Основные правила построения надежных стропильных систем

Строительство кровли включает в себя много этапов работы с использованием различных материалов и инструментов. Одним из наиболее важных моментов при этом является возведение стропильной системы.

Все виды кровель имеют свои особенности, которые относятся и к стропилам, но основные принципы и положения являются общими для всех конструкций.

Характеристика стропильной системы

Система стропил представляет собой обязательный элемент здания, состоящий из каркаса, опорами для которого служат несущие стены строения. При устройстве каркаса необходимо учитывать, что он должен стать прочной основой для слоев утеплителя, гидроизоляционного материала, кровельного покрытия.

Узнайте, чем покрыть бетонную крышу гаража, чтобы она служила много лет.

Здесь вы найдете максимально полезную информацию, как закрепить профнастил на крышу.

Параметры и особенности конструкции кровли и системы стропил определяются несколькими факторами:

• общим размером дома;
• правильным выбором материалов;
• точным расчетом возможных нагрузок;
• личными предпочтениями домовладельца.

Перечисленные факторы играют важную роль при подборе стропильной системы.

Выбор материала для изготовления стропил

Наиболее популярными являются деревянные системы стропил. Для таких конструкций дерево является самым надежным вариантом. Достоинствами материала являются легкость установки и ценовая доступность.

Для создания деревянных перекрытий лучшим материалом являются деревья хвойных пород, поскольку они с легкостью поддаются обработке.

Оптимальный вариант – деревянный брус, ширина которого составляет 10-15 см, а толщина – 5 см. Конкретный размер бруса определяется используемым кровельным покрытием, длиной стропил и углом их установки. В качестве материала используются также доски, которые, как правило, сшиваются.

Это в большей степени относится к строительству домов жилого назначения. Для промышленных построек и многоэтажных зданий чаще используются металлические стропила и некоторые другие материалы.

Обработка древесины

Для надежности и продления срока службы деревянной стропильной системы до монтажа материал должен быть обработан надлежащим образом. С этой целью применяют следующие составы:

• антибактериальные – их использование направлено на предупреждение процессов гниения под воздействием образующегося в подкровельном пространстве конденсата и воды;
• антипиретики, или противопожарные средства – призваны защищать древесину от возгорания.

Строительный рынок предлагает множество вариантов готовых составов. Для их нанесения лучше пользоваться обычной малярной кистью. Метод распыления в данном случае не годится, поскольку при этом древесина не пропитывается надлежащим образом.

Преимущества металлических стропил

При устройстве кровель зданий промышленного назначения и многоэтажек самым распространенным вариантом является металлическая стропильная система с технологией устройства стального каркаса.

Подобная конструкция на основе оцинкованного тонкостенного металлопрофиля для кровель является достаточно прочной и долговечной. Некоторые производители утверждают, что ее эксплуатационный срок может достигать 100 лет.

По отношению к деревянным конструкциям металлические имеют ряд преимуществ, основными из которых являются:

• Высокий уровень пожаробезопасности. Используемые в качестве основы материалы совершенно не подвержены горению. В случае пожара металлические стропила могут в течение определенного времени сдерживать распространение огня, благодаря чему можно избежать обрушения кровельной конструкции.
• Нет необходимости в проведении антипиретической и антибактериальной обработки.
• Длительный эксплуатационный срок – достигается благодаря неподверженности материала развитию грибка. Что касается защиты от коррозии, для ее обеспечения на металл, служащий основой для изготовления стропил, наносится цинковое покрытие.
• Такие стропила можно монтировать независимо от времени года.
• Процесс монтажа стропильных систем из металла достаточно простой – для его осуществления требуется только дрель и шуруповерт.
• Благодаря небольшому весу стальной конструкции сокращаются нагрузки на несущие стены здания.

Целесообразность использования стропил из металла

Во время строительства многоквартирных домов устройство металлических стропил является отличным выбором. Они способны выдержать большие нагрузки, поэтому в качестве кровельного покрытия можно выбирать любой материал.

Однако в частном секторе подобное решение является большой редкостью, поскольку металлические конструкции не способствуют сохранению тепла, что значительно повышает расходы на отопление. При монтаже металлических систем необходимо учитывать этот момент. В вопросе теплозащиты деревянные стропильные системы обладают очевидным преимуществом: прекрасно сохраняют тепло, благодаря чему считаются экономически наиболее выгодными.

Усиление деревянных конструкций отдельными элементами из металла не оказывает существенного влияния на теплопроводность кровли в целом, поэтому такой прием вполне допустим, однако при этом между деревянными и металлическими конструкциями необходимо проложить слой изоляционного материала для предупреждения скопления конденсата в древесине, приводящего к ее гниению.

