Висячие стропила – обзор узлов и конструкции

Для постройки кровли дома основным фактором является правильный подбор системы стропил. Конструкция принимает на себя множество нагрузок как постоянных, так и сезонных (снег, гололед, ветер и т. д.).

Расчет такой сложной системы обеспечивает должный уровень надежности и долговечности на всем сроке службы крыши дома. Применяют висячие стропила в домах без внутренних несущих стен, а опорами для конструкции служат наружные стены дома.

Этап проектирования стропильной системы

Проектирование крыши
Чтобы решить непростую задачу составления проекта стропильной системы для крыши, требуются не только теоретические знания по данному вопросу, но и практический опыт. Только профессионал сможет правильно определить потенциальную нагрузку на кровлю, рассчитать форму фермы, расположение стропил и их оптимальное сечение. Поэтому, чтобы избежать ошибок и неприятностей, не экспериментируйте, а лучше доверьте это важное дело специалистам.

При проектировании стропильных конструкций нужно учитывать следующее:

• угол наклона и тип крыши;
• материал, который будет покрывать кровлю;
• климатических условий местности (сила ветра, количество осадков и другие).

Не стоит недооценивать какой-нибудь, кажущейся неважной, нагрузки, так как это может привести к ошибке в проведенных расчетах и, как следствие, к деформации самой стропильной системы, а также к разрушению кровельного покрытия или даже всей крыши. Только верный расчет и грамотный монтаж даст необходимую устойчивость и прочность всей стропильной конструкции при возведении скатной крыши здания.

Висячие стропила, область применения

Стропила висячие обычно применяются при возведении кровли зданий, в которых отсутствуют внутренние несущие стены. Такие конструкции не имеют опор внутри, а опираются только на две внешние основные опоры, которыми может служить, например, наружная стена здания.

Висячие стропила

При этом стропильные ноги не создают горизонтальных нагрузок, а работают только лишь на сжатие и изгиб. Для уменьшения распирающих усилий, оказываемых на стены дома висячими стропилами, следует использовать затяжку, соединяющую все элементы в единую конструкцию.

Затяжку можно сделать из металла или прочного деревянного бруса, а расположить, исходя из конструктивных особенностей кровли. Например, при возведении мансардной крыши следует использовать затяжку висячих стропил, расположенную у основания для того, чтобы она выполняла и функцию балки перекрытия.

Чем большую нагрузку испытывает затяжка, тем выше она должна быть расположена в стропильной системе.

Очень важно применять мощные конструкции стропил и контролировать надежность креплений, если вы используете верхнее расположение затяжки. Если применяются висячие стропила, ширина пролета должна быть 6 — 10 метров, и делают их, обычно, из дерева (бревен, бруса, досок), а при соединении элементов между собой используют болты, врубки, нагели, стальные профили и гвозди.

Основные элементы стропила

Дома строятся в большинстве случаев с наличием несущих стен внутри. Использование висящих стропил делается с учетом дальнейшего создания мансарды у дома.

Висящая система отличается большей сложностью в отличие от наклонной. Непосредственно это выражается в ее изготовлении монтаже на дом.

Наклонные решения не так надежны. Все потому, что во время строительства используются легкие материалы, но они более просты при сборе и монтаже конструкции. Основным и главным недостатком висячих стропил является сложность монтажа, так как собранная система балок устанавливается на крышу при помощи крана либо по частям и поднимается на крышу, где монтируется с нуля.

Самая примитивная стропильная система делается в виде обыкновенного треугольника. Складывается она из двух балок, которые упираются между собой и соединяются с использованием затяжек.

Такое решение не передает нагрузку на опорные стены, так как все напряжение воспринимается затяжкой. Плюсы конструкции в том, что все нагрузки нивелируются затяжками.

Затяжку делают двух видов – на основе дерева или металла. Дополнительно следует учесть конструкцию кровли, от которой также зависит местоположение самих затяжек. На мансардную кровлю затяжки монтируются рядом с основой стропил – этот элемент еще берет на себя обязанности организации балок перекрытия.

Мауэрлат в данной конструкции может и не устанавливаться, взамен его подкладывают доску поверх гидроизоляции. Нужна она для выравнивания всей системы по горизонту и предотвращает повреждение, смятие древесины при контакте с внешними стенами дома.

Для правильного расчета и постройки стропильной конструкции нужно следовать таким советам:

• климат в регионе, основные факторы в разный период года (нагрузки от снега и ветра, и среднегодовой уровень осадков);
• конструкция крыши, которая будет использоваться (одно – двухскатная, шатровая или вальмовая и т. д.);
• углы наклона ската;
• какая разновидность крыши будет применена (шифер, профнастил или другие разновидности материалов).

Учитывая все условия и нагрузки, делается расчет сечения стропильных ног, а также ширина пролета стропил.

Система стропил разрабатывается с учетом конструкции и зависит также от подкосов, ригелей и бабок. Учитывается даже длина пролета, которая определит, будет ли сооружаться мансарда на чердаке.

Немного о наслонных стропилах

Наслонные стропила
Наслонные стропила обычно бывают деревянными и применяются в домах, имеющих капитальную внутреннюю стену. Основным отличием данной конструкции от висячих стропил является наличие внутренних элементов (стена, колонна), на которые опирается стропильная система кровли.

В конструкции с наслонными стропилами нагрузки передаются только на изгиб. Такие крыши получаются, во-первых, более легкими, а, во-вторых, экономически выгодными, так как на ее возведение расходуется меньшее количество лесоматериала.

Если у вас не один, а несколько пролетов, над которыми возводится общая кровля, тогда можно чередовать наслонные и висячие стропила: где внутренние опоры есть, применяйте систему наслонных стропил, а там, где их нет — висячие.

К расчету треугольной арки с затяжкой как фермы

Треугольная арка с затяжкой представляет собой ничто иное, как простейшую треугольную ферму из трех стержней. Недавно мы рассматривали расчет треугольной арки с затяжкой, заменив при этом затяжку горизонтальными опорными реакциями, тем не менее ее можно рассчитывать и как треугольную ферму. Проверочный расчет никогда не помешает.

Для наглядности рассмотрим те же самые условия, т.е. строится двухэтажный дом в Московской области. Кровля планируется из висячих стропил, соединенных затяжкой возле опор. Эту конструкцию можно рассматривать и просто как треугольную трехшарнирную арку с горизонтальными связями на обеих опорах и как простейшую треугольную ферму из трех стержней, чем мы далее и займемся.

Начальный этап монтажа висячих стропил

Монтаж висячих стропил
На начальных этапах монтажа стропильной системы следует после укрепления мауэрлата соорудить леса (в том числе передвижные), которые являются необходимым элементом для подъема на кровлю или другую необходимую высоту не только рабочих, но и материалов, которые должны находиться всегда под рукой.

Сечение бруса для стропил должно быть не менее 200 мм?50 мм . Если сечение балки будет меньше, тогда в стропила могут провиснуть в процессе дальнейшей эксплуатации. Следует также обработать все деревянные элементы конструкции раствором специального антисептика, который предохранит древесину от разрушения.

При устройстве лесов обязательно решите все проблемы удобства и безопасности работы и только после этого начинайте монтаж стропильных висячих систем.

Особенности конструкции наслонных стропил

Наслонная стропильная система конструируется различными методами.

В любом случае воздействие распирающего давления на несущие стены исключается. Способы создания подобного сооружения таковы:

Рисунок 1. Конструкция наслонных стропил.

