Висячие стропила без затяжки или наслонные: какую систему выбрать?

Варианты стропил

Стропила — основа крепления кровли. По устройству различают три вида:

Висячие стропила без затяжки считаются одними из наиболее надежных элементов, применяемых в строительных работах. Каждая из этих систем имеет свои структурные особенности. Проведение точных расчетов позволит создать устойчивую и долговечную конструкцию.

1. Висячие стропила.
2. Висячие фермы, оборудованные шпалами.

Наслонного типа

В сооружениях, имеющих ещё несколько рядов стен, служащих, кстати, в роли вспомогательных опор, чаще всего используется наслонная стропильная система.

Если в наличии имеется пара вспомогательных компонентов, имеющих возможность применяться в роли опоры, здание в своих размерах может достичь 17—19 метров. Главное, делать не больше 8 метров пространства между соседними опорами. До 120 сантиметров величины порой достигает стропильный шаг, главное, правильно провести расчёты и учесть все необходимые особенности.

Нижние части такого вида обладают опорой, состоящей из подстропильных брусьев. В том числе вкупе с ними используется мауэрлат.

Чтобы разделить опорные стойки и прогоны, о которых также не стоит забывать, используют подкосы. Их главная функция заключается в том, что они выполняют разгружающую и поддерживающую функцию, в том числе и для ног стропильной системы, увеличивающих размер сооружения. Они сами имеют больший размер, чем обычный коэффициент пиломатериала, и их нужно собирать.

Висячая система

Висячие стропила кардинально отличаются от наслонных. Их нижние концы занимают опорные стены. Стропильные ноги этой системы нагружены в двух частях всей монтируемой системы.

Нагрузки от висячей конструкции распирают стены, которые имеют опорный характер.

В роли использованного материала с целью затяжек применяют дерево либо сплавы. Для того чтобы это всё расположить, в основном избирается линия в комфортной высоте. А также принимайте во внимание, что крепление к стропильной системе зависит от высоты расположения затяжки.

Наслонный тип чаще всего применяется для того, чтобы была возможность обустроить двускатные кровли над сооружениями. Их стены длиной должны быть не больше 5—6 метров.

Основные компоненты

Конструкция висячих стропил напоминает равнобедренный треугольник. Его основание равно ширине дома. В такую стропильную систему крыши входят следующие основные элементы:

• мауэрлат – основание крыши. Этот элемент используется как в висячих, так и в наслонных конструкциях. Мауэрлат представляет собой мощный деревянный брус, уложенный на верхней части стен по всему периметру. Этот элемент необходим для того, чтобы нагрузка от висячей стропильной системы равномерно передавалось на фундамент;
• ноги стропил – это основной элемент конструкции. Их устанавливают попарно. Одна стропила с одной стороны дома, другая с противоположной;
• затяжка. Этот элемент крепится к нижнему краю каждой стропильной пары. Именно затяжка является нижней гранью равнобедренного треугольника висячей стропильной системы.

Это основные элементы конструкции. Любая крыша с висячими стропилами без них не обходится. Кроме этого, в зависимости от конструкции, могут использоваться и другие элементы. Например, для усиления крепления пар стропил друг к другу и для снятия нагрузки на растяжку используется ригель. Этот элемент представляет собой небольшой деревянный брус или доску. Ригель устанавливается в верхней части треугольника висячих стропил и представляет собой разновидность приподнятой затяжки.

Также система может быть оснащена «бабкой». Этот элемент крепится верхней частью к коньку, а нижней к затяжке. Бабка нужна для того, чтобы предотвращать распирание несущих наружных стен от нагрузок, которые им передают пары стропил. Элемент применяется в тех случаях, когда скаты имеют большую длину.

Часто конструкцию крыши с висячими стропилами дополнительно укрепляют подкосами. Эти элементы представляют собой подпорки расположенные горизонтально. Их главная цель – это поддерживать висячие стропила в верхней и средней их части. Подкосы служат для того, чтобы избежать прогибов. Их часто используют в тех случаях, когда стропила имеют большую длину.

Конструкция и узлы

Наслонные стропильные системы обладают достаточной долговечностью благодаря тому, что их эксплуатация происходит под действием различного вида проветривания, например, сквозного. Это препятствует возможности загнивания деревянного материала. Устройство выполнено очень просто. И это играет значительную роль.

