Виды стропильных конструкций: Виды и схемы стропильных систем – Виды стропильных систем — Кровля и крыша

Виды и особенности стропильных конструкций

В процессе проектирования и строительства жилого дома обязательно возникает вопрос о конфигурации и конструкции крыши. От конструкции крыши зависит не только набор материалов для ее монтажа, но и конструкция несущих стен, на которые эта крыша опирается. Поэтому расчет конструкции крыши является одним из самых важных при проектировании дома. Стропильные конструкции, несущие крыши совместно с обрешеткой, служат основным предметом расчета.

Виды стропильных систем крыш.

Можно отметить, исторически сложилось так, что конструкция стропил крыш была деревянной, вся терминология современных конструкций заимствована с того времени. В настоящее время, помимо деревянных, применяются металлические и железобетонные стропила, используемые, в большей степени, в строительстве промышленных зданий. В жилищном малоэтажном строительстве основным материалом остаются пиломатериалы.

Стропильные системы делятся на две группы:

1. Наслонные.
2. Висячие.

При проектировании крыши, первоначально определяются с выбором стропильной системы: наслонной или висячей.

Наслонные и висячие виды стропильных систем

Наслонные стропильные системы применяются для зданий, имеющих дополнительные ряды стен, используемых в качестве дополнительной опоры. Такие здания могут иметь размеры до 15-18 м при двух дополнительных опорных элементах. Пролет между опорами всегда должен быть не более 5-8 м. Шаг стропил выбирается порядка 0,8-1,2 м в зависимости от расчета. Часть нижних концов стропильных ног опирается на специальные подстропильные брусья, мауэрлаты.

Схема крепления наслонных стропил.

Между опорными стойками и прогонами устанавливают подкосы, разгружающие прогоны и придающие конструкции жесткости. Подкосы применяются и для разгрузки стропильных ног, позволяющей увеличить перекрываемую ширину помещения. Стропильная нога, имеющая длину более стандартного размера пиломатериалов, может быть составной.

Висячая стропильная система отличается от наслонной тем, что она опирается только своими нижними концами на опорные стены. Стропильные ноги этой конструкции нагружены в двух направлениях вдоль и поперек системы. Помимо этого, у такой конструкции имеются значительные нагрузки, распирающие опорные стены. Эти нагрузки снимаются за счет затяжек, которыми соединяют стропильные ноги. Они могут быть как деревянными, так и металлическими. Затяжки располагаются горизонтально и могут обустраиваться на любой высоте с тем условием, что чем выше она расположена, тем прочнее она должна крепиться к стропилам.

Самыми элементарными являются двускатные кровли для небольших домов до 6 м. Для них существует множество типовых проектов, а в качестве материала подойдет почти любой обрезной пиломатериал, продающийся на рынке. При их монтаже используются наслонные стропила, основным элементом которых служат наклонные балки, расположенные вдоль ската крыши. Поэлементно наслонная стропильная система состоит из:

• стропильных ног — элемент, на который крепится обрешетка;
• прогонов, элементов стропильной системы, укладываемых на капитальные стены и промежуточные столбы;
• стоек, подкосов, лежней, мауэрлатов, использующиеся для усиления конструкции и более равномерного распределения нагрузки от стропил на прогоны и опорные конструкции.

Что такое мауэрлат?

Виды висячих стропильных систем.

Мауэрлаты, являющиеся опорой для стропильных ног, могут располагаться как во всю длину опорной стены, так и быть небольшим, используемым для каждой отдельной стропильной ноги. В деревянных домах мауэрлатом служит верхнее бревно стены. При кладке кирпичных стен мауэрлат закладывается заподлицо кирпичом с внешней стороны и изолируется от материала стены.

Любая крыша венчается коньковым прогоном, который соединяет между собой верхнюю часть стропил. Именно он является основой будущего конька.

Следующим этапом проектирования является расчет сечения стропильных ног и шага между ними. Проектирование конструкции стропил служит обязательным элементом не только потому, что надо учесть схему конфигурации крыши. В течение всего срока службы крыша подвергается различным нагрузкам, которые можно разделить на временные и постоянные. Последние характеризуются весом кровли и самих элементов конструкции, а временные зависят от наклона крыши и сезона. Это может быть как снег, так и воздействие ветра.

Сечение стропильных ног рассчитывается исходя из минимальной нагрузки в 200 кг/м без учета массы кровли, утепляющих и изолирующих материалов. Слой снега может увеличить этот показатель вдвое. При склоне крыши более 60 °, вес нагрузок от снега не учитывается, так как считается, что при таком наклоне он не задерживается. С целью увеличения жесткости и несущей способности стропил применяются подкосы, стойки и другие элементы, позволяющие дополнительно равномерно распределить нагрузку по всей конструкции.