1. Стропильные ноги могут упираться на мауэрлат. Для крепления стропила подшиваются брусом и крепятся врубкой зубом. Страховочная фиксация обеспечивается благодаря дополнительному закреплению при помощи проволоки или хомутов на стену. С использованием типа крепления скользящая опора необходимо зафиксировать верхний край стропил на коньковом прогоне.
2. Верхними краями стропила крепятся друг к другу на болты или гвозди. Нижняя часть ползунами закрепляется на мауэрлате или штучных брусках.
3. Наслонные стропила жесткого скрепления фиксируются на прогонах. В результате образуются коньковые узлы. Для этого нужно прибить с 2 сторон бруски вдоль конькового бруса.

Схематическое описание этих способов устройства представлено на рис. 2. Чтобы стропильная система приобрела большую жесткость, необходимо использовать дополнительные опоры. Это могут быть ригели, подкосы, прогоны. Для создания конструкции с распорными стропилами усилия сообщаются стенам здания. Подобная конструкция монтируется без ползунов только на жесткие крепления.

Порядок установки стропил из деревянного бруса

При установке стропил из деревянного бруса следует придерживаться следующего порядка:

• с помощью построенных ранее лесов поднимаем два бруса наверх и соединяем их;
• на стропильной ноге вырезаем выемку, которая потребуется для создания устойчивой опоры на прочный мауэрлат.
• нужно вырезать подобную же выемку и на второй ноге стропил;
• помечаем как правую, так и левую стропильные ноги;
• устанавливаем деревянные стропила, соединяя их;
• делаем выемки в верхней части помеченных стропильных ног таким образом, чтобы соединение бруса было с упором, а не внахлест (соединение внахлест считают ненадежным даже при хорошем укреплении гвоздями);

Чтобы правильно сделать верхнюю выемку, нужно брусья соединить между собой и маркером наметить линию выреза. Затем сделать выемку и снова соединить стропила.

• когда две первые стропильные ноги уже готовы, их следует хорошо промерить и выполнить шаблоны отдельно для левой и правой «ноги» (при помощи шаблонов можно готовить все последующие брусья на земле, т.е. не поднимая их до уровня крыши);
• установив стропила на свое место, прикрепляем их с помощью гвоздей к мауэрлату;
• как все последующие, готовим вторую пару ног прямо на земле с помощью сделанных ранее шаблонов;
• после этого готовую вторую пару устанавливаем на противоположном краю крыши;
• далее следует между установленными парами ног протянуть веревку, которая станет рабочим уровнем при установке и креплении остальных пар.

Все стропила устанавливаем на расстоянии, определенном созданным проектом. Например, если угол наклона кровли равен 30 градусам, тогда расстояние будет где-то около70-ти см.

Создание запила

Фиксация балок без запила применяется для скользящего соединения. Уголок для крепления стропил к мауэрлату позволяет надёжно закрепить балки. Способ фиксации не позволяет конструкции кровли выдерживать значительные нагрузки, поэтому его используют для перекрытия четырехскатной крыши с небольшими пролётами.

Получить надёжный узел опирания можно при помощи пропила или блокирующего зуба. Врезку делают в стропильной ноге на четверть толщины изделия. На практике применяют несколько вариантов устройства запила:

1. Жёсткое крепление – работает на сжатие внутренней стороны опорной балки.
2. Подвижное крепление получают в том случае, когда зуб образуется на внешней стороне бруса (чтобы стропила не смогли соскользнуть из мауэрлата, их дополнительно закрепляют скобами или уголками).
3. Вместо запила может использоваться упорный брус, который прибивают к балке.

Монтажные работы по установке брусьев висящих стропил

Рекомендуется для удобства предварительно отметить необходимое расстояние и сделать пометки на мауэрлате, после чего уже по разметкам установить стропила.

Высота стропильных ног регулируется по бечевке, которую натянули ранее между двумя первыми парами. Можно использовать деревянные прокладки, если недостаточно высоты.

Монтаж стропил крыши

По разметке, нанесенной ранее на мауэрлат, регулируем расстояние между парами соседних стропил внизу, а вверху подбираем дистанцию с помощью установленной временной доски, разметка на которую наносится аналогично нижней.

