Как невозможно построить дом без крыши, так невозможно и построить крышу без стропил. Каркас крыши – это довольно сложная стропильная система, которая отвечает за прочность всей кровельной системы и влияет на срок службы всей коробки жилого дома.
Именно по этим причинам к строительству стропильной системы необходимо относиться максимально серьёзно. Но все необходимо начинать с того, что первым делом производят расчет стропильной системы в общем, а также точный расчет стропильных ног и остальных элементов конструкции.
Стропильная система
Стропильная схема устройства крыши
Любая стропильная система состоит:
- Из стропильных ферм;
- Из мауэрлата;
- Коньковых и боковых прогонов;
- Диагональных Элементов, которые связывают отдельные элементы конструкции.
Самым главным элементом стропильной конструкции считается стропильная ферма, в состав которой входят стропильные ноги и связывающая их часть фермы.
Связывающий брус и стропильные ноги выполняются в роли равностороннего треугольника, который считается самой надёжной геометрической фигурой, способной выдержать огромные нагрузки.
Стропильные ноги являются основной несущей конструкцией всей кровли. Монтируются они под определённым углом, который равен углу скатного наклона крыши. Стропильные ноги соединяются в верхней своей части коньковой доской, а в нижней части опираются на мауэрлат, который устанавливается на несущую стену и служит отдельным элементом всей конструкции, который предназначен для равномерного распределения всей нагрузки кровельной системы на стену несущего типа.
В зависимости от выбранного типа кровельной конструкции, стропильные ноги устанавливаются с шагом от 0.8 до 2 метров. Узнать точное расстояние между фермами можно при помощи строительных норм и правил.
Типы стропил
Стропильные фермы могут быть двух основных типов: наслонные стропила и висячие стропила. Стропильные фермы висячего типа делают свой основной упор только на боковые несущие стены. Такие стропильные фермы работают не только на изгиб, но и на сжатие. Кроме всего прочего, стропильная конструкция способна принимать и качественно распределять нагрузку кровельного материала на несущие стены жилого дома.
Крепление стропил
Для того, чтобы стропильная ферма была максимально прочной, используют затяжку поперечного типа. Такая затяжка соединяет между собой ноги стропильной фермы. Обычно, затяжка изготавливается из деревянного бруса, но, бывают случаи, когда деревянной затяжки недостаточно.
В таком варианте изготавливается металлическая затяжка, способная выдержать большие нагрузки. Расположена затяжка, обычно, в верхней половине стропильной фермы. При выполнении мансардной крыши затяжка может исполнять роль междуэтажного перекрытия, поэтому располагать её нужно в самом низу фермы.
Стропильные системы наклонного типа применяются при организации кровли на тех постройках, которые имеют промежуточную несущую стену. В этом варианте стропильная ферма опирается не только на боковые несущие стены, но и на среднюю стену. Вместо промежуточной несущей стены можно использовать опорные колонны, которые будут расположены внутри жилого помещения. Для наклонных стропильных ног можно использовать укороченные доски, соединенные на стойке, которая упирается на внутренней несущей стене.
Отдельные элементы такой стропильной конструкции работают преимущественно на изгиб. Наклонные типы стропильных конструкций могут сделать всю кровельную систему значительно легче и дешевле. Именно по этой причине данная стропильная система считается более распространённой, чем любая другая система стропил. В чем ее преимущество? Можно уменьшить количество стропильных ног, увеличивая расстояние между ними.
Мауэрлат
Стропильная система
Упор любой стропильной фермы должен производиться не на стену, а на специальный опорный брус, который строители со стажем называют мауэрлатом. В том случае, когда стены жилого дома выполняются из деревянных брёвен, отдельный опорный брус не нужен. В этом строительном варианте в роли опорного бруса будет использоваться самое верхнее бревно стеновой конструкции.
При строительстве дома из кирпича наличие мауэрлата необходимо, ведь этот элемент кровельной конструкции позволит равномерно распределить общую нагрузку кровельной системы на стены. Это поможет уберечь кирпич от разрушения. Между кирпичной кладкой и опорным брусом необходимо уложить слой гидроизоляционного материала. Обычно, для таких целей используют рулонный рубероид, который укладывается в два слоя. Кстати, производить расчет размеров мауэрлата не обязательно. Здесь можно использовать брус с размерами 100х100 или 150х150 миллиметров.
В самом верху конструкции стропильной системы монтируется горизонтальный прогон, который служит для соединения всех стропильных ферм. К этому прогону нужно будет крепить кровельный конёк. Боковые прогоны – это массивные деревянные балки, на которые будет осуществлять свой упор стропильная ферма в том случае, если на некоторых участках стропильной системы будет отсутствовать упор в виде несущей стены.
