Способ установки наслонных стропил, варианты их крепления

Способ установки наслонных стропил, варианты их крепления

Тема статьи – наслонные стропила. Стропильная система крыши дома – основа кровельной конструкции, ее назначение – сформировать кровлю, плюс выдерживать нагрузки от кровельного материала и снега, который будет ложиться зимой толстым слоем. Нельзя сбрасывать со счетов и ветровые нагрузки. Необходимо обозначить, что стропильная система может собираться разными способами, где используются стропила наслонные или висячие. Наша задача – рассказать о первых, о том, как их собирают, как соединяют между собой и другими элементами стропильной системы крыши.

Стропильная система крыши наслонного типа Источник tues.ru

Правила и тонкости устройства наслонных стропил

Наслонной стропильной конструкцией можно перекрыть пролет, максимальная длина которого составляет от 6 до 6,5 метров. При условии, что внутри здания могут быть такие несущие конструкции, как колоны или стены, то появляется дополнительная возможность устанавливать на них стойки.

Схема наслонных стропил

Поскольку большие пролеты встречаются в частном строительстве довольно редко, то в индивидуальных постройках в основном применяются наслонные стропила.

По технологии стропильная нога опирается на мауэрлат (в случае с деревянной постройкой его функция передается верхнему ряду стены). Это узловое соединение считается особенно важным.

Если стропильные ноги стянуть при помощи ригеля, то величина пролета может быть увеличена до 8 м, при одной опоре – до 12 м, с использованием двух опор – до 16 метров.

Нельзя укладывать деревянные стропила на каменные стены. На них постоянно образовывается конденсат, который будет разрушать дерево. Чтобы оно не гнило, мауэрлат нужно заизолировать. То же нужно делать во всех местах, где дерево примыкает к конструкциям из камня или металла. В качестве изолирующего материала используется рубероид в 2 слоя или похожий материал.

Во время монтажа наслонной кровельной системы особого внимания заслуживает правильное закрепление стропил на подстропильном бруске.

Схема креплений стропил

В первую очередь, нужно надежно закрепить мауэрлат. Он представляет собой брус со сторонами размером 140-160 мм. Делается это с помощью металлических штырей, которые бетонируют в стену не менее чем на 40 см. Таким же образом можно закрепить и болты.

С этой целью могут использоваться проволочные скрутки диаметром не меньше 6 мм. Они закладываются при возведении стен не выше, чем в третьем ряду кладки, считая с верхнего края.

Наслонные стропила могут крепиться к мауэрлату с помощью скоб. К брусу, который кладут поверх внутренних наружных конструкций и называют «лежнем» предъявляют аналогичные требования.

При строительстве домов используются наслонные стропильные системы, изготовленные из дерева. Использование таких элементов из металла или железобетона себя не оправдывает и, вообще, трудно реализуемо.

Для соединения и крепления деревянных стопил, опорных брусьев и других деталей удобно использовать соединения в виде шипов, зубьев и сковородень, которые широко применяются в плотницком деле.

Наслонная система, конструкция которой выдерживает давление кровельного пирога и самой себя, должна быть хорошо рассчитана еще до того, как начнут укладывать стропила.

Когда срубы домов еще хорошо не высохли, и не произошла их полная усадка, монтаж несущих конструкций кровли необходимо производить особенно внимательно.

Помните, что при коэффициенте усадки сруба дома (изготовленного из бревен или брусьев и имеющего высоту 3 метра), который составляет 4-6%, дом может за год усесть на 10-20 см. При этом могут пострадать несущие элементы крыши и вставленные столярные изделия. Вот почему размеры дома принято закладывать в проекте в двух вариантах – первоначальном и после усадки.

Одним из решений проблемы может быть использование висячих стропильных систем. В противном случае придется

  • ожидать окончательной усадки дома,
  • использовать стропила, которые имеют скользящие опоры,
  • укрепить все опорные конструкции, подставив под них в качестве компенсаторов усадки винтовые домкраты.

