Виды и особенности стропильных конструкций

Стропильная система выступает в качестве основной несущей части всей кровельной конструкции. Она определяет устойчивость и прочность верхней части дома. Стропила должны выдерживать вес кровельного материала, давление снега и ветра, поэтому при выборе наиболее подходящей вариации системы следует учитывать климатические особенности региона. Основными функциональными элементами стропильной конструкции являются наклонные подкосы, вертикальные стойки и стропильные ноги.

Материалы для изготовления стропил

Изготовление стропильной системы может осуществляться при использовании металлических элементов или древесины. Каждая из существующих вариаций стропил имеет свои особенности.

Металлические стропила

Металлические конструкции изготавливаются из стального проката методом электродуговой сварки. Данная система характеризуется максимальной жесткостью. В большинстве случаев стойки из металлического профиля устанавливаются под коньковыми прогонами и используются в качестве опор. Для проведения монтажных работы может понадобиться привлечение специальной техники. Целесообразнее всего использовать металлическую вариацию стропил в таких случаях:

при высокой ветровой нагрузки на кровлю;
если кровельная система имеет сложную геометрию;
при большой массе кровельного материала;
в случае большой длины перекрываемых пролетов.

При условии монтажа смешанной стропильной системы следует предотвратить контактирование металлических элементов с древесиной. В противном случае возможно загнивание дерева вследствие переувлажнения, обусловленного появлением конденсата на металлической поверхности.

Элементы металлической стропильной системы характеризуются высокой теплопроводностью. Эта особенность приводит к быстрому нагреванию и мгновенному остыванию материала. В данном контексте возникает необходимость в более тщательном утеплении кровли.

Деревянные стропила

Хорошая альтернатива металлическим конструкциям — стропила из дерева. Они максимально просты в монтаже и могут собираться непосредственно на объекте. Чаще всего для устройства системы используется сосновый брус с сечением 150х150 мм. Вполне подойдут доски размером 50х150 мм.

При этом следует заметить, что под длительным воздействием механических нагрузок дерево может деформироваться. Чтобы избежать этого, рекомендуется провести предварительную обработку материала влагозащитными средствами или прибегнуть к использованию пленочной изоляции. Также следует позаботиться о хорошей вентиляции подстропильного пространства.

Обработка деревянных стропил

Антибактериальная и противопожарная обработка — это жизненно необходимые процедуры, которые следует проводить на предварительном этапе. Обработка антибактериальными составами способствует предотвращению процессов гниения и повышает эксплуатационный потенциал материала. Противопожарная обработка снижает горючесть материала, делая его максимально устойчивым к прямому воздействию открытого огня.

[stextbox id=»warning»]Важно! Обработку деревянных стропил рекомендуется проводить при использовании кисти. Метод распыления не способен обеспечить желаемого результата.

Стропильные системы наслонного и висячего типа

Все стропильные конструкции делятся на два вида — наслонные и висячие. Выбор системы определяется конструктивными особенностями здания. Вне зависимости от выбранного исполнения, готовая конструкция должна быть максимально устойчивой к негативным факторам различного типа, среди которых:

атмосферные осадки;
ветровая нагрузка;
повышенная влажность;
колебания температурных показателей;
негативное воздействие живых микроорганизмов.

Особенности висячих стропил

Стропильная система висячего типа используется при строительстве однопролетных зданий, выполненных из кирпича или камня. Стропильные ноги такой конструкции имеют только две точки опоры, в качестве которых выступают несущие стены дома. Система создаёт распирающее усилие, которое передаётся стенам здания.

Чтобы компенсировать такую нагрузку, целесообразнее всего прибегнуть к обустройству затяжки. Она сможет соединить каждую стропильную пару в нижней части, вследствие чего оказываемое давление на стены будет минимальным. Для обеспечения максимального эффекта выше основания стропил может устанавливаться дополнительная затяжка — ригель.

Стропильные ноги системы висячего типа опираются на опорный брус — мауэрлат. При этом соединение стропильной ноги и основы конструкции осуществляется посредством врубки. Дополнительно конструкцию можно зафиксировать кронштейном или скобой.

Особенности наслонных стропил

Характерная особенность наслонных стропил заключается в необходимости наличия промежуточной несущей стены. Их используют для всех видов кровельных конструкций вне зависимости от материала стен дома. Также они широко применяются при создании мансардных крыш.

Верхняя часть наслонной конструкции опирается на коньковый брус. Последний поддерживается специальными опорами. Внизу стропильные ноги упираются в обвязку. Данная конструктивная особенность способствует тому, что основная нагрузка передаётся по вертикали. В результате этого общие весовые показатели имеют тенденцию к снижению и в монтаже горизонтальной затяжки нет никакой необходимости.

Стропильные ноги создают максимальное усилие на изгиб, а нагрузка на сжатие практически полностью снимается. Именно поэтому в работе можно использовать тонкие пиломатериалы, которые делают всю конструкцию более легкой. Здесь же можно говорить и значительной денежной экономии.

