Если под кровлей нет перекрытия – как правильно усилить стропила

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

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.

Видео о способах наращивания стропилин

Ролик с пошагово изложенным процессом соединения частей стропила:

Видео-пример одного из способов соединения пиломатериалов:

Соблюдение технологических предписаний, согласно которым производится сращивание стропилин по длине, гарантирует беспроблемную работу конструкции. Способы удлинения позволяют снижать расходы на строительство крыш. Следует не забывать о предварительных расчетах и о подготовке к выполнению соединений, чтобы результат усилий стал идеальным.

Составные части крыши

Двускатная крыша — самая распространенная конструкция в частном строительстве. Представляет собой две плоскости, наклоненные в противоположные стороны под углом к горизонту 20-42°, соединенные в вершине — такой форме снег, дождь и талая вода стекают с поверхности крыши, не задерживаясь. При увеличении угла наклона возрастает парусность конструкции, что при сильных порывах ветра может привести к отрыву.

Составные части крыши

Несущий каркас крыши состоит из стропильной системы, которая включает элементы:

  • Мауэрлат — опорная балка, расположенная по периметру дома в верхней части стен. Нагрузка от вышележащей конструкции, снега и ветра передается коробке через нее.
  • Крепление мауэрлата

    Мауэрлат

  • Стропильные ноги или стропила — наклонные элементы, которые монтируют с шагом 80-200 см и соединяют горизонтальными прогонами. Передают усилия от кровли на мауэрлат. По виду опирания их разделяют на наслонные или висячие.
  • Крепление стропильной ноги к мауэрлету.

  • Конек — горизонтальный брус для крепления стропил, верхняя точка крыши.
  • Стойки, подкосы, распорки, ригели — горизонтальные, вертикальные и диагональные элементы для придания жесткости каркасу.
  • Лежень — горизонтальный брус для опирания стоек, уложенный на внутреннюю несущую стену.
  • Обрешетка, настил — основание для слоев кровельного пирога, добавляет стропильной системе устойчивость.
  • Кобылка — элемент, удлиняющий стропила. Применяют при недостаточной их длине для формирования свесов.
  • Затяжка — потолочная балка, элемент перекрытия этажа или усиливающая стропильную систему горизонтальная связь.
Составные части крыши

По обрешетке монтируют слои гидро-, шумо- и пароизоляции, утеплитель, если чердак жилой, и кровельные материалы.

Читайте также:  Способы усиления железобетонных конструкций

Стропильная система двускатной крыши в частном строительстве обычно изготавливается из дерева. Материал доступен, прост в обработке, позволяет возводить легкие пространственные конструкции, не перегружающие стены и фундамент.

Составные части крыши

Схемы стропильной системы двухскатной крыши.

Иногда для сооружения каркаса применяют металлический прокат — швеллеры, трубы, двутавры, уголки. Такой способ в индивидуальном строительстве используется значительно реже. Конструкции из стали дороже, сборка требует профессиональной квалификации и оборудования.

Составные части крыши

Сечения стандартных несущих элементов составляют:

  • мауэрлат (лежень) — брус толщиной от 100, высотой от 150 мм, бревно диаметром 170-190 мм;
  • стропила — брус 50х150, 100х150 мм, стесанные на один кант бревна, доски, уложенные на ребро;
  • стойки — 100х100 мм;
  • доски обрешетки — толщина 25 мм.
Составные части крыши

При больших пролетах домов и высоких нагрузках размеры сечений несущих элементов определяют расчетом на соответствующей подготовке антисептиками древесина устойчива к гниению. Специальные составы — антипирены — защищают материал от возгорания.

Помимо несущего каркаса и покрытия крыша содержит элементы:

Составные части крыши
  • свесы — выступающие за пределы наружных стен продолжения скатов, оберегают ограждающие конструкции от стекающей воды;
  • ендовы, разжелобки — элементы для обустройства стыков при пересечении плоскостей кровли, необходимый узел в кровлях, состоящих из нескольких двускатных форм.

С боков крышу ограничивают фронтоны — части стен треугольной формы. Чердак может выполнять функции мансарды и использоваться как жилое помещение для постоянного или временного проживания.

Составные части крыши

Элементы стропильной конструкции

Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:

Составные части крыши
  1. Мауэрлат – основа конструкции кровли. «Фундамент» крыши крепится по периметру стен и равномерно распределяет нагрузку, защищает постройку от опрокидывания. Мауэрлат изготавливается из бруса, в деревянном доме роль этого составляющего выполняет верхняя обвязка стен.
  2. Стропильные ноги – удерживают вес кровельного пирога. Между стропилами укладываются листы утеплителя, а сверху монтируется обрешетка.                                                                                                       
  3. Прогоны – брусья, горизонтально расположенные вдоль кровли. Выступают как опора для стропильных ног. Различают коньковый прогон (находится на вершине кровли, удерживает стропила) и боковые прогоны (находятся посередине стропильных ног).
  4. Стойки – дополнительные упоры для конька и стропил, берут на себя часть веса конструкции.
  5. Подкосы – наклонные брусья, подпирающие стропильные ноги. Усиливают прочность и жесткость сооружения.

Чердачное и мансардное перекрытия

Чердачное перекрытие имеет такую же конструкцию, как и междуэтажное, отличие заключается в отсутствии пола и, для уменьшения теплопроводности, большей толщиной теплоизоляции. Мансардное перекрытие отличается от чердачного наличием пола.

  • Этапы строительства из газобетона
  • Виды межэтажных перекрытий
  • Армопояс-описане, изготовление
Чердачное и мансардное перекрытия

Для его установки требуется присутствие всего двух человек. Еще одно преимущество дерева заключается в его небольшом весе, что очень важно для газобетона.

Деревянные перекрытия в доме из газобетона бывают межэтажные, цокольные и чердачные. Принципиальная разница между ними невелика, но имеются некоторые особенности их обустройства.

Восстановление повреждений

Не бывает ничего вечного, и стропильная система может потерять свои начальные свойства. Из-за неправильного расчёта или от времени стропильная нога может начать прогибаться. В этом случае наиболее эффективны будут боковые накладки. Для усиления стропильной системы применяются стяжки (ригели) и подпорки (стойки).

Восстановление повреждений

При необходимости выпрямления прогнувшейся стропилины (стропильной ноги) её выпрямляют с помощью домкрата или гидроцилиндра.

Восстановление повреждений

Дерево за время может подгнить или потрескаться. Можно увеличить несущую способность стропильной ноги, применив «подмогу». Это дополнительная балка, которая крепится хомутами в нижней части основной балки стропила. Дерево лучше выбирать хвойных пород, просушенное.

Восстановление повреждений

Иногда происходит разрушение узла крепления стропильной системы к стене дома. Это может привести к разрушению крыши в целом. В этом случае узел крепления следует разобрать и заново собрать по всем правилам.

Восстановление повреждений

Важное значение для прочности стропильной системы имеет правильное выполнение конькового узла.

Восстановление повреждений

Радикальным способом модернизации является построение новой, более островерхой крыши над старой с последующей связкой их в единую конструкцию. Получается более прочная и жёсткая конструкция.

Читайте также:  Европейский опыт применения пенобетона в жилищном строительстве

Деревянная фурнитура

Под этим подразумевают различные анкеры, заклепки, метрический крепеж. Это специально изготовленные изделия для крепления определенных частей деревянных конструкций.

Еще используют различные монтажные профили из толстого оцинкованного стального листа. В них уже проделаны отверстия для гвоздей, шурупов или болтов — иногда разного диаметра. Они значительно облегчают соединение деревянных элементов в разных конфигурациях и под разными углами.

Самым простым таким элементом является обычная стальная перфорированная пластина. Хотя есть и более узкоспециализированные детали, которые имеют очень сложные многогранные формы.

Выбирая деревянную фурнитуру рекомендуется проверить ее допустимую нагрузку. Если при проектировании деревянной конструкции архитектор предвидел использование таких крепежных элементов и определил, какие нагрузки возникают при заданных соединениях, тогда подобрать наиболее подходящую фурнитуру для своего дома не составит труда. В противном случае лучше проконсультироваться с опытными специалистами и продавцами строительного крепежа.

Особенности монтажа стропильной системы при строительстве мансарды

Рассмотрим их особенности.

Стропильная система мансардной крыши с опорой нижних (наслонных) стропил на мауэрлат

В данной стропильной системе нижние стропила опираются снизу на мауэрлат, а сверху — на прогон

При ее строительстве используются следующие способы установки стоек:- при монтаже на бетонное перекрытие стойка устанавливается на лежень;

— при монтаже на деревянное перекрытие стойка устанавливается на балку перекрытия.

Совет. При выборе деревянных балок перекрытия следует учитывать вес крыши.

После монтажа стоек устанавливаются наслонные стропила. Первыми монтируются угловые стропила. При проведении этих работ следует постоянно проверять плоскости скатов.

Верхняя часть стропильной системы собирается из висячих стропил. Опорой для них служит прогон. Снизу они подшиваются затяжками.

При необходимости верхняя часть стропильной системы усиливается ригелями, дополнительными балками и т.п. Это необходимо в том случае если вес кровельных материалов велик (например, при использовании металлочерепицы). Если же кровля покрыта легким материалом (таким как ондулин) в этом нет необходимости.

Стропильная система мансарды с выносом нижней части наслонных стропил за пределы стены

Особенности монтажа стропильной системы при строительстве мансарды

Данная система монтируется в случае если необходимо увеличение карнизного свеса.

Принципиальным отличием от остальных вариантов является отсутствие мауэрлата. Стойки и наслонные стропила нижней части крыши упираются в балки перекрытия с обязательной установкой подкоса.

Совет. Во избежание опрокидывания крыши при максимальных ветровых нагрузках, крепите крышу к стенам дома анкерами.

Монтаж верхней части крыши принципиально не отличается от предыдущего варианта.

Стропильная система мансарды с использованием только наслонных стропил

Конструктивной особенностью данной системы является применение одинаковых стропил для верхней и нижней частей крыши.

Монтаж нижней части может осуществляться как в первом или во втором варианте. А вот монтаж верхней части имеет свои особенности:

балка, выполняющая роль затяжки в первых вариантах, в данном варианте исполняет роль опорной балки для стоек и потому должна быть выполнена из бруса сечением не менее 200х200 мм; стропила будут опираться верхней частью на коньковый прогон, а нижней – на прогон; прогон может быть уложен на схватки или прямо на стойки.

вся стропильная система представляет собой каркас, служащий основой для мансардного помещения.

Крепим к мауэрлату

Стропильная система – это довольно сложная конструкция. В нее входят множество элементов.

Именно поэтому очень важно правильно прикрепить каждую деталь к нужному месту. При возведении каркаса будущей крыши по всему периметру стен дома монтируется мауэрлат. Этот элемент должен равномерно распределять все нагрузки.

Крепим к мауэрлату

Именно сюда, чаще всего, производится крепление нижней части стропил. Исключение может быть только в том случае, если роль мауэрлата играет верхний брус деревянного дома. Но и в этом случае крепеж производится аналогично.

Так как сделать крепление стропил к мауэрлату? Какие варианты предлагают профессиональные строители? Здесь существует несколько способов крепления, а именно:

Первый вариант крепежа называется жестким. Такое соединение считается наиболее надежным.

Крепим к мауэрлату

Но при этом вам придется потратить больше сил и времени. Суть такого крепления стропил заключается в следующем. В ноге делается запил.

Читайте также:  Расчет безбалочного монолитного перекрытия

Он должен своей геометрией повторять форму мауэрлата. Глубина запила не должна быть более одной трети ширины стропил. Чтобы облегчить работу можно сделать шаблон.

Его делают по первой стропиле. Далее с помощью шаблона можно запилить остальные. Но такой вариант можно использовать только в том случае, если мауэрлат ровный и лежит строго по горизонтали.

Крепим к мауэрлату

В противном случае каждый крепеж нужно будет подгонять по стропила можно и с применением упорного бруска. Такой способ довольно прост, поэтому его рекомендуют использовать новичкам. В этом случае крепление стропил к мауэрлату производится с использованием двух брусков.

В их качестве выступают доски с толщиной не менее 40 миллиметров. Их нужно закрепить с двух сторон каждой из стропил. Делать это лучше всего с помощью гвоздей.

Далее упорные брусья крепятся к самому мауэрлату. При таком способе крепления стропил легко регулировать и угол наклона ската, и длину один вариант выполнения подобной работы – это применение скользящего метода. Таким способом стоит крепить в случае, если дом выполнен из дерева.

Крепим к мауэрлату

Этот материал дает усадку. Чтобы стропильная система не «развалилась» все места соединения должны быть подвижными. Для того, чтобы скреплять скользящим методом, необходимо приобрести специальные фиксаторы.

Это основные виды соединения стропил и мауэрлата. Довольно часто их комбинируют.

Например, если нужно покрыть крышей сруб (стены выложены из бревен), то применяют скользящий метод. Но для большей прочности в стропилах делают запил по дуге. Такой способ более трудоемкий и не каждому «новичку» под силу.

Крепим к мауэрлату

Видео по теме:

Видео описание

Подробнее об этом на видео:

Дома, построенные из газосиликатных блоков, пеноблоков и других относительно хрупких материалов, обязательно усиливаются по верхнему периметру стен монолитным бетонным поясом. Без него невозможно надёжное крепление мауэрлата, так как подобные материалы плохо удерживают в себе крепёж. Как правило, ещё во время заливки бетонного пояса в него вертикально устанавливают шпильки, на которые впоследствии и «насаживается» мауэрлат и фиксируется гайками.

В этом случае деревянная обвязка стен получается более надёжной и хорошо противостоит распорным нагрузкам. Помимо уже описанных способов, как крепить стропила к мауэрлату, можно использовать и другие. Например, с помощью накладной перфорированной пластины с запилом стропильной ноги или без него. Или на скобу либо три перекрещённых гвоздя без запила. Важно только срезать опорную часть стропила так, чтобы она точно совпадала с плоскостью мауэрлата.

Видео описание

Обратите внимание на то, что при установке без запила стропильные ноги придётся удлинить, нарастив их кобылками, чтобы образовался выпуск для карнизного свеса.

Чтобы снизить распирающую нагрузку на мауэрлат двухскатной крыши, используют скользящие (шарнирные) соединения. Это могут быть и специальные крепёжные элементы, и один вертикально вбитый гвоздь, и крепление на скобу с разнонаправленными зубьями.

Шарнирные сопряжения нижней части стропильных ног чаще всего применяются и тогда, когда надо решить, как крепить стропила на односкатной крыше. Но в этом случае верхнюю часть закрепляют жёстко на коньковой балке или стене односкатной крыши, выполняющей её функции.

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

Количество балок, их размеры, шаг установки зависят непосредственно от площади помещения и предполагаемых нагрузок. Большинство экспертов считают, что оптимальной нагрузкой на перекрытия является 0,4 тонны на один квадратный метр площади (‬400‭ ‬кг/м 2 ). В эту нагрузку включают вес самой балки, массу чернового и финишного покрытия пола сверху и потолка снизу, утепления, коммуникаций, а также мебель и людей.

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

Сечение зависит и от того, из какой древесины делаются перекрытия. Сейчас приведем средние рекомендуемые значения при шаге укладки в 60 см:

  • Если пролет составляет 2 метра, то минимальное сечение должно быть 7,5 на 10 см.
  • При длине пролета в 2 с половиной метра балка должна иметь размеры 7,5 на 15 см.
  • Если пролет трехметровый, то принято использовать балки 7,5 на 20 см.
  • При длине балки в 4 и 4,5 м принято использовать их с сечением 10 на 20 см.
  • Для постройки пятиметрового перекрытия используются перекладины с сечением 125 на 200 мм.
  • Шестиметровое перекрытие делается из балок размером 15 на 20 см.
Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

Приведем таблицу сечений деревянных балок перекрытия в зависимости от пролёта и шага установки, при нагрузке 400 кг/м2:

пролёт (м)/ шаг установки (м)

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

2,0

2,5

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

3,0

4,0

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

4,5

5,0

Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки

6,0

0,6 75х100 75х150 75х200 100х200 100х200 125х200 150х225
Расчет необходимого сечения в зависимости от длины пролета и нагрузок, шага укладки
1,0 75х150 100х150 100х175 125х200 150х200 150х225 175х250

Если не планируется нагружать перекрытия (в случае нежилого чердака для хранения легких вещей), то допустимы меньшие значения нагрузок от 150 до 350 кг/м 2 . Вот значения для шага установки 60 см: