Установку стропил лучше доверить специалистам, крыша – не тот элемент здания, с которым можно экспериментировать. Однако знать азы и особенности того, как поставить стропила на дом, необходимо, хотя бы для того, чтобы проконтролировать качество работы и уметь соорудить несложную стропильную конструкцию.
Как правильно поставить стропила на дом – разберемся с терминами!
Если большинство людей мало-мальски представляет себе, что такое стропила, то вот с остальными терминами, встречающимися в деле кровельщика, может возникнуть проблема. Мауэрлат, ригель, лежень, стойка, подкос, прогон – вряд ли тут обойтись без помощи специализированной литературы или опытного строителя! Впрочем, если вы читаете эту статью, то вполне обойдетесь и без них.
- Мауэрлат – традиционно это деревянная балка сечением 15*15 см, которая выполняет роль крайней нижней опоры для стропил, распределяя нагрузку от точек стыкования стропил на всю верхнюю площадь стены. В последнее время вместо дерева часто используют металл, для мауэрлатов это швеллеры и двутавры. Мауэрлат устанавливается с небольшим отступом от внешнего края стены и закрепляется. Для предотвращения гниения и коррозии снизу балки изолируются рубероидом или другим водонепроницаемым материалом. Именно с этого элемента зачастую и начинают установку стропил.
- Лежень – дополнительный брус для распределения нагрузки от стропил по всему периметру стен. От мауэрлатов отличаются тем, что лежни устанавливаются внутри сложных стропильных конструкций, то есть они не являются обязательным элементом крыши, а лишь дополнением в нужных случаях.
- Стойка – вертикальный брус, который усиливает стропильную конструкцию изнутри. На стойки устанавливаются в свою очередь прогоны, которые подпираются подкосами – наклонными брусами, которые поддерживают горизонтальные элементы и противодействуют сжатию или перекосу конструкции.
- Прогон – горизонтально расположенная балка, которая перпендикулярно пересекает стропила по всей длине крыши. В конструкции кровли можно выделить три типа прогонов – коньковый (на котором сходятся стропила вверху крыши), боковые прогоны и мауэрлаты, о которых написано выше.
- Ригель - балка, которая устанавливается между стропильными ногами, увеличивая прочность конструкции и ее устойчивость. Обычно сечение ригелей – 10*15 см.
- Стропильные ноги или стропила – балки, на которые непосредственно и устанавливается кровельное покрытие. Стропила – это также общее название для всей стропильной конструкции. Для этого элемента используют брус сечением 10*15 см. Для изготовления дощатой стропильной системы применяется сосновая доска с сечением 50*150 мм или 60*200 мм.
Перед установкой элементов необходимо точно рассчитать их количество, а также учесть возможные нагрузки на стропила: они могут быть одними при установке шифера, другими для черепицы и третьими для .
Например, односкатная крыша, сооруженная из минимального количества элементов, с легкостью выдержит листы металла или шифера, тогда как под черепицей со временем стропила могут деформироваться, прогнуться, а значит, вам потребуется дополнительно укрепить конструкцию стойками или подкосами, а также использовать брусья с большим сечением.
Как правильно установить стропила – наслонные или висячие?
Стропильные конструкции разделяют на две группы – наслонные и висячие. Висячие стропила обычно сооружаются на кровлях зданий без внутренних несущих стен. Висячая конструкция опирается на коньковый прогон и мауэрлаты, а внизу скрепляется затяжками, которые не дают стропилам под воздействием нагрузки разъехаться в стороны. Следует отметить, что на висячие стропила уходит гораздо больше лесоматериала, поскольку этим обеспечивается их устойчивость. Сэкономить древесину можно на дощатых стропилах, поскольку на варианты из бревен уходит на 15-20 % больше лесоматериалов.
Наслонные стропила устанавливаются на тех зданиях, внутри которых есть несущие стены, поскольку для этого типа нужны минимум три точки опоры. Наслонными элементами можно перекрыть пролет максимальной длиной до 6,5 метров. Если есть необходимость увеличить ширину перекрываемой площади, то этого легко достичь за счет установки дополнительных опор: при одном дополнительном стояке ширину можно увеличить до 12 метров, а при двух – до 15!
В зависимости от сечения брусьев, которые применяются для изготовления стропильных ног, шаг расположения стропил варьируется от 0,8 до 1,2 м. Нижние концы в наслонном типе стропильной конструкции упираются в мауэрлаты, а верхние – в прогоны. Сооружение подстропильной рамы, включающей прогоны, стойки и подкосы, обеспечивает особую устойчивость стропильных ног. Такой тип чаще всего применяется в частном строительстве, поскольку с одной стороны получается крепкая и надежная крыша, а с другой стороны наслонные стропила весьма экономны
– древесины на них, по сравнению с висячими, нужно в разы меньше. Довольно часто кровлю сооружают, комбинируя оба типа.
Как ставить стропила на крышу – что за чем?
Для начала, руководствуясь подробными инструкциями, как , которые приведены в отдельной статье, вычислите, сколько вам необходимо материала. Перед установкой элементов стропильной конструкции их необходимо обработать составами против грибков, насекомых и антипиренами, препятствующими воспламенению. Потратившись на эти составы перед тем, как ставить стропила на крышу, вы продлите срок их эксплуатации на десятки лет.
