Распорная и безраспорная кровля в чем разница

Наслонные стропила: обзор конструктивных схем + план монтажа

Наслонная стропильная система – конструкция, применяемая при сооружении крыш зданий с промежуточными несущими стенами, опорными столбами или колоннами. Опирается она не только на стены снаружи, но и на внутреннюю центральную опору ( в некоторых случаях — на две).

Если говорить про использование, то наслонные стропила – самые распространенные для жилых частных домов, которые, как правило, имеют внутренние стены-перегородки.

Содержание

Особенности наслонных стропил

Составные элементы наслонной системы: две стропильные ноги, нижние края которых опираются и закрепляются на наружных стенах (мауэрлате), а верхние – на горизонтальном коньковом прогоне. Прогон, в свою очередь, удерживается вертикальными стойками, упертыми в промежуточную стену.

Это классическая схема устройства наслонной системы, подходящая для двухскатной крыши. С односкатной крышей прослеживаются те же правила, но с иной реализацией. Стропила, входящие в стропильную систему, укладывают с опорой на противоположные несущие стены (выходит, что только на две опоры). Внутренняя перегородка здесь не нужна. По сути, ее функцию выполняет более высокая стена.

Для повышения несущей способности стропильной конструкции, в систему внедряют подкосы. Их наличие позволяет увеличить длину перекрываемых пролетов.

Для односкатных крыш возможно применение наслонных стропил без внедрения подкосов при пролетах до 4,5 м. Наличие подкоса увеличивает эту возможную длину до 6 м. Похожая тенденция прослеживается с двухскатными крышами. Двухскатная конструкция с одной промежуточной опорой используется для пролетов до 9 м. Установка подкосов увеличивает максимальную длину пролета до 10 м. А комбинация подкосов со схваткой (горизонтальной балкой, соединяющей пару стропильных ног) – до 14 м.

Существует несколько вариантов реализации наслонных систем, среди которых различают безраспорные и распорные конструкции с дополнительными поддерживающими подкосами, схватками, подстропильными балками.

Рассмотрим основные конструкции наслонных стропил.

Безраспорные стропила без подкосов

Данный вид наслонных стропил не дает распор на внешние стены. Нивелирование распирающих нагрузок происходит, благодаря особому сочетанию креплений. Один край стропилины всегда закрепляют жестко, а второй – на скользящей опоре. Это дает отсутствие распора.

Жесткое крепление может означать, что узел закреплен, но допускается поворот балки в шарнире (одна степень свободы). Также существует жесткое защемление стропильной балки, при котором любые смещения невозможны (нулевая степень свободы).

Больше свободы дает скользящее крепление, которое позволяет стропильной ноге не только поворачиваться, но и смещаться горизонтально (две степени свободы).

Безраспорная конструкция характеризуется тем, что в ней всегда присутствует и жесткое, и скользящее крепление. Благодаря этому, под влиянием нагрузки, стропила изгибаются, не передавая распор на стены.

Варианты закрепления стропильных ног

Низ стропилины закрепляют жестко, верх – свободно (скользящая опора)

Нижний край стропилины крепят жестко к мауэрлату (одна степень свободы), путем врубки зубом. В другом случае применяют запил с фиксацией опорным бруском.

На верхнем конце стропилины делают горизонтальный пропил со скосом. Если врубка невозможна, то край стропильной ноги подшивают снизу обрезком балки и скрепляют с двух сторон монтажными пластинами. Крепление верхнего края стропилины к прогону выполняют по типу скользящей опоры. При этом противоположные стропилины укладывают на конек поочередно, без скреплений между собой. Поэтому двускатную крышу, выполненную по этой схеме можно воспринимать, как две односкатные крыши, прилегающие друг к другу.

Сложность схемы в том, что любая погрешность в реализации конькового узла, превращает безраспорную конструкцию в распорную. Поэтому данный вариант редко используют для двухскатных крыш, чаще – для односкатных.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко

Самая распространенная схема для частных домов.

Нижний край стропилины закрепляют к мауэрлату на ползуне (металлической скобе), благодаря чему она может сдвигаться и изгибаться под нагрузкой. Чтобы стропилина не могла «уйти» в боковом направлении, с двух сторон ее фиксируют металлическими уголками или брусками.

Верх стропильных ног закрепляют на шарнире с допуском поворота (одна степень свободы). При этом коньковые узлы наслонных стропил данного типа выполняют так: края стропилин схлестывают между собой и соединяют болтом или гвоздями. Или же стыкуют предварительно срезанные под углом концы, а затем связывают их металлическими или деревянными накладками.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко защемляют

Эта схема отличается от предыдущей тем, что соединение стропил в коньковом узле выполняется с жестким защемлением. Стропила скошенными торцами опирают друг в друга, а затем связывают их между собой и коньковым прогоном двумя ригелями-затяжками. Получается узел с защемлением.

Низ стропильных ног соединяют с мауэрлатом свободно, на ползуне.

Данный вариант креплений отличается повышенной несущей способностью, позволяющей применять его в регионах с повышенным уровнем снеговых осадков.

Способы повышения устойчивости безраспорных систем

Все три рассмотренные стропильные системы показывают себя, как устойчивые при неравномерных нагрузках только в случае жесткой фиксации конькового прогона. То есть, когда его концы выводят на фронтоны или подпирают дополнительными накосными стропилами.

Если же коньковый прогон опирается только на стойки, крыша может потерять устойчивость. В рассмотренных втором и третьем вариантах (низ стропильной ноги на ползуне, верх – жестко закреплен) при увеличении нагрузки на один из скатов крыша будет смещаться в сторону увеличившейся нагрузки. Первый вариант сохранит форму, но только при идеально вертикальных стойках (под прогоном).

Чтобы, несмотря на нежесткую фиксацию прогона и неравномерные нагрузки, система стропил наслонная осталась устойчивой, ее дополняют горизонтальной схваткой. Схватка – это балка, обычно с тем же сечением, что и у стропил.

Она скрепляется со стропилами гвоздями или болтами. Пересечение схваток и стоек фиксируется гвоздевым боем. Работу схватки можно охарактеризовать, как аварийную. В случае неравномерной большой нагрузки на скаты, схватка включается в работу и предохраняет систему от перекоса.

Укрепить систему с жестко закрепленным верхом и свободным низом (второй и третий варианты) можно с помощью небольшой трансформации нижнего узла. Стропильные ноги выводят за край стен. При этом само крепление остается скользящим, по типу ползуна.

Еще один вариант повышения устойчивости – жесткое крепление низа стоек, на которых удерживается горизонтальный коньковый прогон. Для этого их врубают в лежень и фиксируют к перекрытиям, например, используя накладки из досок или брусков.

Распорные стропила без подкосов

В этом случае стропила опираются на несущие стены и передают им распор. Поэтому такие системы нельзя применять для домов, стены которых выстроены из газобетона. Газобетонные блоки совершенно не противостоят изгибу и разрушаются при распорных нагрузках. А другие материалы, например, кирпич или бетонные панели, легко выдерживают такие нагрузки и не деформируются.

Распорная система стропил требует наличия жестко закрепленного мауэрлата. Причем, чтобы выдержать распор, прочность стен должна быть высокой. Или же по верху стен должен идти неразрывный железобетонный пояс.

Для распорных стропил используют те же, рассмотренные выше для безраспорных систем, варианты креплений. Но с одним нюансом: все имеющиеся скользящие крепления (ползуны) заменяют на шарнирные с возможностью поворота. Для этого к низу стропилины прибивают опорный брус или делают врубку зубом в мауэрлат. Шарнирное крепление в коньковом узле выполняют, наложив стропила друг на друга и скрепив их гвоздевым боем или болтом.

Распорная конструкция – это нечто среднее между наслонными безраспорными и висячими системами. Коньковый прогон в них еще используется, но он уже не играет значительной роли. Ведь стропила уперты нижними краями в стены, а верхними краями – друг в друга. При просадке стен или прогибе конькового прогона под собственным весом, прогон перестает работать вообще. По своей сути такие стропила становятся висячими.

Для повышения устойчивости системы в нее включается схватка, которая работает на сжатие. Она частично, хоть и в небольшой степени, снимает распор на стены. Для того, чтобы схватка сняла распор полностью, она должна соединить нижние края стропильных ног. Но тогда она станет уже не схваткой, а затяжкой.

Также уменьшает распор установка жестко зафиксированного конькового прогона.

Стропила с подкосами

Такие системы могут устраиваться как по распорным, так и по безраспорным схемам. Их отличие от уже рассмотренных вариантов состоит в наличие третьей опорной части под стропильной ногой – подкоса (подстропильной ноги).

Подкос меняет систему. Стропилина из однопролетной балки превращается в двухпролетную неразрезную. Это позволяет увеличить перекрываемый пролет, вплоть до 14 м. А также – уменьшить сечение стропил.

