Виды и схемы стропильных систем — выбираем оптимальный вариант

Основные функциональные задачи стропильных систем

При устройстве скатных кровельных конструкций стропильная система представляет собой каркас для покрытия и удержания материалов «кровельного пирога». При правильном монтаже каркасной конструкции будут созданы необходимые условия для правильной «работы» утепленных и неизолированных видов крыш, защищающих стены и интерьер дома от различных атмосферных воздействий.

При выборе типа стропильной системы необходимо учитывать множество разноплановых критериев

Конструкция крыши также всегда является завершающим архитектурным элементом внешнего вида здания, поддерживая его стилистическое направление своим внешним видом. Однако конструктивные особенности стропильных систем должны в первую очередь соответствовать требованиям прочности и надежности, которым должна соответствовать кровля, и только потом — эстетическим критериям.

Каркас стропильной системы составляет конфигурацию и угол наклона крыши. Эти параметры во многом зависят от природных факторов, характерных для конкретного региона, а также от желания и возможностей хозяина дома:

• Планы использования пространства под крышей: обустройство жилых или нежилых помещений или использование только в качестве воздушной прослойки для теплоизоляции нижнего помещения.
• Направление и средняя скорость ветра в районе строительства здания.
• Количество осадков в разное время года.
• Финансовые возможности домовладельца.
• Вид планируемого рубероида.

Атмосферные осадки и сила ветровых потоков создают очень чувствительную нагрузку на конструкцию крыши. Например, в регионах с обильным снегопадом не стоит выбирать стропильную систему с небольшим углом наклона откосов, так как на их поверхности задерживаются снежные массы, что может привести к деформации каркаса или крыши или к протечкам.

Если местность, где будет вестись строительство, славится своими ветрами, то лучше выбрать конструкцию с небольшим уклоном ската, чтобы возникающие внезапные порывы ветра не отрывали отдельные элементы кровли и кровли.

Основные элементы конструкции крыши

Детали и узлы стропильных систем

В зависимости от типа выбранной стропильной системы используемые конструктивные элементы могут сильно различаться, однако есть детали, которые присутствуют как в простых, так и в сложных кровельных системах.

Основные части стандартной балочной системы

К основным элементам стропильной системы скатной кровли относятся:

• Мауэрлат — это деревянный брус, прикрепляемый к стенам дома и служащий для фиксации на нем нижней части балочных ножек.
• Опоры балки, образующие скаты кровли.

• Токарный станок состоит из реек или балок, установленных на балках с определенным шагом и служащих основой для настила из выбранного рубероида.
• Гребень — это соединение рамок двух сторон. Обычно это самая высокая горизонтальная линия крыши и служит опорой, на которой крепятся стропила. Гребень может быть сформирован из балок, скрепленных между собой под определенным углом или закрепленных на коньковой доске (прогоне).
• Удерживающие элементы, к которым относятся скамейки, балки, стойки, стойки, анкерные тяги и другие детали, служат для увеличения жесткости опор балки, поддержки конька и связывания отдельных частей в общую конструкцию.

Помимо вышеперечисленных конструктивных деталей, в нее могут входить и другие элементы, функции которых направлены на усиление системы и оптимальное распределение кровельных нагрузок на стены здания.

Стропильная система делится на несколько категорий в зависимости от различных особенностей ее конструкции.

Чердачное пространство

Прежде чем перейти к рассмотрению разных видов крыш, стоит разобраться, каким может быть чердачное пространство, поскольку многие хозяева успешно используют его как хозяйственное и полноценное жилище.

Перед тем, как выбрать стропильную систему, следует сразу определиться, на какую роль отводится чердак

По конструкции скатные крыши можно разделить на чердачные и мансардные. Первый вариант назван так потому, что пространство под крышей имеет небольшую высоту и используется только как воздушный зазор, изолирующий здание сверху. Такие системы обычно включают двускатную крышу или крышу с несколькими скатами, но размещенную под очень небольшим углом.

Чердачное сооружение, имеющее достаточно большую высоту конька, может использоваться по-разному, быть утепленным и не утепленным. К таким вариантам можно отнести чердачный или двускатный вариант. Если выбрана кровля с высоким коньком, обязательно нужно учитывать ветровые нагрузки в том районе, где строится дом.

Уклон скатов

Чтобы определить оптимальный уклон скатов крыши будущего жилого дома, в первую очередь необходимо присмотреться к уже построенным малоэтажным соседним домам. Если они стоят больше года и выдерживают ветровые нагрузки, их конструкцию смело можно брать за основу. В том же случае, когда собственники ставят перед собой цель создать эксклюзивный оригинальный проект, в отличие от соседних построек, необходимо ознакомиться с конструкцией и эксплуатационными характеристиками различных стропильных систем и произвести соответствующие расчеты.

При этом следует учитывать, что изменение тангенциального и нормального значений силы ветра зависит от того, насколько велик уклон скатов кровли: чем круче угол наклона, тем важнее нормальные и меньшие тангенциальные силы. Если крыша наклонная, поперечная ветровая нагрузка влияет на конструкцию больше, поскольку подъемная сила увеличивается с подветренной стороны и уменьшается с наветренной стороны.

Консолидированная ветровая и снеговая нагрузка способна вызвать усиление отдельных элементов стропильной системы

При проектировании кровли также необходимо учитывать зимнюю снеговую нагрузку. Обычно этот фактор учитывается в сочетании с ветровой нагрузкой, так как снеговая нагрузка на наветренной стороне будет намного меньше, чем на подветренном склоне. Кроме того, на склонах есть точки, где обязательно будет собираться снег, давая большую нагрузку на этот участок, поэтому его следует укрепить дополнительными стропилами.

Наклон скатов крыши может варьироваться от 10 до 60 градусов и должен выбираться с учетом не только совокупной внешней нагрузки, но и в соответствии с используемой кровлей. Этот фактор учитывается потому, что кровельные материалы различаются по весу, для их крепления требуется разное количество элементов стропильной системы, а значит, и нагрузка на стены дома будет разной и насколько она будет большой зависят еще и от угла наклона кровли. Немаловажное значение имеют характеристики каждого покрытия с точки зрения устойчивости к проникновению влаги: в любом случае, многим кровельным материалам необходим тот или иной уклон, чтобы обеспечить беспрепятственный сток дождевой воды или талого снега. Кроме того, выбирая уклон кровли, необходимо заранее продумать, как будет проходить процесс чистки и ремонта кровли.

Планируя тот или иной угол наклона кровли, необходимо знать, что чем меньше стыков между листами кровли и чем они герметичнее, тем меньше можно сделать наклон ската, конечно, если он не планируется организация жилого помещения или службы в чердачном помещении.

Если для покрытия крыши используется материал, состоящий из мелких элементов, например керамическая черепица, уклон откосов должен быть достаточно крутым, чтобы вода никогда не задерживалась на поверхности.

Учитывая вес рубероида, нужно знать: чем тяжелее вагонка, тем больше угол откосов, так как в этом случае нагрузка будет правильно распределяться на стропильную систему и несущие стены.

Для кровельного покрытия могут использоваться следующие материалы: металлическая черепица или профилированный лист, оцинкованная сталь, гофрированный асбестоцемент и битумно-волокнистые листы, бетонная и керамическая черепица, рубероид, мягкая кровля и другие кровельные материалы. На следующем рисунке показаны допустимые углы наклона для различных типов крыш.

Базовые конструкции стропильных систем

В первую очередь стоит рассмотреть основные виды стропильных систем применительно к расположению стен дома, которые используются во всех конструкциях кровли. Базовые варианты делятся на многоуровневые, подвесные, а также комбинированные, то есть включают в свою конструкцию элементы как первого, так и второго типа системы.

Наслонная система

В зданиях, где предусмотрены внутренние несущие стены, часто устанавливают многослойную балочную систему. Смонтировать ее намного проще, чем подвесную, так как внутренние несущие стены обеспечивают надежную опору ее элементам, к тому же такая конструкция потребует меньше материалов.

