки. Основание для кровли особо не влияет на прочность каркаса и делается максимально легким, чтобы снизить расходы на материал и вес каркаса. В среднем вес обрешетки составляет 15-25 кг/м². Данный показатель определяется углом крыши и видом конструкции. В случае с решетчатой схемой он минимальный, а при сплошной основе — максимальный.
  • Вес утеплителя. Наиболее распространенные сегодня пенопласт и пенополиуретан настолько легки, что принимаются в расчет, когда проектируются сложные конструкции для эксплуатации в сложных условиях, где имеет значение буквально каждый килограмм. Утепление весит в среднем 10-20 кг/м². Самым тяжелым, но и эффективным является базальтовая вата.
  • Вес стропильной системы. Альтернативы древесине не существует, поэтому для сборки каркаса используется легкий и прочный брус из сосны и ели. Применение ценных пород древесины оправдывается только в условиях влажного климата, особенно в приморских районах страны. В зависимости от выбранного материала вес стропильной системы рассчитывается по нормативу 10-20 кг/м².
  • Вес проводящих ремонт рабочих. Учитывая специфику монтажа или ремонта кровельного покрытия, одновременно на крыше может находиться не более четырех человек с каждого ската. При этом давление оказывается не только на всю поверхность, но и точечно — по отдельности на каждую опорную деталь. Поэтому нагрузка от строителей считается максимальной и рассчитывается в пределах 80-120 кг/м² в зависимости от комплекции ремонтника.
  • Несущая способность материала зависит от таких факторов, как вид и сорт древесины, ее сечение (высота и ширина бруса), степень просушки и обработки специальными жидкостями.

Чтобы посчитать потребность материала и составить грамотный чертеж стропильной системы, нужно найти достоверные данные, обобщить их, а затем свести в единую формулу. При этом в проекте имеет значение каждый нюанс — угол кровли, частота установки, длина и толщина стропил.

Жесткие или подвижные соединения: что выбрать

Итак, мы отметили, что опорные узлы, соединяющие мауэрлат с досками, могут быть разной степени подвижности: от «0» до «3». Нулевая степень – это жесткие крепления, которые исключают любые изменения положения балок.

Жесткие соединения: когда они необходимы

Мауэрлат устанавливают тогда, когда необходимо передать распорную нагрузку от стропил на несущие стены. Это делается, в основном, в домах из кирпича, панелей и блоков. Деформацию и усушку кровли в данном случае стараются исключить, чтобы не допустить изменения нагрузки на опорные стены. Здесь и появляется необходимость неподвижного соединения стропильной системы с мауэрлатом.

Неподвижные узлы, закрепляемые с запилом

Многие специалисты рекомендуют делать соответствующе запилы в месте крепления стропил к балкам перекрытия для большей прочности и неподвижности соединительных узлов. Эти запилы должны плотно стыковаться с мауэрлатом. Дополнительно такие узлы укрепляются болтами, анкерами и металлическими пластинами:

Или же длинными саморезами:

И еще один важный момент: размер запила бруска не должен превышать 1/3 его сечения. В противном случае стропильная система может потерять свои несущие способности:

Жесткие узлы без заруба стропил

Способ крепления с помощью подшивного бруска используется в наслонных стропильных системах. Стропилина срезается по шаблону и скашивается (для придания крыше нужного уклона) в месте прилегания к мауэрлату. Изнутри такие стропила усиливаются опорными брусками и укрепляются уголками с двух сторон к раме основы:

Еще один вариант не стыкового узла – жесткое крепление стропил, усиленное брусьями-накладками с обеих сторон. Две доски длиной не менее метра окаймляют каждую стропильную ногу. Один конец таких опор срезается под углом, который соответствует наклону ската крыши (в том числе, стропилин). Доски крепятся срезом к мауэрлату с помощью длинных болтов и усиленных стальных уголков. Брусья крепятся по заранее размеченным местам, сначала по одному. Затем вплотную к накладкам с одной стороны монтируются сами стропила, которые сразу укрепляются такой же накладкой с другой стороны. Есть вариант установки сразу двух брусьев-накладок, а после, стропил, но этот способ используют реже, так как он требует более точных расчетов.

Читайте также:  Мягкая кровля или металлочерепица – что лучше выбрать

Установка стропил своими руками

После изготовления стропил для крыши своими руками можно приступать к их установке. В зависимости от вида крыши (односкатная, двускатная, вальмовая или др.) и вида стропил (наслонные или висячие) способы установки могут несколько отличаться и они рассмотрены в соответствующих статьях этой категории. Отметим только основные принципы, общие для установки всех видов:

  • -стропила должны быть установлены перпендикулярно (под прямым углом) к боковым несущим стенам или мауэрлату;
  • -их плоскость должна быть строго вертикальной, при установке это обязательно необходимо контролировать с помощью отвеса или длинного строительного уровня;
  • -стойки, поддерживающие коньковый прогон должны быть установлены строго вертикально и в одной плоскости;
  • -мауэрлаты,  коньковый или дополнительные прогоны должны быть установлены строго горизонтально;
  • -в процессе установки стропил или стропильных ферм их положение необходимо фиксировать постоянными или временными укосинами. Последние впоследствии можно удалить.

Как самостоятельно установить стропила для двускатной крыши

Как пример можем рассмотреть установку висячих стропил простой двускатной крыши без дополнительных опорных стоек или подкосов с креплением к мауэрлату.

Для того, чтобы удобно было устанавливать стропила двускатной крыши по балкам перекрытия устраиваем сплошной накат из досок.

Стропильные фермы можно изготовить по шаблону внизу и подавать готовыми или же подавать отдельные элементы и сбивать их (тоже по шаблону) наверху.

Первой устанавливается крайняя стропильная ферма, выставляется строго вертикально по отвесу и крепится к мауэрлату с помощью гвоздей и скоб. После этого положение стропил надежно фиксируется с помощью постоянных укосин (раскосов). Аналогично устанавливается стропильная ферма на другом краю здания.

Между верхними точками крайних ферм натягивается шнур, который будет ориентиром  при установке внутренних (промежуточных) стропильных ферм крыши.

Последующие фермы устанавливаются с выбранным шагом, который должен быть кратным длине крыши (все расстояния между ними должны быть одинаковыми). Все промежуточные стропила фиксируются надежными временными  раскосами (укосинами), которые будут убраны после устройства обрешетки.

Рис.6 Установка крайней стропильной фермы: 1 — стропильная ферма; 2 — затяжка (накладка); 3 — мауэрлат или верхняя обвязка; 4 — укосина; 5 — коньковый шнур между крайними фермами; 6 — отвес; 7 — крепление дополнительной затяжки; 8 — крепление стропильной ноги к мауэрлату или верхней обвязке (гвоздь);

После установки всех ферм устраивается обрешетка, начиная от карниза к коньку с шагом, соответствующем виду кровли.  При использовании гидроизоляции, её крепят непосредственно к стропильным ногам, с небольшим провисом, поперек стропил и с нахлесткой. Поверх гидроизоляции, вдоль стропил прибивают бруски контробрешетки, по которым устраивается уже сама обрешетка.

Стропила для крыши своими руками видео

Ниже Вы можете просмотреть видеоролик об изготовлении и установке наслонных стропил двухскатной крыши.

//

Как сделать односкатную крышу своими руками

Как построить двухскатную крышу своими руками

< Предыдущая Следующая >

Четырехскатная крыша

Стропильная система четырехскатной крыши достаточно сложна для самостоятельного исполнения и требует высокой точности при произведении замеров и расчетов и тщательности выполнения работ во время распространены кровли вальмовые, которые считаются подходящими для любых климатических условий.

Как рассчитать и подобрать материалы для стропильной системы?

Расчеты материалов для 4-скатной крыши производится на основе теоремы Пифагора. Конструкция ферм представляет собой прямоугольные треугольники разной величины, поэтому, руководствуясь измерениями известных сторон, можно рассчитать и те, которые будут образованы стропилами.

Для вычисления длины диагональных стропил, проходящих от конька к углам здания, производят замеры высоты от перекрытия потолка до высшей точки конькового прогона и от опоры прогона (стойки) до угла здания. Рассчитывают по формуле: c 2 = a 2 +b 2. где а и b — измеренные расстояния. К полученному значению прибавляют 40-50 см для формирования свеса кровли.

