Основой любой скатной крыши, которая в последствие является опорой для монтируемого кровельного пирога, служит стропильная конструкция. Балки перекрытия и стропила должны выдерживать вес кровельного покрытия и запросто справляться со снеговой и ветровой нагрузкой. По обыкновению подавляющую часть элементов стропильной системы изготавливают из древесины хвойных пород, обладающей влажностью до 20%.
В данной статье мы определим, как выполнить расчет стропильной системы, а также детально опишем тонкости ее монтажа.
Расчет стропильной системы
Для начала следует выяснить, что такое стропила. Это несущие конструкции кровли скатного типа, изготовленные из стропильных ног, которые располагают под уклоном, наклонных подкосов и вертикальных.
При необходимости снизу их могут «обвязывать» подстропильными горизонтальными балками.
Воспринимаемые стропильной системой нагрузки бывают временными и постоянными. К первым относят такие явления, как выход на крышу людей для ремонта или обслуживания кровли, снеговая и ветровая нагрузка, а также особые нагрузки, как, например, сейсмические колебания, воздействующие на здание.
Постоянные нагрузки – это вес кровельной конструкции в целом.
Расчет показателей нагрузки на стропильную систему выполняют следующим образом:
- Показатель снеговой нагрузки определяется произведением расчетного значения веса снежного покрова на квадратный метр горизонтальной поверхности и коэффициента перехода от веса снежного покрова земли на снеговую нагрузку на кровлю. Значение множимого принимают по специальным таблицам в зависимости от района расположения постройки, тогда как множитель (коэффициент) принимается равным 1 при уклоне кровельных скатов менее 25 градусов и 0,7 – при уклоне 25-60 градусов. Если же уклон составляет свыше 60 градусов, коэф-т в учет не берут.
- Параметр средней ветровой нагрузки вычисляется произведением значения ветровой нагрузки, характерного для определенного района (также принимается согласно таблицам), и коэффициента, учитывающего изменение давления ветра по высоте, которое принимается по таблице и зависит от типа местности.
Виды стропильных сооружений скатной крыши
По типу конструкции стропила делятся на висячие и наслонные. Основной фигурой в системе стропил является треугольник, так как является фигурой, обеспечивающей максимальную жесткость.
Особенности расположения наслонных стропил:
- Своими концами наслонные стропила опираются на стены дома, при этом середину элементов поддерживают промежуточные опоры.
- Их монтируют в зданиях, обладающих несущей средней стеной или промежуточными опорами.
- Расстояние между опорами при применении наслонных стропил не должно быть более 6,5м. Наличие же дополнительных опор позволит увеличить данную ширину до 12-15м.
- В домах из цилиндрического бревна стропила опирают на верхние венцы, тогда как в каркасных домах в качестве опоры используют верхнюю обвязку. В кирпичных каменных и блочных домах в роли опоры стропильных балок выступает мауэрлат.
- При идентичных габаритах дома крыша с применением наслонного типа стропил будет легче.
Какими же особенностями обладают висячие стропила:
- Их концы опирают лишь на мауэрлат или на стены здания, без использования промежуточных опор.
- Данный тип стропил применим в строениях, обладающих легкими стенами.
- В системе данного типа стропильные ноги функционируют на сжатие и изгиб, а конструкция в целом создает распирающую горизонтальную нагрузку на стены здания.
- Для снижения такой нагрузки используют металлическую или деревянную затяжку, соединяющую стропильные ноги. Ее располагают у основания стропильных ног и выше. Чем выше располагают затяжку, тем соединение ее со стропилами должно выполняться более надежно.
- При длине пролета свыше 8м устанавливают стойку с подкосами («бабку»).
Висячие стропила обладают таким преимуществом, как возможность перекрытия пролетов большого размера.
Совет! При устройстве единой стропильной системы над несколькими пролетами, наслонные и висячие стропильные фермы можно чередовать – монтировать висячие стропила в местах, где нет промежуточных опор, наслонные – в местах с опорами.
Подготовка к монтажу стропил
Элементы должны опираться не непосредственно на стены, а на опорный брус, называемый мауэрлатом. В качестве такого в деревянных домах служит верхний венец дома (брус, бревно).
В кирпичных домах – это брус, специально монтируемый заподлицо к внутренней поверхности стен (снаружи его ограждают выступом кладки из кирпича). Между кирпичом и мауэрлатом обязательно следует проложить гидроизоляционный слой (обычно из битумных рулонных материалов).
Мауэрлат располагают по всей длине сооружения либо подкладывают только под стропилы.
Устанавливают в верхней части конструкции скатной крыши прогон, соединяющий друг с другом стропильные фермы. В дальнейшем на коньковом прогоне будут монтировать конек крыши.
Выбор сечения элементов стропильной системы
Выбор сечения бруса для изготовления стропил зависит от их длины, шага установки, расчетных показателей снеговой и ветровой нагрузки для данного региона.
К примеру, при длине висячих стропил в 5 м и шаге установки в 1,4 м, сечение элементов должно составить примерно 75*200 мм. Существуют специальные таблицы для более точного расчета сечения стропил.
Что касается других составных частей стропильной системы, то рекомендации по их сечению приблизительно следующие:
- Для мауэрлата – брусья 100*100, 100*150 или 150*150 мм.
- Для ендов и диагональных балок – брус 100*200 мм.
- Для прогонов – брусья 100*100, 100*150, 100*200 мм.
- Для затяжек – брус 50*150 мм.
- Для ригелей, служащих опорой для стоек – брусья 100*150, 100*200 мм.
- Для стоек – брусья 100*100, 150*150 мм.
- Для «кобылок», карнизных досок и подкосов – брус 50*150 мм.
- Для лобовых и подшивочных досок 22-25*100-150 мм.
Установка стропильной системы
Устройство стропильной системы ведется по разного рода технологиям и зависит от кровельной конструкции. Крепят стропила посредством крепежных элементов – гвоздей, шурупов, болтов, хомутов, скоб.
Части стропильной системы, соприкасаемые с блоками либо кирпичной кладкой, в обязательном порядке защищают от гниения при помощи прокладки рулонных материалов на основе битума. Помимо этого, элементы стропильной системы из дерева покрывают огне- и биозащитными растворами.
Мауэрлат к стенам прикрепляют при помощи анкеров. Стропильные ноги опирают на мауэрлат и притягивают скруткой из проволоки около 6 мм в диаметре.
При устройстве стропил для крыши своими руками сперва монтируют крайние пары стропил, а после посредством шнура проверяют на параллельность их грани.
Затем натягивают шнур по коньку, устанавливают по нему промежуточные пары стропил, а далее тщательно их выравнивают.
При попадании стропила на место монтажа дымоходного выхода, мансардного окна либо вентиляции, допускается вырезка из него отрезка с монтажом поперечных распорок из бруса аналогичного сечения.
Совет! Промежуток от дымохода до деревянных частей согласно строительным нормам должен быть не менее 13 см.
Стропила являются одной и важнейших составляющих конструкции скатной крыши, поэтому рекомендуем со всей серьезностью отнестись к их расчету и монтажу.