Когда при строительстве дома очередь доходит до устройства кровли, возникает резонный вопрос: как крепить стропила? Ответ на него зависит от многих факторов: конструкции крыши и расчётной нагрузки на неё, крутости скатов, материала и несущей способности стен, предполагаемой усадки строения и т.д. Каждый из этих факторов влияет на выбор способа крепления и стропильного крепежа. Кроме того, к стенам и между собой стропила тоже крепятся по-разному.
Стропильная система – вид снизу Источник krepezhinfo.ru
Общие сведения
Чтобы лучше ориентироваться в данной теме, нужно знать, что такое стропила, какими они бывают, к чему крепятся, в каких случаях выбирают тот или иной вид стропильной системы.
Стропилами называют несущие конструкции скатных крыш, которые принимают на себя всю нагрузку от кровли и снегового покрова на ней, передавая её на стены здания. В частном домостроении они чаще всего изготавливаются из бруса или досок большого сечения, поставленных на ребро. Гораздо реже используют металлические конструкции в виде сборных элементов или готовых ферм. Из чего и как делать стропила, решается исходя из расчётной нагрузки на них и предпочтений заказчика.
Металлическая стропильная система Источник dawaihati.com
Конструктивно стропила подразделяются на висячие и наслонные:
- Висячие стропила устанавливают на небольшие дома, гаражи и прочие хозпостройки, у которых пролёт между стенами составляет не более 5-6 метров. Верхними концами они соединяются друг с другом без дополнительной опоры, а нижние, опирающиеся на стены, стягивают горизонтальными элементами – затяжками. Затяжки уменьшают распирающие нагрузки от стропил на стены, принимая их на себя.
Дополнительная затяжка увеличивает пролёт до 8 метров, а упирающиеся в затяжку подкосы – до 10 метров Источник obustroeno.com
- Наслонные стропила устанавливают на здания с большими пролётами свыше 10-12 метров со средней несущей стеной или опорными колоннами. Верхними концами они опираются на коньковый прогон, который в свою очередь поддерживается стойками, упирающимися в лежень – горизонтальная балка, лежащая на колоннах или внутренней стене. Если решается задача, как установить стропила на односкатную крышу, то также выбирается наслонная конструкция, так как в ней роль конькового прогона исполняет более высокая стена.
В этом случае затяжка не нужна вследствие отсутствия растягивающих нагрузок Источник remoskop.ru
Проектирование конструкции двухскатной крыши дома
Первым и основополагающим этапом постройки двухскатной крыши является ее проектирование. Мы уже говорили о том, что от выбора угла наклона крыши будут зависеть нагрузка, воспринимаемая кровлей, и, как следствие, выбор кровельного материала, который сможет противостоять осадкам и нагрузкам от этих осадков и ветра.
На данном этапе создаются чертежи конструкции будущей кровли и проводятся все необходимые расчеты. Это необходимо, в первую очередь, чтобы иметь представление об общем виде крыши и ее размерах, а также чтобы учесть все предполагаемые максимальные нагрузки.
После проектирования у вас на руках будет весь пакет документов, в которых будут указаны все размеры будущей крыши, ее площадь для закупки кровельных материалов, полная номенклатура пиломатериалов, используемых в постройке. Наличие списка с номенклатурой пиломатериала позволит не потратить лишних средств на его закупку, так как при строительстве крыши пиломатериал — это основная статья расходов.
После того, как выполнены все проектные работы, переходят непосредственно к строительным работам. При проведении работ своими руками экономится половина бюджета, который мог бы пойти на оплату строителям
При это важно помнить о соблюдении всех норм и правил, чтобы конечный результат оправдал ожидания
Крепление стропил в нижней части
В нижней части стропила могут опираться прямо на стену, если она сложена из бревна или бруса. На стены из штучных материалов (кирпич, бетонные, газобетонные блоки и т.д.) их опирать нельзя, так как ставить стропила можно только на прочные основания, не передающие влагу.
Но это не единственная причина. Опорой для кровли должна служить конструкция, которая равномерно распределяет нагрузку по стенам. Поэтому на их верхней части по всему периметру монтируют мауэрлат – толстую деревянную балку, исключающую точечную нагрузку на элементы кладки. Между ней и материалом стен обязательно прокладывают гидроизоляцию.
Также кровельная система может крепиться к балкам перекрытия. Это делается в случае с каркасными строениями или мансардными крышами. Часто балки перекрытия используют в качестве затяжек для висячих стропил. Они должны выступать за внешнюю плоскость стен минимум на полметра, чтобы образовать карнизный свес. А стропильная нога устанавливается на край балки.
Каркасное строение с креплением стропил к балкам перекрытия Источник krovlyakryshi.ru
Это важно. Без мауэрлата или верхней обвязки можно обойтись только при том условии, что стены обладают достаточной прочностью и могут выдержать точечную нагрузку. Поэтому на каркасные постройки стропила устанавливают точно над вертикальными несущими стойками.