Как ставить стропила на крышу - пошаговая схема
Шаг 1: Установка мауэрлатов
Самым важным соединением в наслонных вариантах считается место опоры стропильной ноги на мауэрлат. Именно с закрепления мауэрлата и начинается установка. Для этого предварительно бетонируются в стенах металлические штыри, которые уходят вглубь стен как минимум на 40 см. Для этих же целей будут пригодны и проволочные скрутки, диаметр которых будет не меньше 6 мм.
Шаг 2: Делаем макет
Поднимите наверх два бруса, которые будут стропильными ногами. Вырежьте выемки на левой и правой ноге для упора в мауэрлаты, не забудьте пометить для себя, к какой стороне какой брус относится. Установите брусья, соединив их вверху, чтобы сделать пометки для выемок в верхней их части. Выемки нужны для того, чтобы сделать соединение с упором, а не внахлест – такое считают крайне ненадежным даже при сильном укреплении гвоздями.
Стропильный каркас задает геометрические и эксплуатационные параметры скатной крыши. Из-за нарушений в технологии монтажа, из-за огрехов в изготовлении его элементов появляются перекосы системы, традиционные протечки, прорехи в покрытии, угрожающие аварийными ситуациями.
Для того чтобы соорудить надежную и устойчивую кровельную конструкцию, нужно четко знать, как выполняется распиловка и установка стропил с последующей фиксацией к опорным элементам.
Стропилами, или же стропильными ногами, называются деревянные или металлические балки, установленные на короб дома под заданным углом. Они определяют конфигурацию кровельной конструкции, принимают на себя и стойко сопротивляются сумме постоянных и временных нагрузок, действующих на верхнюю ограждающую систему постройки.
Конструктивная простота стропильных ног крайне обманчива. На самом деле это довольно сложные элементы, требующие тщательной разметки и аккуратного раскроя. Нестыковки в соединениях стропильных ног с мауэрлатом, друг с другом и прочими составляющими системы приводят к изменению формы скатов, нарушению целостности покрытия и разрушению узлов.
С другой стороны, грамотная установка стропильных ног может скорректировать некоторые ошибки в возведении коробки дома, а не усугубить положение четким повторением и усилением перепадов высоты стен. Правда в таких ситуациях элементы каркаса изготавливают в индивидуальном порядке и скрупулезно подгоняют по факту непосредственно на объекте.
Однако прежде чем разбираться со спецификой монтажа, нужно выяснить, в чем заключаются их конструктивные различия, согласно которым стропильные ноги делятся на две группы, это:
- Висячие. Вид стропилин, не имеющих верхней опоры. В вершине крыши стропильные ноги упираются торцами друг в дружку. Чтобы под весом компонентов кровельного пирога и снега, такая конструкция не распирала брус мауэрлата, висячие стропила соединяют горизонтально установленной затяжкой.
- Наслонные. Разновидность стропильных ног, укладываемая на две разные по высоте опоры. Вверху они чаще всего опираются на установленный в крест стропилинам коньковый прогон, реже упираются запиленными под углом торцами друг в дружку. Низ ложится на мауэрлатный брус или упирается в него.
От того, к какой группе относятся стропильные ноги, зависит сфера их применения и технология установки. Висячую разновидность собирают на земле, а выполненные в виде своеобразных треугольников фермы поднимают на крышу и монтируют в полностью подготовленном к установке виде.
Плюс сооружения стропильного каркаса по висячей технологии заключается в безопасности работ и возможности выполнить максимально точно узловые соединения. Если в сооружении крыши используется самый простой вариант висячей фермы с затяжкой внизу, можно отказаться от устройства мауэрлата, в место которого вполне подойдет неширокая выравнивающая доска.
Минусы висячей технологии сопутствуют преимуществам. К примеру, собранную на земле ферму гораздо сложнее транспортировать к месту установки, чем доски и брус для наслонных стропилин. Есть ограничения по перекрываемым пролетам: пределом считается 14 м, свыше которого неразумно устанавливать склонные к провисанию деревянные балки без промежуточных опор.
Стропильные ноги наслонной группы и верхом, и низом опираются на независимые конструкции. Верхушкой их укладывают на прогонную конструкцию, которая монтируется по балкам перекрытия или по лежню, заменяющему мауэрлат на внутренней стене. Низ либо устанавливается на мауэрлат, либо упирается в него, зацепившись за брус зубом или пришитым вместо зуба опорным бруском.
Преимуществом наслонных систем по праву признана возможность перекрытия практически любых по габаритам пролетов. Просто при увеличении перекрываемого пространства конструкция усложняется: дополняется подкосами на пару со стойками, дополнительными прогонами вкупе с лежнями, схватками.
Собирается и монтируется наслонная конструкция дольше, т.к. сооружают ее не из ферм, а из отдельных элементов. Однако как раз у этой схемы больше возможностей в корректировке недочетов короба или неравномерно осевшего сруба. Т.к. стропила наслонного типа укладываются поштучно, есть возможность слегка изменить положение и размеры узла, чтобы в итоге сформировать безукоризненно выровненную плоскость ската.
Специфика изготовления и укладки стропилин
Понятно, что для возведения стропильной системы понадобятся пиломатериалы – длинномерная продукция лесообрабатывающих предприятий с четкими геометрическими параметрами. Нужна будет доска или брус, на которых, естественно, нет монтажных запилов и врубок для установки.
Зачем нужны запилы и врубки? Дело в том, что при постановке на ребро у досок и брусьев слишком маленькая площадь опоры. С мауэрлатом они контактируют лишь одной вестма тонкой линией, из-за чего при малейшей нагрузке сверху могут банально «съехать» с занятой позиции и потащить за собой всю конструкцию.
Для того чтобы увеличить площадь опоры в узле сопряжения стропилины и мауэрлата, или же ее и дополнительного прогона, в брусе или доске выбирают угловую врубку, выпиливают зуб или пришивают опорный брусок. Если верхушка стропилины сопряжена с зеркально противоположным аналогом, то для надежного упора потребуется запил, плоскость которого должна быть четко перпендикулярна горизонту.
Основное правило в сооружении стропильных каркасов заключается в том, чтобы выбранные в пиломатериалах площадки для опирания были строго горизонтальны и вертикальны. При малейших нарушениях горизонтальности с вертикальностью теряется устойчивость, детали конструкции смещаются под собственным весом и действием нагрузки вплоть до полного разрушения системы.
Отметим, что на узлы стропильных систем возложена обязанность в обеспечении возможности незначительного смещения и поворота при превышении нагрузки. Указанные перемещения необходимы для того, чтобы конструкция слегка прогнулась, чуть сдвинулась, но не разрушилась и сохранила устойчивость.
Эти тонкости следует знать и мастеру, решившему заняться изготовлением и монтажом стропил своими руками, и владельцу строящегося дома, не желающему расплачиваться за некачественные трудовые усилия бригады строителей. Разберем распространенные варианты, чтобы уяснить суть процесса.
Сооружение каркаса крыши по висячей технологии
Рассмотрим пример возведения стропильной системы над бревенчатым срубом бани. Пролет между стенками небольшой, его проще и разумней перекрыть висячей конструкцией, установка которой будет производиться на перепуски потолочных балок – матиц.
Бревенчатая основа – вариант практически идеальный для установки висячих систем, т.к. его проще всего стесать в горизонт, устранив необходимость подгонки стропилин в случае нарушения геометрии стопы. Нет никакой необходимости в устройстве мауэрлата. Однако затяжку придется передвинуть вверх, чтобы обойти верхний венец сруба и сформировать полезное чердачное пространство.
Перед выполнением монтажа стропил проводится поэтапная подготовка сруба. С обеих сторон стопы выравниваем перепуски согласно шнурку, привязанному к забитым в две крайние балки гвоздям. Сверху перепусков стесываем горбыль так, чтобы край каждой балки завершался плоской горизонтальной площадкой.
Образовавшуюся после стесывания верхней выпуклости бревна пласть по краям балок выравниваем в горизонт по уровню. Прикладываем указанный контрольный инструмент к трем и более балкам одновременно. Если уровень недостаточно длинен для проведения подобной проверки, используем вместо него длинную рейку или доску.
После стесывания всех излишков проводим разметку гнезд под стропильный зуб. Для этого вновь используем гвозди и шнурку. Заметим, что расчертить на перепусках места выборки гнезд можно как до сооружения висячих ферм, так и после. Однако гораздо удобнее сделать гнезда перед изготовлением стропилин. Они помогут с более высокой точностью провести примерку.
Чтобы облегчить себе работу, желательно найти центр сруба со стороны будущих щипцов. В этих точках рекомендуют прибивать по контрольной рейке, одно из ребер которой будет обозначать ось симметрии. Можно обойтись без реек, если в сооружении крыш уже имеется некоторый опыт.
- Две доски-дюймовки длиной на 10 – 15 см больше, чем запроектированная длина стропилин, сшиваем в вершине гвоздем или болтом так, чтобы они могли поворачиваться вокруг этой соединительной точки.
- На установленной по центру будущего щипца рейке отмечаем проектную высоту стропильной системы. Еще одну метку проставляем выше нее – это высота зуба, точнее, длина вертикали, отложенной от основания зуба до его вершины.
- Сшитые в одной точке доски выставляем на крайние перепуски так, чтобы угол каждой доски упирался в будущее гнездо под зуб.
- Совмещаем точку соединения досок с верхней отметкой на рейке, определяющей длину стропилин с зубом.
- От нижнего угла обеих стропилин откладываем высоту зуба, возвращаемся с заготовкой шаблона на землю и выпиливаем зуб по разметке.
- Возвращаем заготовку шаблона на место, устанавливаем ее, заведя зубья в предназначенные им гнезда. Может получиться так, что после установки вершина заготовки не совпадет с указаниями рейки. Тогда надо вырвать гвоздь и скорректировать положение вершины, обязательно отметив новую точку.
- После подгонки вершины прочерчиваем на обеих досках вертикальную линию их предстоящего стыка, замеряем размер ригеля и отмечаем на обрезках доски форму накладок для верхнего стыка стропилин.
Если все вышло точно и корректировок больше не требуется, шаблон готов. Возвращаемся вместе с ним на землю. Разбираем заготовку и делаем запилы по отмеченным линиям. Полученные в результате примерки и подгонки детали будут служить эталоном для практически поточного производства стропильных ферм в требующемся количестве.
Висячие фермы соберем на земле. Их установку, как и примерку должны проводить по минимуму два человека. Одному мастеру просто не справиться с подобной работой. Находящийся наверху исполнитель будет устанавливать ферму, а второй изменять ее положение согласно указаниям отвеса. Положение каждой выровненной и установленной фермы следует фиксировать временными распорками.
Чтобы увеличить устойчивость системы, под стропилины установим стойки:
- Разметим матицы под место установки дополнительных опор уже проверенным способом: забьем по гвоздю с противоположных сторон и натянем шнурку.
- Выдолбим в бревнах гнезда согласно разметке.
- Примерим обрезок бруска к месту установки. Отметим на нем линию запила с учетом высоты шипа.
- Изготовим стойку и две накладки для ее крепления к стропилине.
- Установим сделанную опору и аналогичным образом закрепим положение стропильной фермы с другой стороны. По выверенной схеме продолжаем работать, пока не оснастим каждую стропилину дополнительной опорой.
Для обеспечения жесткости висячей системы стропильные фермы соединяются ветровыми связями – досками, жердями или рейками, прибитыми изнутри конструкции. С внешней стороны стропильного каркаса жесткость повысится за счет сооружения обрешетки.
К матицам стропильные ноги крепятся гвоздями 200 мм или угловыми скобами. В этом плане металлические уголки и пластины с перфорацией под крепеж ощутимо проигрывают традиционным методам. К боковинам стропилин прибиваем кобылки, выполненные из доски, ширина которой вполовину меньше материала, использованного в изготовлении стропилин.
Длина кобылок должна быть на 70 – 80 см больше запроектированной ширины свеса. Это расстояние нужно для надежного соединения их со стропильными ногами. Кобылки можно раскроить заранее, а можно и без предварительных распилов прибить обрезки узкой доски к стропилам, после чего оформить линию карниза. Однако первый вариант удобнее и экономнее.
В большинстве случаев, как и в приведенном примере, кобылки необходимо частично заглублять в перепуски матиц, для этого:
- Отмечаем по факту ширину кобылки на перепуске.
- Делаем пилой два пропила согласно разметке на 2/3 толщины кобылки. Также пилой надпиливаем бревно между крайними запилами. Дорабатываем углубление стамеской в сопровождении молотка.
- Устанавливаем кобылки в сформированные выемки, сшиваем их со стропилиной гвоздями длиной по 100 мм.
По завершению монтажа всех кобылок в крайние забиваем по гвоздю. Натягиваем контрольную шнурку и отмечаем, где следует отпилить излишки.
Устройство наслонного каркаса крыши
В сооружении стропильного каркаса по наслонной технологии есть много общего с установкой висячей конструкции. Примерка проводится практически в той же последовательности, поэтому описывать действия дважды не имеет смысла. Основная разница в способах формирования верхнего узла, ведь у вершин наслонных стропил есть опора – коньковый прогон.
Если вверху наслонные стропила банально опираются на коньковый прогон, их укладывают либо с разбежкой, т.е. параллельно друг дружке, либо со строго вертикальным стыком, аналогичным состыковке висячих ног. Однако в большинстве случаев верхнюю часть стараются закрепить врубкой или вертикальным запилом с плотным примыканием его к коньковому брусу.
Есть схемы, согласно которым наслонные стропилины опираются не на коньковый, а на боковой прогон. В таких ситуациях верх формируется по висячему принципу, а точку опирания на прогонную балку оформляют угловой врубкой.
Разберем наиболее востребованный в частном строительстве вариант сооружения стропильных ног с опиранием на нижнюю угловую врубку и на коньковый прогон через вертикальный запил. Отметим, что максимальная глубина врубки не должна превышать 1/3 ширины доски.
Вариант разметки строительным угольником:
- На угольнике отмечаем в масштабе высоту крыши и половину пролета. Эти величины отображают уклон скатов и задают основные углы. Пропорции необходимо точно выдержать.
- Если дальнейшее использование угольника не планируется, то пометить отложенные точки можно прикрученными бобышками или короткими винтами с шурупами, если планируется, то лучше краской, которая снимается растворителем.
- К уложенной плашмя доске прикладываем угольник той стороной, на которой отмечена высота крыши. Проводим черту по показаниям угольника – это линия верхнего спила стропилины – участка ее сопряжения с коньковым прогоном.
- Разрезаем по отмеченной линии циркуляционной пилой. Доску для распиловки укладываем плашмя, как положено при разрезании в ширину. Продольные распилы делают с постановкой на ребро.
- От вершины образовавшегося угла откладываем длину так называемой диагонали. Это расстояние от точки сопряжения с прогоном до внешнего края мауэрлата или верхней обвязки, если обустраивается каркасный дом.
- Переносим угольник в эту точку. Проводим линию, параллельную первой.
- Переворачиваем угольник, двигаем им вдоль заготовки так, чтобы слева оказалось 2/3 общего расстояния, а справа 1/3. На картинке это 8ʺ и 4ʺ.
- Линия меньшего отрезка как раз и обозначит нам врубку.
В завершении вычерчиваем на доске абрис карнизного свеса, раскраиваем ее по очерченным линиям и используем сделанную своими руками заготовку стропила для распиловки остальных элементов крыши.
Применить описанный метод можно и без строительного угольника и отметки параметров крыши на нем. Достаточно представлять процесс, чтобы отложить необходимые расстояния обычным чертежным инструментом. Однако без опыта можно запутаться в вычислениях углов и отрезков.
В помощь начинающим строителям разработан шаблон с вариантами формирования угловых врубок. Он поможет сориентироваться в изготовлении стропильных ног из наиболее распространенных в этой сфере пиломатериалов.
В случаях укладки стропильных ног с врубками в верхней и нижней части следует помнить, что глубина обоих выемок должна быть одинаковой, чтобы в ходе строительных работ не изменился уклон кровли. Обычно для устройства двух равных врубок используют вспомогательный брусок, толщина которого не более 1/3 толщины доски.
Заготовка стропилины тогда устанавливается ребром на мауэрлат и на прогон. Брусок прикладывают сбоку в зоне нижнего и верхнего узла, чтобы очертить врубку.
Если врубка нужна только в нижней части стропилины, а верх будет опираться на прогон запилом, доску устанавливают внизу на мауэрлат, а вверху на прогон и брусок, чтобы в результате раскроя не изменился угон наклона ската. Внизу к будущему узлу прикладывают второй брусок аналогичного размера и очерчивают с его помощью абрис будущей врубки.
Для формирования запилов зубом применяются такие же методы. Разница только в форме запила.
Установку наслонных стропилин начинают с монтажа двух крайних ферм. Элементы монтируют по одному, тщательно проверяют их положение с использованием уровня с отвесом. Чаще всего крайние фермы устраивают из спаренных досок, т.к. на них распределяется больше нагрузки. Их фиксируют временными распорками, затем соединяют шнуркой или рейкой, чтобы обозначить плоскость ската.
Рядовые стропилины, расположенные между крайними несущими фермами, устанавливают согласно указаниям шнурки. При необходимости корректируют положение ног в соответствии с фактической ситуацией.
Видео об установке стропильных ног
Установка стропилин с креплением металлическими уголками:
Как изготовить стропильные ноги с запилами для посадки на мауэрлат:
Устройство стропильного каркаса под крышу гаража:
Мы привели и описали лишь часть методов устройства стропильных каркасов. В реальности способов изготовления и установки существенно больше. Однако разбор базовых вариантов позволяет отлично понять, как правильно делать стропила и стропильные фермы для крыши, как запиливать их перед установкой.
Самым ответственным и сложным этапом считается установка стропильной системы. Эксплуатация кровли связана с постоянными и периодическими нагрузками в виде снега или порывов ветра.
Чтобы разобраться, как сделать стропильную систему своими руками, необходимо определиться с ее составляющими. Стропильный каркас используется для любого типа крыш, он отличается уровнем сложности при монтаже. Односкатные и двускатные крыши считаются простыми конструкциями. Вальмовые или шатровые крыши обеспечивают надежную кровлю, но сложны в расчетах и установке стропил.
При выборе размера материала для каркаса приходится учитывать множество факторов. Сечение стропил и несущего основания должны выдерживать вес кровли, климатические нагрузки, массу установленных на крыше приборов (если таковые будут установлены).
Основные элементы
Для остова двускатной кровли необходимы следующие элементы:
- Мауэрлат – брус значительного размера 150×150 мм или 200×200 мм, который укладывается и закрепляется по периметру стен. Он связывает стропильную систему и конструкция здания в общую структуру, распределяет нагрузку, оказываемую на стены.
- Конек – наивысшая точка крыши, в которой соединяются стропильные ноги. Продольная балка помогает удерживать конструкцию, обеспечивает стабильность при ветровых нагрузках.
- Стропила – изготавливаются из доски сечением в 70×150 мм, на них приходится вся нагрузка. Из досок создаются стропильные ноги, которые крепятся с шагом не меньше 60 см.
- Лежень – брус, находящийся параллельно коньку. Его размеры равны мауэрлату. Лежень является опорой для стоек и других элементов.
- Затяжки – перекладины из досок, соединяющие стропильную ногу.
- Стойки – брусья, установленные вертикально, они устанавливаются для поддержки конькового прогона.
- Свесы – части стропил, выступающие за границу стен. Они позволяют отводить осадки от дома.
- Подкосы – служат для укрепления стропил, позволяют создавать прочные конструкции.
- Обрешетка – доски, необходимые для связывания стропил и укладки кровельного материала.
- Кобылки – когда длины стропил недостаточно для свеса, набивают дополнительные доски «кобылки».
Разновидности стропильных систем
Для устройства каркаса двускатной крыши используется несколько типов стропильных систем.
Наслонные – выбор такой конструкции подразумевает наличие опоры в виде стены по центру здания. Они получают три точки опоры и испытывают нагрузку только на изгиб. Верхняя часть стропильной ноги опирается на прогон, а нижняя на мауэрлат. Эта система позволяет использовать более тонкие пиломатериалы, снизить расходы и выполнить конструкцию меньшего веса.
Висячие – стропильные ноги опираются только на стены, поэтому испытывают большую нагрузку. Для придания прочности соединяются затяжкой. Такие стропила обычно собирают внизу и подают прямо для установки.
Сложные формы крыш требуют нестандартных решений, для них используются сочетания висячих и наслонных стропил.
При установке четырехскатной крыши основой каркас выступают диагональные стропила, соединяющие коньковый прогон и углы здания. На них опираются нарожники – короткие стропила, которые вместе с рядовыми боковыми стропилами составляют основу ската крыши.
Подготовка материала
Срок службы стропильной конструкции зависит от качества пиломатериала и его обработки. Для элементов конструкции необходимо подбирать сухую древесину, с уровнем влаги ниже 22%. Она должна быть гладкой и без сучков. Перед монтажом все детали проходят обработку двумя слоями антисептика и средства, препятствующего горению. При обработке стоит пользоваться кистью, а не распылителем, тогда состав лучше впитается. При выборе пиломатериала отдается предпочтение древесине хвойных пород.
Крепление
Стойкость конструкции обеспечит грамотный монтаж стропильной системы своими руками. Для соединения стропил используют различные виды крепления: скобы, гвозди, фасонные стальные детали – уголки и платины, которые прикручиваются саморезами.
Сечение стропил
На размеры бруса, используемого для стропил, оказывают влияние:
- величина пролета;
- воздействие климатических особенностей;
- угол ската и шаг крепления стропильных ног.
Постоянная нагрузка высчитывается от суммарного веса кровельного материала, утепления и гидроизоляции. С увеличением расстояние между стропилами, требуется материал большего сечения. Коэффициент ветровой и снеговой нагрузки обязательно закладывается при расчете сечения. Распространенным размером стропил является 50×150 мм и 60×200 мм.
Длина стропил
Основанием симметричной двускатной крыши является равнобедренный треугольник. Зная высоту конька, можно вычислить длину стропила по теореме Пифагора. В этом случае она является гипотенузой, а половина ширины дама и высота крыши – катеты.
Установка стропил
Первым этапом при монтаже стропильной системы для любого вида крыши, является укладка и крепеж мауэрлата. Под него обязательно укладывается гидроизоляция в виде рубероида. Этот брус требует просверливания отверстий по длине, в которые вставляются замурованные в кладку шпильки и закручиваются гайкой.
Создав основу для каркаса, изготавливают шаблон, по которому на земле собираются все стропильные ноги для висячей системы. Чтобы создать образец берут две тонкие доски равные по длине стропилу и скрепляют на концах гвоздем. Эта заготовка устанавливается на ширину прогона, а получившийся угол фиксируется отрезками доски.
Для разметки монтажных запилов в верхней и нижней части стропил используется второй шаблон. Его основой служит фанера. Собирая ноги, нужно строго следовать шаблону, чтобы не пришлось переделывать конструкцию. Верхняя часть стропил соединяется деревянной или металлической пластиной.
Если собранные стропильные фермы имеют значительный вес, придется пользоваться техникой или приспособлениями для подъема.
Первая пара стропил устанавливается на противоположных фронтонах. Она фиксируется временными подкосами и выставляется по уровню. Между ногами протягивается шнур, как ориентир для установки остальных стропильных ферм. Конструкция соединяется ригелями, подкосами и опорами.
При небольшом пролете стропила не скрепляются коньковым прогоном. Крыша с шириной более пяти метров требует усиления конструкции коньковой балкой. Этот брус крепится как под стропилами, так и над ними. Соединение происходит с запилом и пластинами. При большой длине стропил устанавливаются опорные стойки, предохраняющие от провисания.
Завершением работы по установке стропильной системы станет крепление обрешетки.
Чтобы знать, как правильно выполнить стропильную конструкцию, можно посмотреть видео, рассказывающее об этапах работы.
Видео
Возведение крыши – один из наиболее ответственных этапов строительства. От надежности «зонтика» сверху, от его устойчивости к атмосферным осадкам и любым внешним воздействиям, напрямую зависит долговечность самого здания и уровень комфорта проживания в нем.
Изо всего разнообразия конструкций крыш, двускатную можно отнести к числу наиболее популярных, просто в силу относительной простоты ее возведения. Однако, и за этой «простотой» кроется масса различных нюансов, необходимость проведения определенных расчетов и следования технологическим правилам. Тем не менее, настоящая публикация имеет главную задачу: показать, что установка стропил двухскатной крыши своими руками – задача вполне выполнимая, даже для начинающего строителя.
Давайте вместе пройдем все этапы процесса установки стропил для такой крыши, от основ предварительного проектирования до примера практического воплощения.
Общее устройство двускатной крыши
Основные понятия
Элементы конструкции стропильной системы двускатной крыши
Сразу оговоримся, что данная схема, безусловно, не может отразить всего возможного разнообразия конструкций , но основные детали и узлы на ней показаны достаточно понятно.
1 – мауэрлат. Это доска или брус, которые жестко крепятся по верхнему торцу внешних несущих стен здания. Его предназначение – равномерное распределение нагрузки от всей системы крыши на стены дома, создание условий для надежного крепления стропильных ног в их нижней точке опоры.
