Как выполняется установка стропил?

Содержание

Распорные стропила без подкосов

В этом случае стропила опираются на несущие стены и передают им распор. Поэтому такие системы нельзя применять для домов, стены которых выстроены из газобетона. Газобетонные блоки совершенно не противостоят изгибу и разрушаются при распорных нагрузках. А другие материалы, например, кирпич или бетонные панели, легко выдерживают такие нагрузки и не деформируются.

Распорная система стропил требует наличия жестко закрепленного мауэрлата. Причем, чтобы выдержать распор, прочность стен должна быть высокой. Или же по верху стен должен идти неразрывный железобетонный пояс.

Для распорных стропил используют те же, рассмотренные выше для безраспорных систем, варианты креплений. Но с одним нюансом: все имеющиеся скользящие крепления (ползуны) заменяют на шарнирные с возможностью поворота. Для этого к низу стропилины прибивают опорный брус или делают врубку зубом в мауэрлат. Шарнирное крепление в коньковом узле выполняют, наложив стропила друг на друга и скрепив их гвоздевым боем или болтом.

Распорная конструкция – это нечто среднее между наслонными безраспорными и висячими системами. Коньковый прогон в них еще используется, но он уже не играет значительной роли. Ведь стропила уперты нижними краями в стены, а верхними краями – друг в друга. При просадке стен или прогибе конькового прогона под собственным весом, прогон перестает работать вообще. По своей сути такие стропила становятся висячими.

Для повышения устойчивости системы в нее включается схватка, которая работает на сжатие. Она частично, хоть и в небольшой степени, снимает распор на стены. Для того, чтобы схватка сняла распор полностью, она должна соединить нижние края стропильных ног. Но тогда она станет уже не схваткой, а затяжкой.

Также уменьшает распор установка жестко зафиксированного конькового прогона.

Подготовка к монтажу

Прежде чем поставить стропила, их следует подготовить к монтажу. Для этого проделывается следующая работа:

Первым делом следует проверить качество материала. Стропила должны быть ровными, без следов плесени. Также материал должен обладать определенной влажностью, которая должна составлять 10-15 процентов;
Стропила изготовлены из древесины. Данный материал «боится» плесени, влаги, насекомых и огня. Поэтому, перед тем как ставить стропила на двухскатную крышу, их следует обработать. Для этих целей используются специальные пропитки. Чтобы стропила хорошо пропитались, их желательно предварительно очистить от пыли и грязи;
Также следует подготовить и крепежные приспособления. Чаще всего чтобы установить и закрепить стропила на двухскатной или другой крыши используют гвозди. Кроме того, дополнительно можно применять металлические скобы, специальные планки и стальную проволоку.

Ну и конечно нельзя обойтись без инструментов. В первую очередь – это обычный набор плотника. Также понадобится электро- или бензопила. Чтобы поставить стропила вам придется передвигаться по крыше. Поэтому, между балками перекрытия нужно расположить доски. Также нельзя забывать про безопасность. Лучше всего для монтажа стропил использовать строительные леса, если их нет, то применяют лестницу достаточной высоты и прочности.

Что лучше — бревна, брус или доски?

Стропильная система обязана быть прочной, но не тяжелой. Конечно, для несущей основы кровли крупных промышленных зданий и многоэтажек, приходиться использовать металл или железобетон. А для обычных частных домов – это ненужное излишество. Стропила в этом случае делают деревянными – из досок, бруса (обычного или клееного), бревен.

Бревна используются редко, исключительно для срубов. Этот материал слишком увесистый, требующий от плотника высокого профессионализма и способности выполнять сложные врубки в местах креплений.

Брус – самый лучший вариант, из которого можно смонтировать прочные и долговечные стропила. Единственный недостаток бруса – высокая цена.

В качестве замены брусу часто используют более дешевые доски, толщиной минимум 40-60 мм. В список их преимуществ также можно включить небольшой вес, удобство в монтаже и высокий запас прочности.

