Виды и устройство стропильной системы двухскатной крыши

Виды стропильных систем двускатной крыши

Двускатная стропильная система бывает с висячими и наслонными стропилами. Как одна, так и другая схемы могут быть применены для обустройства кровли из металлочерепицы. Чтобы знать, чем они отличаются друг от друга, и из каких элементов состоят, стоит рассмотреть каждую из них. Здесь нужно отметить, что в ниже представленных схемах указаны только лишь основные элементы стропильных систем, но при необходимости они могут быть усилены дополнительными деталями, о которых речь шла выше.

Наслонная стропильная система

Двускатная стропильная система наслонного типа опирается на внутреннюю стену здания

Наслонная стропильная система состоит из следующих основных элементов:

1 – Несущие стены.

2 – Мауэрлат.

3 – Стойка, установленная на лежень.

4 – Стропило.

5 – Обрешетка.

Наслонная система отличается от висячей тем, что устанавливается на строение, имеющее внутренние капитальные перегородки. Капитальные внутренние стены используются для закрепления на них лежня, на который устанавливаются стойки, подпирающие коньковый прогон, с которым скрепляются верхние концы стропильных ног. Затем на стропила фиксируются доски обрешетки.

Эта конструкция более популярна, чем висячая, так как надежна и проста в монтаже.

крепления для стропил

 Висячая стропильная система

Висячие стропила опираются только на боковые стены здания и соединяются на коньке

Схема висячей стропильной системы выглядит так, как показано на иллюстрации, и включает следующие основные элементы:

1 – Несущие стены.

2 – Мауэрлат.

3 – Стропило.

4 – Обрешетка.

5 – Затяжка (ригель).

Висячая система стропил монтируется на две внешние несущие стены, на которые предварительно закрепляется мауэрлат. Этот вариант крыши может быть применен только в том случае, если расстояние между несущими стенами составляет не более 7000 мм, так как кроме них дополнительная опора для стропильной конструкции кровли отсутствует. Такую систему обычно оснащают затяжками, подкрепленными откосами – эти элементы снимут часть нагрузки со стен строения.

Кроме наслонных и висячих систем, существуют комбинированные варианты, которые включают в себя отдельные элементы той и другой конструкции.

Когда стропильная системы будет выбрана, рекомендовано перед покупкой материалов, составить подробный чертеж крыши с проставленными размерами — так будет легче вычислить количество всего необходимого и сумму на их приобретение. Кроме этого, такая схема значительно поможет произвести монтажные работы. Но для того, чтобы составить чертеж, придется провести некоторые расчеты.

Разновидности конструкций двускатных крыш

Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.

Простая равносторонняя двускатная конструкция

Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты

Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью.

Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки.

Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.

Простая асимметричная двускатная конструкция

Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей

Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении.

Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов.

К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.

Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома

Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение.

Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил.

Оба ската «изломаны» — явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения

Мансардная ломаная стропильная система способна обеспечить для строения полноценный второй этаж с просторными комнатами, а при усиленном утеплении они могут использоваться в любое время года.

Конструктивные элементы двускатной крыши

Двускатная крыша содержит в себе следующие конструктивные элементы: мауэрлат, стропильная нога, конек, кобылки, лежень, стойки, подкосы, обрешетка. 

Мауэрлат

Мауэрлат – это брус, проложенный по периметру здания, который закреплен к несущим стенам на анкера или стержни с резьбой, вмурованные в стену. Мауэрлат передает нагрузку от стропильных ног на несущие стены здания. Как правило, для мауэрлата применяют брус квадратного сечения из хвойных пород дерева, и размер его варьируется от 100х100мм до 150х150мм. 

Стропильные ноги

Стропильная нога – это доска сечением 50х150мм либо 100х150мм. Стропильные ноги формируют основной контур двускатной крыши, образуя тем самым треугольник. Стропильные ноги равномерно передают нагрузку, возникающую от погодных условий (ветер, снег) и от веса кровельного покрытия на мауэрлат, а мауэрлат передает эту нагрузку на несущие стены здания. Шаг стропильных ног должен быть в пределах от 60 см до 120 см. Все зависит от вида кровли, чем тяжелее кровельное покрытие, тем чаще устанавливаются стропила.

Конек представляет собой горизонтальный элемент крыши, который соединяет в самой верхней точке два ската крыши. Конек формируется в результате соединения стропильных ног в верхней части крыши.

Кобылки – это отрезок доски, который служит продолжением стропильной ноги и образует свес крыши. Кобылки необходимы в тех случаях, когда длины стропильной ноги не хватает для образования свеса крыши. Для кобылок используют доску меньшего сечения, чем была использована доска для стропильных ног. Использование кобылок позволяет использовать стропильные ноги меньшей длины, что облегчает монтаж стропильной системы. 

Кобылки

Свес крыши отводит от стен дождевую влагу, предотвращая стены от чрезмерного намокания. Как правило, свес должен выступать от стены не менее чем на 400 мм. 

Лежень

Лежень – горизонтальный брус, который лежит на внутренней несущей стене и равномерно распределяющий нагрузку от стоек крыши. Для лежня используется брус 100х100мм или 150х150 мм. 

Стойки

Стойки – это вертикальные элементы крыши, которые передают нагрузку от конька на несущую внутреннюю стену здания. Стойки изготовляют из бруса сечением 100х100мм либо 150х150мм.  

Затяжки

Затяжка – это конструктивный элемент висячей стропильной системы, который образует вместе со стропильными ногами треугольник и не дает стропильным ногам разъехаться в разные стороны. 

Подкосы

Подкосы представляют собой обрезок доски, который устанавливается под определенный углом, передавая нагрузку от стропильных ног вниз к несущим элементам. Несколько подкосов образуют вместе с затяжкой прочную конструкцию называемую фермой. Такая ферма способна выдерживать и передавать нагрузки при больших пролетах. 

Обрещетка

Обрешетка представляет собой бруски или доски, которые крепятся к стропильным ногам перпендикулярно направлению стропильных ног. Обрешетка равномерно распределяет вес кровли и нагрузки от погодных явлений на стропильные ноги. Также обрешетка скрепляет стропильные ноги в единое целое. Кроме брусков можно использовать необрезную доску, но перед установкой такой доски на стропильные ноги с неё необходимо содрать всю кору. Для мягкой кровли, такой как битумная черепица, используют для обрешетки листы влагостойкой фанеры.

Все вышеперечисленные конструктивные элементы двускатной крыши изготавливаются из хвойных пород дерева. Все элементы двускатной крыши в обязательном порядке антисептируются, чтобы в дальнейшем балки и стропила не загнили.  

Кровля своими руками: тонкости устройства карнизного свеса

Следует знать и то, что никакая кровля не может не иметь карнизного свеса. Он необходим для того, чтобы попавшая на кровлю вода (осадки), не затекала бы вовнутрь созданной конструкции, а вполне благополучно удалялась.

При создании стропильной системы иногда оказывается, что не хватает длины бруса для  устройства такого свеса (брус рассчитан только на ноги стропил). Тогда прибегают к наращиванию возведенных стропил.

Карнизный свес — фото

Рекомендуется делать длину свеса крыши не меньше 40 сантиметров, а иногда ее увеличивают до 60. Значит, именно на такую величину и нужно удлинить ноги стропил, используя  доску нужной длины для этой цели.

И такое решение считается более выгодным и удобным, чем применение длинного бруса:  с более мелкими деталями работать легче, брус дороже, а при возникновении необходимости ремонта свеса, тогда доску легче заменить без существенного вмешательства в основную конструкцию.

Итак, мы узнали, что висячие стропильные системы являются несущей конструкцией крыши и широко применяются при строительстве зданий без внутренних опор (капитальных стен, колонн). Соблюдая правила монтажа, можно получить очень долговечную и надежную кровлю!

Монтаж стропильной конструкции висячего типа

Теперь стоит поговорить о том, как производится сам монтаж висячих стропил. Прежде всего, нужно проделать некоторые подготовительные работы. Древесина – это довольно  «капризный» материал. Он подвержен гниению и легко воспламеняется. Чтобы снизить эти недостатки, вся поверхность висячих стропил, а также другие деревянные элементы конструкции крыши обрабатываются специальными пропитками.

Следующим этапом подготовки будет создание подмостков. Стропила висячие как и наслонные монтируются на достаточно большой высоте. Чтобы снизить опасность получения травм желательно соорудить небольшие подмостки. Кроме этого, чтобы не повредить перекрытие на балки укладывают доски, по которым вы и будете передвигаться.

