Конструкции и формы стропил для крыши: основные сведения

Узнайте основные конструкции и формы стропильной системы крыши в нашей статье! Мы расскажем про важность стропил и дадим советы по их монтажу. Если вы строите дом и думаете о крыше, то вам обязательно стоит узнать больше про стропилы для крыши.

14 мин 2.8к. Опубликовано 11.11.2021

Крыша очень важная часть дома. Ведь именно она защищает здание от осадков и ветра. Однако монтажу самой крыши тоже нужно уделять большое внимание, ведь последние могут навредить и самой крыше.

К счастью существует стропильная система, которая поможет правильно распределить нагрузку и защитить крышу от стихии. В статье рассмотрим, что такое стропила для крыши.

Содержание

1. Зачем нужна стропильная система
2. Основные элементы конструкции
3. Детали и узлы систем
4. Чердачное пространство
5. Уклон скатов
6. Основные конструкции стропильных систем
7. Наслонная система
8. Висячая система
9. Формы крыш и их стропильные системы
10. Односкатная крыша
11. Двускатная стропильная система
12. Вальмовая и полувальмовая система стропил
13. Шатровая стропильная система
14. Ломаные стропильные системы
15. Многоскатная стропильная система
16. Выбор материала
17. Последовательность монтажа стропильной системы
18. Мауэрлат к стене
19. Стропила к мауэрлату
20. В уровне конька
21. Сращивание стропил
22. Окончание работы
23. Критерии выбора конструкции

Зачем нужна стропильная система

Стропильные системы представляют собой скелет, используемый для покрытия и фиксации материалов покрытия. Если сделать все правильно, она поможет создать условия для работы с кровлями, защищая стены и внутреннюю часть дома от атмосферных явлений.

Кровельная конструкция также представляет собой завершающий архитектурный элемент оформления здания (она поддерживает его стиль). Однако важно, чтобы стропильные системы в первую очередь отвечали за поддержку, были прочным и надежными. Эстетические характеристики всегда будут на втором плане.

Каркас поможет сформировать конфигурацию и угол наклона. В основе этих параметров лежат природные факторы, характерные для места проживания, а также пожелания и возможности владельца дома:

1. Осадки в разные сезоны.
2. Направление и сила ветра.
3. План касательно использования чердачного пространства. Будет ли оно использоваться для создания жилых или нежилых помещений, или создания воздушной прослойки для теплоизоляции.
4. Какой материал будет использоваться для кровли.
5. Бюджет владельца.

Осадки и сила ветра создают сильную нагрузку на кровельную конструкцию. К примеру, в регионах, где идет много снега нельзя выбирать стропильную систему с маленьким углом наклона, иначе снег постоянно будет скапливаться на поверхности крыши. Тогда не избежать деформации кровли и протечек.

Если же в регионе присутствуют сильные ветра, лучше остановиться на конструкции с маленькими углами наклонов, чтобы резкий порыв не смог срывать с крыши отдельные элементы.

Основные элементы конструкции

Элементы стропильной системы могут отличаться, все зависит от разновидности конструкции. Однако есть детали, характерные для всех систем, независимо от их сложности.

Детали и узлы систем

Обычно в основе стропильной системы лежит следующее:

1. Стропильные ноги. Отвечают за формировку скатов.
2. Мауэрлат. Представляет собой брус (делается из дерева). Его кладут на стенах дома, чтобы зафиксировать нижние части стропильных ног.
3. Конек. Представляет собой стык каркасов двух скатов. Это самая высокая точка на крыше. Он создает опору для закрепления стропил. Конек часто формируют стропилами, которые скрепляются между собой. Порой он фиксируется на прогоне (коньковой доске).
4. Обрешетка. Делается из реек или бруса, которые монтируются на стропила с одинаковым расстоянием (немного похоже на ступеньки). Служит основой для настилки облицовочного кровельного материала.
5. Подпорные элементы. Например, подкос или стяжка. Они увеличивают жесткость стропильных ног, поддерживают конек или связывают все элементы для создания общей конструкции.