Для балок в этой системе определяющим ориентиром является коньковая доска, на которой они закреплены. Безупорный тип многоуровневой системы может быть укомплектован тремя вариантами:

• В первом варианте верхняя сторона стропил закрепляется на коньковой опоре, называемой раздвижной, а нижняя их сторона фиксируется подрезкой к мауэрлату. Кроме того, стропила внизу крепятся к стене проволокой или скобами.

• Во втором случае стропила в верхней части срезаются под определенным углом и соединяются между собой с помощью специальных металлических пластин.

Нижний край ножек балки крепится к мауэрлату с помощью подвижных креплений.

Выдвижные опоры для ног на мауэрлате

• В третьем варианте стропила жестко закрепляются вверху обработанными брусками или досками, расположенными горизонтально, параллельно друг другу с обеих сторон соединенных под углом балок, а между ними закрепляется коньковая балка.

Внизу для фиксации стропил используются скользящие крепления, как и в предыдущем случае.

необходимо пояснить, почему для крепления стропил на мауэрлат часто используют скользящие крепежи. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от чрезмерного напряжения, так как балки жестко не закреплены, и при усадке конструкции могут двигаться, не деформируя общую конструкцию кровельной системы.

Этот вид крепления используется только в многослойных системах, что также отличает их от подвесного варианта.

Однако в некоторых случаях применяется распорная система для слоистых балок, при которой нижний конец стропил жестко закреплен на мауэрлате, а для снятия нагрузки со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Такой вариант называется сложным, так как в него входят элементы многоуровневой и подвесной системы.

Для строительства частных домов чаще всего применяется именно многоуровневая система, поэтому необходимо сказать несколько слов об монтажных работах.

• Крепится к гидроизоляции с помощью анкеров мауэрлата: это может быть брус большого сечения (например 120 × 150 или 150 × 150 мм).
• На выведенные несущие стены дома укладывается гидроизоляционный материал — чаще всего это рубероид.

• На мауэрлат стропила закрепляют на раздвижных или жестких опорах. Довольно часто стропила дополнительно закрепляют внутри стены путем скручивания проволоки. Для этого в стену на расстоянии 250 ÷ 300 мм от поверхности мауэрлата вбивают костыль, на который накручивается проволока, а затем закрепляют на стропильной ноге. Такой крепеж сохранит крышу в целости при сильном ветре.

Схема дополнительного крепления стропильной ноги на мауэрлат с закруткой нити

На схеме цифрами обозначены:

1 — балка;

2 — мауэрлат;

3 — кирпичная стена;

4 — контррельс;

5 — закрутка нити;

6 — крепежный элемент.

• Для образования свеса балки перекрытия или сами стойки балок выносятся с краев наружных несущих стен. Такая конструкция защитит стены от дождя. Ширина свеса должна быть 500 ÷ 600 мм.
• Вверху стропила можно соединить одним из описанных выше способов.
• Кроме того, стропильную систему укрепляют подкосами, подкосами и стропилами.

Доски на полу сделают работу комфортнее и безопаснее

Перед началом монтажных работ по устройству стропильной системы рекомендуется хотя бы временно уложить доски на балки перекрытия. Это простое приспособление обезопасит работу и сделает ее более комфортной.

Висячая система

Подвесная стропильная система устанавливается в зданиях, где внутри здания отсутствуют капитальные перегородки и расстояние между боковыми несущими стенами варьируется от 6 до 11 м и более. В этом случае конструкция крыши полностью поддерживается несущими стенами и дает им большую нагрузку на расширение. Поэтому для того, чтобы хоть как-то снять напряжение, используются дополнительные горизонтальные элементы крепления, с помощью которых стягиваются пары стропил — эти конструктивные детали называются перекладинами или затяжками.

Ригели можно закрепить в любом месте по высоте стропил. Их часто используют как чердачные балки, уложенные на мауэрлат.