Крепление к деревянной стене
Перед тем как установить стропила на бревенчатые или брусовые стены не нужно делать на них никакой обвязки – монтаж осуществляется прямо на несущие конструкции. При этом способ крепления зависит от предполагаемой усадки строения:
- Если дом уже дал усадку или в случае реконструкции и замены кровли на старом деревянном доме, крепление делают жёстким, вырубая в верхнем бревне пазы под стропила и жёстко закрепляя их скобами или металлическими уголками с двух сторон.
Жёсткое крепление врубкой и металлическими уголками Источник filartbel.by
При устройстве кровли на новых деревянных домах используют скользящее крепление. При усадке здания его геометрия может меняться, вызывая избыточное напряжение в местах жёсткого крепления и деформацию конструкции крыши. Чтобы этого не происходило, стропилам оставляют возможность двигаться в поперечном направлении, подстраиваясь под усадку. Для этого используют специальный крепёж, позволяющий им это делать. Это может быть стальной уголок с длинной прорезью на одной полочке вместо монтажных отверстий. Или скользящая опора, как на следующем фото.
Крепление на скользящую опору Источник stroika-1.ru
Смотрите также: Каталог проектов домов с двухскатной крышей
Крепление к мауэрлату
О том, как крепить стропила к мауэрлату двухскатной крыши, нужно задуматься ещё на этапе монтажа самого мауэрлата. Если он закреплён на стене сбоку с помощью скоб, вбитых в деревянные пробки, то он не в состоянии нормально воспринимать распорные нагрузки. Поэтому крепление стропильной системы должно быть жёстким, исключающим сдвиги или повороты элементов относительно мауэрлата и друг друга.
Для справки. Безраспорный мауэрлат проще и дешевле в монтаже, но вся кровельная конструкция получается не слишком устойчивой к ветровым нагрузкам. Поэтому его устанавливают только на небольшие постройки – садовые домики, гаражи, бани.
Возможные варианты показаны на схеме:
Жёсткое крепление к мауэрлату Источник mercabadom.ru
- На конце стропила выпиливается «седло», которым оно надевается на мауэрлат, после чего соединение укрепляется двумя стальными уголками, установленными с обеих сторон, либо тремя гвоздями, два из которых забиваются сбоку под углом и скрещиваются в теле мауэрлата, а один вбивается в стропило вертикально.
- Вместо изготовления запила к стропильной ноге подшивается опорный брусок, упирающийся торцом в мауэрлат. Так поступают, если возникают сложности с тем, как запилить стропила под нужным углом и нужных размеров. Дальнейшее крепление также осуществляется на перекрещённые гвозди или уголки.
- Запил или опорный брусок ограничивают свободу движения стропилины, не давая ей скользить по опорной плоскости. А дополнительный крепёж не позволяет ей сдвигаться в горизонтальном направлении. Если увеличить степень свободы этого узла, не делая «седло» или используя в качестве крепежа скобу, то максимально жёстким придётся делать соединение стропил в верхней части.
Расчет двухскатной крыши
Часто у начинающих строителей перед проектированием и расчетами на закупку материала возникают вопросы по поводу того, как узнать длину стропил двухскатной крыши
Для этого важно на этапе проектирования знать, какой будет ширина здания, для подбора стропил стандартного размера, чтобы не пришлось их сращивать, жертвуя их несущей способностью. Вместе с этим нужно не забыть об угле наклона крыши
Все эти факторы в конечном итоге будут влиять на расчет длины.
Итак, для вычисления длины стропил такой крыши нужно разделить треугольник, образованный стропильной системой на два прямоугольных треугольника. Дальше, зная ширину здания и угол наклона крыши можно определить высоту конька двухскатной крыши. Зная два катета прямоугольного треугольника и используя теорему Пифагора, можно вычислить гипотенузу каждого прямоугольного треугольника, которая и является необходимой длиной стропил нашей крыши.
В итоге, для определения окончательной длины, к полученному значению нужно прибавить еще 30-50 см. для обеспечения свесов крыши.
Все проведенные расчеты по определению высоты конька (она же высота фронтона) и длины стропил наглядно показаны на изображении:
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что двухскатная крыша является наиболее дешевым и универсальным видом кровли для частного дома. Есть примеры, когда с помощью подручных средств люди возводили двухскатную крышу самостоятельно в одиночку. Но все же советуем вам пользоваться помощью специалистов в таких вопросах, ведь грамотно сделанная крыша над головой — это комфорт и уют в доме.
