Виды и особенности стропильных конструкций

Чтобы он не деформировался в результат эксплуатации, необходимо правильно рассчитать величину сечения его элементов и определить расстояние между ними с учетом веса кровельного материала, уклона и климатических условий. В этой статье мы расскажем, что собой представляет стропильная система двускатной крыши дома, из чего она состоит, как проектируется и собирается своими руками.

Виды стропил

Чтобы понять, что представляет собой конструкция висячих стропил, нужно хорошо представлять себе устройство каркасов крыш разных типов. Нам в данном случае интересны всего два их типа:

  1. Двускатной крыши, в сечении обычно представляющие собой равнобедренный треугольник. Треугольные арки нередко монтируются с вертикальными фронтонами (иногда — с чердачной дверью и световыми окнами);
  2. Вальмовой крыши, в которых вместо вертикальных фронтонов присутствуют два дополнительных ската. Этот тип крыш популярен в регионах с сильными ветрами.

Каркас дома с вальмовой крышей.

Стропила перечисленных выше крыш могут относиться к одному из четырех типов:

  1. Наслонные стропила (металлические или деревянные) опираются на внутреннюю стену или стойку, которая, в свою очередь, переносит вес кровли на капитальную стену дома;
  2. Висячие стропила в отличие от наслонных опираются только на внешние стены строения. Как следствие, они испытывают нагрузки и на изгиб, и на сжатие.

Нагрузка на сжатие передается наружным стенам дома; для ее компенсации пара стропильных ног обычно снабжается затяжкой — брусом или металлическим профилем, связывающим ноги у основания или ближе к коньку. При нижнем расположении затяжки служат основой пола чердака;

Схемы висячей и наслонной стропильных систем.

  1. Диагональные стропила связывают коньковый прогон вальмовой крыши с углами строения;
  2. Нарожные опираются на мауэрлат (брус, опоясывающий стены по периметру и выполняющий функцию опоры для стропильной системы) и на диагональные стропила.

Диагональные и нарожные стропила.

Уточним: боковые скаты вальмовой кровли устройством не отличаются от двускатной и опираются на те же висячие или наслонные стропильные ноги.

Особенности крепления металлических страпил

Стропила из металла собирают в готовые фермы, они могут треугольные, арочные или трапециевидные. Внутри конструкции к балкам под углом приваривают ребра жесткости, образующие уголки. Благодаря этому система получает дополнительную прочность. Крепление готовых объектов производят одним из двух способов:

  • Сварка. Работа со сварочным аппаратом придает особую прочность конструкции, благодаря чему увеличивается несущая способность. При грамотном расчете крыши из металлических стропил снижается нагрузка на фундамент. Единственным сварочного соединения является потребность в квалифицированных специалистах.
  • Болты. Это довольно быстрый вариант сборки стропильного каркаса. Однако он не отличается особой прочностью и жесткостью конструкции. Его допускается использовать в частном строительстве и на объектах со скатом крыши не больше 10 метров.

В магазинах продаются сварные фермы, рассчитанные на определенные климатические зоны и сделанные по нормативным размерам. Такие изделия подойдут для стандартных домов.

Проведение расчетов

Расчет деревянной фермы, конечно же, лучше всего доверить профессионалам, в процессе этих работ должны учитываться нагрузки, которые называются постоянными, а также временными и особыми. В качестве первых выступает вес составляющих кровельного пирога. Тогда как временные нагрузки – это погодные осадки и вес людей, которые могут подниматься на крышу для проведения ремонтных работ. Сюда следует отнести еще и ветровой фактор.

Читайте также:  Как правильно сделать обрешетку под ондулин — особенности и советы

Особыми нагрузками называются те, которым подвергается здание в зонах с повышенной сейсмической опасностью. Самым важным является расчет снеговой нагрузки, который выполняется по формуле: S=Sg х μ, в ней Sg – это масса снеговой нагрузки на квадратный метр. Данный параметр является условным, а значение определяется по таблице в зависимости от региона. Что касается значения μ, то оно представляет собой коэффициент, зависящий от угла наклона крыши. Для того чтобы определить ветровую нагрузку, следует знать, в какой зоне располагается дом, это может быть открытое пространство или городская застройка.

Конструкция деревянной фермы просчитывается, еще и исходя из нормативной величины ветровой нагрузки в определенном регионе. Необходимо учитывать и высоту здания. А вот для того, чтобы определить расстояние между стропилами, следует знать их сечение и длину. Если сечение бруса составляет 8×10 см, а длина стропил не превышает 3 м, то расстояние между подобными элементами должно составить 120 см. При увеличении сечения бруса до 8×18 см и длины стропил до 4 м расстояние будет равно 140 см. В качестве максимального значения выступает сечение, которое равно 10×20 см, при этом длина стропил не должна быть больше 6 м, расстояние между ними будет равно 140 см.

