Строительство кровли и стропил: Стропильная система крыши: расчет, устройство и монтаж, наслонные и висячие стропила кровли, мауэрлат

Стропильная система крыши: расчет, устройство и монтаж, наслонные и висячие стропила кровли, мауэрлат

Основной несущей конструкцией крыши является стропильная система. Стропила должны выдерживать не только кровельное покрытие, но и ветровую и снеговую нагрузки. Как правило, основные элементы стропильной системы крыши изготавливают из хвойных пород древесины (не более 20% влажности) и обрабатывают специальными огнебиозащитными составами.

Нагрузки, которые воспринимает стропильная система, бывают постоянные и временные. К временным нагрузкам относятся: люди, выходящие на крышу, оборудование для обслуживания или ремонта, временно установленное на кровле, ветровая и снеговая нагрузка. Особые нагрузки: сейсмическое воздействие на здание (в сейсмоопасных районах). Постоянные нагрузки — это вес самой кровельной конструкции (кровельных материалов, стропил, утеплителя и изоляции, а так же отделки потолка помещения).

Снеговая нагрузка

Значение снеговой нагрузки определяют по формуле S=Sg*µ, где Sg — это расчётное значение веса снегового покрова на 1м

µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на кровлю.

Ветровая нагрузка

Значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте Z над поверхностью земли определяется по формуле W=Wo*k
Wo — значение ветровой нагрузки, которое принимается по таблице ветрового района России

k — коэффициент, который учитывает изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности.

А — открытые побережья, степи, пустыни, тундры.
B — города, лесные массивы и другие местности, которые равномерно покрыты препятствиями высотой более 10 м.
*При определении ветровой нагрузки тип местности может быть различным для разных расчетных направлений ветра.

Карты ветровых и снеговых районов РФ:

Типы стропильных конструкций скатной крыши

По типу строения стропила можно разделить на наслонные и висячие. Основная фигура в стропильной системе — треугольник, поскольку он является наиболее жестким.

Наслонные стропила опираются концами на стены дома, а серединой на промежуточные опоры. Их устанавливают в зданиях с несущей средней стеной или промежуточными опорами. При использовании наслонных стропил расстояние между опорами не должно превышать 6,5 метров. Наличие дополнительных опор позволяет увеличить эту ширину до 12-15 метров. В деревянных домах из оцилиндрованного бревна стропила опираются на верхние венцы, а в каркасных домах — на верхнюю обвязку. В домах из кирпича, камня или блоков в качестве опоры для стропильных балок применяется мауэрлат. При одних и тех же размерах дома крыша с использованием наслонных стропил будет более легкой.

Висячие стропила концами опираются только на стены здания или на мауэрлат (опорный брус), без промежуточных опор. Их применяют в строениях с легкими стенами. Стропильные ноги в такой системе работают на изгиб и сжатие. Конструкция создает горизонтальную распирающую нагрузку, передающуюся стенам. Для уменьшения этой нагрузки применяется металлическая или деревянная затяжка, которая соединяет стропильные ноги.

При монтаже над несколькими пролетами одной единой стропильной конструкции, висячие и наслонные стропильные фермы возможно чередовать. В местах без промежуточных опор использовать висячие стропила, а в местах с опорами — наслонные стропила.

Мауэрлат

Стропильные ноги опираются не на стены, а на мауэрлат, опорный брус. В деревянных домах мауэрлатом является верхний венец сруба (бревно, брус). Для кирпичных стен это специально устанавливаемый заподлицо с внутренней поверхностью стены брус (с наружной стороны он должен ограждаться выступом кирпичной кладки). Между мауэрлатом и кирпичом обязательно прокладывается слой гидроизоляции из рулонных битумных материалов. Мауэрлат может располагаться по всей длине здания или подкладываться только под стропильную ногу.

1 – мауэрлат; 2 – стропильная нога; 3 – затяжка; 4 – перекрытие.