Совет! Чтобы минимизировать возможный изгиб стропильных ног для зданий с большой длиной пролёта, рекомендуется вместо конькового бруса использовать два боковых прогона. Дополнительно их можно укрепить подкосами и ригелями.

Стропильная система для шатровой кровли

Шатровые кровли имеют вид пирамиды. Основанием такой конструкции может быть квадрат или прямоугольник. Плоскость треугольных скатов здесь стыкуется в верхней части. Характерной особенностью таких крыш является отсутствие фронтонов.

Вся стропильная система опирается на мауэрлат, который должен быть максимально прочно закреплен на стене. От горизонтального сдвига при дальнейшей эксплуатации мауэрлат защитят наружные стены. При условии, если кровля не отличается большими размерами, можно прибегнуть к использованию короткого бруса. Соединение отдельных элементов при этом осуществляется под углом 90-та градусов.

Конструктивно такая система имеет четыре накосных стропила, которые фиксируются в углу основания кровли. Они могут иметь наслонное или висячее исполнение. В верхней части стропила сходятся в одной точке.

Стропильная система для вальмовой кровли

Вальмовые кровли также не оснащаются фронтонами. Две плоскости скатов такой крыши имеют вид трапеции, а остальные две — треугольника. Стропильные ноги в такой системе располагаются по диагонали. Образование скатов вальмовой кровли происходит за счет промежуточных стропил. Для их крепления используется мауэрлат и балки коньков. Расстояние между отдельными элементами при этом должно варьироваться в пределах 100-120 см.

Основой для накосных стропил в верхней части является прогон коньков. Он представлен в виде деревянной балки, сечение которого идентично сечению диагональных стропил. Накосные стропила должны быть самыми длинными. Это позволяет им выдерживать максимальную нагрузку, которая передаётся от нарожников.

Стропильная система для ломаной крыши

При монтаже висячей стропильной системы для ломаной крыши следует учитывать, что на стропильные ноги будет оказываться два вида нагрузок — сжатие и изгиб. Чтобы свести к минимуму влияние этих факторов, рекомендуется прибегнуть к использованию затяжки в нижней части конструкции. При условии проведения монтажных работ исполнителю придется разрешить задачи следующего характера:

Подготовить чертеж.
Определить оптимальный угол наклона кровельной конструкции.
Выбрать наиболее подходящий тип стропильной системы.
Просчитать количество требуемых материалов.
Собрать основную часть конструкции на земле.
Поднять конструкцию наверх и продолжить монтаж.
Обеспечить надежную фиксацию отдельных элементов системы.

Стропильные фермы для широких пролётов

При условии большой величины пролета рекомендуется использовать стропильные фермы. Посредством их применения можно создать крышу любой конфигурации. Величина уклона может варьироваться в зависимости от индивидуальных предпочтений собственника объекта. С их помощью возможен вариант обустройства мансардного этажа. Стропильные фермы можно изготовить непосредственно на строительной площадке или же заказать уже готовые конструкции.

Стропильные фермы для широких пролетов конструктивно включают в себя следующие элементы:

Комплектующие элементы системы устанавливаются в пределах верхнего и нижнего пояса. Благодаря этому отпадает необходимость монтажа дополнительных опор. Давление на конструкцию передаётся только по вертикали.

Что в итоге?

Стропильная система выбирается в зависимости от конструктивных особенностей кровли и здания в целом. От грамотности проведения монтажных работ напрямую зависит надёжность и срок эксплуатации крыши. Для того, чтобы он был максимальным, следует очень внимательно подходить к разрешению данного вопроса.

Виды стропильных систем крыши — их устройство и конструкция

Кровельные конструкции – один из сложнейших в проектировании, монтаже узлов жилого сооружения. Кровля первой принимает на себя «удар», защищая дом от осадков, ветра и холода, поэтому от ее герметичности, долговечности, качества зависит комфорт всех домочадцев. Основа надежной крыши – стропильная система, которая придает конструкции форму, задает оптимальный уклон, а также служит для крепления гидроизоляционного материала. Состав и взаимное расположение элементов каркаса зависят от конфигурации кровли. В этой статье мы расскажем, какие виды стропильных систем бывают, а также чем они отличаются друг от друга.

Функции

Стропильная система – совокупность опорных элементов, поддерживающих геометрию крыши, каркас кровельной конструкции, придающий ей жесткость, нужный уклон. Состав, толщину сечения, расположение частей «костяка» кровли определяют с помощью расчетов, учитывающих постоянные и временные нагрузки. Стропильный каркас выполняет следующие функции, определяющие функциональность крыши:

Задает геометрию, уклон. Стропильные ноги каркаса придают крыше необходимый угол наклона и форму, способствующие облегченному сходу снега или атмосферных осадков с поверхности. Именно от каркаса зависит, сколько щипцов или скатов будет иметь кровля, а значит именно этот элемент конструкции определяет ее внешний вид.
Служит основанием для крепления гидроизоляционного материала. Обрешетка стропильного каркаса используется для фиксации финишного покрытия крыши.
Равномерно распределяет вес крыши. Взаимосвязанные элементы стропильной системы равномерно распределяют, а затем перенаправляют нагрузку от финишного покрытия и вес снежной массы между несущими стенами сооружения, не допуская перекоса или деформации конструкции.
Обеспечивает функционирование кровли. Строение каркаса, учитывающее особенности устройства крыши и кровельного покрытия, обеспечивает поддержку, аэрацию и защиту от конденсата.