В первом случае, недостаток состоит в длительном ожидании, в последнем – требует высоких профессиональных навыков и точности во время проведения работ ручным способом. А вот использование скользящих креплений, которые можно считать саморегулирующими, дает дополнительные преимущества.

Например, скользящая конструкция прекрасно компенсирует свойство древесины давать усадку и способность «дышать» и деформироваться (хотя и незначительно) на протяжении всего срока службы.

Эту конструкцию делают следующим образом: на мауэрлат под нужным углом набивают брусок или делают вырубку нужной формы. Затем на него крепят уголок, одна полка которого загибается. Под загиб продевают рабочую рельефную пластину.

Пластина на стропиле закрепляется так, чтобы по направлению к коньку дома оставалось значительное расстояние для свободного скольжения, которое происходит в наружную сторону.

Приобретая соединение для скольжения, необходимо знать, что оно может быть разного рабочего размера (опорные площадки пластин находятся на разном расстоянии). Выбирать его нужно, учитывая планируемую степень усадки здания. При этом обращают внимание, что распределение размера усадки будет происходить на стропила двух скатов.

Упор стропил на подстропильный брус является не единственным подвижным узлом стропильной конструкции. Конек также нуждается в устройстве шарнирного соединения какого-либо типа. Наслонные стропила можно соединять встык, используя металлические пластины. С торца оставляют значительный угол. Он не позволяет стропилам во время схождения упираться друг в друга. Можно использовать и другой вариант, когда стропила соединяются внакладку. В этом случае в обеих ногах делаются отверстия, через которые проходит болт.

Наслонные стропила и мансардная крыша

Главной особенностью мансардного этажа является тот факт, что максимальная высота стены до ската не превышает полутора метров. Целесообразнее всего планировать кровлю мансарды на стадии проектирования самого дома. Если конструкция дома предусматривает поперечные стены, на которые могут устанавливаться промежуточные опоры, то сооружение такой наслонной стропильной системы не представляет большой сложности.

мансардная крыша и ее стропила

В данном случае каркас может быть изготовлен опытными кровельщиками без сложных расчетов сечений деревянных деталей. Если при длине дома более 6 метров промежуточных опор не имеется, то сооружение стропильной конструкции должно производиться согласно проекту, разработанному специалистами.

Наиболее распространенным является использование комбинации наслонных и висячих стропил.

  • Наслонные стропила на мансардном этаже образуют на нижнем скате правильные треугольники, которые для придания дополнительной жесткости оснащаются дополнительными прихватками.
  • Верх кровли образован висячими стропилами. Их нижняя затяжка сможет быть использована для сооружения потолка помещений мансарды. Поскольку это элемент не испытывает особых нагрузок, его изготавливают из брусьев небольшого сечения.
  • Для предотвращения прогибания затяжки применяют ее подвешивание на «бабку», которая является дополнительным креплением.
  • Стропильная система изготавливается из материалов значительного сечения, поскольку кровля мансарды должна обладать высокой прочностью и надежностью.
  • Стропила в нижней части ската могут монтироваться либо с установкой подкосов, либо без них. Стропильные ноги могут крепиться к мауэрлату либо ползунами, либо шарнирно-неподвижными скобами.
  • Стойки нижних стропильных ног опираются на перекрытие.
  • Если перекрытия изготовлены из дерева, то стойки нужно врезать в балку.

Особенности конструкции

Эта конструкция опорной системы кровли используется в случаях, когда пролеты составляют 7 метров и более. У стропила имеется только одна опора на стену. Верхние концы стропил скрепляются между собой, при этом возможно использование одного из трех способов;

  • прорезным шипом;
  • металлическими пластинами;
  • соединением вполдерева.
Читайте также  Ночная подсветка коридора

крепление стропил затяжкой

Стропильные ноги соединяются между собой затяжкой, которая не дает им разъезжаться. Данная кровельная конструкция создает распорное усилие. Оно не опасно для здания, поскольку остается внутри треугольника, образованного стропилами и затяжкой.