Для такого типа конструкции стропила делают из доски сечением примерно 50 × 200 мм, но для каждой конкретной конструкции необходимо производить индивидуальный расчет, который лучше доверить специалистам.

• После того, как все пары собраны, их по очереди поднимают и устанавливают на мауэрлат, на расстоянии от расчетной ступеньки.
• Кроме того, стропила в нижней части прорезают мауэрлат, а верхние можно соединить одним из трех описанных выше способов. Обычно сначала изготавливается пара стропил, которая устанавливается на землю, затем поднимается на высоту и регулируется по месту. Затем эта пара используется в качестве шаблона для создания оставшихся пар.
• Первым шагом в этом проекте является установка мауэрлата на боковые несущие стены.
• Кроме того, на каждой из пар стропил закрепляют прижимные доски. Для жесткости их закрепляют по обеим сторонам стропил, а к мауэрлату дополнительно крепят специальными перфорированными металлическими уголками.
• Следующим шагом будет подготовка коньковой балки, которая будет соединять отдельные пары балок вверху. При установке балки очень важно соблюдать расстояние ступенек между ножками балки.

• Если расстояние между стенами достигает 10 ÷ 11 м, систему следует дополнительно укрепить стойками и откосами.
• Контур соединительных узлов стропильной системы обычно делают гвоздями, но после сборки и выравнивания элементов жестко фиксируют болтами через металлические пластины и уголки. Только такая опора сделает конструкцию надежной и долговечной.

Как подвесные, так и многослойные системы используются при устройстве различных кровельных конструкций, о которых будет сказано ниже.

Формы крыш и их стропильные системы

Крыши могут иметь один или несколько скатов, соединенных разными способами. Каждая из конструкций образована единой системой каркасов, основными элементами которой являются балки. Названия крыш напрямую зависят от их проектов:

Основные виды кровельных конструкций

Затем, в зависимости от конкретных условий, типа и архитектурных особенностей здания, используются следующие конструкции кровли:

• Полубедра.
• Фронтальная конструкция.
• Квартира.
• Штора.
• Двускатная крыша.
• Бедро, бедро.
• Клещи.
• Скатная или мансардная крыша.

Теперь, зная, как выглядит каждый тип кровли, стоит разобраться, что это такое и какая у них конструкция стропильной системы.

Односкатная крыша

Пример скатной крыши на жилом доме

Как следует из названия, эта крыша имеет наклон. Если здание небольшого размера и полностью построено из кирпича или бетона, балки конструкции укладываются на высокую переднюю опору и на заднюю стену. Если расстояние между фасадом здания и задней стеной составляет шесть и более метров, между передней и задней стенами устанавливаются опорные столбы.

Кроме того, такие конструкции могут быть сформированы целиком из деревянных балок или бревен, такой вариант используется, если стропильная система устанавливается на несущие кирпичные стены одинаковой высоты.

Односкатная деревянная решетчатая конструкция, предназначенная для конструкции с расстоянием от стены до стены шесть и более метров, состоит из следующих элементов:

1 — Стойка, поддерживающая балку.

2 — Опорная стойка, которая служит опорой для опор балки.

3 — Ножка балки.

4 — Коньковая балка, на которой закреплены верхние стороны стропильных ног.

5 — Лежен, служит для крепления передней стойки и усиления.

6 — Мауэрлат, на котором методом раскроя крепится изнанка стропил.

Сложность стропильной системы односкатной крыши напрямую зависит от расстояния между несущими стенами, то есть от длины самих стропил. Примеры показаны на следующей иллюстрации:

Зависимость сложности балочной системы односкатной кровли от расстояния между несущими стенами

1 — Балки однослойные в конструкции односкатной кровли, с расстоянием от передней до задней стены от 3 до 4,5 м.

2 — Если расстояние между несущими стенами от 5 до 6 м, стропила опираются на стойки, прикрепленные к мауэрлату.

3 — Конструкция с расстоянием между стенками от 6 до 7,5 метров и более поддерживается стеллажами (поддоном) и подкосами.

Такие сложные варианты системы можно установить между несущими кирпичными или бетонными стенами.

Односкатные крыши редко встречаются над жилыми домами. Чаще всего их монтируют над верандами, хозяйственными постройками, инженерными коммуникациями и гаражами.

Такую конструкцию можно назвать самой простой в установке, особенно в тех случаях, когда все расчеты верны. Еще одно положительное качество скатной кровли — небольшой расход стройматериалов.

Самый большой недостаток наклонной конструкции — небольшое пространство под крышей, поэтому ее можно назвать холодной, так как небольшой воздушный зазор будет плохо удерживать тепло в помещениях дома.

очень важно правильно рассчитать уклон скатной крыши, который во многом будет зависеть от предназначенного для кровли рубероида. Для всех видов кровли рекомендуются минимальные уклоны. Для определения этого параметра можно использовать следующую таблицу:

Кровельный материал Минимальный угол наклона, град

Гофрированный картон	ветры
Материал обложки	3 ÷ 4
Металлочерепица	25
Асбестоцементный шифер	20 ÷ 35
Керамическая и бетонная черепица	25
Еврошифер (ондулин)	6
Мягкая битумная черепица	одиннадцать

Если выбрано конкретное кровельное покрытие, минимальный угол наклона ската можно определить по таблице или следуя инструкции по установке материала.

Двускатная стропильная система

Наибольшей популярностью для одноэтажных частных домов пользуются стропильные системы фронтона. Они имеют аккуратный внешний вид, хорошо вписываются в любой стиль строительства, надежны и могут использоваться, в зависимости от угла их наклона, для обустройства чердака под жилые комнаты, подсобные помещения или просто для создания воздушной прослойки, сохраняющей тепло в помещении здание.

Система двускатных балок может быть многослойной или подвесной, возводиться на деревянных балках или железобетонном полу, оставляться холодной или надежно утепляться специальными материалами.

Балки этой кровельной конструкции опираются на две несущие стены одинаковой высоты. Две прямоугольные наклонные поверхности системы могут образовывать равносторонний или универсальный треугольник.

Второй вариант стропильной системы удобен тем, что одна из плоскостей крыши монтируется под большим углом, и на ее поверхности практически не будет задерживаться снег, поэтому лучше расположить его с подветренной стороны дома, где в основном образуются снежные заносы.

Фронтоны двускатной крыши облицованы досками или выложены кирпичом, что делает их своеобразным продолжением стены. Треугольные элементы крыши фронтона часто называют фронтоном и фронтоном двускатной конструкции.

Пример расположения крепежа и фиксаторов в двускатной слоистой конструкции.

Расчеты длины стропил, углов и высоты конька (или центральной лопасти стойки как на схеме) производятся по тому же принципу, что и для скатной кровли.

Чердачное пространство двускатной крыши может превратиться в полноценную гостиную

Если на чердаке планируется обустроить жилое пространство, стропильная система укрепляется минимальным количеством крепежей, то их расположение необходимо тщательно рассчитать. Обычно для этого варианта используются крепления, которые устанавливаются в верхней части конструкции — их можно использовать в качестве карниза для обшивки потолка мансарды. В нижней части балки опираются на стойки. Они становятся отличной базой для токарного станка, на котором крепится материал для облицовки стен. В этом варианте стропила крепятся вместе на коньке кровли под углом 85 ÷ 90 градусов друг к другу.

Вальмовая и полувальмовая система стропил

Вальмовые крыши четырехскатные, при этом стороны фронтона имеют плоскую треугольную форму, а боковые скаты конструкции — трапециевидные. Именно треугольный наклон называется бедром: он соединяется с трапециевидной плоскостью под определенным углом.

Шатровые крыши придают зданию очень оригинальный вид

Вальмовые и полувальмовые стропильные системы практически идентичны и отличаются только одним признаком: если в вальмовой конструкции все четыре ската расположены от конька до карниза, то в полувальмовой крыше торцевые стороны крыши не совпадают дойти до линии карниза.

Стойки трапециевидного ската в этих кровельных системах опираются на длинные несущие стены конструкции, а треугольные поверхности — на короткие боковые стены. Кроме того, диагонально установленные стропила используются как в тазобедренных, так и в полубатровых конструкциях. Они соединяют верхнюю часть внешних балок балок с углами здания и служат для поддержки стропил, образующих бедро.

В полубедровых конструкциях конечные треугольные откосы укорачиваются, поэтому они подходят для регионов с высокими ветровыми нагрузками и спроектированы так, что конечная сторона здания обращена к наветренной стороне.

Эти два типа крыш могут также иметь конструкцию с многослойными или подвесными балками, в зависимости от наличия разделительных капителей внутри здания.

На этом рисунке показана схема системы тазобедренной балки:

Обе конструкции крыши могут иметь чердак, а могут и не иметь. Если угол наклона кровли небольшой, то пространство под крышей требует усиленного утепления, иначе помещения в доме быстро остынут.

Следует отметить, что даже при большом уклоне откосов эта система не очень подходит для обустройства под ней жилых или хозяйственных помещений, так как откосы с четырех сторон существенно ограничивают пространство чердака.

Конструктивные элементы вальмовой или полубедренной балочной системы.

Скаты кровли вальмовой и полувальмовой стропильных систем обычно находятся под углом 10 ÷ 12 градусов в конструкции мансарды и 25 ÷ 30 градусов при обустройстве небольших помещений на мансарде.

Для вальмовых кровельных систем часто используют штучные кровельные материалы или битумную черепицу. Если для кровли используются большие листы гофрокартона или металлической черепицы, при резке образуется недопустимое количество отходов.

Шатровая стропильная система

Система вальмовой крыши состоит из четырех скатов в форме равнобедренных треугольников, сходящихся в верхних углах в одной точке, как пирамида. Справедливости ради отметим, что в конструкции вальмовой крыши может быть большее количество скатов, но в любом случае стропила этой системы опираются на стены конструкции одинаковой высоты.

Система вальмовой крыши: все диагонали сходятся в одной точке.

Как вы можете видеть на этой схеме, треугольные скаты крыши: боковые стороны образованы четырьмя диагональными балками, которые образуют нервюры крыши. Они сходятся в верхней части крыши в одной точке и своей нижней стороной прикрепляются к углам «коробки» дома. Эти элементы являются основой каркаса, на котором закреплены балки гусениц. Вальмовые кровли способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому отлично подходят для построек, построенных в ветреных регионах страны.

Вальмовые крыши могут быть построены по принципу многослойной или подвесной балочной системы, выбор которой также зависит от наличия центральной опоры или внутренних несущих перегородок.

Для покрытия такой кровли подойдет мягкая битумная декоративная кровля — она ​​отлично будет смотреться на откосах и практически не даст отходов при распиловке.

Карнизную стропильную систему установить очень сложно

Следует отметить, что конструкцию вальмовой крыши можно назвать сложной в установке, из-за чего она редко встречается в современных частных домах. При его устройстве используется система зажима балки, усиленная подкосами и подкосами.

Стропильные системы вальмовой крыши могут быть построены под разными углами, в зависимости от того, будет ли оборудовано чердачное пространство и какая функция будет на него возложена. Расчет высоты центральной части конструкции проводится по приведенной выше формуле.

Ломаные стропильные системы

Ломаную крышу обычно делают для жилого чердака

Ломанами называют стропильные системы мансарды, которые используются в тех случаях, когда в мансардном пространстве планируется обустроить жилое пространство, поскольку эта конструкция образует наиболее просторную площадь будущих помещений. Каждый из двух откосов ломаной балочной системы состоит из двух этажей: верхнего и бокового.

Верхние части откосов являются кровлей конструкции, а боковые одновременно выполняют две функции — и стены, и кровлю.

Основные элементы ломанной стропильной системы мансарды и действующие на них нагрузки

Как вы можете видеть на этой схеме, строительство скатной крыши довольно сложно, поскольку каждая из ферм состоит из четырех слоистых балок, две из которых образуют верхний ярус, а два других — нижний ярус.

• Верхний уровень стропил может иметь подвесную и слоистую конструкцию. Он предназначен для формирования каркаса и конька крыши.
• Верхний уровень опор балки крепится нижней стороной к этим же балкам, а верхней стороной — к коньковой балке.
• Верхнюю сторону боковых балок закрепляют под углом к ​​установленным и закрепленным над стойками прогонам.
• Обрешетка, прикрепляемая к стропильной системе, может быть сплошной или разреженной, в зависимости от выбранного покрытия.
• Нижний уровень стропил опирается на балки перекрытия и стропила, установленные между ними, либо на мауэрлат, закрепленный на кирпичных или бетонных стенах. Кроме того, эти балки закрепляют внутри стены с помощью проволочных скручиваний.
• Балки центральной части конструкции соединяются между собой потолочной балкой, закрывающей чердак.
• Угол наклона стропил нижнего и верхнего уровней подбирается индивидуально, но идеальный вариант — когда угол наклона стропил по коньку составляет 120, а в местах стыков стропил нижнего и верхнего уровней — 125 ÷ 130 градусов.
• Рекомендуется покрыть всю конструкцию ветрозащитной гидроизоляционной пленкой.
• Для разбитой системы подойдет любой рубероид, но необходимо учитывать его теплопроводность, если чердак утеплен и отапливается.

Надстройка мансарды может быть холодной, например, если она монтируется над дачей или утепляется, если она служит вторым этажом для капитального частного дома.

Многоскатная стропильная система

Многоскатная крыша — самая сложная из всех конструкций

Многоскатную стропильную систему можно назвать самой сложной из всех существующих, так как она часто включает в себя разные формы крыш: она может быть двускатной и односкатной, вальмовой, вальмовой или полувальмовой в различных сочетаниях. Такой вариант выбирают для домов со сложной внутренней планировкой, а в последнее время их становится все больше.

Разнообразие вариантов скатной крыши

Сложные решетчатые конструкции устраивают на зданиях, имеющих Т- или Г-образную форму, а также с более сложной конфигурацией, с оформлением впадин, оконных проемов, балконов под крышами и других элементов. Поэтому, чтобы облегчить понимание такой конструкции, ее разбивают на отдельные простые фигуры (прямоугольники, треугольники, трапеции), на которых планируется та или иная стропильная система.

При разделении здания на отдельные сектора необходимо выделить основную часть крыши, к которой будут присоединяться пристройки. Коньковые балки всех хозяйственных построек будут стыковаться со стойками балочной системы.

Сочетание разных типов стропильных систем на одной крыше

Поскольку многоскатный вариант кровли состоит из нескольких стропильных систем, при составлении проекта будущего сооружения необходимо сразу подумать, какую конструкцию крыши и для каких секторов конструкции лучше выбрать.

Несколько полезных рекомендаций по выбору системы крыши

Все вышеперечисленные варианты крыш можно устанавливать на дерево, кирпич, конструкции, возведенные из других материалов. Выбирая стропильную систему для конкретной постройки, нужно определиться с несколькими факторами:

• В зависимости от внутреннего устройства дома, то есть наличия внутренних несущих перегородок, выбирается слоистая или подвесная система.
• Заранее решается, на чердаке будет располагаться подсобное помещение или жилое помещение. Если они запланированы, лучше выбрать двускатную или мансардную крышу, но иногда их можно устроить под шатровую или односкатную конструкцию.

Кроме того, учитывается количество важных секторов дома. Если их несколько, то для каждой из них определяются конструкции кровли.

• необходимо определить правильное расположение дома по отношению к преобладающей розе ветров.
• в обязательном порядке необходимо прогнозировать климатические особенности региона: ветровую и снеговую нагрузку на кровлю.
• Должна быть ясность с типом рубероида, которым планируется покрыть крышу, поскольку от этого также зависит выбор конструкции стропильной системы.
• И, наконец, необходимо рассчитать свои финансовые возможности, прикинув необходимое количество материалов и их стоимость.

Если нет опыта проектирования и расчета стропильных систем, лучшим решением будет обратиться за помощью к специалистам, которые предложат несколько вариантов кровли и помогут произвести все расчеты. Для любителей делать все самостоятельно, помимо описанного выше алгоритма расчета «треугольника крыши», в качестве «бонуса» предлагаем алгоритм расчета распределенной нагрузки на стропила: это поможет определить сечение пиломатериал для изготовления стропильных ног.

С висячими стропилами

Это системы, в которых опоры балок опираются только на внешние стены без промежуточных опор (несущие стены). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установке вертикальной стойки и системы столбов ее можно увеличить до 14 метров.

Тип подвеса стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости устанавливать мауэрлат, а это облегчает установку стропильных ног — не нужны пропилы, достаточно просто косить доски. Для соединения стен и балок используется вагонка — широкая доска, на которую крепятся шпильки, гвозди, болты и ригели. При такой конструкции компенсируется большая часть разрывных нагрузок, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Типы балочных систем с подвесными балками для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Есть недорогой вариант стропильной системы, когда это треугольник (фото ниже). Такое сооружение возможно, если расстояние между внешними стенами не превышает 6 метров. Для такой стропильной системы невозможно рассчитать угол наклона — конек нужно поднять над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при такой конструкции стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации либо берутся стропила большего сечения, либо вырезается коньковая часть, чтобы частично их нейтрализовать. Для большей жесткости в верхней части с двух сторон прибивают деревянные или металлические планки, которые надежно фиксируют верхнюю часть треугольника (см. Также не рисунок).

На фото также показано, как удлинить стропильные ноги для создания свеса крыши. Делается разрез, который должен выходить за линию, проведенную от внутренней стены к верху. Это необходимо для перемещения пропила и уменьшения вероятности поломки балки.

Коньковый узел и крепление опор балки к опорной панели с помощью простого варианта системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля используется при обустройстве жилища под крышей — чердака. В этом случае это основа для подшивки потолка помещения внизу. Для надежной работы такого типа системы срез крейцкопфа должен быть не шарнирным (жестким). Оптимальный вариант — полу-шестерня (см. Изображение ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Система балок двускатной крыши и устройство для резки балок

Учтите, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги должны выходить за пределы стен для повышения устойчивости конструкции. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается вырез в форме треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на откосы кровля будет более устойчивой.

При такой схеме практически вся нагрузка ложится на стропила, поэтому их нужно брать большего сечения. Иногда приподнятую стяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения его изгиба, если он поддерживает материалы обшивки потолка. Если затяжка короткая, ее можно закрепить по центру с двух сторон досками, прибитыми к гвоздям. При значительной нагрузке и продолжительности такой страховки их может быть несколько. Также в этом случае достаточно доски и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя внешними стенами устанавливают лопату и подкосы. Такая конструкция отличается повышенной жесткостью, так как нагрузки компенсируются.

Стропильная система для двускатной крыши для больших пролетных и коньковых и стропильных работ

При таком большом пролете (до 14 метров) провести интегральную затяжку сложно и дорого, поэтому он состоит из двух балок. Связан он прямым или косым срезом (рисунок ниже).

Прямая и наклонная выемка для затяжки соединения

Для надежного крепления стык усилен стальной пластиной на болтах. Его размеры должны быть больше размера пропила — крайние болты ввинчиваются в массивную древесину на расстоянии не менее 5 см от края пропила.

Чтобы схема работала правильно, нужно правильно сделать подтяжки. Они передают и распределяют часть нагрузки от опор балки на зажим и обеспечивают жесткость конструкции. Металлические прокладки используются для усиления соединений

Крепление стоек стропильной системы подвесными балками

При монтаже двускатной крыши с подвесными балками сечение бруса всегда больше, чем в системах с многослойными балками: меньше точек передачи нагрузки, поэтому каждый элемент имеет большую нагрузку.