Схема армопояса для мауэрлата.

Для противодействия ветровым нагрузкам, действующим фронтально, применяются диагональные связи стропильных ног.

Вся система должна быть защищена от возможности ее сноса ветром. Для этого при строительстве опорных стен с их внутренней стороны предусматривается закладка крепежных элементов, к которым стальной проволокой не менее 6 мм притягиваются части стропильной конструкции. Вместо закладных элементов можно использовать установленные позже стальные шпильки.

Особенности проектирования крыш

Проектирование должно предусмотреть и такие нюансы, как назначение чердачного помещения. Если оно будет использоваться в качестве мансарды, то оно не должно быть перегружено лишними элементами, а если не будет подшиваться с внутренней стороны, то изменяются требования к внешнему виду стропильных ног, которые будут служить еще и декоративным элементом помещения.

Вид кровли и ее наклон определяют качество обрешетки, наличие и конструкцию влагоизоляции.

Как уже было указано ранее, основным материалом при малоэтажном строительстве для изготовления стропильных конструкций считаются древесные пиломатериалы. В качестве таких материалов используется древесина хвойных пород с влажностью не более 18-22% и с отсутствующими пороками в виде крупных сучков, трещин, гнили и поражений древесными паразитами. При отсутствии пиломатериалов необходимого сечения возможно спаривание более тонких пиломатериалов в один элемент. Аналогично собираются составные балки при отсутствии пиломатериалов необходимой длины.

Схема соединения и крепления стропильных ног.

Конструкции стропильных систем не ограничиваются только этим материалом. Усиливающими элементами могут служить металлические изделия, которые придадут деревянной конструкции еще большую жесткость и надежность. Однако применение металла имеет и свои недостатки, заключающиеся в образовании конденсата на поверхности металлических конструкций при перепаде температур, могущего вызвать повышение влажности в деревянных конструкциях и их последующее гниение. Поэтому в местах соприкосновения металла и дерева необходимо провести обработку деревянных изделий специальными составами или обустроить их гидроизоляцию.

Крепежные элементы стропил

В качестве крепежных элементов могут применяться соединения типа паз-шип , известные в строительстве ранее. Правда, современный монтаж подобного крепежа уже не использует. Обычным соединением элементов конструкции являются строительные гвозди и скобы. Их недостаток заключается в том, что со временем жесткость такого соединения уменьшается в связи с изменением геометрических размеров скрепляемых элементов, ведь размеры деревянных изделий могут немного изменяться под воздействием влаги. Более надежными являются болтовые соединения конструктивных элементов.

Но и им присущ недостаток, заключающийся в ослаблении элементов конструкции в результате их сверления. В последнее время стала известной американская технология соединения элементов стропильных конструкций с помощью фасонных крепежных элементов и саморезов, выбор которых в магазинах, предлагающих строительные материалы, существенно расширился.

Обычно при строительстве жилого дома стропильные системы собираются на месте. В этом случае, несмотря на кажущуюся легкость работы с деревом, проведение этих работ сопряжено со многими трудностями. Поэтому к сборке и установке стропильных конструкций желательно привлечь бригаду опытных кровельщиков, имеющих большой опыт этой работы.

Схема расчета стропил.

Железобетонные конструкции в жилищном строительстве широкого применения не имели в силу большого веса, сложности монтажа из-за необходимости применения грузоподъемной техники и отсутствия возможности применения индивидуальных строительных решений.

Появление новых технологий строительства повлекло за собой и изменения в подходе к изготовлению стропильных конструкций. В последнее время широко распространилась технология монтажа стропил из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), благодаря которой значительно снижаются затраты и сроки монтажа. Эта технология применима практически при всех видах строительства зданий любого назначения.

Преимущества стропильных систем

Несущими элементами в этом случае выступают конструкции из Z и С-образных стальных оцинкованных балок с перфорационными просечками, позволяющими уменьшить теплопроводность элемента почти вдвое. Стропильная конструкция изготавливается по разработанному проекту в заводских условиях и поставляется потребителю. К преимуществам подобных конструкций можно отнести такие качества, как:

• небольшой вес конструкции, что позволяет использовать в конструкции здания несущие стены с меньшей расчетной нагрузкой и меньшей материалоемкостью;
• сокращенные сроки возведения конструкций;
• точность изготовления и, соответственно, геометрических размеров стропильной конструкции;
• возможность монтажа в зимних условиях;
• отсутствие отходов и необходимости их утилизации;
• надежность и долговечность конструкции из ЛСТК;
• экологичность материала;
• низкие эксплуатационные расходы на содержание стропильных конструкций;
• эффективное теплосбережение благодаря применению в стропильной конструкции современных тепло- и гидроизоляционных материалов.

