Как подобрать размеры стропила и на что обратить внимание при их выборе?

Как выбрать стропила: учимся выбирать действительно качественный стройматериал

Если вы уже приступаете к возведению крыши, можем вас поздравить: строительство дома подходит к концу! И позади самые сложные этапы: дотошное проектирование, ответственная закладка фундамента, строительство идеально ровных стен и кропотливое создание общей геометрии, где важна каждая мелочь. Обычно на той финишной прямой, когда остается только соорудить стропильную систему крыши, утеплить ее и накрыть красивой кровлей, у многих, к сожалению, уже на нуле энтузиазм и желание затягивать процесс. А еще именно здесь подводит смета: в строительстве любого объекта всегда есть незапланированные расходы и форс-мажоры. И возникает желание приобрести материал подешевле, и побыстрее достроиться. Но подобные уступки в качестве оборачиваются для нового дома серьезными проблемами в будущем.

А поэтому лучше не расслабляться раньше времени, и внимательно отнестись к тому, чтобы приобрести хорошие стропила: как выбрать действительно качественные и как не допустить при этом досадных ошибок, мы сейчас подробно вам расскажем. Почему это так важно? Дело в том, что всего несколько досок с дефектами, недостаточно высушенных или зараженных способны выкрутить буквально за год всю конструкцию. Давайте не допустим этого!

Содержание

Итак, вот для каких основных элементов закупается древесина:

Как выбрать качественный пиломатериал для крыши?

Первым делом подробно разберемся с тем, какие доски подходят для изготовления стропил, а какие использовать нельзя. Выбор досок для стропил будет зависеть от того, какую цель вы поставили при покупке пиломатериалов:

  • Если вам нужен бюджетный вариант, например для стропильной системы гаража или мастерской, тогда вам необходимо забраковать только доски, где явно заметна волна.
  • Если же вам необходимы качественные доски для строительства дома, тогда следует брать хороший лес, который нарезался ленточной пилой – такие доски ровнее.

А далее – подробнее о самом качестве пиломатериала.

Бревна или брус: вековые традиции против современной технологии

Долгие века на Руси для стропильной системы задействовали бревна и полубревна. Их долго заготавливали, придавая нужные параметры, и довольно сложно было рассчитать итоговый вес на стены дома. А поэтому строить новый дом дело было привычным после того, как покосился старый (или сгорел, т.к. древесина слишком высохла). К слову, некоторые традиции такого зодчества сохранились до сих пор, но уже в виде специальных услуг строительных фирм.

Сегодня же в качестве стропильных досок для стропил используется прямоугольный брус, который чаще всего делают из хвойных и лиственных пород древесины. Стандартное сечение такого бруса – 50 мм на 150 мм, для более сложных участках – 50 на 200 мм или больше.

И, в отличие от сруба, которого всегда оберегала от гнили и заражения внешняя оболочка – заболонь – у нарезанного бруса никакой подобной защиты нет, а потому любые дефекты делают его непригодным для строительства крыши. Вот почему, если вы используете такую древесину без специальной пропитки и подготовки, со временем вся конструкция разрушится. А поэтому к брусу для стропил есть целый ряд требований.

Вопросы влажности: можно ли сушить стропила прямо на крыше

Главное требование к сырью стропильной системы состоит в том, что доски для стропил должны быть высушены до степени влажности 15-20%, обработанны фунгицидными и противопожарными средствами. Что касается именно влажности досок, здесь есть свои моменты:

  • Если стропильные элементы будут спрятаны под обшивкой, как это обычно бывает, тогда влажность древесины должна быть не более 15%.
  • Если элементы будут находиться на открытом воздухе, как, например, участок крыши над балконом или террасы, или речь идет о стропилах навеса, тогда влажность должна быть не более 20%.

Учитывайте, что древесина с влажностью более 30% уже в полтора раза менее прочна, чем древесина с важностью 15-20%. Чем это грозит? Такую стропильную систему может «повести». Вы будете сильно удивлены насколько!

Например, та же лиственница 100х100 см буквально за один сезон может повернуть на 90 градусов, и при этом она покроется сильными трещинами. Поэтому, выбирая доски для стропил естественной влажности, берите всегда с запасом, чем если бы вы забрали сухие. Все равно в строительстве стропильной системы всегда должны быть лишних 10% материала для мелких непродуманных работ.

Причем определить проблему неправильно высушенной древесины вы сможете даже на глаз:

Вот почему в заводских условиях доскам для стропильной системы уделяется столько времени. Там даже существует специальная сушильная камера, внутри которой – высокая температура. И в этом способе подготовки досок есть свое ценное преимущество: при такой температуре погибают личинки насекомых и споры плесени.

Совет: если вам вас угораздило приобрести древесину с превышающей норму влажностью, вы можете высушить ее в естественных условиях. Для этого вам понадобится продержать ее хотя бы год в сухом и прохладном месте.

Тревожные признаки: как приобрести здоровую древесину

А чтобы вам было легче понять, какие должны быть стропила в плане качества, специально для вас мы подготовили подробные иллюстрации. Они помогут вам определить «симптом» нездоровой древесины и избежать такой покупки:

Визуально все эти дефекты выглядят вот так:

Сейчас ваша главная задача – это приобрести качественный пиломатериал для будущих стропил. А это уже зависит не только от размеров и породы дерева, но еще и от тонкостей технологического процесса обработки такой древесины, и даже условий произрастания дерева.

Нередко бывает, что у древесины – много различных пороков развития, которые неопытному глазу не особо заметны, зато усложняют потом обработку таких досок и значительно – прочность готовых стропил. А настоящие профессионалы видят эти пороки еще до рубки дерева! И тогда такое растение уже не трогают, или же определяют, насколько качественным получится сырье, насколько высоко нужно перепилить.

К сожалению, во время рубки лесов не всегда присутствуют такие специалисты, а потому среди продающегося пиломатериала можно встретить что угодно. А ведь та же стволовая гниль может находиться в таком месторасположении, что сама древесина тоже будет выглядеть вполне здоровой. Почему мы и хотим научить вас некоторым важным аспектам.

К примеру, будьте внимательные, если вы заказываете нарезку досок из бревен и замечаете:

  1. Кривизну ствола. Такое случается, если дерево потеряло свою верхушку или вынуждено было заменить ее боковой ветвью, либо менялась освещение или рядом был холм. Доски из такого бревна получатся с совершенно непрогнозируемыми параметрами на изгиб, и их даже может деформировать прямо на крыше.
  2. Форму эллипса у бревна. Лучше откажитесь от такого материала, скорее всего дело в клине.
  3. Наросты в стволе дерева. Обычно причина кроется в бактериях и радиационных реагентах, иногда – в механических повреждениях. Такой материал особенно сложно поддавать обработке ввиду крайне низкой упругости, что не совсем нехорошо для стропильной системы.
  4. Карманы, закрытые или открытые, с аномальными утолщениями и наплывами. Это – рак дерева. Если речь идет о хвойной породе, тогда ожидайте повышенное смолистости, но в любом случае круглая форма бревна будет нарушена.

Не подходит для стропил также доска из сердцевины дерева, т.е. центральной части его ствола – у нее рыхлая древесина, особенно подверженная гнили и растрескиванию. А самые плохие сучки – это табачные, т.к. древесина в этих местах просто стирается в порошок. Если приобрести дефектные и зараженные доски для стропил, о надежности самой стропильной системы нет смысла даже говорить.

Вопросы сорта: можно ли делать элементы стропильной системы разного качества?

И, наконец, поговорим о сорте. Сорт древесины определяет величина и количество пороков, их расположение, а также наклон волокон. Для тех элементов, которые берут на себя всю нагрузку в стропильной системе, вам нужна древесина достаточно прочная, в которой не будут происходить трещины.

А вот для изогнутых и сжатых деревянных конструкций можно применять древесину как раз второго сорта, ведь такой материал все еще работает хорошо на изгиб и сжатие. Но для растянутых элементов конструкции необходима только древесина 1 сорта. Помните, что все сучки снижают несущую способность стропила, а чем их больше – тем ниже сорт.

