Монтаж и сборка стропильной системы – проводим самостоятельно

Расстояние между стропилами – один из ключевых параметров, влияющих на прочность конструкции. Грамотный расчет шага установки стропил позволяет возвести кровлю, устойчивую к высоким эксплуатационным нагрузкам.

Стропила из трубы: виды и особенности конструкций ферм из профильных труб

Наиболее распространенным материалом для стропил является дерево, то есть деревянный брус или доски. Однако, при возведении габаритных зданий с длиной пролетов более 24 м и длиной скатов более 10 м, использовать деревянные стропила нецелесообразно, а, зачастую, и невозможно. Они не выдержат нагрузки от собственного веса и кровельного материала.

Поэтому в этом случае для кровли применяют металлические стропила, которые могут быть изготовлены из различных профилированных изделий. Одним из наиболее распространенных вариантов являются стропила из трубы, которые способны перекрыть пролет любой необходимой длины.

Стропила под металлочерепицу

Металлочерепицу активно используют в качестве практичного и эстетичного кровельного материала при обустройстве односкатной, щипцовой, вальмовой или сложной крыши. Каркас под металлочерепицу возводится по стандартным принципам. Чтобы рассчитать, на каком расстоянии лучше ставить стропилины, необходимо учесть нагрузки и угол наклона кровли. Металлочерепицу характеризует относительно небольшой вес, благодаря чему она может послужить заменой старому кровельному покрытию из шифера или керамической черепицы. При этом стропила не потребуется усиливать или менять шаг их установки.

Стандартный шаг стропил под металлочерепицу составляет 600-900 мм. Сечение элементов может составлять 50-150 мм – этого достаточно, чтобы создать надежный каркас под металлочерепицу. Но если предполагается использование утеплителя, слой которого в районах с низкими зимними температурами должен составлять 200 мм, для стропил под металлочерепицу рекомендуется использовать брус 200х50, чтобы не монтировать дополнительную систему, удерживающую утеплитель. Промежуток между стропилами под металлочерепицу лучше подогнать под ширину листового или рулонного теплоизолятора.

Профнастил: стропила и обрешетка

Чтобы обеспечить необходимую жесткость конструкции, стропила под профнастил достаточно ставить с шагом 600-900 мм. При этом необходимо обратить внимание на угол наклона показывает, что при высоких внешних нагрузках профнастил лучше укладывать на систему с минимальным шагом. Но если расстояние между стропилами под профнастил близко к максимальному, а угол уклона крыши небольшой, то конструкция усиливается за счет использования более частой обрешетки. В этом случае шаг обрешетки под профнастил должен быть около 50 мм, ширина элементов – не менее 100 мм.

Сфера применения и недостатки конструкции

Кровлю с одним наклонным скатом принято делать в следующих типах строений:

  • в отдельно стоящих банях, гаражах и сараях;
  • в пристроенных к жилым зданиям беседках и верандах;
  • на объектах коммерческой недвижимости – павильонах, небольших магазинах и складах.

На картинке хорошо заметно, насколько один фасад выше другого

А вот в частных домах и больших загородных коттеджах односкатная крыша встречается довольно редко, невзирая на дешевизну. Причина тому – несколько существенных минусов конструкции:

  1. Внешний вид. Чтобы обеспечить наклон единственного ската, надо выдержать перепад высот между лицевым и тыльным фасадом от 0,4 до 2 м. Подобный дизайн нравится далеко не всем.
  2. Устройство жилого мансардного помещения практически исключено из-за особенностей стропильной системы.
  3. Крыши с малым уклоном не имеют полезного чердачного пространства.

Если знать о перечисленных недостатках заранее, то с ними вполне можно мириться, поскольку для бюджетных и хозяйственных построек они не играют большой роли. Но есть нюанс, который в определенных условиях нивелирует главное преимущество односкатных кровель – низкую стоимость.

Один скат очень гармонично смотрится на пристроенной веранде

При ширине перекрываемого пролета от 4,5 до 6 м стропила достаточно усилить подкосами. Если же расстояние между опорами превышает 6 м, придется собирать жесткую кровельную конструкцию – ферму, что увеличит расход лесоматериалов. Если приплюсовать сюда затраты на наращивание лицевого фасада, то финансовая картина выйдет не слишком радужной.

Совет. Принимая решение строить односкатную крышу своими руками, взвесьте все за и против, сопоставьте с затратами на двускатную кровлю жилого дома. Если ширина пролета не превышает 6 м либо по центру здания идет несущая стена, то жесткий каркас мастерить не придется.

Читайте также:  Фальцевая кровля — современный и надежный вид кровли

Угол наклона

  • При выборе угла наклона при монтаже кровли необходимо ориентироваться на климатические условия и используемый в качестве финишного покрытия материал.
  • При использовании рулонного материала угол может быть минимальным и составлять всего 5 градусов.
  • При выборе профнастила угол должен быть больше 25 градусов для сокращения нагрузки как на стропила, так и на обрешетку.
  • Если в качестве кровельного покрытия используется металлочерепица, минимальная величина угла составляет 30 градусов.
  • При строительстве здания в регионах с большим количеством осадков наименьший показатель должен быть 45 градусов.
Угол наклона

Устройство односкатной крыши

Организовывают требуемый уклон односкатной крыши за счет перепада высот противоположных стен. Одна стена здания получается значительно выше другой. Это ведет к увеличенному расходу материалов для стен, но стропильная система получается очень простой, особенно для построек небольшой ширины.

Односкатная крыша для сарая

Устройство односкатной крыши

При достаточной несущей способности стен стропильная система односкатной крыши опирается на мауэрлат, закрепленный к стене. Чтобы распределение нагрузки было более равномерным, верхний ряд кладки стены армируется продольной арматурой (для кирпичных стен, из бетонных блоков) или поверх последнего ряда заливается армопояс (для стен из легких бетонов. известняка, ракушечника). В случае с деревянным или каркасным строением роль мауэрлата обычно выполняет последний венец или верхняя обвязка.

При недостаточной прочности строительного материала стен большую часть нагрузки можно перенести на перекрытие. Для этого устанавливают стойки (шаг — порядка 1 метра), на которые укладываются прогоны — длинные бруски, идущие вдоль здания. На них и опираются тогда стропильные ноги.

Как перенести нагрузку со стен на перекрытие

Устройство односкатной крыши

При заливке армопояса или кладке последнего ряда, в него, с шагом в 80-100 см устанавливаются шпильки, при помощи которых затем мауэрлат крепится к стенам здания. В деревянных домах, если не делать армопояс, заложить шпильки невозможно. В этом случае допускается установка на штифты с шестигранной головкой. Под штифт, через мауэрлат сверлится отверстие, на пару миллиметров меньше диаметра штифта. В него забивается металлический стержень, который притягивает деревянный брус к стене. Соединение затягивается при помощи шестигранного ключа требуемого размера.

Монтаж и схема

Цельная стропильная система включает в себя мауэрлат, стропильные фермы, прогоны (боковые и коньковые), диагональные элементы. Вся конструкция может быть собрана, как на земле, так и на месте.

Мауэрлат крепиться к стене анкерными болтами или же шпильками, которые вмуровываются в цементную стяжку или просто в кирпичную кладку. После чего можно приступать к креплению стропил к мауэрлату.

Монтаж и схема

Далее происходит установка крайних и промежуточных ферм. Стропильные ноги устанавливаются в нужном положении и фиксируются с помощью кронштейнов. Они крепятся не только к основанию крыши, но и к коньку. Существует следующие способы крепления стропил к мауэрлату или к бревну:

  1. Мауэрлат – опора. Верхний конец стропильной ноги закрепляется к коньку с креплением к стене. В данном случае используется метод скользящей опоры.
  2. Нижний конец стропила и его ног крепится к мауэрлату штучным бруском с ползуном, а верхние концы соединяются гвоздями или болтами.
  3. Стропила и конек жестко скрепляются в узлы, которые называются коньковыми. Это делается с помощью деревянных брусков, которые в свою очередь крепятся параллельно коньку или брусу с обеих сторон.

Так же стоит отметить, что существуют способы крепления стропильной системы к балкам перекрытия. В данном случае балки и стены должны иметь большой запас прочности. Способ крепления к балкам используется не так часто.

Монтаж и схема

Если выбран способ крепления стропил к мауэрлату, то в стропиле делается вырез, в который должен войти мауэрлат. После чего можно вбивать гвозди для закрепления конструкции. Гвозди должны пройти через стропило в мауэрлат крест на крест.

Таким образом, к мауэрлату или к балкам перекрытия крепиться стропильная ферма, которая в свою очередь соединяет прогоны, стропильные ноги, подкосы и другие детали. Стропильные ноги в свою очередь соединяются ригелем для придания жесткости конструкции.

Если производите сборку стропил для 4-ые скатной кровли, тогда рекомендуем эту статью, а также вот эту публикацию где пошагово рассмотрен процесс монтажа 4-ые скатной кровли.

Монтаж и схема

Комбинированные варианты

В случаях особо сложной формы кровли, или использования тяжелых материалов покрытия, применяют конструкции стропильные комбинированные – специальные фермы.

Читайте также:  Как покрыть крышу рубероидом своими руками + видео

Они могут быть выполнены в виде конструкции одного вида (наслонного или висячего), а могут – включать в себя комбинацию обоих на разных участках фермы.

Также встречаются кровли, где «чистые» висячие и наслонные фермы чередуются: наслонные используются в тех местах, где под кровлю выходит несущая конструкция, а висячие – в тех точках, где ее нет.

Это позволяет равномерно распределить нагрузку и создать скаты необходимой величины и длины, при этом не выходя за пределы выбранной формы кровли.

Важная информация! При организации двускатной кровли в обязательном порядке фермы любой конструкции связываются вдоль крыши прогонами по каждому ряду стропил, либо – диагональными перевязками соседних ферм.

Комбинированные варианты

Образцы комбинированных ферм Возможно изготовление стропильных конструкций по месту, непосредственно при монтаже стропильной системы, сборка на земле, с последующим подъемом на крышу, либо в условиях заводского производства.

Два последних варианта привлекательны достижением геометрической точности всех блоков, зато монтаж по месту позволяет учесть все нюансы данной конкретной кровли.

Существенное значение имеет шаг стропил – расстояние между соседними фермами. Она варьируется в пределах между 0, 8 –2 м, и зависит от типа фермы, сечения стропил и материала кровельного покрытия, определяется расчетным путем.

Помочь в определении шага может следующая таблица:

Определение шага стропил

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки. Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг.

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

  • для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
  • для металлочерепицы – 14 гр.;
  • ондулин – 6 гр.;
  • профнастил – 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Расчет стропильной системы

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50х100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Таблица размеров стропил, в зависимости от шага их установки

Длина

стропил, мм

Расстояние между стропилами, мм Размер сечения бруса стропил, мм
до 3000 1200 80 × 100
до 3000 1800 90 × 100
до 4000 1000 80 × 160
до 4000 1400 80 × 180
до 4000 1800 90 × 180
до 6000 1000 80 × 200
до 6000 1400 100 × 200

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу. Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Виды и типы наиболее популярных стропильных систем

Все стропильные системы, независимо от их типа и размеров, являются прежде всего совокупностью балок, крепежных и других элементов, в обязанности которых входит правильное распределение нагрузок на всю поверхность крыши. Важную роль в этом играет именно правильный монтаж стропильной системы своими руками, когда учитываются все нагрузки, которые могут появиться в будущем. От того, насколько качественным будет рассчитана вся архитектура стропильной системы, будет зависеть и надежность строящейся крыши.

Читайте также:  Выбор оптимального материала для теплоизоляции стен изнутри

Это только кажется, что проектирование при возведении крыши совсем не нужно, на самом деле, без разработки точного и правильного проекта ваша крыша не будет достаточно безопасной, а значит для монтажа кровли придется обращаться к профессионалам и использовать только качественные материалы.

В основном, разделяют все стропильные системы на два основных вида: висячую и наслонную. Одними из самых распространенных систем являются наслонные стропила.

Монтаж стропил

Отличие наслонной

Виды и типы наиболее популярных стропильных систем

от других систем заключается в том, что стропильные ноги упираются при монтаже в брусок, который чаще всего располагается вдоль всего периметра. Что же касается центральной части, то в этом месте используют обычный коньковый прогон, а чтобы прочность была еще лучше, всю стропильную систему поддерживают балками.

Во втором варианте применяют висячие стропила.

, Это такая система, при которой, устанавливают, при необходимости, дополнительные элементы в конструкцию (стойки) для того, чтобы нагрузка оптимальным образом распределялась по всей крыше.

Установка стропил своими руками выполняется и с использованием более надежных и современных материалов, таких как шпильки, пластины из металла и различные крепежные уголки. Раньше, для скрепления всех элементов конструкции применялись исключительно стальные гвозди и скобы.

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши

Угол правильной двускатной крыши лежит в пределах 20°-45°, что соответствует разбросу значений свойств материала и усредненных климатических параметров.

Следует иметь в виду, что рекомендуемые значения могут быть непригодны для данной местности или проекта, поэтому всякий раз надо рассчитывать угол двускатной крыши по конкретным имеющимся данным.

Угол наклона двухскатной крыши — важный показатель, влияющий на долговечность и целостность всей постройки, и относиться к нему как ко второстепенному фактору нельзя.

Учет всех возможных нагрузок, как постоянных, так и разовых экстремальных, поможет обеспечить сохранность и комфорт вашего дома.

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши

Более точные значения выбираются исходя из таких факторов, как::

  • Назначение чердака.
  • Используемое кровельное покрытие.
  • Климатические условия.

Оптимальный угол наклона двускатной крыши

Основные соединительные узлы

Стропильный каркас называют системой, потому что все его элементы тесно взаимосвязаны и зафиксированы, в результате чего конструкция крыши приобретает устойчивую форму, жесткость и высокую несущую способность. Каждый соединительный узел между его частями является уязвимым местом, которое может легко деформироваться под нагрузкой, поэтому все крепления должны выполняться строго по технологии. Опытные мастера выделяют типы соединений в конструкции кровли:

  1. Крепление стропил к коньковому брусу. Этот соединительный узел характерен только для наслонных стропильных систем, в которых верхней частью стропильная нога опирается на коньковый прогон, закрепленный на вертикальных стойках. Крепление стропил к нему может выполняться с помощью металлических накладок, гвоздей или скользящих креплений-ползунов.
  2. Крепление стропил к мауэрлату. Наиболее важным крепежным узлом стропильного каркаса считается место соединения мауэрлатного бруса со стропильными ногами. Зафиксировать стропила на нем можно с помощью гвоздей, металлических уголков или деревянных брусков.
  3. Соединение стропил между собой. Чтобы удлинить стропильные ноги, если длина ската превышает стандартную длину пиломатериалов, их собирают из нескольких элементов, соединенных между собой с помощью гвоздей, клея или металлических накладок.
  4. Соединение стропильных ног с вспомогательными опорными элементами. В конструкции стропильного каркаса стропила могут соединяться с затяжкой, ригелем или подкосами для увеличения жесткости, прочности и несущей способности.
Основные соединительные узлы

Учтите, что любые запилы, выполняемые, чтобы прикрепить стропила к балкам, мауэрлату или другим конструктивным элементам каркаса приводят к уменьшению их прочности, поэтому опытные мастера рекомендуют соединять их между собой с помощью уголков и накладок.

Как определяется угол наклона?

Величина уклона ската — один из основных параметров крыши. Интенсивность нагрузки на стропила напрямую зависит от этого показателя. Основные критерии выбора:

  1. Количество осадков в регионе.
  2. Тип кровельного покрытия.

Большой угол способствует беспрепятственному сходу снега, но ведет к дополнительному расходу материала. Небольшой уклон снижает воздействие ветра, но требует частого очищения крыши от снегового покрова. Оптимальный угол связан и с типом кровельного покрытия, для каждого материала существует рекомендуемый параметр в градусах:

  • металлочерепица — 25;
  • шифер, ондулин — 20;
  • рубероид и другие рулонные материалы — от 5 до 10;
  • профнастил — 20;
  • натуральная черепица — 35.