К выбранному пиломатериалу предъявляют следующие требования:

Минимально допустимые сорта древесины — 1-3. Наличие сучков допускается в небольшом количестве (лучше обойтись вообще без них!), не более трех сучков, высотой до 3 см, на 3 м.п. Трещины также допустимы, но они не должны пронизывать древесину насквозь, их длина не может превышать половину длины материала.
Допускается использовать высушенную древесину с влажностью до 18-22%. Если эти показатели будут выше, стропила, по мере высыхания, могут потрескаться или выгнуться и потерять свою форму.
Несущие части стропильной системы выполняют из материала, толщиной от 5 см, шириной от 10-15 см.
Длина элементов из хвойных пород — до 6,5 м, а из твердых лиственных – до 4,5 м.
Все деревянные части стропил, до начала эксплуатации, должны быть обработаны защитными составами, предотвращающими их гниение, возгорание и повреждение насекомыми-древоточцами.

Что влияет на выбор размеров и способов крепления стропилин

Очень важный момент. Задача любой фиксации – обеспечение устойчивости узла соединения, при этом он может быть неподвижным или иметь одну или несколько степеней свободы. Этого невозможно достичь без знания нагрузок, влияющих на стропильные ноги. Нагрузки могут быть постоянными и временными, динамическими и статическими, однонаправленными и разнонаправленными.

Постоянные вертикальные усилия. Возникают из-за воздействия кровельных и утеплительных материалов крыши. В связи с тем, что стропильные ноги располагаются под углом к вертикальной силе, на них воздействуют изгибающие и распирающие нагрузки. Величина сил определяется после построения эпюры, на основании конкретных изгибающих и распирающих усилий выбирается толщина и ширина досок для стропилин. Крепления должны предупреждать расползание стропильной системы.

Переменные вертикальные усилия. Появляются зимой, величина зависит от высоты снежного покрова.

Поднимающие ветровые усилия. В результате порывов ветра на крышу воздействуют подъемные силы. На размеры стропильных ног влияния не оказывают, усилия учитываются только при выборе типа фиксации, она должна предусматривать и удерживать такие нагрузки.

Боковые усилия. Величина зависит от парусности кровли. В результате порывов ветра на стропильную систему воздействуют боковые усилия

Они увеличивают нагрузки на изгиб и на отрыв. Эту особенность также нужно принимать во внимание во время изготовления и установки стропильных ног.

Нагрузки, действующие на несущую конструкцию скатных крыш

Есть варианты жестких креплений стропильных ферм, для этого используются металлические пластины, уголки, саморезы и гвозди.

Варианты жестких креплений стропильных ферм

Иногда требуется применять плавающие соединения стропилин для компенсации изменения размеров деревянных домов. Для плавающих соединений применяются специальные крепежные элементы и болты. Вторые позволяют стропильным ногам в верхней части немного поворачиваться.

Плавающее соединение

Еще один пример свободного соединения стропилин – скользящее. Используется на деревянных срубах и дает возможность компенсировать естественную усадку дома.

Скользящая опора для стропил

Расчет шага стропил

Через какое расстояние ставят стропила? При проектировании стропильной системы этому вопросу уделяется особое внимание. От сечения стропил и шага их установки зависят прочностные характеристики кровельной системы

Шагом стропил называется расстояние между соседними стропильными ногами. Минимальный шаг стропил составляет 60 см, максимальный – более 1 метра. Упрощенный вариант расчета шага стропил подразумевает использование таблицы:

Длину ската по карнизу необходимо разделить на выбранный в таблице шаг стропил, затем к полученному значению прибавить единицу и округлить до целого числа в большую сторону. Получившийся результат обозначает необходимое количество стропильных ног на один скат. Затем длину ската по карнизу следует разделить на вычисленное количество стропильных ног – итоговое число соответствует значению межосевого расстояния между стропилами.

Данная расчетная методика является общей, она не учитывает специфику кровельных покрытий и тип используемого утеплителя. Если предполагается укладка рулонного или плитного теплоизолятора, шаг стропилин рекомендуется подогнать под размер материала. При этом следует учесть, что ширина ватного утеплителя должна быть на 1-1,5 см больше, чем пролет между стропильными ногами.

