Чтобы построенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее важным конструктивным элементом элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все негаразды непогоды. Она должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.
Требования предъявляемые к стропильной системе
Жесткость
Прежде всего, каждая деталь стропильной системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформироваться ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.
Небольшой вес
Крыша не должна иметь лишний вес быть на тяжелым, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли получается тяжелым, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. При выборе деревянной стропильно сиситемы существует два обязательных условия это сипользование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня,
Высокое качество материала
Дерево для стропил должно отвечать следующим показателям:
1. Древесина берется 1 – 3 сорта. Б езтрещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
2. Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см2.
3. Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
4.Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.
Основные части конструкции стропильной системы
Рассчитывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.
1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.
2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.
3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.
4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.
5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).
6. Обрешетка – набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.
#7. Конек крыши – это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.
8. Кобылки – применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.
9. Свес крыши – это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков
.
Что собой представляет стропильная ферма- она имеет плоскую форму, кроме стропил, имеютс растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на внутренние стены дома не распространяются. Только внешние стены дома являются опорами, причем нагрузка распределяется вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.
Формы крыш и стропильных систем
Односкатная крыша.
Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.
Устройство стропил односкатной крыши.
Двускатная крыша
Крыша с двумя скатами также несложная, под нейкак правило располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены расположены друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.
Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.
Четырехскатная крыша
Крыша которые имеют четыре ската называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При устройстве такого типа крыши должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Монтаж вальмовой крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.
Особенности конструкции четырехскатной крыши.
Ломанная крыша
Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая, благодаря чему площадь мансарды увеличивается. Такой тип крыша хорош для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил, но лучше использовать фермы.
Устройство ломанной крыши.
Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш.
Типы стропильных систем – чем они отличаются между собой
Система с висячими стропилами
Система с висячими стропилами хороша для крыш с двумя скатами, где пролет составляет не более 6 метров, а стен внутри дома не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м тогда необходимо примененять опорные стойки и раскосы для поддержания стропильных ног. При этом длина нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.
Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:
1. Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не желательно. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
2. На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
3. Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, можно быть уверенным, что система стропил после высыхания дерева станет шаткой. Поэтому такое дерево необходимо соединятьне гвоздями, а болтами – их можно подтянуть . А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.
Наслонные стропильные системы
Наслонные стропильные системы выполняют для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания обязательно должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу – мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.
Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки.Для того чтобы стропильные ноги не гнулись, нужно монтировать подкосы и ригели. Если планируется устройство мансарды, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).
На что необходимо обращать особое внимание:
1. Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
2. Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
3. Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
4. Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
5. Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
6. Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
7. Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
8.Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.
Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.
Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.
Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.
Способы крепления стропильных ног.
Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:
1. Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
2. они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
3. они закрепляются весьма быстро.
Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.