Затяжки могут быть цельными или составными, изготовленными сращиванием. Способы сращивания: косой или прямой зуб, внахлест и другие. Затяжки могут быть установлены не только у основания, но и в любом месте по направлению к коньку.
Если длина стропил превышает 8 метров, то изготавливают конструкцию, состоящую из бабки, подкосов, стоек и ригелей.

При сложных конфигурациях кровель в конструкции используют висячие и наклонные стропила одновременно.

Несколько слов о креплениях

Что представляют собой наслонные стропила мы выяснили. Теперь давайте напоследок ознакомимся с вариантами креплений основных узлов, а именно:

  • СН к мауэрлату;
  • СН к коньковому прогону.

Крепление стропил к мауэрлату

Надо сказать, что всевозможных вариантов креплений существует великое множество. Поэтому далее рассмотрим наиболее современные и распространенные:

  • Пазовым способом. В мауэрлате выбирается паз по ширине ноги, который выпиливается под углом наклона скатов. Дополнительно нога фиксируется шурупами и металлическими уголками;

Фиксация ноги пазовым способом осуществляется с использованием крепежного уголка

  • Путем зарезки. В этом случае край стропильной ноги зарезается так, чтобы она упиралась не только в горизонтальную поверхность мауэрлата, но и вертикальную, т.е. в ноге вырезается прямой угол;

Ползун обеспечивает скользящее крепление ноги

  • При помощи ползуна. Ползун представляет собой крепежный элемент, состоящий из петли и скользящей опоры. Благодаря такому крепежу ноге предоставляется определенная степень свободы.

Крепление ног подобным способом применяется обычно для срубов и брусовых домов, которые дают большую усадку. Ползун позволяет избежать перекосов кровли, но, в то же время, сохраняет устойчивость системы.

Чтобы не выполнять зарезку СН под прямым углом, можно реализовать соединение при помощи опорного бруска, который накладывается на нижнюю кромку стропила, в результате чего упирается в вертикальную поверхность мауэрлата.

Закрепить ногу на мауэрлате можно как при помощи запила, так и с использованием опорного бруска

Крепление к коньку

Фермы могут крепиться к прогону также несколькими способами:

  • Методом накладки. Это наиболее простой вариант, при котором край ноги зарекается под углом наклона кровли, т.е. в рабочем положении СН линия реза должна быть вертикальной, для обеспечения максимальной площади соприкосновения с балкой. Затем стропило фиксируется на балке уголком;

Крепление к прогону пазовым способом требует зарезки ног

  • Путем зарезки. В этом случае края ног закрепляются так, что при состыковке с ответной ногой образуется паз для балки. Дополнительная фиксация осуществляется уголком и шурупами;

Жесткое защемление является наиболее простым способом крепления ферм к прогону

  • Методом защемления. Принцип такого крепления предельно простой — к ферме над балкой и под ней крепятся затяжки, в результате чего происходит жесткое защемление прогона.

Вот, собственно, и все важные моменты устройства наслонных систем.

Наслонные стропила

Чтобы понять чем отличаются наслонные и висячие стропила, мне нравится такой визуальный ряд.

Представьте, вы строите дом и между этажами кладете балки перекрытий. На них будет делаться пол верхнего и этажа и потолок нижнего. Теперь, на последнем этаже, вы решили балки перекрытий делать длиннее и вдобавок установить их под наклоном, нижний конец, уперев в стену, а верхний конец в более высокую стену или в вертикально поставленные стойки, которые в свою очередь опираются на внутреннюю перегородку дома через брус, называемый лежень.

Обращаем внимание, что стропильные ноги наслонной системы не связаны друг с другом. Нижний край стропильной ноги опирается на стену, верхний край на вторую стену, либо на коньковый прогон. Прогон это балка, которая устанавливается до установки стропил и на которую попеременно опираются стропильные ноги наслонной системы.