Видео описание
Подробнее об этом на видео:
Дома, построенные из газосиликатных блоков, пеноблоков и других относительно хрупких материалов, обязательно усиливаются по верхнему периметру стен монолитным бетонным поясом. Без него невозможно надёжное крепление мауэрлата, так как подобные материалы плохо удерживают в себе крепёж. Как правило, ещё во время заливки бетонного пояса в него вертикально устанавливают шпильки, на которые впоследствии и «насаживается» мауэрлат и фиксируется гайками.
В этом случае деревянная обвязка стен получается более надёжной и хорошо противостоит распорным нагрузкам. Помимо уже описанных способов, как крепить стропила к мауэрлату, можно использовать и другие. Например, с помощью накладной перфорированной пластины с запилом стропильной ноги или без него. Или на скобу либо три перекрещённых гвоздя без запила. Важно только срезать опорную часть стропила так, чтобы она точно совпадала с плоскостью мауэрлата.
Крепление пластиной без запила Источник krysha-expert.ru
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на кровельных работах
Обратите внимание на то, что при установке без запила стропильные ноги придётся удлинить, нарастив их кобылками, чтобы образовался выпуск для карнизного свеса.
Чтобы снизить распирающую нагрузку на мауэрлат двухскатной крыши, используют скользящие (шарнирные) соединения. Это могут быть и специальные крепёжные элементы, и один вертикально вбитый гвоздь, и крепление на скобу с разнонаправленными зубьями.
Шарнирные сопряжения нижней части стропильных ног чаще всего применяются и тогда, когда надо решить, как крепить стропила на односкатной крыше. Но в этом случае верхнюю часть закрепляют жёстко на коньковой балке или стене односкатной крыши, выполняющей её функции.
Размер шага стропил и их длина
Как правило, шаг стропил для жилых домов колеблется в пределах 60-100 см. Тут значение имеет тип кровельного материала и общая масса крыши. Количество стропил на один скат высчитывается делением его длины на размер шага плюс единица. Для всей крыши значение удваивается.
Необходимо также выполнить расчет длины стропил двухскатной крыши. Длину стропильной ноги вычисляют по теореме Пифагора. Если максимальной длины бруса в 6 метров недостаточно, ее можно нарастить другими отрезками.
Видео описание
Видео об устройстве стропильной системы для односкатной кровли:
Современный стальной стропильный крепёж очень облегчает работу по созданию каркаса крыши. При их применении стоит воспользоваться следующими советами и рекомендациями:
- все скрепляемые деревянные элементы должны иметь толщину не менее 50 мм;
- фиксировать фасонный крепёж следует оцинкованными саморезами или гвоздями. Причём гвозди должны быть не обычные, а ершённые – с насечками на стволе, длиной минимум 40 мм;
- симметрично расположенные крепёжные элементы можно дополнительно стягивать шпильками, затягивая гайки с обеих сторон стропила.
Крепление с помощью шпилек М12 Источник mercabadom.ru
Стропила на баню как крепить
Достаточно укладывать брусья поверх бревен и фиксировать их металлическими уголками.
Можно в бревнах сделать вырубки. Для этого сначала надо сделать точную разметку будущих отверстий, затем взять бензопилу с острой цепью и сделать запилы, глубиной, равной половине сечения бревна.
Высота пазов должна быть на 3 сантиметра больше высоты балок, чтобы при необходимости выровнять их.
Когда запилы сделаны, вооружившись стамеской и молотком надо довести дело до ума, придав отверстиям нужную форму.
Обязательно проверяйте горизонтальность балок по уровню.
Перед укладкой балок их концы надо обмотать кусками европена (утеплителя), смоченного в антисептическом растворе, затем дополнительно закрепить балки металлическими угольниками.
Крепление в верхней части
В верхней части элементы конструкции тоже скрепляются по-разному в зависимости от её вида и необходимости создания жёсткого или подвижного соединения.
Висячие стропила могут крепиться встык или внахлёст. Соединение встык довольно жесткое, так как они упираются друг в друга. Для этого верхние торцы срезаются под таким углом, чтобы срезы при установке приняли строго вертикальное положение и плотно состыковались.
Соединение встык Источник srub-banya.by
Функции
Стропильная система – совокупность опорных элементов, поддерживающих геометрию крыши, каркас кровельной конструкции, придающий ей жесткость, нужный уклон. Состав, толщину сечения, расположение частей «костяка» кровли определяют с помощью расчетов, учитывающих постоянные и временные нагрузки. Стропильный каркас выполняет следующие функции, определяющие функциональность крыши:
- Задает геометрию, уклон. Стропильные ноги каркаса придают крыше необходимый угол наклона и форму, способствующие облегченному сходу снега или атмосферных осадков с поверхности. Именно от каркаса зависит, сколько щипцов или скатов будет иметь кровля, а значит именно этот элемент конструкции определяет ее внешний вид.
- Служит основанием для крепления гидроизоляционного материала. Обрешетка стропильного каркаса используется для фиксации финишного покрытия крыши.
