Стропильная система крыши - устройство, конструкция

Грамотно спроектированная и продуманная крыша — гарантия того, что здание будет надежно защищено от дождя, снега, ветра и солнца. Любой просчет может снизить безопасность конструкции и привести к абсолютно непрогнозируемым и нежелательным последствиям. Поэтому в процессе разработки проекта здания важно тщательно обдумать и рассчитать конструкцию стропильной системы. Что такое стропильная система и ее основные элементы, какие виды стропил существуют, читайте в нашем материале.  

CТРОПИЛА — ОСНОВА КРЫШИ

Стропила — это основа крыши, которая опирается на несущие конструкции здания и используется в качестве каркаса для кровельных, утеплительных и гидроизоляционных материалов, а также для создания дополнительного полезного пространства, мансарды или чердака. По типу конструкции различают два вида стропил — наслонные и висячие.

Важно знать! Наслонные стропила опираются на стены сооружения концами, а для поддержки средней части устанавливаются промежуточные опоры. Висячие стропила могут опираться только на несущие стены дома.

Наслонные стропила — это система, в которой стропильные ноги имеют несколько точек опоры. Для поддержки нижней части используют мауэрлаты, а верхняя часть опирается на прогон, стойки или подкос. Такие стропила применяют при возведении крыш с пролетами от 9 м до 15 м. Если пролет превышает 15 м, то сооружается два боковых прогона, зафиксированных стойками.

Обратите внимание на особенности наслонных стропил:

• Все деревянные поверхности должны быть тщательно обработаны.
• Толщина любого элемента конструкции не должна превышать 5 см.
• Мауэрлат располагают горизонтально по отношению к вертикальным опорам.
• Грамотная вентиляция и гидроизоляция продлит эксплуатационный срок службы конструкции.   

Висячие стропильные системы в качестве опоры имеет только мауэрлаты, которые расположены на несущих стенах. Данную конструкцию используют при возведении крыш с пролетами до 6,5 м. Идеальный вариант для двускатной крыши.

Особенности висячих стропил:

• При сооружении свеса крыши шириной до 1 м в качестве главного опорного элемента желательно использовать кобылку, чтобы сбалансировать давление на ногу и передать часть нагрузки на мауэрлат.
• Древесина должна иметь влажность до 20%, в противном случае после высыхания дерева стропила начнут «ходить». Ранее мы рассказывали как выбрать дерево для кровли. Подстраховаться и обеспечить устойчивость конструкции поможет использование болтов или мощных крепежных элементов.
• Ветровая доска, установленная в верхней части крыши, делает конструкцию более устойчивой к ветровым нагрузкам. Доска идет от мауэрлата до верхней точки конька.

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ СТРОПИЛЬНАЯ СИСТЕМА

Перед проведением расчетов и проектированием стропил, следует ознакомиться с элементами конструкции, чтобы понимать предназначение каждого из них.

Мауэрлат: брус из хвойной породы, имеет квадратное сечение. Брусья кладут вдоль каждой несущей стены, надежно крепят с помощью анкеров или специальных стержней. Задача мауэрлата — равномерно распределять давление, которое оказывает нагрузка, от ног стропил на несущие стены.

Стропильная нога: доска, используемая для сооружения треугольного контура кровли. Расстояние между ногами может варьироваться от 0,6 до 1,2 м, чтобы обеспечить надежность системы. Чем тяжелее будет кровельный материал и сильнее нагрузка атмосферных осадков, там меньше шаг между ногами.

Лежень: брус из хвойной породы, имеет квадратное сечение. Кладут горизонтально на внутреннюю несущую стену. Главная задача лежня — равномерно распределять нагрузку,  оказываемую кровельными стойками.

Затяжка: применяется при сооружении висячей стропильной системы. Соединяет ноги стропил в нижней части, завершая треугольник и не позволяя системе расползаться.

Стойка: квадратный брус, размещается вертикально, принимает нагрузку от конька и передает ее внутренней несущей конструкции.

Подкосы: связывают несущие элементы и ноги. В результате соединения подкосов и затяжки получают ферму, которая выдерживает нагрузки.

Обрешетка: брусья или обрезные доски, укладываемые перпендикулярно ногам. Перекладывают на ноги тяжесть кровли, тем самым обеспечивая надежное крепление конструкции. Если кровельный материал мягкий, необходимо устанавливать сплошную обрешетку из листов фанеры.

Конек: располагается горизонтально, соединяет два ската в верхней точке крыши.

