Как правильно поставить стропила на крышу?

От того, насколько грамотно смонтирована несущая система крыши, прямо зависит прочность и надежность всей ее конструкции. Стропила являются главными ее элементами.

Стропильная система

Стропила – это элемент конструкции дома, на котором уложена кровля. Стропила опираются на стены дома.  Кроме того, если пролёт (ширина дома под крышей) большой, то нужны дополнительные подпорки (стойки). Часто они завязаны на балки перекрытия.

На кровлю действует ветровая нагрузка переменного направления, вес выпавшего зимой снега. К этой части строения предъявляются жёсткие требования по прочности. Нагрузки на крышу во многом зависят от её формы. Высокая островерхая крыша испытывает меньшую нагрузку от снега, который просто скатывается вниз. Но её большая площадь является хорошим парусом для ветров.

Стропильная система

Элементы конструкции крыши тоже обладают немалым весом. Это дополнительная распорная нагрузка на узлы сочленения деталей.

Классические грамотные, с точки зрения профессионального строителя, решения не всегда возможны при самострое. Изобретательные самодельщики начинают придумывать выход из положения в соответствии со своими возможностями.

Виды стропильных систем

Наиболее распространённым материалом, из которого изготавливается обрешетка и стропила каркаса кровли, считается древесина. Однако, если вес кровельного материала достаточно велик, а длина ската больше 6 метров, то конструкция получается слишком массивной. Строителям приходится уменьшать шаг между стропильными ногами, увеличивать их сечение, из-за чего узлы кровли приобретают большой вес, увеличивая нагрузку на фундамент. Разгрузить несущие стены и основание постройки можно, используя более прочные, но легкие металлические стропила. По типу использованного материала выделяют следующие типы стропильных систем:

Виды стропильных систем
Виды стропильных систем
  • Деревянные. Стропила и обрешетка из дерева применяются для возведения крыш, длина ската которых не превышает 7-10 метров. Крепление элементов каркаса между собой происходит с помощью саморезов, гвоздей или подвижных металлических элементов. Шаг между ногами обычно бывает в пределах 50-80 см.
  • Металлические. Металлические кровельные каркасы изготавливают из стального металлопрофиля с цинковым покрытием, который не боится влаги. Стропила и обрешетка из этого материала легкие, прочные, поэтому шаг между ними можно увеличить до 1,5-2 метра. Крепление металлопрофиля выполняют при помощи сварки или крепежных элементов. Металлические узлы крыши применяют при длине ската от 10 метров.
  • Комбинированные. Стропильный каркас, сочетающий металлические и деревянные узлы, называют комбинированным. Сочетание опорных элементов из дерева и оцинкованной стали позволяет сделать более дешевую конструкцию, обладающую высокой несущей способностью, увеличив шаг между стропилами.
Виды стропильных систем
Виды стропильных систем

Виды стропильных систем
Виды стропильных систем

Учтите, что металлические и деревянные элементы каркаса нельзя соединять между собой без прокладки из гидроизоляционного материала или обработки антисептическим препаратом. Так как металл обладает высокой теплопроводностью, его соседство с деревом приводит к образованию конденсата и загниванию стропил.

Виды стропильных систем
Виды стропильных систем

Виды стропильных систем
Виды стропильных систем

Особенности различных стропильных систем

Наклонные стропила

Какими отличиями обладает система с так называемыми наклонными стропилами? Кроме основных несущих стен, она обладает еще одной (или даже не одной) опорной точкой. Благодаря этому, большая часть нагрузки со стен снимается.

В качестве дополнительных подпорных креплений используют боковые «бабки» и стойки, которые закрепляются на балки перекрытия и подпирают конек. Сами балки при этом также являются для конструкции затяжками, облегчая несущим стенам вес нагрузки стропильной системы.

К мауэрлату такие стропила крепятся обычно соединениями скользящими, способными при деформации стен или усадке сдвигаться, оберегая от повреждения конструкцию крыши. Особенно важно это для только возведенных строений, так как любое новое здание под влиянием температурных колебаний и подвижек грунта непременно дает усадку.

Висячие стропила

Какие стропила получили название висячие? Те, что кроме двух боковых стен, не имеют других опор. Другими словами, над внутренним пространством самого строения они как бы нависают.

Понятно, что в подобном случае основная нагрузка от всей кровельной конструкции приходится именно на мауэрлат.

Особенности различных стропильных систем

Висячие стропила крепят к мауэрлату исключительно с помощью жестких соединений, полностью ограничивающих возможность движения: ведь каркасная конструкция обладает всего-навсего парой точек опоры. По своему строению система висячих стропил считается распорной – именно поэтому на стены приходится такое значительное давление.

Чтобы снять со стен какую-то часть нагрузки, используются специальные добавочные элементы (затяжки-ригели, подкосы и «бабки»). Они подтягивают всю систему к коньковому бруску, распределяя нагрузку на стены равномерно. Параллельно балкам перекрытия устанавливают ригели, с помощью которых стропила стягиваются меж собой.

Такие дополнительные приспособления обеспечивают конструкции большую надежность.

Несколько важных правил при закреплении стропил к мауэрлату

Чтобы соединения таких важных элементов были достаточно надежными, важно соблюдать разработанные специально для этого правила:

  • В том случае, когда в качестве креплений применяются крепежные металлические изделия, их необходимо чрезвычайно надежно и жестко фиксировать к деревянным элементам качественными саморезами.
  • Если предполагается размещать стропила в запилы, сделанные на мауэрлате, необходимо тщательно выверять все размеры. Только тогда стропило жестко и плотно встанет в подготовленный запил, глубина которого не менее трети толщины маэурлата. Данное правило используется только в тех случаях, когда для изготовления мауэрлата использовался толстый брус не менее 150 на 150 мм в сечении.
  • Часто запилы под требуемым углом делают непосредственно в стропильной ноге, а узел дополнительно фиксируют уголками: это позволяет не ослаблять мауэрлат. Если работа ведется подобным образом, то запил размером не должен составлять больше четверти стропила. Это жесткий способ крепления, и он может быть использован для висячих стропил.
  • Если для соединения откосов (и других элементов из дерева) и стропил применяют болты, обязательно потребуется шайба для болта, или специальная пластина из металла. Это необходимо для предотвращения затопления гайки в дерево, от чего может ослабнуть вся конструкция.
  • Использование для соединения стропил и мауэрлата одних только гвоздей или саморезов является крайне ненадежным: нужно непременно использовать крепежные элементы из металла различных конфигураций, например, стальные уголки.
  • При установке на деревянные стены стропил, не важно, какой системы: наклонной или висячей, желательно к мауэрлату крепить их скользящим соединением, особенно если кровельные материалы имеют достаточно большую массу.
Читайте также:  Как рассчитать размеры деревянных балок перекрытия

Мансардные окна

При планировании мансарды стоит учитывать рекомендации СНиПа. Они рекомендуют площадь окон делать не меньше 10%!о(MISSING)т площади пола. Так что если мансарда будет разделена на несколько помещений в каждом должно быть окно.

Устройство мансардных окон в крыше

Мансардные окна

Из всех приведенных на фото способов устройства окон в крыше с мансардой, проще всех реализуется наклонная установка. При этом необходимо обеспечить должную степень гидроизоляции примыкания, а также использовать специальные модели с усиленной рамой и армированным стеклом — нагрузка на поверхность бывает значительной.

Плюсы наклонного мансардного окна:

большее количество света, не такие резкие границы света и тени; поверхность крыши остается ровной, не усложняется ее рельеф; относительно легкая установка.

Чем круче наклон относительно пола, тем меньше должна быть высота окна

Мансардные окна

Ширина рамы окна должна быть на 4-6 см меньше, чем шаг между стропилами. Тогда его легко можно будет установить, не нарушая строение каркаса. Если окно буде шире, необходимо делать усиленную балку над ним, рассчитать нагрузку.

Если нужно иметь большее по площади окно, проще поставить два нешироких рядом. Смотрятся они ничуть не хуже, чем одно большое, а проблем будет меньше.

Два окна рядом смотрятся ничуть не хуже, чем одно широкое

При установке окна-дормер геометрия крыши усложняется: появляется ендова сверху и по бокам. Из-за этого стропильная система становится более сложной и при планировании и при сборке. Возрастает также сложность укладки кровельного покрытия. Все ендовы  — места самого вероятного появления протечек. Потому тут необходимо все делать очень тщательно. В регионах с большим количеством снега желательно над такими окнами устанавливать снегозадержатели: чтобы при резком сходе их не снесло.

Мансардные окна

Устройство вертикального окна-дормера в мансардной крыше

Плюс такого окна: возле него можно стоять в полный рост. Но света они пропускают меньше, сложнее становится рельеф и крыша становится более проблемной.

Утопленное окно обычно используют, если делают через него выход на балкон. В других случаях такой способ устройства — не лучший вариант: света попадает мало, тени получаются очень глубокими, что для глаза утомительно, геометрия тоже становится сложнее, хотя и не в такой степени, как в предыдущем варианте.

Самый простой способ — сделать окно в торцевой части мансарды. В этом случае не нужна усиленная рама или армированные стекла. Вполне достаточно просто качественных стекол. Именно этот вариант чаще всего можно увидеть на дачных мансардах: это самый недорогой вариант, который запросто реализуется своими руками.

Мансардные окна

Об устройстве двухскатной крыши читайте тут.

Некоторые тонкости

Механизмы крепления стропил к балкам перекрытия зависят от конструкции кровли и угла наклона скатов. Балки перекрытия фиксируют с определенным выносом за пределы периметра дома.

Это делается для того, чтобы дождевая вода при скатывании с крыши не подмывала фундамент строения.

Когда площадь ската установлена круто, это значит, что снеговая нагрузка на кровлю в зимний период будет незначительная.

При такой конструкции можно использовать крепежный узел с одинарным зубом. Жесткость соединения в таком случае будет вполне достаточной.

Когда крепление стропил к балке перекрытия выполняется под углом менее чем 35 градусов, надо использовать двойной зуб.

При этом зуб вырезается на стропильной ноге, а в балке выдалбливается гнездо. Чтобы не снижать прочность балки, глубина гнезда не должна превышать 1/3 толщины.

Установка стропильных ног по обозначенным местам выполняется попарно. Врубка в балке выполняется на расстоянии не менее 30 см от края.

Если не соблюдать это требование, то возникает вероятность скола древесины на конечном участке. В реальности такое случается нередко.

Когда для крепления стропил к балкам перекрытия применяются болты, надо обязательно подкладывать под головку и гайку металлические пластины или шайбы.

Некоторые тонкости

Это делается, чтобы головка болта не втапливалась в древесину.

Перед креплением стропил нужно обязательно проверить горизонтальность расположения балок перекрытия.

Балки закрепляют через одинаковый интервал, чтобы нагрузка на стены распределялась равномерно.

Если при монтаже допускается отклонение одной или нескольких балок, то в результате нарушится геометрическая форма всей крыши.

Видео:

Практика возведения жилых домов из различного материала показывает, что крепить стропила к балкам перекрытия можно различными способами. При этом очень важно обеспечить надежность соединительных узлов.

Читайте также:  Бетонная плита: прочный стройматериал для различных целей

Если сказать коротко, то прочность определяется аккуратно выполненными запилами и врубками, а также качеством крепежных элементов.

Выбирать уголки и пластины для крепления нужно из стали с антикоррозийным покрытием.

Как прикрепить стропила к кирпичной стене. Качественное крепление стропил к кирпичнои стене

  • Крепление мауэрлата
  • Различные способы крепления
  • Особенности крепления

Крепление мауэрлата к кирпичной стене должно быть выполнено качественно и надежно, так как он является звеном, через которое усилия от веса крыши и боковых нагрузок взаимно компенсируются.

Для изготовления мауэрлата чаще всего берут брус сечением 150 мм или две доски соответствующего размера, которые между собой соединяют при помощи гвоздей. Материал надо брать сухим, его влажность не должна быть выше 22%.

Крепление на стену дома будет зависеть от таких факторов:

  • особенность конструкции здания;
  • площадь дома;
  • материала, из которого сделаны стены.

Необходимо проводить жесткое крепление, здесь подвижность как при создании стропильной системы не нужна. Крепить основание надо четко горизонтально, упорные прорези необходимо делать со стороны стропильных ног, это не дает всей системе ослабевать в процессе эксплуатации.

Есть разные способы установки стропил на опору:

  • скользящее крепление подразумевает опору стропил на брус, при этом они могут немного двигаться. Чтобы обеспечить высокую жесткость, используют ригели, которые на брусе держатся за счет крепления стропильных досок;
  • упорное крепление подразумевает, что установка стропил проводится на выпиленные в них зубы или на брусок. Такой способ обеспечивает высокую жесткость, но боковые усилия в данном случае будут большими.

Крепление мауэрлата

Чаще всего дома имеют именно кирпичную стену, на которую и проводится крепление мауэрлата. Хотя такая стена и будет иметь высокую вертикальную прочность на сжатие, но она плохо переносит боковые нагрузки. Это, в большей степени, касается верхней части стены из кирпича, даже незначительное расширяющее усилие может привести к тому, что появятся разрушения. Это приводит к тому, что крепить мауэрлат надо замкнутым контуром, который должен обеспечивать не только распределение нагрузки, но и выполнять связывающий эффект.

Данный факт не относится к тем случаям, когда в доме не только стены, но и фронтоны сделаны из кирпича. Это позволяет разгрузить конструкцию, и часть боковых нагрузок на себя забирают фронтоны. В таких домах мауэрлат можно делать только на боковых стенах.

Если дом выполнен из кирпича, то для обеспечения максимальной устойчивости всей системы мауэрлат крепят с учетом следующих правил:

  • укладка мауэрлата проводится по периметру здания, при этом балки устанавливают ближе к внутренней стороне стен. Нельзя допускать, чтобы он опирался на крайний декоративный слой кладки;
  • оставляется выступ, необходимо помнить, что он должен быть небольшим, это обеспечит дополнительную защиту всей конструкции. Если на крышу будут действовать неравномерные нагрузки, это не позволит стропилам сдвинуться с места.

О креплении мауэрлата надо позаботиться еще во время возведения стен.

Для выполнения работы вам понадобится уровень, дрель, молоток, крепежные элементы.

Необходимый инструмент

Инструменты для монтажа мауэрлата.

При установке мауэрлата своими руками потребуется следующий инструмент:

Необходимый инструмент
  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • перфоратор;
  • электродрель;
  • кувалда;
  • молоток;
  • ножовка;
  • ножовка по металлу;
  • ключ разводной;
  • набор гаечных ключей;
  • мастерок;
  • шпатель;
  • плоскогубцы;
  • уровень строительный;
  • отвес;
  • рулетка;
  • линейка металлическая.

Мауэрлат является важным элементом кровельной системы, обеспечивающим крепление стропильной конструкции и распределением нагрузки. От правильности его крепления к стене зависит надежность всего сооружения.

Процесс крепления

Для скрепления стропил и балки между собой можно воспользоваться болтовыми соединениями, имеющими уплотнительную шайбу.

Такое крепление выполняется на выступающей части балки, с ее внутренней стороны. На этом месте предварительно подготавливается вырез в форме равнобедренного треугольника. При этом гипотенуза этого треугольника должна располагаться под углом, равным наклону стропил. Под тем же углом должна быть запилена и стропильная нога в ее нижней части.

Срезанную часть фермы устанавливают на балку и предварительно фиксируют с помощью гвоздей. Затем в перпендикулярной плоскости к стропильной ноге сверлится отверстие. Оно должно быть сквозным и иметь диаметр, равный диаметру болта. Болт должен вставляться снизу, а упорная шайба устанавливается под гайку.

Схема крепления мауэрлата к стене.

Изготовление сквозного отверстия при болтовом соединении ослабляет прочность кровли. Поэтому, чтобы этого избежать, можно воспользоваться другими вариантами монтажа стропил.

Очень популярный метод – это крепление одинарным зубом. При его применении надо подготовить дополнительные шипы, которые будут препятствовать боковому сдвигу стропильной системы под воздействием различных нагрузок. При таком способе монтажа в балке подготавливается гнездо, глубина которого не должна превышать 1/3 ее толщины.

В том случае, когда на крышу будут приходиться большие нагрузки, лучше использовать крепление двойным зубом. В этом случае глубина первого гнезда должно составлять 1/3, а второго – 1/2 толщины балки.

Подобные пазы должны быть укреплены с помощью металлических уголков и гвоздей. Для повышения качества соединения применяются хомуты и различные накладки из металла. Кроме того, стропильное соединение фиксируется стальной упругой проволокой, которая наматывается на анкерный болт, установленный в стене.

Читайте также:  Совместная работа монолитного перекрытия и стальных балок

Во время выполнения кровельных работ нельзя экономить на материалах и пренебрегать правильностью их установки. Поскольку крыша здания не только является средством защиты, предотвращающим попадание осадков внутрь жилых помещений, но и обеспечивает устойчивость всего здания в целом. Она является скрепляющим элементом верхней его части.

Почему именно односкатная

Конструкция кровли из 1 ската имеет такие преимущества:

  • При постройке на односкатной крыше можно использовать любые виды кровельного материала. Потому что угол наклона может быть самым малым, можно строить практически плоскую крышу.
  • Парусность такой конструкции намного меньше чем у двухскатной. Такой вариант можно использовать в местностях с сильными ветрами.
  • Легкость при монтаже и эксплуатации. Построить ее можно своими руками.
  • Маленький вес по сравнению с другими видами кровли.
  • Для односкатной крыши можно сооружать скаты в несколько этажей. Такое решение придаст дизайна вашему дому.
  • Строительство односкатной крыши самое экономичное и не требует много времени.
  • В такой конструкции вода скатывается только на 1 сторону.
  • Кровля подойдет для постройки любого типа.

Почему именно односкатная

Как и любая другая конструкция, односкатная крыша имеет несколько минусов:

  • При маленьком угле наклона площадь чердачного помещения минимальна.
  • Имеет менее привлекательный вид. Что можно исправит при наличии фантазии дизайнера.

Типы стропильных систем

Из дерева можно собрать множество вариантов ферм и, соответственно, стропильных систем. Но всех их можно разделить на два типа: висячие и наслонные.

Применяются для помещений без внутренних стен. Фермы, составленные из стропил, опираются исключительно на наружные стены, необходимости в дополнительной опоре нет. То есть висячими стропилами перекрывают один пролет, шириной 6-14 м.

Обязательной частью висячих ферм, кроме стропильных ног, соединенных вверху под углом, является затяжка – горизонтальная, соединяющая стропила балка. Затяжка становится основой «треугольника» фермы. В большинстве случаев она располагается снизу конструкции, соединяя нижние концы парных стропил. Но также используются схемы с приподнятой затяжкой. А также с ее видоизмененным вариантом – ригелем, который выглядит как приподнятая затяжка, но работает на сжатие, а не на растяжение, как истинная затяжка.

От наличия затяжки и ее расположения в ферме зависит необходимость использования мауэрлата. Если затяжка располагается у основания стропильных ног, то мауэрлат не нужен. При монтаже ферму опирают на наружные стены через имеющуюся затяжку, которая одновременно становится балкой перекрытия. Если же затяжка приподнята кверху или же вместо нее используется ригель, то в схему обязательно включается мауэрлат, как основа для крепления стропилин на верхних краях стен.

В качестве дополнительных элементов в висячей системе применяют бабки и подкосы. Они служат для упрочнения фермы, при перекрытии широких пролетов.

Бабка по своему виду напоминает вертикальную стойку, идущую от центра затяжки до верхней точки фермы (коньковой части). На самом деле бабка – это подвес, функция которого заключается в поддержке слишком длинной затяжки (более 6 м) и исключении ее прогиба.

В тандеме с бабкой, при еще большем увеличении длины затяжки, используют подкосы – диагональные балки. Их упирают одним концом в стропильную ногу, другим – в бабку. В одной ферме применяют два подкоса, с обеих сторон от бабки.

В дачных и небольших частных домах висячие стропила из дерева хороши тем, что позволяют устраивать просторные мансардные помещения без перегородок внутри. Конечно, речь идет о схемах, где отсутствуют подкосы и бабки.  Их наличие возлагает на застройщика необходимость делить мансарду минимум на две комнаты.

Наслонная конструкция деревянных стропил применяется для помещений с внутренними капитальными стенами, которые служат дополнительной опорой для системы. При этом расстояние между наружными стенами (общий перекрываемый пролет) может быть в пределах 6-15 м.

Наслонные фермы, в обязательном порядке, состоят из стропильных ног, опираемых на наружные стены, и вертикальной стоки, опираемой на внутреннюю стену. При наличии двух внутренних стен в схеме может быть использованы две стойки.

В отличие от висячей, в наслонной системе обязательно присутствует мауэрлат, к которому крепятся стропильные ноги. Стойки врезаются в некое подобие мауэрлата – лежень. Это брус, укладываемый по верху внутренней опорной стены.

При пролете 6 м и менее используется простейшая наслонная ферма, состоящая из двух парных стропильных ног и стойки. Устройство деревянных стропил при увеличении пролета требует внесения в схему дополнительных деталей, таких как схватки и подкосы (подстропильные ноги).

Схватки похожи на затяжки в висячих системах, но они всегда располагаются выше основания стропильных ног. Основное назначение схватки – повышение устойчивости системы.

Для устойчивости предназначены и подкосы, которые также называются подстропильными ногами. Подкос поддерживает стропильную ногу, то есть, по сути, становится для нее дополнительной (третьей по счету, после мауэрлата и конькового прогона) опорой.

Наслонные деревянные стропила являются наиболее распространенными для частных жилых домов, коттеджей. Как правило, такие постройки имеют одну или несколько внутренних капитальных стен-перегородок, которые могут стать опорой и дополнительной поддержкой для прочной стропильной системы.