Стропильная система дома являет собой несущую конструкцию, принимающую наряду с кровельным покрытием весь перечень внешних нагрузок, в том числе вес собственных элементов, передает усилия на стены и внутренние опоры здания.
Основными элементами несущей конструкции крыши служат стропила, мауэрлат и обрешетка. Помимо этого, имеют место в конструкции крыши и такие дополнительные элементы крепления, как стойки, ригели, распорки, подкосы и т.п.
Составные части стропильной системы и их устройство
Перед тем, как сделать стропильную систему крыши, необходимо разобраться в ее устройстве.
Несущая система крыши состоит из следующего набора элементов:
- Наслонных и/или висячих стропил.
- Мауэрлата.
- Боковых и коньковых прогонов.
- Раскосов, подкосов и диагональных связей, которые служат для придания стропильной ферме жесткости.
Такие детали крыши, связанные друг с другом, образуют стропильные фермы, в основе которых лежит один или несколько треугольников, являющихся самой «жесткой» геометрической фигурой.
Основой несущей конструкции крыши служат стропильные ноги. Сборка стропильной системы производится под углом в соответствии углу уклона кровельного ската.
Посредством прокладки из продольно укладываемого на стены бруса мауэрлата, необходимого для равномерного распределения веса стропильной системы крыши на стены, нижними торцами стропильные ноги опирают на наружные стены.
При этом верхние концы стропил опирают на промежуточные прогоны либо подконьковый брус, которые призваны передавать нагрузку на внутренние стены несущего типа при помощи системы стоек.
Располагают стропила с шагом в 0,8-2 м в зависимости от выбранного сечения стропил, типа кровельного материала и другого рода условий. Благодаря ним крыша выдерживает не только вес кровельного покрытия, но и давление, создаваемое ветром и снегом.
Стропила бывают двух видов:
- Висячие – опирающиеся всего на две крайних опоры, к примеру, без промежуточных опор только на стены сооружения. Стропильные ноги висячего типа работают на изгиб и сжатие. Помимо прочего, конструкция создает существенное распирающее горизонтальное усилие, передаваемое стенам. Снизить подобное усилие можно посредством затяжки (металлической либо деревянной), соединяющей стропильные ноги. Ее могут располагать в основании стропил (в таком случае она может служить одновременно и балкой перекрытия – наиболее часто используемый вариант при возведении мансардных крыш) либо же выше. Чем выше ее расположение, тем мощнее ее изготавливают и тем надежнее должен быть крепеж для стропильной системы.
- Наслонные – устанавливаемые в домах, имеющих среднюю несущую стену либо столбчатые промежуточные опоры. Их концы опирают на наружные стены здания, а среднюю часть – на опоры либо внутреннюю несущую стену. В результате элементы таких стропил работают аналогично балкам – только на изгиб. При идентичной ширине сооружения крыша из наслонных стропил выйдет более легкой, к тому же потребует меньше затрат пиломатериала и, соответственно, является более выгодной с экономической точки зрения. При монтаже единой конструкции кровли над несколькими пролетами, висячие и наслонные фермы могут чередовать. В местах отсутствия промежуточных опор используют стропила висячего типа, в местах присутствия – наслонные. Последние монтируют тогда, когда длина между опорами составляет не более 6,5 м. При наличии дополнительной опоры можно увеличить ширину перекрытия наслонными стропилами вплоть до 12 м, а при двух дополнительных опорах – до 15 м.
Для обеспечения прочности соединения, следует закрепить его болтом, скобой и нагелем. Для соединения между собой составных частей затяжек используют зуб, накладки из металла и болты.
Одной из целей крыши является защита стен здания от пагубного влияния снега и дождя. Чтоб данная функция была реализована, применяют карнизный свес, длина которого не должна быть менее 55см.
Устройство мауэрлата
Стропильные ноги, как правило, не опирают на сами стены, а используют в этих целях мауэрлат, представляющий собой опорный брус обычно крупного сечения. Мауэрлат могут размещать как по всей длине здания, так и подкладывать лишь под стропильные ноги.
Установка стропил на сруб подразумевает опору стропильных ног на верхние венцы постройки. Что касается кирпичных стен, его кладут заподлицо относительно внутренней поверхности стены (снаружи брус обкладывают кирпичной кладкой).
Между кладкой из кирпича и мауэрлатом всегда требуется укладка слоя гидроизоляции. В качестве такового можно использовать рубероид. Мауэрлат располагают вдоль всей стены здания либо прокладывают только под стропильные ноги.
При использовании стропильных ног с небольшой шириной сечения, со временем это может привести к их провисанию. Во избежание этого необходимо применение специальной решетки, состоящей из стойки, ригеля и подкосов.
Совет! Помните, что перед началом кровельных работ, согласно требованиям СНиП – стропильная система требует соблюдения всех моментов, касающихся техники безопасности.
Установка конькового прогона, раскосов, подкосов и диагональных связей
На вершине стропильной системы организовывают прогон, необходимый для соединения стропильных ферм друг с другом. Именно на данный элемент в последствие будет устроен кровельный конек.
В местах, где отсутствуют несущие стены, пятки стропил могут опирать на боковые прогоны – мощные продольные балки, размеры которых зависят от нагрузки, действующей на них.
Если в стропильной плоскости жесткость обеспечивают сами стропильные фермы, то для качественного противостояния нагрузкам ветреного типа, оказывающим действие, к примеру, со стороны фронтона (щипца), каждый скат крыши требует установки необходимого количества диагональных связей.
В качестве них могут использоваться доски 30-40 мм толщиной, которые прибивают к основанию самого крайнего стропила и примерно к середине (либо чуть выше) соседней.
Совет! Уклон кровельного ската застройщик определяет с учетом типа здания, предназначения подкровельного (чердачного) пространства, при этом не забывая, что угол уклона непосредственно влияет на выбор покрытия кровли. Рекомендуемый угол уклона для рулонной кровли составляет 8-18 градусов, для покрытия из асбестоцементных листов либо стальных листов – 14-60 градусов, для черепичной кровли – 30-60 градусов.
Стропильная конструкция мансардной крыши
Для мансардных крыш используются, как правила, наслонные стропила либо комбинация из наслонных и висячих стропил. Стены и нижний скат мансарды всегда являются наслонными, тогда как потолок и верхний скат могут закрепляться как на висячие, так и на наслонные стропила.
Мансардную крышу с применением комбинации двух типов стропил устраивают по следующим правилам:
- В нижнем скате наслонные стропила имеют вид прямоугольного треугольника.
- С целью повышения сопротивления нагрузкам предусматривают схватки в нижней и верхней частей стропил.
- Верхние скаты крыши монтируют на висячих стропилах. При этом затяжка таких стропил служит для подвешивания потолка. Ее работа идет на растяжение и на изгиб, но поскольку нагрузки невелики, материал может быть небольшого сечения.
- Стропила для мансарды делают из материалов большого сечения, так как их цель – перекрытие всего пролета и образование полноценной крыши.
- Для исключения прогибов затяжки от веса потолка она подвешивается на бабке.
- Стропила на верхних скатах могут обладать дополнительным креплением в виде, бабок, ригелей и подкосов. Элементы стропильной системы должны выдерживать расчетные нагрузки.
- Монтаж стропил нижнего ската крыши мансардного типа может выполняться как с подкосами, так и без таковых.
- В зависимости от метода крепления (это может быть стропильная система скользящая для срубов или неподвижно закрепленная для каменных построек) стропила крепят при помощи шарнирно-неподвижных креплений или с применением ползунов.
Стойки нижних стропил обладают опорой на перекрытия. При использовании железобетонных плит перекрытия дополнительных расчетов не требуется.
В роли опоры для стоек укладывают лежень, который может помещаться непосредственно на гидроизоляцию при ровной поверхности перекрытий, либо на выравнивающие прокладки.
Что касается деревянных перекрытий, то для них необходима врезка в перекрывающую балку, которую потребует расчета на сосредоточенную нагрузку в точках опоры стоек.
Если проект стропильной системы подразумевает возведение большого карнизного свеса, то установка мауэрлата в этом случае не требуется. Здесь монтаж мансардной стропильной системы проводят с применением балок.
Стропильная система мансарды с устройством нижнего упора стропил за пределами внешней стены выполняется по следующим правилам:
- Под стропило в обязательном порядке монтируют подкос, а стойки врезают в деревянные балки перекрытия на глубину не больше 1/3 от глубины сечения балок.
- Нижние стропила обычно рассчитываются на сжатие, поскольку скаты в этом случае являются более крутыми, а основная нагрузка исходит от ветра и верхних скатов.
- Во избежание срыва крыши ветром, стропила дополнительно крепят анкерными соединениями и проволочными скрутками.
- Разгрузка балок перекрытий возможна за счет стоек, устанавливаемых в местах пересечения стропильных ног и подкосов, причем нижние концы стоек должны упираться над внешней стеной в балку перекрытия.
- Дополнительная устойчивость крыши придается при помощи схваток, которыми связываются наслонные стропила на нижних скатах, а по низу затяжек висячих стропил на верхних скатах устраиваются опорные брусья.
Стропильную систему мансарды из наслонных стропил собирают в следующем порядке: сперва сбивают каркас в форме буквы «П», после чего на него укладывают прогоны.
Именно мансардный каркас будет нести здесь основную нагрузку, тогда как на стропила ляжет меньший вес. По причине этого их можно сделать с меньшим сечением.
Даже сложная стропильная система будет с успехом возведена при соблюдении всех проектных расчетах, надежных креплений и грамотного подхода к делу.