Крыша, а особенно ее каркас, во многом определяют как внешний вид самого дома, так и его жизненный срок, и состояние атмосферы внутренних помещений. Никому не доставит удовлетворения смотреть на крышу дома, прогнувшуюся в результате неправильного расчета нагрузок или покрытые грибком стены из-за постоянных протечек.

Поэтому, независимо от материала стропильной конструкции, деревянной или металлической, схема несущих конструкций требует тщательного подхода в их проектировании и не менее тщательного в монтаже.

Виды и особенности стропильных конструкций

Стропильная система выступает в качестве основной несущей части всей кровельной конструкции. Она определяет устойчивость и прочность верхней части дома. Стропила должны выдерживать вес кровельного материала, давление снега и ветра, поэтому при выборе наиболее подходящей вариации системы следует учитывать климатические особенности региона. Основными функциональными элементами стропильной конструкции являются наклонные подкосы, вертикальные стойки и стропильные ноги.

Материалы для изготовления стропил

Изготовление стропильной системы может осуществляться при использовании металлических элементов или древесины. Каждая из существующих вариаций стропил имеет свои особенности.

Металлические стропила

Основные функциональные элементы металлической стропильной системы

Металлические конструкции изготавливаются из стального проката методом электродуговой сварки. Данная система характеризуется максимальной жесткостью. В большинстве случаев стойки из металлического профиля устанавливаются под коньковыми прогонами и используются в качестве опор. Для проведения монтажных работы может понадобиться привлечение специальной техники. Целесообразнее всего использовать металлическую вариацию стропил в таких случаях:

• при высокой ветровой нагрузки на кровлю;
• если кровельная система имеет сложную геометрию;
• при большой массе кровельного материала;
• в случае большой длины перекрываемых пролетов.

При условии монтажа смешанной стропильной системы следует предотвратить контактирование металлических элементов с древесиной. В противном случае возможно загнивание дерева вследствие переувлажнения, обусловленного появлением конденсата на металлической поверхности.

Элементы металлической стропильной системы характеризуются высокой теплопроводностью. Эта особенность приводит к быстрому нагреванию и мгновенному остыванию материала. В данном контексте возникает необходимость в более тщательном утеплении кровли.

Деревянные стропила

Деревянная стропильная система должна обязательно подвергаться противопожарной и антибактериальной обработке.

Хорошая альтернатива металлическим конструкциям — стропила из дерева. Они максимально просты в монтаже и могут собираться непосредственно на объекте. Чаще всего для устройства системы используется сосновый брус с сечением 150х150 мм. Вполне подойдут доски размером 50х150 мм.

При этом следует заметить, что под длительным воздействием механических нагрузок дерево может деформироваться. Чтобы избежать этого, рекомендуется провести предварительную обработку материала влагозащитными средствами или прибегнуть к использованию пленочной изоляции. Также следует позаботиться о хорошей вентиляции подстропильного пространства.

Обработка деревянных стропил

Антибактериальная и противопожарная обработка — это жизненно необходимые процедуры, которые следует проводить на предварительном этапе. Обработка антибактериальными составами способствует предотвращению процессов гниения и повышает эксплуатационный потенциал материала. Противопожарная обработка снижает горючесть материала, делая его максимально устойчивым к прямому воздействию открытого огня.

[stextbox id=»warning»]Важно! Обработку деревянных стропил рекомендуется проводить при использовании кисти. Метод распыления не способен обеспечить желаемого результата.

Стропильные системы наслонного и висячего типа

Все стропильные конструкции делятся на два вида — наслонные и висячие. Выбор системы определяется конструктивными особенностями здания. Вне зависимости от выбранного исполнения, готовая конструкция должна быть максимально устойчивой к негативным факторам различного типа, среди которых:

• атмосферные осадки;
• ветровая нагрузка;
• повышенная влажность;
• колебания температурных показателей;
• негативное воздействие живых микроорганизмов.

Особенности висячих стропил

Стропила висячего типа

Стропильная система висячего типа используется при строительстве однопролетных зданий, выполненных из кирпича или камня. Стропильные ноги такой конструкции имеют только две точки опоры, в качестве которых выступают несущие стены дома. Система создаёт распирающее усилие, которое передаётся стенам здания.

Чтобы компенсировать такую нагрузку, целесообразнее всего прибегнуть к обустройству затяжки. Она сможет соединить каждую стропильную пару в нижней части, вследствие чего оказываемое давление на стены будет минимальным. Для обеспечения максимального эффекта выше основания стропил может устанавливаться дополнительная затяжка — ригель.

Стропильные ноги системы висячего типа опираются на опорный брус — мауэрлат. При этом соединение стропильной ноги и основы конструкции осуществляется посредством врубки. Дополнительно конструкцию можно зафиксировать кронштейном или скобой.

Особенности наслонных стропил

Наслонные стропила

Характерная особенность наслонных стропил заключается в необходимости наличия промежуточной несущей стены. Их используют для всех видов кровельных конструкций вне зависимости от материала стен дома. Также они широко применяются при создании мансардных крыш.

Верхняя часть наслонной конструкции опирается на коньковый брус. Последний поддерживается специальными опорами. Внизу стропильные ноги упираются в обвязку. Данная конструктивная особенность способствует тому, что основная нагрузка передаётся по вертикали. В результате этого общие весовые показатели имеют тенденцию к снижению и в монтаже горизонтальной затяжки нет никакой необходимости.

Стропильные ноги создают максимальное усилие на изгиб, а нагрузка на сжатие практически полностью снимается. Именно поэтому в работе можно использовать тонкие пиломатериалы, которые делают всю конструкцию более легкой. Здесь же можно говорить и значительной денежной экономии.

Совет! Чтобы минимизировать возможный изгиб стропильных ног для зданий с большой длиной пролёта, рекомендуется вместо конькового бруса использовать два боковых прогона. Дополнительно их можно укрепить подкосами и ригелями.

Стропильная система для шатровой кровли

Стропильная система для шатровой кровли

Шатровые кровли имеют вид пирамиды. Основанием такой конструкции может быть квадрат или прямоугольник. Плоскость треугольных скатов здесь стыкуется в верхней части. Характерной особенностью таких крыш является отсутствие фронтонов.

Вся стропильная система опирается на мауэрлат, который должен быть максимально прочно закреплен на стене. От горизонтального сдвига при дальнейшей эксплуатации мауэрлат защитят наружные стены. При условии, если кровля не отличается большими размерами, можно прибегнуть к использованию короткого бруса. Соединение отдельных элементов при этом осуществляется под углом 90-та градусов.

Конструктивно такая система имеет четыре накосных стропила, которые фиксируются в углу основания кровли. Они могут иметь наслонное или висячее исполнение. В верхней части стропила сходятся в одной точке.

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.

Стропильная система для ломаной крыши

Стропильная система ломаной крыши

При монтаже висячей стропильной системы для ломаной крыши следует учитывать, что на стропильные ноги будет оказываться два вида нагрузок — сжатие и изгиб. Чтобы свести к минимуму влияние этих факторов, рекомендуется прибегнуть к использованию затяжки в нижней части конструкции. При условии проведения монтажных работ исполнителю придется разрешить задачи следующего характера:

1. Подготовить чертеж.
2. Определить оптимальный угол наклона кровельной конструкции.
3. Выбрать наиболее подходящий тип стропильной системы.
4. Просчитать количество требуемых материалов.
5. Собрать основную часть конструкции на земле.
6. Поднять конструкцию наверх и продолжить монтаж.
7. Обеспечить надежную фиксацию отдельных элементов системы.

Стропильные фермы для широких пролётов

При условии большой величины пролета рекомендуется использовать стропильные фермы. Посредством их применения можно создать крышу любой конфигурации. Величина уклона может варьироваться в зависимости от индивидуальных предпочтений собственника объекта. С их помощью возможен вариант обустройства мансардного этажа. Стропильные фермы можно изготовить непосредственно на строительной площадке или же заказать уже готовые конструкции.

Стропильные фермы для широких пролетов конструктивно включают в себя следующие элементы:

• затяжки;
• раскосы;
• стропильные ноги;
• стойки;
• ригели.

Комплектующие элементы системы устанавливаются в пределах верхнего и нижнего пояса. Благодаря этому отпадает необходимость монтажа дополнительных опор. Давление на конструкцию передаётся только по вертикали.

Что в итоге?

Стропильная система выбирается в зависимости от конструктивных особенностей кровли и здания в целом. От грамотности проведения монтажных работ напрямую зависит надёжность и срок эксплуатации крыши. Для того, чтобы он был максимальным, следует очень внимательно подходить к разрешению данного вопроса.

Виды стропильных систем, их конструкции и устройство

Осматривая крыши домов, в первую очередь можно определить тип кровельного покрытия и конфигурацию скатов. Но этой информации будет недостаточно для составления полного представления о характеристиках, плюсах и минусах данной части строения. Наибольшее влияние на такие качества, как долговечность, надежность и устойчивость крыши оказывает вид стропильной системы, использованный в несущей конструкции.