Сам монтаж лучше осуществлять бригадой, состоящей не менее чем из четырех человек. Если говорить об инструментах, то для установки всех элементов стропильной системы висячего типа вам понадобятся обычный набор плотника. Кроме этого, нужно запастись прочной и длинной веревкой. С ее помощью можно будет затащить висячие стропила на крышу.

Сам монтаж конструкции осуществляется в следующей последовательности:

1. Вначале укладывают мауэрлат. Его монтаж осуществляется с помощью анкеров, который первоначально должны быть встроены в несущие стены. Мауэрлат монтируется с точно выверенной горизонтальностью. Затем на его поверхности делаются пометки мест установки висячих стропил. Не забудьте между мауэрлатом и стеной уложить слой гидроизоляции.
2. Далее проводим сборку стропильных пар. Предварительно следует подготовить шаблоны для срезов. Дело в том, что на нижнем конце стропил необходимо сделать «пяточки», которыми они будут упираться в мауэрлат. Так как все поверхности выверены по горизонтальности и угол уклона ската известен, такие срезы удобней делать при помощи шаблона. Верхний конец висячих стропил будут соединяться между собой. Такой узел можно сделать разными способами. Самый простой способ – это сделать наклонный срез каждой из стропил. При этом они должны стыковаться между собой под нужным углом. Дополнительно стыки висячих стропил укрепляют металлическими уголками. Все работы лучше выполнять на самой крыше, используя перекрытия как стол для монтажа.
3. В нижней части стропильной пары закрепляют стяжку. Часто в качестве последней используют несколько досок с достаточным совокупным сечением. Такая конструкция стропильной пары будет более прочной. Крепление затяжки к самим висячим стропилам осуществляют при помощи гвоздей или крепкой пары винта-гайки.
4. Следующий этап монтажа – это установка всех элементов конструкции на свое место. Для этого к верхней части стропильной пары привязывают веревку. Далее начинаем поднимать всю конструкцию. Один человек держась за веревку, страхует треугольник висячих стропил от падения. Остальные, поднимая конструкцию, устанавливают ее на строго отведенное для этого место.
5. После того, как пара висячих стропил установлена на свое место, ее закрепляют при помощи временных подкосов. Далее проводится сборка и монтаж остальных стропильных треугольников.

После того, как все пары висячих стропил установлены на свое место и выверены все расстояние, можно производить крепление стропил к мауэрлату. После этого можно монтировать остальные элементы стропильной системы, крепить обрешетку и укладывать кровельный «пирог».

Видео по теме:

Важные моменты при устройстве конька

• При работе следует учитывать, что для свободного доступа воздуха в подкровельное пространство монтируемое кровельное покрытие не должно соединяться в коньке плотно.
• Конек монтируется на завершающем этапе работ по обустройству крыши. Прокладывается вентиляционный материал, защищающий коньковый брус (доски) от влаги, которая может проникать во время дождя или снега. Защитный слой выполняет и другую функцию: препятствует проникновению в чердачное помещение насекомых, мелких птиц. Он может создаваться из особого уплотнителя, стеклянной, минеральной ваты, некоторых других материалов.
• Необходимо следить за тем, чтобы расположенное под планкой конька пространство не было плотно заполнено. – в обратном случае будет нарушена или вообще ликвидирована естественная вентиляция. Такое может случиться вследствие заполнения конькового пространства монтажной пеной или герметичным материалом, исключающими свободную циркуляцию воздуха. Указанная проблема нередко появляется в случае кровель мансардного типа.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.

Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.

Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

Подробнее о ней в материале: Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.

Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.

Устройство ломанной крыши.

Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Практические советы

Если нужно сделать мансардную крышу с применением наслонных стропил, обязательным условием является установка брусового каркаса внизу, а вверху стропильные ноги следует прятать в коньковый прогон.

Если вам нужно соединить стропильную ногу с мауэрлатом, используйте защемление. Можете соединить его металлическим материалом. Для этого существует способ, заключающийся в использовании большого торцевого угла. Он в будущем обеспечит возможность стропилам взаимно упираться.

Применяется наслонный тип вкупе с соединением, подразумевающим за собой просверливание отверстий для болтов.