Например, в наиболее прочной древесине 1-го сорта допускаются сучки общим диаметром не длиннее 20 см, не более 1/4 ширины доски и наклон волокон не более 7%. В древесине средней прочности 2-го сорта допускается относительно большая общая ширина сучков – до 1/3 ширины доски и наклон волокон не более 10% к оси. В наименее прочной древесине 3-го сорта допускаются сучки еще большей ширины на длине 20 см: до 1/2 ширины и наклон волокон не более 12%:

Если обобщить все, то изготовления:

  • балок перекрытия нужна древесина первого сорта;
  • для стропильных ног подходит как первый, так и третий сорт;
  • для подкосов, на которые обычно не возлагаются большие нагрузки, подходит древесина третьего сорта.

Как вы видите, если подойти к вопросу выбора досок для стропил грамотно, можно еще и немало сэкономить бюджет, не потеряв при этом в качестве.

Какой породе древесины отдать предпочтение?

Теперь, надеемся, в предыдущем пункте все понятно. А вот что насчет породы древесины?

Многие домашние мастера на этом этапе задумываются о таком моменте: какие стропила лучше в плане практичности и сметы? Стоит ли отдать предпочтение более прочным лиственным породам, или более гибким и влагостойким сосновым? На самом деле выбор достаточно широкий, и у каждого варианта – свои преимущества. Давайте коротко пройдемся по каждому из них.

Лиственные породы: прочность и надежность

Если в вашей местности дожди – не редкость, и вы переживаете, что ваша кровля не будет идеально защищена от проникновения влаги, тогда выберете в качестве древесины для стропильных досок именно лиственницу. Из всех перечисленных она обладает наименьшей гидрофобностью и отлично противостоит противодействию влаги, если была до этого подвержена правильной сушке:

Благодаря особым свойствам из древесины лиственницы изготавливают также открытые небу стропила, например, для перголы и подобным ей постройкам:

Вот так выглядит изготовление стропил из древесины осины, которая отлично режется, глубоко пропитывается огне- и биозащитой и обладает однородной структурой:

Лиственная древесина березы отличается высокой прочностью и лучше других пород переносит ударные нагрузки. Единственный ее недостаток – совсем слабое противостояние гниению, а потому такие стропила (которые лучше использовать для небольших построек) заранее необходимо качественно обработать и защитить от влаги. Да и использовать такую породу для строительства лучше только в том случае, если доски вам достались даром, и их не жалко:

Древесина бука – самая капризная порода для изготовления стропильных элементов. Она гигроскопична, подвержена гниению и способна даже набухать при отсутствии специальной защиты. Но, с другой стороны, это одна из самых красивых пород, которую даже дополнительно тонируют в розовый цвет в заводских условиях.

И с буком приятно работать в домашних условиях: легко режется и полируется, и при этом практически не образует трещин. Главное – приобрести качественную и сухую древесину бука, тщательным образом подготовленную для строительства крыши:

Хвойные породы: дешевизна и долговечность

Если говорить о выборе хвойной древесины, то отметим, что ели и сосны считаются малопригодными для столярных изделий, ведь качество их строганной поверхности радует не всегда, и есть обилие мелких сучков. Хотя при этом всем такая древесина имеет приятный цвет и хорошо поддается обработке, если сам сучок не выскальзывает, поэтому конкретно для обустройства стропильной системы она подходит.

Но знайте, что стропила можно изготавливать из сосны и ели, если только они – с комлевой части бревна. Для стропил также подойдет хвойная древесина красноватого оттенка – у нее однородная структура, замечательная прочность и легкость.

Если сравнивать ель и сосну в качестве материала для стропильной системы, то отметим такие интересные моменты:

  • Стропила из сосны более хрупкие, а вот у ели – более гибкие.
  • Работа с еловыми стропилами достаточно легка, как часто говорят опытные плотники, «сплошное удовольствие». Интересные факты не правда ли? Вот почему в Сибири издавна изготавливали для себя деревянные изделия из ели, а вот на продажу – из сосны.
  • Разницу в качестве легко заметить, когда дерево падает при перевозке: у сосны верхушка разлетается вдребезги, а у елки – нет.
  • В отличие от ели, сосна больше поддается гниению.
  • Сосна способна «играть» местами, тогда когда ель не страдает такими недостатками.
  • Ель хорошо переносит сушку и небольшое количество циклов «тепло-холод» потому, что она светлая, не синеет.

И, наконец, сосновые стропила тяжелее из-за большего содержания смолы. Поэтому сосна больше подходит для строительства крыши малых архитектурных форм:

Ель в качестве древесины также подходит почти идеальна благодаря таким своим свойствам, как способность резонировать, однородность структуры, прочность на изгиб и нагрузки:

Клееные и двутавровые стропила: максимальная выносливость

Также в качестве стропильных досок вы можете использовать клееный брус. Он отличается еще большей прочностью, обладает высокой влагостойкостью и не деформируется. Обычно такой брус изготавливается из древесины третьего сорта, но прочность у него – как у первого.

Неспроста клеенный брус сегодня так популярен и используется для строительства каркасных домов, ведь он отлично противостоит нагрузкам, и его никогда не выкручивает. Знаете, в чем секрет? Между соединенными участками досок находится клей, а он создает особо прочные маленькие нити, которые сами по себе надежнее, чем волокна древесины.

И такое свойство – только плюс для стропильной системы крыши в суровых условиях. Именно из клееной древесины получается изготавливать стропила абсолютно любого размера и длины. Существуют даже балки для крыши с высотой до 60 см!

Обычно для изготовления клеенного бруса для стропил берут хвойные или лиственные ламели толщиной 18-45 мм и соединяют их на резорциновый клей или меламиновую смолу. Это заметно по тому, светлые швы у балки или темные. Далее стропила из клееной древесины обязательно обтесывают, иногда фрезеруют и обрабатывают пропиткой, дополнительно также вскрывают морилкой или лаком. При этом вес у них будет сравнительно небольшой.

Кроме того, доски для стропил из клееного бруса могут быть до десятка метров длиной! Благодаря этому вы сможете проектировать стропильную систему без дополнительных опорных стоек.

И, наконец, еще один вариант хороший досок для стропил – это двутавровые балки, которые состоят из двух брусков, соединенных пластиной, и в разрезе напоминают две буквы «Т» или одну «Н». Обычно сами бруски сделаны из клееной древесины, а стойка – из фанеры или ДСП плиты, а иногда двутавровые стропила полностью состоят из клееной древесины. В итоге такие стропила получается намного легче по весу, чем из массива древесины, и с ними проще работать (например, поднимать на высоту).

Вот интересный репортаж об этих новых технологиях:

Подготовка досок для стропильной системы

Обычно доски для стропил приобретают не сразу после разделки бревна, а уже подготовленные, нарезанные на одинаковые бруски нужных параметров и обработанные специальными составами. С такими вам работать будет легче, ведь все, что остается – только разрезать их по длине и сделать вырезы для соединения с мауэрлатом или балкой. Главное только – найти действительно качественный материал, и здесь есть некоторые тонкости.

Прежде чем купить такие доски, обратите внимание на их поверхность: строганная со всех сторон доска для стропил более стойка к гниению и возгоранию, чем необработанная. Дело в том, что по гладкой поверхности пламя просто скользит, как и насекомые практически не могут проникнуть вовнутрь. Далее, все доски, которые вы собираетесь использовать для изготовления стропил, должны быть предварительно специально обработаны. Наверняка вы уже слышали о таком термине, как импрегнирование – это обработка пропиткой.

Сегодня многие фирмы предлагают доски, которые были импрегнированы в вакууме – хороший метод. В более кустарных производствах импрегнирование проводят путем быстрого погружения в ванну с раствором. Впрочем, в домашних условиях вы можете подготовить будущие стропила самостоятельно, при помощи распыления или кистью.

Читайте также:  Как сделать крышу из поликарбоната для террасы на конкретном примере

Сама импрегнация должна быть влагозащитной, огнезащитной и биологической. Советуем вам у фирмы-продавца спросить документ, который подтверждает метод интеграции и название средства, которое используется. Кроме того, увидеть, насколько хорошо будут пропитаны стропила, вы сможете самостоятельно: разрежьте пополам образец и посмотрите на разрез – там всегда будет видно, насколько глубоко проникла пропитка. Если же вы обрабатываете доски для стропил самостоятельно, тогда внимательно прочитайте инструкцию производителя.

Как вы видите, в каждом из способов есть свои ценные для кого преимущества и определенные недостатки. Главное – подойдите к вопросу выбора стропил со всей серьезностью!

Как сделать стропила на крышу: подбор шага и сечения

Возведение каркаса крыши выполняется согласно разработанному проекту, в котором указаны все необходимые параметры, включая тип конструкции, шаг стропил, сечение элементов и способ монтажа узлов.

Принципы расчета системы

В процессе эксплуатации кровли ее каркас испытывает высокие нагрузки различных типов:

  • постоянные (вес самой стропильной системы и кровельного пирога);
  • периодические (ветровая и снеговая нагрузка, вес человека, обслуживающего или ремонтирующего крышу или дымоход).

Чтобы правильно рассчитать и сделать надежную крышу, необходимо определиться с ее конфигурацией, выбрать вид кровельного покрытия, вычислить оптимальный угол наклона скатов. Степень сложности каркаса и размеры его элементов в определенной степени зависят от параметров расчетной нагрузки, основная часть которой приходится на стропила. Такие размеры деревянного стропила, как сечение, желательно выбрать с некоторым запасом по прочности.

Как определиться с длиной стропил? Для вычислений требуется применить теорему Пифагора (если известна длина торцевой стены и высота расположения конька), либо теорему синусов (если помимо длины торцевой стены известен угол наклона ската кровли).

Для изготовления стропила можно использовать доски или брус. Построить каркас крыши, рассчитанный на высокие нагрузки, помогут дополнительные элементы, придающие конструкции жесткость.

Определяем шаг стропил

Чтобы высчитать шаг стропил, необходимо принять во внимание вес кровельного покрытия, угол наклона скатов, ветровые и снеговые нагрузки. В среднем шаг (расстояние между соседними ногами, формирующими скат крыши) колеблется в диапазоне от 70 до 120 см.

Чтобы исключить риск деформации стропильных ног под высокими нагрузками, рекомендуется использовать сухой пиломатериал при монтаже стропильной системы. Обычно это брус или доска толщиной не менее 50 мм. Точные размеры деревянного стропила и других элементов определяются исходя из требований к прочности конструкции.

Шаг стропил зависит от степени уклона крыши и длины стропильных ног. Чтобы построить прочную крышу, перекрыв большой пролет между коньком и верхней частью стены, шаг стропил следует уменьшить. К примеру, для кровли с уклоном 45° максимальный шаг следует делать не более 80 см. Уменьшить шаг стропил следует и при использовании тяжелых кровельных материалов, к которым относится керамическая черепица, цементно-песчаная плитка, асбоцементный шифер.

Вычисление сечения элементов стропильной системы

Если предстоит построить крышу своими руками, необходимо выполнить расчет длины и сечения стропил. Так же, следует обратить внимание на характеристики материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

Нормативные документы регламентируют несущую способность, какую имеет древесина различных пород. Если рассматривается сечение стропил из бруса или досок, ослабленных вырубками и/или отверстиями под болтовые соединения, несущая способность древесины рассчитывается с коэффициентом 0,8 от нормативного значения. Также необходимо обратить внимание на сорт древесины для изготовления – дефекты снижают ее устойчивость к нагрузкам. Сечение стропил подбирается с учетом стандартных размеров пиломатериала. Делать неразрезную несущую конструкцию следует из бруса или доски длиной не более 6,5 м.

Рассчитав систему и определив размеры стропильных ног и ригелей, требуется вычислить общий вес этих элементов и добавить полученное значение к расчетным нагрузкам:

  • полный объем пиломатериалов, необходимых для каркаса крыши, умножается на объемный вес древесины;
  • полученное значение (собственный вес стропил, кг/м2) прибавляется к расчетной нагрузке;
  • расчетная схема конструкции пересчитывается с использованием полученного выше результата.

Обработка стропильных элементов антисептиком

В частном строительстве возведение стропильной системы чаще всего ведется из пиломатериалов, поскольку древесина доступна по цене и позволяет изготавливать конструкции своими руками без применения сложного инструмента. Подготовленный к монтажу древесный материал (такой как брус, оцилиндрованное бревно) нередко попадает на строительную площадку уже обработанный защитными средствами в производственных условиях. Но на изготовление обычно идет доска или брус, не пропитанный специальными составами.

Чем обработать стропила перед монтажом каркаса крыши? Обработка требуется для защиты древесины от гниения и предотвращения опасности возгорания. Обработка антисептиком и огнезащитным составом может проводиться по отдельности. С использованием комплексного огнебиозащитного средства обработка займет вдвое меньше времени.

Обработка антисептиком или комбинированным составом должна выполняться в два приема. Необходимо пропитать верхний слой древесины специальной жидкостью, нанеся ее кистью или валиком. После высыхания первого слоя обработка антисептиком повторяется.

Стропила скатной крыши

Как сделать стропила для скатной кровли? Строительство стропильной системы односкатной или двускатной крыши своими руками требует внимательного подхода к изготовлению стропильных ног. Размеры рассчитываются на этапе проектирования кровли. Чтобы правильно сделать эти элементы конструкции, необходимо использовать пиломатериал регламентированного проектом сечения и длины.

Степень сложности работ во многом зависит от того, какая конструкция выбрана для монтажа. Если требуется делать наслонные стропила из досок или бруса, каждый элемент подгоняется по месту установки при креплении его к коньковому прогону и мауэрлату. Важно строго следить за соблюдением геометрии всей конструкции.

Висячие стропильные фермы удобнее изготавливать по шаблону, чтобы добиться точного совпадения размеров каждой конструкции. Для этого вырубки в досках и сборку ферм рекомендуется делать на земле. Затем необходимо сделать проверку горизонтальности мауэрлата или опорных балок, геометрических размеров коробки здания. Устранив возможные недочеты можно приступить к монтажу стропильных ферм на доме.

Диагональные стропила

Обустройство стропильной системы вальмовой крыши своими руками требует монтажа различных видов стропил, таких, как:

  • накосные (диагональные балки, формирующие треугольный скат);
  • центральные вальмовые;
  • боковые;
  • укороченные (нарожники).

Боковые стропильные ноги изготавливают из доски и устанавливают аналогично элементам обычной скатной кровли с висячей или наслонной конструкцией. Центральные вальмовые стропила представляют собой наслонные элементы. Чтобы сделать нарожники, применяются бруски или доски, которые крепятся к диагональным балкам и мауэрлату.

Как сделать стропила для вальмовой крыши? Чтобы правильно смонтировать данный вид кровельной конструкции, требуется точно рассчитать сечение и угол наклона накосных балок. Размеры элементов зависят от длины перекрываемого пролета. Важно соблюсти симметричность при монтаже диагональных стропильных балок, в противном случае под нагрузкой крыша может деформироваться.

Изготовление стропил под заданный размер

Использование унифицированных пиломатериалов для изготовления различных элементов стропильной системы позволяет оптимизировать затраты на строительство и упростить вычисление и монтаж узлов крыши. В частности, при необходимости сделать стропильные ноги определенного сечения и длины может использоваться цельный брус, его отрезки или доски.

Чтобы изготовить своими руками жесткую балку, применяется метод сплачивания досок – они соединяются широкими сторонами и пробиваются в шахматном порядке гвоздями. Длинную балку заданного сечения можно делать из четырех и более правильно сплоченных досок – соединенных между собой со сдвигом на половину длины доски. Такая балка отличается высокой прочностью и может использоваться как диагональная стропилина.

Решая вопрос, как удлинить стропила, можно применить метод вкладыша. В этом случае между двумя досками укладывается третья, выступающая на определенную длину. Чтобы соединить доски используются гвозди, вбитые в шахматном порядке. Важно не только тщательно выровнять доски, но и вложить в пустующий промежуток между крайними элементами фрагменты доски (вкладыши), соответствующие по толщине центральной доске. Данный метод позволяет делать наращивание в длину стандартных стропильных ног (не вальмовых).

