Стропильная система

Виды стропильной системы крыши: их характеристика и особенности монтажа

Срок службы дома зависит не только от надёжности возведённого фундамента. У строения есть не менее важная часть — крыша, основой которой является стропильная система. Именно она принимает на себя удар превратностей погоды, а значит, защищает жилые помещения от дождя, ветра и снега. Поэтому так важно правильно её обустроить.

Виды стропильных систем с описанием и характеристикой

Существуют два типа стропильной системы. Каждый из них имеет свою область применения.

Наслонная стропильная система

Она предназначена для крыш с пролётом от 10 до 16 метров, уклон при этом не имеет значения. Единственное правило — внутри здания должны быть несущие стены, которые можно заменить колоннами.

Наслонная стропильная система
Наслонная стропильная система подходит для плоских и скатных крыш

Элементы наслонной стропильной системы

Основным преимуществом такой стропильной системы является длительный срок эксплуатации, это связано с обустройством сквозного проветривания, а значит, риск загнивания элементов конструкции практически отсутствует. Также наслонная стропильная система ценится за простоту монтажа, что позволяет устанавливать её своими руками. Конструкция состоит из:

  • стропильных ног;
  • подстропильных элементов;
  • обрешётки или настила.

Конструкция может немного отличаться в зависимости от формы крыши (плоская или скатная). В первом случае она представляет собой отдельные стропила, которые опираются каждым своим краем на противоположные стены здания. При обустройстве двускатной крыши это пары наслонных ног, упирающиеся на нижние стены, и прогон, что поддерживается стойками. Подстропильные ноги, или стойки, монтируются лишь в случае увеличенного прогона. Это позволяет предотвратить прогиб стропил. Аналогичный способ укрепления системы используется и в случае обустройства ног из нескольких досок.

Элементы наслонной стропильной системы
Повысить надёжность наслонной стропильной системы помогут стойки

К подстропильным элементам относятся:

  1. Горизонтальный хват. Служит для повышения устойчивости системы, но влияет на это незначительно. Крепить схватку нужно в местах пересечения с установленными стойками, которые держат коньковой прогон. Этот элемент работает на сжатие и на растяжение и позволяет равномерно распределить нагрузку. Располагаться он должен на высоте 1,8 м и более от пола чердака, что позволяет человеку беспрепятственно передвигаться по помещению.
  2. Сквозной прогон. Он присутствует в том случае, если имеются две внутренние стены. Тогда подстропильные конструкции опираются на лежень через сами опоры. Он укладывается на установленные внутренние перегородки.
Схема наслонной стропильной системы
Наслонная стропильная система подходит для крыш со значительными пролётами

Типы системы наслонных стропил

Такая система может быть распорной и безраспорной. Они отличаются конструкцией и технологией монтажа.

В случае с безраспорной системой можно выбрать один из трёх вариантов реализации:

  1. К концу стропила крепится брусок или делается врубка. Эта процедура необходима для надёжного крепления стропила к мауэрлату. В верхней части также делается врубка. Она должна иметь горизонтальную направленность и увеличенный размер. При этом врубка должна быть со скосом. Это нужно для того, чтобы упор не приходился на боковую щёку и отсутствовало сопротивление изгибу стропил. Есть определённые ограничения в размерах подрезки. Если высота стропильной ноги более 18 см, то размер вырубки не должен превышать 30% от высоты бруса, если в пределах 12–18 см, то этот параметр равен 40%, если менее 12 см, то 50%. Длина же подрезки не должна превышать высоту стропильной ноги. Если выполнить эту процедуру невозможно, то рекомендуется провести наращивание бруском, которым и происходит фиксирование с использованием металлических пластин.
    Типы соединений стропил в безраспорной системе
    Соединять стропила можно путём врубки
  2. Низ наслонной стропилы выполняется на ползуне. Верх же крепится гвоздями или болтами. Допускается упор стропильных ног друг к другу, после чего элементы нужно объединить стальными пластинами с мелкими зубьями. Допускается использование накладок, предпочтительно из дерева. Во время монтажа необходимо обращать внимание на расчётный проектный шаг. Фиксировать стропила нужно специальными гвоздями, которые следует вбивать только под углом в боковые поверхности.
    Безраспорная система на ползуне
    Низ стропил обустравается на ползуне, а их верх фиксируется гвоздями
  3. Выполняется жёсткая фиксация верха, благодаря чему низ делается на ползунах. В коньковом узле, который прочно соединён, формируется изгибающий момент в максимальном своём проявлении. Эта сила пытается разрушить узел, поэтому стропильные ноги не прогибаются. Такая фиксация позволяет получить запас прочности, что значительно увеличивает несущую способность стропильной системы.
    Стропильная система с жёсткой фиксацией верха
    Стропила с жёсткой фиксацией верха не прогибаются

Все эти типы схожи между собой креплением одного края стропил на шарниры, а другим — на скользящую опору, благодаря чему возможен поворот.

