Как усилить стропильную систему двухскатной крыши

Устройство крыши гаража или дома, как и любой другой постройки, в первую очередь начинается с установки стропильной системы. Разобравшись, какая схема всей конструкции, как будет происходить строительство и какая основная задача данной детали кровли, можно начинать делать стропила своими руками. Очень важно помнить, что крыша гаража или дома постоянно подвергается «ударам» стихий (ветер, дождь, обильные снегопады). Поэтому «каркас» должен быть прочным и правильно и надежно закрепленным.

Конструкция ферм висячих стропил

1. Треугольная шарнирная арка.

Это самый простой вариант фермы висячих стропил. Арка состоит из трех элементов: две наклонные стропильные ноги, соединенные в верхней точке, и затяжка – горизонтальная балка, соединяющая стропильные ноги у основания или в середине пролета. Изготовленная из деревянного бруса или металлических стержней затяжка воспринимает распорное усилие от стропил, поэтому на наружные стены здания передаются только вертикальные нагрузки. Благодаря этому упрощается узел опирания стропильной фермы на стену: вместо мауэрлата на нее укладывают просто доску, служащую для распределения нагрузки от стропильных ног.

При устройстве мансардного этажа затяжку устанавливают на уровне основания стропил. При этом она служит опорой для междуэтажного перекрытия. В прочих случаях затяжку устанавливают выше. Тогда приходящиеся на нее растягивающие усилия увеличиваются, зато уменьшаются изгибающие моменты в пролете стропильных ног.

2. Шарнирная арка с ригелем.

Внешне эта ферма полностью идентична вышеописанной конструкции, она также представляет собой треугольник. Основное отличие заключается в способе опирания на стену. Основания стропил ригельной арки крепятся в пазах, вырезанных в мауэрлате. При этом стены помимо вертикальных воспринимают еще и распорные усилия, а затяжка (в этой конструкции она называется ригелем) устанавливается в середине пролета стропил и работает на сжатие. Узел крепления ригеля к стропильным ногам, соответственно, упрощается.

3. Шарнирная арка с подвеской.

Если ширина здания превышает 6 м, обойтись простой трехэлементной фермой довольно сложно. Во-первых, трудно найти цельный брус для изготовления затяжки такой длины. Во-вторых, слишком длинная затяжка будет провисать под собственным весом. Поэтому арку дополняют подвеской – элементом, соединяющим вершину арки и середину затяжки. Сама затяжка составляется при этом из двух элементов, соединяемых между собой болтами. Металлическую подвеску часто называют тяжем, деревянную – бабкой.

4. Шарнирная арка с подкосами.

Для того, чтобы уменьшить прогибы в стропилах, арку с подвеской усложняют добавлением подкосов – наклонных элементов, подпирающих стропильные ноги в середине пролета. Сами подкосы упирают в подвеску (бабку).

Узлы в конструкции ферм

Стропила соединяют встык или внахлест. В первом случае узел усиливают накладкой – доской или металлической пластиной, которая крепится на гвоздях. Во втором – стропила крепят одно к другому болтовым соединением.

Узел крепления затяжки к стропилам называют карнизным. Он может выполняться ортогональной лобовой врубкой с двойным или одинарным зубом, а также креплением с помощью досок или пластин.

Порядок монтажа

Из-за громоздкости конструкции монтаж висячих стропил делают на земле. Затем фермы подают на крышу в собранном виде краном, либо разбирают и поэлементно доставляют наверх, где снова собирают вручную. При монтаже висячих стропил операции производят в таком порядке:

1. Два бруса, из которых будут изготовлены стропильные ноги, укладывают на ровной площадке так, чтобы их оси пересекались под заданным углом. При этом в вершине будущей фермы один брус лежит на другом.

Читайте также:  Устройство плоских кровель различных видов

2. Подрезают нижнюю часть каждого бруса, формируя подошву стропильной ноги.

3. Подрезают брусья в области пересечения, образуя оголовок стропильной ноги, форма которого определяется принятым способом стыковки (с нахлестом или встык).

4. Устанавливают затяжку и бабку, если это предусмотрено конструкцией фермы.

5. Собранную ферму устанавливают по заранее нанесенным на мауэрлат отметкам в торцевой части крыши.

6. Проверяют правильность сборки и монтажа фермы, после чего изготавливают шаблоны для сборки остальных ферм.

7. По шаблону изготавливают вторую ферму и устанавливают ее на противоположном торце.

8. Между установленными фронтонными фермами натягивают контрольный шнур.

9. При помощи шаблона собирают оставшиеся фермы и устанавливают их по отметкам на мауэрлате. Ориентируясь на контрольный шнур, подкладками регулируют высоту ферм, а их вертикальность контролируют проверкой расстояний между основанием и вершинами соседних ферм.

Монтаж стропильной системы для крыши дома, имеющей один скат

Виды односкатных стропильных систем.

Если предполагается такое строительство кровли гаража или дома, то стропильная система легко собирается своими руками, поскольку это не потребует от “самоделкина” особенных умений и знаний. В первую очередь нужно правильно рассчитать перепад между стенами дома для уклона ската крыши (для местности, в которой часто бывают обильные снегопады, допустимо значение 45 градусов). Для этого применяется формула Н = Ш × tgL, где:

  • Н – перепад между стенами дома;
  • Ш – расстояние между несущими стенами гаража;
  • L – угол ската кровли.

После того как правильно заготовлено необходимое количество стропил (в основном для гаражных строений нужно сделать шаг 60-70 см) и покрыто антисептическими средствами, можем начинать монтаж основных элементов конструкции.

Элементы висячих стропил и факторы, влияющие на их выбор

Жилые дома, в основном, имеют в своей конструкции внутренние опорные несущие стены, поэтому применение висячих стропил в них, напрямую связанно с будущим обустройством мансарды. Висячая стропильная система, по сравнению с наслонной, является более сложной. Сложна операция изготовления не только самих стропил, но и монтаж их на стену. При использовании наслонных стропил узлы конструкции собираются вручную из легких элементов. В случае с висячими стропилами, собранная, громоздкая конструкция подается на крышу краном, либо разбирается внизу, подается вручную наверх и собирается заново.

Простейшая стропильная ферма представляет собой треугольник, состоящий из двух стропильных ног, упертых друг в друга и затяжки. Получившаяся конструкция – распорная, но на наружные стены сооружения распор не передается ввиду его нейтрализации затяжкой. Таким образом, в висячей стропильной системе, на стены сооружения передаются только вертикальные усилия, горизонтальные отсутствуют, что делает конструкцию узлов опирания на стены достаточно простой.

Затяжка сооружается либо из деревянных брусьев, либо из металлических планок, а месторасположение зависит от типа кровельной конструкции. Например, при возведении крыши мансардного типа затяжки устанавливаются у основания стропильной конструкции и являются балками перекрытия. Мауэрлат в такой системе не является необходимой частью конструкции. Он может заменяться доской, которая кладется на гидроизоляционную основу, и служит для выравнивания стропильных ферм относительно горизонта, а также для предотвращения смятия древесины в районе узла опирания фермы.

Перед началом проектирования висячей стропильной системы необходимо учитывать следующие важные факторы:

  • климатический регион, сюда входит учет снеговых и ветровых нагрузок, а также общее количество атмосферных осадков;
  • вид кровельной системы (односкатная, двухскатная, шатровая, вальмовая и т.д.);
  • угол наклона ската крыши;
  • вид кровельного перекрытия (шифер, металлочерепица, профнастил и пр.).

Зная вышеперечисленные факторы нагрузок, рассчитывается сечение стропильных ног и ширина пролета висячих стропил. Устройство висячих стропил во многом зависит от применяемой конструкции и характеризуется наличием дополнительных элементов таких как: подкосы, ригели и бабки.

Читайте также:  Материалы для софитов и их монтаж на карниз крыши

Конструкция висячих стропил во многом зависит от длины пролета в сооружении и наличия или отсутствия мансардного помещения на чердаке.

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.

Как сделать висячие стропила своими руками

При возведении крыши важнейшую роль играет правильный выбор кровельной конструкции.

В ходе эксплуатации на эту конструкцию будут воздействовать различные временные и постоянные нагрузки. Чтобы крыша была надежной и прочной, необходимо грамотно выполнить расчет и установку стропильной конструкции.

Основу кровельной конструкции составляют стропила, которые могут быть висячими и наслонными. Висячие стропила применяют в тех случаях, когда у здания отсутствуют внутренние несущие стены. В такой конструкции вся нагрузка идет на внешние несущие стены.