Принципы крепления стропил

Чтобы обеспечить надежность стропильной системы, возводимой своими руками, необходимо заранее определиться с тем, как крепить стропила в коньке и к опоре крыши. Если предполагается сделать крепление, которое предотвратит деформацию крыши при усадке здания, необходимо вверху скрепить стропила между собой болтом с гайкой или шарнирной пластиной, а внизу установить специальный крепежный элемент – скользящую опору.

Висячая ферма требует жесткого крепления стропил между собой в коньке: можно использовать гвоздевое соединение, метод врубки, накладные пластины из доски или металла. Наслонная система не предусматривает соединения стропильных ног между собой – они монтируются к коньковому прогону.

Как крепить стропила к основанию крыши? Чтобы правильно закрепить стропила на мауэрлате, выруб необходимо делать в стропильной ноге, чтобы не ослаблять опору крыши. При монтаже стропильных ферм на балки перекрытия также следует изготовить вырубы, но в этом случае выемка выполняется и в опорной балке.

Какие стропила для крыши следует применять? Виды и расчет стропил крыши

Возведение кровли – процесс непростой, требующий определенных знаний и навыков. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на большинство вопросов, которые, несомненно, интересуют начинающих застройщиков. А начнем, пожалуй, с самого главного – с типов существующих крыш и стропильных систем, что используются при их возведении.

Стропила (стропильные ноги) это основные несущие элементы любой скатной крыши. Именно они принимают на себя основные нагрузки и воздействия окружающей среды, такие как снеговые и ветровые нагрузки, а также несут на себе весь кровельный пирог. Стропила это составляющие стропильной системы, куда входят еще многие элементы, такие как стойки, подкосы, прогоны, мауэлат и т.д..

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

  • верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
  • верхняя обвязка в каркасных домах;
  • мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Стропила для разных видов крыш

В зависимости от вида крыши применяются разные несущие элементы кровли, какие именно мы сейчас и рассмотрим.

Стропила для односкатной крыши

Односкатная крыша – наиболее распространенный вид кровли. Используется он в основном при строительстве сравнительно небольших построек, например, дачных домиков, гаражей, бань и прочих построек.

Стропильная система односкатной крыши состоит из отдельных элементов, точками опоры которым служат противоположные стены здания. Чаще всего в этом случае используются стропила для крыши длиной около 4,5 метров. Если производится перекрытие относительно большой площади необходимо использовать подстропильные ноги и стойки.

Стропила для двухскатных крыш

Стропила, предназначенные для двухскатной крыши, представляют собой конструкцию, сложенную в виде домика. Процесс ее обустройства более сложен, нежели в односкатной кровли. Чаще всего этого вида стропила применяются при возведении небольших построек. Они подразделяются на два основных типа – наслонные и висячие.

Стропила для вальмовой кровли

Вальмовая крыша отличается наличием дополнительных скатов, что создаются при помощи стропильной системы вальмовой кровли. Конструкция этой кровли состоит из двухскатной крыши, которая по длине не полностью закрывает боковую часть строения, а также вальма, покрывающего боковую, не закрытую часть кровли.

Примером такого вида кровли может послужить известные всем «хрущевки», где нашли свое применение вальмовые стропила.

Особенности стропил четырехскатной крыши

К четырехскатным крышам можно отнести и вальмовые и шатровые кровли. Их очевидным преимуществом является отсутствие фронтонов, что подразумевает изрядную экономию стройматериалов, а значит и денежных средств. К тому же эти дома отличает замечательный внешний вид, выглядят они на редкость эффектно.

Состоит четырехскатная крыша из мауэрлата, подкосов и раскосов, коньковых и боковых прогонов.

Стропила для ломаной кровли

Применение ломаной крыши способствует значительному увеличению площади чердака, которая, в ряде случаев используется в качестве мансарды. При возведении такой стропильной системы применяются два коротких стропила, в месте перегиба которых применяется стойка. Вследствие этого уклон нижней части крыши составит 80 градусов, а уклон верхней части лишь 25-30 градусов.

Разновидности стропил для крыши

При строительстве любой кровли находят свое применение стропила всего лишь двух видов – наслонные и висячие. Висячие стропила имеют две точки опоры, которые находятся у основания, к примеру, опора на несущие стены здания, наслонные помимо этого могут опираться на столбчатые опоры, либо внутренние стены.

Материал для изготовления стропил

Дерево и металл – вот основной материал, из которого чаще всего изготавливаются стропила.

При возведении кровельных перекрытий жилых домов, хозяйственных построек применяются деревянные стропила, реже металлические. Металлические (железобетонные) стропила в основном используются при строительстве кровель с большими пролетами и нагрузками на кровлю, в основном для перекрытия производственных зданий. Цена данных стропильных конструкций довольно высока, так все ее элементы выполняются из металла, в основном используется швеллер.

Стропила из дерева

В свою очередь деревянные стропила подразделяются на три вида:

  1. Самым популярным и широко использованным видом стропил являются конструкции выполнены из обрезной доски, обычно это доска сечением 150х50 мм или 200х50 мм. Популярности данный вид стропил приобрел благодаря своей дешевизны и простоты изготовления.
  2. Стропила для крыши, изготовленные из бревен. В качестве исходного материала используют стволы деревьев диаметром 10-20 см, зачищенные и обработанные.
  3. Стропила, сделанные из клееного бруса. Клееные стропила производятся из брусков древесины и досок, склеенных при помощи специальным составом. Такие стропила более удобны в работе, брус имеет в сечение квадрат или прямоугольник. Вследствие чего, он легко укладывается на обрешетку, к тому же упрощается их крепление к мауэрлату, а также процесс наращивания. Данный вид стропил намного прочнее обычных деревянных.

Расчет стропил крыши

До того как начать расчет стропил крыши, необходимо четко осознавать какие типы нагрузок и с какой силой они будут действовать в течение всего года на кровлю нашего дома.

Факторы, которые влияют на кровлю, принято классифицировать в зависимости от интенсивности:

  1. Постоянные нагрузки. Данная категория объединяет нагрузки, постоянно воздействующие на конструкцию строения. К ним относятся как вес самой кровли, так и гидроизоляция, тепло и пароизоляция, обрешетка, а также другие конструкционные элементы двускатных или мансардных крыш, создающих постоянное значение веса.
  2. Нагрузки переменного типа. Данный тип объединяет все типы климатического воздействия, в том числе осадки, потоки ветра и пр.
  3. Нагрузки особого типа. В данной группе учитываются климатические воздействия, обладающие высокой силой. Данную характеристику требуется принимать во внимание в сейсмически активных зонах и в зонах, в которых возможны проявления штормовых ветров или ураганов.

Постоянные нагрузки

Размер стропил для крыши нужно начинать рассчитывать с общего веса «пирога» кровли. Чтобы получить конечное значение требуется вычислять вес квадратного метра каждого из используемых материалов. В большинстве случаев кровля будет состоять из следующих компонентов:

  • внутренняя отделка (в случаи устройства мансардной кровли, учитывается материал отделки и элементы креплений);
  • стропила (вес стандартного стропила размером 150х50 мм, в дальнейшем этот параметр может корректироваться);
  • утеплитель;
  • гидро-ветроизоляция (учитывается вес пленок и мембран);
  • обрешетка, смонтированная из досок малой толщины (чаще всего 25 мм).
  • контобрешетка (зачастую брусок 30х50, 40х50 или 50х50 мм);
  • покрытие кровли (вес квадратного метра кровли можно найти на сайте производителя).
Читайте также:  Стоит ли строить дом из арболита, ориентируясь на отзывы

При переходе к сложению всех рассчитанных данных, рекомендуется добавлять к полученному результату еще 10%, то есть умножать конечный результат на постоянный коэффициент 1,1. Такой подход позволяет оставлять запас по прочности для кровли.

Снеговые нагрузки

Учитывать снеговые нагрузки необходимо обязательно, поскольку во многих регионах возможно длительное влияние осадков в виде снега. Чтобы предостеречь владельцев от перелома крыши под массой снега, требуется заранее рассчитывать возможную нагрузку.

Чтобы повысить удобство расчетов, была выведена формула, для подставления коэффициентов из строительных норм и правил. Формула имеет следующий вид:

где F – это значение полной снеговой нагрузки, P – нагрузка, приходящаяся на квадратный метр, k – корректирующий коэффициент, зависящий от наклона ската крыши.

Вес снега на 1 квадратном метре крыши необходимо определять непосредственно на месте возведения сооружения. Каждый регион имеет среднее значение интенсивности осадков, данные можно узнать со строительных норм СНиП 2.01.07-85*.

Ветровые нагрузки

Данный тип нагрузок имеет очень высокий уровень критичности, потому что она может влиять на кровлю интенсивными ветрами, вне зависимости от угла крыши. Даже маленький угол наклона делает возможной ситуацию со срывом крыши под воздействием аэродинамических нагрузок. Слишком большой уклон способен привести к тому, что вся крыша будет испытывать на поверхности сильное ветровое давление.

Для расчета влияния силы ветра на крышу также существует специальная формула, в которой существует зависимость от поправочных коэффициентов:

где V – ветровая нагрузка, R- показатель, выбираемый исходя из регионального положения дома, k – корректировочный коэффициент, который зависит от высоты сооружения.

После суммирования всех нагрузок, получиться общая нагрузка на 1 квадратный метр крыши.

Расстояние между стропил

Шаг стропил — это расстояние между стропильных ног. Среднее значение данного параметра при частном строительство, обычно составляет один метр, однако точная цифра выбирается исходя из полного расчета несущих способностей выбранной системы кровли.

Чтобы самостоятельно вычислить расстояния между стропил, необходимо следовать следующему алгоритму:

  • Нужно определиться будет ли утеплено междустропильное пространство. Если да, то шаг стропил будет равен ширине утеплителя за вычетом 2 см. Если нет, то шаг принимается произвольный в пределах 1 метра.
  • Исходя из конструктивной схемы стропильной системы, определяем длину стропилы.
  • Далее воспользуемся программой «Расчет деревянных балок» и подставим в нее данные: суммарную нагрузку, шаг и размер поперечного сечения (исходное значение 150х50 мм). Смотрим на результаты, если в программе указано, что данного сечения недостаточно, то изменяем высоту балки (ширина незначительно влияет на результат), например до 200х50 мм. Также можно изменять расстояние между стропил, если нет утеплителя или используется рулонный материал.

На первый взгляд расчет стропил крыши кажется сложным и не понятным, но потратив всего несколько часов можно во всем разобраться, тем самым точно подобрать нужный размер стропильных ног.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

Как правильно выбрать доски для создания стропил крыши?

Любая стропильная система формируется из многочисленных стропил, для создания которых используется брус или доски. Наиболее часто выбираются именно доски за счет доступной стоимости, но их прочность считается не слишком высокой по сравнению с брусом.

Важно! От качественно выбранного пиломатериала зависит долговечность крыши и безопасность проживания в доме.

Требования к стропильным доскам

Стропила для крыши выдерживают существенные воздействия от снега, ветра и кровельного покрытия, поэтому в процессе их создания должны учитываться определенные правила, которым они обязаны соответствовать.

Важно! Во время формирования стропил учитывается не только правильный выбор их размера и сечения, но и материал, используемый для создания.

Оптимально считается выбирать брус для стропил, но этот материал обладает высокой стоимостью, поэтому для снижения затрат нередко покупаются доски. Выбирается только качественная древесина, причем нередко выбор падает на хвою или лиственницу.

При поиске досок, используемых для создания стропил, учитываются основные требования к ним:

  • на 1 м не допускается наличие больше трех сучков, причем их диаметр не должен превышать 30 мм;
  • нельзя, чтобы присутствовали сквозные трещины, а несквозные не могут обладать значительной длиной, превышающей половину длины доски;
  • стропила для крыши изготавливаются из древесины, влажность которой не превышает 18%, причем желательно во время выбора пользоваться влагомером, чтобы убедиться, что информация, имеющаяся в сопроводительной документации к доскам, соответствует действительности.

Приобретаются доски только у проверенных продавцов, предоставляющих покупателям информация о товаре. Для этого должна иметься специальная сопроводительная документация, причем в ней содержится информация:

  • сорт древесины, используемой для изготовления досок;
  • название и номер стандарта изделия;
  • наименование производственной организации, занимающейся его изготовлением;
  • число единиц в одной упаковке;
  • дата выпуска досок;
  • размеры пиломатериала, а также его влажность.

Важно! Древесина является натуральным материалом, поэтому разные биологические воздействия приводят к его разрушению, поэтому важно грамотно выбрать доски, а также защитить их специальными защитными составами.

Доска для стропил перед использованием должна обрабатываться разными составами:

  • обработка качественными антисептиками, которые не допустят гниения материала;
  • пропитка антипиренами, защищающими древесину от возгорания;
  • обработка средствами, отпугивающими вредителей и насекомых.

Только при грамотном выборе досок и после их качественной обработки имеется возможность сделать стропила, обладающие не только высоким качеством, но и стойкостью перед разными воздействиями.

Какими размерами должны обладать стропила?

После того, как будет выбрана оптимальная доска для стропил, можно приступать к формированию специального чертежа и схемы будущей стропильной системы. Для этого определяется сечение, длина, ширина и иные параметра стропил, которые после изготовления будут соединяться друг с другом в правильной последовательности.

Размер стропил может значительно отличаться, так как на этот параметр оказывает влияние много факторов. К ним относятся габариты дома и крыши, выбранная конструкция стропильной системы, возможные нагрузки от ветра и другие аналогичные воздействия. Оптимальным будет использование рекомендаций:

  • минимальный размер равен 50х150 мм;
  • если создаются значительные пролеты, то выбирается размер 150х150 или же 250х100;
  • нередко используются более значительные по размерам стропила, если планируется возведение существенного по габаритам торгового павильона или иного крупного строения.

Важно! Чтобы точно знать оптимальные размеры стропил для крыши, требуется правильно рассчитывать данный показатель.

Для расчета важно определить, какая нагрузка будет воздействовать максимально на крышу, что позволяет выбрать сечение и иные параметры стропил. Дополнительно имеется возможность воспользоваться специальными нормативными значениями, но они не учитывают определенные климатические условия различных регионов, поэтому специалисты предпочитают проводить правильные расчеты, материалы по теме: как рассчитать длину стропил, расчет стропильной системы.

Грамотное определение габаритов стропил

При определении оптимальных размеров стропил, важно учитывать, какой толщиной должна обладать доска, применяемая для создания стропил.

Важно! Толщина доски оказывает непосредственное воздействие на прочность созданных изделий из нее.

Желательно пользоваться для этих целей доской, толщина которой варьируется от 4 до 6 см. Если же возводится стропильная система не небольших строениях, предназначенных для хозяйственного применения, то для снижения затрат допускается пользоваться досками толщиной в 3,5 см. Для жилого дома рекомендуется выбирать изделия, толщина которых не будет меньше, чем 5 см.

При выборе ширины доски непременно учитывается, какой длиной обладает проем, перекрывающийся стропилами. Чем длиннее должны быть стропила, тем шире используется для их создания доска:

  • если длина стропила равна примерно 6 м, то желательно пользоваться доской, ширина которой равна примерно 15 см;
  • если длина ног превышает 6 м, то ширина доски вовсе должна составлять 18 см;
  • если требуется получить еще более длинную стропильную ногу, то используется наращивание элементов, а места, где имеется нахлест, должны находиться рядом с коньковой частью крыши.

Сечение стропил рассчитывается в зависимости от определенного оптимального расстояния между ними, а также учитывается длина элементов. Во время работы надо решить, какие постоянные нагрузки будут воздействовать на крышу от ветра и снега. Берется в расчет масса созданной стропильной конструкции, угол наклона, имеющийся у ската, а также, какой длиной обладает проем, нуждающийся в перекрытии. При расчете дополнительно учитывается, какой шириной обладает строение.

Важно! Для облегчения расчетов рекомендуется пользоваться специальными компьютерными программами, имеющимися в свободном доступе в интернете, причем с их помощью не только обеспечивается быстрое получение результата, но и гарантируется точность значений.

После определения сечения стропил, надо решать, на каком расстоянии друг от друга они будут устанавливаться. Шаг стропил непосредственно связан с их сечением, поэтому если эти параметры не будут правильно определены, то это может негативно сказаться на надежности и долговечности крыши.

Важно! Допускается снижать сечение стропил, если применяются специальные подкосы.

Основные правила выбора досок

Стропильная доска должна отвечать многочисленным требованиям и условиям, описанным выше. Чтобы выбрать действительно качественный материал, рекомендуется пользоваться определенными советами специалистов. К ним относится:

  • отсутствие больших по размеру сучков и трещин;
  • оптимальная влажность, причем не желательно доверять информации, содержащейся в документации к доскам, поэтому рекомендуется вовсе взять с собой специальный инструмент – влагомер, позволяющий быстро определить влажность древесины;
  • отсутствие существенных дефектов, подгнивших участков или иных значимых недостатков, так как все они негативно будут сказываться на качестве сделанной конструкции из досок.

Важно! Если будет приобретен материал с высоким показателем влажности, то не допускается пользоваться им для возведения стропильной системы, так как она будет непрочной, а также вовсе имеется опасность для проживания в доме с такой крышей, поскольку через небольшой промежуток времени будет нарушена геометрия конструкции.

Если обнаруживаются в одной партии досок несколько неподходящих элементов, не рекомендуется пользоваться ими для создания важных частей крыши, поэтому они применяются для дополнительных элементов.

Видео по теме:

Как наращиваются стропила?

Во время создания качественной и большой по размеру крыши нередко требуется значительные по длине стропила. Чтобы их получить, требуется наращивать несколько элементов. Для этого используются разные способы:

  • обычно выбирается метод, предполагающий сплотить доски, для чего они складываются друг с другом, причем именно широкими сторонами, после чего сшиваются, для чего используются гвозди;
  • укладка досок с небольшим сдвигом, причем обычно он делается в половину длины, что позволяет сделать действительно длинные стропила, обладающие хорошей прочностью;
  • создание косого среза, располагающегося на торцах элементов, но до создания среза надо делать противоскользящий упор по вертикали, после чего формируется сквозное отверстие, позволяющие осуществить стяжку элементов болтами.

Таким образом, грамотное наращивание стропил дает возможность получить оптимальную по размерам стропильную ногу, используемую для формирования надежной и прочной стропильной конструкции.

Как защитить стропила?

Для создания стропил используется натуральная древесина, подвергающаяся негативному воздействию грызунов, влажности, огня и плесени. Чтобы элементы прослужили долгое время, требуется обязательно защищать их разными растворами.

Поэтому перед применением любой доски важно убедиться, что она была покрыта антипиренами, антисептиками и особыми средствами, отпугивающими насекомых и грызунов. Если этого не было выполнено в заводских условиях, сами покупатели обязаны позаботиться о такой защите основных частей крыши.

Таким образом, стропила являются основными элементами для создания любой крыши. Для их создания может использоваться брус или доски. Требуется выбирать для этого только качественную древесину, не обладающую какими-либо существенными недостатками и дефектами. При грамотном выборе материала гарантируется получение долговечной и надежной конструкции на крыше.

Как правильно выбрать стропильную систему для вашего дома

Для устройства прочной кровли важны все детали, но первостепенное значение имеет качественное строительство стропильной системы. Все разновидности кровель имеют свою специфику, которую необходимо учитывать при монтаже стропил и остальных перекрытий, но есть также общие положения и правила, следование которым гарантирует соответствие создаваемой конструкции требованиям надежности.

Что лучше: дерево или металл?

Дерево

Основным материалом для изготовления стропил является дерево. Его популярность обусловлена легкостью, доступностью в ценовом плане, простотой монтажа.

Для строительства деревянных перекрытий используют брусы из дерева хвойных пород, хотя распространенным вариантом являются также доски. Сказанное относится к строительству жилых частных домов. При возведении многоэтажных зданий и строений промышленного назначения в большинстве случаев предпочтение отдается металлическим конструкциям.

Смотрите на нашем сайте как выглядит алюминиевая фальцевая кровля и читайте всё о технологии её устройства.

Полезную информацию о пластиковых отливах и цены на них вы найдете здесь.

Для увеличения длительности срока службы деревянной стропильной системы до начала работ по монтажу их обрабатывают особыми антибактериальными (для защиты от гниения, поражения насекомыми) и антипиретическими (для предупреждения возгорания) составами. Их наносят обычной малярной кистью.

Преимущества деревянных стропил:

  • Легкость конструкции. Обладая достаточной прочностью для эксплуатации, деревянная конструкция получается намного легче металлической и железобетонной. Благодаря этому можно обходиться без устройства несущих стен повышенной прочности, которые могли бы выдерживать значительные нагрузки.
  • Экономичность. Дерево намного дешевле, чем металл или бетон. Кроме того, при использовании древесины удается существенно сэкономить на строительных материалах для возведения стен.
  • Длительность эксплуатационного срока. Благодаря использованию современных средств для защиты древесины от насекомых, размножения микроорганизмов, грибков и определенным способам механической защиты конструкций от воздействия влаги срок службы материала значительно возрастает.
  • Удобство осуществления монтажа. При устройстве деревянных систем стропил нет необходимости в использовании специальной грузоподъемной техники. Монтаж может осуществить бригада, состоящая из 2-4 строителей. Важно и то, что при необходимости корректировки размеров определенных деталей (подрезания, подрубания, наращивания) не нужно высверливать отверстия, осуществлять сварочные работы, благодаря чему заметно сокращается длительность требуемого для проведения монтажных работ времени.

В отличие от металлических и железобетонных систем, деревянные элементы можно с легкостью подогнать к конкретному месту выполнения работ.

  • Экологичность. Дерево является абсолютно безопасным, безвредным, чистым в плане экологии материалом.
  • Наличие широкого ассортимента современных крепежных элементов делает использование древесины в качестве материала для стропил максимально удобным.

Металл

При устройстве кровель промышленных или многоэтажных строений использование деревянных стропил нецелесообразно. В этом случае оптимальным вариантом являются металлические конструкции. На сегодняшний день самой популярной технологией их устройства является легкий стальной каркас.

Подобные конструкции на основе тонкостенного металлопрофиля с нанесенным на него слоем цинка отличаются надежностью и долговечностью. Длительность срока их службы достигает 100 лет.

Главными преимуществами металлических конструкций являются:

  • Пожаробезопасность – материалы, на основе которых изготавливаются такие системы, негорючие. В случае пожара они способны сдерживать распространение огня в течение некоторого времени, благодаря чему зачастую удается предотвратить обрушение кровли.
  • Отсутствие необходимости в проведении специальной обработки материалов противопожарными и антисептическими, противогрибковыми составами.
  • Длительность срока службы – обусловлена прочностными характеристиками материала и его защищенностью от гнили и коррозии.
  • Легкость монтажа – для установки стропил из металла достаточно иметь под рукой обычную дрель и шуруповерт.
  • Такие стропила можно возводить независимо от сезона.
  • Поскольку металл способен выдерживать большие нагрузки, в качестве кровельного материала можно использовать любое покрытие.
  • Металлические конструкции удобно использовать при необходимости создания перекрытий для сооружений значительной высоты и площади.

Недостатками применения металла в качестве материала для стропил являются:

  • большой вес конструкции;
  • необходимость применения специальной техники для доставки деталей на кровлю;
  • подверженность материала деформации при высоких температурах;
  • высокая цена.

Металлические системы являются оптимальным вариантом при устройстве кровель многоквартирных домов или строений коммерческого, промышленного, спортивного, хозяйственного назначения.

Читайте также:  Как самому установить надежные гаражные ворота с размерами, подходящими для личного авто

В области частного строительства применение металлических конструкций нерационально, поскольку из-за высокой теплопроводности материал не только не способствует сохранению тепла, но даже приводит к его утечке. Выбор дерева оказывается более выгодным с экономической точки зрения, поскольку позволяет существенно сократить энергозатраты.

