Основные разновидности стропильных систем

Основные разновидности стропильных систем

Во время строительства любого сооружение непременно обращается внимание на качество и особенности стропильной системы. От крыши зависит, насколько безопасным, красивым, долговечным и теплым будет здание. Существует много видов крыш, отличающихся внешним видом, конструкцией и используемыми материалами. Поэтому перед непосредственными работами изучаются все виды стропильных систем, что позволит для каждого отдельного сооружения выбрать оптимальный вариант.

Расчет конструкции

Расчет кровли начинается с выбора строительного материала для перекрытия. Почему это важно? Дело в том, что разный кровельный материал имеет разный угол наклона, на который производитель допускает его монтаж. Поэтому прежде всего, вам следует определить, каким именно материалом вы будете перекрывать крышу. Соответственно, отталкиваясь от этого, и будет планироваться стропильная система.

Плюс ко всему, важно учитывать и количество осадков, которые выпадают в вашей местности на протяжении одного года. Если в вашем регионе наблюдаются сильные ветра, то угол наклоны крыши должен быть пологим и иметь уклон до 20°. Итак, это одни из основных факторов, которые необходимо учитывать при расчете формы кровли.

Определившись с этими важными характеристиками, вы сможете определить какой расход материала вам необходим для изготовления стропильной системы. Более того, это поможет вам выбрать тот или иной вид стропильной конструкции.

Стропильные системы и их виды

Стропильные системы бывают двух типов:

• с висячими стропилами;
• с наклонными стропилами.

У висячих стропил должно быть две точки, на которые они опираются, находясь на стенах строения. Когда используют эту систему, на стены передаются распорные силы, горизонтально направленные. Их можно уменьшить с помощью металлической или деревянной затяжки для скрепления стропил. Затяжку делают у самого основания стропил, и она служит балкой перекрытия. Такую систему чаще выбирают при монтаже чердачных или мансардных кровель.

Наклонные стропила лучше использовать при строительстве дома, где имеется промежуточная несущая стена колонны. Опорами для торцов служат внешние стены. Внутренние части опираются на подпорки или внутреннюю несущую стену.

Особенность этой системы, что ее части также работают на изгиб. Правильно рассчитав ширину стропил и периметр строения, можно получить более легкую кровлю с минимальным затраченным строительным материалом.

Монтируя крышу, виды стропил лучше чередовать: в местах, где проходят внутренние стены, применять наклонные, а там, где стен нет, висячие.

Наклонные стропила лучше использовать, когда расстояние между опорными балками достигает 6 метров. Если есть опоры в промежутках, то ширину перекрытий желательно увеличить при помощи наклонных стропил до 12 метров. При наличии пары дополнительных опор она может быть 15 метров. Для того чтобы увеличить прочность соединения, его придется скрепить болтами или металлическими скобами.

В стропильных системах очень часто применяют шпренгели. Они служат для увеличения стойкости наклонных стропил.

Стропильные системы еще делают из металла. Это отличная альтернатива дереву. Часто их монтируют как опоры под коньками, которые подвержены самым большим нагрузкам. В этом случае места, где стыкуется металл с деревом, обрабатываются специальными средствами и изолируются материалами во избежание гниения дерева от конденсата, что будет образовываться на металле. Если стропильная система вся металлическая и смонтирована с помощью сварки, то такая проблема не будет касаться данной конструкции. Однако если стропильные системы выполнены из железа, то кровля будет требовать дополнительного утепления, так как металл отличный проводник температуры.

Из какого бы материала ни делались стропила, вся система должна быть достаточно прочной. По этой причине главные виды стропильных ферм выполняются в форме треугольника, так как эта фигура наиболее жесткая и устойчивая.

Сделав правильный выбор стропильных систем, подобрав нужный тип самих стропил, можно построить крепкий и надежный каркас для будущей крыши своего дома.

Виды кровельных систем

1. Навесная кровля. Получила распространение среди построек, выполненных из кирпича, бетона, камня, когда необходимо обустроить двухскатную крышу. Подходит в случае, когда расстояние пролета между наружными стенами составляет до 6 м, а внутренняя стена отсутствует. При создании такой кровельной конструкции стропила соединяются воедино на коньке в верхней точке, а в нижней точке в качестве опоры используют мауэрлат. В этом случае большая часть нагрузки ложится на стены. Обязательно используют затяжки на противоположных частях кровли, чтобы стропильные ноги не разъезжались и были жёстко зафиксированы по месту крепления. Навесная кровельная система получила популярность в случае с мансардой. Для этого затяжки устанавливают выше расположения основания стропил, что оставляет место для обустройства мансарды. Допускается использование навесной системы стропил для кровли при расстоянии между несущими стенами свыше 6 метров. Для этого используют дополнительно распорки и откосы, которые монтируют на прогон лежащий на перекрытии. В этом случае получится обойтись без установки дополнительных точек опоры кровельной системы. Сильными сторонами и достоинствами навесных стропильных систем считается возможность использования их на широких пролетах между стенами без дополнительных опор для кровли, создание многоуровневых кровель.
2. Наклонная кровля. Строится из наклонных стропил, расположенных под углом 20-60° по отношению к основанию. Нашла наибольшее применение среди каркасных построек из бревна, бруса. Может использоваться для перекрытия оснований более 16 метров при условии присутствия промежуточных опор.