Пришло время рассмотреть, на какие конструкционные составляющие разбивается система наслонных стропил:

• неотъемлемой частью структуры служит стропильная нога;
• применяются, конечно, подстропильные компоненты;
• не забываем про обрешётку.

Такая система, используемая при строительстве крыши с одним скатом, в своём строении обладает сооружениями, которые разносторонними концами упираются в противоположные стенки. Когда крыша уже с двумя скатами, стропильная система будет состоять из нескольких стропильных ног, упирающихся разными своими сторонами на погон и стойки.

Нельзя увеличивать размер пролёта, так как может случиться прогиб, а может и произойдёт вырывание стропильной ноги. Чтобы это не произошло, применяют специальные компоненты, носящие название стойки и подкосы. Применяются такие компоненты также, когда есть необходимость состыковать стропила, состоящие из небольшого количества досок, чтобы конструкция имела ещё большую стабильность.

Специализированные наслонные стропила подразделяются на два разных вида:

1. безраспорную;
2. распорную.

Условия создания распора на стенку определяются с помощью узлового распирания.

Общая характеристика висячих стропил

Стропила являются неотъемлемой частью кровельной конструкции. Они выполняют роль каркаса крыши, на который крепится обрешетка и кровельный материал.

Существует два типа стропил: висячие и наслонные. Их отличие состоит в условии применения. Если здание не имеет внутренние несущие стены, то используются висячие стропила. В таком случае стропила опираются на бока здания. Ширина пролета при использовании висячей стропильной системы должна составлять от 6 до 10 метров.

Следует отметить, что висячие стропила не создают горизонтальные нагрузки, а работают только на сжатие и изгиб. Вся нагрузка в этом случае передается на стены. Для уменьшения распирающего усилия на стены применяется растяжка.

Этот элемент соединяет стропильные ноги и не позволяет им разъехаться в разные стороны. Растяжки могут быть составными либо цельными. Сращивание брусьев при изготовлении составных растяжек может выполняться разными способами: внахлест, прямым или косым зубом и т.д.

Стропильные ноги изготавливают из бревна, бруса или обычной обрезной доски. Перед укладкой деревянные элементы необходимо обработать антисептиками и антипиренами, защищающими от грибка и плесени.

Особенности монтажа конструкции

На верху стропила проделываем больших размеров запил и скашиваем его под небольшим углом. Подрезка на концах стропила обладает различными границами, характеризующимися по глубине. Главное, чтобы размер подрезки превышал размер сечения стропила.

Если не представляется возможным сделать подрезку верха стропила, используют искусственное наращивание, крепление осуществляется по обеим сторонам. Используются монтажные пластинки.

Когда будете проводить монтаж, обязательно сделайте так, чтобы верх врубки был максимально ровным, чтобы система внезапно не стала распорной. Чаще всего низ стропильной ноги присоединяют на ползуне.

Верхняя часть фиксируется с применением гвоздей или же, например, болтового крепления, стропила могут также взаимно упирать и связывать железными пластинками, имеющими зубчатое строение либо древесными накладками.

Монтаж висячих стропил

Висячую стропильную систему изготавливают из бруса сечением от 50×200 мм. Важно отметить, что при возведении необходимо ориентироваться лишь на сделанный специалистом проект крыши.

1. По периметру внешних несущих стен закрепляется мауэрлат.
2. Поднимаются наверх два бруска, сечение которых соответствует проекту. Выполняется обрезка стропильных ног по размерам.
3. Чтобы стропила устойчиво опирались на мауэрлат необходимо сделать в них одинаковые выемки.
4. Верхние части стропил нужно соединить встык. Не следует использовать соединение внахлест, так как оно менее надежно.
5. Первая пара стропильных ног подгоняется наиболее тщательно. Когда соединения и узлы подогнаны идеально, обе детали опускаются вниз и используются в качестве шаблонов для стропильных ног. Правые и левые стропила при этом нужно делать отдельно. Данная мера сильно упростит возведение стропильной системы.
6. Стропильные ноги попарно поднимаются наверх, после чего закрепляются на мауэрлат и между собой. Первую пару нужно крепить с одного края, а вторую – с другого. Затем нужно натянуть между ними шнур. Он будет выполнять роль уровня для остальных элементов.
7. Выполняется монтаж остальных стропильных пар. Далее их нужно связать в верхней части. При этом расстояние между соседними стропильными парами должно быть точно таким же, как и на мауэрлате.
8. Установка затяжек. Они будут связывать нижние части стропильных ног друг с другом. Выполнять монтаж нужно встык либо внахлест.
9. Если пролеты здания слишком большие, то устанавливаются подкосы и бабки.