Альтернативный вариант

В некоторых случаях оптимальным решением является усиление деревянных конструкций отдельными металлическими элементами. В этом случае обязательным условием является прокладка слоя изоляционного материала между деревянными и металлическими конструкциями для предупреждения скопления конденсата в древесине и ее последующего гниения. При возведении цельных металлических конструкций посредством сваривания деталей нет угрозы гниения материала под воздействием влаги, поскольку нет участков контакта металла с деревом.

В случае использования металлических частей необходимо проводить утепление кровли, поскольку они образуют мостики холода.

Очень распространено использование конструкций из металла в качестве дополнительных опор. В таких случаях их вставляют под коньковый прогон, так как на этот участок приходится максимальное количество нагрузок.

Выбор сечения стропил

В конструкциях различных типов стропильная нога называется по-разному (рядовым стропилом, накосной стропильной ногой). В любом случае до ее устройства следует произвести необходимые расчеты.

Расчет на прочность должен основываться на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут оказывать воздействие на кровлю.

В постоянные нагрузки входят:

  • общий вес элементов конструкции стропил;
  • вес гидро- и пароизоляционных материалов;
  • вес кровельного покрытия;
  • в случае устройства мансардного помещения – вес материалов для отделки потолка.

Во временные нагрузки входят:

  • максимальная ветровая и снеговая нагрузка для конкретного региона;
  • вес обслуживающих кровлю строителей и инструментов;
  • вес устраиваемого на кровле инженерного оборудования: дымоходов, вентиляционных систем, зенитных фонарей, аэраторов и т.д.;
  • вес ограждений, переходных мостиков, трапов, которые нужны для проведения ремонтных работ и последующей эксплуатации кровли.

Основываясь на полученном значении нагрузок, производят расчет стропильных ног, их длины, поперечного сечения, определяемых выбранным материалом, типом кровли и стропил (висячих или наслонных). Кровли сложных конфигураций иногда включают в себя разные виды стропил.

В кровлях вальмового типа наряду со стропильными ногами применяют также стропила укороченного типа – так называемые нарожники. Для них необходимо производить отдельный расчет. Помимо этого, надо рассчитать также дополнительные детали системы стропил: подкосы, затяжки, ригели. На них также приходится некоторая часть нагрузки, передаваемой от стропил.

Длина стропильных ног в первую очередь определяется размерами здания и величиной угла уклона кровельных скатов, получаемого от выбранной формы кровли. В основном стропила стараются делать максимум 6-метровой длины: имеющийся в продаже пиломатериал обладает именно такими параметрами. В тех случаях, когда размеры строения требуют большей величины, производится наращивание стропил. Значительные по длине стропильные ноги бывают у диагональных (накосных) стропил, используемых при строительстве кровель вальмового или полувальмового типа.

Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от ряда факторов:

  • постоянных и временных нагрузок;
  • конкретного вида кровельного материала;
  • типа кровельной конструкции;
  • размеров строения;
  • величины уклона скатов;
  • особенностей климатического региона;
  • качества материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

При устройстве стропильной системы в основном применяется сосновая древесина без больших сучков и синевы. Оптимальная влажность материала – 20-22%. Такое требование обусловлено возможностью изменения формы и размеров дерева по мере усыхания, что может привести к деформации возведенной кровли.

В настоящее время есть множество фирм, предлагающих услуги по проведению расчетов системы стропил. Это можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись онлайн калькуляторами. После ввода в программу нужных размеров она выдает готовые результаты сечения, шага, длины стропил.

При возведении частных домов в основном применяют доски, сечение которых составляет 50 х 150 мм. Они подходят для кровель любых конфигураций.

Длина шага стропильных ног составляет приблизительно 1 метр. Величина зависит от типа кровельного покрытия, величины уклона и количества снега.

Например, при угле уклона больше 45 градусов стропильный шаг будет равняться 1,2-1,4 м. Для областей с обильными осадками в зимнее время расстояние сокращается до 0,6-0,8 м с учетом возможной снеговой нагрузки.

Следует учитывать также кровельный материал. Наибольшим весом обладает натуральная черепица: при ее выборе в качестве покрытия для кровли величина сечения стропильных ног должна увеличиваться при большей длине стропильных ног и их шага.

Стропила для крыш различных видов

Самым простым типом кровель являются односкатные конструкции, стропила которых опираются на стены дома. Длина таких элементов должна быть не больше 4,5 метров. Однако есть решение проблемы перекрытия значительных площадей. В этих случаях необходимо использовать стойки или подпорки, благодаря которым такая конструкция сможет удерживаться.

Большая часть двускатных кровель внешне очень похожи, но по внутреннему строению они могут существенно отличаться. В настоящее время применяются четыре основных варианта:

  1. Первый предполагает применение конькового прогона, служащего опорой для стропильных ног. Усиление скатов осуществляется посредством использования подстропильных ног. Что касается прогона, то он удерживается при помощи стоек. Стойки устанавливают на лежень. По ширине подобные конструкции могут быть до 10 м.
  2. При втором варианте применяются подстропильные ноги, нижней частью опирающиеся на стойку конька, а верхней – на затяжку (схватку), посредством которой стропильные ноги соединяются поближе к коньку. При этом ширина кровли увеличивается примерно до 14 м.
  3. В третьем варианте конькового прогона нет. Он заменен расположенным под одним из кровельных скатов брусом. Применяют также затяжку, опирающуюся на лежень стойку, подстропильные ноги. Величина углов наклона подстропильных ног колеблется в диапазоне 45-53 градусов. Эта разновидность по сравнению с предыдущей не отличается особой выигрышностью в плане ширины кровли, но прекрасно подойдет в случае расположения опорной стены не в центре, а с некоторым смещением в сторону.
  4. При необходимости перекрытия широких построек применяются симметричные конструкции, в которых использованы два прогона. Они располагаются параллельно друг другу под стропильными ногами кровельных скатов. В таких двускатных конструкциях предполагается применение двух затяжек: функцией верхней является соединение стропил, а нижней – стоек и подстропильных ног. При этом максимальная ширина конструкции может составлять 16 м.

Величина расстояния между стропилами определяется длиной их сечения:

  • при сечении 40 х 150 мм шаг будет составлять 60 см;
  • при параметрах 50 х 150 мм величина достигает 90 см;
  • размеры 100 х 150 мм увеличивают шаг до 215 см.
  • Кровли вальмового типа также очень популярны в современном загородном строительстве. Их отличительной чертой является отсутствие фронтонов, на месте которых располагаются дополнительные скаты, или вальмы. В основном в конструкции предполагается наличие прогона, простых стропил – на основных скатах, вальмовых – на боковых. Опорой для вальмовых стропил являются длинные диагональные элементы. Здесь происходит их стыковка с верхней частью простых стропильных ног. Для подобных конструкций целесообразно использование усиленной обвязки.

    Утепление ломаной крыши изнутри: технология, материалы и полезные советы.

    Чертежи конструкции мансардной полувальмовой крыши вы найдете в статье на нашем сайте.

    Что влияет на выбор угла уклона?

    Основными факторами, оказывающими влияние на величину угла уклона, являются:

      Факторы окружающей среды. При выборе угла наклона учитываются климатические особенности региона, в котором ведется строительство.

    Большое влияние на кровельную конструкцию в целом и стропильную в частности оказывает ветер. Даже небольшое увеличение угла уклона (до 30 градусов) приводит к почти пятикратному возрастанию ветровой нагрузки. Однако и слишком маленькая величина может оказать негативное влияние на сохранность кровельной конструкции, поскольку в этом случае ветер с легкостью проникает в стыки на покрытии. При сильных порывах он способен сорвать крышу.

    Атмосферные осадки тоже неблагоприятно сказываются на эксплуатационных характеристиках крыши. Скапливаясь на ней, они значительно увеличивают общую нагрузку. Кроме того, при недостаточной герметичности кровельного покрытия дождевая и талая вода легко проникает в кровельный пирог, способствует гниению деревянных частей и со временем может привести к разрушению конструкции.

    Грамотный подбор угла поможет избежать этих нежелательных явлений.

    Снеговая нагрузка на кровлю достигает максимума при 30-градусной величине угла уклона. При увеличении показателя до 45 градусов дождь и снег совершенно не задерживаются на поверхности.

    При строительстве дома в регионе с большим количеством осадков логичным является выбор 45-градусного наклона ската. При небольшом количестве осадков, но сильных ветрах оптимальным вариантом считается устройство кровли с наклоном в 30 градусов.

    Чем больше угол наклона, тем больше требуется финансовых расходов на строительство.

    Для определения величины угла параметры конька делятся на половину ширины здания, а полученная цифра умножается на 100. Многие специалисты для проведения расчетов пользуются особыми графиками и матрицами. Некоторые из них доступны на строительных ресурсах интернета.

    ВЫВОДЫ:

    • Для устройства прочной кровли первостепенное значение имеет строительство качественной стропильной системы.
    • Для изготовления стропил используются дерево и металл. Каждый из материалов имеет свои плюсы и минусы.
    • В некоторых случаях оптимальным решением является усиление деревянных конструкций отдельными металлическими элементами.
    • Расчет стропил на прочность основывается на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут влиять на кровлю.
    • Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от постоянных и временных нагрузок, конкретного вида кровельного материала, типа кровельной конструкции, размеров строения и ряда других факторов.
    • Выбор стропил определяется также в зависимости от конкретного типа кровли.
    • При выборе величины угла уклона кровли необходимо учитывать особенности региона строительства и используемый кровельный материал.

    Подробнее о том, как выполняется монтаж стропильной системы крыши вы узнаете из видеосюжета.

    Как выбрать и рассчитать стропила для кровли под разные сооружения

    Типы конструкций

    Существует 3 типа монтажа стропил — скользящий, висячий и наслонный:

    ИллюстрацииПояснения
    Скользящие.

    Скользящие балки устанавливаются только при монтаже кровли на деревянных домах. Такая балка просто опирается на обвязочный брус стены и слегка на нем фиксируется. Смысл в том, чтобы при неизбежной усадке деревянного здания балка могла скользить по обвязке.

    Висячие.

    Висячие балки не имеют промежуточных подпорок, то есть крепятся только в 2 точках, верхней — на коньке и нижней — на стене. Зачастую так монтируются небольшие односкатные и двускатные крыши.

    Наслонные.

    Монтаж наслонных балок предусматривает наличие промежуточных подпорок. Как правило, такие конструкции используются при обустройстве больших крыш, где расстояние между крайними точками превышает 6,5 м при этом угол наклона небольшой, к примеру, вальмовые крыши.

    Стропильные системы под разные виды крыш

    Стропильные ноги — это основной элемент подавляющего большинства кровельных конструкций, поэтому дальше я в общих чертах расскажу, какими бывают эти конструкции.

    • Односкатная система у нас обычно используется для небольших зданий, как правило, их ставят на баню, гараж или маленькую дачу. Угол наклона 14-16º. Большие дома покрывать односкатной системой в России нельзя, потому как кровля с серьезной квадратурой не выдерживает снеговой нагрузки;

    Односкатная система рассчитана на небольшие здания хозяйственного назначения.

    • Двускатная кровля считается одной из самых распространенных. Здесь мы видим классический домик: при увеличении угла наклона смежных плоскостей снег на такой кровле не задерживается, зато увеличивается ветровая нагрузка, поэтому крутые двускатные кровли не везде можно ставить;

    Двускатная кровля — одна из самых распространенных конструкций.

    • Четырехскатные кровли — это отдельное направление. В него входит вальмовая и шатровая стропильные системы. Размеры здания в данном случае значения не имеют, конструкции можно адаптировать под любую квадратуру и конфигурацию основы. Уровень прочности в них высокий, но чтобы собрать такую кровлю своими руками, нужны навыки и знания;

    Монтаж четырехскатных кровель требует профессиональных знаний.

    • Ломаные кровли или системы мансардного типа хороши для жилых чердачных помещений. Наклон боковых плоскостей здесь находится в районе 80º, а верхние плоскости делаются пологими до 30º. Для увеличения прочности используется целая система подпорок и раскосов. Дилетанту за такую работу браться не стоит.

    Ломаные кровли хороши для жилых чердачных помещений.

    Что нужно знать при выборе стропильных ног

    Подбор балок зависит от многих факторов, прежде всего от вида стропильной системы. Кроме этого, большое значение имеют габариты здания, а также уровень снеговой и ветровой нагрузки, но обо всем по порядку.

    Из чего делают стропильные ноги

    Здесь выбор небольшой, балки бывают металлические и деревянные, правда, есть еще железобетонные, но они используются только для обустройства крыш на реально больших промышленных объектах.

    Металлическая стропильная нога — это чаще всего стальная двутавровая балка в разных вариациях. Иногда балки делают из спаренного уголка, но такие системы считаются менее устойчивыми.

    Металлическая стропильная система надежная, но дорогая.

    Если вы хотите выбрать металл, подумайте, выдержат ли ваши стены такую нагрузку, ведь метал значительно тяжелее дерева. Плюс кроме самого каркаса там еще будет кровельное покрытие, утеплитель и масса фурнитурных мелочей.

    Второй вопрос — это цена. Облегченные балки из современных высокопрочных сплавов стоят в разы дороже, чем дерево и традиционная сталь. Кроме того, установка и крепление этих балок сложнее. Зато гарантия на такую стропильную систему стартует от 50 лет.

    Если бюджет ограничен, то не стоит мудрствовать, берите дерево. С хорошей пропиткой деревянная стропильная система простоит до 30 лет. Но деревянные балки также бывают разными:

    • Самый простой и, кстати, надежный вариант — это брус толщиной 50 мм, ширина подбирается в зависимости от размеров конструкции и планируемой нагрузки. Это может быть 150, 200 и 250 мм. Достоинство такого варианта в том, что в случае необходимости вы можете наращивать балки, как по длине, так и по толщине;

    Если вам нужна балка, к примеру, толщиной в 100 мм и шириной в 200 мм, то лучше ее сбить из двух брусков 50х200 мм, нежели использовать цельный брус 100х200 мм. Прочность такого тандема будет на порядок выше.

    Брус 50х150 мм — это самый распространенный материал для каркаса.

    • Менее популярный и более дорогой вариант — это использование цельных оструганных бревен толщиной до 200 мм. Как показала практика, цельное бревно по сравнению с брусом тяжелее пропитать антисептиком, а значит, довольно быстро там заведутся жучки;

    Цельное бревно целесообразно использовать только для кровли в срубах.

    • Клееный многослойный брус делают на заводах, уровень обработки и пропитки там высочайший, гарантию они дают от 25 лет, но и цена солидная. Зачастую такими балками комплектуют наборы для строительства домов под ключ. Длина, там фиксированная, и каждое соединение подготовлено к монтажу.

    Клееный брус на порядок крепче, долговечней и надежней пиленого.

    От чего зависит точность расчетов

    Толщина стропильных ног, длина, шаг и прочие параметры, прежде всего, зависят от уровня нагрузки на кровлю в целом. Видов нагрузки существует 3:

    Таблица расчета шага стропильных ног в зависимости от длины и сечения.

    1. Нагрузки постоянного характера — к ним относят вес самих балок, а также массу кровельного пирога, то есть верхнее кровельное покрытие, утеплитель, мембраны ветро и пароизоляции и внутренняя отделка чердачного помещения, если таковая имеется;
    2. Переменные нагрузки — это в основном средняя по региону толщина снегового покрова и роза ветров;

    Осадки в теплое время года учитывать нет смысла, так как давление воды на кровлю во время дождя незначительное.

    1. Форс-мажор. Сюда относят природные явления, граничащие со стихийными бедствиями. Но эти параметры учитываются только в сейсмоопасных районах и в местах с ураганными ветрами.

    Вес кровельного пирога нужно учитывать при расчетах.

    Чтобы вывести правильные расчеты, существует целый ряд формул, я не стану утверждать, что это просто, но при желании за пару часов разобраться можно. Ниже на видео в этой статье подробно показаны примеры таких расчетов и показано, как работает онлайн калькулятор.

    Вывод

    По вышеизложенной информации вы сможете подобрать материалы и рассчитать стропильную систему под конкретное строение. Особое внимание я рекомендую обратить на фото и видео в этой статье. Если остались вопросы пишите в комментарии, постараюсь помочь.

  • Ссылка на основную публикацию