В распорной конструкции стропильной системы имеются опоры с одной степенью свободы. В этом и заключается основное отличие этих двух типов систем. Нужно верхний край стропил зафиксировать гвоздями или болтами, что позволяет получить шарнирную основу.

Схема распорной стропильной системы
Распоры могут иметь одну степень свободы

Видео: как создать стропильную систему без распор

Правила обустройства

Надёжность системы обеспечивается путём выполнения основных требований:

  1. Толщина элементов должна превышать 5 см.
  2. Все узлы стропильной системы должны иметь гладкую, обработанную рубанком, поверхность. Это предохранит их от прогнивания и появления грибка.
  3. Не рекомендуется обустраивать дополнительные узлы, поскольку система чётко рассчитана.
  4. Мауэрлат нужно укладывать строго горизонтально. Это касается и поверхности стыковки со стропильной ногой.
  5. Расположение стоек и подкосов должно быть максимально симметричным.
  6. При состыковке стропил с каменной кладкой нужно сначала обустроить гидроизоляционный слой.
  7. Нога стропил должна иметь длину максимум 4,5 м в том случае, если в системе отсутствуют стойки или подкосы.

Монтаж своими руками: пошаговая инструкция

Процесс монтажа состоит из нескольких этапов:

  1. На верхний край стен уложить горизонтальный брус — мауэрлат. Под него предварительно нужно постелить гидроизоляционный материал.
    Мауэрлат
    Мауэрлат может быть выполнен из бруса или доски
  2. На верх промежуточной стены уложить лежень. Он необходим для крепления вертикальных стоек.
  3. На лежне зафиксировать вертикальные стойки. Расстояние между ними должно быть от 3 до 6 м.
  4. На стойки уложить коньковый прогон.
  5. Теперь можно установить стропила. Ставить их нужно с шагом 60–120 см. Нижний край надо прикрепить к мауэрлату любым из выбранных способов, верхний — выложить на коньковый прогон или соединить их друг с другом.
    Крепление стропил к мауэрлату
    Фиксация стропил к мауэрлату должна быть надёжной
  6. При необходимости установить горизонтальную схватку, подкосы и опорные элементы.
    Монтаж стропильной системы
    Не всегда нужен монтаж подстропильных элементов при установке стропильной системы

Видео: монтаж наслонных стропил

Система висячих стропил

Этот тип стропильной системы чаще всего обустраивается при строительстве двускатной крыши с длиной пролёта не более 6 м, при этом стен внутри чердачного помещения нет. Стропила имеют две опоры: сверху они опираются друг на друга, снизу — на мауэрлат.

Элементы висячей стропильной системы

Простейшая система стропил представляет собой треугольник, две стороны которого образованы опирающимися друг на друга стропильными ногами, а третья — затяжка. Преимущество такой системы в том, что распор на стены не передаётся ввиду нивелирования его затяжкой. Это означает, что горизонтальное давление на стены отсутствует, что приводит к повышенной надёжности и прочности конструкции узлов опоры.

Висячая стропильная система
Висячая стропильная система напоминает треугольники

Основными элементами висячей стропильной системы являются:

  • стропила;
  • стойка;
  • мауэрлат — можно заменить досками, которые укладываются на гидроизоляционный материал;
  • подкос;
  • затяжка — деревянный брусок или металлическая планка;
  • ригель;
  • бабка.

При выборе конструкции системы стропильных ног непосредственно для вашего дома нужно учитывать:

  • климат, в частности, снеговую и ветровую нагрузку, годовое количество атмосферных осадков;
  • вид крыши, ведь стропильная система двускатной и шатровой кровли в корне отличаются друг от друга;
  • угол наклона скатов (для плоской конструкции висячая стропильная система не используется);
  • тип кровельного покрытия (разные материалы отличаются массой и требованиями к обрешётке).

Эти параметры позволяют рассчитать сечение стропил, ширину пролёта, место расположения затяжки.

Разновидности конструкций системы висячих стропильных ног

Существует несколько типов конструкций, которые можно использовать при монтаже висячей стропильной системы скатной крыши. Арка может быть:

  1. Трёхшарнирная треугольная. Формы имеют вид замкнутого треугольника. Он обладает чёткой структурой, в которой стропильные брусья создают изгиб, а работа затяжки идёт в обратном направлении. Рекомендуется соблюдать высоту подъёма конькового прогона, которая должна составлять не менее шестой части длины арочного пролёта. Чаще всего такая конструкция используется при обустройстве чердака, пол которого и будет играть роль затяжки для стропил.
    Схема трёхшарнирной треугольной системы
    Форма трёхшарнирной системы имеет вид замкнутого треугольника
  2. С бабкой. Вместо неё может присутствовать подвеска. Эта арка также является трёхшарнирной треугольной. Такой тип конструкции уместен при обустройстве чердака с пролётом более 6 метров, когда использование цельного бруса невозможно. Затяжка должна быть тщательно подвешена к коньку. Подвеска может быть деревянной или металлической. В первом случае её чаще называют бабкой, а во второй — тяжем. Для достижения нужного уровня затяжки используются более мелкие детали, которые стыкуются между собой и крепятся на хомуте.
    Стропильная система с бабкой
    Бабка в стропильной системе является опорным подвесом
  3. С приподнятой затяжкой. Эта стропильная система уместна при обустройстве мансарды. Она характеризуется расположением затяжки на любой высоте бруса, причём этот параметр зависит от её растягивающего напряжения. При обустройстве мансарды она выполняет функцию балок межэтажного перекрытия первого этажа, а значит, не несёт в себе никакой полезной нагрузки. Дополнительно устанавливается подвеска, которая способна предупредить провисание растяжки.
    Стропильная система с приподнятой затяжкой
    Затяжка необязательно располагается внизу стропил
  4. С ригелем. В этой конструкции нижний опорный узел представляет собой неподвижную опору, при этом стропильная нога на мауэрлате фиксируется путём врубки. Такой подход делает арку довольно устойчивой. В стропильной системе с ригелем стяжка также приподнята, но её действие направлено на сжатие.
    Стропильная система с ригелем
    Работа стяжки в системе с ригелем направлена на сжатие
  5. С подкосами и подвеской. Эта конструкция выбирается при необходимости установки длинных стропильных ног. Подкосы, которыми подпираются стропила, предотвращают их прогиб. Подкосы нижним своим концом должны упираться в бабку, поскольку другой опоры у них нет. Особенность этой системы заключается в круговой передаче нагрузок. Схематически это выглядит так: стропила действуют на установленные подкосы, последние, в свою очередь, растягивают подвеску, которая тянет вниз верхний конец бруса стропильной ноги и коньковой прогон, после чего подкосы сжимаются с помощью стропил.
    Система стропил с подкосами и подвеской
    Особенность системы с подкосами и подвеской заключается в круговой передаче нагрузки

Также есть несколько вариантов обустройства карнизного узла:

  • ортогональная лобовая врубка с одним или двойным зубом;
  • пластинчатое крепление;
  • дощатая фиксация.

Пошаговая инструкция монтажа

Существует определённая последовательность действий по установке висячей стропильной системы. Она включает в себя несколько этапов:

  1. Сделать запилы на стропильных ногах. Предварительно нужно рассортировать левые и правые стропильные ноги, поскольку запил у них находится с противоположных сторон. Это сделает крепление к мауэрлату надёжным и устойчивым. Не забудьте пометить каждую из них.
    Запилы на стропилах
    Соединять стропила можно с помощью системы запилов
  2. В верхней их части соединить стропильные ноги, при этом способ крепления рекомендуется выбрать заранее.
    Соединение стропил
    В верхней части стропила можно соединить металлическими пластинами
  3. После установки первой пары этих элементов можно сделать шаблоны для всех остальных. Это позволит провести подготовку на земле, поднять стропила наверх и укрепить их там. Вторую пару ног рекомендуется установить на противоположной стороне здания, после чего протянуть бечёвку и только потом монтировать остальные стропила. Это позволит строго контролировать правильность установки. В том случае, если высоты не хватает, можно использовать подкладки из дерева.
    Шаблоны для стропильной системы
    Треугольные заготовки можно сделать на земле
  4. Для контроля шага установки стропильных ног необходимо заранее сделать разметку на мауэрлате. Вверху нанести её можно на временную доску.
  5. Монтаж затяжки выполняется в случае значительного расстояния между перегородками. Расстояние между затяжками должно быть равным шагу установки стропил. Этот параметр нужно строго контролировать.

Видео: монтаж висячей стропильной системы

Соблюдение технологии монтажа системы стропил крыши так же важно, как и правильный выбор конструкции, и её расчёт. Только при взвешенном подходе к работе на каждом этапе можно получить в итоге качественную стропильную систему, а значит, и крышу дома.