- Равномерно распределяет вес крыши. Взаимосвязанные элементы стропильной системы равномерно распределяют, а затем перенаправляют нагрузку от финишного покрытия и вес снежной массы между несущими стенами сооружения, не допуская перекоса или деформации конструкции.
- Обеспечивает функционирование кровли. Строение каркаса, учитывающее особенности устройства крыши и кровельного покрытия, обеспечивает поддержку, аэрацию и защиту от конденсата.
Учтите, что грамотно спроектированная стропильная система – залог долговечности, надежности и механической прочности крыши, поэтому ее проектирование и монтаж доверяют профессиональным архитекторам. Опытные мастера считают, что качественный каркас намного важнее финишного кровельного покрытия, поэтому экономить на нем не стоит.
Функции стропильных систем
Резюме
Мало знать, как поставить стропила и закрепить их на стенах дома. Для начала нужно рассчитать нагрузки и выбрать оптимальный способ крепления, учитывая длину пролётов, возможность усадки и прочие факторы, влияющие на стабильность и долговечность создаваемой конструкции. А самое главное – необходимо иметь опыт работы с деревом и быть перфекционистом, чтобы добиться идеальной идентичности каждой стропильной пары и установить их в одной плоскости.
Браться за такую работу самостоятельно можно, если иметь на руках подробный проект, а рядом – опытного помощника. В противном случае имеет смысл обратиться к профессионалам.
Какие задачи решает стропильная система
Основная функция крыши – защита от осадков, ветра, внешних воздействий. Для большинства районов России характерны скатные крыши, обеспечивающие сток дождевой или талой воды и самостоятельный сход излишков снега. Плоские виды кровли встречаются только в южных регионах, поэтому о них говорить нет смысла.
Состав крыши включает в себя два основных элемента:
- кровля;
- стропила.
Кровля выполняет роль герметичного покрытия, уложенного под определённым углом на опорную конструкцию – стропила. В их задачи входят:
- поддержание кровельного полотна;
- создание устойчивой и надёжной системы, принимающей на себя снеговые и ветровые нагрузки;
- вентиляция чердачного помещения;
- защита верхнего перекрытия от температурных перепадов, солнечных лучей, влаги и прочих воздействий.
Стропильная система, утеплённая жидким пенополиуретаном, позволяет создать жилой чердак Источник combo-izol.ru
Кроме этого, стропила обеспечивают равномерное распределение нагрузки на стены и фундамент дома. Для регионов со снежными зимами задачей системы становится образование определённого угла наклона скатов, обеспечивающего оптимальный баланс между снеговой и ветровой нагрузками. Все эти функции приходится выполнять одновременно, поэтому расчёт и монтаж системы являются важными и ответственными этапами строительства дома.
Материал
Стропильные конструкции изготавливаются из древесины. Существуют достаточно жёсткие стандарты на качество и размеры материала. Основные требования к древесине:
- для сборки используются обрезные доски хвойных или лиственных пород;
- влажность материала не должна превышать 18%;
- на каждом погонном метре доски допускается наличие 3 сучков (не больше), максимальный диаметр которых не превышает 3 см;
- сквозные трещины не допускаются;
- длина несквозных трещин не должна превышать половины длины доски.
Качественный пиломатериал Источник specdispetcher.ru
Из чего состоит?
В основе любого межэтажного перекрытия, будь то подвал или чердак, лежат крупнокалиберные балки, на которые накладывают так называемый пирог из настила, утеплителя и внешней отделки. Разница между устройством чердака и подвала лишь в сечении балок. Для чердака нужны более прочные балки, особенно если речь идет о теплом помещении, на котором будет стоять мебель и ходить люди.
Для холодного перекрытия стандартом является брус или другие варианты балок сечением 100х150. Меньшую толщину использовать нецелесообразно и небезопасно. Для более прочного перекрытия можно использовать балки 100х200. Они тяжелее, но их понадобится меньше, поскольку шаг можно увеличить со стандартных 60 см до 1,5 м.
Далее прокладывают пароизоляцию со стороны нижней комнаты, забивая ее черновым потолком, например из ОСП плит. Со стороны чердака прокладывают утеплитель, гидроизоляцию и создают черновой чердачный пол.
В другом варианте можно использовать балки из металла, например, двутавровые. Они более прочные, но при их использовании страдает теплопроводность всего пирога. Металл имеет высокую теплопроводность, что повысить затраты на утепление.
Еще один вариант чердачного перекрытия – бетонные плиты, которые кладут готовыми на несущие стены дома. Плюс железобетонного перекрытия в высокой прочности, отсутствии необходимости прокладывать пароизоляцию. Минус – оно холодное и тяжелое, а также дорогое и трудозатратное с точки зрения монтажа.