Преимущества наслонной системы

Я вижу одно преимущество, не нужно предварительно собирать, а потом поднимать тяжелые конструкции. Всё делается по месту.

Стропила и их монтаж

Правильный монтаж наслонных стропил

Рисунок 2. Карта снеговых нагрузок.

В постройках, имеющих односкатный либо двускатный тип кровли, применяются наслонные стропила. Данный вид элементов является конструкцией малых размеров либо брусьев, для которых опорой служат две стены строения, либо же три точки, включающие конек с двумя стенами.

Коньковый элемент, то есть брус, укрепляется с помощью стоек, опирающихся в лежни. Использование определенных вариантов, после того как выстроенный дом имеет необходимые габаритные размеры, то есть больше 6 метров, связано с появлением потребности в возведении стен либо опор.

Опорами самым концам конструкции наслонных стропил служат стены дома, а средний уровень конструкции должен опираться на дополнительные опорные элементы (стойки, балки, различные прогоны и т.д.), которые являются промежуточными. Это показано на рис. 1. Соответственно они могут быть установлены в строениях, оснащенных столбчатыми опорами либо средним уровнем несущих стен.

Наслонный тип стропил устанавливают при расстоянии от одного вида опоры до другого не больше 6,5 метров. Присутствие дополнительных опорных элементов может позволить сделать ширину больших размеров, которая должна быть перекрыта с помощью наслонных стропил, размер которых до 12 метров. Иногда проем перекрывают с помощью двух соседних опор на ширину не более 15 м.

В постройках из бруса в качестве опор стропильным ногам предусмотрены верхние венцы из дерева. Опорой каркасных ног служит верхняя обвязка. Если ширина постройки является везде одинаковой, то кровля с наслонным видом стропил выходит с наименьшим весом. Вместо обыкновенных конструкций из дерева использование железных форм и балок является преимущественным.

Если кровельная стропильная система имеет стропила, создающие условия нормального давления на стены, которое является горизонтальным и распирающим, то при этом названием стропильных ног будет безраспорные наслонные стропила. Монтировать их допустимо тремя путями, исключающими возможность небезопасного уровня нагрузок на стенки:

Рисунок 3. Расчетная снеговая нагрузка.

  1. Стропильная нога при монтаже прошивается бруском, она иногда может и упираться концом в сам мауэрлат, укреплять ее требуется путем врубки.
  2. За счет подвижного соединения, а именно ползуна, стропила внизу крепятся к брускам либо мауэрлату, укладку верхних концов стропил фиксируют гвоздями.
  3. Данный способ имеет значение для жесткого типа монтажа прогонов и стропил, который используется для коньковых узлов. Доски следует прибивать гвоздями в параллельном направлении коньковому брусу каждой стороны.

Монтировать наслонные стропила распорные — это значит устраивать кровельные системы, уровень давления на систему которыми будет передаваться на стены (если стропила прикреплены к ним).

Если учитывать все три возможных способа крепления безраспорных типов стропил, поменяв крепление стропил на жесткое, неподвижно соединив их с брусками либо мауэрлатом, то можно достичь создания внутреннего напряжения в системе, выраженного в распирающем типе давления на стенки.

Фактически распорные виды наслонных стропил являются переходной схемой в условиях монтажа безраспорных стропил наслонного типа к висячим элементам.

Как вести расчеты нагрузки на кровельную стропильную систему

Рисунок 4. Карта ветровых нагрузок.

Читайте также  Вес 1м2 пустотной плиты перекрытия

Расчеты различных показателей ветровой нагрузки связаны с определенным типом местности. Чтобы сделать расчет снеговой или ветровой нагрузок, можно воспользоваться формулами (1) и (2):

где Sg — показатель для расчета веса покрова снега на метр квадратный горизонтальной поверхности участка земли, который должен приниматься во внимание в соответствии с таблицей (рис. 2). Табличные значения от I до VIII соответствуют областям, обозначенным на карте снеговых нагрузок по регионам. Схема для расчета по таблице представлена на рис. 3.