Коньковый прогон

В верхней части стропильной системы скатной крыши устанавливают прогон, который соединяет между собой стропильные фермы. На коньковом прогоне в дальнейшем и будет сделан конек крыши.

Подбор сечений стропил и других элементов стропильной конструкции

Сечение бруса, который используется для изготовления стропильных ног, будет зависеть от длины стропил, шага их установки и расчетных величин ветровых и снеговых нагрузок по данному региону. В таблице ниже указаны рекомендуемые значения, соответствующие возможным максимальным нагрузкам на стропильную конструкцию для Подмосковья и Москвы. Они не заменят полноценного расчета несущей способности стропильной конструкции, но их можно рассматривать для простых кровельных конструкций. Таблица составлена с учетом ассортимента древесных и пиломатериалов, которые производят российские предприятия по ГОСТу 24454-80 «Необработанная древесина».

Сечения балок указаны миллиметрах

Рекомендуемые сечения других элементов стропильной системы:

• Мауэрлат: брус 100х100мм, 100х150мм, 150х150мм.
• Диагональные лаги и ендовы: брус сечением 100х200мм.
• Прогоны: брус 100х100мм, 100х150мм, 100х200мм.
• Затяжки: бруса 50х150мм.
• Ригели, выступающие опорой для стоек: брус 100х150мм, 100х200мм.
• Материалом для стоек обычно служит брус 100х100мм или 150х150мм.
• Кобылки, доски карнизов и подкосы: брус 50х150мм.
• Лобовые и подшивочные доски: 22-25х100-150мм.

Монтаж и установка стропильной системы

Монтаж стропил ведется по различным технологиям и зависит от конструкции кровли. Крепление стропил выполняют крепежными элементами – гвозди, шурупы, болты, хомуты, скобы. Они так же используются и для укрепления несущей системы крыши. Элементы стропильной системы, которые соприкасаются с блоками или кирпичной кладкой, нужно защитить от гниения. Это делается прокладкой рулонного материала на битумной основе. Так же деревянные части стропильной конструкции необходимо покрыть огнебиозащитой.  

Мауэрлат крепится к кладке через штыри. Стропильная нога опирается на мауэрлат и притягивается скруткой из проволоки диаметром около 6мм. При установке стропил первым делом монтируют крайние пары стропильных ног, потом при помощи шнура необходимо проверить параллельность их граней. Далее шнур натягивается по коньку, по нему устанавливают промежуточные пары стропил и тщательно их выравнивают. Если на место установки выхода дымохода, вентиляции или мансардного окна попадает стропило, то допустима вырезка части стропильной ноги с установкой поперечных распорок из бруса такого же сечения. Расстояние от деревянных частей до дымохода по строительным нормам должно быть больше 13 см.

Строительство стропильной системы: монтажные работы, типы

Кровля здания является важной несущей частью всей конструкции, поэтому строительство стропильной системы лучше всего доверить опытным работникам, которые знают все тонкости этой ответственной и трудоемкой работы. При желании осуществить монтаж данной конструкции можно и самостоятельно, однако перед началом работ следует тщательно изучить всю информацию по их проведению.

Хвойные породы деревьев – наиболее подходящий материал для стропильной системы, т.к. подобную древесину достаточно просто обрабатывать, а ее стоимость на сегодняшний день является самой оптимальной. Еще одним несомненным достоинством хвойных пород дерева является их относительно малый вес, благодаря чему работы по их монтажу проходят без привлечения специализированной техники, предназначенной для работ с большими весами.

Строительство стропильной системы предполагает обязательное наличие следующих элементов:

• Мауэрлат (т.е. главный опорный брус) выступает основой крепления всех стропил в деревянной конструкции.
• Стропильная нога обеспечивает соединение горизонтального типа и выступает в качестве опоры для других ног.
• Боковые прогоны монтируются в центре “ноги”. Коньковые прогоны монтируются на верху кровли, после чего на них устанавливается коньковый элемент.
• Затяжки конструкции соединяют противоположные концы основного бруса, тем самым придавая конструкции дополнительный запас прочности.
• Стойки служат опорой для строительных ног и передают нагрузку затяжке.
• Подкос является укрепляющим элементом конструкции, основная задача которого – принять на себя большой процент нагрузки, передающейся от стропильных ног на стойки деревянной конструкции.
•  Лежень придает дополнительный запас жесткости.
• Ригель находится на самом ее верху, надежно скрепляя строительные фермы между собой.
• Решетчатая конструкция (обрешетка) – это поперечное перекрытие, выполненное из досок или брусьев. Обрешетка предназначена для удержания и фиксации кровельного материала.

Сегодня можно выделить два вида стропильных систем:

• Наслонная. Наиболее часто используется в строениях, где величина пролета кровли не превышает 6-6,5 метров. Кроме того, подобную систему можно применять и в зданиях с пролетом кровли не более 12 метров, однако тогда обязательным условием является монтаж дополнительной опоры. Наслонный вид  монтируется либо в зданиях с центральной стеной несущего типа, либо в строениях, проект которых предусматривает наличие промежуточных столбчатых опор. В данном случае упор стропильной системы приходится на внутренние и на наружные стены строения. Столбы фундамента и средняя несущая стена выступают в качестве дополнительной опоры. Подобная система имеет наиболее простую конструкцию в сочетании с приемлемой стоимостью пиломатериалов, необходимых для ее строительства. Составляющие материалы: чердачное перекрытие, стропильная нога, ригель.
• Висячая. Данная система монтируется в домах, величина пролета кровли которых находятся в диапазоне от 7 до 12 метров. Не нуждается в дополнительных опорах. Вместо этого применяются затяжки из металла или дерева, при помощи которых стропильные ноги жестко фиксируются, перенося горизонтальную нагрузку на стены строения. Составляющие висячей системы: стропильная нога, мауэрлат, подкос, бабки, затяжки.

Монтаже крыш сложной формы возможно совместное использование систем обоих видов.

Этапы строительно-монтажных работ:

1. Процесс проектирования. Прежде всего, необходимо произвести тщательные расчеты стропил на крышу, всех нагрузок, которые будут воздействовать на кровлю во время ее эксплуатации.

Основные типы нагрузок:

• Вес кровельных строительных материалов;
• Вес гидро – тепло – изоляционных материалов;
• Вес стропильной системы;
• Воздействие атмосферных нагрузок (порывы ветра, дождь, снег и т.д.).

Для максимальной прочности будущей конструкции необходимо брать наибольшие значения всех произведенных расчетов. При этом ГОСТ указывает что нагрузка, которую кровля может выдержать на 1метр квадратный своей площади, должна быть не менее чем 200 килограмм.

Далее нужно установить угол ската кровли. Наиболее распространенная схема его расчета заключается в делении ширины строения на 4. Получившееся в результате значение и будет идеальным расстоянием, которое составляет высоту от конька кровли до балки.

1. Работы по подготовке основания. Перед началом монтажных работ вся площадь стен тщательно выравнивается при помощи специальной стяжки. На следующем этапе происходит укладка слоя изолирующего материала, лежня и мауэрлата.
2. Работы по сборке стропильной системы. Этот этап монтажных работ является наиболее важным, т.к. любой перекос или ошибка во время монтажа конструкции может привести к полному ее разрушению. При монтаже кровли большого объема обязательно устанавливаются подпорки, защищающие всю систему от прогиба.

Крыша в любом здании должна быть крепкой и надежной, в противном случае она будет представлять опасность для жизни людей, находящихся в помещении. Строгое соблюдение всех правил монтажа в сочетании с использованием высококачественных материалов является обязательным условием строительства крыши любой сложности.

© 2022 stylekrov.ru

В чем разница между фермой и конструкцией стропил?

Вплоть до последних 20 лет стропила были стандартным механизмом поддержки кровли, соединяя крышу с наружными стенами и поддерживая вес крыши. Затем на сцену вышли сборные кровельные фермы, предоставив строителям и домовладельцам более широкий выбор материалов.

Хотя оба варианта по-прежнему используются при обучении жилых домов, большинство инспекторов по строительству рекомендуют фермы, когда есть выбор. Точно так же, если вы заменяете крышу, сейчас самое время заменить старые стропила фермами, чтобы оптимизировать кровельную систему, устойчивую к ветру и погодным условиям.

Вот три основных различия между стропилами и фермами. Оба предназначены для обеспечения конструкции и устойчивости крыши. Фермы и стропила образуют основу для настила крыши, гидроизоляционных элементов и выбора черепицы или отделки крыши.

Помимо несущих кровельных материалов, фермы и стропила обеспечивают структурную защиту здания. Их конструкция должна поддерживать отвод и сток воды, а их структурная прочность – это первая линия защиты вашего дома, если на него упадет большая ветка, дерево или линия электропередач/телефонная линия.

Возможные материалы и размеры

Хотя и фермы, и стропила сделаны из дерева, размеры различаются. Фермы стандартизированы и предварительно изготовлены (подробнее об этом ниже), последовательно построены с использованием 2 x 4. С другой стороны, стропила изготавливаются с использованием досок любого размера, от стандартных 2×4 до более широких досок, таких как 2×8 и 2×10, в зависимости от конструкции здания и предпочтений плотника, строящего стропильную систему.

Несмотря на то, что стропила обеспечивают больше места в конструкции (например, сводчатые потолки), они лучше подходят для небольших конструкций из-за их ограниченной способности выдерживать большие нагрузки на больших пролетах. В фермах используется лямочный подход, который обеспечивает поддержку более широких или длинных пролетов. Если учесть, что современные дома примерно на 74% больше, чем их 19Современники 00-х годов, вполне логично, что большинство строителей предпочитают использовать фермы вместо стропил.

Стабильность производства

Если вы спросите домашнего инспектора, есть вероятность, что он первым признает, что фермы являются их предпочтительным вариантом. Стабильность производства является одной из причин этого.

Фермы изготавливаются в контролируемых заводских условиях, включая внутренний контроль качества. В результате получается высоконадежный продукт, который редко, если вообще когда-либо, подвергается критике во время строительной инспекции. Каждая ферма изготавливается специально для удовлетворения потребностей одного проекта, в соответствии с точными спецификациями плана, поэтому нет никаких просчетов, низких измерений в последнюю минуту или ошибок проектирования. Они прибывают уже дважды проверенными как заводскими инспекторами, так и сторонними инспекционными специалистами, готовыми к установке.

Стропила разные. Стропила, также называемые «деревянным каркасом», проектируются и изготавливаются на месте квалифицированными плотниками. Каждая стропильная секция строится индивидуально, выставляется на элементы участка. В результате качество и сборка стропил могут варьироваться от секции к секции, в зависимости от обстоятельств на площадке в любой момент времени. И, как вы понимаете, качество проектирования и строительства ограничено опытом и навыками плотника. К сожалению, в наши дни труднее найти квалифицированного мастера, что является еще одной причиной, по которой большинство строителей перешли на фермы.

Время и затраты

Почти все без исключения фермы собираются намного быстрее, что делает их более доступными. В то время как стропила строятся на месте, и на их сборку может уйти до недели (при условии, что погодные условия и другие факторы влияют друг на друга), фермы доставляются уже собранными и обычно устанавливаются за один день.

Это более быстрое время установки также означает, что кровельщики могут установить кровельное отопление, защищая внутреннюю часть дома от непогоды. Сочетание более быстрой сборки и установки означает, что фермы почти всегда являются более доступным вариантом.

Запланируйте осмотр крыши с помощью Super Inspection Pros

Вы готовы записаться на осмотр крыши? Свяжитесь с Super Inspection Pros, чтобы найти лучшего «домашнего инспектора рядом со мной». Мы сообщим вам о состоянии вашей стропильной или ферменной кровельной системы и предоставим подробный отчет о любых обновлениях или изменениях, необходимых для оптимизации функционирования, эффективности или безопасности вашей крыши.

Стропила Perfect Roof — Fine Homebuilding

Руководства по проектам Fine Homebuilding

Обрамление

How-To

Сосредоточьте свои усилия на шаблоне стропила, и остальная часть крыши легко встанет на место.

Сэм Кербер Выпуск 256 — декабрь 2015 г./январь 2016 г.

Сводка: Извлекая уроки из деревянного каркаса, Сэм Кербер использует меловые линии, угольник для каркаса и ножевые линии, чтобы аккуратно выложить шаблонные стропила, гарантируя, что стропила его крыши будут хорошо выровнены без необходимости подрезать и подкладывать их один раз. на месте. Online Extra: За кулисами: как снимают качественные статьи о домостроении.

Мой процесс изготовления каркаса крыши начинается так же, как и у всех остальных: я раскладываю и вырезаю образец стропила, который затем использую в качестве шаблона для вырезания остальных стропил, чтобы сделать каркас крыши. Как и все остальные, я выбираю плоский, прямой и сухой кусок заготовки для шаблонного стропила, который я венчаю так, чтобы любая естественная арка была обращена вверх при установке, и я устанавливаю этот кусок на пару крепких козлов, которые находятся на удобная рабочая высота. Оттуда я становлюсь немного более суетливым, чем большинство, с макетом, который, я считаю, окупается с точки зрения качества моих кадров.

Большую часть времени производители каркасов используют 6-дюймовый каркас. стропильный угольник для разметки отвеса и посадочных срезов стропила. Но две практики на недавних работах убедили меня изменить свой подход. Во-первых, я начал включать компоненты деревянного каркаса в дома с деревянным каркасом; во-вторых, я делаю открытые стропильные хвосты на большинстве сборок. Деревянный каркас научил меня использовать меловые линии и угольник для точной разметки на досках, у которых нет надежной линейки для справки. Это также научило меня тому, что нож делает более четкие линии разметки, чем карандаш. Те же самые методы компоновки улучшили консистенцию открытых хвостов стропил, гарантируя, что они не только выглядят четкими и однородными, но и хорошо выстраиваются в линию без обрезки и прокладки на месте. Теперь, даже на крышах без выступающих хвостов стропил, я использую эту технику, потому что она работает лучше, чем обычные методы.

Пиломатериалы, даже те заготовки, которые мы используем для изготовления каркасов, далеки от совершенства. Ссылки на гребень, седло и другие срезы края доски могут исказить компоновку больше, чем вы думаете. Слабые кромки в процессе фрезеровки, естественные впадины и выпуклости на доске, а также сучки и другие узоры волокон — все это влияет на правильность кромки доски. Традиционный подход означает попытку установить длинный 2x между стенами и крышей, когда расположение углов основано только на 6-дюймовом деревянном брусе, который непосредственно соприкасается с квадратом стропила. Привязка опорных линий устраняет неточности.

Так ли важна такая суетливая точность при черновом каркасе? Мой ответ таков: речь идет не о том, чтобы быть совершенным ради совершенства; речь идет об облегчении остальной части работы. Если я уверен, что мои стропила выложены и обрезаны с высокой точностью, я могу им доверять. Таким образом, если они не подходят идеально, у меня есть подсказка, что что-то еще в моем кадрировании не в порядке и нуждается в корректировке. Возможно, верхняя пластина немного изогнута, стены немного не отвесны, или коньковая доска изогнута, изогнута или установлена ​​слишком высоко или слишком низко. Две ошибки не делают правильно, и исправление этих других компонентов имеет для меня больше смысла, чем изменение конька или посадочного места идеального стропила, чтобы оно подошло к проблемной раме.