Что касается остальных элементов кровельной системы, то они должны обладать следующими сечениями: мауэрлат – 15×15 или 10×15, диагональные стропильные ноги – 10×20, затяжки – 5×15, подкосы – 10×10, а также прогоны с последним из упомянутых сечений.

Важно знать сечение ригелей и подшивочных досок, в первом случае это значение будет равно 10×15, тогда как во втором – 2,5×10 см. Если вами будут устанавливаться стропильные фермы деревянные, то вы с легкостью сможете рассчитать необходимое количество элементов, зная сечение стропил и длину. Важно при этом знать еще и шаг монтажа.

Стропильная система для вальмовой кровли

Вальмовая четырехскатная крыша

Вальмовые кровли также не оснащаются фронтонами. Две плоскости скатов такой крыши имеют вид трапеции, а остальные две — треугольника. Стропильные ноги в такой системе располагаются по диагонали. Образование скатов вальмовой кровли происходит за счет промежуточных стропил. Для их крепления используется мауэрлат и балки коньков. Расстояние между отдельными элементами при этом должно варьироваться в пределах 100-120 см.

Основой для накосных стропил в верхней части является прогон коньков. Он представлен в виде деревянной балки, сечение которого идентично сечению диагональных стропил. Накосные стропила должны быть самыми длинными. Это позволяет им выдерживать максимальную нагрузку, которая передаётся от нарожников.

Коньковый узел

Как я уже говорил ранее, конек – одна из важных составляющих любой стропильной системы, где стыкуются два ската. Как правило, он находится в самой верхней части крыши, но встречаются и такие конструкции, где конек не один, например, мансардная кровля, здесь их сразу 3 штуки.

Стропильные ноги практически всегда создаются так, дабы они максимально прилегали к коньковому элементу. Это позволит обеспечить более качественную защиту от пыли и атмосферных осадков.

В кровельном деле существуют два вида стропильных систем. Первая – наслонная, а вторая висячая. Если рассматривать первую, то здесь соединение происходит врубкой в полдерева. Благодаря данной технике обеспечивается максимальная прочность. Что касается висячих стропил, то здесь их нижняя часть стыкуется попарно. Этого можно достичь путем подрезания каждой балки под определенным углом, который равен кровельному уклону. После этого их прикладывают друг к другу спилами и сопрягают гвоздями так, чтобы каждый крепеж через срез проникал в другой брус.

Читайте также:  Выполняем расчет стропильной системы двухскатной крыши

Нередко можно встретить коньковые элементы с перфорированным телом. Мелкие отверстия не позволяют проникать внутрь чердачного помещения мелким грызунам и птицам, а качество естественной вентиляции увеличивается в несколько раз.

Строение ферм из труб

Единицей стропильной металлической системы является ферма – плоская конструкция, собранная из нескольких прямых стержней. Контур фермы формируют верхний и нижний пояса. Между ними находится решетка, состоящая из раскосов и стоек.

Элементы фермы – прямые профильные трубы – соединяют или непосредственно между собой, или через узловые фасонки. Для крепления используют сварки, болты, клепки.

Металлические фермы стандартных размеров и конструкций можно купить уже в готовом виде или же собрать из труб самостоятельно. Однако самостоятельное изготовление требует высокого профессионализма, умения работать с металлоконструкциями и правильно произвести расчет. Поэтому для частного застройщика намного удобнее вариант приобретения готовых ферм, которые останется только правильно смонтировать.

Формирование кровельного пирога

Само название «кровельный пирог» говорит о внешнем виде конструкции. Деревянная кровля состоит из нескольких слоев.

Элементы, из которых формируется крыша, дополняют функции друг друга. Все слои в комплексе делают конструкцию прочной, долговечной, устойчивой к высоким и низким температурам.

У деревянной крыши конструкция может быть холодная или теплая. Холодная кровля представляет собой конструкцию, в которой нет термоизоляции ската.

Чердак в строении не отапливается, а подкровельное пространство является воздушной прослойкой. Она и отделяет нижние этажи строения от холода.

Такое устройство деревянной кровли является несложным и бюджетным, ведь в его составе только гидро-, пароизоляция и кровельное покрытие.

Теплая конструкция используется в современном строительстве. Благодаря появлению новых материалов и мансард, которые отапливаются, практически всегда выбирают данный вид кровельного пирога.

При подогреве подкровельного пространства воздушная прослойка отсутствует, в результате чего тепло уходит через кровельное покрытие.

Чтобы этого не произошло — надо оборудовать не только гидро-, пароизоляцию, но и уложить слой утеплителя.

Он минимизирует теплопотери и поможет оптимизировать в помещении температурный режим.

Вид кровельного пирога стоит выбирать в зависимости от предназначения строения. Теплый рекомендуется выбирать для домов, где запланировано сделать мансарду жилой или для строений с верхними этажами, которые будут отапливаться.

Для сооружений, где проводить время будут только летом, для бань и беседок рекомендуется выбрать холодный вид кровельного пирога.

