Стропильная система своими руками

Соединение стропил и коньковой части

Это один из самых важных этапов создания надёжной кровли. В современной архитектуре выделяют три типа соединений:

• Встык. Каждый брусок конструкции подрезается под углом. При этом он должен соответствовать углу ската крыши. Лучше всего изготовить базовый шаблон, по которому можно будет подогнать все элементы.
• Прогон. Стропильные ноги соединяются с брусом конька.
• Внахлёст. Стропильные ноги соединяются боковыми сторонами. В качестве фиксирующих элементов используются болты.

В большинстве случаев используют именно третий вариант соединения для создания надёжного перекрытия.

Основные правила

Если говорить об основных правилах, проводя монтаж такой системы, то следует принять во внимание следующие аспекты

• При применении болтов и шпилек требуется осуществлять прокладку шайб под них. Такие действия дадут возможность существенно увеличить прочность соединения любой стропильной ноги.
• Для прикрепления стропил к мауэрлату применяется специальный крепеж – уголки. Их прикрепляют с применением подходящих саморезов или гвоздей.
• Стропильный запил к мауэрлату создают на 25 процентов его толщины. Лучше будет не подвергать разрушению целостность древесины, ведь ей потребуется выдерживать довольно серьезные нагрузки. Более жесткий тип крепежа обычно используют для механизма висячего типа.
• При монтаже стропил на стены из газобетона либо кирпича брусья должны быть закреплены на мауэрлате с применением крепежа скользящего типа. Такое решение будет крайне востребованным для механизмов с массивной кровлей. Например, для четырехскатной крыши.
• Фиксирование мауэрлата и стропил с использованием саморезов и гвоздей не всегда дает возможность получить качественный результат. Чтобы соединение было действительно надежным, можно взять металлический уголок с несколькими дырками на планках.

Существуют и некоторые правила создания хорошего крепления стропил к мауэрлату.

• Любой металлический крепеж должен надежно и качественно фиксировать все необходимые элементы.
• Размеры запилов требуется хорошо перемерять. Наиболее качественным будет крепеж, если его глубина будет не меньше 1/3 брусовой толщины. Обычно это применимо к материалу с размерами 15 на 15 сантиметров и более.
• Глубина запила в стропилах не может быть больше 25% ширины досок. Такой узел часто применяется для ног висячего типа, а потому требует дополнительного закрепления металлическими уголками.
• Чтобы соединить все деревянные части, кроме болта нужна еще спецпластина из металла либо шайба. Такие элементы позволяют не утопить шляпку крепежа в древесину, что предотвратит ослабление конструкции.
• Применять только гвозди либо саморезы не следует, ведь надежность такого крепления будет невелика. Обязательно следует усиливать их пластинами, уголками и иными металлическими элементами.
• Если материал кровли имеет большую массу, то вне зависимости от типа стропильного механизма следует использовать соединения скользящего типа.

Следующий момент – нужно выбирать правильное расстояние между балками. Обычно его рассчитывают по пространству между брусочным сечением, точками опоры и схемой создания кровли.

Чем крепить?

Единого мнения о том, какой крепеж будет наилучшим решением для соединения подобных конструкций, на сегодняшний день нет. Но скобами точно никто такие элементы не крепит, а пластины используются лишь при создании определенных типов соединений. И то не всегда. Самыми часто используемыми являются гвозди и саморезы. Каждый из этих крепежей имеет свои сильные и слабые стороны.

Для изготовления стропильного механизма применяются оцинкованные саморезы, которые не подвержены воздействию коррозии. Они очень просто завинчиваются. Для этого подойдет даже простенький шуруповерт. Их недостатком будет долгое удаление, если конструкцию по каким-то причинам потребуется демонтировать.

С гвоздями любят работать за то, что они имеют разный размер, а для их забивания нужен всего лишь молоток. Для фиксирования стропил лучше всего будет использовать специальные гвозди с зазубринами, что позволяет создать с древесиной максимально качественное соединение.

Почему стоит выбирать металл?

Исходя из того, какие виды нагрузок хотят и каковы пожарные нормы, каркас производится из разнообразных материалов. А теперь как можно надолго остановимся на отличительных особенностях применяемых материалов для стропильства каркаса. Рассмотрим главные достоинства стропил из дерева. Строительство каркаса для большинства представляется как работа с деревянной доской, которые в необходимом месте стоит подпиливать. Как древесину применяют в основном сушенную древесину. Однако осуществлять работу с деревом в действительности не легче, чем с металлом, хотя большинство так считают. Так, при производстве деревянных стропил незаменима лишь древесина высоких сортов. К тому же внимательно смотрят за тем, чтобы в подобных сортах досок и брусьев не было огромных сучков, обзолов, трещинок либо необходимого наклона волокна. В чем суть? Каждый важный недостаток может приводить к тому, что стропильная нога всего лишь треснет под нагрузкой. Если же возможности приобрести добротный сухой пиломатериал не имеется, тогда его высушивают сразу на объективы в особенном вентилируемом штабеле. По этой причине стоит для производства стропильных систем покупать готовые доски, к тому же с запасом по ширине. И это еще не все.

