Дерево

Стропильная система деревянного дома

Разновидности стропильных систем
Стропильные конструкции наслонного типа
Деревянные элементы наслонной системы
Висячие стропильные системы
Комбинированные стропила
Устройство элементов стропильной системы
Свойства материалов, из которых изготавливаются конструкции

Для обеспечения надёжности крыши при её обустройстве наибольшее значение имеет прочность несущих систем, функцию которых главным образом выполняют стропильные конструкции. Устройство их может быть различным, в зависимости от типа и тяжести кровельного покрытия.

Разновидности стропильных систем

Различают несколько типов стропильных сооружений, в частности:

  • наслонные;
  • висячие;
  • комбинированные.

Каждый из указанных вариантов имеет свои отличительные характеристики и особенности. В зависимости от разновидности конструкции, элементы стропильной системы также могут различаться. Однако во всех случаях основным предназначением стропил является обеспечение надёжности кровли по отношению к различным нагрузкам.

Нагрузки на кровельное покрытие, в свою очередь, также подразделяются на несколько типов:

  • Постоянные, куда относится вес самой кровли со всеми её составляющими.
  • Временные, такие как дождь, снег, ветровые порывы, вес рабочих, выполняющих кровельные работы и т. д.
  • Нестандартные, например, возникающие при землетрясениях и прочих непредвиденных ситуациях.

Поскольку основная часть нагрузки в любом случае выпадает на стропильную кровельную систему, необходимо как следует позаботиться о её прочности и надёжности. Грамотное устройство кровли из стропил является гарантией долговечности крыши в целом. Важным при этом является правильный выбор разновидности несущих сооружений, а также материалов для их изготовления. С этой целью стоит более подробно рассмотреть основные типы стропильных систем – что входит в них, каковы их основные характеристики, особенности монтажа и прочие технологические свойства.

Стропильные конструкции наслонного типа

Такие системы устанавливаются на кровлях домов, в которых имеется несущая средняя перегородка либо промежуточные опоры столбчатого типа. Стропила при этом представляют собой наклонные балки, упирающиеся внизу в несущие внешние стены, а вверху – в коньковый прогон. Опорой для самого конькового прогона служат вертикальные стойки, упирающиеся во внутреннюю несущую стену.

Подобная конструкция стропильной системы обуславливает то, что она функционирует исключительно посредством изгиба. При необходимости сооружение дополнительно укрепляется подкосами, затяжками и вспомогательными ветровыми элементами.

Главным достоинством наслонной системы стропил является облегченность её структуры при любой ширине здания, что позволяет обойтись минимальным количеством материалов. Помимо этого, благодаря постоянной сквозной вентиляции, в конструкциях такого типа предотвращаются гнилостные процессы, что обусловливает длительный срок их эксплуатации.

В значительном числе случаев стропильные системы наслонного типа изготавливаются из дерева, что связано с несколькими причинами:

  • Устройство стропильной системы крыши из деревянных элементов обходится значительно дешевле по сравнению с прочими материалами.
  • Конструкция скатной крыши с деревянными стропилами легче по весу, а значит, оказывает меньшую тяжесть на фундамент и стены.
  • Деревянная стропильная система кровли более проста в монтаже.
  • Зачастую прочие внутренние конструкции крыши также изготавливаются из дерева. В результате, сборка стропильной системы деревянной крыши из того же материала облегчает соединения между элементами, являясь наиболее приемлемым вариантом.

Деревянные элементы наслонной системы

Если же говорить о том, что входит в стропильную систему наслонного типа, то основные элементы здесь следующие:

  • стропильные ноги;
  • мауэрлат;
  • подкосы;
  • стойки;
  • лежни;
  • распорки;
  • коньковая балка (прогон).

Помимо этого, для устройства скатных крыш по деревянным стропилам используется ряд дополнительных приспособлений и элементов, таких как болты, скобы, нагели, металлические пластины и т. д.

Висячие стропильные системы

Такие конструкции имеют только две точки опоры, которыми они упираются к стенам здания, и выполняют свою функцию посредством изгиба и сжатия. Нагрузка, падающая на подобное устройство, довольно велика, и часть ее передается на стены. С целью уменьшения тяжести, падающей на стропила и стены, у основания стропильных ног обычно монтируется затяжка, выполняющая одновременно функции балки перекрытия.

В простейшем случае стропильная система висячего типа состоит из стропильных ног, мауэрлата и дополнительных связующих конструкций. Стоит отметить, что в названиях элементов стропильных систем используется строительная терминология, знакомая далеко не всем. Стропильные ноги – это те же самые балки, часто называемые просто стропилами. Они образуют основной каркас несущей конструкции кровли. Мауэрлат представляет собой бревно или брус, который может изготавливаться из различных материалов, и служит крайней нижней опорой для стропил. В случае стропильных сооружений висячего типа он укрепляется железобетонным поясом для придания большей прочности.

Висячие стропильные системы обладают следующими достоинствами:

  • высокая жёсткость конструкции;
  • простота проектировки и монтажа;
  • отсутствие в структуре стропильного сооружения сложных узлов и механизмов.

Конструкции из стропил висячего типа чаще всего находят применение для нежилых строений, либо для жилых зданий с двускатными крышами.

Комбинированные стропила

В ряде случаев в строительстве приходится иметь дело с обустройством стропильных систем для многоскатных, ломаных и прочих сложных кровель. Такая работа довольна сложна и требует особого мастерства и умения. Обычно в подобных ситуациях используется чередование висячих и наслонных стропильных конструкций.

С целью повысить жёсткость сооружения снизу от конькового прогона производится установка стойки с подкосами. В результате, промежуток между боковыми опорами становится возможным увеличить до 10-12 метров.

Устройство элементов стропильной системы

Крепление нижних частей системы стропил производится к мауэрлату, который, в свою очередь, устанавливается и крепится к верхней поверхности несущих стен.

Деревянные стропильные конструкции кровли скатных крыш: Монтируем узлы сами +Фото и Чертежи

Для прочной фиксации мауэрлата к стене в ней производится установка резьбовых шпилек, на которые он насаживается, закрепляясь посредством гаек. Вместо шпилек для монтажа мауэрлата иногда используются анкерные болты.

Диаметр бруса для мауэрлата обычно составляет 18-20 сантиметров. Важно отметить, что между стенами и мауэрлатом необходимо присутствие гидроизоляции.

Другим важным элементом для монтажа стропильной системы является коньковый прогон. К нему стропильные конструкции крепятся в своей верхней части. Сам же прогон в концевых частях чаще всего фиксируется к торцевым стенам строения. Фактически, посредством конькового прогона стропильные ноги соединяются в верхней части в единую конструкцию. Поэтому прочность его имеет особенно большое значение, а монтаж должен производиться на основании точных расчётов, с соблюдением всех технологических правил.

Если в соответствии с проектом в поперечных стенах строения имеются некоторые интервалы, тогда возникает необходимость в использовании дополнительных опор, таких как подкосы, шпренгели и стойки.

При обустройстве стропильной системы кровли следует уделить существенное внимание силе ветровых нагрузок, выпадающих на кровельные фронтоны. Поскольку при прямом воздействии сильных порывов ветра фронтоны принимают на себя довольно значительную нагрузку, это может в определённой степени повлиять на прочность кровельной конструкции. Поэтому уместным будет уменьшить на них давление ветра, установив диагональные связующие элементы. Их функцию могут выполнять доски сечением в 3-4 сантиметра, монтаж которых произведён к основанию стропильных ног.

Особо тщательное внимание требуется при обустройстве стропильных сооружений для сырых деревянных срубов, поскольку в этом случае материалу требуется усадка. Одним из возможных вариантов является выжидание необходимого времени для высыхания древесины, однако в сырое время года на это может потребоваться довольно значительный срок, а отсрочка строительства возможна не всегда. Оптимальным решением в таком случае может послужить установка скользящих опорных конструкций, либо компенсаторов усадки – винтовых домкратов.

Монтаж скользящих опор технологически более прост и может быть осуществлён собственными силами, в то время как установка винтовых домкратов должна осуществляться только специалистами с высокой квалификацией (требует высокой точности производимых расчётов и работ).

Свойства материалов, из которых изготавливаются конструкции

Выше уже было отмечено, что дерево является одним из самых распространённых материалов при обустройстве стропильных систем, что связано с его низкой стоимостью, лёгким весом и простотой в монтаже. Наряду с этим, деревянные стропильные конструкции имеют и свои недостатки: они менее прочны и долговечны по сравнению с металлическими, могут впитывать влагу, а значит изменять некоторые свойства даже после усадки. Для компенсации последнего фактора наилучшим вариантом является использование скользящих креплений и опор.

Стропильные сооружения нередко изготавливаются также из других, более прочных материалов. Наибольшее распространение среди них имеют металлические и железобетонные конструкции. Конечно, они значительно прочнее и надёжнее деревянных, однако вместе с тем во много раз превышают их по весу. По этой причине, монтаж и крепление таких стропил является достаточно трудоёмким процессом. Ещё одним минусом является то, что если конструкция уже готова, очень трудно вносить в неё какие-либо изменения и корректировки.

Железобетонные и металлические стропила оказывают значительную тяжесть на фундамент и несущие конструкции, а потому применение их возможно только для прочных каменных или бетонных строений.

В последнее время на рынке строительства появились также полимерные изделия для обустройства стропильных систем, однако этот вариант пока новый и не испытанный временем. Ввиду отсутствия достаточного опыта по использованию таких стропил, нужно как следует подумать, прежде чем выбирать их для обустройства кровли.

Как видно, при выборе материала для устройства стропильной системы необходимо основательно взвесить все плюсы и минусы тех или иных вариантов. Правильный выбор стропил служит гарантией того, что кровельное покрытие будет иметь надёжную и прочную основу, способную прослужить долгие годы без каких-либо проблем в процессе эксплуатации.

Чтобы соорудить кровельную систему правильно, для начала нужно заняться подготовкой ее основным элементов. 

Среди них выделяют:

  • Конек – верхний элемент крыши. По первому сделанному коньку делается обязательный шаблон, который после поможет изготовить необходимые к коньку элементы;
  • Удлиненные доски для дома большого размера. В этом случае нужно проделать специальные отверстия для болтов в стыковочной доске.

    Типовая технологическая карта (ТТК) УСТРОЙСТВО СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КРЫШИ ИЗ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

    Их необходимо просверливать при помощи сверла дрели – только в этом случае древесная структура не повредится.

Застройщик должен не забывать при устройстве кровельной системы про массу кровельного материала, а также про осадки различного рода. Как известно, в нашей стране бывает снежная зима, в период которой выпадает большое количество осадков в виде снега. 

Усадка древесины также играет большую роль во время расчета кровельной системы. В этом случае необходимо исходить из размеров сечения бревна. Например, при таких показателях, как 195х195 миллиметров, общая величина усадки по карнизам или фронтам должна составлять 6%. 

Когда все важные элементы будут рассчитаны и подготовлены, можно приступать к возведению стропильной системы. 

Скользящая стропильная система состоит из следующих элементов:

  • кровельный конек;
  • опоры стропильных ног, предназначенные на промежуточные балки;
  • опоры стропильных ног, предназначенные на карнизный свес.

Чтобы прикрепить конек крыши, необходимо приобрести стыковочные пластины. Что касается опоры стропильных ног к промежуточным балкам, то в этом случае нужна скользячка для стропил. Такие скользящие элементы часто применяются при сооружении стропил.

Скользящие опоры для стропил необходимо крепить к каждому стропилу в перпендикулярном положении (детальнее: "Как крепить стропила"). Скользячки для стропил должны выполняться точным запилом в брусьях. Правильная установка стропил будет только в том случае, если элемент будет установлен под углом в 90 градусов. 

Скользячка может быть установлена в самом крайнем положении. В этом случае будет обеспечен максимальный ход стропильной системы в дальнейшем процессе усадки дома. То есть, усадка древесины никак не отразится на состоянии стропильной системы. Когда процесс стабилизируется, то можно снова укладывать постоянное кровельное покрытие. Обратите внимание на фото – на них представлены главные элементы стропильной системы скользячка. Здесь же представлена скользящая опора стропил закрытая.

Как использовать скользящие стропила

Устройство скользящих стропил отлично подойдет для домов, изготовленных из брусьев и бревен. На фото представлены некоторые варианты таких построек. Как известно, дома такого типа усаживаются в первое время, поэтому кровельная система должна быть правильно продумана. Скользящие крепления стропил в этом плане особенно важны. В этом случае стропильные ноги крепятся к срубу. Такой план стропил характерен для бревенчатого фронтона. 

Как известно, усадка бревенчатых домов, составляющая почти 10%, происходит неравномерно. Данный фактор влияет на состояние всей конструкции здания. 

Обычно скользящие крепятся к стропилам из дерева на бревно конька. При этом стропила могут соединяться встык или внахлест. Для этого используют стальные пластины, болты и гвозди. 