Учтите, что грамотно спроектированная стропильная система – залог долговечности, надежности и механической прочности крыши, поэтому ее проектирование и монтаж доверяют профессиональным архитекторам. Опытные мастера считают, что качественный каркас намного важнее финишного кровельного покрытия, поэтому экономить на нем не стоит.

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.

Читать еще: Двоеточие. Когда ставится тире

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.

Материалы

Стропильная система – обязательный элемент скатных кровель любой формы и конфигурации, состоящий из вертикальных опор, горизонтальных затяжек и стропильных ног, обеспечивающих поддержку и надежное крепление кровельному материалу. Материал, используемый для изготовления каркаса, должен обладать легким весом, высокой прочностью, несущей способностью, а также устойчивостью к воздействию влаги. Наиболее подходящими вариантами считают:

Древесина. Дерево – природный, экологически безопасный материал, который отличается легким весом и прочностью. Для изготовления каркаса применяют бруски квадратного сечения 100х100 мм или 150х150 мм, доски сечением 50х150 мм твердых пород. Существенным недостатком деревянных элементов каркаса является то, что они прогибаются под собственным весом при большой длине, а также обладают слабой устойчивостью к воздействию влаги.
Металл. Металлические стропильные системы дороже деревянных, они используются в основном при большой площади скатов и большом весе кровельного материала. Высокая несущая способность металлического профиля или уголка позволяет увеличивать шаг между элементами каркаса без потери прочности конструкции. Чтобы снизить вероятность распространения ржавчины, применяются коррозионностойкие виды металла.

Обратите внимание! Дерево считается наиболее подходящим материалом для изготовления стропильного каркаса крыши жилых построек, так как оно обладает 3 важными качествами: легким весом, прочностью, воздухопроницаемостью. Чтобы увеличить устойчивость древесины к воздействию влаги, нужно провести обработку элементов стропильной системы глубоко проникающим антисептиком.

Устройство

Устройство стропильной системы крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые поддерживая друг друга, придают конструкции жесткость, необходимую прочность, а также распределяю вес кровельного материала равномерно между несущими опорами. Состав каркаса, величина сечения отдельных элементов и их размещение зависят от типа финишного покрытия, уклона ската и способа использования подкровельного пространства. Обычно каркас состоит из:

Мауэрлата. Мауэрлатом называют подстропильный брус, который крепится поверх верхнего венца или ряда несущих стен дома. Он изготавливается из прочной, твердой древесины хвойных пород. Крепят мауэрлат с помощью длинных металлических шпилек или анкерных болтов.
Леженя. Лежнем называют мауэрлатный брус, расположенный не на внешних несущих стенах, а на внутренних перегородках. На лежень устанавливают центральные стойки, поддерживающие конек крыши.
Стоек. Стойками называют вертикальные опорные элементы, которые поддерживают коньковый прогон или центральную часть стропильных ног каркаса.
Стропил. Стропильные ноги опираются на мауэрлат и коньковый прогон, располагаясь под углом к основанию кровли.
Ригеля и затяжки. Эти терминами называют горизонтальные элементы каркаса, стягивающие между собой попарно стропильные ноги. Ригель располагается в верхней части стропил, прямо под коньком, он толще и прочнее затяжки, размещающейся гораздо ниже.
Подкосов. Подкос устанавливают под углом к стропилам, чтобы предотвратить их прогибание под действием собственного веса. Одним концом они упираются в ногу, а вторым – в стойку или затяжку.

Важно! Самая простая стропильная система состоит только из мауэрлата, стропил и конькового прогона. С увеличением сложности кровли повышается количество дополнительных элементов, упрочивающих конструкцию, а также компенсирующих нагрузки на прогиб и распирание.

Конфигурация каркаса крыши зависит от архитектурных особенностей перекрываемого сооружения. Кровля должна учитывать количество несущих опор внутри или снаружи дома, чтобы равномерно распределить ложащуюся на них нагрузку. Различают следующие виды стропил:

Учтите, что финальный вид стропильного каркаса из деревянных или металлических элементов зависит от количества скатов и разновидности крыши. Наиболее простыми вариантами считают односкатную и двухскатную кровлю, а сложными – вальмовую, полувальмовую, шатровую.

Видео-инструкция

Виды и особенности стропильных конструкций

В процессе проектирования и строительства жилого дома обязательно возникает вопрос о конфигурации и конструкции крыши. От конструкции крыши зависит не только набор материалов для ее монтажа, но и конструкция несущих стен, на которые эта крыша опирается. Поэтому расчет конструкции крыши является одним из самых важных при проектировании дома. Стропильные конструкции, несущие крыши совместно с обрешеткой, служат основным предметом расчета.

Виды стропильных систем крыш.