В основном пиломатериал смотрится очень ровным лишь на глаз, а для стропильных систем геометрия является довольно важнейшей характеристикой. И как раз обладая запасом по ширине, мастера получают возможность самому выправлять стропила строгальной техникой. Лишь таким образом скаты выходят на самом деле ровные, и на них комфортно устанавливаются совершенно различные кровельные покрытия.

А теперь рассмотрим, особенности выбора стальных балок. На сегодняшний день стропильную систему довольно часто подбирают из стальных оцинкованных балок. Вы вероятнее всего видели их наименования: двутавры, швеллера либо тавры. Подобные детали выходят очень дорогие, чем деревянные либо обыкновенные металлические, однако этого стоит. Да, в монтажных работах они очень труднее, однако предпочитают их за одно важнейшее достоинство— это повышенная надежность к изгибающей нагрузке. С помощью этого в строительстве каркаса возможно обходиться без каких-то там вертикальных подпорок и иных деталей. Однако в жилых домостроениях балки на сегодняшний день не часто применяются, хотя подобная практика имеется, и сегодня разъясним, почему. К примеру, трудность стропильных систем и присутствие внутренних деталей сразу воздействует на планировочных решениях мансарды. Потому что чем более разнообразных перемычки среди строителей, тем менее выйдет потолок чердака

К тому же все это имеет важное значение не только для монтажа еще одной жилой комнаты под каркас. Дело в том, что на сегодняшний день востребованы так именуемые бесчердачные каркасы, под которыми находятся обыкновенные помещения дома

И различные дополнительные детали там вообще не поместятся. Однако имеется собственная ложка дегтя: металлические балки в основном продолжат мостиками холода, а из-за этого для них непременно устанавливают кровельный пирог. Главным образом начинка тут ориентированно-стружечная плита. Это прекрасная альтернатива обыкновенным разным стропилам.

Монтаж стропильной системы двухскатной крыши ↑

Монтажный процесс осуществляется поэтапно, изменение в очередности невозможно, также как и удаление одной или нескольких стадий строительства.

Установка мауэрлата

В большинстве случаев этот брус служит опорой для стропильных пар, его монтируют вдоль несущей стены. Монтаж мауэрлата имеет свои особенности в зависимости от типа строения.

• В деревянных домах в качестве этого элемента выступает верхний венец пиломатериалов, с которых сложено здание.
• Если стены сложены из хрупких материалов типа газобетонных или пенобетонных блоков, то мауэрлат следует монтировать на протяжении всех несущих стен.
• В кирпичных и монолитно-бетонных зданиях допускается наличие мауэрлата лишь между стропильными ногами.

Обратите внимание
Важно знать. Мауэрлат запрещено монтировать ближе, чем на 50 мм к наружному краю стены!

Брус монтируют с предварительной укладкой слоя гидроизоляции на торцах стен

Фиксация может осуществляться различными способами, чаще всего на вмурованные шпильки, анкерные болты, скобы, в деревянных строениях на нагели из твердых пород древесины

Брус монтируют с предварительной укладкой слоя гидроизоляции на торцах стен. Фиксация может осуществляться различными способами, чаще всего на вмурованные шпильки, анкерные болты, скобы, в деревянных строениях на нагели из твердых пород древесины.

Сборка стропильных ног

Данный этап можно выполнять двумя способами:

• Монтаж отдельных элементов стропильных пар непосредственно на участке сборки. Довольно сложный процесс в технологическом плане, так как нужно делать все подгонки брусьев на крыше. Но, все работы можно сделать самостоятельно.
• Предварительная сборка. Стропильные пары собирают на земле, а после поднимают на крышу. Таким способом проще собирать стропильную систему, однако довольно проблематично осуществлять подъем массивных деталей наверх.

Предварительно перед сборкой стропильных пар нужно изготовить шаблон, по которому потом и будет осуществляться изготовление деталей.

Монтаж стропильных пар

Лучше всего крепить стропила к мауэрлату с предварительным запилом ног. Чтобы не ослаблять опорную деталь, лучше всего делать запил только на них.

Делать запилы также лучше всего по заранее изготовленным шаблонам.

Изначально проводят установку двух пар с противоположных сторон крыши. Между ними натягивается шнур, который будет обозначать уровень конька будущего каркаса.

Крепить стропильные ноги к мауэрлату можно разными способами: на монтажные уголки, гвоздями, вбитыми в балки, крепежными скобами.