Кроме описанных выше деталей могут присутствовать и другие, цель которых сделать систему прочнее или равномерно распределить нагрузку от крыши на стены:

• Свес. Конструкция позволяет вывести стропильные ноги за стену, чтобы отвести поток воды (после дождя и снега) подальше от дома.
• Кобылки. Используется, если длины стропильных ног недостаточно.
• Балка. Делается на основе деревянного бруса или проката. Важный элемент конструкции, если она рассчитана на изгиб.
• Бабка. Используется достаточно редко. Представляет собой брус, подпирающий стропильные ноги. Устанавливается перпендикулярно затяжке для соединения стропил.

Чердачное пространство

Перед тем, как начать рассматривать разновидности крыш, нужно решить вопрос с тем, как будет выглядеть чердачное помещение, для каких целей использоваться, и будут ли в нем жить люди.

Конструкция кровли бывает:

• бесчердачная;
• чердачная.

Первая называется так потому, что пространство для крыши будет с маленькой высотой. Оно используется лишь для создания теплоизоляционного слоя. Обычно бесчердачные конструкции выбирают при установке односкатных крыш или тех, которые имеют несколько скатов, однако их угол небольшой.

У чердачной конструкции всегда длинный конек. Существует множество способов применения чердачного помещения, его можно как утеплять, так и не утеплять. Обычно для такого оформления выбирают двухскатную крышу или мансардный вариант. Если устанавливается высокий конек, нужно обязательно учесть силу ветра в местности, где будет стоять дом.

Уклон скатов

Для определения уклона нужно посмотреть на дома, стоящие по соседству. Если они спокойно выдерживают погодные условия, следует взять их за основу. Если же нужно создавать оригинальный проект, нужно уделить максимум внимания конструктивным и эксплуатационным особенностям и расчетам.

Уклон скатов влияет на силу взаимодействия ветра со зданием. Чем он круче, тем больше внимания нужно уделять нормальным силам ветра и меньше касательным. Если угол небольшой или вообще отсутствует, важна именно касательная сила.

Учитывается и нагрузка от снега. Она должна рассматриваться в комбинации с силой ветра. Несмотря на то, что крыша скатная, на ней всегда образуются места, где скапливается снег. Нужно укрепить места нагрузки дополнительными стропилами.

Уклон ската варьируется от 10 до 60 градусов. И важно учитывать не только внешние нагрузки, но и кровельное покрытие, которое планируется использовать. Причина в том, что масса кровельного материала может отличаться, следовательно, потребуется больше или меньше элементов стропильной системы. От этого может отличаться и нагрузка на стены дома.

Как построить деревянный каркасный дом: все этапы строительства

Если для облицовки крыши будет использоваться материал, который состоит из множества меленьких элементов, к примеру, керамическая черепица, нужно сделать скат круче, чтобы вода не могла оставаться на крыше.

При учете веса материала нужно понимать, что чем тяжелее покрытие, тем больше должен быть угол ската. Только так получится сделать равномерную нагрузку на стены и каркасную систему.

Обычно для покрытия крыши используются следующие материалы:

• металлочерепица;
• профлисты;
• оцинкованная сталь;
• битумно-волокнистые лисы;
• асбестобетонные листы;
• цементная или керамическая черепица;
• рубероид;
• мягкая кровля.

Основные конструкции стропильных систем

Для начала нужно рассмотреть основные виды систем относительно месторасположения стен дома, которые используются во всех конструкциях. Базовые системы бывают следующими:

• наслонные;
• висячие;
• комбинированные.

Комбинированная конструкция крыши является комбинацией наслонной и висячей систем.

Наслонная система

Используется, если пролет от 9 до 15 м. Верхняя часть стропила устанавливается на коньковый прогон, нижняя на мауэрлат.

Если же пролет превышает 15 м, вместо конькового прогона будет использоваться 2 боковых. Если создается чердак, в качестве опоры системы используются стены.

Особенности:

• толщина любой части системы не должна превышать 5 см;
• тщательный расчет нагрузки;
• горизонтальное расположение мауэрлата касательно вертикальных опор;
• не нужно придерживаться симметрии при установке подкоса;
• необходима качественная вентиляция, чтобы избежать образования гнили;
• стыки, соединяющие элементы с камнями или кирпичами, нужно защитить от влаги.

Наслонная система для односкатной крыши:

В зависимости от формы крыши ее основа тоже отличается.

Висячая система

Считается самой элементарной системой. Отлично подойдет для двухскатной крыши с небольшим пролетом (менее 5 м) и если внутри нет перегородок. В качестве нижней опоры используется мауэрлат. В такой системе используется затяжка, уменьшающая распор на опоры. Балки висячих стропил располагаются внизу, они также являются перекрытием.

Ее характеристики:

• У стропил делается лишь несколько точек опоры. Последними чаще всего служат стены. В таком случае ноги стропил работают на сжатие и изгиб. Их кладут на мауэрлат. А последний крепится на торце стен. Ноги врубаются в мауэрлат и фиксируются скобами или кронштейнами.
• Конструкция распирает ограждение стены.
• Для компенсации распирания устанавливаются затяжки, соединяющие стропильные пары. Чаще всего их монтируют внизу. Благодаря этому затяжки одновременно становятся перекрытием. Порой затяжки устанавливаются выше, однако тогда важно, чтобы они были мощными, поскольку нагрузка на них увеличится в несколько раз.
• Затяжки позволят не просто скомпенсировать распирающее усилие, но и не позволят стропильным ногам разъединиться.

Если у крыши дома сложная конструкция, можно скомбинировать виды стропил. К примеру, если есть опоры или средняя основная стена, устанавливаются наслонные стропила, если подобных элементов нет – висячие.

Формы крыш и их стропильные системы

У крыши может быть один или несколько скатов, которые соединяются различными способами. Для каждой конструкции существует различные виды стропильных систем. Однако в основе всех лежат стропила.

Отделка фасада дома: 14 вариантов облицовки, современные материалы и стили оформления

Итак, существуют следующие разновидности крыш:

• односкатная;
• двухскатная;
• вальмовая;
• полувальмовая;
• многощипцовая;
• шатровая;
• ломаная или мансардная.

Нужно рассмотреть все виды крыш подробнее.

Односкатная крыша

Обычно односкатные крыши выбирают для вспомогательных и хозяйственных построек. Стропильная нога для всей крыши имеет одинаковый размер. У всей кровли единая плоскость. Она наклонена в противоположную от входа в дом сторону.

Если постройка малая и сделана на основе кирпича или бетона, стропила монтируются на фасадную и на противоположную – заднюю стенки. Если же здание большое (длина между стенами превышает 6 м), потребуются дополнительные стойки. Угол наклона такой крыши – от 13 до 25 градусов.

Двускатная стропильная система

Полотно разделяется на 2 ската. Чаще всего половины одинаковые, но бывают и разных размеров. Скаты наклонены в противоположные друг от друга стороны.

Такая стропильная система крышы часто используется для одноэтажных домов, поскольку внешний вид получается аккуратным, а чердак можно использовать в качестве помещения или для создания слоя теплоизоляции.

Углы наклона от 15 до 60 градусов. Если перегородки находятся на расстоянии 6 метров друг от друга, необходимо установить висячие стропила.

Вальмовая и полувальмовая система стропил

Это двускатная крыша, в которой коньковый участок короче, а у торцов есть дополнительные наклонные плоскости.

Вальмовая крыша:

Полувальмовые крыши отличаются тем, что у них торцы не идут до самого верха. Они оставляют небольшие фронтоны.

Полувальмовая крыша:

Стропила такой конструкции опираются на 2 стены с одинаковой высотой. Прямоугольные скатные поверхности образуют равно- или разносторонний треугольник.

Строим каркасный гараж своими руками: пошаговая инструкция

Углы наклона – от 20 до 60 градусов. Пролеты не более 13 м. У установки вальмовой крыши есть обязательное условие – внутренние укрепляющие элементы.

Такие крыши позволяют делать фермы или монтировать стропила для наслонной крыши.

Шатровая стропильная система

У этой разновидности крыши нет конька. Все плоскости просто сводят в одну точку. Крыша состоит из 3-х скатов, которые формируют равнобедренные треугольники. По форме она напоминает пирамиду. Важно обратить внимание, что, несмотря на то, что у конструкции может быть и больше скатов, однако они все равно будут опираться на равные по высоте стены.

Конструкция достаточно сложная в плане монтажа, поэтому в современных домах используется нечасто. При ее обустройстве приходится использовать балочно-затяжную систему, укрепляя ее с помощью стоек и подкосов.

Система может быть создана под разным углом, все зависит от того, как будет использоваться чердак.

Ломаные стропильные системы

Каждый скат разделяется на две продольные части. У них разный угол наклона. Конструкция позволит увеличить объем чердака и позволить использовать его, как мансарду (жилое помещение).

Ломаные системы позволят создать максимально просторную площадь на крыше.

Многоскатная стропильная система

Устройство стропильной системы много скатной крыши самая сложная по конструкции, поскольку включает в себя несколько указанных выше форм крыш.

Этот вариант выбирают, если нужно сделать несколько пристроек, соединенных с домом (сарай, гараж, кладовка).

Выбор материала

В основе стропильных конструкций лежит древесина. Существуют жесткие стандартны качества и размеров материала:

• влажность дерева должна быть меньше 18%;
• на каждом метре доски должно быть не больше 3-х сучков, их диаметр не должен превышать 3 см;
• недопустимы сквозные трещины;
• глубина несквозных трещин должна быть меньше половины длины доски.

У бруса должно быть сечение от 4 до 15 до 10 на 25 см. Показатель зависит от того, на каком расстоянии ноги будут располагаться друг от друга, а также от числа нагрузок от осадков на определенную область крыши.

Важно, чтобы поперечное сечение было не более 5 см. Ведь ширина всегда прямо пропорциональна длине. Например, если длина доски 5 м, ширина не должна быть меньше 13 см.

При выборе материала внимание уделяется трещинам, сколам и другим дефектам. Найти ровную древесину невозможно. Важно, чтобы максимальная длина сучков не превышала трети толщины бруса.

Последовательность монтажа стропильной системы

В составе стропил лежит много элементов, у каждого своя задача. Некоторые обвязывают периметр стен, другие осуществляют поддержку ног, а остальные отвечают за соединение системы и поддержку ее неподвижности. В результате создается уравновешенная конструкция с небольшим весом, но хорошими несущими показателями.

Отделка цоколя частного дома: 15 вариантов облицовки

Стропильную систему нужно собирать сразу после монтажа чердачного перекрытия. Независимо от вида крыши все будет делаться по определенному алгоритму.

Мауэрлат к стене

Брус укладывается на гидроизоляционные торцы. Закрепляется конструкция анкерами. Углы бруса нужно соединить вполдерева и зафиксировать болтами.

Стропила к мауэрлату

Стропила к мауэрлату представляют собой один или два бруска, которые нужно разместить на центральной оси (или по сторонам от центра на определенном расстоянии). По торцам стропил устанавливаются крайние стойки. Между ними на расстоянии от 3-х до 6-ти метров устанавливаются промежуточные элементы (если размер крыши позволяет).

Стропила являются несущей конструкцией скатов. В ее основе лежат элементы, которые можно соединять ригелями или стойками. Опорные балки не обязательно делать на основе древесины, их можно делать из железа, бетона или смешивать материалы.

В уровне конька

Коньковый прогон устанавливается на верхней части ряда стоек. Он фиксируется железными скобами или уголками.

Сращивание стропил

Теперь устанавливаются и сращиваются остальные стропила. Нижней частью их нужно прикрепить к мауэрлату, верхней опереть на конек и установить крепления. Порой стропило соединяют с противоположным стропилом, создав опору на коньковый прогон. Шаг их установки от 0,6 до 1,2 м. Важно распределить стропила равномерно по всей длине крыши.