Можно отметить, исторически сложилось так, что конструкция стропил крыш была деревянной, вся терминология современных конструкций заимствована с того времени. В настоящее время, помимо деревянных, применяются металлические и железобетонные стропила, используемые, в большей степени, в строительстве промышленных зданий. В жилищном малоэтажном строительстве основным материалом остаются пиломатериалы.

Стропильные системы делятся на две группы:

При проектировании крыши, первоначально определяются с выбором стропильной системы: наслонной или висячей.

Наслонные и висячие виды стропильных систем

Наслонные стропильные системы применяются для зданий, имеющих дополнительные ряды стен, используемых в качестве дополнительной опоры. Такие здания могут иметь размеры до 15-18 м при двух дополнительных опорных элементах. Пролет между опорами всегда должен быть не более 5-8 м. Шаг стропил выбирается порядка 0,8-1,2 м в зависимости от расчета. Часть нижних концов стропильных ног опирается на специальные подстропильные брусья, мауэрлаты.

Схема крепления наслонных стропил.

Между опорными стойками и прогонами устанавливают подкосы, разгружающие прогоны и придающие конструкции жесткости. Подкосы применяются и для разгрузки стропильных ног, позволяющей увеличить перекрываемую ширину помещения. Стропильная нога, имеющая длину более стандартного размера пиломатериалов, может быть составной.

Висячая стропильная система отличается от наслонной тем, что она опирается только своими нижними концами на опорные стены. Стропильные ноги этой конструкции нагружены в двух направлениях вдоль и поперек системы. Помимо этого, у такой конструкции имеются значительные нагрузки, распирающие опорные стены. Эти нагрузки снимаются за счет затяжек, которыми соединяют стропильные ноги. Они могут быть как деревянными, так и металлическими. Затяжки располагаются горизонтально и могут обустраиваться на любой высоте с тем условием, что чем выше она расположена, тем прочнее она должна крепиться к стропилам.

Самыми элементарными являются двускатные кровли для небольших домов до 6 м. Для них существует множество типовых проектов, а в качестве материала подойдет почти любой обрезной пиломатериал, продающийся на рынке. При их монтаже используются наслонные стропила, основным элементом которых служат наклонные балки, расположенные вдоль ската крыши. Поэлементно наслонная стропильная система состоит из:

стропильных ног — элемент, на который крепится обрешетка;
прогонов, элементов стропильной системы, укладываемых на капитальные стены и промежуточные столбы;
стоек, подкосов, лежней, мауэрлатов, использующиеся для усиления конструкции и более равномерного распределения нагрузки от стропил на прогоны и опорные конструкции.

Что такое мауэрлат?

Виды висячих стропильных систем.

Мауэрлаты, являющиеся опорой для стропильных ног, могут располагаться как во всю длину опорной стены, так и быть небольшим, используемым для каждой отдельной стропильной ноги. В деревянных домах мауэрлатом служит верхнее бревно стены. При кладке кирпичных стен мауэрлат закладывается заподлицо кирпичом с внешней стороны и изолируется от материала стены.

Любая крыша венчается коньковым прогоном, который соединяет между собой верхнюю часть стропил. Именно он является основой будущего конька.

Следующим этапом проектирования является расчет сечения стропильных ног и шага между ними. Проектирование конструкции стропил служит обязательным элементом не только потому, что надо учесть схему конфигурации крыши. В течение всего срока службы крыша подвергается различным нагрузкам, которые можно разделить на временные и постоянные. Последние характеризуются весом кровли и самих элементов конструкции, а временные зависят от наклона крыши и сезона. Это может быть как снег, так и воздействие ветра.

Сечение стропильных ног рассчитывается исходя из минимальной нагрузки в 200 кг/м без учета массы кровли, утепляющих и изолирующих материалов. Слой снега может увеличить этот показатель вдвое. При склоне крыши более 60 °, вес нагрузок от снега не учитывается, так как считается, что при таком наклоне он не задерживается. С целью увеличения жесткости и несущей способности стропил применяются подкосы, стойки и другие элементы, позволяющие дополнительно равномерно распределить нагрузку по всей конструкции.

Схема армопояса для мауэрлата.

Для противодействия ветровым нагрузкам, действующим фронтально, применяются диагональные связи стропильных ног.

Вся система должна быть защищена от возможности ее сноса ветром. Для этого при строительстве опорных стен с их внутренней стороны предусматривается закладка крепежных элементов, к которым стальной проволокой не менее 6 мм притягиваются части стропильной конструкции. Вместо закладных элементов можно использовать установленные позже стальные шпильки.

Читать еще: Пенополистирол для теплого пола: виды и порядок утепления

Особенности проектирования крыш

Проектирование должно предусмотреть и такие нюансы, как назначение чердачного помещения. Если оно будет использоваться в качестве мансарды, то оно не должно быть перегружено лишними элементами, а если не будет подшиваться с внутренней стороны, то изменяются требования к внешнему виду стропильных ног, которые будут служить еще и декоративным элементом помещения.

Вид кровли и ее наклон определяют качество обрешетки, наличие и конструкцию влагоизоляции.