µ — коэффициент, указывающий на переход от общего веса всего покрова снега на земле к снеговой нагрузке на покрытие.

Коэффициент µ определяется углом наклона ската крыши:

    µ=1, если угол наклона ската Статья по теме: Треснуло пластиковое окно: причины, ремонт

По своим эксплуатационным свойствам висячая стропильная система основана на возможных сжатиях и изгибах. Вместе с тем система обладает распирающими способностями, передающимися стенам. С целью снижения этих усилий используются затяжки (стальные либо из дерева), которые соединяют стропильные ноги. Они могут размещаться у основания конструкции стропильной системы и повыше его.

Чем более высоким является крепление специальной затяжки, тем большей надежностью должны обладать висячие стропила.

При пролетах, составляющих больше 8 м, может быть использована балка (стойка), имеющая подкосы. К плюсам данной кровельной системы относится способность к перекрытию больших просветов.

Висячие стропильные системы применяют для построек, имеющих облегченную конструкцию стен. При устройстве стропил висячего типа они обычно могут упираться своими концами в конструкцию стены постройки, а также мауэрлат, который представляет собой опорный вид бруса. Опорные конструкции промежуточного типа при этом не предусматриваются.

Стропильную систему закрепляют хомутами к стенкам строения. Возникает распорное напряжение, которое не передается на стенки, а остается в установленных пределах формы треугольника, который включает затяжку и оба элемента висячих стропил. Затяжка должна быть укреплена на мауэрлате. При этом стропила с затяжкой опираются не на конструкцию стен, а на мауэрлат.

При установке висячих стропил используют запил. Так стропильную ногу крепят на сам мауэрлат, зафиксировав ее болтами либо гвоздями. Устройство висячих стропил завершено, когда они концами встык соединены в коньке и укреплены деревянными накладками.

Наслонные стропила — это стропильные системы, в которых стропильные ноги опираются (имеют подпорки) в нескольких местах. Так, нижние концы стропил опираются на мауэрлаты, а в верхней части — на стойки, прогоны или подкосы. Как правило, это скаты с длиной стропильных ног от 4,5 м.

Наличие дополнительных опор (прогонов) позволяет равномерно распределить весовые нагрузки на несущие стены, а также значительно увеличить длину стропильных ног . К примеру, при наличии в стропильной конструкции двух прогонов (конькового и прогона по центру ската) можно увеличить длину стропильных ног до 12-15 метров.

Рисунок — Наслонная стропильная система:

Состав

Перед тем как выполнить монтаж кровли, необходимо сделать точный расчет нагрузок, которые будут на нее воздействовать, а также составить подробный проект. Эти нехитрые вычисления помогут определить, какие элементы войдут в наслонную стропильную систему, рассчитать их сечение и расстояние между ними. Если крыша имеет опору на внутренние несущие стены, то ее каркас состоит из следующих компонентов:

  • Мауэрлата и лежня. Этими терминами называют опорные элементы кровельной конструкции, фиксируемые на верхний ярус стен, на которые опираются скаты крыши. Они изготавливаются из древесины хвойных пород сечением 100х100 мм или 150х150 мм. Лежень отличается тем, что крепится на внутренние несущие перегородки, а него можно закрепить вертикальные стойки, поддерживающие конек.
  • Стропил. Наслонные стропила устанавливаются попарно вдоль ската крыши. Их особенность в том, что они имеют 2 точки опоры – на мауэрлат и на коньковый прогон. Благодаря этому конструкция получается прочной и не испытывает нагрузку на распирание. Шаг между стропилами, толщину ног определяет расчет, учитывающий вес кровельного покрытия и климатические условия.
  • Подстропильных элементов. Подстропильными элементами называют дополнительные опорные элементы, благодаря которым крыша приобретает большую несущую способность. В эту категорию входят вертикальные опоры, называемые стоками, горизонтальные затяжки, а также подкосы, поддерживающие стропила.
  • Обрешетки. Обрешетка крепится перпендикулярно стропильным ногам, на нее выполняется монтаж кровельного материала. Расчет нагрузок определяет, каким должно быть основание кровли – сплошным или решетчатым.