Аналогично рассчитывают и рядовые стропила, измеряя высоту до конька и расстояние от лежня до стены дома, не забывая про дополнительные 40-50 см. Количество этих стропил рассчитывают, исходя из длины конькового прогона: шаг стропил не должен быть более 2 м, стропила парные, так как нужно делать 2 боковых ската.

Для монтажа потребуются следующие материалы:

  • 4 шт досок 15х5 см расчетной длины для диагональных стропил;
  • доска 15х5 см для рядовых стропил, длина и количество согласно расчету;
  • брус 15х15 см для мауэрлата, общая длина равна периметру верхней части стен;
  • брус 15х15 см для конька и лежня, 2 шт. длина замеряется индивидуально ;
  • брус 15х 15 см для опор конька 2 шт. высота опор индивидуальна;
  • отрезки досок и бруса меньшей длины для монтажа нарожников и шпренгелей;
  • скобы, хомуты, гвозди для крепления элементов;
  • пила циркулярная, топор, ножовка;
  • измерительный инструмент, уголок, уровень и отвес строительный.

Пиломатериал для стропильной системы подбирают ровный, сухой, без выраженной сучковатости и следов гнили.

Монтаж стропил для 4-скатной крыши

По периметру кирпичных или шлакоблочных стен выполняют пояс из железобетона. На верхнюю часть стены устанавливают опалубку, укладывают арматуру и заливают бетонной смесью, выравнивая горизонталь по периметру дома. В незастывший бетон вставляют металлические шпильки с резьбой и гайкой. Они будут служить для крепления мауэрлата, поэтому длина их должна быть достаточной, чтобы над поверхностью бетона оставались концы не менее 20 см. Бетон должен полностью застыть в течение 7-10 дней. На бетон укладывают слой рубероида для гидроизоляции. После этого можно приступать к монтажу стропильной системы.

1. В соответствии с расположением шпилек в брусе мауэрлата сверлят сквозные отверстия и укладывают его на стену, продевая шпильки в отверстия. Закрепляют гайками.

2. Точно под местом расположения конькового прогона кладут лежень — брус такой же толщины, как мауэрлат. Скрепляют их между собой скобами. В процессе укладки брусьев контролируют горизонтальность конструкции.

3. Устанавливают опоры(стойки) для конькового прогона. Отрезки бруса нужной высоты вертикально, проверяя по отвесу, крепят скобами и накладками из металла на места, размеченные в соответствии с желаемой длиной конька и углом, под которым будут наклонены вальмы: треугольные скаты на торцах крыши. Дополнительно укрепляют их укосинами в нижней части.

4. На верхние торцы стоек монтируют коньковый брус, проверяя горизонталь по уровню. Крепление производят на скобы и накладки. От тщательности установки и укрепления вертикальных и горизонтальных элементов на этом этапе зависит правильность и прочность будущей крыши.

5. Диагональные стропила монтируют в наклонном положении, опирая один конец на угол мауэрлата, а другой — на торец конькового бруса. Концы досок спиливают под нужным углом и крепят гвоздями и скобами. Для надежного крепления стропил к мауэрлату в месте сопряжения делают вырез. Крепят гвоздями и хомутами.

6. Рядовые стропила монтируют аналогичным образом, закрепляя их на коньке и мауэрлате с выбранным шагом. Нижний конец нарожника вырезают таким же образом, что и у рядовых стропил. Верхний отпиливают под нужным углом, прибивая гвоздями к диагональному стропилу.

7. Шпренгели и подкосы являются дополнительными опорами для диагональных стропил большой длины. Их установка не является обязательной.

После того, как стропильная система четырехскатной крыши смонтирована, выполняют обрешетку из доски толщиной 2-2,5 см и накрывают кровлю. Важно помнить, что от правильного монтажа стропильной системы будет зависеть срок службы крыши дома.

Статья опубликована при поддержке сайта

Источники: -29513-kak-sdelat-stropila-dlya-kryshi, -sistema/, -krysha/

Поделитесь своим мнением

Имя *

Почта *

Тект *

Основные части конструкции стропильной системы

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

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

Основные части конструкции стропильной системы

#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.

Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Технология выполнения наслонных стропил

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

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 наслонных стропил с подкосами

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 наслонных стропил с подкосами

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.