Сильное защемление конькового участка

Бывает, что присутствие сильного защемления конькового участка, если верхнюю часть твёрдо закрепляют, а основание ставят в ползуне, никак не появляется распор в стенке. В этом случае в твёрдо объединённом коньковом узле возникает экстремальный искривляющий период, который должен уничтожить узел, тогда стропильные ноги приобретают значительно меньший прогиб. Защемив верх стропил, мы приобретаем определённый резерв крепости, повышающий все характеристики.

У всех способов есть объединяющая особенность: одна область стропила мастерится на шарнире, который использует только поворот, а другую область конструируют на скользящей опоре. Она имеет возможность позволить себе поворот. Крепится это по-разному. Иногда применяют гвоздевой бой или могут использовать даже крепёжные пластинки.

Плохо становится, если происходит упирание прогона на специальные стойки. В других двух вариантах, статическая устойчивость существует благодаря тому, что нагрузка равномерно распределяется по обеим сторонам крыши, используя при этом одинаковый угол наклона.

Но на самом деле сделать наклон крыши абсолютно ровными невероятно трудно. Растаявший снег распределяется по крыше неровно, особенно когда вмешиваются сильные порывы ветра. Первоначальный способ разрешает делать различные угловые наклоны скатов. Он также неплохо справляется со всеми нагрузками, только если стойки будут стоять абсолютно вертикально.

Установка коньковой доски

Разложите балки перекрытия по разметке на стенах и застелите их досками, используя эту площадку для работы по установке коньковой доски и стропил крыши.

Устраивая площадку для работы, привинчивайте временные доски настила. Во время работы незакрепленные доски незаметно сдвигаются с опоры. Можно провалиться, наступив на такую доску.

Высоту коньковой доски и высоту её установки, обеспечивающей проектный уклон крыши, вычисляют двумя способами. Первый, когда высота коньковой доски делается равной длине вертикального разреза стропильной ноги. Второй, когда для конька выбирается доска из сортамента пиломатериалов высота которой, больше длины вертикального разреза стропила. В обоих случаях сначала нужно определить длину вертикального разреза стропила.

Разметьте отвесную линию на краю стропила плотницким треугольником, отметив на доске точки 6 и 12 либо примените для разметки ранее изготовленный фанерный шаблон. Измерьте отмеченную линию, она получится длиной 20,6 см. Значит, для коньковой доски нужно выбрать доску шириной 22,5 см. Эту доску нужно отпилить циркульной пилой до ширины 20,6 см и тогда ее низ получится на высоте 1750 мм. Либо поставить ее такой, какая она есть и тогда ее низ получится на высоте 1731 мм (1750-225+206=1731) от верхней обвязки стен.

Для временного закрепления коньковой доски установите к средней стене три–четыре стойки из досок 50×100 мм выше центральной стены на 1,8–1,9 м. Выровняйте их по вертикали и временно закрепите к центральной стене. Отмерьте и отметьте на стойках высоту 1750 или 1731 мм выше обвязки центральной стены и прикрутите деревянные прибоины, как показано на рисунке. Они будут опорой для коньковой доски.

Установите на стойки коньковые доски. Стыки досок конька старайтесь сделать в середине между парой стропил, они пока не установлены, поэтому ориентируйтесь на балки перекрытия под ногами. Стыки досок конька закрепите боковыми деревянными или металлическими накладками. Боковые смещения коньковой доски будут устранены при установке стропильных пар. Одинаковой длины они будут центрировать конек. Продольное смещение конька устраните установкой временных подкосов, прибитых к внутренней стене и доске конька либо к внутренней стене и стойкам, удерживающим конек.