Возведение цельной металлической системы стропил может осуществляться с помощью сварки. При этом можно избежать разрушающих процессов: поскольку конструкция при этом полностью состоит из металла, в ней нет участков контакта с деревянными элементами.

В случае установки металлических конструкций обязательным условием является их утепление, поскольку такие системы являются хорошими проводниками холода.
Нередко стропила из металла применяются в качестве вставляемых под коньковый прогон дополнительных опор, так как эта часть здания подвержена наибольшим нагрузкам.

Чем определяется надежность системы стропил?

Независимо от материала, на основе которого изготавливаются стропильные системы, основным требованием к ним является абсолютная надежность. Все конструктивные элементы системы должны закрепляться предельно жестко. Этого удается добиться исполнением конструкции в форме треугольника – самой устойчивой геометрической фигуры.

На надежность системы стропил оказывают влияние следующие факторы:

• правильность выбора конкретного типа стропильной конструкции;
• прочное соединение в узлах стропильной системы;
• корректное проведение расчетов возможных нагрузок на кровлю;
• правильный выбор кровельного покрытия;
• опытность и уровень квалификации рабочих.

Инструменты

Для изготовления качественных стропил из дерева требуется обычный набор инструментов для работы по дереву:

• топор;
• молоток;
• бензопила или ножовка по дереву;
• металлические скобы (не меньше 20 см);
• гвозди (на 7,5-20 см);
• гвоздодер;
• саморезы;
• дрель;
• уровень;
• рулетка;
• карандаш.

Для правильности замеров рекомендуется пользоваться не рулетку, а особую мерную рейку. Ширина деревянной рейки должна составлять 5 см, а длина – от 2 до 3 метров. На нее наносятся все требуемые величины: длина стропил, свеса, заложения и т.д.

Виды стропил

Есть несколько разновидностей стропил:

• висячие;
• наслонные;
• стропильная система вальмовой кровли.

Висячий тип стропил

Это самая простая разновидность стропильной системы, обладающая некоторыми конструктивными особенностями.

Стропила имеют две опорные точки, в роли которых выступают стены дома. Для равномерного распределения нагрузки стропильные ноги должны опираться не непосредственно на стены, а на особый толстый брус – мауэрлат, который монтируется к несущей стене с помощью шпилек или других креплений.

Такой тип конструкции может выдерживать значительные распорные силы и передавать их на несущие стены.

Для компенсации распирающих усилий делается затяжка. Она должна соединять каждую из находящихся внизу стропильных пар. В большинстве случаев встречаются конструкции, в которых затяжка установлена в самой нижней части. При этом она одновременно выполняет функцию кровельного перекрытия. При высоком расположении значительно повышается нагрузка на этот элемент конструкции.

Затяжка является одной из важнейших частей стропильной системы висячего типа, поскольку не только препятствует распирающим усилиям, но и не позволяет стропильным ногам разъезжаться.

Наслонные стропила

Отличительной особенностью наслонных стропил является необходимость установки дополнительной средней стены. Говоря о специфике таких систем, необходимо подчеркнуть следующие моменты:

Концы наслонных стропил упираются в стены здания, а их средняя часть опирается еще и на расположенную во внутренней части дома несущую стену. Другим вариантом является упор на дополнительно установленные столбы, служащие опорой.

Другим отличием данной конструкции является ее работа исключительно на изгиб. Идущая на сжатие нагрузка абсолютно ее не затрагивает, поскольку приходится на дополнительную серединную опору.

Эти особенности делают возможным изготовление и использование значительно более тонких элементов, благодаря чему система в целом получается довольно легкой.

Другим плюсом наслонной системы является существенная экономия строительных материалов и сокращение финансовых затрат.

При возведении кровель сложной конфигурации рекомендуется чередовать виды стропил. Если есть средняя несущая стена (опора), монтируются наслонные стропила. В случае ее отсутствия необходимо использовать висячую разновидность.

Особенности стропил для вальмовой крыши

При возведении четырехскатных вальмовых кровель необходима особая система стропил. Это обусловлено сложной геометрией таких крыш и тем, что их стропила должны выполнять различные функции.

Основными типами стропил для вальмовых конструкций являются:

Диагональные накосные стропила – соединяют углы дома с торцами конькового бруса. С их помощью формируются ребра возводимой кровли. Эти элементы являются самыми длинными и наиболее прочными по сравнению с остальными стропилами, поскольку именно на них приходится основная часть нагрузки.
Центральные рядовые стропила необходимы для соединения конькового бруса и мауэрлата по бокам скатов. Их установка должна осуществляться строго параллельно относительно друг друга.
Угловые стропила, или нарожники — намного короче рядовых элементов. Их функцией является соединение мауэрлата со стропилами накосного типа, а не с коньком. Эти стропильные брусы определяют плоскости кровельных скатов.