Делаем расчет

Перед тем как приступить к монтажу висячих стропил, необходимо выяснить все параметры стропильной системы. Для этого предварительно следует уточнить следующие сведения:

1. Какой угол наклона будет иметь скат. Это зависит не только от того, какой внешний вид крыши вы желаете получить. Вне зависимости от того, наслонные или висячие стропила вы будете использовать, угол наклона ската нужно выбирать в зависимости от природных условий в вашем регионе. Если снега зимой выпадает много, то крыша должна быть более крутой. Но в этом случае возрастает ветровая нагрузка. Поэтому делая расчет системы стропил, следует выбирать «золотую середину».
2. Какие нагрузки должна выдерживать крыша. Здесь учитываются и переменные и постоянные. К первым относятся нагрузки на стропила от осадков и ветра. К постоянным причисляют вес кровельного материала и всего оборудования размещенного на крыше.
3. Будет ли жилая комната на чердаке. На крыше с висячими стропилами легко можно оборудовать мансардный этаж. Если это входит в ваши планы, то высота конька должна быть достаточно большой.

После выяснения всех необходимых сведений делается расчет всех элементов стропильной системы висячего типа. Тут нужно учитывать все факторы и желательно делать запас по прочности. Главным образом нужно высчитать длину и сечение стропил, ведь именно они являются основой всей конструкции.

Чаще всего для этих элементов выбирается деревянный брус. Сама стропила должна быть с сечением не мене 50 на 150 миллиметров. В некоторых случаях можно использовать и доски. Такие стропила висячие применяются для небольших домов. На сечение всех элементов также влияет шаг. Чем больше расстояние между стропилами, тем толще они должны быть. В противном случае под тяжестью кровельного материала и обрешетки они начнут прогибаться и быстро выйдут из строя. Как правило, расстояние между висячими стропилами выбирается не более 60-70 сантиметров.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических)

А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

• Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
• они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
• они закрепляются весьма быстро.

Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Начальный этап монтажа висячих стропил

Монтаж висячих стропил

На начальных этапах монтажа стропильной системы следует после укрепления мауэрлата соорудить леса (в том числе передвижные), которые являются необходимым элементом для подъема на кровлю или другую необходимую высоту не только рабочих, но и материалов, которые должны находиться всегда под рукой.

Сечение бруса для стропил должно быть  не менее 200 мм?50 мм . Если сечение балки будет меньше, тогда в стропила могут провиснуть в процессе дальнейшей эксплуатации. Следует также обработать все деревянные элементы конструкции раствором специального антисептика, который предохранит древесину от разрушения.

Установка системы висячих стропил

После того, как все работы по укладке мауэрлата завершены, можно приступать непосредственно к монтажу стропильной системы крыши. Однако предварительно еще потребуется сооружение лесов для подъема рабочих и строительных материалов на необходимую высоту. Эти конструкции обеспечат не только удобство, но и безопасность всего рабочего процесса.

Висячая стропильная система двухскатной крыши, которую часто можно увидеть на фото в специализированных книгах или журналах по строительству, обустраивается из деревянного бруса, имеющего сечение не менее 200х50 миллиметров. При применении материала с меньшим сечением существует вероятность провисания кровли в процессе эксплуатации.

Устройство висячих стропил выполняется в следующем порядке:

Если изготавливаются висячие стропила своими руками, то вначале их можно скреплять с мауэрлатом, используя обычные гвозди. Однако после того, как сборка будет завершена, желательно места соединения дополнительно укрепить при помощи полосок из тонкой стали, называемых шинками. Этими стальными полосками оборачивают стропильные ноги, а затем через них в мауэрлат вбивают гвозди или вкручивают шурупы на глубину около 30 миллиметров. Благодаря такому креплению существенно снижается риск повреждения кровли при сильных порывах ветра (прочтите также: «Установка стропил своими руками, их виды и особенности»).

Устройство стропильной системы дома из газобетона, советы специалистов:

Конструкция с приподнятой затяжкой

Такая схема преимущественно используется при создании жилых помещений под кровлей. Высота расположения затяжки в данном случае определяет высоту потолка будущей мансарды. Затяжка в такой конструкции поднимается к коньковой части крыши, и чем выше она установлена, тем большие нагрузки ей приходится испытывать.

Стропильный каркас в качестве опоры использует мауэрлат, а не затяжку. Чтобы кровля могла самостоятельно изменять свои размеры в зависимости от внешних факторов, стропила крепятся подвижным образом к специальным устройствам, обеспечивающим необходимую свободу перемещения конструкции.

При воздействии на кровлю уравновешенных нагрузок конструкция будет устойчивой, но если силы, находящиеся с одной стороны, будут превалировать, то крыша будет слегка завалена. Для предотвращения такой ситуации стропила необходимо выносить за пределы стен с обеих сторон здания.

