Стропильная система крыши: особенности устройства

Последнее обновление статьи 08.09.2020

При строительстве частного дома, бани или хозяйственных сооружений особого подхода требует стропильная система крыши. Важно правильно выполнить расчеты и подготовить для монтажа качественный материал.

Проектирование стропильной конструкции

Расчет несущих конструкций в строительстве принято выполнять по методу предельных состояний, т.е. по моменту потери сопротивления конструкцией под воздействием внешних нагрузок вплоть до разрушения или недопустимых повреждений.

Стропильная система достигает предельного состояния, если:

• прочность конструкции полностью исчерпана и она разрушается;
• прогибы элементов несущего каркаса провоцируют недопустимые нарушения в узлах стропильной системы, причем дальнейшая эксплуатация крыши невозможна без выполнения ремонта.

Согласно строительным нормам, максимально допустимый прогиб стропильной ноги или затяжки составляет 1/200 часть от длины элемента. Чтобы обеспечить высокую надежность конструкции, рекомендуется проектировать крышу с учетом максимально допустимого прогиба в 1/250 часть длины стропила.

Расчет стропильной конструкции крыши ведется с учетом предельных нагрузок со стороны:

• собственного веса;
• ветрового давления;
• веса снега;
• веса людей, обслуживающих или ремонтирующих кровлю (нагрузка от человека обычно принимается как 80 кгс/кв.м).

Для получения информации, на основании которой ведутся расчеты, необходимо располагать:

• СНиПом кровельной конструкции;
• таблицей расчета сечения стропильной ноги;
• таблицей сечения стропильной затяжки;
• климатической картой региона (определение ветровой и снеговой нагрузки).

Расчет сечения бруса, из которого выполняются элементы стропильной конструкции, производится по специальной формуле, в которой учитывается длина стропильной ноги, шаг между стропилами, сопротивляемость выбранного сорта древесины нагрузкам извне.

Таблицы подбора сечений элементов применяются при проектировании простых кровельных конструкций. Разработка проекта крыши сложных форм требует профессионального подхода.

Узлы стропильной системы

На надежность стропильной конструкции влияют следующие факторы:

• правильный выбор конфигурации стропильной системы;
• прочность соединений в узлах конструкции;
• точность инженерных расчетов при проектировании крыши;
• правильный выбор и качество материалов;
• качество монтажа.

Тип стропильной системы, наличие определенных узлов элементов диктуется:

• проектируемой формой крыши;
• размерами перекрываемого пространства;
• наличием и расположением внутренних опор или несущих стен.

При строительстве домов с эксплуатируемым чердаком или мансардным этажом обычно используются стропильные конструкции с наслонными стропилами. К их основным узлам относятся:

• узел опирания стропильных ног;
• коньковый узел;
• узел «стропило-подкос-стойка»;
• узел «балка-стойка подкосы» и т.д.

При проектировании важно сразу определиться со способами крепежа элементов. Выбор зависит от некоторых особенностей пиломатериала, а также предпочтений людей, ведущих строительные работы.

Ключевые этапы возведения крыши

Монтажные работы начинаются после подготовки проекта, в котором указаны все размеры элементов и их взаимное расположение, а также принципы соединения. Кроме того, следует закупить и привезти необходимые строительные материалы, инструменты, крепежные элементы и т.д.

Принципы строительства скатной крыши, в целом, не зависят от ее конфигурации. Технология работ включает в себя следующие этапы:

1. Укладка мауэрлата. Опорный брус укладывается на гидроизоляцию (рубероид или другой влагоизоляционный материал), предохраняющую древесину от загнивания. Для крепления мауэрлата к стене может применяться вмурованная в кладку проволока, либо хомуты для притягивания бруса к анкерам в стене, но предпочтение стоит отдать шпилькам, вмонтированным в монолитную бетонную балку.

   

   Длина свободного конца шпилек должна превышать толщину бруса мауэрлата на промежуток, позволяющий навинтить гайку. Шпильки можно располагать в шахматном порядке (но не обязательно) с шагом не менее 2 метра. Чтобы предотвратить вырывание шпильки из бетона, ее утопленный конец следует загнуть.

2. Установка фронтальных (крайних) стропил. Когда возводится стропильная система крыши своими руками, очень важно установить основные стропила строго вертикально и на одном уровне, от этого зависит правильность плоскостей скатов и, соответственно, насколько равномерно будет распределяться нагрузка на крышу.