После установки коньковых досок разметьте на них положение стропил. Разметку начинайте от торца здания. Приставьте к каркасу стены длинный уровень и отметьте положение, по которому нужно укоротить конек, ровняя его со стеной. Либо сделайте отметку показывающую конец стены и отмерьте расстояние на выступ крыши. Вместо длинного уровня можно использовать отвес или лазер.

Разметьте по проекту всю коньковую доску под установку стропил. Разметка на коньке должна совпадать с разметкой на обвязках стен.

Распорная система

Распорную систему мы имеем возможность создать, применяя несколько безраспорных стропильных систем с заменёнными в них различными степенями систем. Получаем шарнирную опору для использования её в качестве распорной системы, крепко-накрепко зафиксированной гвоздями. Все составляющие системы остаются неизменны, даже напряжения стропильных систем и соответственно изгиба. Но в этой ситуации образуется распор, который раздвигает стенки постройки.

Система, имеющая в своём составе разные виды стропил, называется смешанной. Зато распорная система обладает высокой устойчивостью к различным нагрузкам, только мауэрлат нужно обязательно зафиксировать на поверхности стены сооружения.

Чтобы значительно снизить распор на стенки, рекомендуется установить прогоны, обязательно жёсткие, которые можно получить, если добавить побольше стоек или балок.

Расчёт параметров стропильной системы

Стропильную систему образуют не только стропильные ноги. В конструкцию входят мауэрлат, стойки, подкосы и другие элементы, размеры которых строго стандартизированы. Дело в том, что составляющим стропильной системы полагается выдерживать и распределять определённые нагрузки.

Элементы стропильной системы простой двускатной крыши — это стропила, прогон (коньковая доска), стойки, лежень, мауэрлат и подстропильные ноги (подкосы)

Мауэрлат

Мауэрлат — это конструкция из четырёх брусьев, соединяющая кирпичные, бетонные или металлические стены дома с деревянной несущей конструкцией крыши.

Брус мауэрлата должен занимать 1/3 места наверху стены. Оптимальное сечение этого пиломатериала — 10х15 см. Но существуют и другие подходящие варианты, например, 10х10 либо 15х15 см.

Главное, для создания мауэрлата не брать брусья шириной менее 10 см, так как они сильно подведут в вопросе прочности. А вот пиломатериал шириной более 25 см в надёжности сомнений не вызовет, однако будет давить на дом так, что тот в скором времени начнёт разрушаться.

Мауэрлат должен быть уже стены, иначе он будет оказывать на стены чрезмерное давление

Идеальная длина бруса для основания под стропильную систему равна длине стены. Соблюсти это условие не всегда получается, поэтому мауэрлат позволительно сооружать и из отрезков полностью или хотя бы примерно одинаковых по длине.

Лежень

Лежень выступает элементом стропильной системы, который находится в лежачем положении и служит основанием для стойки (бабки) несущей конструкции кровли.

В качестве лежня обычно берётся брус такого же сечения, как и мауэрлат. То есть оптимальный размер горизонтального элемента на внутренней несущей стене — 10х10 или 15х15 см.

Размером лежень не отличается от мауэрлата

Коньковый брус

Из-за размеров конькового бруса, в который стропила упираются верхним концом, вес крыши не должен выходить за допустимые рамки. Это значит, что для конька требуется брать брус довольно прочный, но нетяжёлый, чтобы под его давлением не прогнулись другие элементы несущей конструкции кровли.

Наиболее подходящий сосновый пиломатериал для конька крыши — это брус сечением 10х10 см или 20х20 см, как у стоек конструкции.

Коньковый прогон не должен быть толще стойки стропильной системы

Кобылка

Кобылка — это доска, удлиняющая стропило, если оно недопустимо короткое.

При использовании кобылок стропильные ноги обрезают вровень с наружной стеной. А доски, удлиняющие их, подбирают таким образом, чтобы они образовывали необходимый свес крыши и были не толще самих стропил.

К длине кобылки обязательно добавляют лишние 30–50 см, которые уйдут на совмещение стропила с дополнительной доской и сделают соединение каркаса и свеса кровли максимально крепким.