2 – стропильные ноги, устанавливаемые попарно. Они становятся основными несущими деталями всей системы крыши – именно стропила задают крутизну скатов, будут основой для крепления обрешетки, кровельного покрытия, а если крыша планируется утеплённой – то еще и всего термоизоляционного «пирога».
Для изготовления стропильных ног применяются качественные доски или брус, можно использовать и кругляк. Про сечение пиломатериала, которое будет достаточным для гарантированного выдерживания всех возможных нагрузок – будет рассказано ниже.
Стропила могут заканчиваться на мауэрлате, но чаще выходят за пределы периметра стен дома, формируя карнизный свес. Впрочем, для этого могут применяться и более легкие детали – так называемые «кобылки», которыми наращивают стропильные ноги на необходимую ширину свеса.
Для формирования карнизного свеса стропила нарощены «кобылками»
3 – коньковый прогон. Это может быть брус, доска или даже составная конструкция. Прогон проходит по всей линии конька и служит для надежного соединения верхних точек парных стропильных ног, связи всех стропильных пар с целью придания общей жесткости всей конструкции крыши. В различных вариантах крыш этот прогон может жёстко опираться на стойки, либо увязываться только с узлом соединения стропильных ног.
4 – затяжки (схватки, ригели). Горизонтальные детали усиления системы, дополнительно связывающие парные стропильные ноги между собой. Может применяться несколько затяжек, расположенных на разной высоте.
5 – балки перекрытия, которые будут служить основой для монтажа пола в чердачном помещении и потолка со стороны комнаты.
6 – а эта балка одновременно выполняет роль лежня. Это брус, проходящий по всей длине крыши, который является опорой для установки дополнительных деталей усиления стропильной системы. Лежень может устанавливаться так, как показано на рисунке (по типу балки перекрытия), либо жестко укладываться на капитальную перегородку внутри здания.
7 – стойки (бабки) – дополнительные вертикальные опоры стропильных ног, предотвращающие их прогиб под действием внешних нагрузок. Стойки вверху могут упираться в сами стропила, либо в дополнительный прогон, продольно связывающий стропильные ноги на определённой высоте.
8 – подкосы. Нередко при большой длине стропильных ног их несущей способности недостаточно, и усиление только стойками не обеспечивает необходимую прочность. В этих случаях применяются диагональные усиливающие элементы, опирающиеся снизу на лежень, создающие дополнительную точку опоры для стропила. Количество подкосов и место их установки могут варьироваться в крышах различной степени сложности.
Некоторые различия висячей и наслонной системы двускатной крыши
Двускатные крыши можно разделить на два типа конструкций – с наслонными и висячими стропилами. Кроме того, широко применяются комбинированные системы, в которых объединены оба принципа построения. В чем же принципиальная разница?
Наслонная система стропил
Эта конструкция стропильной системы характеризуется наличием опоры на внутреннюю капитальную перегородку в здании. По верхнему торцу этой перегородки монтируется лежень, на которые опираются стоки, поддерживающие коньковый прогон. Таким образом, стропильные ноги «наслонены» на вертикальную опору, что делает всю систему максимально прочной.
Подобная схема является наиболее популярной из-за своей надежности и относительной простоты в исполнении. Если имеется возможность создать дополнительную точку опоры по центру, то почему бы и не воспользоваться этим? Правда, если на чердаке планируется размещение жилого помещения, то вертикальные стойки иногда могут стать помехой. Впрочем, их наличие тоже иногда «обыгрывают», используя, например, для монтажа внутренней легкой перегородки.
В зависимости от количества и размещения внутренних перегородок, конструкция наслонной стропильной системы может варьироваться. Некоторые примеры показаны на иллюстрации ниже:
На фрагменте «а» показан самый простой вариант, который, кстати, на небольших длинах стропил (до 5 метров) может даже не иметь показанных подкосов – достаточно ряда центральных стоек под коньковым прогоном
С увеличением ширины здания система, естественно, усложняется, и появляются дополнительные упрочняющие элементы – затяжки и подкосы (фрагмент «б»).
Фрагмент «в» наглядно демонстрирует, что внутренняя капитальная стена не обязательно должна располагаться ровно по центру, под коньком. Вполне возможен и такой вариант, как показан на иллюстрации, но с условием, что смещение лежня относительно конька не превысит одного метра.
Наконец, фрагмент «г» показывает, как может опираться система стропил в здании большого размера, но имеющим две капитальные перегородки внутри. Расстояние между такими параллельными лежнями может доходить до трети ширины здания.
Система с висячими стропилами
Графически эту схему крыши можно изобразить примерно так:
Сразу бросается в глаза, что стропила опираются только на в нижней части, а затем соединяются между собой на коньке. Дополнительная опора по центру отсутствует, то есть стропильные ноги как бы «висят», что предопределяет и название такой системы. Эта особенность накладывает определенные ограничения на применение висячих стропил – обычно такая схема практикуется при расстоянии между несущими стенами, на которые закреплен мауэрлат, не более 7 метров. Устанавливаемые затяжки лишь частично снимают нагрузку с внешних стен.
На иллюстрации ниже показано несколько вариантов висячей системы. Впрочем, некоторые из них уже, скорее, могут быть отнесены к комбинированным.