Стропильные ноги крепятся в верхней свой части коньковым прогоном, который в свою очередь опирается на внутреннюю стену, нижнее основание стропил упирается на мауэрлат. В этом случае большая часть нагрузки распределена вертикально, поэтому затяжки для стропил не требуются. При длинных пролетах между стенами (12-16 метров) риски представляют изгибы стропильных ног. Чтобы этого избежать дополнительно используют боковые прогоны в качестве опоры стропил и крепление их посредством подкосов и ригелей.

Достоинствами наклонной стропильной системы кровли выступают универсальность использования, простота сборки, малая нагрузка на несущие конструкции и стены, поэтому такая система получила наибольшее распространение в строительстве.

Стропильная система для вальмовой кровли

Вальмовые кровли также не оснащаются фронтонами. Две плоскости скатов такой крыши имеют вид трапеции, а остальные две — треугольника. Стропильные ноги в такой системе располагаются по диагонали. Образование скатов вальмовой кровли происходит за счет промежуточных стропил. Для их крепления используется мауэрлат и балки коньков. Расстояние между отдельными элементами при этом должно варьироваться в пределах 100-120 см.

Основой для накосных стропил в верхней части является прогон коньков. Он представлен в виде деревянной балки, сечение которого идентично сечению диагональных стропил. Накосные стропила должны быть самыми длинными. Это позволяет им выдерживать максимальную нагрузку, которая передаётся от нарожников.

Преимущества стропильных систем

Несущими элементами в этом случае выступают конструкции из Z и С-образных стальных оцинкованных балок с перфорационными просечками, позволяющими уменьшить теплопроводность элемента почти вдвое. Стропильная конструкция изготавливается по разработанному проекту в заводских условиях и поставляется потребителю. К преимуществам подобных конструкций можно отнести такие качества, как:

• небольшой вес конструкции, что позволяет использовать в конструкции здания несущие стены с меньшей расчетной нагрузкой и меньшей материалоемкостью;
• сокращенные сроки возведения конструкций;
• точность изготовления и, соответственно, геометрических размеров стропильной конструкции;
• возможность монтажа в зимних условиях;
• отсутствие отходов и необходимости их утилизации;
• надежность и долговечность конструкции из ЛСТК;
• экологичность материала;
• низкие эксплуатационные расходы на содержание стропильных конструкций;
• эффективное теплосбережение благодаря применению в стропильной конструкции современных тепло- и гидроизоляционных материалов.

Крыша, а особенно ее каркас, во многом определяют как внешний вид самого дома, так и его жизненный срок, и состояние атмосферы внутренних помещений. Никому не доставит удовлетворения смотреть на крышу дома, прогнувшуюся в результате неправильного расчета нагрузок или покрытые грибком стены из-за постоянных протечек.

Поэтому, независимо от материала стропильной конструкции, деревянной или металлической, схема несущих конструкций требует тщательного подхода в их проектировании и не менее тщательного в монтаже.

Обработка дерева для стропильной системы

Трудно найти более экологичный материал, чем древесина, но ее натуральность влечет за собой ряд проблем.

Основные из них при строительстве кровельных каркасов – склонность к гниению и высокая воспламеняемость.

Последняя характеристика особенно высока у хвойных пород древесины, которые чаще всего используются для стропильных систем, что связано с высоким содержанием смол.

Вот почему каждый миллиметр поверхности бруса должен пройти два вида обработки:

1. антибактериальным составом, который предотвращает размножение микроорганизмов, участвующих в процессе гниения;
2. противопожарной (антипиретической) пропиткой. Она не способна сделать материал полностью негорючим, но существенно отодвигает момент воспламенения, обеспечивая время на тушение огня.

Даже если вы приобретаете уже обработанную древесину, а во многих случаях так и случается, новые спилы все равно нуждаются в пропитке. В противном случае они станут слабыми местами всей конструкции.