Подготовка материала

Установка стропил своими руками требует не только знания технологии процесса, но и правильной подготовки деревянных элементов системы к монтажу. Стропила выполняются из обрезной доски или бруса, сечение пиломатериала подбирается на этапе проектирования крыши. Дерево не должно иметь трещин, червоточин и других повреждений.

Деревянные элементы требуется обработать огнезащитными и биозащитными составами. Перед тем, как приступить к монтажу, необходимо определиться со способом крепления стропил к мауэрлату или балкам, с видом конькового соединения. В соответствии с проектом подбираются металлические и деревянные крепежные элементы, в том числе:

пластины (из металла или дерева);
болты или шпильки с гайками и широкими шайбами;
гвозди, саморезы, скобы и т.д.;
проволока-катанка.

Виды стропил и особенности их установки

При возведении крыши дома используются висячие или наслонные стропила. В некоторых случаях могут использоваться комбинация из тех и других. Висячие опираются только на стены строения, а наслонные требуют установки дополнительных опорных конструкций, поэтому данный вариант в первую очередь применяется при наличии средней несущей стены либо опорных столбов внутри коробки здания.

Наслонные стропилины нижней частью упираются в мауэрлат, соответственно, стены сооружения должны иметь достаточную ширину для монтажа специальной опорной конструкции из бруса сечением 150×150 мм. Верхняя часть наслонных стропил опирается на коньковый прогон. Таким образом, установка стропил крыши требует монтажа прогона, для чего на средней стене или столбах следует смонтировать стойки.

Висячие стропила опираются только на стены. Данную конструкцию можно монтировать как на мауэрлат, так и на тонких стенах без укладки мауэрлата. В этом случае опорой для нижней части ног служат балки перекрытия, выступающие за плоскость стены с обеих сторон здания. Висячие стропила соединяются перемычкой (затяжкой, ригелем) которая снимает распирающие усилия. При перекрытии больших прогонов стропильные фермы усиливаются дополнительными элементами для усиления жесткости конструкции. При установке висячих стропил на мауэрлат, низко расположенная затяжка может служить балкой перекрытия.

Что такое вальмовая крыша

Кровли из четырёх скатов, два из которых, расположенные напротив друг друга, имеют форму трапеции, а два остальных — треугольника, называются вальмовыми. Вальма — это треугольный скат.

Вальмовая крыша состоит из четырёх и более скатов в форме обычного или усечённого треугольника

Крыши такой конструкции получили довольно широкое распространение в современном загородном строительстве. Кроме удобства и функциональности, они просто красивы. Воспользовавшись таким архитектурным решением даже в самом простом варианте, можно сделать своё жилище изысканным.

Плюсы и минусы вальмовой крыши

Как у всякой строительной конструкции, у вальмовых кровель имеются свои положительные и отрицательные качества.

К положительным сторонам вальмовых кровель относят:

Способность переносить значительные ветровые нагрузки за счёт увеличенного угла между скатами.
Высокую прочность, позволяющую выдерживать значительные снеговые нагрузки.
Возможность устраивать широкие карнизные свесы по всем сторонам здания. Они эффективно защищают стены и фундамент здания от осадков.
Красоту и изящество. Вальмовые крыши визуально скрадывают высоту здания с мансардным помещением.

Имеются и отрицательные моменты при использовании вальмовых кровель:

Высокая сложность конструкции стропильной системы. Это затрудняет расчёты и приводит к удорожанию работ по их изготовлению.
Уменьшение размеров подкровельного пространства за счёт большого угла между скатами. Из-за этого мансардное помещение в таких домах получается маленьким.
Возможность проникновения влаги через мансардные окна. Этого можно избежать, если укрыть их на время непогоды плёнкой, но такой приём крайне неудобен.

Главным отрицательным фактором вальмовой кровли считается высокая сложность стропильной системы, доступная только опытным мастерам. Этим же объясняется и высокая стоимость изготовления четырёхскатных крыш.

Особенности конструкции

Опорами для стропил вальмовой крыши являются мауэрлат и коньковая балка. Кровельный скелет состоит из следующих деталей:

Опорное основание (мауэрлат). Его изготавливают из бруса 100х150 или 150х150 мм в зависимости от конструкции здания. Укрепление рамы мауэрлата в горизонтальной плоскости производится установкой четырёх укосин, придающих конструкции необходимую жёсткость.
Стойки. Они устанавливаются на центральной оси перекрытия вдоль его длинной стороны и укрепляются временными подпорками. Затем на них крепится коньковый брус. Высота стоек зависит от выбранного угла наклона скатов. Чем меньше угол между стропильными ногами, тем выше стойки.
Коньковый брус. Это верхняя горизонтальная перекладина, лежащая на стойках и служащая опорой для всех стропил.
Основные стропила. Они опираются на мауэрлат и коньковый брус и закрепляются на этих деталях с применением специальных пластин из оцинкованной стали.
Диагональные или накосные стропила. Идут от концов конькового бруса к углам здания. После установки всех диагональных стропил можно демонтировать временные крепления стоек.
Нарожники. Закрепляются нижним концом к мауэрлату, а верхним — к накосному стропилу. Применяются для продолжения плоскости основных скатов. Расстояние между ними такое же, как между стропилами.
Шпренгели. Идут от укосин мауэрлата к диагональным стропилам и обеспечивают усиление несущей способности кровли.
Подкосы. Нужны для того, чтобы усилить сопротивляемость кровли ветровым нагрузкам. По теории их рекомендуется устанавливать с той стороны здания, где находится «роза ветров». Но на практике подкосы ставят со всех сторон.
Обрешётка. Выполняется по внутренней поверхности стропильных ног и формирует основание под кровельный пирог.

Описанное устройство стропильной системы применяется при прямоугольной форме каркаса здания. Если же дом квадратный, стропильная система строится таким же образом, но установка конькового прогона не производится, поскольку все скаты сходятся в одной точке. Такая крыша называется шатровой.

Способы крепления стропильных балок

Как закрепить стропила на двухскатной крыше? Как сделать это правильно? Существует несколько популярных способов, помогающих закрепить стропила к мауэрлату, а именно:

Наиболее распространенным является метод врубки. Такой способ установки стропил является прочным и жестким, поэтому его применяют только в том случае, если двухскатная крыша монтируется на дом из кирпича, блоков и прочих подобных материалов. Вам предстоит поработать пилой или топором. На нижнем конце стропила делается врубка, которая по форме точно подходит под рельеф мауэрлата;
Еще один жесткий метод подразумевает нашивку опорного бруска. Такой метод фиксации стропил разумно использовать для двускатных крыш небольших хозяйственных построек. Для его исполнения понадобится одна толстая доска длиной около метра или две тонких. На них делается выпил с конфигурацией мауэрлата. После этого доски просто нашиваются сбоку стропил;
Закрепить можно и подвижным методом. Он часто применяется в деревянном строительстве. Такой способ позволяет «гулять» стропилам пока сам дом дает усадку. В этом случае применяются дополнительные приспособления. Одна часть скользящей опоры монтируется на стропила, а другая на мауэрлат. Такой способ применяется только в наслонных системах, когда в верхней части крыши имеется дополнительная опора в виде конькового прогона.

Кроме крепления стропильных балок в нижней части, их следует соединить и в верхней точке. Существует несколько типов фиксации. Самый просто способ – встык. Под нужным углом верхние концы стропильных балок отпиливаются так, чтобы они точно совпадали друг с другом. Затем они соединяются и скрепляются гвоздями и металлическими пластинами. Такой способ не очень надежный, поэтому применяется для двухскатных крыш небольших строений.

Самым надежным вариантом считается в полдерева, который лучше применяется, если для используется стропильный брус. На сопряженных концах делается вырубка на половину толщины. Далее они соединяются друг с другом и закрепляются гвоздями, хомутами или металлическими элементами.

Если двухскатной крышей покрывается деревянный дом, то верхние концы стропил нужно соединять подвижным способом. В этом случае их соединяют шарнирами. Это не даст стропильной системе покоробиться во время усадки стен из бревен или бруса.

Конструкция вальмовой крыши

Для того чтобы разобраться в устройстве вальмовой крыши, необходимо понимать, по какому принципу возводят такую конструкцию. Такая кровля состоит из четырёх сторон, две из которых имеют форму треугольника и называются вальмами, и две стороны в форме трапеции. Для понимания того, как образуется такая конструкция, представьте себе устройство двухскатной крыши, фронтоны которой как бы наклонены внутрь дома. Аналогом таких «упавших» фронтонов в вальмовой крыше как раз и являются вальмы.

При монтаже вальмовой крыши пользуются определёнными правилами:

При постройке вальмовой крыши стоит обратить внимание на древесину. Для стропил и коньковой системы берут брус одинакового сечения.
Центральные стропила упираются как в верхний конец обвязки, так и в коньковую доску.
При строительстве вальмовой крыши делают центральные стропила, которые крепят к краям коньковой доски.
Промежуточные элементы делаются более крутыми, чем угловые. Соответственно размер доски для стройки должен составлять не менее 50*150 мм.

Соответственно размер доски для стройки должен составлять не менее 50*150 мм.

Способы крепления стропилин

Эти детали конструкции могут быть закреплены двумя методами.

Болтом и хомутом, где в этом случае торцевая часть стропилины срезается, а сама она ставится на балку в том месте, где изготовлена выемка. Скрепление отдельных элементов производится при помощи болтов. Соединяются они так, что место крепления находится перпендикулярно верхней части стропилины. Иногда для соединения используются системы хомутов.
Двойным зубом. Метод применим в случае, если наклон ската кровли относительно горизонтали менее или равен 35 градусам. В этом случае на балке делаются два упора, в стропильной ноге делается специальное отверстие, а на месте крайнего упора на балке вырезается шип. По размерам эти элементы должны соответствовать друг другу.

Пример установленной стропильной ноги

Что это такое?

Стропила – это основной несущий элемент скатной крыши, который принимает на себя основную нагрузку, испытываемую этой конструкцией. Система стропил бывает двух типов – висячей или наслонной. Выбирать между ними приходится, исходя из того, имеются ли внутренние стены в строящемся сооружении, которые могут служить опорой для частей крыши. Система висячих стропил применяется, если таких стен нет, и здесь опорой будут служить лишь внешние стены строения. То есть центральной опоры как таковой эти стропила не имеют и опираются с одной стороны на стену, с другой – на противоположно расположенное стропило. Крепление отдельных элементов производится при помощи прорезных шипов, гвоздей, анкеров или пластин из металла.

Висячие стропила разной длины

Висячие стропила обычно используются для покрывания пролетов шириной 7-10 м. Сфера применения может быть различной – такая система применяется для сооружения кровель на складах, промышленных зданиях, жилых домах.

Кровля, выполненная с висячими стропилами

Система с висячими стропилами

Несмотря на то, что такие стропила устанавливаются под уклоном, они не действуют на стены как распорки – передают только вертикальные нагрузки. Этого удается достичь благодаря использованию растяжек, изготовленных из бруса, располагаемых в основании кровли.

Висячие стропила с затяжкой

Стропильные элементы изготавливаются из бруса, досок или бревен, металла. В обязательном порядке перед началом монтажных работ материал должен быть обработан специальными защитными составами, которые обеспечат дереву длительный срок службы. Они защитят его от грибка, плесени. Если обработать материал противопожарными составами, то дом обретет дополнительную защиту от возгораний.

Параметры стропильной системы двускатной кровли всегда ориентируются на конкретные условия эксплуатации

В начале о самой конструкции

Монтаж стропильной системы проводится в определенной последовательности. Чтобы знать, как выполнить работу, необходимо вначале познакомиться с самой конструкцией. Стропильная система крыши состоит из следующих основных элементов:

Самым нижним «ярусом» стропильной системы служит мауэрлат. Он представляет собой деревянный брус, расположенный по всему периметру здания. Мауэрлат служит двум целям. Во-первых, он равномерно распределяет нагрузку от стропильной системы на стены дома. Во-вторых, мауэрлат позволяет выровнять основу по горизонтали;
Стропильные пары – основной элемент всей системы. Именно он берет на себя все нагрузки, а также соединяет другие компоненты;
Прогон. Представляет собой деревянную балку. Чаще всего он устанавливается вверх, у конька и соединяет стропила. Также в ряде случаев делают установку прогона снизу. В этом случае он служит дополнительным скрепляющим элементом стропильных ног;
Затяжка. Ее в обязательном порядке используют в двухскатной стропильной системе. Затяжка скрепляет между собой нижние концы каждой пары. В ряде случае элемент может находиться в верхней части стропильного треугольника;
Подкосы, стойки. Элементы служат дополнительной опорой для стропильных ног;
Кобылка. Дополнительный элемент. Монтаж кобылки необходим для того, чтобы удлинить стропила для свеса.

В стропильной системе есть как обязательные, так и не обязательные компоненты. Например, мауэрлат. Его используют практически всегда, исключение составляют дома из деревянного бруса. Тут без элемента можно обойтись. В этом случае роль мауэрлата будет выполнять верхний брус.

Некоторые специалисты в стропильную систему включают и обрешетку. Данная конструкция служит опорой для кровельного материала. В ряде случаев требуется сплошная, а в других разряженная обрешетка. Первый вариант используется при мягкой кровле.

От чего зависит шаг между стропилами?

Итак, расстояние между стропилами определяется такими важными факторами, как:

Форма крыши (двускатная, односкатная или многоскатная).
Угол наклона крыши.
Параметры бруса, который используется для изготовления стропил (ширина, толщина).
Конструкция стропильной системы (наслонная, висячая или скользящая).
Совокупность всех нагрузок на крышу (вес покрытия, атмосферные осадки и др.).
Материал обрешетки (доска 20х100 или брус 50х50) и ее параметры (сплошная из дерева, с пробелами 10 см, 20 см или сплошная из фанеры).

Каждый из этих параметров нужно непременно принимать во внимание

Способы соединения стропил

Древесина прекрасно поддается обработке. Именно поэтому, конечно кроме всех остальных преимуществ, ее и выбирают при возведении крыши. Из-за легкости обработки существует множество способов соединения деревянных элементов. Прежде чем начать монтаж стропил, стоит знать, как их можно крепить между собой, наращивать и соединять с другими компонентами системы.

Для выполнения этих задач можно использовать следующие варианты:

если надо нарастить стропила выполненные из досок перед установкой, то применяют сплачивание. При этом под местом стыка обязательно должна находится опора. При таком методе концы досок накладывают друг на друга на расстояние минимум в 20 процентов от длины всего пролета. После этого их скрепляют в шахматном порядке гвоздями или болтами;
при наращивании брусчатых стропил перед их установкой используют либо метод косого прируба, либо способ под название лобовой упор. Первый вариант считается более надежным. При нем делается косой сруб с обоих концов бруса. После чего он стыкуются и закрепляются между собой гвоздями или болтами. При втором варианте части стропил соединяются торцами, а место стыка укрепляется накладками;
при креплении стропил к мауэрлату используются разные способы. Самым надежным считается жесткий. Такой способ выбирается при наслонной системе. Внизу стропил перед их установкой делается запил. Его размеры должны быть таковыми, чтобы он совпадал с формой мауэрлата. После установки место стыка закрепляется гвоздями, и усиливается скобами или уголком;
монтаж можно проводить и скользящим методом. Таким способом следует установить стропила в деревянных домах. У таких строений первые годы происходит усадка. Скользящий метод установки стропил не даст им коробиться и трескаться. Для такого способа используют специальные крепления, а именно скользящие опоры для стропил.

Существуют и другие методы, как ставить стропила на мауэрлат. Каждый конкретный вариант имеет свои плюсы и минусы. Но кроме мауэрлата, стропила нужно закрепить и между собой. Это делается в верхней части у конька крыши.

Тут также существует множество способов. Монтаж можно проводить с использованием болтов, пластин, шарниров или с применением врубки.