В арке с приподнятой затяжкой последняя не выполняет функции опоры. На нее оказывают влияние только растягивающие нагрузки, если под крышей обустраивается чердак, или растягивающе-изгибающие, при создании мансарды. В последнем случае затяжку можно использовать для монтажа потолков или изоляционных материалов.

Для защиты затяжки от провисаний устанавливается подвеска. Здесь тоже есть нюансы: при небольших нагрузках и небольшой длине затяжку можно попросту прибить к ригелю и коньку, а вот для длинной затяжки с большими нагрузками потребуется несколько подвесок и дополнительная фиксация хомутами.

Стропильная система двухскатной крыши: элементы

При обустройстве каркаса двухскатной крыши используют элементы:

• Мауэрлат. Элемент, который крепится к несущей стене. К нему монтируется вся конструкция стропильного каркаса;
• Прогон. Брус, соединяющий стропильные ноги по бокам и в коньковом элементе;
• Затяжка. Балка, прикрепленная к стропильным ногам, препятствующая их расхождению;
• Бабка. Брус, расположенный вертикально и закрепленный у конька и затяжки;
• Подкос. Планка, соединяющая под наклоном лежень и стропило;
• Стойка. Вертикально упирается в лежень и стропило;
• Конек. Балка соединения верхних оснований стропил;
• Кобылка. Наращиваемая часть стропила для свеса;
• Свес. Дополнительная конструкция, служит для защиты от дождя наружной стены;
• Обрешетка. Решетка, установленная на стропильный каркас для прикрепления покрывного слоя.

Совокупность нескольких элементов (стропил, стоек, раскосов) в одной плоскости называется фермой.

Стропильная система двухскатной крыши, чертежи и фото ниже:

Чертеж элементов стропильной системы

Виды конструкций крыши

Особенностью конструкции, опирающейся исключительно на края стен здания без наличия опоры центрального типа, является наличие пяти видов функционирования.

С подвеской или бабкой

Относится к морально устаревшей схеме и заключается в подвешивании затяжки к арочному коньку. Деревянная подвеска называется бабкой, а железная — тяжем. Затяжка может быть выполнена из укороченных элементов, которые состыкуются на хомуте подвески посредством косого или прямого прируба и скручивания болтами.

Полученная подвеска работает исключительно на растяжение от прогиба самой затяжки, что обусловлено собственным весом. Подвеска может быть выполнена из конструктивно подходящего материала.

Конструкция стропильной системы с подвеской или бабкой

Треугольные трехшарнирные арки

Висячие стропила обладают формой замкнутого треугольника, что называется трехшарнирной треугольной аркой, где стропила работают на изгиб, затяжка работает на растяжение. Показатель минимальной высоты конькового подъёма не должен быть меньше 1/6 пролёта арки.

Конструкция стропильной системы с треугольной трехшарнирной аркой

Стропильные арки с приподнятой затяжкой

Востребованное соединение для зданий с полноценным мансардным помещением. При установке затяжки соблюдается сдвиг вверх. Растягивающее напряжение, воспринимаемое затяжкой, прямо пропорционально высоте её расположения. Такой безраспорный тип конструкции характеризуется опиранием стропил на мауэрлат согласно схеме для любых шарнирно подвижных опор. Таким образом опора низа стропил выполняется по принципу своеобразного ползуна.

Стропильные арки с приподнятой затяжкой

Треугольные арки с ригелем

Конструкция с ригелем

В таком соединении заменяется нижний опорный узел с ползуна на неподвижную опору шарнирного типа. Характерная врубка в мауэрлат зубом или посредством использования специального опорного бруска, что обуславливает конструкционную устойчивость арки, которая приобретает распорные функции и передаёт горизонтальное напряжение на мауэрлат и стены. Балки мауэрлата нуждаются в жёстком креплении к стенам.

Треугольные арки с подкосами

Ещё одна морально устаревшая схеме, которая является неким подобием модернизированной трехшарнирной треугольной арки с подвеской или бабкой. Чтобы уменьшить прогиб и увеличить длину стропил используются подкосы, низ которых упирают в подвеску или бабку. Напряжение от прогибающихся стропил передаётся подкосам, растягивающими подвеску в которую врублены.

Растянутая подвеска утягивает за собой узел конька и стропильный верх, что вызывает сжимание подкосов. Полученное круговое движение всех внутренних напряжений позволяет получить довольно жёсткую конструкцию арки.