Правила монтажа системы висячих стропил

Порядок установки висячих стропил, условно, разбивается на следующие пошаговые операции:

  1. Вырезаются запилы на правом и левом стропиле для устойчивого и надежного крепления к мауэрлату
  2. Правая и левая стропилины помечаются условными метками в зависимости от их будущего расположения
  3. В верхней части соединяются стропила, ранее выбранным способом (внахлест, встык) либо к коньковому прогону с помощью: металлической пластины, доски, фанеры
  4. После установки двух первых стропильных ног и проверки точности их монтажа, делаются шаблоны для правых и левых стропилин
  5. Вторая пара стропильных ног подготавливается на земле, при помощи ранее сделанных шаблонов
  6. Устанавливается вторая пара на другом краю сооружения
  7. Между полученными, фронтонными парами, протягивается бечевка для контроля уровня остальных стропил
  8. Оставшиеся стропильные пары, устанавливаются на расстоянии, предусмотренным проектом
  9. Высота стропильных ног регулируется ранее натянутой бечевкой и если ее не хватает, то возможно использование деревянных подкладок
  10. Расстояние между стропилами снизу регулируется по разметке на мауэрлате, а вверху, по разметке на временной доске

При достаточно большом расстоянии между наружными стенами монтаж висячих стропил происходит с помощью затяжки для придания устойчивости конструкции. Расстояние между затяжками должно равняться расстоянию между стропилами и его необходимо постоянно контролировать. Чтобы не произошла деформация затяжки под собственным весом, ее следует закрепить с коньком стропильной пары. Такую процедуру необходимо провести с каждой стропильной парой.

Соблюдение порядка монтажа висячих стропил и правильный выбор схемы конструкции, обеспечат крыше необходимую долговечность, прочность и устойчивость.

Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов

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.

Стропильная система крыши частного дома: устройство и монтаж

Крыша здания защищает его от холодов, дождя и ветра. Это такой же важный элемент, как наружные стены и фундамент. Стропильная система является несущим каркасом крыши. Она берет на себя все нагрузки: от конструкций, от снега и ветра. Чтобы не возникло проблем при эксплуатации, конструкция крыши дома должна быть прочной и надежной. Монтаж стропильной системы своими руками стоит выполнять только после тщательной подготовки и изучения всей необходимой информации.

Части конструкции

Схема стропильной системы включает в себя множество элементов. Чтобы понимать чертежи и правильно воспринимать информацию, нужно знать хотя бы основные из них. Итак, из чего состоит крыша?

Главные крепления стропильного каркаса крыши

Чтобы знать, как правильно делать каркас кровли, нужно понимать, какие есть основные узлы стропильной системы. Основные узлы следующие:

  1. Узел крепления к балке. Стропильную ногу необходимо прикрепить к балке с помощью зуба с шипом (в стропиле) и гнезда (в балке). При этом гнездо должно иметь глубину, которая будет составлять 25-30% от объема балки. Если речь идет о крыше с углом наклона в менее чем 35°, используется узел с двумя шипами. Для создания конструкции применяются металлические шурупы, гвозди, уголки, болты, а также деревянные косынки, шипы и брусья.
  2. Узел крепления к мауэрлату. Для крепления делается запил, или седло на стропиле, далее соединение фиксируется с помощью гвоздей, скоб и проволоки. Два гвоздя скрещивают между собой, а между ними по центру забывают третий. Так происходит крепление стропил двухскатной крыши и мауэрлата.
  3. Узел конькового соединения. Можно крепить встык, внахлест и на коньковой брус. Чаще всего это делают внахлест, в этом случае стропильные ноги соприкасаются между собой не торцами, а плоскостями. Крепление происходит при помощи шпильки, гвоздей или болта.

узел крепления к балке

узлы крапления к мауэрлату и коньку

Видео с ошибками при строительстве стропильной системы. Так строить нельзя:

Крепление стропил к коньку

Данный способ соединения стропильных ног также обладает своими особенностями. Самые распространенные способы крепления:

  • соединение встык;
  • крепление через прогон (коньковый брус);
  • метод внахлест;
  • крепление к коньку.

Соединение ног между собой встык представляет собой самый простой и надежный способ монтажа. При этом верхний край каждой из стропил срезается под определенным углом, в зависимости от величины наклона ската. После этого противоположные доски соединяются местами среза при помощи гвоздей (как минимум по 2 шт. размером 150 мм и более).

Кроме того, такое соединение можно дополнительно укрепить металлическими либо деревянными накладками. Изделия из дерева фиксируются гвоздями с обеих сторон стропил по образовавшемуся «шву». В отношении металлических накладок лучше использовать болты.

Метод крепления стропил к стене внахлест еще более прост в реализации, поскольку нет необходимости что-либо срезать. Стропильные доски соединяют друг с другом, расположив боковые поверхности внахлест. Сама фиксация выполняется шпильками с шайбами либо при помощи болтов.

По исполнению соединение через сам конек напоминает метод встык, но здесь есть небольшая разница. Верхняя часть стропил также срезается под определенным углом, однако соединяются они не друг с другом, а крепятся к коньковому брусу.