Устройство стропил

Если основной каркас дома базируется на фундаменте, то «кровельный пирог», можно сказать, держится на стропильной системе. Это своего рода «скелет» крыши, обеспечивающий силовую поддержку всем ее функциональным и защитным частям. Сразу следует рассмотреть основные виды стропильных систем и описание их устройства:

• Простые конструкции. Такие системы держатся на двух стропильных ногах, которые имеют упор в горизонтальный брус – мауэрлат, установленный на стенах.
• Сложные конструкции. Кроме стропильных ног и мауэрлата, такие системы включают лежни, прогоны, подкосы и стойки. Эти компоненты могут иметь разные типоразмеры и конфигурацию расположения, но в целом задача у них одна и заключается она в поддержке нагрузок, которые переходят от самой крыши и внешних воздействий.

Независимо от типа конструкции, все стропильные системы предусматривают жесткое крепление. Уже упоминались мауэрлаты, которые фиксируются напрямую к стенам путем стяжки или замкового соединения, но также фермовые элементы редко обходятся только лишь пазовыми стыками. По типу используемых методов крепления и связки можно выделить следующие виды стропильных систем:

• Сплачиваемые. Выполняется поперечная связка.
• Сращиваемые или наращиваемые.
• Узловые конструкции.

В качестве элементов соединения могут использоваться металлические пластины, шпон, стяжные болты, анкерные метизы, гвозди, шурупы и др. Опять же, сохраняют определенное распространение и методы так называемого нежесткого или безгвоздевого соединения компонентов системы. В этом случае кровельщики полностью исключают внедрение в конструкцию инородных твердых фиксаторов и ограничиваются использованием клеевых составов с пазовой вырубкой (замковый крепеж).

Проектирование стропильных систем

Параметры крыши во многом зависят от характеристик основного каркаса. В частности, определяются нагрузки, конструкционные решения, функциональность элементов и т. д. К моменту непосредственного сооружения стропильной системы изначальный проект может претерпеть несколько изменений. Как минимум должна быть проведена его ревизия. В российских условиях чаще всего проектируют наклонные виды стропильных систем для двухскатной крыши – конструкция, позволяющая эффективно отводить талые и дождевые воды, обустраивать чердачные помещения и мансарды.

Главная задача разработчиков технического решения – правильно произвести расчеты площади возводимой кровли, которая будет проецировать параметры и для стропил. В числе исходных данных берутся также ломаные элементы сложной конфигурации и делается поправка на саму форму кровли. Для удобства расчетом вся площадь обычно делится на зоны, после чего отдельные значения суммируются. Произведенные вычисления в дальнейшем помогут составить смету. Чтобы избежать грубых ошибок, следует учесть и ряд особенности проектирования стропильной системы. Виды наклонных крыш, предназначенных для использования в частном домостроении, требуют соблюдения следующих нюансов:

• При укладке рулонных и черепичных материалов длина скатов может сокращаться на 70 см.
• Нижние части конька и крайнюю часть карниза можно рассматривать как базовые и неизменные точки, определяющие длину ската.
• При вычислении оптимального угла наклона следует придерживаться границ от 15° до 45°. Нижний диапазон до 20° используется редко в силу технико-эксплуатационного несовершенства – это решение малоэффективно с точки зрения противодействия осадкам, но зато стоит дешевле. Оптимальный угол находится в диапазоне от 30° до 45°, но и стоимость такой крыши будет дороже.

Деревянные стропила

Основным материалом при изготовлении стропил является древесина. Этот выбор обуславливается легкостью заготовок, экологической чистотой и ценовой доступностью. С точки зрения самого домовладельца пиломатериал выгоден и по причине легкой обработки. В такой системе не составит труда заменить поврежденный элемент на новый. Частное домостроение в основном задействует хвойный брус и доску.

Разумеется, у древесины немало серьезных недостатков, осложняющих ее использование в столь ответственных конструкциях. Сегодня популярны деревянные виды стропильных систем, прошедшие специальную обработку. В качестве пропиток используют антипирены (от огня), антибактериальные средства (от биологических разрушений) и комплексные составы, которые также оберегают материал от влаги и механических повреждений. В итоге минимизируются неприятные эксплуатационные эффекты, свойственные для дерева.

Металлические стропила

Казалось бы, жесткие стальные листы – оптимальный материал для изготовления несущего «скелета» крыши, благодаря которому можно укладывать любой без ограничений кровельный настил. Но, большой вес исключает металл из большинства проектов, предназначенных для индивидуального строительства. Остается, впрочем, немалый сегмент многоэтажных и промышленных объектов, которым как раз требуются выносливые и стойкие к нагрузкам стропильные системы крыш. Виды конструкций в этой группе тоже разнообразны. Кроме стального каркаса, может использоваться компромиссное решение в виде анодированного алюминия. Этот материал легче стальных сплавов и не подвергается поражению коррозии, но и по своим прочностным свойствам скорее родственен тому же дереву.