Важно! В конструировании наслонной стропильной системы главное, перед тем как выполнять монтаж, правильно выполнить расчет постоянных и временных нагрузок, которым подвергается крыша дома. Отличительными чертами каркаса этого типа является использование внутренних несущих стен для установки лежня, вертикальных строек, поддерживающих коньковой конструкции.

Крыша подергается нескольким видам нагрузок, в том числе нагрузке на распирание и на изгиб. Чтобы компенсировать эти напряжения, а также чтобы сделать стропильную систему устойчивой и жесткой, используется большое количество компенсирующих элементов, сечение которых определяет расчет. Для предотвращения деформаций каркаса монтаж кровли выполняют, используя подвижные крепления. Наслонные стропила бывают следующего типа:

    Безраспорная. Монтаж безраспорного стропильного каркаса наслонного типа выполняют с помощью подвижных креплений, благодаря чему узлы системы даже после фиксации могут компенсировать нагрузку на распирание несущих стен. Наслонные стропильные ноги такого типа с одной стороны крепятся с помощью шарнира, а с другой – с помощью ползуна.

Опытные кровельщики для перекрытия деревянных домов, еще не завершивших процесс усадки, используют безраспорные стропильные каркасы, подвижные опоры которых могут компенсировать деформации, возникающие при постепенном высыхании древесины. Расчет состоит в том, что не жестко закрепленная конструкция будет оседать вместе с коробкой дома.

Наслонные и висячие стропила – отличия

Поскольку стропильная система является каркасом кровельной конструкции и от ее качества, зависит надежность все системы в целом – важно чтобы она была способна выдержать все оказываемые на нее нагрузки. Поэтому, в зависимости от возможной потенциальной нагрузки, применяют два различных типа стропил: висячие и наслонные.

Конструкция с использованием висячих стропил применяется в постройках, где отсутствуют внутренние несущие стены, вследствие чего стропила могут опираться на мауэрлат снизу и на друг друга встык сверху (часто с помощью конькового прогона). Ввиду особенности конструкции, на висячие системы оказывается, как изгибающая, так и сжимающая сила.

Наслонные стропила отличаются от висячих тем, что распределяют нагрузку от вышележащих элементов не только на внешние стены, но и на внутренние или специальные опорные колонны, то есть используются промежуточные опоры. В результате чего, сжимающее воздействие нивелируется, а сама стропильная система получается более надежной. Однако данный каркас применим не во всех ситуациях.

Как подобрать размеры стропила?

Чем легче крыша, тем меньшую нагрузку она оказывает на дом, поэтому наиболее оптимальным вариантом для возведения стропильной системы в частном секторе является дерево. Но бывают и исключения, например, в случае использования слишком сложной конструкции, тяжелой кровли и при неблагоприятных климатических условиях – в качестве каркаса используют металлопрофиль.

Обычно при сооружении конструкции из дерева, стропила изготавливают из доски 50х150 мм или 60х200 мм длиной до 6.5 м. Если выбрано тяжелое кровельное покрытие, типа керамической черепицы, сечение допустимо увеличить. Основным материалом для элементов конструкции служат хвойные породы дерева. Влажность древесины не должна превышать 18%, иначе после высыхания стропильная система может быть шаткой, особенно при использовании гвоздей. Важно, чтобы перед началом монтажа древесина была обработана биозащитными средствами и антисептиками.

Читайте также  Ванная комната в загородном доме

Для того чтобы узнать размеры стропил для своего проекта, мы рекомендуем использовать наши эффективные онлайн-калькуляторы расчета крыши.