Как уже было указано ранее, основным материалом при малоэтажном строительстве для изготовления стропильных конструкций считаются древесные пиломатериалы. В качестве таких материалов используется древесина хвойных пород с влажностью не более 18-22% и с отсутствующими пороками в виде крупных сучков, трещин, гнили и поражений древесными паразитами. При отсутствии пиломатериалов необходимого сечения возможно спаривание более тонких пиломатериалов в один элемент. Аналогично собираются составные балки при отсутствии пиломатериалов необходимой длины.

Схема соединения и крепления стропильных ног.

Конструкции стропильных систем не ограничиваются только этим материалом. Усиливающими элементами могут служить металлические изделия, которые придадут деревянной конструкции еще большую жесткость и надежность. Однако применение металла имеет и свои недостатки, заключающиеся в образовании конденсата на поверхности металлических конструкций при перепаде температур, могущего вызвать повышение влажности в деревянных конструкциях и их последующее гниение. Поэтому в местах соприкосновения металла и дерева необходимо провести обработку деревянных изделий специальными составами или обустроить их гидроизоляцию.

Крепежные элементы стропил

В качестве крепежных элементов могут применяться соединения типа паз-шип , известные в строительстве ранее. Правда, современный монтаж подобного крепежа уже не использует. Обычным соединением элементов конструкции являются строительные гвозди и скобы. Их недостаток заключается в том, что со временем жесткость такого соединения уменьшается в связи с изменением геометрических размеров скрепляемых элементов, ведь размеры деревянных изделий могут немного изменяться под воздействием влаги. Более надежными являются болтовые соединения конструктивных элементов.

Но и им присущ недостаток, заключающийся в ослаблении элементов конструкции в результате их сверления. В последнее время стала известной американская технология соединения элементов стропильных конструкций с помощью фасонных крепежных элементов и саморезов, выбор которых в магазинах, предлагающих строительные материалы, существенно расширился.

Обычно при строительстве жилого дома стропильные системы собираются на месте. В этом случае, несмотря на кажущуюся легкость работы с деревом, проведение этих работ сопряжено со многими трудностями. Поэтому к сборке и установке стропильных конструкций желательно привлечь бригаду опытных кровельщиков, имеющих большой опыт этой работы.

Схема расчета стропил.

Железобетонные конструкции в жилищном строительстве широкого применения не имели в силу большого веса, сложности монтажа из-за необходимости применения грузоподъемной техники и отсутствия возможности применения индивидуальных строительных решений.

Появление новых технологий строительства повлекло за собой и изменения в подходе к изготовлению стропильных конструкций. В последнее время широко распространилась технология монтажа стропил из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), благодаря которой значительно снижаются затраты и сроки монтажа. Эта технология применима практически при всех видах строительства зданий любого назначения.

Преимущества стропильных систем

Несущими элементами в этом случае выступают конструкции из Z и С-образных стальных оцинкованных балок с перфорационными просечками, позволяющими уменьшить теплопроводность элемента почти вдвое. Стропильная конструкция изготавливается по разработанному проекту в заводских условиях и поставляется потребителю. К преимуществам подобных конструкций можно отнести такие качества, как:

небольшой вес конструкции, что позволяет использовать в конструкции здания несущие стены с меньшей расчетной нагрузкой и меньшей материалоемкостью;
сокращенные сроки возведения конструкций;
точность изготовления и, соответственно, геометрических размеров стропильной конструкции;
возможность монтажа в зимних условиях;
отсутствие отходов и необходимости их утилизации;
надежность и долговечность конструкции из ЛСТК;
экологичность материала;
низкие эксплуатационные расходы на содержание стропильных конструкций;
эффективное теплосбережение благодаря применению в стропильной конструкции современных тепло- и гидроизоляционных материалов.

Крыша, а особенно ее каркас, во многом определяют как внешний вид самого дома, так и его жизненный срок, и состояние атмосферы внутренних помещений. Никому не доставит удовлетворения смотреть на крышу дома, прогнувшуюся в результате неправильного расчета нагрузок или покрытые грибком стены из-за постоянных протечек.

Поэтому, независимо от материала стропильной конструкции, деревянной или металлической, схема несущих конструкций требует тщательного подхода в их проектировании и не менее тщательного в монтаже.

Виды и особенности стропильных конструкций

В качестве основных элементов стропильных конструкций выступают наклонные подкосы, стропильные ноги и вертикальные стойки.

Материалы для изготовления стропильных конструкций

Стропильная система на сегодняшний день может быть двух видов:

Для каждого из видов стропильных конструкций существуют свои особенности. Поэтому следует рассмотреть оба варианта более подробно.

Для изготовления металлических конструкций используется стальной прокат. Элементы соединяются друг с другом посредством электродуговой сварки, что позволяет достичь достаточных показателей жесткости. Чаще всего металлические стойки устанавливаются под коньковыми прогонами, используя их в виде опор.

Основным минусом таких вариантов является необходимость использования специальной техники при выполнении работ. Металлические стропильные конструкции целесообразнее применять в следующих ситуациях:

для крыш со сложной геометрией;
в случае наличия высоких ветровых нагрузок;
если перекрываемые пролеты имеют большую длину;
при значительной массе кровельного материала.

Если производится монтаж стропильной системы смешанного типа, то очень важным является предотвращение контакта металлических элементов с деревом. Это может стать причиной загнивания древесины в результате его переувлажнения, вызванного образованием конденсата на металле.

Следует заметить, что конструкция стропильной крыши из металла обладает высокими показателями теплопроводности. Данная особенность способна вызвать быстрое нагревание и остывание материала, ввиду чего кровлю следует утеплять более тщательно.

Деревянная стропильная конструкция является хорошей альтернативой вышеописанному варианту. Такие аналоги отличаются максимальной простотой монтажа и нередко собираются непосредственно на объекте. Наиболее популярным сырьем для обустройства таких конструкций выступает сосновый брус, имеющий сечение 150 на 150 мм. В прочем, для легких крыш могут подойти и планки 50 на 150 мм в сечении.

К недостаткам деревянных стропильных конструкций относится возможность деформации в результате механических нагрузок. Во избежание этого необходимо осуществить предварительную обработку материала посредством влагозащитных пропиток. В качестве дополнительных мер может быть использована гидроизоляция пленочного типа. В любом случае, подстропильному пространству следует обеспечить хорошую вентиляцию.

Конструкция стропильной крыши на деревянной основе требует осуществления двух видов обработки:

Антибактериальная. Благодаря использованию специальных пропиток, возможно предотвращение дальнейших процессов гниения, что благотворно сказывается на длительности эксплуатации материала. Также посредством антисептиков дерево защищается от вредителей в виде жучков-короедов.
Противопожарная. Ни для кого не секрет, что дерево обладает повышенным риском возгорания. Поэтому для повышения противопожарных характеристик конструкции стропильной системы, необходимо обработать ее специальными составами. Современные пропитки позволяют в значительной степени увеличить стойкость дерева даже к воздействию открытого огня.

Специалисты настоятельно рекомендуют проводить антибактериальную и противопожарную обработку с использованием кисти. Метод распыления не сможет обеспечить высоких результатов, поскольку не способствует хорошей впитываемости состава.

Наслонные и висячие конструкции стропильной системы

Современные стропильные конструкции могут быть двух видов:

Выбор конкретного варианта напрямую зависит от конструктивных особенностей здания. Вне зависимости от того, каким будет выбранное в итоге исполнение, получившаяся конструкция должна обладать достаточной устойчивостью, жесткостью и прочностью для того чтобы максимально противостоять следующим факторам:

температурные перепады;
влажность;
ветровая нагрузка;
атмосферные осадки;
отрицательное воздействие бактерий, грибков, грызунов и прочих живых микроорганизмов.

Висячие стропила используются для возведения однопролетных зданий из камня или кирпича. В таких конструкциях присутствует две точки опоры, представленные стенами здания. В таком случае системой создается распирающее усилие, которое впоследствии передается стенам.

Для компенсации подобной нагрузки, необходимо предусмотреть затяжку. Благодаря ей удается соединить стропильную систему в нижней части, что позволяет минимизировать давление на стены. Чтобы обеспечить максимальный эффект, можно установить дополнительную затяжку, именуемую ригелем.

Стропила системы висячего типа опираются на мауэрлат – опорный брус. Соединение основы со стропильной ногой осуществляется посредством врубки. Для дополнительной фиксации конструкции можно использовать скобы или кронштейны.

Узлы стропильной конструкции наслонного типа отличаются тем, что в данном случае устанавливается промежуточная несущая стена. Такой вариант может быть использован для обустройства любых крыш, вне зависимости от материала, из которого изготовлены стены дома. Также наслонные стропила часто применяются при создании кровель мансардного типа.

Своей верхней частью такие конструкции опираются на коньковый брус, который поддерживается посредством специальных опор. Снизу происходит упор стропильных ног в обвязку, что позволяет распределить всю нагрузку в вертикальной плоскости. В результате отсутствует необходимость в обустройстве горизонтальной затяжки, поскольку общие весовые характеристики в данном случае снижаются.

Посредством подобных узлов стропильной конструкции удается достичь максимального усилия на изгиб, в результате чего практически полностью снижается нагрузка на каркас. Это позволяет использовать более тонкие пиломатериалы, снизив общий вес стропильной системы, что не только положительным образом отражается на долговечности здания, но и позволяет существенно сэкономить на ведении строительных работ.

Для минимизации возможного изгиба стропильных ног при большой длине пролета здания необходимо использовать два боковых прогона. Они могут быть дополнительно укреплены ригелями и подкосами.

Особенности стропильных конструкций для кровель разного типа

На сегодняшний день существует несколько видов кровли. Несмотря на то, что наиболее популярными остаются скатные конструкции, в частном строительстве широко применяются также и другие вариант, обладающие определенными конструктивными особенностями:

Шатровая крыша. Имеет пирамидальную форму в основе с прямоугольником или квадратом. Треугольные скаты стыкуются в верхней части при полном отсутствии фронтонов. В этом случае вся стропильная система будет опираться на мауэрлат, который необходимо закрепить на стене максимально прочно. При этом сам мауэрлат будет надежно защищаться от возможных сдвигов посредством наружных стен. Если речь идет о создании короткой кровли, то можно использовать короткий брус. При этом отдельные элементы конструкции следует соединять под прямым углом для придания прочности. Конструкции подобных кровель предполагают наличие четырех накосных стропил, фиксирующихся по углам. Они могут быть как висячими, так и наслонными.
Вальмовая кровля. Также не имеет фронтонов. Два ската такой конструкции являются трапециевидными, а два других – треугольными. Расположение стропил является диагональным. Для крепления промежуточных стропил используются коньковые балки и мауэрлат. Между отдельными элементами конструкции сохраняется расстояние 100-120 см. В данной конструкции самыми длинными являются накосные стропила, что обеспечивает их высокую прочность.
Ломаная крыша. Такие конструкции обычно испытывают два типа нагрузок: на изгиб и на сжатие. Для минимизации данных факторов в нижней части конструкции используется затяжка. Вне зависимости от сложности конструкции, сборка ее осуществляется на земле, после чего ее поднимают и закрепляют.

Читать еще: Виды и особенности led-светильников

Создание стропильной системы от профессионалов

Современное строительство загородных домов под ключ представляет собой сложный процесс, включающий в себя целый ряд этапов. От правильности проектирования и обустройства стропильной системы зависит не только комфорт нахождения в здании, но и во многом его долговечность. При создании кровли следует учитывать ряд факторов:

Конструкцию дома.
Прочность стен и фундамента.
Климат, в частности, силу ветров и частоту выпадения осадков.
Тип кровельного материала и многое другое.

Поэтому разработку проекта и его последующее воплощение лучшего всего будет доверить профессионалам. Компания ИнноваСтрой уже не первый год осуществляет архитектурное проектирование домов . Наши специалисты способны справиться с любой, даже самой сложной задачей, учитывая в своей работе как технические особенности здания, так и предпочтения клиента.

Большой опыт и высокий профессионализм позволяет нам предоставлять следующие услуги:

Разработку проектной документации. Кстати, у нас вы можете заказать индивидуальный проект по цене типового.
Расчет и заливка фундамента с учетом рельефа и состава почв на участке.
Возведение коробки здания.
Последующие дизайнерские и отделочные работы.

Если вы еще не определились с тем, как должен выглядеть дом вашей мечты, то вам следует обратить внимание на готовые проекты домов под ключ , предоставленные на нашем сайте. Здесь наверняка найдется именно тот вариант, который будет максимально соответствовать вашим представлениям об уютном и комфортном жилье.

Как устроена конструкция стропильной системы, какую лучше выбрать

Кровельная конструкция считается самым сложным узлом жилого здания в плане проектирования и монтажа. На крышу обрушиваются ветер, осадки и холод, следовательно, она должна быть герметичной и долговечной для создания комфортных условий проживания. Основной частью крыши является стропильная система, с помощью которой создается форма конструкции, задается оптимальный угол наклона и крепится гидроизоляционный материал. Количество элементов стропильной системы, а также их расположение определяется конфигурацией кровли.

Назначение стропильной системы

Стропильная система представляет собой определенное количество опорных элементов, которые создают геометрию крыши и каркаса, придающего жесткость кровельной конструкции и нужный уклон. Основные параметры составляющих частей стропильной системы и их расположение определяются с учетом постоянных и временных нагрузок.

В целом стропильной системе отводятся следующие задачи:

Создание формы и угла наклона. Расположение стропильных ног определяет форму крыши, следовательно, количество щипцов и скатов. Кроме того с помощью этих элементов формируют угол наклона скатов для быстрого схода снега, талой и дождевой воды.
Равномерное распределение нагрузки крыши на несущие стены дома. Стропила системы взаимосвязаны между собой и распределены в конструкции так, что вес кровельного покрытия и снежной массы равномерно передается на коробку здания, при этом не происходит перекос или деформация строения.
Создание условий для нормальной вентиляции и защита от влаги. Каркас крыши собирается таким образом, чтобы в подкровельном пространстве свободно циркулировал воздух, а сам материал был надежно защищен от скопления конденсата.

Кроме того система стропил служит основой, на которую крепится гидроизоляционный материал и обрешетка под финишное покрытие.

При правильном составлении схемы стропильной системы крыша будет надежной и прочной и прослужит долгое время. По мнению специалистов качественно возведенный каркас имеет большее значение, следовательно, экономить на этом этапе не нужно. Поэтому лучше всего, составление проекта крыши и ее монтаж доверить профессиональным мастерам.

Особенности выбора

Стропильная система здания состоит из определенного набора дополнительных элементов и имеет свой уровень сложности монтажа. Количество вспомогательных деталей определяется с учетом нагрузок от кровельного материала и некоторых факторов внешней среды.

Выбирая тип стропильной системы, следует обратить внимание на следующие факторы:

Особенности климата местности, где предполагается строительство. Защитить кровлю от разрушения в период снегопадов или обильных осадков можно лишь в том случае, если правильно рассчитать среднегодовое количество выпадающих осадков. Оптимальным вариантом крыши в снежных регионах является крутой скат.
Нагрузка от ветра. Оптимальный вариант конструкции выбирается на основании розы ветров в месте строительства и средней скорости воздушных порывов. В ветреных регионах скаты делают более пологими.
Использование чердачного пространства. Создание жилого помещения под кровлей имеет большое значение при выборе формы стропильной системы.
Используемое финишное покрытие. Чтобы кровельное покрытие максимально выполняло свои функции, нужно правильно выбрать угол наклона ската с учетом формы и способа крепления материала.
Финансовые возможности. Монтаж кровельной конструкции требует больших финансовых вложений, следовательно, выбирать тип крыши нужно в соответствии с бюджетом строительства.

Виды конструкции стропил

Ни одна крыша не обходится без стропильной системы. Качество кровельной конструкции во многом зависит от того, что входит в стропильную систему крыши. Вертикальные опоры, горизонтальные затяжки и стропильные ноги служат надежным основанием и поддержкой для кровельного покрытия. Для изготовления каркаса необходимо использовать легкие материалы, не нагружающие коробку дома. Они должны быть прочными, с высокой несущей способностью и хорошей устойчивостью к негативным явлениям природы.

Чаще всего встречаются следующие варианты:

Деревянный каркас. Такая стропильная система имеет незначительный вес и хорошую прочность, а природное происхождение материала обеспечивает безопасность жильцам и окружающей среде. Каркас собирают из брусков сечением 10*10 см или 15*15 см или досок 5*15 см. Среди недостатков древесины можно отметить плохую сопротивляемость влаге. Кроме того большая длина изделий способствует их изгибу под собственным весом.
Металлическая стропильная система отличается высокой стоимостью, но при монтаже большой площади скатов и использовании тяжелых кровельных материалов она становится незаменимой. Металлический профиль обладает высокой несущей способностью, что позволяет увеличивать расстояние между элементами конструкции без снижения прочностных характеристик. Единственным недостатком металла является плохая устойчивость к коррозии. Для решения проблемы в этом случае используют металлы, устойчивые к этому явлению.

Конструктивные элементы и детали

Все элементы стропильной системы взаимосвязаны между собой. Благодаря этому конструкция обладает жесткостью и необходимой прочностью, а вес от кровельного покрытия равномерно распределяется на несущие стены и перегородки. Присутствие определенных элементов конструкции, их сечение и расположение зависит от выбранного кровельного материала, угла наклона скатов и назначения чердачного помещения.

Основными деталями стропильной системы является следующее:

Мауэрлат. Этот элемент представляет собой подстропильный брус, располагающийся на верхнем ряду или венце несущих стен дома. Для его изготовления используется древесина хвойных пород, которая отличается твердостью и прочностью. Крепление мауэрлата выполняется металлическими шпильками или анкерными болтами.
Лежень. Этот элемент, выполненный из бруса, располагается на внутренних несущих перегородках. Лежень служит опорой для стоек, которые необходимы для поддержания конька.
Стойки – это опоры, располагающиеся вертикально по всей длине лежня и поддерживающие конек или центральную часть стропильной фермы.
Стропила располагаются под определенным углом к основанию крыши. Опорой для стропильных ног служит мауэрлат и коньковый брус.
Ригель и затяжка – необходимые горизонтальные элементы для парного соединения стропильных ног. Ригель стягивает стропилины непосредственно под коньковым прогоном, затяжки – немного ниже.
Подкосы. Эти элементы кровли располагают под углом к стропильной ноге для предотвращения прогиба. Верхний край подкоса упирается в стропилину, нижний – в стойку или затяжку.

Для сооружения простой конструкции стропильной системы достаточно использовать мауэрлат, коньковый брус и стропила. Повышение уровня сложности приводит к использованию дополнительных элементов, которые делают конструкцию более прочной и устойчивой к прогибам.

Виды стропильной системы

Архитектурные особенности строения оказывают большое влияние на конфигурацию кровли, так как нагрузка от кровельной конструкции должна равномерно распределяться между всеми несущими стенами и перегородками.

В связи с этим различают такие виды стропильной системы:

Наслонная стропильная система. В такой конструкции каркас крыши упирается непосредственно на несущие стены снаружи строения и внутри. Опоры на внутренние несущие перегородки необходимы для поддержки конькового прогона. Наслонные стропилины позволяют перекрывать большую площадь с сохранением прочностных характеристик.
Висячая стропильная система предполагает опору стропильных ног только на мауэрлат. В верхней части стропилины упираются друг в друга без конька. Такие виды стропил используются при перекрывании сооружений, не имеющих внутренних несущих перегородок. Стропильная ферма в этом случае имеет форму равностороннего треугольника, следовательно, стабилизирующие элементы не требуются.

Результатом выбора видов стропильной системы и их конструктивных элементов может стать простая крыша с одним или двумя скатами, или более сложная – вальмовая и шатровая.

0 0 голоса

Рейтинг статьи