Собранная конструкция не будет устойчивой, если расстояние между стеновыми опорами достаточно большое. Поэтому для того, чтобы связать стропила, нужно использовать специальную затяжку (расположенный горизонтально брус).

В случае, когда ширина дома довольно велика, тогда приходится делать затяжку так, чтобы несколько досок стыковались между собой. Доски, обычно, скрепляются с помощью гвоздей, а шпильками или болтами они прикручиваются к ногам установленных стропил.

Не забывайте контролировать и постоянно замерять расстояние между затяжками, которое должно быть соответственным тому, которое установлено между ногами стропил. Для этих целей предлагаем использовать небольшие дощечки с разметкой, нанесенной аналогично разметке на мауэрлате.

Рекомендуем дополнительно соединить конек пары стропил и затяжку для придания нужной жесткости конструкции, а иначе затяжка под ее весом может значительно деформироваться. Такие действия нужно выполнить с каждой из стропильных пар!

Если в начале строительства стропильной конструкции крыши ноги крепились к мауэрлату с помощью гвоздей, то на завершающем этапе сборки необходимо укрепить все более тщательно и надежно с помощью крепежных полосок из тонкой стали (шинок).

Делается это так: стропильная нога оборачивается шиной, а затем с внутренней стороны с двух сторон в мауэрлат через полосу металла на глубину 30 см вбиваются гвозди или вкручиваются шурупы. Все эти действия помогут предотвратить риск разрушения возведенной крыши в случае появления сильного порывистого ветра.

Расчет параметров стропил

Отталкиваться в данном случае нужно от шага, который выбирается с учетом конструкции крыши индивидуально. На этот параметр влияет выбранный кровельный материал и общий вес крыши.

Варьировать такой показатель может от 60 до 100 см.

Чтобы вычислить количество стропил необходимо:

• Узнать длину ската;
• Разделить на выбранный параметр шага;
• К результату прибавить 1;
• Для второго ската, показатель умножить на два.

Следующий параметр для определения — это длина стропил. Для этого нужно вспомнить теорему Пифагора, по ней проводится данный расчет. Для формулы необходимы такие данные:

• Высота крыши. Эту величину выбирает каждый индивидуально в зависимости от необходимости обустраивать жилое помещение под крышей. Например, такая величина будет равняться 2 м.
• Следующая величина – это половина от ширины дома, в данном случае – 3м.
• Величина, которую необходимо узнать – это гипотенуза треугольника. Высчитав этот параметр, отталкиваясь от данных для примера, получается 3, 6 м.

Важно: к полученному результату длины стропил, следует прибавить 50-70 см с расчетом на запил.

Кровля своими руками: тонкости устройства карнизного свеса

Следует знать и то, что никакая кровля не может не иметь карнизного свеса. Он необходим для того, чтобы попавшая на кровлю вода (осадки), не затекала бы вовнутрь созданной конструкции, а вполне благополучно удалялась.

При создании стропильной системы иногда оказывается, что не хватает длины бруса для устройства такого свеса (брус рассчитан только на ноги стропил). Тогда прибегают к наращиванию возведенных стропил.

Карнизный свес — фото

Рекомендуется делать длину свеса крыши не меньше 40 сантиметров, а иногда ее увеличивают до 60. Значит, именно на такую величину и нужно удлинить ноги стропил, используя доску нужной длины для этой цели.

И такое решение считается более выгодным и удобным, чем применение длинного бруса: с более мелкими деталями работать легче, брус дороже, а при возникновении необходимости ремонта свеса, тогда доску легче заменить без существенного вмешательства в основную конструкцию.

Итак, мы узнали, что висячие стропильные системы являются несущей конструкцией крыши и широко применяются при строительстве зданий без внутренних опор (капитальных стен, колонн). Соблюдая правила монтажа, можно получить очень долговечную и надежную кровлю!

Как вам статья?