В принципе выбирать металлические конструкции для загородного дома целесообразно и по причине пожаростойкости. Балки и опорные элементы не поддерживают распространение огня, сохраняя некоторое время и цельность коммуникаций (например, вентиляционных каналов для дымоотвода), но самое важное заключается в препятствовании обрушению кровли. Древесина даже с учетом применения современных огнеупорных пропиток обладает не столь высоким пределом сдерживания термического воздействия. И тут же стоит подчеркнуть плюс металлических систем в виде отсутствия необходимости регулярной защитной обработки. Покрытие определенными лакокрасочными составами может проводиться в рамках общего техобслуживания крыши, но о специализированной обработке речи не идет.

Наслонные стропила

По устройству несущей стропильной конструкции, распределяющей нагрузки от крыши с кровельным покрытием, можно выделить наслонные и висячие системы. В первом случае монтируется три базовых опорных точки – две балки мауэрлата, которые размещаются на стенах дома, а также центральная стойка, соединяющая конек и чердачное перекрытие. Но и в такой конфигурации могут выполняться разные схемы несущей базы. Так, в группе наслонных каркасных моделей выделяют следующие виды стропильных систем и их конструкции:

• Классический вариант. Стропильные ноги укладывают на коньковую балку, обеспечивая также фиксацию скользящей опорной стойкой. Нижние части строп крепятся к мауэрлату посредством врубки.
• Конструкция с метизами. В коньковом стыке стропильные ноги соединяются металлическими скобами, гвоздями или болтами. К мауэрлату крепление выполняется подвижной соединяющей системой наподобие монтажных ползунков.
• Система с жесткой коньковой фиксацией. В верхнем стыке строп реализуется общий соединительный узел, в котором задействуются зажимные бруски и металлические профили. Это наиболее надежная конструкция, но она требует соответствующей несущей способности от каркаса дома.

К преимуществам наслонных видов стропильных систем стоит отнести возможность сбалансированного распределения нагрузок, при которой снижаются деструктивные и распирающие воздействия на стены.

Висячие стропила

В данном случае масса от кровли и стропил перекладывается на две крайние стойки. То есть промежуточные опорные элементы будут отсутствовать, что обуславливает как плюсы, так и минусы этой системы. Устойчивость крыши обеспечивается стропильными ногами, которые «работают» на изгиб и сжатие. По этой же причине возрастает и нагрузка на стены, поскольку сокращается количество опорных точек – исключение центральной стойки повышает ответственность основного каркаса здания. Висячие виды стропильных систем и их конструктивные элементы могут выполняться из древесины и металла, но принципиально важным условием будет включение в каркас соединительных затяжек и балок перекрытия. Это своего рода страхующие части системы, которые принимают на себя часть нагрузок. Горизонтальная балка, связывающая две противоположных стропильных ноги, также исключает риски деформации несущих элементов под влиянием динамических нагрузок.

Виды стропильных систем вальмовой крыши

Это четырехскатная крыша, отличающаяся более сложной несущей конструкцией и дающая больше возможностей для организации внутреннего чердачного пространства. По этой же причине вальмовые системы чаще применяются для обустройства мансарды с окнами. В отличие от двухскатных конструкций, данная разновидность крыш формируется более коротким коньком из бруса и усложненной системой расположения стропильных ног. В обычной системе присутствуют угловые, центральные, промежуточные и короткие стропила. Они имеют разные формы, длину и материал изготовления, но большая часть таких элементов выполняет одинаковые функции поддержки скатов в направлении конькового бруса. Наиболее распространены накосные (диагональные) виды стропильной системы, фото с примером которой представлено ниже.

Это вальмовые конструкции, в которых несущие элементы монтируются по направлению к углам стен основного каркаса. Внутри системы также могут быть реализованы наслонные или висячие конфигурации установки стропил. Поскольку четырехскатная крыша как таковая имеет больше опорных точек с фиксацией к мауэрлатам, монтаж центральных стоек с поддержкой конька не обязателен. Висячая конструкция при правильном расчете нагрузок вполне справится с задачей удержания тяжелого кровельного покрытия.