Подкос соединяют со стропилиной таким образом, чтобы не допустить ее смещения. Делается это следующим образом: подкос заводят под стропило и фиксируют деревянными накладками по бокам и снизу.

Наслонная система с подстропильными балками

Эта конструкция наслонных стропил подходит для построек с двумя продольными несущими стенами или промежуточными поперечными стенами. Стойки в этом случае расположены не под коньком, а под стропилами. Коньковый прогон отсутствует.

Стропильные ноги в схеме опираются на две подстропильные балки (сквозные прогоны), которые, в свою очередь, уложены вдоль скатов крыши и опираются на вертикальные стойки. Стойки закреплены к несущим промежуточным стенам через лежни.

Сквозные прогоны можно и не включать в схему. Тогда стойки придется подводить непосредственно под каждую стропилину и закреплять с затяжкой гвоздевым боем.

Сверху стропильные ноги стыкуют между собой и связывают накладками из металла или дерева с двух сторон.

Отсутствие конькового прогона автоматически означает, что стропильная система образует распор. Чтобы его нейтрализовать в безраспорном варианте системы, ниже сквозных прогонов закрепляют затяжку. При нагрузках она будет растягиваться и устранит нежелательный распор. Для сохранения устойчивости в системе используется схватка, закрепленная в нижней части сторопильных ног. Также от складывания конструкцию уберегут специальные расшивки, которые закрепляют крест-накрест между стойками.

В распорной системе схватку устанавливают выше сквозных прогонов. Тогда схватка под нагрузкой будет сжиматься и, по сути, превратится в ригель.

Установка стоек под стропильными ногами или сквозных прогонов (и отсутствие центральных стоек!) дает возможность использовать наслонные стропила данного типа для устройства просторных мансардных помещений. Другие схемы подходят только для чердачных помещений и мансард с перегородками.

Ключевые моменты монтажа наслонных стропил

Имея на руках рассчитанную схему устройства, можно приступать к монтажу стропильной системы. Установка выполняется в несколько этапов, основные из них такие:

1. По верху наружных стен укладывают мауэрлат – доску или брус. Чтобы предупредить загнивание мауэрлата, между ним и стеной прокладывают гидроизолирующий материал – рубероид, толь и т.п.

2. По верху промежуточной стены укладывают лежень, который необходим для крепления вертикальных стоек.

3. На лежне закрепляют стойки с шагом 3-6м.

4. Сверху, на стойки, устанавливают коньковый прогон.

5. Выставляют стропила с шагом 0,6-1,2 м. Снизу стропильная нога крепится к мауэрлату в соответствии с выбранной схемой креплений (на шарнире или на ползуне). Сверху стропильные ноги либо выкладывают отдельно на коньковый прогон, либо соединяют верхние края между собой, опирая на конек.

6. Если схема предусматривает, стропильные ноги соединяют горизонтальными схватками.

7. Опять же, по требованию схемы, выставляют подкосы, опорные элементы.

Выполняя работы по установке стропил нельзя допускать оплошностей. Следует помнить, что стропильная система – это каркас крыши, который должен выдерживать все возможные нагрузки. Неправильно рассчитанная или смонтированная система может запросто привести к перекосу и даже разрушению всей крыши.

Обзор видов и типов установки стропильных систем для двухскатной крыши

Двускатные крыши одни из самых популярных кровельных конструкций. Их основой является стропильный каркас, где в роли главных несущих элементов выступают стропильные ноги.

Они могут быть висячими и наслонными стропилами. В чём их различия, какие бывают виды стропильных систем для двухскатной крыши, где их чаще всего применяют – обо всём этом узнаете, прочитав данную статью.

Варианты

В поперечном разрезе двускатная крыша выглядит в виде треугольника. Это профиль двух стропил под прямоугольными скатами кровли, которые вверху объединены с коньковым прогоном в единый узел. Их нижние концы опираются на мауэрлат и связаны балкой перекрытия.

На схеме изображены основные несущие элементы двускатной кровли. Более подробно о них ниже:

1. Мауэрлат – горизонтальная деревянная балка, уложенная поверх наружных несущих стен дома. В этом качестве используют брус или доски. Крепят к кладке с гидроизоляцией анкерными болтами или шпильками. В каркасных домах мауэрлат крепят скобами. В срубах роль мауэрлата исполняет верхнее бревно венца.
2. Стропильные ноги — основные несущие элементы крыши. Они являются опорой для обрешётки с кровельным покрытием, образуя два вида каркаса. Это наслонные и висячие стропильные системы. О них подробно ниже.
3. Конёк (коньковый прогон или брус) является связующим звеном для стропил. Бывает несущим ригелем при опоре на стойки.
4. Схватка – поперечный брус, стягивающий противоположные стропила. Балку называют ещё затяжкой и ригелем в зависимости от вида сопротивления (растяжение или сжатие), возникающего в элементе.
5. Лежень выполняет ту же функцию, что и мауэрлат. Балка служит основанием для стоек на несущей внутренней стене.
6. Стойка – брус, передающий нагрузку от прогона на лежень.
7. Прогоны – параллельные коньку балки, поддерживающие стропильные ноги.

Стропильные системы двускатной крыши можно разделить на две категории. Это деревянные кровельные каркасы с висячими и наслонными стропилами. Они работают в системе совместно с другими вспомогательными и несущими элементами.

У обеих систем одинаковая задача – это противостояние внешним нагрузкам (атмосферные осадки, ветровые нагрузки) и равномерное распределение их по стенам дома. А вот устройство конструкций, узлов и пути передачи нагрузок у стропильных систем разные.

С висячими стропилами

Каркасы с висячими стропилами не имеют промежуточных опор. Поэтому такие крыши возводят в домах без внутренних несущих стен. Даже эта особенность не мешает перекрывать висячими стропилами пролёты зданий до 17 м.

Отсутствие опорных элементов на большей площади подкровельного пространства позволяет обустраивать просторные мансарды.

Для домов с небольшим пролётом

Когда расстояние между наружными стенами не больше 6 метров, применяют простую висячую треугольную стропильную систему. Такое решение конструкции двускатной крыши наиболее приемлемо для небольших домов.

Угол наклона скатов в этом случае не рассчитывают, а придерживаются условия, при котором высота конькового прогона над чердачным перекрытием не должна быть меньше 1/6 длины пролёта.

При таком построении несущих элементов стропила подвергаются значительным усилиям на изгиб. Для их нейтрализации идут двумя путями: увеличивают поперечное сечение стропильных ног или усиливают врубку стропил в коньковом узле накладками.

Под висячие стропила можно не устанавливать мауэрлат. Вместо этого сверху на стены стелют гидроизоляцию и укладывают доску, закрепляя её шпильками. Доска нужна для выравнивания горизонта стен и увеличения опорной базы стропил.

Так, как висячие стропильные ноги оказывают распирающие усилия на стены дома, компенсируют давление установкой затяжек. Соединённые вместе, они образуют единую опорную конструкцию – ферму. Их собирают на земле, и только потом поднимают и устанавливают на мауэрлат.

Для мансард

Для обустройства мансарды под кровлей двускатной крыши нужно свободное пространство без стоек, подкосов и прочих элементов стропильного каркаса. Эту возможность предоставляет система висячих стропил.

Для этого затяжку перемещают вверх на высоту потолка будущего жилого помещения. В этом случае нижние концы стропил опираются врубкой на мауэрлат, образуя жёсткий узел. Для устойчивости системы стропила наращивают кобылками, которые становятся основой свесов кровли.

При такой схеме положения затяжки (ригеля) нагрузка почти полностью переходит на стропильные ноги. Приходится увеличивать поперечное сечение наклонных балок, выбирая более мощный профиль стропил. В некоторых случаях приподнятую затяжку разгружают подвеской (бабкой).

В качестве подвески используют металлический профиль (арматуру периодического или гладкого профиля диаметром 10 – 12 мм). Металл лучше древесины работает на растяжение. Используют разрезной ригель из двух частей. Узел соединения подвески с затяжкой представляет собой шарнир.

Мансарды удобней устраивать в двускатных крышах с ломаной кровлей. В разрезе конструкция крыши представляет собой две геометрические фигуры – это треугольник на трапеции.

За счёт острых углов наклона скатов верхнего сектора кровли, добиваются более тупых углов наклона сторон трапеции. В результате получают просторный объём жилого помещения. Верхние стропила опираются на прогоны в местах перелома кровли.

Для большепролётных зданий

Большими домами считают здания с пролётом между несущими ограждениями более 6 метров и наличия внутренних несущих стен. В таких случаях в качестве затяжек используют балки чердачного перекрытия. Они со стропилами образуют фермы.

При пролётах 9 м и более затяжку подвешивают к коньковому прогону подвеской (бабкой) и укрепляют узел соединения подкосами с двух сторон.

При больших пролётах (14 м и более) подобрать затяжку из цельного деревянного профиля невозможно – балку делают разрезной. Соединяют две части из бруса прямым или косым прирубом.

Для большей надёжности место стыковки усиливают накладными перфорированными стальными пластинами на болтах. Ниже на рисунке показаны три варианта висячей стропильной системы в домах с большим пролётом.

В висячих системах точек передачи нагрузок меньше чем в системах с наслонными стропилами. Поэтому висячие конструкции в сечении крупнее.

С наслонными

В двускатных крышах деревянный каркас с наслонными стропилами одной частью опирается на наружные стены, а другой на внутренние стены или колонны. Применяются распорные и безраспорные схемы стропильных систем с узлами врубок.

Распорные системы

Стропилины жёстко фиксируют врубами на мауэрлате. В результате стропильные ноги упираются в стены, как бы выталкивая их наружу. Внешние ограждения, возведённые из кладочных материалов (кирпич, шлакоблок и пр.), «спокойно» выдерживают эти нагрузки.

В деревянных домах распорная схема может разрушить стены. Для ограждений из брёвен и бруса диагональные нагрузки сверху от стропил критичны. Поэтому для зданий такого типа применяют безраспорные схемы наслонной стропильной системы.

Безраспорные и узлы врубок

Суть безраспорной схемы заключена в способе опирания стропил на мауэрлат. Для этого применяют скользящий узел – салазки.

Изгибающее напряжение в наслонной стропильной ноге переходит в вертикальную нагрузку на мауэрлат через узел скольжения. Вынос наклонных балок за пределы стен уравновешивает всю систему, а свобода смещения стропил вдоль своей оси делает её безраспорной.

В безраспорных системах применяют особые узлы врубок в коньковом узле. Верхний конец стропила укладывают на коньковый прогон врубкой отдельно от противоположной стропильной ноги. Это выглядит, как если бы две односкатные кровли сходились в одном месте, не соединяясь друг с другом.

Со схватками

Схватка – это горизонтальная балка, задача которой заключается в стягивании противоположных стропильных ног. Этим добиваются равномерного перераспределения нагрузки по всей длине стропильных ног.

В треугольной классической ферме роль схватки зачастую исполняет балка перекрытия. В зависимости от места положения и вида нагрузки (сжатие или растяжение) схватку называют ригелем или стяжкой.

В висячих системах для организации просторного пространства с целью обустройства мансарды схватки переносят вверх. Они становятся балками перекрытия мансардного помещения и основой для обшивки потолка. Концы стяжек крепят к стропилам гвоздями.

В некоторых случаях середину схватки соединяют с подвеской – вертикальным стержнем из бруса или металлопрофиля, шарнирно соединённым с коньковым ригелем.

В большепролётных домах в системах с наслонными стропильными ногами схватки соединяют со стойками, опирающимися на внутренние стены. Нижние концы стропил с мауэрлатом образуют шарнирно-подвижные узлы (ползуны или салазки).

С подкосами

Особенностью наслонных стропильных систем является установка подстропильных ног – подкосов. Это балки из деревянного профиля такого же сечения, что и стропила. Их крепят вверху к стропильным ногам под углом 45 градусов. Внизу подкосы опирают на лежень (мауэрлат внутренней несущей стены).

Важно выполнить точный спил, чтобы срезанный торец подкоса плотно прилегал к балкам. Подстропильные ноги позволяют существенно разгрузить стропила, что даёт возможность перекрывать стропильным каркасом пролёт между несущими стенами до 14 метров и более.

На верхнем рисунке приведён пример с центральной стеной. Но бывает так, что внутренняя стена смещена относительно середины пролёта. В этом случае подкосы монтируют только тогда, когда стены подвергаются разной осадке. Подстропильные ноги перераспределяют нагрузки и уравновешивают стропильную систему.

В строении с двумя внутренними несущими стенами

В домах с двумя внутренними несущими стенами устанавливают на лежнях подстропильные стойки. В таких системах обходятся без коньковых балок.

В безраспорной схеме распорное усилие гасит затяжка. Её монтируют под прогонами (верхний рисунок). Устойчивость стропильной системы достигается за счёт установки расшивок – косых балок и стоек. Без расшивок лежни соединяют дополнительными схватками (нижний рисунок).

Заключение

Правильно подобранная стропильная система будет гарантией долгой и надёжной службы двускатной крыши. Большое значение имеет правильность выполнения важных узлов кровельной системы. Возводить крышу своими руками следует только при обладании навыков в этом деле или под руководством опытного кровельщика.

Распорная или безраспорная конструкция крыши?

Доброго времени всем. На ютубе просмотрел видео от Антона Вебера, просвещающего народные массы на предмет строительства и заодно продающего свои услуги по проектированию. В видео представлена сборка стропильной системы крыши с подшивкой упорного бруска к стропилам с упором в мауэрлат. При этом в коньке стропила врезаны в прогонный брус и упираются торцами друг в друга и таким образом имеют минимальную степень свободы. По моему мнению, данная схема является распорной. Хотя распор воспринимается мауэрлатом, закрепленным на бетонном армирующем поясе по верхнему обрезу кладки. При этом убрать распор можно элементарным демонтажом упорных брусков в нижней части стропил. Впрочем, можно также порассуждать, что бруски, укрепленные на пару гвоздей, и сами оторвутся при приложении существенной распорной силы.
Однако автор убежден, что его крыша собрана безраспорной.
У кого какие мнения? Спасибо заранее.

Такая крыша будет распорной до момента, пока опоры стропил могут воспринимать горизонтальную опорную реакцию (собственно распор). Этот распор должен восприниматься:
— креплением бруска к стропильной ноге,
— сечением мауэрлата,
— креплением мауэрлата к стене,
— стеной.
Как только что-то из этой цепочки выпадает и становится неспособно воспринимать горизонтальную опорную реакцию — происходит смещение стропильной ноги по мауэрлату. При этом есть два варианта.
Первый. Если в системе предусмотрена высокая затяжка, то распор будет действовать не постоянно, а только пока стропильная нога не сместится на определенную величину. Эта величина зависит от расчетной схемы и материалов. Допустим она равна 20 мм. После того, как стропильная нога сместится на 20 мм — система становится безраспорной, то есть на опорном узле больше не будет горизонтального усилия.
Второй. Если в системе нет затяжки и мы имеем классическую висячую систему, то при неспособности опорного узла стропил воспринимать горизонтальную опорную реакцию — произойдет обрушение крыши.

Наиболее слабым звеном среди элементов, воспринимающих распор, представляется упорный брусок. Если его крепят конструктивно, на гвоздя три, то он будет не способен передать значительную горизонтальную силу на мауэрлат. Условно говоря пока распор 100 кг — упорный брус будет передавать его ниже, а когда распор станет 500 кг — гвозди сомнут древесину или погнутся — и произойдет смещение опоры стропильной ноги, с гашением распора (если есть затяжка) или с обрушением (если нет затяжки).

Важный момент. От того считаете вы опору стропил неподвижной или подвижной — сильно зависят изгибающие моменты в стропилах. Если вы считаете упорный брусок фактором, превращающим опору в неподвижную и выполняете расчет стропил с неподвижными опорами — крайне важно обеспечить расчетную прочность гвоздевого стыка бруска и стропильной ноги. Там забить три гвоздя на глазок — совершенно не годится.
Если же у вас есть упорный брусок, но вы не считаете его фактором, обеспечивающим неподвижность опоры стропильной ноги, то возникает вопрос — а зачем вам тогда этот брусок нужен? Если для повышения некоторой устойчивости при монтаже стропильной системы, то надо понимать, что этот брусок не нужно очень жестко крепить к стропильной ноге, пару гвоздей хватит. Чем больше гвоздей вы забьете — тем больший распор на стены вы передадите.

Как устроена стропильная система двускатной крыши

Практичность, надежность и простота конструкции двускатной крыши делают ее доступной для самостоятельного возведения даже начинающему застройщику. В этой публикации будет подробно рассмотрена стропильная система двухскатной крыши: ее разновидности, конструктивные элементы и правила проведения расчетов.

Стропильная система двускатной крыши

Классическая двускатная крыша представляет собой две наклонные плоскости, расположенные в форме равностороннего треугольника. Стропильная система – это каркас крыши, созданный из связанных между собой опорных элементов. В зависимости от предполагаемых нагрузок, воздействующих на крышу постройки в процессе эксплуатации, элементы каркаса могут быть изготовлены из древесины или металла.

Назначение стропильной системы

Стропильная система двускатной крыши решает три основные задачи:

1. Придание кровельным скатам необходимого угла наклона, который позволяет выдерживать максимальные для данной местности снеговые и ветровые нагрузки, дает возможность беспрепятственному сходу воды и снега с кровельного материала.
2. Равномерное распределение нагрузок на каркас здания, создаваемых весом кровельного пирога, атмосферными осадками, ветром.
3. Создание основы для крепления теплоизоляции кровельного материала. Узлы стропильной системы двухскатной крыши с кровлей создают пространство, защищающее постройку от теплопотерь и проникновения влаги.

Правильно спроектированная стропильная система должна выдерживать весьма серьезные нагрузки, которые могут превышать 500 кг/м 2 .

Именно поэтому все расчеты, связанные с выбором материала, сечения и шага установки стропил, рекомендуем доверить профессионалам, имеющим разрешение и опыт в выполнении подобных работ.

Как уже отмечалось выше, разрез крыши с двумя скатами представляет собой равнобедренный треугольник. Горизонтальная плоскость треугольника опирается на стены постройки. Наклонные плоскости – это не что иное, как скаты крыши. Угол наклона скатов формируется углом между основанием кровли и ее коньком.

Основные конструктивные элементы

Для простоты понимания данной конструкции рассмотрим основные элементы стропильной системы двухскатной крыши:

1. Стропильные ноги – основные конструкционные элементы каркаса, благодаря которым создается необходимый наклон плоскостей крыши. Плоскости, образованные стропильными брусами являются основой для монтажа настила.
2. Мауэрлат – это элемент опорной конструкции, который крепится к верхнему торцу внешних стен постройки. Мауэрлат для двускатной крыши позволяет максимально равномерно распределить массу кровельной конструкции.
3. Затяжки представляют собой поперечные элементы каркаса, соединяющие в единый узел попарно расположенные стропила. Основное назначение затяжек – увеличения жесткости всей системы.
4. Лежни располагаются параллельно мауэрлатам и связывают между собой затяжки. В качестве опоры они используют верхний торец внутренних несущих стен. Назначение – распределения воздействий на стропильную систему.
5. Балки перекрытия, устанавливаются между мауэрлатами и лежнем. Служат основой для крепления пола в чердачном помещении и потолка помещений постройки. Балки устанавливаются на затяжки.
6. Коньковый прогон связывает между собой верхние части стропил. Этот элемент конструкции применяется в большинстве схем возведения стропильной системы.
7. Боковой прогон – дополнительная конструктивный элемент, поддерживающий стропила и снимающий с них часть нагрузки.
8. Стойки (бабки) основные конструктивные элементы системы усиления каркаса, которые принимают на себя некоторые нагрузки от прогонов.

В некоторых схемах применяются вспомогательные конструкции – кобылки – обеспечивающие создание карнизного свеса крыши при нехватке длины стропильных ног.

Каркас крыши может быть представлен в виде трех узлов:

1. Обрешетка – основа для крепления теплоизоляционного слоя и кровельного материала. Монтируется на стропила. Стропильные ноги нижним концом опираются на мауэрлаты, верхним – на подстропильную систему
2. Основная стропильная система, выполненная в виде смонтированного стропильного бруса.
3. Подстропильная система представляет собой определенный набор дополнительных элементов каркаса: прогоны и стойки. При увеличении длины пролета, используют дополнительные конструктивные элементы – подкосы. Среди мастеров в ходу другое название подкосов – «подстропильные ноги». Независимо от названия, основная задача этих элементов – поддерживать боковые прогоны. Одним концом подкос упирается в стропильный брус, вторым – в лежень. Подкосы стропил играют важнейшую роль в каркасе крыши – предотвращают деформацию стропильной ноги и значительно увеличивают ее несущую способность.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

Стропильные ноги являются основным элементом любого каркаса двускатной крыши. В зависимости от геометрии и размера кровли, все остальные конструктивные элементы каркаса могут не применяться или использоваться частично при его возведении.

По способу установки ног, схема стропильной системы крыши может быть:

• наслонного типа;
• висячего типа.

Главное условие установки наслонных стропил обустройство надежной опоры в верхней и нижней части. В качестве опоры верхней части выступает горизонтальный коньковый узел стропильной крыши. Нижний край стропил упирается в мауэрлат или в верхний венец сруба.

Возведение наслонной стропильной системы допускается при расстоянии между фронтонами не более 6 м. При большем расстоянии требуется усилить систему вертикальными стойками, с упором в лежень, расположенный на верхней части промежуточной стены.

На рисунке ниже показаны наслонные стропила: конструкция и узлы, входящие в такую стропильную систему.

Висячие стропила упираются «пятками» в затяжку. В верхней части стропильные ноги упираются «друг в дружку». Такая конструкция представляет собой отдельный модуль в форме равнобедренного треугольника, который в среде строителей именуется стропильной фермой. Данная конструкция работает на распор, но затяжки гасят данный процесс, передавая на стены постройки вертикально направленную нагрузку.

Основные схемы и типы крепления стропильной системы висячего типа

Существует масса вариантов конструкций висячей стропильной системы, среди которых наиболее распространены всего три:

1. Треугольная трехшарнирная. Конструкция стропил представляет собой классический треугольник, верхние стороны которого испытывают нагрузки на изгиб, нижняя (затяжка) гасит растяжение. Для соединения элементов узла применяется лобовая врубка с одинарным или двойным зубом.
2. Треугольная трехшарнирная с приподнятой затяжкой. Данная схема идеально подходит при необходимости создания жилой мансарды. Приподнятая затяжка увеличивает нагрузку стропильной системы на растяжение, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки на мауэрлаты. Крепление затяжки к стропильной ноге производится методом врубки «полусковороднем».
3. Треугольная трехшарнирная с бабкой и дополнительными подкосами. Такая конструкция применяется для снижения нагрузки на прогиб стропила. Затяжка в такой системе опирается на хомут бабки, нивелируя растяжения благодаря подтягиванию книзу конькового узла, который, в свою очередь, воздействует на подвес сжимая стропила.

Безраспорные и распорные стропильные системы наслонного типа

Бревенчатые и брусовые дома плохо переносят нагрузки, действующие на распор наружных стен.

В таких случаях практикуется безраспорная стропильная система двускатной крыши, которая предполагает две точки опоры для каждой стропильной ноги:

1. Нижняя часть скосом упирается в мауэрлат. Длина скоса не должна превышать сечение балки.
2. Верхняя часть опирается на коньковый прогон.

Особенностью данной конструкции является жесткое крепление стропильных ног между собой в верхней части. Для крепления стропильной ноги к мауэрлату применяется метод подвижного соединения при помощи стальной гибкой пластины.

При возведении стропильной системы двускатной крыши применяют и распорные конструкции, которые являются нечто средним, между висячими и наслонными стропилами. Распорное крепление стропил двухскатной крыши предполагают изменение в системе крепления стропильных ног к мауэрлату с подвижного на жесткое. Такие схемы применяются исключительно в домах с толстыми капитальными стенами с жестким креплением мауэрлата. Стропила в такой конструкции нижними частями упираются в стены, верхними – друг в друга. Коньковый прогон используется, но значительной роли в жесткости каркаса не играет. Для снижения распорных нагрузок в конструкцию включают схватку.

Чтобы повысить надежность каркаса крыши применяют ветровые связи стропильной кровли, задача которых передача ветровых нагрузок на несущие стены конструкции и обеспечения пространственной жесткости крыши. Для создания вертикальных ветровых связей стропильной системы устанавливают подкосы у каждой стойки. Нижняя часть данных элементов конструкции опирается на лежень.

Правила самостоятельного расчета стропильной системы

При самостоятельном расчете стропильной системы необходимо определить правильное сечение бруса исходя из воздействующих на нее постоянных и временных нагрузок, включающих в себя:

1. Массу материалов кровельной и стропильной системы.
2. Давление ветра и атмосферных осадков.

К постоянным нагрузкам относятся масса обрешетки и кровельного покрытия. Подбирая материалы следует учитывать, что давление на каркас не должно превышать 50 кг/м 2 . Снеговая нагрузка на каркас равна весу снега, умноженному на коэффициент, который зависит от угла уклона скатов.

Сечение стропильной ноги зависит от шага. Чем меньше расстояние между стропилами, тем меньше сечение бруса. Для простоты понимания рекомендует ознакомиться с таблицей зависимости длины, шага и сечения стропильных ног.

Высота конька зависит от угла наклона кровли. Оптимальный для сброса осадков угол 35 — 45°. В регионах с сильной ветровой нагрузкой используют угол наклона кровли от 20 до 45°.

При создании стропильной системы двускатной крыши лучше использовать сухой брус хвойных пород 1-3 категории. Для ригелей и затяжек используется сосна или лиственница 1 сорта. Для стропил, мауэрлатов, стоек и прогонов применяется материал не ниже 2 сорта. Все остальные элементы каркаса можно создавать из древесины 3 сорта.

Как устроена стропильная система двускатной крыши

Практичность, надежность и простота конструкции двускатной крыши делают ее доступной для самостоятельного возведения даже начинающему застройщику. В этой публикации будет подробно рассмотрена стропильная система двухскатной крыши: ее разновидности, конструктивные элементы и правила проведения расчетов.

Стропильная система двускатной крыши

Классическая двускатная крыша представляет собой две наклонные плоскости, расположенные в форме равностороннего треугольника. Стропильная система – это каркас крыши, созданный из связанных между собой опорных элементов. В зависимости от предполагаемых нагрузок, воздействующих на крышу постройки в процессе эксплуатации, элементы каркаса могут быть изготовлены из древесины или металла.

Назначение стропильной системы

Стропильная система двускатной крыши решает три основные задачи:

1. Придание кровельным скатам необходимого угла наклона, который позволяет выдерживать максимальные для данной местности снеговые и ветровые нагрузки, дает возможность беспрепятственному сходу воды и снега с кровельного материала.
2. Равномерное распределение нагрузок на каркас здания, создаваемых весом кровельного пирога, атмосферными осадками, ветром.
3. Создание основы для крепления теплоизоляции кровельного материала. Узлы стропильной системы двухскатной крыши с кровлей создают пространство, защищающее постройку от теплопотерь и проникновения влаги.

Правильно спроектированная стропильная система должна выдерживать весьма серьезные нагрузки, которые могут превышать 500 кг/м 2 .

Именно поэтому все расчеты, связанные с выбором материала, сечения и шага установки стропил, рекомендуем доверить профессионалам, имеющим разрешение и опыт в выполнении подобных работ.

Как уже отмечалось выше, разрез крыши с двумя скатами представляет собой равнобедренный треугольник. Горизонтальная плоскость треугольника опирается на стены постройки. Наклонные плоскости – это не что иное, как скаты крыши. Угол наклона скатов формируется углом между основанием кровли и ее коньком.

Основные конструктивные элементы

Для простоты понимания данной конструкции рассмотрим основные элементы стропильной системы двухскатной крыши:

1. Стропильные ноги – основные конструкционные элементы каркаса, благодаря которым создается необходимый наклон плоскостей крыши. Плоскости, образованные стропильными брусами являются основой для монтажа настила.
2. Мауэрлат – это элемент опорной конструкции, который крепится к верхнему торцу внешних стен постройки. Мауэрлат для двускатной крыши позволяет максимально равномерно распределить массу кровельной конструкции.
3. Затяжки представляют собой поперечные элементы каркаса, соединяющие в единый узел попарно расположенные стропила. Основное назначение затяжек – увеличения жесткости всей системы.
4. Лежни располагаются параллельно мауэрлатам и связывают между собой затяжки. В качестве опоры они используют верхний торец внутренних несущих стен. Назначение – распределения воздействий на стропильную систему.
5. Балки перекрытия, устанавливаются между мауэрлатами и лежнем. Служат основой для крепления пола в чердачном помещении и потолка помещений постройки. Балки устанавливаются на затяжки.
6. Коньковый прогон связывает между собой верхние части стропил. Этот элемент конструкции применяется в большинстве схем возведения стропильной системы.
7. Боковой прогон – дополнительная конструктивный элемент, поддерживающий стропила и снимающий с них часть нагрузки.
8. Стойки (бабки) основные конструктивные элементы системы усиления каркаса, которые принимают на себя некоторые нагрузки от прогонов.

В некоторых схемах применяются вспомогательные конструкции – кобылки – обеспечивающие создание карнизного свеса крыши при нехватке длины стропильных ног.

Каркас крыши может быть представлен в виде трех узлов:

1. Обрешетка – основа для крепления теплоизоляционного слоя и кровельного материала. Монтируется на стропила. Стропильные ноги нижним концом опираются на мауэрлаты, верхним – на подстропильную систему
2. Основная стропильная система, выполненная в виде смонтированного стропильного бруса.
3. Подстропильная система представляет собой определенный набор дополнительных элементов каркаса: прогоны и стойки. При увеличении длины пролета, используют дополнительные конструктивные элементы – подкосы. Среди мастеров в ходу другое название подкосов – «подстропильные ноги». Независимо от названия, основная задача этих элементов – поддерживать боковые прогоны. Одним концом подкос упирается в стропильный брус, вторым – в лежень. Подкосы стропил играют важнейшую роль в каркасе крыши – предотвращают деформацию стропильной ноги и значительно увеличивают ее несущую способность.

Конструктивные особенности и виды стропильных систем для двухскатной крыши

Стропильные ноги являются основным элементом любого каркаса двускатной крыши. В зависимости от геометрии и размера кровли, все остальные конструктивные элементы каркаса могут не применяться или использоваться частично при его возведении.

По способу установки ног, схема стропильной системы крыши может быть:

• наслонного типа;
• висячего типа.

Главное условие установки наслонных стропил обустройство надежной опоры в верхней и нижней части. В качестве опоры верхней части выступает горизонтальный коньковый узел стропильной крыши. Нижний край стропил упирается в мауэрлат или в верхний венец сруба.

Возведение наслонной стропильной системы допускается при расстоянии между фронтонами не более 6 м. При большем расстоянии требуется усилить систему вертикальными стойками, с упором в лежень, расположенный на верхней части промежуточной стены.

На рисунке ниже показаны наслонные стропила: конструкция и узлы, входящие в такую стропильную систему.

Висячие стропила упираются «пятками» в затяжку. В верхней части стропильные ноги упираются «друг в дружку». Такая конструкция представляет собой отдельный модуль в форме равнобедренного треугольника, который в среде строителей именуется стропильной фермой. Данная конструкция работает на распор, но затяжки гасят данный процесс, передавая на стены постройки вертикально направленную нагрузку.

Основные схемы и типы крепления стропильной системы висячего типа

Существует масса вариантов конструкций висячей стропильной системы, среди которых наиболее распространены всего три:

1. Треугольная трехшарнирная. Конструкция стропил представляет собой классический треугольник, верхние стороны которого испытывают нагрузки на изгиб, нижняя (затяжка) гасит растяжение. Для соединения элементов узла применяется лобовая врубка с одинарным или двойным зубом.
2. Треугольная трехшарнирная с приподнятой затяжкой. Данная схема идеально подходит при необходимости создания жилой мансарды. Приподнятая затяжка увеличивает нагрузку стропильной системы на растяжение, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки на мауэрлаты. Крепление затяжки к стропильной ноге производится методом врубки «полусковороднем».
3. Треугольная трехшарнирная с бабкой и дополнительными подкосами. Такая конструкция применяется для снижения нагрузки на прогиб стропила. Затяжка в такой системе опирается на хомут бабки, нивелируя растяжения благодаря подтягиванию книзу конькового узла, который, в свою очередь, воздействует на подвес сжимая стропила.

Безраспорные и распорные стропильные системы наслонного типа

Бревенчатые и брусовые дома плохо переносят нагрузки, действующие на распор наружных стен.

В таких случаях практикуется безраспорная стропильная система двускатной крыши, которая предполагает две точки опоры для каждой стропильной ноги:

1. Нижняя часть скосом упирается в мауэрлат. Длина скоса не должна превышать сечение балки.
2. Верхняя часть опирается на коньковый прогон.

Особенностью данной конструкции является жесткое крепление стропильных ног между собой в верхней части. Для крепления стропильной ноги к мауэрлату применяется метод подвижного соединения при помощи стальной гибкой пластины.

При возведении стропильной системы двускатной крыши применяют и распорные конструкции, которые являются нечто средним, между висячими и наслонными стропилами. Распорное крепление стропил двухскатной крыши предполагают изменение в системе крепления стропильных ног к мауэрлату с подвижного на жесткое. Такие схемы применяются исключительно в домах с толстыми капитальными стенами с жестким креплением мауэрлата. Стропила в такой конструкции нижними частями упираются в стены, верхними – друг в друга. Коньковый прогон используется, но значительной роли в жесткости каркаса не играет. Для снижения распорных нагрузок в конструкцию включают схватку.

Чтобы повысить надежность каркаса крыши применяют ветровые связи стропильной кровли, задача которых передача ветровых нагрузок на несущие стены конструкции и обеспечения пространственной жесткости крыши. Для создания вертикальных ветровых связей стропильной системы устанавливают подкосы у каждой стойки. Нижняя часть данных элементов конструкции опирается на лежень.

Правила самостоятельного расчета стропильной системы

При самостоятельном расчете стропильной системы необходимо определить правильное сечение бруса исходя из воздействующих на нее постоянных и временных нагрузок, включающих в себя:

1. Массу материалов кровельной и стропильной системы.
2. Давление ветра и атмосферных осадков.

К постоянным нагрузкам относятся масса обрешетки и кровельного покрытия. Подбирая материалы следует учитывать, что давление на каркас не должно превышать 50 кг/м 2 . Снеговая нагрузка на каркас равна весу снега, умноженному на коэффициент, который зависит от угла уклона скатов.

Сечение стропильной ноги зависит от шага. Чем меньше расстояние между стропилами, тем меньше сечение бруса. Для простоты понимания рекомендует ознакомиться с таблицей зависимости длины, шага и сечения стропильных ног.

Высота конька зависит от угла наклона кровли. Оптимальный для сброса осадков угол 35 — 45°. В регионах с сильной ветровой нагрузкой используют угол наклона кровли от 20 до 45°.

При создании стропильной системы двускатной крыши лучше использовать сухой брус хвойных пород 1-3 категории. Для ригелей и затяжек используется сосна или лиственница 1 сорта. Для стропил, мауэрлатов, стоек и прогонов применяется материал не ниже 2 сорта. Все остальные элементы каркаса можно создавать из древесины 3 сорта.

Распорная или безраспорная конструкция крыши?

Доброго времени всем. На ютубе просмотрел видео от Антона Вебера, просвещающего народные массы на предмет строительства и заодно продающего свои услуги по проектированию. В видео представлена сборка стропильной системы крыши с подшивкой упорного бруска к стропилам с упором в мауэрлат. При этом в коньке стропила врезаны в прогонный брус и упираются торцами друг в друга и таким образом имеют минимальную степень свободы. По моему мнению, данная схема является распорной. Хотя распор воспринимается мауэрлатом, закрепленным на бетонном армирующем поясе по верхнему обрезу кладки. При этом убрать распор можно элементарным демонтажом упорных брусков в нижней части стропил. Впрочем, можно также порассуждать, что бруски, укрепленные на пару гвоздей, и сами оторвутся при приложении существенной распорной силы.
Однако автор убежден, что его крыша собрана безраспорной.
У кого какие мнения? Спасибо заранее.

Такая крыша будет распорной до момента, пока опоры стропил могут воспринимать горизонтальную опорную реакцию (собственно распор). Этот распор должен восприниматься:
— креплением бруска к стропильной ноге,
— сечением мауэрлата,
— креплением мауэрлата к стене,
— стеной.
Как только что-то из этой цепочки выпадает и становится неспособно воспринимать горизонтальную опорную реакцию — происходит смещение стропильной ноги по мауэрлату. При этом есть два варианта.
Первый. Если в системе предусмотрена высокая затяжка, то распор будет действовать не постоянно, а только пока стропильная нога не сместится на определенную величину. Эта величина зависит от расчетной схемы и материалов. Допустим она равна 20 мм. После того, как стропильная нога сместится на 20 мм — система становится безраспорной, то есть на опорном узле больше не будет горизонтального усилия.
Второй. Если в системе нет затяжки и мы имеем классическую висячую систему, то при неспособности опорного узла стропил воспринимать горизонтальную опорную реакцию — произойдет обрушение крыши.

Наиболее слабым звеном среди элементов, воспринимающих распор, представляется упорный брусок. Если его крепят конструктивно, на гвоздя три, то он будет не способен передать значительную горизонтальную силу на мауэрлат. Условно говоря пока распор 100 кг — упорный брус будет передавать его ниже, а когда распор станет 500 кг — гвозди сомнут древесину или погнутся — и произойдет смещение опоры стропильной ноги, с гашением распора (если есть затяжка) или с обрушением (если нет затяжки).

Важный момент. От того считаете вы опору стропил неподвижной или подвижной — сильно зависят изгибающие моменты в стропилах. Если вы считаете упорный брусок фактором, превращающим опору в неподвижную и выполняете расчет стропил с неподвижными опорами — крайне важно обеспечить расчетную прочность гвоздевого стыка бруска и стропильной ноги. Там забить три гвоздя на глазок — совершенно не годится.
Если же у вас есть упорный брусок, но вы не считаете его фактором, обеспечивающим неподвижность опоры стропильной ноги, то возникает вопрос — а зачем вам тогда этот брусок нужен? Если для повышения некоторой устойчивости при монтаже стропильной системы, то надо понимать, что этот брусок не нужно очень жестко крепить к стропильной ноге, пару гвоздей хватит. Чем больше гвоздей вы забьете — тем больший распор на стены вы передадите.

Наслонные стропила: обзор конструктивных схем + план монтажа

Наслонная стропильная система – конструкция, применяемая при сооружении крыш зданий с промежуточными несущими стенами, опорными столбами или колоннами. Опирается она не только на стены снаружи, но и на внутреннюю центральную опору ( в некоторых случаях — на две).

Если говорить про использование, то наслонные стропила – самые распространенные для жилых частных домов, которые, как правило, имеют внутренние стены-перегородки.

Содержание

Особенности наслонных стропил

Составные элементы наслонной системы: две стропильные ноги, нижние края которых опираются и закрепляются на наружных стенах (мауэрлате), а верхние – на горизонтальном коньковом прогоне. Прогон, в свою очередь, удерживается вертикальными стойками, упертыми в промежуточную стену.

Это классическая схема устройства наслонной системы, подходящая для двухскатной крыши. С односкатной крышей прослеживаются те же правила, но с иной реализацией. Стропила, входящие в стропильную систему, укладывают с опорой на противоположные несущие стены (выходит, что только на две опоры). Внутренняя перегородка здесь не нужна. По сути, ее функцию выполняет более высокая стена.

Для повышения несущей способности стропильной конструкции, в систему внедряют подкосы. Их наличие позволяет увеличить длину перекрываемых пролетов.

Для односкатных крыш возможно применение наслонных стропил без внедрения подкосов при пролетах до 4,5 м. Наличие подкоса увеличивает эту возможную длину до 6 м. Похожая тенденция прослеживается с двухскатными крышами. Двухскатная конструкция с одной промежуточной опорой используется для пролетов до 9 м. Установка подкосов увеличивает максимальную длину пролета до 10 м. А комбинация подкосов со схваткой (горизонтальной балкой, соединяющей пару стропильных ног) – до 14 м.

Существует несколько вариантов реализации наслонных систем, среди которых различают безраспорные и распорные конструкции с дополнительными поддерживающими подкосами, схватками, подстропильными балками.

Рассмотрим основные конструкции наслонных стропил.

Безраспорные стропила без подкосов

Данный вид наслонных стропил не дает распор на внешние стены. Нивелирование распирающих нагрузок происходит, благодаря особому сочетанию креплений. Один край стропилины всегда закрепляют жестко, а второй – на скользящей опоре. Это дает отсутствие распора.

Жесткое крепление может означать, что узел закреплен, но допускается поворот балки в шарнире (одна степень свободы). Также существует жесткое защемление стропильной балки, при котором любые смещения невозможны (нулевая степень свободы).

Больше свободы дает скользящее крепление, которое позволяет стропильной ноге не только поворачиваться, но и смещаться горизонтально (две степени свободы).

Безраспорная конструкция характеризуется тем, что в ней всегда присутствует и жесткое, и скользящее крепление. Благодаря этому, под влиянием нагрузки, стропила изгибаются, не передавая распор на стены.

Варианты закрепления стропильных ног

Низ стропилины закрепляют жестко, верх – свободно (скользящая опора)

Нижний край стропилины крепят жестко к мауэрлату (одна степень свободы), путем врубки зубом. В другом случае применяют запил с фиксацией опорным бруском.

На верхнем конце стропилины делают горизонтальный пропил со скосом. Если врубка невозможна, то край стропильной ноги подшивают снизу обрезком балки и скрепляют с двух сторон монтажными пластинами. Крепление верхнего края стропилины к прогону выполняют по типу скользящей опоры. При этом противоположные стропилины укладывают на конек поочередно, без скреплений между собой. Поэтому двускатную крышу, выполненную по этой схеме можно воспринимать, как две односкатные крыши, прилегающие друг к другу.

Сложность схемы в том, что любая погрешность в реализации конькового узла, превращает безраспорную конструкцию в распорную. Поэтому данный вариант редко используют для двухскатных крыш, чаще – для односкатных.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко

Самая распространенная схема для частных домов.

Нижний край стропилины закрепляют к мауэрлату на ползуне (металлической скобе), благодаря чему она может сдвигаться и изгибаться под нагрузкой. Чтобы стропилина не могла «уйти» в боковом направлении, с двух сторон ее фиксируют металлическими уголками или брусками.

Верх стропильных ног закрепляют на шарнире с допуском поворота (одна степень свободы). При этом коньковые узлы наслонных стропил данного типа выполняют так: края стропилин схлестывают между собой и соединяют болтом или гвоздями. Или же стыкуют предварительно срезанные под углом концы, а затем связывают их металлическими или деревянными накладками.

Низ стропильной ноги закрепляют свободно, верх – жестко защемляют

Эта схема отличается от предыдущей тем, что соединение стропил в коньковом узле выполняется с жестким защемлением. Стропила скошенными торцами опирают друг в друга, а затем связывают их между собой и коньковым прогоном двумя ригелями-затяжками. Получается узел с защемлением.

Низ стропильных ног соединяют с мауэрлатом свободно, на ползуне.

Данный вариант креплений отличается повышенной несущей способностью, позволяющей применять его в регионах с повышенным уровнем снеговых осадков.

Способы повышения устойчивости безраспорных систем

Все три рассмотренные стропильные системы показывают себя, как устойчивые при неравномерных нагрузках только в случае жесткой фиксации конькового прогона. То есть, когда его концы выводят на фронтоны или подпирают дополнительными накосными стропилами.

Если же коньковый прогон опирается только на стойки, крыша может потерять устойчивость. В рассмотренных втором и третьем вариантах (низ стропильной ноги на ползуне, верх – жестко закреплен) при увеличении нагрузки на один из скатов крыша будет смещаться в сторону увеличившейся нагрузки. Первый вариант сохранит форму, но только при идеально вертикальных стойках (под прогоном).

Чтобы, несмотря на нежесткую фиксацию прогона и неравномерные нагрузки, система стропил наслонная осталась устойчивой, ее дополняют горизонтальной схваткой. Схватка – это балка, обычно с тем же сечением, что и у стропил.

Она скрепляется со стропилами гвоздями или болтами. Пересечение схваток и стоек фиксируется гвоздевым боем. Работу схватки можно охарактеризовать, как аварийную. В случае неравномерной большой нагрузки на скаты, схватка включается в работу и предохраняет систему от перекоса.

Укрепить систему с жестко закрепленным верхом и свободным низом (второй и третий варианты) можно с помощью небольшой трансформации нижнего узла. Стропильные ноги выводят за край стен. При этом само крепление остается скользящим, по типу ползуна.

Еще один вариант повышения устойчивости – жесткое крепление низа стоек, на которых удерживается горизонтальный коньковый прогон. Для этого их врубают в лежень и фиксируют к перекрытиям, например, используя накладки из досок или брусков.

Распорные стропила без подкосов

В этом случае стропила опираются на несущие стены и передают им распор. Поэтому такие системы нельзя применять для домов, стены которых выстроены из газобетона. Газобетонные блоки совершенно не противостоят изгибу и разрушаются при распорных нагрузках. А другие материалы, например, кирпич или бетонные панели, легко выдерживают такие нагрузки и не деформируются.

Распорная система стропил требует наличия жестко закрепленного мауэрлата. Причем, чтобы выдержать распор, прочность стен должна быть высокой. Или же по верху стен должен идти неразрывный железобетонный пояс.

Для распорных стропил используют те же, рассмотренные выше для безраспорных систем, варианты креплений. Но с одним нюансом: все имеющиеся скользящие крепления (ползуны) заменяют на шарнирные с возможностью поворота. Для этого к низу стропилины прибивают опорный брус или делают врубку зубом в мауэрлат. Шарнирное крепление в коньковом узле выполняют, наложив стропила друг на друга и скрепив их гвоздевым боем или болтом.

Распорная конструкция – это нечто среднее между наслонными безраспорными и висячими системами. Коньковый прогон в них еще используется, но он уже не играет значительной роли. Ведь стропила уперты нижними краями в стены, а верхними краями – друг в друга. При просадке стен или прогибе конькового прогона под собственным весом, прогон перестает работать вообще. По своей сути такие стропила становятся висячими.

Для повышения устойчивости системы в нее включается схватка, которая работает на сжатие. Она частично, хоть и в небольшой степени, снимает распор на стены. Для того, чтобы схватка сняла распор полностью, она должна соединить нижние края стропильных ног. Но тогда она станет уже не схваткой, а затяжкой.

Также уменьшает распор установка жестко зафиксированного конькового прогона.

Стропила с подкосами

Такие системы могут устраиваться как по распорным, так и по безраспорным схемам. Их отличие от уже рассмотренных вариантов состоит в наличие третьей опорной части под стропильной ногой – подкоса (подстропильной ноги).

Подкос меняет систему. Стропилина из однопролетной балки превращается в двухпролетную неразрезную. Это позволяет увеличить перекрываемый пролет, вплоть до 14 м. А также – уменьшить сечение стропил.

Подкос соединяют со стропилиной таким образом, чтобы не допустить ее смещения. Делается это следующим образом: подкос заводят под стропило и фиксируют деревянными накладками по бокам и снизу.

Наслонная система с подстропильными балками

Эта конструкция наслонных стропил подходит для построек с двумя продольными несущими стенами или промежуточными поперечными стенами. Стойки в этом случае расположены не под коньком, а под стропилами. Коньковый прогон отсутствует.

Стропильные ноги в схеме опираются на две подстропильные балки (сквозные прогоны), которые, в свою очередь, уложены вдоль скатов крыши и опираются на вертикальные стойки. Стойки закреплены к несущим промежуточным стенам через лежни.

Сквозные прогоны можно и не включать в схему. Тогда стойки придется подводить непосредственно под каждую стропилину и закреплять с затяжкой гвоздевым боем.

Сверху стропильные ноги стыкуют между собой и связывают накладками из металла или дерева с двух сторон.

Отсутствие конькового прогона автоматически означает, что стропильная система образует распор. Чтобы его нейтрализовать в безраспорном варианте системы, ниже сквозных прогонов закрепляют затяжку. При нагрузках она будет растягиваться и устранит нежелательный распор. Для сохранения устойчивости в системе используется схватка, закрепленная в нижней части сторопильных ног. Также от складывания конструкцию уберегут специальные расшивки, которые закрепляют крест-накрест между стойками.

В распорной системе схватку устанавливают выше сквозных прогонов. Тогда схватка под нагрузкой будет сжиматься и, по сути, превратится в ригель.

Установка стоек под стропильными ногами или сквозных прогонов (и отсутствие центральных стоек!) дает возможность использовать наслонные стропила данного типа для устройства просторных мансардных помещений. Другие схемы подходят только для чердачных помещений и мансард с перегородками.

Ключевые моменты монтажа наслонных стропил

Имея на руках рассчитанную схему устройства, можно приступать к монтажу стропильной системы. Установка выполняется в несколько этапов, основные из них такие:

1. По верху наружных стен укладывают мауэрлат – доску или брус. Чтобы предупредить загнивание мауэрлата, между ним и стеной прокладывают гидроизолирующий материал – рубероид, толь и т.п.

2. По верху промежуточной стены укладывают лежень, который необходим для крепления вертикальных стоек.

3. На лежне закрепляют стойки с шагом 3-6м.

4. Сверху, на стойки, устанавливают коньковый прогон.

5. Выставляют стропила с шагом 0,6-1,2 м. Снизу стропильная нога крепится к мауэрлату в соответствии с выбранной схемой креплений (на шарнире или на ползуне). Сверху стропильные ноги либо выкладывают отдельно на коньковый прогон, либо соединяют верхние края между собой, опирая на конек.

6. Если схема предусматривает, стропильные ноги соединяют горизонтальными схватками.

7. Опять же, по требованию схемы, выставляют подкосы, опорные элементы.

Выполняя работы по установке стропил нельзя допускать оплошностей. Следует помнить, что стропильная система – это каркас крыши, который должен выдерживать все возможные нагрузки. Неправильно рассчитанная или смонтированная система может запросто привести к перекосу и даже разрушению всей крыши.

Обзор видов и типов установки стропильных систем для двухскатной крыши

Двускатные крыши одни из самых популярных кровельных конструкций. Их основой является стропильный каркас, где в роли главных несущих элементов выступают стропильные ноги.

Они могут быть висячими и наслонными стропилами. В чём их различия, какие бывают виды стропильных систем для двухскатной крыши, где их чаще всего применяют – обо всём этом узнаете, прочитав данную статью.

Варианты

В поперечном разрезе двускатная крыша выглядит в виде треугольника. Это профиль двух стропил под прямоугольными скатами кровли, которые вверху объединены с коньковым прогоном в единый узел. Их нижние концы опираются на мауэрлат и связаны балкой перекрытия.

На схеме изображены основные несущие элементы двускатной кровли. Более подробно о них ниже:

1. Мауэрлат – горизонтальная деревянная балка, уложенная поверх наружных несущих стен дома. В этом качестве используют брус или доски. Крепят к кладке с гидроизоляцией анкерными болтами или шпильками. В каркасных домах мауэрлат крепят скобами. В срубах роль мауэрлата исполняет верхнее бревно венца.
2. Стропильные ноги — основные несущие элементы крыши. Они являются опорой для обрешётки с кровельным покрытием, образуя два вида каркаса. Это наслонные и висячие стропильные системы. О них подробно ниже.
3. Конёк (коньковый прогон или брус) является связующим звеном для стропил. Бывает несущим ригелем при опоре на стойки.
4. Схватка – поперечный брус, стягивающий противоположные стропила. Балку называют ещё затяжкой и ригелем в зависимости от вида сопротивления (растяжение или сжатие), возникающего в элементе.
5. Лежень выполняет ту же функцию, что и мауэрлат. Балка служит основанием для стоек на несущей внутренней стене.
6. Стойка – брус, передающий нагрузку от прогона на лежень.
7. Прогоны – параллельные коньку балки, поддерживающие стропильные ноги.

Стропильные системы двускатной крыши можно разделить на две категории. Это деревянные кровельные каркасы с висячими и наслонными стропилами. Они работают в системе совместно с другими вспомогательными и несущими элементами.

У обеих систем одинаковая задача – это противостояние внешним нагрузкам (атмосферные осадки, ветровые нагрузки) и равномерное распределение их по стенам дома. А вот устройство конструкций, узлов и пути передачи нагрузок у стропильных систем разные.

С висячими стропилами

Каркасы с висячими стропилами не имеют промежуточных опор. Поэтому такие крыши возводят в домах без внутренних несущих стен. Даже эта особенность не мешает перекрывать висячими стропилами пролёты зданий до 17 м.

Отсутствие опорных элементов на большей площади подкровельного пространства позволяет обустраивать просторные мансарды.

Для домов с небольшим пролётом

Когда расстояние между наружными стенами не больше 6 метров, применяют простую висячую треугольную стропильную систему. Такое решение конструкции двускатной крыши наиболее приемлемо для небольших домов.

Угол наклона скатов в этом случае не рассчитывают, а придерживаются условия, при котором высота конькового прогона над чердачным перекрытием не должна быть меньше 1/6 длины пролёта.

При таком построении несущих элементов стропила подвергаются значительным усилиям на изгиб. Для их нейтрализации идут двумя путями: увеличивают поперечное сечение стропильных ног или усиливают врубку стропил в коньковом узле накладками.

Под висячие стропила можно не устанавливать мауэрлат. Вместо этого сверху на стены стелют гидроизоляцию и укладывают доску, закрепляя её шпильками. Доска нужна для выравнивания горизонта стен и увеличения опорной базы стропил.

Так, как висячие стропильные ноги оказывают распирающие усилия на стены дома, компенсируют давление установкой затяжек. Соединённые вместе, они образуют единую опорную конструкцию – ферму. Их собирают на земле, и только потом поднимают и устанавливают на мауэрлат.

Для мансард

Для обустройства мансарды под кровлей двускатной крыши нужно свободное пространство без стоек, подкосов и прочих элементов стропильного каркаса. Эту возможность предоставляет система висячих стропил.

Для этого затяжку перемещают вверх на высоту потолка будущего жилого помещения. В этом случае нижние концы стропил опираются врубкой на мауэрлат, образуя жёсткий узел. Для устойчивости системы стропила наращивают кобылками, которые становятся основой свесов кровли.

При такой схеме положения затяжки (ригеля) нагрузка почти полностью переходит на стропильные ноги. Приходится увеличивать поперечное сечение наклонных балок, выбирая более мощный профиль стропил. В некоторых случаях приподнятую затяжку разгружают подвеской (бабкой).

В качестве подвески используют металлический профиль (арматуру периодического или гладкого профиля диаметром 10 – 12 мм). Металл лучше древесины работает на растяжение. Используют разрезной ригель из двух частей. Узел соединения подвески с затяжкой представляет собой шарнир.

Мансарды удобней устраивать в двускатных крышах с ломаной кровлей. В разрезе конструкция крыши представляет собой две геометрические фигуры – это треугольник на трапеции.

За счёт острых углов наклона скатов верхнего сектора кровли, добиваются более тупых углов наклона сторон трапеции. В результате получают просторный объём жилого помещения. Верхние стропила опираются на прогоны в местах перелома кровли.

Для большепролётных зданий

Большими домами считают здания с пролётом между несущими ограждениями более 6 метров и наличия внутренних несущих стен. В таких случаях в качестве затяжек используют балки чердачного перекрытия. Они со стропилами образуют фермы.

При пролётах 9 м и более затяжку подвешивают к коньковому прогону подвеской (бабкой) и укрепляют узел соединения подкосами с двух сторон.

При больших пролётах (14 м и более) подобрать затяжку из цельного деревянного профиля невозможно – балку делают разрезной. Соединяют две части из бруса прямым или косым прирубом.

Для большей надёжности место стыковки усиливают накладными перфорированными стальными пластинами на болтах. Ниже на рисунке показаны три варианта висячей стропильной системы в домах с большим пролётом.

В висячих системах точек передачи нагрузок меньше чем в системах с наслонными стропилами. Поэтому висячие конструкции в сечении крупнее.

С наслонными

В двускатных крышах деревянный каркас с наслонными стропилами одной частью опирается на наружные стены, а другой на внутренние стены или колонны. Применяются распорные и безраспорные схемы стропильных систем с узлами врубок.

Распорные системы

Стропилины жёстко фиксируют врубами на мауэрлате. В результате стропильные ноги упираются в стены, как бы выталкивая их наружу. Внешние ограждения, возведённые из кладочных материалов (кирпич, шлакоблок и пр.), «спокойно» выдерживают эти нагрузки.

В деревянных домах распорная схема может разрушить стены. Для ограждений из брёвен и бруса диагональные нагрузки сверху от стропил критичны. Поэтому для зданий такого типа применяют безраспорные схемы наслонной стропильной системы.

Безраспорные и узлы врубок

Суть безраспорной схемы заключена в способе опирания стропил на мауэрлат. Для этого применяют скользящий узел – салазки.

Изгибающее напряжение в наслонной стропильной ноге переходит в вертикальную нагрузку на мауэрлат через узел скольжения. Вынос наклонных балок за пределы стен уравновешивает всю систему, а свобода смещения стропил вдоль своей оси делает её безраспорной.

В безраспорных системах применяют особые узлы врубок в коньковом узле. Верхний конец стропила укладывают на коньковый прогон врубкой отдельно от противоположной стропильной ноги. Это выглядит, как если бы две односкатные кровли сходились в одном месте, не соединяясь друг с другом.

Со схватками

Схватка – это горизонтальная балка, задача которой заключается в стягивании противоположных стропильных ног. Этим добиваются равномерного перераспределения нагрузки по всей длине стропильных ног.

В треугольной классической ферме роль схватки зачастую исполняет балка перекрытия. В зависимости от места положения и вида нагрузки (сжатие или растяжение) схватку называют ригелем или стяжкой.

В висячих системах для организации просторного пространства с целью обустройства мансарды схватки переносят вверх. Они становятся балками перекрытия мансардного помещения и основой для обшивки потолка. Концы стяжек крепят к стропилам гвоздями.

В некоторых случаях середину схватки соединяют с подвеской – вертикальным стержнем из бруса или металлопрофиля, шарнирно соединённым с коньковым ригелем.

В большепролётных домах в системах с наслонными стропильными ногами схватки соединяют со стойками, опирающимися на внутренние стены. Нижние концы стропил с мауэрлатом образуют шарнирно-подвижные узлы (ползуны или салазки).

С подкосами

Особенностью наслонных стропильных систем является установка подстропильных ног – подкосов. Это балки из деревянного профиля такого же сечения, что и стропила. Их крепят вверху к стропильным ногам под углом 45 градусов. Внизу подкосы опирают на лежень (мауэрлат внутренней несущей стены).

Важно выполнить точный спил, чтобы срезанный торец подкоса плотно прилегал к балкам. Подстропильные ноги позволяют существенно разгрузить стропила, что даёт возможность перекрывать стропильным каркасом пролёт между несущими стенами до 14 метров и более.

На верхнем рисунке приведён пример с центральной стеной. Но бывает так, что внутренняя стена смещена относительно середины пролёта. В этом случае подкосы монтируют только тогда, когда стены подвергаются разной осадке. Подстропильные ноги перераспределяют нагрузки и уравновешивают стропильную систему.

В строении с двумя внутренними несущими стенами

В домах с двумя внутренними несущими стенами устанавливают на лежнях подстропильные стойки. В таких системах обходятся без коньковых балок.

В безраспорной схеме распорное усилие гасит затяжка. Её монтируют под прогонами (верхний рисунок). Устойчивость стропильной системы достигается за счёт установки расшивок – косых балок и стоек. Без расшивок лежни соединяют дополнительными схватками (нижний рисунок).

Заключение

Правильно подобранная стропильная система будет гарантией долгой и надёжной службы двускатной крыши. Большое значение имеет правильность выполнения важных узлов кровельной системы. Возводить крышу своими руками следует только при обладании навыков в этом деле или под руководством опытного кровельщика.