Плюсы и минусы применения кобылок

Преимущества:

  1. Упрощается сооружение свесов крыши.
  2. Сокращается расход деревянных строительных материалов.
  3. Ускоряется время строительства.
  4. Хороший свес оберегает отмостку здания от преждевременного разрушения.
  5. Здание приобретает привлекательный вид

Одним из главных недостатков такого карниза большая парусность. При сильном ветре конструкция крыши подвергается большим испытаниям.

Некоторые преимущества применения кобылок проявляются после многолетней эксплуатации дома.

Со временем открытые деревянные части свесов от воздействия атмосферной влаги приходят в негодность. В случае с кобылками их реально заменить даже в выборочном порядке, не особо прибегая к серьёзному демонтажу конструкции крыши.

Деревянная ферма метров

Стоимость изготовления конструкций из LVL брусаот 30 до 65 т.р.

Цена готового каркасаот 3 до 8 т.р./м 2

Поставка ЛВЛ бруса39 т.р/м 3

Кстати : Расчет сечений /Расчет перекрытий БЕСПЛАТНО

Проектирование и изготовление деревянных ферм

«Компания Деревянные Конструкции» – это надежный партнер, который поможет качественно и оперативно воплотить в жизнь любые ваши задумки и мечты об обустройстве кровли вашего дома!

Читайте также:  3 в 1: выбираем кровать-чердак с рабочей зоной для подростка

Мы специализируемся на проектировании деревянных стропильных ферм, изготовлении ферм перекрытия и монтаже готовых деревянных ферм конструкции.

Основные наши преимущества это:

    Индивидуальный подход: по вашим размерам и эскизам мы делаем проект и подбираем наиболее подходящую именно для вас конфигурацию фермы;

    Прочность конструкций и возможность создавать открытые пространства: основной материал для изготовления – клееный брус из шпона LVL , который позволяет перекрывать большие пролеты без дополнительных опор (до 24 метров);

    Заводское изготовление и быстрота монтажа: фермы полностью собираются на нашей производственной площадке и приезжают к вам на объект в уже готовом (собранном) виде. Остается лишь поставить их краном в проектное положение.

  • Экологичность и эстетика: дерево – самый высоко экологичный продукт для строительства, а также всегда радует глаз. Его можно выкрасить в любой цвет в зависимости от ваших интерьерных решений.
  • Наибольшей популярностью в частном строительстве пользуются деревянные фермы пролетом 12 метров, 18 метров, также небольшие фермы пролетом 8 метров.

    Для того чтобы помочь вам определиться с выбором геометрии фермы, мы приводим для вас несколько примеров с описанием их преимуществ и специфики использования.

    Треугольная ферма.

    Это классический и самый распространенный вариант фермы с очень широким спектром использования начиная от гаражей, бань, беседок и заканчивая большими складскими и спортивными комплексами. Ее основные преимущества – это экономичность и высокие прочностные характеристики при небольшом собственном весе, что позволяет перекрывать большие пространства и облегчать нагрузку на фундамент и стены.

    Ферма – ножницы.

    Преимущества данного вида ферм – это возможность большей эксплуатации подкровельного пространства, за счет отсутствия нижнего пояса фермы, а также более привлекательный внешний вид.

    Односкатные фермы.

    Это вариация треугольной фермы.

    А – образные фермы.

    Основным преимуществом данного вида ферм является минимальное количество соединительных элементов и узлов, а также, как и ферме-ножницы, возможность большего использования подкровельного в основном для плоских кровель.

Типы двухскатной кровли

Конструкция двускатной крыши различается по форме и расположению стропил. По форме выделяют следующие виды:

  • Симметричная — стандартный тип кровли с двумя скатами в виде равнобедренного треугольника;
  • Ломанная или мансардная конструкция предполагает устройство жилого помещения на чердаке и монтаж мансардных окон;
  • Несимметричная крыша подразумевает, что конек размещен не по центру, а сдвинут в одну из сторон. Такая конструкция смотрится более оригинально;
  • Разноуровневая система более сложная в установке, и предполагает, что скаты такой крыши не соединяются в одном коньке и располагаются на разных уровнях;
  • Полувальмовая – двухскатная крыша со скошенными концами конька.

Кроме того, кровля бывает различной по сооружению стропильной системы. Так, выделяют наслонные и висячие стропила. Висячая конструкция имеет только две точки опоры в виде стен. Поэтому вес кровли, нагрузка снега и осадков приходится именно на эти стены. Чтобы снизить давление, стропила соединяют металлической или деревянной стяжкой. Чем выше такая стяжка, тем она крепче и прочнее. Расстояние между опорами при этом составляет до 6,5 метров.

Наслонная система состоит из брусьев с промежуточной подпоркой на внутреннюю стену дома. При данной конструкции требуется обязательный монтаж мауэрлата. Мауэрлат – это брус с сечением 10х10 или 20х20 сантиметров, который подкладывают под стропильную ногу или устанавливают по периметру наружной стены дома. Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку кровли на стены.