Свес крыши: выступает за пределы стен на расстояние до 40-50 см, обеспечивает защиту стены от дождя.

Кобылки: используются при сооружении двускатной крыши, если ноги стропил слишком коротки, и организовать деревянный свес без дополнительных манипуляций не получается.

Важно. При составлении проекта стропильной системы необходимо учитывать размеры сооружения, материал, который будет использован для возведения стропил, удельный вес и особенности кровельного материала, предполагаемые нагрузки (ветер, осадки), а также форма кровли.

Опора стропил

Важный момент, который нельзя упускать из внимания при возведении крыши, это надежность опоры. Грамотное и продуманное обустройство позволяет предотвратить скольжение и ослабление стропил, ведущее к деформации деревянных частей и, в результате, к разрушению всей конструкции.

В зависимости от вида сооружения, опора производится:

• срубы или брусчатые дома — на верхние венцы;
• каркасные здания — на верхнюю обвязку;
• кирпичные и каменные сооружения — на мауэрлат.

Стропильная нога будет закреплена надежно, если использовать затяжку, которая связывает нижнюю часть каждого стропила. Предотвращение скольжения стропила возможно в том случае, если стропильная нога соединена с затяжкой шипом или зубом.

Соединительные элементы стропил

Крыша будет крепкой и надежной, если каждый элемент конструкции будет выполнен из качественного материала и будет прочно соединен с каркасом. Подбирая детали, необходимые для скрепления узлов и соединений стропил, следует учитывать малейшие нюансы — от силы и направления ветра в разные сезоны года, до атмосферных и механических нагрузок, свойственных для отдельно взятого региона. Для соединения отдельных элементов традиционной стропильной системы используют нагели и болты. Особой функциональностью отличаются стальные накладки, которые следует закреплять с помощью гвоздей или специальных пластин, оснащенных зубцами. Устанавливать такие накладки легко, кроме того, они позволяют сэкономить время и древесину.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Традиционно для создания стропил используют дерево, желательно, хвойная порода. Как правило, это брус (150х150 мм) или доски (50х150 мм) из сосны. В случае если конструкцию нужно усилить, доски соединяют, а брус подбирают более толстый.

Конструкция будет надежно поддерживать кровлю и служить верой и правдой долго, если перед возведением обработать дерево специальными препаратами — антибактериальными, чтобы предотвратить гниение и преждевременное старение, и противопожарными, чтобы значительно уменьшить горючесть материала.

Некоторые элементы могут быть металлическими. Так, если коньковые прогоны необходимо обеспечить надежной опорой, под ними устанавливают металлические стойки. В этом случае важно позаботиться о дополнительном утеплении кровли.

Важно! Подготовку и расчет проекта, а также установку стропильной системы любого типа важно доверить опытным специалистам. Только так можно гарантировать возведение прочной и надежной крыши, которая сможет выдержать ураганный ветер и выстоит под нагрузкой снежного пласта.

ВИДЫ СТРОПИЛ ПО ТИПУ КРЫШИ

Традиционные стропила просты и интуитивно понятны. Несмотря на то, что первые стропильные конструкции были созданы много веков назад, люди до сих пор используют их в качестве основы для проекта. Подробнее о видах крыш можно узнать из материала "Разновидности форм крыш".

Стропила для односкатной крыши

Самая простая и бюджетная конструкция, в которой есть один скат с углом от 10° до 33°.  Такая система применяется преимущественно на сараях, гаражах, пристройках, козырьках, редко — на жилых зданиях. Использование односкатной конструкции не позволяет организовывать полноценные подкрышные пространства, а для обеспечения надежных несущих способностей используется мощная и прочная балка.

Стропила для двускатной крыши

Простая и легкая конструкция с двумя скатами с углом от 14° до 60°. Подходит для жилых домов, благодаря особенностям планировки возможна организация чердака или мансарды. Обычно оба ската имеют одинаковый угол, но бывают крыши с неравными скатами. Можно использовать под кровлю из металлочерепицы, шифера, профиля.

Стропила для четырехскатной крыши

Традиционно данная конструкция применялась под крыши с глиняной черепицей. Учитывая, что это тяжелый кровельный материал, который оказывает серьезное давление на стропильную систему и несущие части здания, важно было распределить давление веса на все стены и углы сооружения. Это вариант, когда вместо двух скатов крыша оснащена четырьмя скатами.  Уклон крыши варьируется от 20° до 60°, а длина пролета — до 12 м.