Фрагмент «д» - висячие стропила связаны между собой стяжкой на уровне мауэрлата либо закреплены на мощной балке перекрытия, образуя с ней треугольник. Других усиливающих деталей нет. Подобная схема допустима при расстоянии между стенами до 6 метров.
Вариант «ж» - для такого же по размерам дома (до 6 метров). Затяжка (ригель) в этом случае смещена вверх, и нередко используется для подшивки потолка чердачного помещения.
Варианты «е» и «з» рассчитаны на пролёт между стенами до 9 метров. Могут применяться несколько затяжек (или верхняя затяжка в сочетании с нижней балкой перекрытия). Другой подход – установка стоек под коньковым прогоном, по аналогии с наслонной системой. Только в качестве нижней точки опоры используется не лежень на капитальной перегородке, а стойки опираются на затяжку или балку перекрытия. Назвать такой вариант чисто «висячим» - уже сложно, так как здесь – явно комбинация деталей из обеих конструкций.
В еще большей степени такое комбинирование двух схем выражено в варианте «и», который рассчитан на большие пролёты, от 9 до 14 метров. Здесь, помимо стойки-бабки, задействованы еще и диагональные подкосы. Нередко такие фермы вообще собираются на земле, а только потом поднимаются и устанавливаются на место, связываются между собой, формируя тем самым весь каркас крыши.
Итак, при подготовке к строительству двускатной крыши необходимо изучить принципы устройства той или иной системы, оценить их преимущества и недостатки, выбрать оптимальную для своих условий и составить графическую рабочую схему. Она понадобится и при приобретении необходимого материала, и для производства самих монтажных работ. Однако, составление чертежа все же должно предваряться некоторыми расчетами.
Расчет базовых параметров стропильной системы двускатной крыши
Давайте еще раз взглянем на принципиальную схему устройства двускатной крыши, чтобы выделить те параметры, которые необходимо будет рассчитать.
Итак, в процессе расчета нам потребуется определиться со следующими величинами.
Исходные данные – это длина стороны дома по фронтонной части (выделено голубым – F), и длина дома по коньку (фиолетовый цвет – D). Предполагается, что хозяева уже заранее определились с типом кровельного покрытия – так как здесь будут определенные ограничения по крутизне скатов кровли. (угол а).
- Высоту конька над плоскостью мауэрлата (Н – зеленый цвет), или, наоборот, определиться с углом ската, отталкиваясь от запланированной высоты конька.
- Длину стропильной ноги (синий цвет – L), а при необходимости – и удлинение стропила для формирования карнизного свеса необходимой ширины (l).
- Рассчитать суммарные нагрузки, выпадающие на стропильную систему, чтобы определить оптимальное сечение пиломатериала для изготовления стропил, шаг их установки (красный цвет – S) и допустимую длину пролетов между точками опоры. Все эти параметры – тесно взаимосвязаны между собой.
- Когда на руках будут эти рассчитанные значения, уже несложно составить графическую схему, определить необходимость и оптимальное расположение элементов усиления, просчитать количество материала для их изготовления.
Цены на бензопилу
бензопила
Рассчитываем крутизну ската и высоту конька
Угол крутизны скатов может определяться хозяевами по различным критериям оценки:
- Из чисто эстетических соображений – когда «во главу угла» становится внешний вид строения. Многим нравятся крыши с высоким коньком, но при этом нельзя забывать, что на такую кровлю резко возрастает ветровая нагрузка. Да и материалов для изготовления высокой крыши пойдет неизмеримо больше. Вместе с тем, на крутых скатах почти до нуля снижается снеговая нагрузка – не исключено, что для «снежных» регионов этот параметр оценки может стать определяющим.
- Из соображений полезного использования чердачного помещения. При двускатной схеме крыши, чтобы добиться максимальной площади мансарды, приходится возводить скаты с очень большой крутизной, то есть с теми же последствиями, о которых сказано выше.
- Наконец, может быть и совершенно противоположный подход – из соображений экономии сделать конструкцию крыши с минимальной высотой в коньке. Но в этом случае придется ориентироваться на минимально допустимые углы уклона для конкретного типа кровельного покрытия. Уменьшать крутизну ниже рекомендованным производителем показателей – это «закладывать бомбу» в свою крышу, причем и из соображений ее прочности и долговечности, и с позиций гидроизоляционных качеств покрытия.
Рассчитать высоту конька над плоскостью перекрытия (мауэрлата) – несложно. В основе подавляющего большинства узлов любой кровельной системы лежит треугольник, который, в свою очередь, подчиняется строгим геометрическим (точнее – тригонометрическим) законам.
Итак, в нашем случае известна ширина крыши по фронтонной линии. Если крыша симметрична, то конек разместится ровно посередине, и для расчетов можно просто ширину F разделить на два (основание треугольника f = F/2 ). При несимметричных скатах придется спроецировать вершину конька на линию F, и промерить расстояния f1 и f2 от нее до края треугольника (до мауэрлата) с каждой из сторон. Естественно, что в таком случае и уклон скатов будет различным.
Н = f × tg a
Чтобы не заставлять читателя искать значения тангенсов и проводить расчеты вручную, ниже размещен калькулятор, в котором уже внесены необходимые табличные величины.