В том случае, когда в области строительного участка случаются сильные ветра, стропильные фермы необходимо соединить между собой дополнительными горизонтальными связками, которые закрепляются под определённым углом. Другими словами, к основанию первой стропильной фермы крепится доска толщиной не менее 3 сантиметров. Другой конец этой доски закрепляется на соседней стропильной ферме ближе к её центру. Такая доска называется подкос.
Используемые материалы
Для того, чтобы выбрать правильный материал для изготовления стропильной фермы, необходимо учитывать общий вес кровельного материала и общие технические характеристики всего жилого дома. Стропильные фермы могут принимать на себя не только постоянную нагрузку всей кровли, но и временные нагрузки.
Устройство сложной крыши
Стропильные ноги, размер которых обозначен в проекте нового здания, должны выдерживать обе эти нагрузки. Постоянные нагрузки на стропильную систему – это общий вес кровельного материала, самих стропил и обрешётки. Временная нагрузка на стропильную систему – это давление снега в зимнее время года и сильный ветер. Чтобы не ошибиться с выбором материала и размеров стропильной системы, необходимо произвести точный расчет веса самой кровли.
Обычно, стропильные фермы изготавливают из деревянного бруса или доски. Но, встречаются случаи, при которых необходимо использовать железобетонные или металлические стропильные фермы.
Используя стропильные системы из деревянных материалов, можно смело рассчитывать на удобную и качественную работу с этим материалом. Такие стропила довольно легко не только изготовить, но и подогнать под определённый размер на месте использования. С деревянными стропилами нет большой необходимости проводить точный расчет размера элемента кровли, потому что можно легко и быстро подогнать его.
У такой стропильной системы есть только один существенный недостаток – такие системы подвержены воздействию сырости, гниению и паразитам. Для того, чтобы конструкция крыши такого плана прослужила максимально долго, все деревянные материалы необходимо обработать специальными растворами, которые позволят дереву дольше сопротивляться всем этим негативным элементам эксплуатации.
Когда дело касается стропильных систем, выполненных из металла, подогнать отдельные элементы таких стропил довольно сложно. Что касается железобетонных конструкций, то такие манёвры, как подгонка стропил под нужный размер, и вовсе невозможен. Необходимо так же отметить, что эти два варианта стропильной системы достаточно тяжелые, поэтому придется произвести точный расчет, чтобы стены дома выдержали такую нагрузку.
Кроме всего прочего, на стропильные конструкции такого типа довольно сложно покрыть кровельным настилом. Для этого придётся сверлить или бурить отверстия под дюбеля, что займёт огромное количество времени и сил. Все эти негативные качества металлических и железобетонных стропил приводят к тому, что, не обращая внимания на их прочность и долговечность, застройщики стараются пользоваться обычными деревянными стропильными фермами.
Довольно распространёнными считаются комбинированные стропильные конструкции, которые изготавливаются из нескольких типов строительного материала. Сочетание металлических элементов в деревянных стропилах может быть достаточно разным. Это могут быть соединительные полосы или элементы крепления.
Распространённым считается использование металлических дополнительных опор, которые необходимы при использовании довольно тяжёлого кровельного материала, такого, как штучная черепица. Не исключено использование металлических соединительных пластин, которые будут соединять между собой отдельные элементы стропильных ферм.
Расчёт стропил
Для устройства крыши при помощи стропил важно не ошибиться с размерами
Выбор нужного материала и типа стропильных ферм ещё не означает завершение работ по проектированию стропильной системы. Самым важным моментом в составлении проекта крыши – это расчёт стропильной ноги. Произвести такой расчёт можно несколькими способами.
Можно воспользоваться строительными нормами, в которых можно отыскать специальную таблицу, в которой обозначены нужные коэффициенты. Обычно, подобными расчётами занимается архитектор, который разрабатывает общий план жилого дома.
Доверить такое дело можно профессионалу. От этого зависит правильный расчёт и выбор нужного материала для выполнения стропильной системы. Если рассчитывать только на свои силы, можно допустить ошибку в точных расчётах, которая приведёт к организации некачественной кровельной системы.
Итак, что нужно сделать для постройки качественной и надёжной кровельной системы? Первым делом, необходимо определиться с выбором типа кровельной конструкции. После этого стоит подобрать максимально подходящий тип стропильной системы и тот материал, который будет использоваться для изготовления стропильных ферм.
Затем стоит произвести все требуемые расчёты и составить проект кровельной системы. Учитывая все сложности подобной работы, лучше доверить её опытному архитектору, который сможет рассчитать все размеры и дать нужные рекомендации по выполнению стропильной системы.
После таких приготовлений можно приступать к изготовлению стропильных ферм и монтированию их на нужное место. При монтаже стропильных ферм довольно важно точно соблюдать все размеры и шаг между самими фермами. Это поможет исключить возможность создания некачественной несущей конструкции крыши.