С подкосами

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка — набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги. 

#7. Конек крыши — это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки — применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши — это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка. 

Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Разновидности конструкций висячих стропил

Выбор той или иной схемы для устройства висячих стропил зависит пролета между несущими стенами. Чем больше это расстояние, тем сложнее конструкция и большее количество дополнительных элементов требуется.

Базовая трехшарнирная треугольная арка

Это основа всей конструкции, имеет форму треугольника. Собирается из двух стропильных ног, которые скрепляются в коньке. Нижние части соединяются деревянной затяжкой. Максимально допустимая высота в коньке равна шестой части длины пролета. При этом такую конструкцию разрешается использовать только в зданиях между стенами которого не больше 6 метров.

В таком изделии стропила испытывают только изгибающие нагрузки, а затяжка — растягивающие. В основании разрешается использовать металлический прут, или тяж. Но обычно оставляют дерево, так как оно выполняет роль балок для чердачного перекрытия.

Шарнирная арка с бабкой

Такая система применяется в зданиях с пролетом больше 6 метров. Затяжка такой длины будет сильно прогибаться, а чтобы избежать этого используют бабку. Обычно подвес изготавливают из бруса, но в некоторых ситуациях берут металлический прут. Элемент из металла хорошо переносит растягивающие нагрузки, имеет небольшой вес.

При помощи бабки кровельщики настраивают степень прогиба горизонтальной части. На такой длине затяжку делают из двух равных частей, и стыкуют их точно под подвесом. Применяют разные соединения узлов: косые или прямые прирубы, закрепленные болтами. Между собой подвес и затяжку закрепляют хомутом.

Шарнирная арка с приподнятой затяжкой

Этот вариант подразумевает установку затяжки недалеко от конька. Хотя в этом положении деталь испытывает большие нагрузки, но так появляется возможность обустроить мансардный этаж. Настроить высоту потолков можно поменяв высоту крепления затяжки.

В такой ситуации стропилины приходится опираться на мауэрлат. Так как с увеличением нагрузки, повышением влажности и температуры меняются размеры балок используют скользящее соединение. Они изготавливаются из металла и крепятся напрямую к мауэрлату и стропилам. Благодаря такой конструкции крыша сохраняет свою геометрию и может «дышать».

Зимой, на скатах, висячие стропила с затяжкой испытывают различную снеговую нагрузку. Из-за этого появляется угроза перекоса и появления протечек. Поэтому в подобных конструкциях концы стропил выносят за пределы стен.

При устройстве мансардного этажа с приподнятой затяжкой, балка служит основой для крепления потолка. Для того чтобы она не провисала используют более толстые брусья. В некоторых ситуациях устанавливают подвесы, соединяющие затяжку и конек. Если балка слишком длинная используют несколько навесных креплений.

Шарнирная арка с ригелем

Единственное отличие в этой конструкции от предыдущей заключается в способе реализации узлов крепления стропильных ног. Они жестко закрепляются на мауэрлате и больше не могут свободно менять свое положение. Для этого используют гвозди, саморезы, металлические накладки.

В связи с изменением способа крепления, действие нагрузок так же изменяется. Теперь стропила распирают несущие стены. Из-за этого затяжка начинает испытывать сжатие и в такой позиции она называется ригелем.

Если расчеты показывают большую нагрузку, тогда в дополнение к крыше с ригелем в нижней части конструкции устанавливают классическую затяжку. В таком случае крепление к мауэрлату не понадобится. Получается первая описанная конструкция с дополнительной балкой под коньком.

Арка с бабкой и подкосами

Пролеты длиной до 9 до 14 метров требуют усиление конструкции подкосами. В этой ситуации начинают прогибаться стропильные балки. При наслонной конструкции крыши подкосы упирают во внутреннюю несущую стену. В нашем случае единственным доступным упором является бабка. Тут изменяются все нагрузки, действующие на каркас: стропила давят на подкосы, они растягивают подвес и притягивают конек, далее нагрузка распределяется по стропилам, сжимая их.

Все схемы висячих стропильных систем требуют точного расчета, учитывающего внешние и внутренние нагрузки. Единственным недостатком можно считать сложность монтажа. Приходится либо подавать готовые конструкции краном, либо собирать их на высоте. Но, в некоторых ситуациях других вариантов собрать крышу нет.