По толщине кобылка уступает стропильной ноге

Стойки

Стойка — это то же самое, что и центральная опора. Высоту вертикального бруса в стропильной системе принято находить по формуле h = b1xtgα – 0,05. h — это высота стойки, b1 – половина ширины дома, tgα – тангенс угла между стропилом и мауэрлатом, а 0,05 — это примерная высота коньковой балки в метрах.

Стойки рекомендуется создавать из брусьев сечением 10х10 см.

Главное требование к стойкам — устойчивость, поэтому в качестве них выбирают толстые, как лежень, брусья

Подкосы

Подкосом называется элемент стропильной системы, который под углом не менее 45° (по отношению к горизонтали среза стен) одним концом монтируется на стропиле, а другим — на затяжке, проложенной в направлении от одной стены дома к другой, вплотную к вертикальной стойке.

Длину подкоса определяют по теореме косинусов, то есть по формуле a² = b² + c² — 2 x b x c x cosα для плоского треугольника. a обозначает длину подкоса, b — часть длины стропила, c — половину длины дома, а α – угол, противолежащий стороне a.

Длина подкоса зависит от длины стропила и дома

Ширина и толщина подкосов должна быть идентична этим же размерам у стропильной ноги. Это значительно облегчит задачу по закреплению элемента в каркасе кровли.

Затяжка

Затяжка устанавливается у основания стропильной системы и играет роль балки перекрытия. Длина этого элемента определяется протяжённостью здания, а его сечение не отличается от параметра стропильных ног.

Затяжка по-другому может называться потолочной лагой

Скользящая опора для стропил

Скользящая опора или элемент стропильной системы, позволяющий ей приспосабливаться к изменению конфигурации, должен характеризоваться следующими параметрами:

• длина — от 10 до 48 см;
• высота — 9 см;
• ширина — 3–4 см.

Размер скользящей опоры должен позволять хорошо фиксировать стропила на основании кровли

Доски или брусья для стропил

Размер досок, которые станут стропилами крыши с симметричными скатами, определить нетрудно. В этом поможет формула из теоремы Пифагора c² = a²+ b², где c выступает в качестве необходимой протяжённости стропильной ноги, a обозначает высоту от основания кровли до конькового бруса, а b — ½ часть ширины здания.

Параметры стропил, отличающихся асимметрией, тоже узнают по формуле Пифагора. Однако показателем b в этом случае будет уже не половина ширины дома. Это значение для каждого ската придётся измерять отдельно.

По формуле Пифагора можно вычислить как длину стропил, так и высоту стойки

Стропилами обычно становятся доски толщиной от 4 до 6 см. Минимальный параметр идеален для строений хозяйственного назначения, например, гаражей. А стропильную систему обычных частных домов создают из досок толщиной 5 или 6 см. Средний показатель ширины главных элементов несущей конструкции кровли — 10–15 см.

При большом шаге и значительной длине сечение стропил непременно увеличивают. Допустим, когда расстояние между ногами несущей конструкции крыши достигает 2 м, для стропил выбирают сечение 10×10 см.

На длину стропила влияет степень наклона кровли и протяжённость пространства между стенами, расположенными друг против друга. С увеличением уклона крыши длина стропильной ноги растёт, как и её сечение.

Размер стропил обусловлен величиной зазора между ними

Таблица: соответствие длины стропильной ноги её толщине и шагу

Угол стропила

Величину угла стропила определяют по формуле α = Н / L, где α – это угол наклона кровли, Н — высота конькового бруса, а L — половина пролёта между противоположными стенами дома. Полученное значение переводят в проценты по таблице.

Как будут наклонены стропила, зависит от двух показателей — высоты конька и ширины дома

Таблица: определение угла стропила в процентах

Компоненты подстропильных конструкций

Система должна обладать высокой устойчивостью. Для того чтобы достичь этого, наклонные стропила нужно обеспечить горизонтальной схваткой, использование которой немного обеспечит устойчивость, но совсем немного. Прикреплять её стоит там, где схватка пересекает стойки. Она обязательно сработает в любых обстоятельствах. Их расположение нужно сориентировать со средним человеческим ростом. А если вы конец стропила вынесете наружу, устойчивость гарантируется.