От веса крыши будет зависеть выбор сечения стропил. Отлично подойдет обрезная доска толщиной в 50 миллиметров и шириной в 200 миллиметров. 

Стропильные ноги нельзя крепить жестко к мауэрлату, так как в этом случае возможно распирание стен сруба, а также провисание крыши. Скользящее крепление стропил подразумевает использование специальных кронштейнов. Обычно они изготовлены из высокопрочной стали в два миллиметра. Они также снабжены уголком, который обеспечивает скольжение опоры. Такие кронштейны можно купить в любом строительном магазине за недорогую цену. Направляющая линейка такого механизма должна крепиться строго параллельно стропилам. Уголок на бревне должен быть расположен в перпендикулярном положении.

Только в этом случае во время усадки дома не будет его перекоса. Уголок должен крепиться на том уровне линейке, при котором допустимо дальнейшее скольжение стропил по всей длине, когда будет происходить процесс усадки дома. 

Как крепятся стропила

Стропило должно быть правильно и надежно прикреплено. Если оно просто уперто в балку, то при некотором усилии в будущем конец стропила может начать понемногу скользить. Данный фактор приведет в итоге к разрушению всей кровельной системы. 

Таким образом, стропила необходимо надежно и правильно закрепить. В этом случае используются такие элементы, как зуб с шипом и упором, зуб просто с упором и упор в конце балки.

От угла наклона стропила будет зависеть то, сколькими зубьями будет происходить соединение. Обычно оно делается при помощи одного или нескольких зубьев. При помощи крепления стропильной системы таким методом давление одного элемента передается другому элементу. 

Если угол наклона крыши большой, то лучше использовать одинарные зубья для соединения балок и стропил. Обычно угол наклона в этом случае составляет больше 35 градусов. 

  • В пятке стропильной ноги необходимо изготовить зуб с шипом;
  • В балке нужно вырезать определенный упор. В нем должно быть обязательно гнездо для расположения шипа. Глубина шипа в этом случае составляет приблизительно 1/3 часть от толщины балки. Слишком большая глубина может ее ослабить;
  • На дистанции 25 – 40 сантиметров от края свисающей балки происходит врубка. Таким образом можно избежать скола ее конца под нагрузкой, которая может быть вызвана в будущем стропилом. 

Что касается одинарных зубьев, то они обычно имеют шипы, которые в будущем исключают вероятность сдвига стропильной ноги. Такой метод соединения называют зуб с шипом и упором. 

Если наклон крыши составляет наоборот, меньше 35 градусов, то в этом случае площадь трения о балку перекрытия необходимо увеличить. Таким образом, необходимо произвести врубку двумя зубьями. 

Она может иметь следующие варианты:

  • два упора, то есть, идти с шипом или без шипа;
  • иметь два упора с шипами;
  • иметь замок с 2-мя шипами.

Есть и другие варианты с двумя зубьями. Первый способ является самым распространенным. В этом случае в балку врезается шип с упором для одного зуба, потом вырезают его для второго зуба. Затем в стропиле проделывают проушину с упором для 1-го зуба, для 2-го стропила вырезают упор. Зубы должны в этот момент врезаться на одну и ту же глубину. 

Стропила могут соединяться при помощи затяжки, но такой способ менее распространен. В этом случае в ноге стропила вырезают зуб-упор. Затем одна плоскость зуба укладывается на край поверхности балки. Вторая же плоскость зуба должна упираться в запил, который был специально проделан в балке. Глубина может составлять 1/3 часть толщины балки.

Азы возведения стропильной системы для деревянного дома, детали на видео:

Сделать конструкцию стропильной системы прочной и надежной можно при помощи болтов и хомутов. Петли из проволок, либо железные полоски помогут прикрепить весь угол к стене дома. В этом случае в стене дома должен быть анкерный болт, либо костыль, вмурованный в стену. 

Стропила соединяются при помощи следующих элементов:

  • нагели, пластины, бруски, вставные или накладные треугольные косынки – деревянные кровельные элементы;
  • болты с шайбами, гайками, гвозди, шурупы, петли, хомуты, накладки и т.п. – металлические кровельные элементы. 

Стропильная система должна быть правильно прикреплена. Только тогда ее конструкция будет надежной и прослужит долгие годы. К устройству скользящих стропил необходимо подходить с особой ответственностью, так как они делаются на деревянных домах, у которых в первые два года происходит усадка. 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *