Кровельная система представляет собой часть устройства крыши с наружной стороны, которая поддерживается несущей конструкцией. В ее состав входит обрешетка и стропильная система. Треугольник, лежащий в основе данной системы, должен являться жестким и наиболее экономичным конструктивным элементом, который содержит узлы крепления стропил кровли.
Схема стропильной системы ломаной крыши.
Основные элементы стропильного каркаса
Стропильный каркас крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов из дерев или металла, которые придают конструкции форму, уклон, а также равномерно распределяют ее вес между несущими стенами. Его главным компонентом являются стропильные ноги, представляющие собой установленные под углом балки, которые соединяются попарно вдоль ската, образуя в верхней точке своего соединения конек. Существует две основных разновидности стропил:
- Наслонные. Наслонными стропилами называют опорные элементы, которые в конструкции крыши имеют две точки опоры – на коньковый прогон и мауэрлат. Стропильная система такого типа используется в сооружениях, имеющих внутри одну или более несущие стены, на которые можно «наслонить» стропила. Такое крепление стропил позволяет разгрузить их за счет использование дополнительных вертикальных опор.
- Висячие. Висячими называются элементы, которые имеют только одну точку опоры, располагающуюся там, где происходит крепление стропил к стене или мауэрлату. Стропильная система висячего типа испытывает нагрузку не только на изгиб, но и на распирание, поэтому она усиливается горизонтальными компенсирующими элементами (ригелями, затяжками, схватками).
Обратите внимание! В большинстве наиболее популярных стропильных систем осуществляется крепление стропил к мауэрлату. Мауэрлатом называют массивный брус или балку с сечением 150х150 мм или 200х200 мм, укладываемый вдоль несущих стен сооружения, на которые впоследствии будут опираться стропильные ноги. Он смягчает давление на стены дома, а также равномерно распределяет вес кровельного пирога. Прикрепить мауэрлат к верхнему поясу стен можно с помощью анкерных болтов или вмурованных металлических шпилек.
Стропильная система двухскатной кровли
Основные части конструкции стропильной системы
Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.
#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.
#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.
#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.
#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.
#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).
#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.
#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.
#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.
#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.
Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.
Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.
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.
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.
Разновидности соединительных узлов «стропила — мауэрлат»
Прежде всего, существуют скользящие и жесткие крепления стропил к мауэрлату.
1. Скользящие крепления состоят из двух отдельных элементов, один из которых имеет возможность перемещаться относительно другого.
Эти крепления могут быть разными по конструкции — закрытыми и съемными.
Закрытое скользящее крепление
- Закрытое крепление состоит из уголка, который крепится одной стороной к мауэрлату, а на другой стороне имеет специальную щелевидную проушину. В ней устанавливается металлическая петля с отверстиями для креплений к стропилу. Благодаря свободной, не закрепленной вертикальной стороне уголка, крепление дает возможность стропилу при необходимости несколько смещаться, не оказывая деформирующего воздействия на стены здания.
Подвижное скользящее крепление открытого типа
- Открытое крепление устроено по тому же принципу, и отличается лишь тем, что металлическая петля не вставляется в проушину, а просто верхняя часть вертикальной полки уголка после монтажа загибается вниз, фиксируя тем самым соединение.
Видео: пример установки подвижного крепления на стропильную ногу и мауэрлат
2. Видов жестких креплений — гораздо больше. Они выбираются в зависимости от массивности деревянных элементов конструкции и способа установки стропила на мауэрлат.
Разнообразные жесткие крепления
Сюда можно отнести металлические уголки разных размеров, крепления LK, которые надежно зафиксируют стропило, устанавливаемое с помощью запила, не повредив его крепежными саморезами или гвоздями.
Крепление ЛК1
- Крепления LK производится в нескольких размерных вариантах, поэтому их можно подобрать под любую толщину бруска или доски. Толщина металла, из которого изготавливаются это крепежные элементы, составляет 2 мм, какой бы размер они ни имели. В зависимости от величины, крепежные детали имеют разное обозначение.
| Обозначение | Размер в мм |
|---|---|
| LK-1L | 40 × 170 |
| LK-2P | 40 × 170 |
| LK-3L | 40 × 210 |
| LK-4P | 40 × 210 |
| LK-5L | 40 × 250 |
| LK-6P | 40 × 250 |
Необходимо отметить, что эти крепления подходят не только для соединения стропил на мауэрлате – их используют и для фиксации узлов «балки перекрытия – мауэрлат».
Крепления ЛК в деле
Главное преимущество этой крепежной детали — это максимальная жесткость и надежность соединения деревянных элементов.
- Закрепление стропил с запилом на мауэрлате с помощью уголков осуществляется с двух сторон, что обеспечивает требуемую жесткость.
Уголок с усиленным ребром жесткости на изгибе
Существуют уголки, предназначенные для крепления стропил без запилов. Они имеют более высокие полки и прикручиваются большим количеством саморезов. Их производят из металла толщиной в 2; 2,5 или 3 мм.
Крепление стропил к мауэрлату уголками
| Обозначение | Размер (длина, высота, ширина, толщина металла) в мм | Обозначение | Размер (длина, высота, ширина, толщина металла) в мм |
|---|---|---|---|
| Усиленный уголок | 105 × 105 × 90 × 2 | Усиленный уголок KP5 | 140 × 140 × 65 × 2,5 |
| Усиленный уголок | 130 × 130 × 100 × 2 | Усиленный уголок KP6 | 105 × 172 × 90 × 3,0 |
| Усиленный уголок | 105 × 105 × 90 × 2 | Усиленный уголок KP7 | 145 × 145 × 90 × 2,5 |
| Усиленный уголок | 50 × 50 × 35 × 2 | Усиленный уголок KP8 | 145 × 70 × 90 × 2,5 |
| Усиленный уголок | 70 × 70 × 55 × 2 | Усиленный уголок KPL1 | 90 × 90 × 65 × 2 |
| Усиленный уголок | 90 × 90 × 40 × 2 | Усиленный уголок KPL11 | 90 × 90 × 65 × 2 |
| Усиленный уголок KP1 | 90 × 90 × 65 × 2,5 | Усиленный уголок KPL2 | 105 × 105 × 90 × 2 |
| Усиленный уголок KP11 | 90 × 90 × 65 × 2,5 | Усиленный уголок KPL21 | 105 × 105 × 90 × 2 |
| Усиленный уголок KP2 | 105 × 105 × 90 × 2,5 | Усиленный уголок KPL3 | 90 × 50 × 55 × 2 |
| Усиленный уголок KP21 | 105 × 105 × 90 × 2,5 | Усиленный уголок KPL4 | 70 × 70 × 55 × 2 |
| Усиленный уголок KP3 | 90 × 50 × 55 × 2,5 | Усиленный уголок KPL5 | 50 × 50 × 35 × 2 |
| Усиленный уголок KP4 | 70 × 70 × 55 × 2,5 | Усиленный уголок KPL6 | 60 × 60 × 45 × 2 |
О некоторых уголках, приведенных в таблице, нужно сказать несколько слов дополнительно, так как их описание требует уточнений:
— КР и КР21 — это усовершенствованные уголки, маркированные часто, как КР1 и КР2. В этих элементах имеется отверстие для анкерного крепления, имеющее овальную форму, которое снижает риск срыва болта в случае усадки конструкции.
Уголки серии КР
— КР5 и КР6 — это уголки, применяемые для крепления элементов, на которые выпадает большая несущая нагрузка. Уголок КР6 тоже снабжен овальным отверстием, и его рекомендовано использовать при создании стропильной системы на новом доме, который будет еще давать усадку. Эти модели востребованы при монтаже конструкций, имеющих большой вес.
Уголок КМ
— Уголок КМ произведен из перфорированной стали и используется для крепления стропил с большим сечением. Особенно он хорошо подходит для деревянных строений. Этот уголок закрепляет элементы конструкции очень надежно, и при его использовании не требуется врезки стропила в мауэрлат — достаточно на первом выпилить правильный угол.
Усиленный уголок серии KMRP
— Уголок KMRP используется для скрепления деталей стропильной системы под прямым углом, в том числе и стропила с мауэрлатом. Он также отличается от обычных уголков своим вытянутым отверстием, с помощью которого возможно смещение при усадке без повреждения крепежного болта. Его можно использовать в конструкции, где нельзя сделать врезку одного элемента к другому.
Производятся уголки KMRP из стали толщиной в 2 мм. Выпускаются три разновидности:
| Обозначение уголка | Размеры в мм | ||
|---|---|---|---|
| a | b | c | |
| KMRP1 | 60 | 60 | 60 |
| KMRP2 | 80 | 80 | 80 |
| KMRP3 | 100 | 100 | 100 |
- Другим вариантом закрепления стропил на мауэрлате является установка их между двумя досками, спиленными под определенным углом, и дополнительно в нижней части зафиксированных с помощью металлических уголков или креплений LK.
Крепление стропила между двумя дощатыми накладками
Такое закрепление стропил дает хорошую жесткость и надежность. Этот способ хорошо подходит в тех случаях, когда стропило нужно закрепить под нужным углом, приподняв его над горизонтальной плоскостью мауэрлата, но закрепив его на вертикальную внешнюю сторону.
- Способ крепления стропил на мауэрлат, сделанный из бруса не слишком большого сечения. Осуществляется путем усиления бруска с помощью деревянных подкладок, имеющих необходимую толщину.
Крепление с применением усиливающей подкладки
Отрезки досок прикрепляются к мауэрлату с помощью гвоздей или саморезов, в тех местах, где будут установлены стропильные ноги.
В этом случае в стропилах делаются вырезы нужной конфигурации и глубины. Надежно фиксируются стропильные ноги к стене с помощью стальной проволоки, которую закрепляют на вбитый стальной костыль.
Фиксация с помощью проволочной скрутки
- Кроме вышеописанных способов крепления, стропила прибиваются к мауэрлату с помощью скоб. Нужно отметить, что этот метод достаточно распространен и используется уже очень давно. При правильном закреплении этих элементов, стропильная система прослужит долгие годы.
Крепление «по-старинке» — скобами
Скобы могут иметь различный размер, вбиваются в разных местах соединения.
- Еще один крепежный элемент, который применяется как вспомогательный — это перфорированная лента ТМ. Ее используют для усиления крепежного узла при необходимости дополнительной его фиксации.
Часто на помощь приходит металлическая перфорированная лента
В некоторых случаях этот элемент может быть незаменим, поэтому его тоже нельзя исключать при установке стропильных ног на мауэрлат.
Далее целесообразно рассмотреть устройство стропильных систем – так проще будет понять, какие крепления для них больше подходят и почему.
Расчет установки стропил
Чтобы стропильная система была надежной и прочной, кроме оптимального способа соединения нужно выбрать правильный шаг расположения стропильных ног. Этот параметр выбирается в зависимости от размеров стропил (их сечения и длины между точками опоры), а также – от конструкции крыши.
В данной таблице можно получить информацию о необходимых параметрах для монтажа надежной стропильной системы.
| Шаг установки стропильных ног в мм | Длина стропильных ног в мм | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3000 | 3500 | 4000 | 4500 | 5000 | 5500 | 6000 | |
| 600 | 40×150 | 40×175 | 50×150 | 50×150 | 50×175 | 50×200 | 50×200 |
| 900 | 50×150 | 50×175 | 50×200 | 75×175 | 75×175 | 75×200 | 75×200 |
| 1100 | 75×125 | 75×150 | 75×175 | 75×175 | 75×200 | 75×200 | 100×200 |
| 1400 | 75×150 | 75×175 | 75×200 | 75×200 | 75×200 | 100×200 | 100×200 |
| 1750 | 100×150 | 75×200 | 75×200 | 100×200 | 100×200 | 100×250 | 100×250 |
| 2150 | 100×150 | 100×175 | 100×200 | 100×200 | 100×250 | 100×250 | — |
Воспользуйтесь калькулятором расчета длины стропильных ног для разных типов крыш, в статье на нашем портале.
Цены на различные виды крепежа для стропил
Крепеж для стропил
Несколько правил по креплению стропил к мауэрлату
Для того чтобы крепления были надежны, необходимо соблюдать ряд правил, которые предусмотрены для этого процесса:
- Если для крепления используются металлические соединительные детали, то они должны быть закреплены к деревянным соединяющимся элементам с максимальной тщательностью – качественными саморезами нужной длины.
- Если стропила будут укладываться в запилы в мауэрлате, то размеры должны быть точно выверены. Это позволит обеспечить плотную надежную установку стропила в подготовленный запил, которые должен иметь глубину на ⅓ мауэрлата. Однако, следует помнить, что такое правило будет справедливо лишь в том случае, если мауэрлат изготовлен из мощного бруска, имеющего размер в сечении не менее 150 × 150 мм.
Запилы на мауэрлате
- Чтобы не ослаблять мауэрлат, чаще всего запилы выполняют в самой стропильной ноге под нужным углом, а дополнительно узел затем фиксируются уголками. Запил не должен в этом случае превышать ¼ толщины стропила. Это крепление — жесткое и может быть применено в висячей стропильной системе.
В данном варианте запил делается на стропильной ноге
- При использовании болтов для скрепления стропил с откосами, затяжками и другими деревянными элементами, нужно обязательно устанавливать на болт шайбу или металлическую пластину, во избежание затопления гайки в древесину и, соответственно, ослабления конструкции.
