Стропильная система крыши

Крыша представляет собой несущую конструкцию, которая принимает все внешние нагрузки (вес кровли и собственных элементов), передает нагрузку от обрешетки с лежащим на ней кровельным материалом их на стены дома и внутренние опоры. Помимо несущих и эстетических функций крыша является и своеобразной ограждающей конструкцией, отделяя чердачное помещение от внешней среды. Основными несущими элементами крыши являются: мауэрлат, стропила и обрешетка. Кроме того, в конструкции крыши присутствуют дополнительные крепёжные элементы (ригели, стойки, подкосы, распорки и т.д.)

Стропильная (несущая) конструкция крыши состоит из следующих элементов:

• Стропил висячих или (и) наслонных
• Мауэрлата
• Прогонов коньковых и боковых
• Подкосов, раскосов и диагональных связей

Служащих для придания жесткости стропильной ферме. Связанные между собой детали крыши образуют стропильную ферму, в основу которой заложен один или несколько треугольников, как самая жесткая геометрическая фигура.

Несущая часть крыши — это система стропил (стропильные ноги). Стропила служат основой несущей части конструкции крыши. Стропила монтируются под углом, соответствующим углу наклона ската кровли. Через прокладку из мауэрлата (продольный брус), смонтированного на стене для
равномерного распределения нагрузки, стропильные ноги нижними концами опираются на наружные стены. Верхние концы стропильные ноги опираются на подконьковый брус или промежуточные прогоны, передающие через систему стоек нагрузку на внутренние несущие стены. Стропила располагаются через каждые 0,8–2,0 м (интервал зависит от сечения стропил, материала кровли и других условий). Они призваны выдерживать не только вес кровли, но и давление снега и ветра. Стропила можно подразделить на наслонные и висячие.

Продукты используемые при установке крыши
Крепежные уголки
Крепежные пластины
Соединительные пластины
Уголки скользящие для стропил
Опора бруса
Компенсаторы усадки
Саморезы и шурупы
Огнебиозащитная обработка древесины

• Стропила:

1. Висячие стропила. Висячие стропила опираются только на две крайние опоры (например, лишь на стены здания без промежуточных опор). Их стропильные ноги работают на сжатие и изгиб. Кроме того, конструкция создает значительное горизонтальное распирающее усилие, которое передается стенам. Уменьшить это усилие помогает затяжка (деревянная или металлическая), соединяющая стропильные ноги. Она может располагаться как у основания стропил (и в этом случае служит балкой перекрытия, — именно этот вариант наиболее часто используется при строительстве мансардных крыш), так и выше. Чем выше она находится, тем мощнее ей полагается быть. И тем надежнее должно быть ее соединение со стропилами.
2. Наслонные стропила. Наслoнные стропила устанавливают в домах со средней несущей стеной или столбчатыми промежуточными опорами. Их концы опираются на наружные стены дома, а средняя часть — на внутреннюю стену или опоры. В результате их элементы работают как балки — только на изгиб. При одной и той же ширине дома крыша с наслонными стропилами получается более легкой, чем всякая другая (требует меньше пиломатериалов и, соответственно, денежных затрат). 

При устанoвке над несколькими пролетами единой кровельной конструкции наслонные и висячие стропильные фермы могут чередоваться. Там, где нет промежуточных опoр, применяются висячие стропила, там, где есть, — наслонные. Наслонные стропила устраивают в том случае, если расстояние между опорами не превышает 6,5 м. Наличие дополнительной опоры позволяет увеличить ширину, перекрываемую наслонными стропилами до 12м, а двух опор — до 15м. В деревянных брусчатых или же рубленых зданиях стропильные ноги опираются на верхние венцы. Чтобы соединение было прочным, необходимо закрепить его болтом, нагелем и скобой . Для того чтобы соединить между собой составные части затяжки, применяются зуб, болты и накладки из металла. Крыша должна защищать стены здания от пагубного воздействия дождя и снега. Для реализации данной функции используется карнизный свес, который должен иметь длину не менее 550 мм каркасных — на верхнюю обвязку . В каменных домах в качестве опоры для стропильных ног используется мауэрлат — брусья толщиной 140–160 мм (5).

•  Мауэрлат. Стропильные ноги опираются не на сами стены, а на опорный брус — мауэрлат. Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу. В деревянных конструкциях мауэрлатом является верхний венец сруба (бревно, брус). При кирпичных стенах это специальноо устанавливаемый заподлицо с внутренней поверхностью стены брус (с наружной стороны он должен ограждаться выступом кирпичной кладки). Между мауэрлатом и кирпичом обязательно прокладывается, стой влагоизолирующего материала (например, два слоя рубероида). Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу. В том случае, если стропильные ноги в сечении имеют небольшую ширину, они могут со временем провиснуть. Чтобы избежать этого, необходимо применять специальную решетку, состоящую из стойки, подкосов и ригеля.

• Коньковый прогон. В вершине стропильной конструкции любой крыши укладывают прогон, соединяющий стропила (фермы) между собой. Именно на нем будет в дальнейшем устроен конек крыши.В местах отсутствия несущих стен пятки стропильных ног могут опираться на мощные продольные балки — боковые прогоны, размеры которых определяются действующей на них нагрузкой. 

• Подкосы, раскосы и диагональные связи. Если в плоскости стропильных ног жесткость обеспечивается самими стропильными фермами, то для противостояния ветровым нагрузкам, действующим, например, со стороны щипца (фронтона), в каждом скате крыши устанавливается необходимое количество диагональных связей. Ими могут служить доски толщиной 30–40 мм, прибитые к основанию крайней стропильной ноги и к середине (или выше) соседней.

Угол наклона ската крыши определяется застройщиком с учетом вида здания, предназначения чердачного пространства, но при этом нужно помнить, что от уклона зависит и выбор кровельного материала. Рекомендуется принимать уклон при рулонной кровле — 8–18°, при асбестоцементных листах или кровельной стали-14–60°, при черепичной кровле — 30–60°.

Проекты домов под ключ

В настоящее время для облегчения частного строительства выпускаются готовые стропильные конструкции, которые остается лишь собрать, уложить на наружные стены и поверх них устроить обрешеточный настил. Изготавливают несущие конструкции из древесины. Все конструкции — сборные. Их доставляют к месту строительных работ в разобранном виде и складывают уже на месте. Складная конструкция может состоять из нескольких элементов, упакованных вместе. Некоторые конструкции довольно громоздки даже в разобранном виде, так как разбиты на три больших детали: два прикарнизных и коньковую. Другие комплектуются из более мелких плоскостей. Наиболее удобны в применении шарнирные конструкции, снабженные шарнирами либо в коньковом прогоне, либо вдоль карнизов. Шарниры позволяют несущую конструкцию без проблем складывать и раскладывать (в узлах стропил). Формы готовых стропильных конструкций отражают почти все существующие конфигурации крыш.
Конструкции ферм для индивидуальных домов:

1. двухскатная ферма;
2. ферма со сложной формой верхнего пояса;
3. ферма-ножницы;
4. cводчатая ферма;
5. мансардная ферма.

После возведения несущих стен деревянного дома приступают к изготовлению и монтажу стропильной системы. В целом ряде случаев стропильная система деревянного рубленого дома принципиально отличается от стропильной системы домов кирпичных, из пено-, газобетонных блоков и даже деревянных каркасных и панельных домов, даже если они полностью идентичны по форме, типу и виду кровли.

Главные составляющие несущей конструкции крыши — стропильные фермы и обрешетка. Кровля — всего лишь наружная часть крыши, которая укладывается на несущую конструкцию, состоящую из стропильных балок и обрешетки. Оптимальным сечением для стропил любой конструкции является сечение 50х150 мм или 50х200 мм. Для обрешетки большинства кровельных покрытий используются бруски и доски размером 50х50 мм (40х40 мм) и 25х150 (25х100) . Среднее расстояние между стропильными ногами составляет около 0,9 метра. На крышах с уклоном более 45% это расстояние увеличивается до 1,0–1,3 м и на крышах домов, расположенных в снежных районах, уменьшается до 0,8–0,6 метра из-за высокой снеговой нагрузки. Более точно шаг между стропильными ногами можно определить, исходя из сечения стропил и расстояния между опорами несущей конструкции (стойками, подкосами, коньковым прогоном), а так же типа кровельного материала. В последний период строительства конструкции и функции скатных крыш значительно изменились, поэтому специалисты уделяют большое внимание качеству монтажа стропил, балок перекрытия, устройству обрешетки, что позволяет обеспечить надежную эксплуатацию в течение нескольких десятилетий Стропильные системы в заводском исполнении.

Соединения узлов при помощи шурупов для дерева

(скрытый монтаж)

Крыши с использованием соединительных зубчатых пластин (Монтаж стропил с помощью гвоздевых пластин):

Особенности технологии: стропильная система позволяет максимально использовать мансардное пространство. При помощи:

• использования клееного материала, что позволяет оставлять стропила цельными (до 12м.). технология исключает сращивание стропил!
• математического расчета на компьютере с использованием новейших программных разработок в этой области. 
  
  
  После задания всех необходимых вводных данных (геометрия крыши, ветровые, снеговые нагрузки, типа используемого кровельного материала, региона местности и т.д.) программа выдает полную информацию по стропильным ногам, их расположению, сечению, детализированные чертежи, т.е. всю необходимую документацию для изготовления каркаса кровли. Имея эти данные, в цехе квалифицированный персонал за короткий срок изготавливает кровлю любой сложности и конфигурации. Результат работы пакетируется и отправляется на объект. На объекте стропильная конструкция собирается буквально за считанные дни. Так как весь процесс изготовления происходит в заводских условиях, предлагаются широчайшие возможности для производства очень сложных, фигурных, в том числе и с открытыми элементами стропильных ног, кровель. Данная технология позволяет проектировать и изготавливать, в заводских условиях, несущие стропильные конструкции практически для любого типа крыш. Крыши с использованием соединительных зубчатых пластин применяются во всех типах сооружений, например: частные жилые дома, промышленные и прочие сооружения, включая реконструкцию кровли зданий ветхого жилого фонда.
  
  

Основные преимущества данной технологии:

1. Надежность в каждом узле стропил. Это достигается за счет применения наиболее передового программного комплекса, что невозможно при традиционном способе проектирования.
2. Заводская обработка конструкций: сушка и нанесение защитных составов.
3. Сроки проектирования и изготовления конструкций значительно меньше традиционных способов. Проектирование стропильных конструкций для частного жилого дома площадью около 300 м2, может занимать 5–6 часов, а заводское изготовление данного комплекта стропил 1–3 дня.
4. Минимальные трудозатраты при монтаже крыши дома.
5. Возможность проектирования и изготовления стропильных конструкций больших пролетов. Большепролетные конструкции крыши могут изготавливаться в виде монтажных узлов (соединений стропил), отдельно перевозимых на место строительства, где их монтируют в общую конструкцию крыши и устанавливают в конечное положение.
6. Стропильные конструкции, изготовленные по данной технологии имеют значительно меньший вес по сравнению с металлическими конструкциями, что позволяет экономить материал при заложении фундамента сооружения, а также использовать их при реконструкции старых крыш и строительстве на их месте новых мансардных этажей.
7. Малый вес стропильных конструкций облегчает монтаж стропильных конструкций (крепление и установку стропил) без необходимости применения тяжелой строительной техники.
8. Отсутствуют строительный мусор, который неизбежно образуется при любом другом виде строительства.