Обрешетка

По сути, завершающий этап сборки стропильной системы. Варианты данной детали зависят от многих факторов, главный из которых — тип кровельного материала. Отталкиваясь от него, выбирается шаг между решетинами.

1. Для настила с металлочерепицей решетины ставят с шагом в 350 мм.
2. Кровля из профнастила или шифера – 400-440 мм.
3. Для мягких кровельных материалов (битумной черепицы) сплошная обрешетка из OSB-3 толщиной от 18 мм.

После завершения сборки укладывают гидроизолирующий слой и фиксируют его контробрешеткой, и только потом можно осуществлять кровельные работы.

Иногда может потребоваться усиление строения. К подобным мерам следует прибегать, если прогоны не имеют достаточной несущей способности, или появились прогибы. В таких случаях к конструкции нужно подвести дополнительные опоры, которые, в свою очередь, будут опираться на стены здания.

2021 stylekrov.ru

Разновидности стропильных систем

На стадии проектирования дома должна быть рассчитана кровельная конструкция. Расчеты, использующие сложные формулы, должны дать значение нагрузки на один метр квадратной стропильной системы. Для жилых домов нормативной нагрузкой является 50 кг/м2.

В соответствии с расчетами выбирается тип стропильной конструкции мансарды. К основным разновидностям следует отнести:

• висячую стропильную систему;
• систему стропил ломаной крыши;
• наслонную систему двухскатной крыши;
• комбинированную.

Наиболее распространёнными являются комбинированные стропильные системы скатных крыш. Рекомендуется расчет сложных стропильных систем поручить профессиональным проектировщикам.

Совет!

Для увеличения полезной площади здания, следует выбирать конструкцию многоскатной мансардной крыши.

Какими способами могут крепиться к балкам стропила

Мы рассмотрим все возможные методы фиксации элементов, некоторые из них используются крайне редко и только во время строительства аутентичных домов по старинным технологиям. Такие работы выполняют плотники высочайшего класса, умеющие работать топором, долотом, стамеской и прочими традиционными плотницкими инструментами.

Специальными металлическими крепежными пластинами

Строители применяют два типа пластин. Соединение прочное, делается быстро и без ручного труда. В развитых странах стропильные фермы домов собираются на производственных линиях, при этом все процессы почти полностью автоматизированы. Технология сборки дает возможность увеличивать производительность оборудования и снижать себестоимость продукции. Элементы домов на строительной площадке быстро собираются, количество ручного труда сводится к минимуму. Деревянный дом под ключ ставится всего за две-три недели в зависимости от этажности и размеров.

Крепежные пластины

Какие пластины применяются для крепления стропилин к балкам?

Зубчатые

В нашей стране, к сожалению, малоизвестны, в развитых странах используются давно. Зубчатое крепление – металлические пластины с различными линейными размерами. По всей площади имеются зубья, которые вбиваются в деревянные конструкции. Длина и расстояние между зубьями выбирается с учетом размеров стропильных ног и балок перекрытия. Такое соединение дает возможность автоматизировать процесс производства ферм стропильной системы. Зубчатые пластины устанавливаются с двух сторон соединяемого узла.

Стальные зубчатые пластины

Зубчатые пластины можно забивать и вручную, но необходимо следить за правильностью их положения.

Перфорированные

Хорошо известные крепежные элементы, универсального использования. Могут фиксировать все элементы стропильной системы, имеют различные размеры и толщину. Пластины накладываются на узел, стягивание выполняется саморезами, болтами или обыкновенными гладкими гвоздями. Могут монтироваться с одной или двух сторон соединения. Преимущества – нет строгих требований по качеству пиломатериалов, большое количество отверстий позволяет выбирать самые удачные места вкручивания саморезов. Недостатки – требуют довольно много ручного труда. Работать с ними тяжелее, чем с зубчатыми. Кроме того, возрастает время монтажа стропильной системы.

Использование перфорированного крепежа

Общий вид на стропильные фермы

Крепление ригеля к стропилам

Крепить стропила к балкам перекрытия рекомендуется том случае, когда оба элементы изготовлены из одинаковых досок. Такой метод на сегодняшний день считается самым распространенным.

Болтовое

Крыши небольших хозяйственных зданий и пристроек не имеют значительных нагрузок, во время их изготовления используются упрощенные методы соединения стропилин и балок перекрытия. Самый распространенный вариант – болтами. Проделываются отверстия в балках перекрытия и стропилинах, элементы располагаются рядом, в отверстия вставляются болты, узел прочно стягивается.

Соединение стропил болтами

Соединение врезкой

Более сложное соединение, требуется практический строительный опыт. Врезка полностью исключает вероятность подвижек стропилин в местах соединения с потолочными балками, узел более прочный и статичный. На балке выпиливается углубление, а на стропилине выступ, детали должны плотно входить друг в друга.

Такой метод фиксации делается только на доме, что усложняет процесс строительства. Кроме того, каждое соединение подготавливается индивидуально, что еще больше увеличивает сроки строительства и повышает его стоимость. Еще один недостаток врезки – каждое соединение уменьшает толщину досок стропилин и балок, это становится причиной уменьшения их несущих показателей. Как следствие, проектировщики должны во время расчетов предусматривать увеличенные размеры пиломатериалов с учетом уменьшения их ширины в результате запиливания. А это негативно сказывается на стоимости строения.

Конструктивные узлы опоры стропил на балки перекрытия

Соединение врубкой

Старинный метод, в настоящее время применяется крайне редко. Работы делаются плотниками, умеющими обращаться с ручными инструментами и топором. Врубка делается только на толстых стропилинах и балках. Топором, долотом и стамеской делается соединение шип/паз под необходимым углом. Работа физически тяжелая, в качестве дополнительного соединения могут использоваться металлические самодельные скобы. Длина скоб и диаметр прутка выбираются с учетом конкретного места установки и предполагаемой максимальной нагрузки.

Варианты врубки стропил в балку

Армирующий пояс

Схема крепления мауэрлата к армопоясу.

Такая конструкция требует дополнительных трудовых и финансовых затрат, но обеспечивает максимальную надежность и долговечность сооружения.

Наиболее распространенный способ изготовления армирующего пояса включает установку деревянной опалубки. Внутри опалубки монтируется каркас из стальной арматуры диаметром 12-14 мм. Основные прутья размещаются вдоль стены, а между ними в вертикальном и поперечном направлении крепятся соединительные элементы из прутка или проволоки диаметром 6-8 мм. К металлическому каркасу привариваются вертикальные шпильки с резьбой для установки мауэрлата. Шаг установки шпилек 120-180 см. После установки армирующих элементов производится заливка бетонным раствором. Брусья мауэрлата крепятся на шпильки с помощью гаек.

При сооружении армирующего пояса можно использовать стандартные U-образные бетонные блоки. Такие элементы устанавливаются с помощью цементного раствора на стены. Внутри желоба монтируется армирующий каркас по описанной технологии. После изготовления каркаса производится заливка бетонным раствором.

Функции и виды

Стропильной системой называют каркас крыши, совокупность опорных элементов, которые во взаимосвязи придают ей форму, уклон и значительную несущую способность. «Костяк» кровли изготавливают из сухой, прочной древесины, обработанной антисептическими препаратами, или металлического профиля. Он служит основой для крепления кровельного покрытия, а также равномерно распределяет нагрузку между несущими стенами. Чтобы перекрыть сруб, используют стропила следующих видов:

• Висячие. Висячие стропила имеют всего одну точку опоры – на мауэрлат, свободным концом ноги они упираются друг друга, образуя трехшарнирную треугольную арку. Такая конструкция применяется, если сруб внутри не предусматривает несущих стен, на которые можно установить стойки. Висячая стропильная система испытывает нагрузку на распирание, поэтому она включает в себя разного рода затяжки, компенсирующие это напряжение. Стропила такого типа отличаются массивностью и сложностью монтажа.
• Наслонные. Наслонные стропила обладают двумя точками опоры – мауэрлат и коньковый прогон, который поддерживают вертикальные стойки. Такая конструкция может использоваться, только если внутри сруб имеет как минимум 1 несущую стену или ряд колонн, на которые можно разгрузить конек. Наслонная стропильная система испытывает нагрузку только на прогиб, потому монтировать ее проще.

Виды стропильных систем

сруба

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Места расположения элементов показаны на фото.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 3

Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.
Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже

Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

Прогон:

Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет

Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы. Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Крепление стропил в коньке

Ограждающие конструкции испытывают большие колебания температуры и влажности, поэтому стропильная система должна иметь возможность компенсации деформаций. Если все детали будут связаны между собой жестко, изменения их размеров могут привести к нарушениям геометрии и негативному воздействию на другие части здания.

Чтобы правильно соединить стропила и мауэрлат, нужно учитывать все факторы и подобрать оптимальную конструкцию конькового узла:

• Если в нижней части стропила закреплены жестко, то в коньке должна оставаться некоторая степень свободы. Для этого балки не фиксируются к коньковому прогону, а как бы наслоняются. Между собой они могут крепиться различными способами — врубкой, гвоздями, накладками.
• Когда нижнее соединение подвижное, конек должен прочно скреплять все детали воедино. В этом случае в верхней точке создается жесткое защемление, исключающее смещение в узле.

В висячих системах коньковый опорный прогон отсутствует. Все составляющие ферм соединены максимально жестко.