- Крепление стропил к мауэрлату только на гвозди или саморезы считается ненадежным, поэтому нужно обязательно использовать уголки или другие металлические крепежные элементы различных конфигураций.
Богатый выбор металлических крепежных деталей
- При установке стропил на деревянные стены, будь то висячая или наслонная система, рекомендовано крепить их к мауэрлату скользящим креплением, особенно в том случае, если кровельный материал имеет достаточно большой вес.
Видео: несколько примеров крепления стропил к мауэрлату
Конструкция крыши получится прочной и прослужит длительный срок, не деформируясь по, самыми разными внешними воздействиями, если расчеты всех элементов произвести верно, грамотно подобрать и правильно смонтировать все крепежные узлы.
Системы наслонных стропил с подкосами
В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).
Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.
Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса
Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.
Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном
Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.
Монтаж узла в коньковой части
Рассмотрим на примере, как можно соединить стропила друг с другом в области конька.
Шаг 1. Чтобы соединить стропила стык в стык, требуется отпилить их верхнюю часть так и под таким углом, чтобы два противоположно стоящих элемента сошлись друг с другом над коньковым брусом.
Как будут соединяться стропила
Шаг 2. Далее нужно изготовить две деревянные накладки (форма показана на рисунке). Они прикладываются с одной и с другой стороны двух состыкованных ранее стропильных ног.
Также необходимо сделать две деревянные накладки
Шаг 3. После этого накладки нужно закрепить длинными гвоздями на стропильных ногах. Также соединить стропильные ноги в области конька можно при помощи специальной зубчатой пластины.
Крепление деревянных накладок
Также может использоваться специальная пластина
Что представляет собой скользящее крепление?
Подвижное соединение выполняется с помощью установления скользящих креплений, называемых «салазки» или «ползуны». Такой узел предусматривает определенную свободу стропильных ног, что позволяет предотвратить деформацию кровельной системы после естественной усадки деревянных строений:
Вот какие виды скользящих опор бывают:
Делать ли запил на стропилах, если дом из бруса: альтернативное мнение эксперта
Я предлагаю все-таки запиливать, но не стропила, а верхний венец. Во-первых, в этом случае снижается риск искривления стропил, во-вторых — уменьшается «мостик холода», в третьих – уменьшается касательное давление на мауэрлат (верхний брус сруба) и в-четвертых — упрощается утепление крыши в дальнейшем. Недостаток такого способа — при запиле верхнего венца балки уменьшается высота конька, поэтому, если в будущем планируется поднятие высоты потолка, следует предусмотреть на 1 венец больше. Но! Такие схемы годятся только для домов из дерева, так как в кирпичных и бетонных строениях мауэрлат должен быть целым, чтобы сохранить несущие качества.
Видео-инструкция
Видео: Стропильная система крыши, что нужно знать для правильного конструирования
Дельные советы
Важно помнить и о нескольких советах, которые знают опытные строители и дают их начинающим.
Вентиляция крыши
Инструменты, необходимые для монтажа стропил
Стропила для крыши
Если не забывать об этих советах и использовать их на практике, то кровля получится надежной, аккуратной. А это – залог того, что прослужит она долго и будет радовать взгляд. Разобравшись со всеми тонкостями, создать качественную стропильную систему самостоятельно сможет даже начинающий строитель.
Цены на популярный модельный ряд электропил
Электропила
Видео – Технология крепления стропил
Создание стропильной системы своими руками – шаг очень ответственный. Именно от того, насколько правильно и надежно она будет собрана, будет зависеть в целом прочность и качество кровли, ее способность противостоять ветрам и снегу. Если стропила были установлены неправильно, то велик риск быстрого обрушения кровли.
В чем секрет качества стропильной системы: три главных правила мастера
- Качественный пиломатериал – полдела на пути к успешному строительству. Мауэрлат и стропила не должны иметь трещин, червоточин и сучков.
- Точность измерений, запилов и однородность положения креплений – не менее важный момент. Если все стропильные ноги одинаковой длины и сечения, то лучше подготовить шаблон для выполнения срезов и зарубок.
- Запилы на мауэрлате – потеря несущих функций основы на 50% и выше. Процент снижения прочности зависит от глубины зарубок.
Когда стропильная система готова, приходит очередь монтажа обрешетки, утепления и настила кровельного материала. Но это уже другая интересная тема, о которой мы обязательно расскажем в следующей статье. А пока, желаем вам добротных материалов, легкой работы и хороших помощников!
