Стропильная система крыши

Устройство стропильной системы крыши

Монтаж стропильной конструкции не менее важный этап в возведении здания, чем закладка фундамента. Кроме того, что стропильная система удерживает вес кровли, тяжесть снежного покрова и воздействие сильного ветра, неправильный монтаж стропильных элементов может разрушительно воздействовать даже стены здания. Халатность и невнимательность при обустройстве стропильной конструкции и неоправданная экономия на материалах может сказаться на состоянии всего здания в целом.

1.1. Конструкция стропильной системы

Для возведения каркаса стропильной системы в основном применяется деревянный брус и доски. Крыша не должна перегружать здание, а дерево достаточно надежный и при этом легкий материал. Части стропильной системы, объединенные между собой, создают прочную конструкцию, которая станет каркасом для будущей кровли.

Основные элементы стропильной конструкции крыши

  1. Мауэрлат. Располагается по сторонам наружных стен, он принимает нагрузку стропильной системы, практически как фундамент удерживает стены здания.
  2. Стропильная нога. Определяет внешний вид будущей кровли и угол ее наклона. На нее будет крепиться обрешетка - брус или доски, расположенные поперек стропил. Существуют также диагональные стропила. которые применяется для четырехскатных крыш.
  3. Лежень. Находится на внутренней несущей стене под коньком, усиливает общую прочность стропильных ног.
  4. Прогон. Фиксирует и закрепляет стропильные ноги. Различают коньковый и боковые прогоны.
  5. Затяжка. Элемент, который соединяет мауэрлат и стропильные ноги, придавая стропильной конструкции дополнительную прочность, снимая распирающее действие стропил на мауэрлат.
  6. Стойки. Опираются на затяжку и укрепляют стропильные ноги.
  7. Подкосы. Располагаются под наклоном к стойкам, принимают нагрузку от стропильных ног, усиливают функции стойки.
  8. Шпренгель. Брус в углах здания поддерживающий стойку.
  9. Ветровая балка. Доска, соединяющая стропильные ноги, призванная улучшить сопротивляемость стропил к ветровым нагрузкам.
  10. Свес крыши. Продолжение стропильных ног, обеспечивающее защиту фасада дома от атмосферных осадков.
  11. Кобылки. Брус или доски набитые на стропильные ноги, для обеспечения свеса крыши.
  12. Конек. Граница, соединяющая два ската крыши.

Конструкция стропильной фермы

Стропильная ферма – это сложная система, в которую входят стропила, стойки, раскосы, растяжки и крепежные элементы. Стропильные ноги и связующие элементы это равнобедренные треугольники, конструкция которых рассчитана таким образом, чтобы выдерживать большие нагрузки при этом оказывать давление только на несущие внешние стены здания. В основном стропильные фермы монтируются на земле и устанавливаются уже в полностью собранном виде.


Монтажные крепежи и элементы

Стропильная конструкция нуждается в правильной сборке и надежном соединении всех узлов и частей. До недавнего времени деревянные стропила соединялись между собой с помощью врубки. Такой способ обеспечивает отличную надежность, но экономически нецелесообразен и утяжелял стропильную конструкцию. Для метода врубки требуется материалы с большим сечением, чтобы обеспечить прочность соединения. Сейчас монтаж стропильного каркаса осуществляется различными уголками, болтами, нагелями и накладками из металла.

1.2. Типы стропильной системы

Тип стропильного «скелета» зависит от следующих факторов:

  1. Особенностей региона: ветровых и снеговых нагрузок.
  2. Размеров строения.
  3. Веса кровельного материала.
  4. Формы будущей кровли
  5. Вида стропильной фермы..

Различают следующие стропильные конструкции:

Система с висячими стропилами

Висячие стропила используются в постройках, где нет внутренних опор. В такой конструкции стропила упираются только на наружные несущие стены. Висячие стропила легко и быстро устанавливаются, но подходят только для простых и легких крыш, которые не испытывают сильную нагрузку на кровлю.

Конструктивные особенности сборки:

  1. Ширина пролета при использовании висячих стропил от 6-10 м.
  2. От конька к мауэрлату крепится ветровая доска, это обеспечивает надежность и прочность кровле от ветровой нагрузки.
  3. Система висячих стропил имеет свойство расшатываться в местах соединения узлов, после высыхания стропильной древесины. Для крепления элементов лучше использовать болты, которые можно затягивать по необходимости.
  4. Стропильные ноги должны полностью опираться на мауэрлат. Чтобы вывести стропильные ноги и обеспечить свес крыши используют кобылки с меньшим сечением, чем сечение стропильных ног.
Система с наслонными стропилами

Более сложные конструкции, подходят для крыш с пролетом от 10 до 16 метров. Распределение опоры происходит не только на внешние стены, но и промежуточные несущие стены и колонны. Сверху стропила упираются в коньковый прогон, который поддерживается стойками или лежнем внутренней стены. Внизу стропильные ноги лежат на мауэрлате. Для широких пролетов вместо одного конькового прогона используются два боковых. Для дополнительной прочности стропильных ног требуются ригели и подкосы.

Особенности сборки конструкции с наслонными стропилами:

  1. Упрочнение конструкции должно быть строго рассчитанным, перегружать стропильную систему лишними деталями не нужно. Это может привести к неправильному перераспределению нагрузки.
  2. Стропильные ноги без опоры и подкоса не должны превышать в длину 4,5 метра.
  3. Толщина элементов системы должна быть не меньше 5 см.
  4. Все основные части конструкции располагаются симметрично
  5. Деревянные элементы стропильного каркаса нужно защищать от влажности и гниения. В местах соприкосновения древесины с каменной кладкой делается гидроизоляция. Также необходима вентиляция: на чердаке предусматриваются специальные продухи, в мансарде – щели.

Расчет стропильной системы

Для сборки стропильной системы крыши следует использовать только качественные материалы. Для стропил используется древесина хвойных пород с влажностью не более 20%. Недопустимо использовать брус и доски с трещинами и дефектами. Несущие части стропильной системы должны быть толщиной от 5 см. Доски из хвойной древесины могут быть в длину 6,5 м, лиственные – до 4,5 м. Все элементы конструкции обрабатываются антисептиком.

На расчет стропильной системы влияют следующие параметры:

  1. Вес кровельного материала.
  2. Вес самой стропильной конструкции.
  3. Вес настила, обрешетки и утеплителя.
  4. Погодные условия свойственные региону: величина снежного покрова и ветер.

С учетом всех факторов следует рассчитать шаг стропильных ног. Минимальное расстояние между ногами 60 см и максимальное 100 см. Чтобы измерить расстояние между стропилами в первую очередь измеряется длина ската крыши, которая делится на выбранное расстояние от 0,6 до 1. К полученному результату прибавляется единица, и число округляется в большую сторону – получается количество стропил на скат крыши. Разделив длину ската на количество стропил - получаем цифру, которая является шагом для стропильных ног.

В расчеты стропильной системы также входят такие непостоянные величины, как ветровая и снеговая нагрузка. Для каждого региона установлен свой коэффициент нагрузки снега и ветра. Усредненная величина по СНиП снежного покрова составляет 180 кг/м2. Если угол ската больше 60°, снеговая нагрузка не учитывается, ведь на такой крыше ничего не задержится. Средний показатель ветровых нагрузок приблизительно 35кг/м2. При угле ската кровли до 30° этим показателем разрешается пренебречь.

Сечение материалов для стропильной конструкции зависит от длины стропильных ног и их шага.

Расстояние между стропильными ногами (см)

По материалам сайта: http://birems.ru