Виды стропильной системы крыши над верандой

Речь может идти о любом неотапливаемом застекленном помещении малой площади с собственными внешними стенами, а иногда и фундаментом. Собственно, классификация стропильных систем для веранд определяется способом пристройки к основному зданию. От этого будет зависеть переход кровельного настила через зону сопряжения. В частности, по конфигурации примыкания выделяют следующие виды стропильной системы крыши над верандой:

• Отдельная конструкция. Обычно применяют стальной несущий фартук по типу двухскатной или односкатной системы. Его выполняют с торцевой стороны здания, при этом отсутствует прямое сопряжение крыши дома и веранды.
• Примыкающая конструкция. Реализуется одна общая стропильная система, в которой вершина ската основного здания переходит из зоны чердака в каркас крыши веранды. Скат может преломляться из-за определенных конструкционных условий, но специалисты советуют обходиться без технологических стыков, поскольку они снижают герметичность и надежность всей системы.

Классификация стропильных ферм

Это один из компонентов несущей кровельной конструкции, который стоит в одном ряду с обрешеткой, стойками и раскосами. Стропильная система может и обойтись без ферм, но если требуется усиление и придание жесткости каркасу, то лучше использовать это дополнение. Ферма представляет собой ряд брусков или профильных компонентов, которые монтируются на определенном участке ската для укрепления. И висячие, и наслонные виды стропильных систем для двухскатной крыши технологически могут содержать в себе фермы, выполненные из бруса, леса-кругляка или обычной доски. Принципиально же такие элементы отличаются по степени жесткости. Чаще используют легкие или одностенные фермы, содержащие в структуре один фасонный лист. Двустенные конструкции имеют несколько листов и в основном применяются в крышах больших зданий – в складских помещениях, ангарах и т. д. В системе загородного дома наличие скатных ферм может быть оправдано, если планируется устанавливать массивное инженерное оборудование в структуре крыши. Это могут быть кондиционирующие установки, вентиляционные шахты или дымоходы.

Заключение

Крыша в любом строении играет большую роль, обеспечивая защиту внутреннего пространства от разного рода внешних угроз. Чтобы кровельный настил исправно выполнял свои задачи, под ним должна располагаться оптимальная по техническим характеристикам несущая конструкция. Также в процессе разработки проекта учитываются и эксплуатационные свойства этой части дома. Например, современные виды стропильных систем для мансарды принципиально отличаются наличие излома в двускатной системе, благодаря которому расширяется внутреннее пространство помещения. И напротив, оптимизированные односкатные системы выполняются с минимальным объемом несущих элементов без дополнительных балок и ферм. В каждом случае важно учитывать индивидуальные требования к эксплуатации крыши, что позволит сделать правильный выбор стропильной конструкции.

Виды стропильных систем, стропил, ферм: металлическая система, чем обработать

Для возведения каркасов крыш сегодня используются разные виды стропильных систем. Однако, несмотря на их разнообразие, в основе каждой из таких стропильных систем лежат общие принципы, которые и обеспечивают кровле необходимый запас прочности.

В данной статье мы проанализируем особенности конструкции наиболее распространенных стропильных систем, и попытаемся формулировать рекомендации, которые будут вам максимально полезны при самостоятельном обустройстве крыши.

Стропильные системы: общие сведения

Итак, стропильная система: что же она собой представляет? В самом общем виде стропильная система – это каркас кровли, опирающийся на несущие конструкции здания и служащий основой для гидроизоляционных, утеплительных и кровельных материалов.

Конструкция и размеры стропильной системы зависят от:

• Размеров здания
• Габаритов здания
• Выбранного кровельного материала (в первую очередь – его удельного веса)
• Материала стропильных ферм
• Актуальных для региона нагрузок на кровлю (в первую очередь — ветровых и снеговых)
• Личных предпочтений относительно формы кровли

Каждый из этих факторов, безусловно, важен для понимания того, какие виды стропильной системы будут оптимальными для той или иной конкретной ситуации.

Материал для стропильной системы

Стропильный брус

В качестве наиболее распространенного материала для обустройства стропильных систем сегодня выступает дерево.

Чаще всего используется сосновый брус 150х150 мм или же доски 50х150 мм, однако при необходимости усиления конструкции брус берут более толстый, а доски – сшивают между собой.

Обратите внимание! В данном случае речь идет, естественно, о строительстве частных жилых домов. При  возведении многоквартирных домов или же промышленных зданий используются совершенно другие материалы и технологии.

Деревянные стропила перед установкой в обязательном порядке подлежат обработке:

• Антибактериальной – она предотвращает развитие процессов гниения в том случае, если древесина стропил будет находиться в увлажненной среде (например, под воздействием внутрикровельного конденсата)
• Противопожарной – такая обработка снижает горючесть древесины.

На сегодняшний день вопрос «чем обработать стропила?» ни в коей мере не является критичным. На рынке представлен широкий выбор как антисептиков, так и антипиретиков, а также – препаратов для комплексной защиты древесины («Сенеж», «Рогнеда», «Ловин» и другие).