Если случиться аварийная ситуация это обеспечит схватке сработать молниеносно и безошибочно. Если целью стоит повышение устойчивости наслонных стропил и системы в целом жёстко зафиксируйте стойки. Если перекрытие чердака неудачно, то усиление устойчивости окажется невозможным. Те строения, которые содержат 2 внутренние стены, используют сквозящие стропильные конструкции. Нужно правильно выбрать все компоненты, от этого зависит качество сделанной работы и надёжность крыши.

Особенности использования

Наслонная стропильная конструкция применяется тогда, когда возникает срочная необходимость перекрыть пролёты с наибольшей длиной, существует необходимость в применении стоек, прибавляющих устойчивости.

Более подходящей конструкционной чертой представляется применение скользящей опоры, что разрешает соединение различных переходных стропил к мауэрлату. Практически не попадаются длинные пролёты в собственном строительстве сооружений. Из этого следует, что наилучшим из всех вариантов является использование специализированных наслонных стропил. Главный компонент техники строительства — это опирание на мауэрлат строительных ног. Когда сооружение из дерева, эту способность берёт на себя верх.

Такого рода стыковочный узел представляется более значимым в наслонной стропильной концепции. Применение ригеля даёт возможность повысить величину пролёта вплоть до 8 метров, в обстоятельствах одной опоры — вплоть до 12-ти метров, а рядом с применением 2-х опор — вплоть до 16 метров.

Практические советы

Если нужно сделать мансардную крышу с применением наслонных стропил, обязательным условием является установка брусового каркаса внизу, а вверху стропильные ноги следует прятать в коньковый прогон.

Если вам нужно соединить стропильную ногу с мауэрлатом, используйте защемление. Можете соединить его металлическим материалом. Для этого существует способ, заключающийся в использовании большого торцевого угла. Он в будущем обеспечит возможность стропилам взаимно упираться.

Применяется наслонный тип вкупе с соединением, подразумевающим за собой просверливание отверстий для болтов.

Как крепить диагональные стропила вальмовой крыши?

Диагональные стропила (или стропильные ноги) вальмовой крыши выполняют важную функцию поддержки и укрепления конструкции. Они крепятся в углах крыши и обеспечивают стабильность и прочность всей системы. Вот как можно крепить диагональные стропила вальмовой крыши:

1. Подготовьте инструменты и материалы:

   • Деревянные диагональные стропила.
   • Стропильные гвозди или болты.
   • Дрель или отвертка.
   • Стропильные уголки или металлические подкладки (по необходимости).
   • Деревянные бруски или балки для создания основы крепления (если требуется).

2. Определите расположение стропил:

   • Вначале определите расположение и угол наклона диагональных стропил. Обычно они располагаются в углах крыши, соединяя вертикальные и горизонтальные стропила.

3. Создайте основу крепления:

   • В некоторых случаях может потребоваться создать дополнительную основу для крепления стропил. Это может быть выполнено с помощью деревянных брусков или балок, которые крепятся к вертикальным и горизонтальным стропилам.

4. Подготовьте стропильные гвозди или болты:

   • Подготовьте стропильные гвозди или болты, которые будут использоваться для крепления стропил. Убедитесь, что они достаточной длины и прочности.

5. Произведите крепление:

   • Отметьте места для крепления стропил на вертикальных и горизонтальных стропилах.
   • С помощью дрели или отвертки, закрепите диагональные стропила к вертикальным и горизонтальным стропилам, используя стропильные гвозди или болты. Убедитесь, что крепление надежное и безопасное.

6. Проверьте выравнивание и угол наклона:

   • Используйте уровень, чтобы убедиться, что диагональные стропила установлены ровно и имеют правильный угол наклона.

7. Закрепите стропильные уголки (по необходимости):

   • Для усиления крепления можно использовать стропильные уголки или металлические подкладки. Они помогут удерживать стропилу в правильном положении и предотвратить её смещение.

8. Повторите для всех стропил:

   • Повторите процесс крепления для всех диагональных стропил в крыше.

Важно следовать инструкциям производителя, обеспечивать надежное крепление и при необходимости обратиться за помощью к опытным строителям или кровельщикам. Неправильное крепление стропил может привести к небезопасным ситуациям и повреждению конструкции.

Видео. Разметка и запил стропил к мауэрлату | proffkrov.ru | Кровельные работы Великий Новгород