   В зависимости от выбранной конфигурации кровли, на данном этапе также устанавливается коньковый прогон, который должен быть строго горизонтальным. Прогон опирается на специальные вертикальные стойки или крепится к фронтонам. Если монтируется вальмовая крыша, ключевым моментом является монтаж диагональных стропил.

   

3. Установка промежуточных стропильных ног. Рекомендуется готовить пары стропильных ног по шаблону, а потом подгонять их по месту монтажа. Принцип установки стропил (со свесом или без свеса, с промежуточными опорами или с ригелями), а также шаг стропил зависит от проекта крыши.
4. Монтаж кровельного пирога. Очередность укладки слоев может варьироваться в зависимости от особенностей выбранных материалов. Обычно, в первую очередь укладывается гидроизоляционный слой, затем по стропилам набивается контробрешетка, а на нее монтируется обрешетка под финишное кровельное покрытие. На сплошную или разреженную обрешетку укладывается кровельный материал, и монтируются все необходимые элементы кровли. Со стороны чердака между стропил крепится утеплитель и пароизоляция. На заключительном этапе может выполняться декоративная обшивка.

Прежде чем приступать к самостоятельным работам, рекомендуется ознакомиться с тематическим видео.

Особенности крыши с ендовой

Устройство стропильной системы крыши сложной формы (многощипцовых крыш) требует создания соединений коньков и скатов. Плоскости скатов могут иметь различную геометрическую форму: треугольник, прямоугольник, трапеция. Ендова – это место примыкания скатов с образованием отрицательного угла.

В плане дома крыши с ендовами выглядят крестообразными, Т-бразными или Г-образными. Это два основных способа создания примыканий крыш. На стадии проектирования выполняется план крыши (вид сверху) с учетом мансардных и слуховых окон, всех примыканий, крыш над террасами или верандами, с указанием всех линейных размеров. Общий план крыши разбивается на прямоугольники и квадраты, на нем обозначаются основные помещения и пристройки.

На плане крыши следует указать главные прогоны, а в перпендикулярном направлении обозначить второстепенные прогоны над помещениями меньшего размера. Затем прорисовываются линии, соединяющие углы крыши над второстепенными помещениями с углами основной крыши. Эти диагональные линии и обозначают месторасположение ендов – внутренних углов, образованных примыканием скатов.

При монтаже стропильной системы, ендовы на стыках кровель одинаковой высоты (т.е. если коньковые прогоны расположены на одном уровне), представляют собой диагональные стропила, опирающиеся верхним концом на коньковый прогон, а нижним – на мауэрлат. Монтаж таких стропильных ног выполняется аналогично установке диагональных стропил вальмовой крыши.

В зависимости от размеров пристроек, углы кровельных скатов могут иметь различные значения. Геометрию кровли можно изменять, укорачивая размер прогонов. Соответственно меняется и угол наклона ендовы. Стропильная система крыши с ендовой может выполняться распорным или безраспорным методом. Если устанавливаются распорные стропила, то для снятия лишнего напряжения следует закрепить горизонтальную схватку в нижней части конструкции.

Монтаж ендовы

Проектирование и монтаж крыши с ендовами достаточно сложны. При этом ошибки могут привести к обрушению крыши или протечкам. Одно из предназначений ендовы – обеспечение схода атмосферных осадков. По своей конструкции различаются ендовы:

• открытые;
• закрытые;
• переплетенные.

Для монтажа ендовы на сопрягающихся скатах требуется смонтировать сплошную обрешетку. По деревянному желобу прокладывается гидроизоляцию – лучше укладывать ее в два слоя. Затем саморезами крепится ендова. Если ее стыки горизонтальны, величина нахлеста должна составлять не менее 100 мм (рекомендованное значение – 300 мм). В случае если ендова монтируется на скат с небольшим углом наклона, рекомендуется добавить еще один слой гидроизоляции, а при монтаже ендовы на кровле из металлочерепицы дополнительно применить саморасширяющийся уплотнитель.

Ендова открытого типа проще в монтаже и лучше отводит осадки. Закрытые и переплетенные конструкции обычно используются на крышах с крутыми скатами, порытыми определенными кровельными материалами. К их недостаткам относятся повышенные расходы на дополнительную гидроизоляцию и некоторые сложности в монтаже. Переплетенные и закрытые ендовы хуже отводят осадки, а в холодном климате в зимнее время служат местом скопления и уплотнения снега.

Видео инструкция позволит разобраться в тонкостях возведения стропильных и кровельных конструкций наиболее популярных типов.