Обрабатывать древесину стропил лучше с помощью кисти, так как распыление не обеспечивает достаточный уровень пропитки.

В качестве альтернативы дереву и для повышения надежности конструкции стропильной системы возможно использование дополнительных элементов из металла.

Чаще всего стойки из металлического профиля устанавливают в качестве опор под коньковыми прогонами, которые подвергаются максимальным нагрузкам.

Однако в этом случае область контакта металла с деревом необходимо защитить с помощью изоляционных материалов, иначе возможно загнивание древесины вследствие переувлажнения от конденсата на металле.

Полностью металлическая стропильная система, которая возводится сварным способом, лишена этого недостатка, так как ее металл не контактирует с деревянными частями.

Однако стропила из металла требуют более серьезного подхода к утепления кровли, так как металл выступает в качестве «мостика холода».

Однако вне зависимости от того, из какого материала изготовлены сами стропила, стропильная система создается таким образом, чтобы ее конструкция была максимально жесткой.

Именно поэтому основные виды стропильных ферм стремятся к треугольной форме – ведь как известно, именно треугольник является самой жесткой фигурой.

Исходя из особенностей конструкции стропильных систем выделяют их следующие типы:

• Висячие стропила
• Наслонные стропила

Далее мы рассмотрим каждую из них максимально подробно.

Стропильная система висячего типа

Обработка стропил антисептиком

Самый простой тип стропильных систем – висячие стропила. Их особенности следующие:

• Стропила для крыши своими руками висячего типа имеют только две точки опоры для каждой пары стропильных ног. Чаще всего в качестве таких точек опоры выступают несущие стены дома. Стропильные ноги в этом случае работают как на сжатие, так и на изгиб.

Обратите внимание! Стропильные ноги должны опираться не на сами стены, а на опорный брус – мауэрлат. Мауэрлат представляет собой толстый деревянный брус или конструкцию из сшитых между собой досок, жестко закрепленных на торце несущей стены. Крепление стропильной ноги к мауэрлату производится с помощью врубки, дополнительно стропило фиксируется скобой или кронштейном.

• При этом вся конструкция стропильной системы создает распирающее усилие, которое передается стеновому ограждению.
• Наиболее распространенный способ компенсации распирания – обустройство затяжки, соединяющей каждую стропильную пару в нижней части. Чаще всего затяжка ставится в самом низу – тогда она выступает одновременно и перекрытием кровли. Однако затяжку можно располагать и выше – но тогда она должна обладать большей мощностью, ведь нагрузка на нее многократно усиливается.
• Кроме компенсации распирающего усилия затяжка препятствует разъезжанию стропильных ног.

Стропильная система наслонного типа

Наслонные стропила

В отличие от висячих стропил наслонная стропильная система требует наличия в здании средней несущей стены.

Структуру наслонных стропил  отличают следующие признаки:

• Концы стропил наслонного типа опираются на стены дома, а средняя часть – на внутреннюю несущую стену или внутренние столбчатые опоры.
• Стропильные ноги наслонной стропильной системы работают только на изгиб, при этом нагрузка на сжатие с них снимается. Вследствие этого для создания наслонной стропильной системы можно использовать более тонкие элементы, а вся стропильная система получается более легкой. При этом экономия пиломатериалов может быть очень существенной.
• При обустройстве кровли на здании сложной конструкции типы стропил могут чередоваться. Там, где средняя несущая стена или опора есть – устанавливаем наслонные стропила, а там, где опора отсутствует – стропила висячего типа.

Стропила вальмовой кровли

Вальмовая четырехскатная кровля требует обустройства особой стропильной системы.

Ввиду сложной геометрии данной кровли ее стропила выполняют разное назначение, поэтому выделяют несколько их типов:

• Накосные (диагональные) стропила  — соединяют углы здания с торцами конькового бруса, и формируют ребра будущей крыши. Накосные стропила являются самыми длинными и должны быть наиболее прочными, так как именно на них приходится основная нагрузка.
• Рядовые (центральные) стропила  — соединяют коньковый брус с мауэрлатом по бокам скатов. Рядовые стропила устанавливаем строго параллаельно.
• Угловые стропила – нарожники – короче рядовых, и соединяют мауэрлат не с коньком, а с накосными стропилами. Все вместе они формируют плоскости скатов кровли.

Как видите, данная система несколько сложнее, чем традиционные висячие или наслонные стропильные системы, однако она обеспечивает необходимую прочность для кровли с четырьмя скатами.

Таким образом, правильно выбрав стропильную систему и используя соответствующие конструктивным особенностям виды стропил вы сможете самостоятельно создать прочный и надежный каркас вашей будущей крыши.