Стропильная система крыши: особенности устройства - Домашний уют - журнал
Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стропильная система крыши: особенности устройства

Расчет несущих конструкций в строительстве принято выполнять по методу предельных состояний, т.е. по моменту потери сопротивления конструкцией под воздействием внешних нагрузок вплоть до разрушения или недопустимых повреждений.

Стропильная система достигает предельного состояния, если:

  • прочность конструкции полностью исчерпана и она разрушается;
  • прогибы элементов несущего каркаса провоцируют недопустимые нарушения в узлах стропильной системы, причем дальнейшая эксплуатация крыши невозможна без выполнения ремонта.

Согласно строительным нормам, максимально допустимый прогиб стропильной ноги или затяжки составляет 1/200 часть от длины элемента. Чтобы обеспечить высокую надежность конструкции, рекомендуется проектировать крышу с учетом максимально допустимого прогиба в 1/250 часть длины стропила.

Расчет стропильной конструкции крыши ведется с учетом предельных нагрузок со стороны:

  • собственного веса;
  • ветрового давления;
  • веса снега;
  • веса людей, обслуживающих или ремонтирующих кровлю (нагрузка от человека обычно принимается как 80 кгс/кв.м).

Для получения информации, на основании которой ведутся расчеты, необходимо располагать:

  • СНиПом кровельной конструкции;
  • таблицей расчета сечения стропильной ноги;
  • таблицей сечения стропильной затяжки;
  • климатической картой региона (определение ветровой и снеговой нагрузки).

Расчет сечения бруса, из которого выполняются элементы стропильной конструкции, производится по специальной формуле, в которой учитывается длина стропильной ноги, шаг между стропилами, сопротивляемость выбранного сорта древесины нагрузкам извне.

Таблицы подбора сечений элементов применяются при проектировании простых кровельных конструкций. Разработка проекта крыши сложных форм требует профессионального подхода.

Виды стропильных систем

Специалисты различают несколько разновидностей стропильных систем. Их принято классифицировать по форме и типу крыши:

  • четырехскатные;
  • трехскатные;
  • двускатные;
  • вальмовые;
  • полувальмовые;
  • ломаные.

Двускатная стропильная система крыши является наиболее дешевым и простым вариантом. К основным преимуществам данной конструкции можно отнести простоту, надежность и способность выдержать значительные нагрузки. При этом стоит описать и некоторые недостатки. А именно, невозможность воплощения в жизнь каких-либо особых дизайнерских решений ввиду простоты формы такой крыши. Однако этот минус с легкостью можно компенсировать украшением дома различными декоративными элементами. Второй недостаток можно назвать более значимым – внутреннее пространство небольшого размера, существенно отличающееся в меньшую сторону от параметров ломаной крыши.

Наиболее распространенной и признанной среди любителей интересных архитектурных решений, является стропильная система ломаной крыши. В этом случае есть возможность для проявления фантазии, конечно же, при соблюдении установленных строительных нормативов и характеристик прочности. Эта конструкция бывает правильной или ассиметричной формы и определяется исходя из строения самого дома, а также дизайна и планировки внутренней части помещения.

Иногда можно получить чрезвычайно интересное помещение под крышей, правильно установив стропильную систему и органично применив второй свет либо антресоли. Для того чтобы при относительно небольших финансовых затратах максимально увеличить полезную площадь дома и сделать его уютным, очень важно уметь эффективно и в полной мере использовать имеющееся пространство.

Критерии выбора

Устройство стропильной системы отличается большим количеством вспомогательных элементов и повышенной сложностью. Оно составляется согласно расчету постоянных и временных нагрузок, действующих на конструкции, проекту, учитывающему выбранный кровельный материал, а также факторы внешней среды. При выборе вида стропильного каркаса принимают во внимание следующие критерии:

  • Климатические условия в регионе, где ведется строительства. Чтобы кровля выдержала вес снега и воды во время обильных ливней, определяется среднегодовое количество осадков в зимний и летний период.
  • Ветровая нагрузка. Для выбора оптимальной конструкции кровли определяют преобладающую розу ветров в районе строительства, а также учитывают среднюю скорость воздушных порывов.
  • Характер использования пространства под кровлей. На этом этапе определяется, будет ли оборудоваться жилая мансарда в подкровельном помещении или неотапливаемый чердак.
  • Разновидность финишного покрытия. Для каждого материала рассчитывается оптимальный угол наклона скатов, учитывающий его форму и способ крепления.
  • Бюджет застройщика. Стропильная система – одна из самых затратных по материалу и работе часть конструкции крыши, поэтому вид определяют финансовые возможности застройщика.

Опытные мастера считают, что бороться с природой бесполезно, вы все равно останетесь в проигрыше, поэтому во главу угла при выборе типа стропильного каркаса ставят климатические условия в местности, где ведется стройка. Если регион ветреный, то угол наклона скатов делают пологим, а если снежный – более крутым.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.

Читать еще:  Конденсат в доме или квартире. Как с ним бороться


Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.


Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.


Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.


Устройство ломанной крыши.

  • Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Дополнительные элементы

Для создания максимально прочной крыши, каждая составная часть конструкции должна очень прочно соединяться с каркасом и остальными элементами. При этом крайне важно учитывать силу ветра и направление возможных механических нагрузок.

Более того, стоит обращать внимание еще и на древесину. Она может растрескаться из-за пересыхания. Поэтому важно создать такую конструкцию, в которой каждый элемент будет «работать» максимально слаженно.

Раньше все конструкционные элементы стропил закреплялись врубками. Но, это было не слишком «дешевое и экономичное удовольствие», так как необходимо брать деревянные элементы большого сечения.