Монтаж

Для правильной установки стропил в первую очередь необходимо определить тип кровли. Одним из самых простых решений является двускатная конструкция, даже в случае планирования мансарды под ней.

Процесс монтажа осуществляется в следующей последовательносоти:

1. В первую очередь изготавливается шаблон, в соответствии с которым будут проводиться дальнейшие работы. Так как стропила для двускатных кровель представляют собой однотипные конструкции, изготовление шаблона позволяет сэкономить достаточно времени и сил. Берутся две доски, которые соединяются гвоздем с одного края. Такая конструкция напоминает ножницы. Оставшиеся свободными края досок шаблона следует установить на опоры на тех участках, на которые стропильные ноги будут упираться. Так определяется величина угол уклона кровельного ската. Фиксация образованного двумя досками угла осуществляется при помощи двух гвоздей. Шаблон готов. Он дополнительно фиксируется посредством использования поперечной перекладины.

На что следует обратить внимание, если вы планируете купить подшивку свесов крыши, читайте в нашем онлайн журнале.

Советы специалистов по укладке мягкой кровли вы найдете здесь.

Все о существующих типах горелок для укладки мягкой кровли собрано в статье по адресу https://rooffs.ru/krovelnye-materialy/gorelki/gazovye.html.

Допущенные в процессе изготовления шаблона неточности способны испортить всю возводимую конструкцию. Чтобы избежать возможного изменения величины найденного угла вследствие деформации (ее причиной может быть ударная нагрузка), фиксацию поперечной перекладины лучше осуществлять при помощи саморезов, а не гвоздей.

2. После этого изготавливается еще один шаблон, который будет использоваться для выполнения монтажных зарезов на стропилах.
3. Следующим шагом является сборка стропильной фермы, при этом крепежными элементами служат гвозди и саморезы. Изготовление шаблона для выполнения зарезов производится на основе 5-миллиметровой фанеры, которую необходимо укрепить доской на 25 мм.
4. Используя шаблоны, на балках осуществляют монтажные зарезы, после чего они соединяются в соответствии с величиной угла уклона кровельных скатов. В результате образуется деревянный треугольник большого размера, получивший название стропильной фермы. Сборка стропильных ферм, как правило, осуществляется на земле, после чего они аккуратно поднимаются по лестнице для последующей установки.

Для облегчения кровельных работ можно устроить передвижные леса. С их помощью удается без проблем доставлять собранные фермы на место их монтажа. При строительстве частного дома нужны по крайней мере 2-3 таких конструкции.

5. Вначале производится установка двух крайних ферм. Чтобы обеспечить корректность монтажа в горизонтальном и вертикальном направлении, применяют временные подкосы, с помощью которых осуществляется закрепление конструкции.
6. После этого натягивается веревка, соединяющая вершины крайних стропильных ферм. Она обозначает конек возводимой кровли.
7. Следующий этап — сборка, поднятие наверх и монтаж остальных стропильных ферм. Между ними должно сохраняться как минимум 60-сантимертовое расстояние.
8. Конструкции больших размеров необходимо дополнительно укрепить с помощью подпор, подкосов, ригелей и т.д.
9. Для формирования пространства проектируемой мансарды производится установка специальных опор и горизонтальных балок.

Для существенного облегчения монтажа стропильных ферм можно предварительно размечать стропильные ноги как левую и правую.

Стропиловка трех- или четырехскатных кровель – процесс намного более сложный. Его надо начинать с проведения очень точных расчетов. Требуется также тщательная разметка обвязки.

После этого производится монтаж конькового бруса на специальных опорах. К нему в следующей последовательности присоединяют:

• диагональные стропила;
• промежуточные центральные стропила;
• промежуточные стропила;
• короткие стропила.

ВЫВОДЫ:

• Система стропил представляет собой обязательный элемент здания, состоящий из каркаса, опорами для которого служат несущие стены строения.
• Для создания деревянных перекрытий лучшим материалом являются деревья хвойных пород, поскольку они с легкостью поддаются обработке.
• До начала монтажа дерево должно быть обработано антисептиками и антипиретиками.
• При устройстве кровель строений промышленного назначения и многоэтажных зданий самым распространенным вариантом является металлическая стропильная система с технологией устройства стального каркаса.
• В случае установки металлических конструкций обязательным условием считается их утепление, поскольку такие системы являются хорошими проводниками холода.
• Основным требованием к стропильной конструкции является абсолютная надежность.
• Различают несколько типов стропил: висячие, наслонные, стропильная система вальмовой кровли.
• Для монтажа стропил необходимо сначала изготовить шаблоны.
• После этого собираются стропильные фермы. Их сборка осуществляется на земле, после чего они поднимаются по лестнице для последующего монтажа.

Как осуществляется монтаж стропильных ферм, вы сможете узнать из видеосюжета ниже.