Подверженность древесины разрушению волокон и утрате прочностных характеристик вследствие гниения или возгорания зависит в том числе и от преобладающего типа климата.

В регионах с повышенной влажностью выше опасность гниения древесины, а в засушливом жарком климате прежде всего стоит опасаться пожара.

С учетом всех этих факторов и следует выбирать пропитки, которых на современном рынке достаточно большое количество.

Антибактериальные составы могут защищать от различных типов микроорганизмов, включая различные виды грибка.

Многие производители предлагают универсальные составы, защищающие древесину одновременно от биологических и огневых факторов риска, что упрощает обработку.

При выборе пропиток важно учитывать их безопасность. Широко распространенные в прошлом медный купорос и бихромат калия не только изменяют цвет древесины, но и достаточно токсичны.

Составы можно наносить кистью или распылять. В последнем случае важно учитывать тип пульверизатора – большая часть наносимого состава из бюджетных пульверизаторов не попадет на обрабатываемую поверхность, поэтому необходимо нанести несколько слоев.

Одно из преимуществ металлических стропильных систем в том, что они в специальной обработке не нуждаются.

Особенности стропильных конструкций для кровель разного типа

На сегодняшний день существует несколько видов кровли. Несмотря на то, что наиболее популярными остаются скатные конструкции, в частном строительстве широко применяются также и другие вариант, обладающие определенными конструктивными особенностями:

1. Шатровая крыша. Имеет пирамидальную форму в основе с прямоугольником или квадратом. Треугольные скаты стыкуются в верхней части при полном отсутствии фронтонов. В этом случае вся стропильная система будет опираться на мауэрлат, который необходимо закрепить на стене максимально прочно. При этом сам мауэрлат будет надежно защищаться от возможных сдвигов посредством наружных стен. Если речь идет о создании короткой кровли, то можно использовать короткий брус. При этом отдельные элементы конструкции следует соединять под прямым углом для придания прочности. Конструкции подобных кровель предполагают наличие четырех накосных стропил, фиксирующихся по углам. Они могут быть как висячими, так и наслонными.
2. Вальмовая кровля. Также не имеет фронтонов. Два ската такой конструкции являются трапециевидными, а два других – треугольными. Расположение стропил является диагональным. Для крепления промежуточных стропил используются коньковые балки и мауэрлат. Между отдельными элементами конструкции сохраняется расстояние 100-120 см. В данной конструкции самыми длинными являются накосные стропила, что обеспечивает их высокую прочность.
3. Ломаная крыша. Такие конструкции обычно испытывают два типа нагрузок: на изгиб и на сжатие. Для минимизации данных факторов в нижней части конструкции используется затяжка. Вне зависимости от сложности конструкции, сборка ее осуществляется на земле, после чего ее поднимают и закрепляют.

Плоская крыша

Обычно плоская крыша используется в регионах с малым количеством осадков, а также для перекрытия промышленных зданий и многоэтажных домов. Однако в последнее время все более популярен стиль модерн, хай-тек и минимализм, что дает вторую жизнь такому типу.

Особенности проектирования

Плоская кровля бывает нескольких видов:

• эксплуатируемая: служит основой для устройства спортивных площадок, террасы, газонов и пр.;
• неэксплуатируемая: выполняет только защитную функцию, не пригодна для перемещения нескольких людей;
• инверсионная: теплоизоляционный слой укладывают вверху, а гидроизоляцию прячут под него – такое размещение позволяет продлить срок использования покрытия и кровли.

Угол уклона

Уклон крыш такого типа составляет до 3°.

Особенности монтажа

При укладывании плоской крыши важно соблюдать хотя бы минимальный уклон – для схода воды и осадков. Причем необходимо его создавать правильным выполнением подсыпки из шлака или керамзита, а не только покрытием.

Достоинства и недостатки

Несмотря на редкость использования, у плоских крыш есть преимущества:

• позволяет устроить площадку для отдыха, использовать в качестве террасы;
• возможно размещение оранжереи, зимнего сада;
• можно установить ветрогенератор или другие приспособления, увеличивающие степень комфортности и экономической выгоды для проживающих в доме;
• малая площадь позволяет сэкономить на кровельном материале;
• обеспечивает простой монтаж и обслуживание;
• она безопасна.

Недостатки этого вида обуславливают ее низкую популярность:

• постройка в виде стандартного прямоугольника архитектурно не выразительна;
• есть повышенные требования к гидроизоляции кровли;
• кровельная система требует укрепления в регионах с повышенным количеством снега;
• крыша накапливает осадки;
• необходимы правильные расчеты нагрузки на стены при монтировании, иначе конструкция деформируется.