Способы крепления стропил к мауэрлату и коньковому прогону

Так, сегодня для крепежа используются не врубки, а специальные болты и нагели:

Накладки из металла с атникоррозийным покрытием – еще один вариант крепежей. Они монтируются на элементы системы с помощью зубчатых пластин или гвоздей. Преимущества таких креплений следующие:

  1. Небольшой расход на одну единицу древесины.
  2. Простота монтажа.
  3. Высокая скорость закрепления.

Перфорированные элементы крепления: углы, пластины, опора бруса

Видео описание

Методика выбора формы крыши показана в видеоролике:

Читать еще:  Когда нужна реставрация деревянных полов

Для каждого типа крыши требуется своё устройство стропил. Меньше всего отличаются мауэрлаты, лежни или прогоны – в любой конструкции они являются опорными узлами и выполняют свои задачи одинаковым способом. Основные изменения приходятся на стропильные ноги и элементы, обеспечивающие их жёсткость – подкосы, ригели и т.п. Изменить конструкцию крыши на используемом доме можно, но это сложная и трудоёмкая процедура, требующая практически полного демонтажа старой системы и сборки новой.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

Виды стропильных систем и особенности их конструкции

Разобравшись с конструктивными особенностями и типами самих кровель, следует изучить и виды стропильных систем крыш. Итак, это важнейшая составляющая абсолютно каждой кровли, ведь именно она выполняет роль опоры, на которую приходятся все нагрузки. Начиная от собственного веса строительного материала и заканчивая дополнительными нагрузками (ветер, снег, люди и т. д.). Но прежде чем обсуждать устройство и особенности всех типов, следует ознакомиться с некоторыми понятиями. Их немного. Мауэрлат – брус, который кладется сверху наружных стен по периметру дома. Самая же верхняя точка крыши и здания в целом называется коньком. В его функции входит закрывать щель, образовавшуюся на стыке скатов.

В общем, если вы решили отдать предпочтение, так сказать, стандартному варианту кровли – двускатной, то в этом случае подойдет висячая либо же наслонная стропильная система, фото которых довольно легко найти в интернете. Первая имеет всего две точки опоры, в качестве которых чаще всего выступают несущие стены, для каждой пары ног. Подобная конструкция создает распирающее усилие на стены здания, а чтобы его компенсировать, следует создать затяжку.

Наслонные же стропила предполагают еще и наличие средней опоры, это могут быть колонны, столбы или несущая стена. Таким образом, получается, что концы ног упираются на стены здания, при этом также поддерживается и средняя часть. Благодаря этому элементы работают только на изгиб, что позволяет использовать более тонкие материалы, нежели чем для висячей системы, а сама конструкция получается более легкой. Очень часто комбинируют эти оба типа, подобное решение позволяет как сэкономить строительный материал, так и уменьшить нагрузку.

Устройство стропильной системы крыши вальмового типа включает в себя следующие элементы. Диагональные, соединяющие торец конька с углами здания, таким образом осуществляя формирование ребер кровли. Они должны отличаться особой прочностью, так как именно на эти элементы и будет приходиться основная нагрузка в дальнейшем. Соединяется же коньковый брус и мауэрлат посредством центральных элементов стропил. А вот чтобы зафиксировать мауэрлат и диагональные составляющие, используют угловые, самые короткие среди всех. Безусловно, данный тип стропил более сложный, фото чертежей наверняка подсказало вам это, однако только так можно добиться необходимой прочности конструкции.

Читать еще:  Расчеты и строительство стропильной системы мансардной крыши

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

  • Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
  • Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
  • Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
  • Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
  • Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
  • Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
  • Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

Наслонные и висячие стропила – отличия

Поскольку стропильная система является каркасом кровельной конструкции и от ее качества, зависит надежность все системы в целом – важно чтобы она была способна выдержать все оказываемые на нее нагрузки. Поэтому, в зависимости от возможной потенциальной нагрузки, применяют два различных типа стропил: висячие и наслонные.

Конструкция с использованием висячих стропил применяется в постройках, где отсутствуют внутренние несущие стены, вследствие чего стропила могут опираться на мауэрлат снизу и на друг друга встык сверху (часто с помощью конькового прогона). Ввиду особенности конструкции, на висячие системы оказывается, как изгибающая, так и сжимающая сила.

Наслонные стропила отличаются от висячих тем, что распределяют нагрузку от вышележащих элементов не только на внешние стены, но и на внутренние или специальные опорные колонны, то есть используются промежуточные опоры. В результате чего, сжимающее воздействие нивелируется, а сама стропильная система получается более надежной. Однако данный каркас применим не во всех ситуациях.

Как подобрать размеры стропила?

Чем легче крыша, тем меньшую нагрузку она оказывает на дом, поэтому наиболее оптимальным вариантом для возведения стропильной системы в частном секторе является дерево. Но бывают и исключения, например, в случае использования слишком сложной конструкции, тяжелой кровли и при неблагоприятных климатических условиях – в качестве каркаса используют металлопрофиль.

Обычно при сооружении конструкции из дерева, стропила изготавливают из доски 50х150 мм или 60х200 мм длиной до 6.5 м. Если выбрано тяжелое кровельное покрытие, типа керамической черепицы, сечение допустимо увеличить. Основным материалом для элементов конструкции служат хвойные породы дерева. Влажность древесины не должна превышать 18%, иначе после высыхания стропильная система может быть шаткой, особенно при использовании гвоздей. Важно, чтобы перед началом монтажа древесина была обработана биозащитными средствами и антисептиками.

Для того чтобы узнать размеры стропил для своего проекта, мы рекомендуем использовать наши эффективные онлайн-калькуляторы расчета крыши.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector