Виды и схемы стропильных систем для крыши

Формы крыш и их стропильные системы

Крыши могут иметь один или несколько скатов, соединенных разными способами. Каждая из конструкций формируется индивидуальной каркасной системой, главными элементами в которой являются стропила.

Так, в зависимости от конкретных условий, от типа и архитектурных особенностей здания применяются следующие конструкции крыш:

• Односкатная крыша.
• Плоская.
• Двускатная конструкция.
• Вальмовая, четырехскатная.
• Полувальмовая.
• Многощипцовая.
• Шатровая.
• Ломаная или мансардная крыша.

Все выше представленные варианты крыш могут быть установлены на деревянные, кирпичные, возведенные из иных материалов строения. Выбирая стропильную систему для того или другого здания, нужно определиться с несколькими факторами:

Заранее решается, будут ли располагаться в чердачном пространстве хозяйственные или жилые помещения. Если они планируются, то лучше выбирать двускатную или ломаную мансардную крышу, но иногда они могут быть организованы и под вальмовой или односкатной конструкцией.

В зависимости от внутренней конструкции дома, то есть наличия внутренних несущих перегородок, выбирается наслонная или висячая система.

Кроме этого, учитывается количество выделяющихся секторов дома. Если их несколько, то определяются конструкции крыш для каждого из них.

Должна быть ясность с типом кровельного материала, которым планируется покрывать крышу, так как от него тоже зависит выбор конструкции стропильной системы.

Обязательно нужно предусмотреть климатические особенности региона — ветровую и снеговую нагрузку на крышу.

Следует определить правильное расположение дома относительно преобладающей розы ветров.

И наконец, необходимо рассчитать свои финансовые возможности, прикинув необходимое количество материалов и их стоимость.

Если нет опыта в проектировании и расчете стропильных систем, то лучшим выходом станет обращение за помощью к специалистам, которые предложат разные варианты крыш и помогут произвести все расчеты.

1 2 3 4

Классификация по типу ската

Второе разделение можно сделать в зависимости от того, как запроектирована линия ската. Виды здесь предполагают наличие двух вариантов:

Двухскатная крыша c ломаными и прямыми скатами

1. С прямыми скатами. Самый простой для выполнения способ. Позволяет выполнить работу без серьезных затруднений. Минусом такого варианта кровли своими руками является уменьшение пространства мансарды.
2. С ломаными скатами. Такие виды кровли более сложны в выполнении. Предполагается наличие линии, по которой изменяется угол наклона. Угол наклона нижней части ската нужно сделать большим, чем у верхней. Таким образом получается поднять потолок мансарды и увеличить свободное пространство. Монтаж кровли осуществляется с установкой дополнительного ригеля в месте перелома.

Эти виды предполагают выбор между ними в зависимости от пожеланий будущего владельца здания.

Как выбрать тип крыши? Советы

Выбирая тип крыши, следует учитывать не только ее предполагаемые эксплуатационные свойства, но и декоративные качества. В домах малоэтажной застройки у крыши большой относительный объем и ее внешний вид в значительной мере определяет архитектурное решение.

В частных домах возводятся главным образом крыши высоких конструкций. Это позволяет построить мансарду, а дом приобретает более презентабельный вид. Также крутые скаты не позволяют воде и снегу задерживаться на крыше. В районах с сильными ветрами предпочтительнее строить низкие крыши либо высокие, с дополнительно усиленными стропильными системами.

Также следует учесть, какая крыша окажется по карману застройщику. Естественно, крыши более простых конструкций дешевле, а наиболее экономными вариантами являются плоская и односкатная кровля. Дополнительное удобство односкатной крыши в том, что она позволяет увеличить внутренний объем здания, а в хозяйственных постройках одновременно служить потолком.

Если чердачное помещение будет использоваться для хозяйственных нужд, лучше возводить двускатную крышу. В районах с сильными ветрами лучшим выбором будет разновидность вальмовой крыши, однако строительство ее обойдется недешево. Кроме того, сооружение вальмовых крыш требует высокого профессионализма, и доверять его следует только опытным мастерам.

В домах сложной формы, как правило, используются крестообразные крыши. Это достаточно сложная конструкция, состоящая из множества пересекающихся скатов. Сложность устройства крестообразной крыши в том, чтобы обеспечить герметичность внутренних углов кровли. Такие крыши дороги, возводить их должны опытные мастера и обязательно из качественных материалов.

Элементы конструкции крыши

После выбора типа крыши можно начинать подбор материалов. Поэтому познакомимся с основными конструктивными элементами крыш:

• Несущая конструкция. Ее тип зависит от вида крыши. Обычно она сооружается из деревянных балок и стропил.
• Основание для кровли. Может сооружаться в виде решетки или быть сплошным.
• Гидро- и теплоизоляционные слои.
• Кровельный материал.

Элементы конструкции крыши

Стропила и их виды

Стропила выполняют важную функцию в конструкции крыши. Это опора для обрешетки, принимающая на себя не только вес кровли, но и ветровую нагрузку, а также давление снега.

Виды стропил:

• висячие, используемые при большой длине пролетов;
• наклонные, используемые при длине пролетов до 6,5 м. При наличии дополнительной опоры длина пролетов может увеличиться до 12 м.

Проектирование и сооружение стропильных систем – работы, требующие большой квалификации. Ее качество определяет несущую способность и, следовательно, прочность крыши.

Основания под кровлю

Тип основания под кровлю подбирается в зависимости от предполагаемого кровельного материала.

Есть два основных вида основания под кровлю:

• обрешетка (применяется для устройства кровли из металлочерепицы, шифера или металлического профиля)
• сплошной настил (при использовании рулонных материалов)

Сплошной настил сооружается из двух слоев досок. Первый слой называется рабочим, а второй – защитным. Последний располагается под углом 45 градусов по отношению к рабочему и сооружается из нешироких досок. Между этими слоями помещают ветрозащитный материал, обычно рубероид РРП-300 или 350.

При монтаже обрешетки соблюдают ряд правил:

• все элементы обрешетки надежно крепятся на стропилах;
• их стыки располагаются на стропилах в разбежку;
• расстояния между ними должны выдерживаться по всей поверхности сооружаемой крыши.

Планирование двускатной кровли

Правильно составленный чертёж двухскатной крыши является отправной точкой для будущего строительства, поскольку не только позволяет детально продумать и визуализировать строение кровли, но и скомплектовать необходимое количество строительных материалов. При принятии решения о типе будущего покрытия строения необходимо принимать во внимание следующие ключевые факторы:

Собрав воедино общую информацию по указанным факторам и выбрав подходящую конструкцию кровли, можно приступать к расчётам размеров элементов и составлять чертежи.

Наиболее простой способ выполнить расчёт двухскатной крыши своими руками это воспользоваться онлайн калькулятором, который на основании вводимых данных сделает все необходимые вычисления.

Варьируя исходными параметрами можно оптимизировать как количество материала, так и саму конструкцию. Другим возможным вариантом расчётов будет использование стандартных математических формул и справочных таблиц, на основании которых можно выполнить вычисления размеров и точек расположения элементов вручную.

Чертеж стропильной части кровли

Надо отметить, что говоря о чертежах будущей крыши, как правило, имеется в виду определение и детализация стропильной части, поскольку именно её конструкция отвечает за функциональность, надёжность и безопасность. Однако самостоятельно выполненный чертёж не заменит полноценный проект, выполненный специалистами.

Как сделать стропила

Перед тем как заняться их изготовлением, нелишним будет изучить терминологию, связанную с возведением крыш.

к оглавлению ^

Этапы процесса строительства стропильных конструкций

• Изготовление шаблонов
• Дальнейший раскрой и изготовление стропил
• Создание лекал и распиловка

Для того чтобы максимально правильно сделать эти элементы, необходимо обязательное изготовление шаблонов стропильных ног. Особого внимания требует этот вопрос, если вы решили построить крышу сложной формы, например, когда планируется возведение аттиковых стропил.

к оглавлению ^

Коньковый брус: размеры прогона и сечение бруса

Если следовать формулировке, то прогон – это несущая балка, которая двумя концами опирается на стену. В большинстве случаев конёк опирается на два фронтона, но иногда эта формулировка не совсем соответствует действительности. Так, в вальмовых крышах конёк не опирается на стены. Самый простой вариант – это балка, уложенная на фронтоны без использования подпорок. В любом случае необходимо правильно определить сечение конькового прогона.

• Нюансы выбора и укладки прогона
• Расчёт сечения

Нюансы выбора и укладки прогона

Чтобы рассчитать сечение конькового прогона, необходимо суммировать нагрузки с половины крыши, вернее, с её горизонтальной проекции. Размеры прогона зависят от его протяжённости и габаритов здания.

В большой постройке прогон получится настольно мощный и тяжёлый, что для установки потребуется использовать подъёмный кран.

Однако найти ровный цельный брус длиной больше 6 метров очень сложно, поэтому для изготовления такого конька лучше взять обычное бревно или клееную балку.

Если будет использоваться цельнодеревянная балка, то её торец необходимо стесать под углом 60 градусов и оставить открытым, то есть этот конец не должен соприкасаться с материалом стен.

Такая мера нужна для того, чтобы увеличить площадь торца, что позволит улучшить влагообмен в древесине.

Если коньковый прогон будет проходить через всю стену, то та его часть, которая соприкасается со стеной, тоже должна обрабатываться антисептиком и обматываться рулонным материалом. Такой свес конька за пределами стены позволяет сформировать разгружающую консоль. Если посередине конька нагрузка от крыши пытается прогнуть балку вниз, то на консолях давящая сила способствует прогибу в обратном направлении, тем самым уменьшая прогиб прогона в средней части.

Важно: даже если сечение длинного цельнодеревянного прогона подобрано правильно, и он подходит по прочности на прогиб, балка может прогнуться под собственным весом. Поэтому вместо такого длинного деревянного конька лучше использовать строительную ферму.

Расчёт сечения

Чтобы подобрать сечение коньковой балки, необходимо провести расчёт по двум показателям:

• на прогиб;
• и высчитать прочность на разрушение.

Чтобы рассчитать коньковый прогон на прогиб и прочность, необходимо воспользоваться следующими формулами:

1. Сначала требуется определить внутреннее напряжение, которое возникает в балке при изгибе под действием внешней нагрузки. Это значение не должно быть больше расчётного показателя сопротивления материала на изгиб, которое можно найти по таблице или в СНиП номер ІІ-25-80. Внутреннее напряжение находим по формуле: Σ = М:W , где:

• Σ – искомая величина, которая определяется в кг на см²;
• М – предельный изгибающий момент (кг Х м);
• W – это момент сопротивления на прогиб у подобранного сечения стропил (находится по формуле bh²:6).

1. Прогиб прогона нужно сравнить с нормируемым значением, которое равно L/200. Он не должен его превышать. Прогиб балки находится по формуле f = 5qL³L:384EJ, где:

• J – это момент инерции, который определяется по формуле bh³:12, где h и b – габариты сечения прогона;
• Е – величина модуля упругости (для древесины хвойных пород она равна 100 тысяч кг/см²).

Для начала нужно высчитать изгибающий момент. Если на схеме балки их присутствует несколько, то после расчёта выбирается наибольший.  Далее чтобы определить габариты сечения балки, мы можем произвольно задать параметр ширины балки и потом определить её требуемую высоту по формуле: h = √¯(6W:b), где:

• b – это заданная нами величина ширины балки в см;
• W – сопротивление прогона на изгиб, величина определяется по формуле: W = M/130, где М – это самый большой изгибающий момент.

Можно сделать наоборот, задать произвольную ширину прогона и вычислить его высоту по формуле b = 6W:h². После того, как вы вычислите габариты сечения прогона, его необходимо проверить на прогиб по формуле из пункта 2.

Внимание! В расчётное значение прогиба лучше внести небольшой запас прочности.

Когда коньковый брус будет рассчитан на прогиб, то необходимо сравнить эту величину со значением  L:200. Если прогиб на наиболее длинном участке не будет превышать это значение, то сечение балки оставляют таким, как получилось. В противном случае необходимо увеличить высоту прогона или использовать дополнительные опоры снизу. В последнем случае полученное сечение нужно перепроверить, снова выполнив расчёт с учётом используемых опор.

Полученные значения ширины и высоты конька нужно округлить в большую сторону. В принципе, выполнить этот расчёт несложно. Самое главное, указывать значения в нужных единицах измерения, то есть не запутаться, переводя метры в сантиметры и обратно.

Коротко о главном

Сращивание стропил даёт серьёзную экономию строительной древесины. На строительной площадке останется минимум древесных отходов.

Для сращивания стропильных ног существует несколько практичных вариантов, каждый из которых можно применить во время строительства дома:

При монтаже стропильной системы важно помнить, что соединение крепежом не должно утяжелять элементы настолько, чтобы стать проблемным для общего веса конструкции под кровлю.

Правильная сплотка даёт такую же выносливость нагрузок, как цельный брус.

Похожие товары:Доски для стропилОсобенности и преимущества деревянного бруса хвойных породДоски для кровлиСпособы соединения стропил на конькеКак выбрать обрезной пиломатериалУстройство обрешетки крыши и подробный монтаж основанияКакие бывают сорта и виды обрезной доски?Обрешетка крыши: как правильно ее сделать

Зависимость шага стропил от кровельного материала

Кроме снеговых и ветровых нагрузок, относящихся к переменным, на кровлю действует и постоянная (статическая), усилие которой, зависит от используемого кровельного материала. Не секрет, что различные виды кровли обладают собственной массой, которая может отличаться в 10 и более раз.

Правильный выбор материала оказывает влияние не только на верхнюю, но и на все остальные части конструкции жилого дома и других строений. Недаром, при проектировании фундамента необходимо заранее определиться с выбором кровли.

Кровля из профлиста

В настоящее время, одним из наиболее распространенных кровельных материалов, является профилированный лист, выпускающийся оцинкованным или с последующим полимерным покрытием. К отличительным особенностям профлиста отнесят следующие параметры:

1. Высокая коррозионная стойкость;
2. Как следствие, продолжительный (более 15 лет) срок эксплуатации;
3. Легкий монтаж даже без необходимой квалификации;
4. Малая масса листа (вес 1 м2 составляет 4-5 кг).

Так как данный кровельный материал не оказывает высокой нагрузки на стропильную систему, расстояние между элементами выбирается максимально возможным для того или иного угла наклона. Кроме этого профлист не требует высоких прочностных характеристик от обрешетки крыши. Все это вкупе позволяет минимизировать общую нагрузку на фундамент и стены.

Кровля из металлочерепицы

Вторым распространенным видом стальных кровельных материалов является металлочерепица. Этот вид профлиста, удачно имитирующий натуральный глиняный материал, но с меньшей массой (в 10 и более). Особенностью стропил под металлочерепицу является меньший размер сечения.

Выбирая, на каком расстоянии устанавливать стропила, в первую очередь следует руководствоваться динамической нагрузкой. Как и профлист, металлочерепица не требовательна к размерам стропильных ног и хорошо монтируется на обрешетку из дюймовой доски хвойных пород. Все это делает металлическую кровлю малозатратной.

Стропильная система под ондулин

В 21 веке на смену волнистых листовых материалов пришел более долговечный и легкий аналог – ондулин. Среди прочих — самый легковесных материал. Масса листа не превышает 6 кг.

Малая толщина листов ондулина при углах скатов менее 15о требует обустройства сплошной обрешетки из листов фанеры, например, что потребует соответствующего шага стропил. На это следует обратить внимание при расчетах.

Шиферная кровля

Не так давно, широкое распространение имел волнистый материал из асбесто-цементной смеси, называемый шифером. Высокая масса и хрупкость – основные недостатки, однако и поныне он находит своих поклонников при строительстве различных хозяйственных построек.

Высокая масса, сравнимая с весом глиняной черепицы не позволит применить ту же стропильную систему, что и под металлочерепицу. Строительными нормами определен минимальный угол уклона крыши из шифера в 22о и более. В противном случае нагрузка от самого материала и стропильной системы с обрешеткой превышает допустимые параметры. Шаг наклонных брусьев, как и их сечение выбираются индивидуально в каждом конкретном случае.

Поликарбонат на крыше

В последние годы все чаще на крышах веранд и беседок стал использоваться искусственный полимерный материал – поликарбонат. Выпускаемый в двух исполнениях – монолитный и сотовый. Первый по своим свойствам схож с обыкновенным кварцевым стеклом, но значительно превосходит его по прочности. Второй обладает меньшими механическими свойствами, но высокой теплоизоляцией и светопропускной способностью.

Сотовый поликарбонат стандартно значительно легче монолитного собрата. Его используют в качестве кровли без использования обрешетки при условии шага, не превышающего ½ ширины листа материала. Высокая прочность монолитного аналога также позволяет избегать поперечных стропилам элементов. Достаточная гибкость позволяет крыть полукруглые крыши на металлическом каркасе, шаг которого не превышает 0,9 метра.

Пользователи часто ищут:

• Стропила из доски 50х150
• Кобылки – продолжение стропильных ног
• Элементы крыши

Стропила под мягкую кровлю

Оригинальный узор можно получить благодаря использованию мягких кровельных материалов, стелящихся при помощи клеевого слоя. Устанавливаются которые на сплошную обрешетку из фанеры или ОСП. Шаг стропил должен позволять закрепить листы, поэтому его выбирают кратным ½ ширины. При условии стандартных размеров фанеры 1520х1520 мм, межосевое расстояние между стропилами будет равно: 1520:3=506 мм.

Шаг стропил под утеплитель

Монтаж жилых подкровельных пространств часто совмещают с укладкой листов утеплителя в стропильном промежутке. Наиболее распространены плиты с размерами 600х1000мм. Эти параметры и используем в качестве отправных.

Варианты проектов домов с многощипцовой крышей

Так как вариантов комбинаций видов крыш в составе многощипцовой существует огромное количество и фантазия архитектора ограничена только технологическими тонкостями выбранного кровельного материала и финансовыми возможностями заказчика, проекты зданий разнообразны и многочисленны.

Фотогалерея: проекты зданий с многощипцовыми крышами

Простой вариант четырёхскатной крыши часто выбирают для одноэтажных зданий Г-образной планировки Многощипцовая вальмовая крыша может использоваться для дома с пристройкой, в которй устраивается гараж или мастерская Большой угол наклона щипцовой крыши позволяет проектировать мансардный этаж В архитектурных решениях загородных коттеджей может применятья многоскатная крыша с частичным нависанием скатов друг над другом Количество пересечений скатов ограничивается только фантазией архитектора

Лучше понять, какие архитектурные возможности предоставляет многоскатная крыша, позволяют проекты зданий. Например, с помощью четырёхскатной крыши можно устроить второй свет в гостиной одноэтажного дома.

Гостиная этого дома имеет большую высоту потолка и площадь остекления

Здание в плане крестообразное, по коротким сторонам расположены крытые веранды, а центральное пересечение скатов делает гостиную в два раза выше, чем остальные помещения и добавляет света. Приватная и общественная зоны получаются рационально разделёнными. Вторую часть одноэтажного здания занимает гараж с техническими помещениями.

Оригинальное архитектурное решение разнообразит объёмную планировку одноэтажного коттеджа

Удобно использовать многоскатную крышу с большим углом наклона для устройства мансардных помещений. Это позволяет добиться экономии материалов за счёт отсутствия чердачного перекрытия, а также создать привлекательный экстерьер здания.

Высокая многощипцовая крыша гармонично смотрится на Т-образных зданиях небольшой площади

Первый этаж больше мансардного по площади и является общественной зоной: здесь располагаются гостиная, столовая, кухня и только одна спальня. Гостиная имеет второй свет.

В планировке первого этажа рационально используется небольшая площадь дома

На мансардном этаже две небольшие спальни и ещё один санузел. Пространство под скатами используется для больших встроенных шкафов.

Часть мансардного этажа занимает второй свет гостиной

Многощипцовая крыша — прекрасный вариант для частного застройщика. Она позволяет рационально использовать внутренний объём, имеет множество вариантов конструкции. При правильном монтаже каркаса и кровельного покрытия такая крыша прослужит долгие годы. В то же время её привлекательный внешний вид как снаружи, так и изнутри позволяет разрабатывать экстерьеры и интерьеры зданий с высокими декоративными и эксплуатационными характеристиками.

Монтаж обрешетки и утепление кровли

Обрешетка — завершающий этап в возведении стропильной системы, ведь на обрешетку уже укладывают кровельное покрытие. Для установки используют сухие бруски или доски без трещин и сучков. Монтаж выполняют двумя способами:

• Сплошную обрешетку делают из досок, которые укладывают вплотную друг к другу параллельно. При этом настил должен быть ровным, без щелей и впадин. Такая конструкция подходит для рулонных кровельных материалов (рубероид и пр.), шифера, стальных листов и профнастила.
• Обрешетку вразрядку делают из брусков, которые укладывают на определенном промежутке друг от друга. Рекомендуемое расстояние между брусками — 50 сантиметров. Такая обрешетка оптимально подходит для укладки черепицы.

После укладки обрешетки проводят утепление и гидроизоляцию кровли. Особенно важен этот этап, если вы планируете организацию мансарды. На обрешетку укладывают гидроизоляционный материал. Можно использовать полиэтиленовую пленку. Пленку укладывают внахлест и закрепляют при помощи строительного степлера.

Если на чердаке не планируется жилое помещение, в качестве утеплителя часто используют керамзит. Он не подвергается воздействию грызунов и влаги. При этом важно укладывать материал плотным слоем, чтобы не оставалось зазоров и щелей. Учтите, что такой слой увеличит нагрузку на стены и фундамент дома. Из чердачного помещения можно легко сделать подсобную комнату при помощи обустройства пола досками.

Утепление мансарды проводят с использованием минваты в рулонах или плитках. Такой материал легко и быстро укладывается, характеризуется малым весом и высокой плотностью. Он создает хорошую пароизоляцию, не подвергается воздействию грызунов и эффективно заполняет пустоты.

Не забывайте обработать стропила, балки, доски и другие деревянные элементы защитными средствами! Такие составы обезопасят древесину от негативного влияния влаги и насекомых. Без обработки дерево быстро отсыревает, гниет и разрушается. Придется часто делать ремонт и заменять пострадавшие элементы.

Монтаж двускатной крыши из бруса включает следующие этапы

Установка мауэрлата

Обвязка укладывается на длинные стены дома и крепится к ним при помощи анкерных болтов. При этом мауэрлат должен выравниваться уровнем по внутренней стороне стены. Под обвязку обязательно выстилается гидроизоляция: геотекстиль, технониколь, гидроизол или обычный рубероид. Для брусовых домов роль мауэрлата может выполнять самый верхний венец. Однако если крышу необходимо поднять повыше, то мауэрлат здесь незаменим. Таким же образом на внутренние несущие стены дома укладываются 1-2 лежня.

Установка опор и коньков

Опоры из бруса монтируются на лежень с выбранным шагом. Опоры выравниваются по уровню и закрепляются укосинами — досками 2,5х10 см. Стойки жестко крепятся на лежне гвоздями или металлическими уголками (усиленный вариант). На стойки укладывается брус конька (прогон) и закрепляется гвоздями и металлическими уголками.

При монтаже висячих стропил стойки устанавливаются временно, а мауэрлат к стене крепится при помощи дополнительных металлических стяжек, т.к. при этом типе стропильной системы на него будет действовать повышенная нагрузка.

Мауэрлат для висячих стропил. Стропильные ноги крепятся скобами

Монтаж стропильных ног. Метод монтажа стропильных ног зависит от выбранного типа стропил. Ноги наслонной конструкции устанавливаются на мауэрлат и крепятся при помощи кронштейнов, саморезов или скоб. Усиление кронштейнами придает стропилам дополнительную жесткость. Если длина бруса не позволяет сделать свесы, то монтируются кобылки, которые изготавливаются из того же бруса, что и стропила. Кобылки крепятся гвоздями. Стропила соединяются в районе конька крыши, образуя треугольник.

Висячие стропила накладываются на мауэрлат, делается спил, в который затем вставляется нога стропила и крепится на гвозди. Благодаря напилу брус плотно прилегает к мауэрлату и не нуждается в креплении скобами и кронштейнами. На установленные стропила накладывают затяжки.

Виды стропильных систем: выбираем подходящую

Двускатные крыши по типу стропильной системы подразделяются на наслонные и висячие. Первые предполагают монтаж стоек и общего лежня, крепящегося к мауэрлату, вторые характеризуются наличием затяжки между основанием стропил.

Висячие стропила применяются для небольших строений без внутренних несущих стен, наслонные – для зданий с несущей средней перегородкой. Выбор стропильной системы зависит от размеров дома, предполагаемого угла наклона ската и кровельных материалов, что вкупе определяет величину нагрузки на всю конструкцию. Правильно выбрать вид системы и сделать точный расчет может только профессиональный строитель.