Стропила укрепляются подкосами и ригелями. Здесь нужно отталкиваться от проектной схемы. Если у ската большая ширина, потребуется больше элементов.

Окончание работы

После создания каркаса нужно монтировать пароизоляционную мембрану. Она располагается полосками внахлест. Установка начинается снизу.

После идет монтаж кобылок и создание карнизного свеса. Снизу конституция подшивается сайдингом или досками.

Сверху стропил нужно сделать обрешетку или просто настелить каркас досками. Обычно для этого применяется обрезанная доска толщиной 4 см.

Выполняется монтаж утеплителя. Подробнее об утеплении кровли можно ознакомиться в статье: «Как утеплить крышу самостоятельно: выбор утеплителя, порядок работ»

Последний слой – кровля. Здесь все зависит от выбранного покрытия. Обычно материал для кровли продается с инструкцией по установке, поэтому с этим шагом проблем возникнуть не должно.

Критерии выбора конструкции

Указанные выше крыши могут быть монтированы на дома их любых популярных материалов (бетон, кирпич, дерево). Но при выборе стропильной системы нужно обратить внимание на следующие факторы:

• Заранее решить, как будет использоваться чердачное пространство. Если планируется использовать это в качестве помещения для жилья или хранения вещей, следует выбирать ломанную или двускатную систему. Если помещение не будет использоваться, подойдет вальмовая или односкатная конструкция.
• Наслонная или висячая система выбирается, отталкиваясь от того, есть ли внутри дома несущие перегородки, а также от конструкции самого здания.
• Кроме того необходимо определить, сколько секторов будет у дома. Если планируется несколько, нужно определить, какие конструкции подойдут лучше всего.
• Необходимо решить вопрос и с кровельным материалом. От этого тоже зависит выбор конструкции системы.
• Раньше для закрепления системы использовались врубки. Однако сейчас они вышли из моды, поскольку приходилось брать деревянные детали большого сечения. Сейчас все закрепляется анкерами, болтам и саморезами. Однако важно, чтобы у них было антикоррозийное покрытие, иначе они быстро заржавеют.
• Все деревянные элементы тоже следует обрабатывать специальными растворами, которые препятствуют образованию гнили. Специалисты также советуют выбирать дерево хвойных пород, поскольку они реже поддаются плесени.
• Обязательно обратите внимание на климат в регионе. Будет ли крыша часто поддаваться ветровой или снеговой нагрузке? Или и тому и тому?
• И последний важный критерий – финансовые возможности человека. Нужно сразу организовать проект, рассчитав, сколько материала потребуется и как много денег придется заплатить.

Чаще всего ошибки допускаются именно на этапе проектирования. И если у вас нет опыта в создании проектов, лучше обратиться к экспертам, которые помогут осуществить расчеты и выбрать подходящую стропильную систему.

Как крепить диагональные стропила вальмовой крыши?

Для крепления диагональных стропил вальмовой крыши требуется использовать два способа: ферму или стропильную ногу.

1. Ферма: Для создания фермы к краю стропила крепится горизонтальный брус. Затем к нижней части этого бруса крепятся два стропила, которые сходятся в верхней части и крепятся вместе. При использовании фермы, стропила устанавливаются под углом к горизонтальной балке и крепятся при помощи металлических соединительных элементов, таких как уголки, болты, шурупы и т.д.

2. Стропильная нога: Это вертикальная балка, которая соединяет горизонтальную балку с диагональным стропилом. В нижней части она устанавливается на ригелях или стене, а в верхней части крепится к диагональному стропилу. Обычно, стропильные ноги крепятся к стропилам болтами или наличниками.

В обоих случаях, стропила должны быть правильно выровнены и закреплены, чтобы обеспечить прочность и устойчивость конструкции. Рекомендуется проводить установку стропил и крепление под наблюдением специалистов, которые знают все тонкости этой работы.