Основной элемент кровли
Крыша это один из ключевых элементов дома, а значит установка стропильной системы становится главным фактором хорошего строения. В данной статье мы постараемся разобраться, что же такое стропильная система, как она устанавливается, из чего состоит и какие функции выполняет.
Но первое, что нам необходимо усвоить, это важность данной конструкции. По сути своей, это фундамент для крыши строения и его чердака. Соответственно, без одного нельзя создать качественное другое.
И первостатейную важность здесь имеют расчеты. Ведь благодаря хорошей компоновке, вы можете распределить нагрузку кровли равномерно и не стать жертвой обрушения. А хороший остов позволяет дому выдерживать нагрузки снега, что так актуально в Беларуси. Потому основной инструмент на начальном этапе это схемы, чертежи, планы, фото будущего проекта. Профессиональные архитекторы также используют платные онлайн программы, для проведения расчетов и конфигурации свода.
Количество скатов
Для классического дома, скажем, из сруба и бревен, актуальны модели двухскатных крыш. Это классический метод постройки строп. Две плоскости, расположенные под углом над домом, имеющие одну общую верхушку. Примерно так дети рисуют дома. Это оптимальный вариант для небольшого строения, особенно дачного предназначения. Двускатная модель с крутыми скатами не задерживает на себе ни влагу, ни снег, а значит не требует особых изысков по утеплению и укреплению.
Но порой, ради увеличения площади самого дома, а также для дизайнерских решений, архитекторы применяют проекты четырехскатной композиции. Здесь, соответственно, применяются четыре плоскости, в виде некоторой пирамидки, сведенной к центру.
Есть вальмовая крыша. У вальмовой стропильной системы также четыре плоскости, но вместо верхушки одна горизонтальная грань. Такая конструкция отлично справляется со снегом и дождем и подходит для одноэтажных домов большой площади. Отметим и вариант многощипцовой системы. Здесь может быть размещено сразу несколько скатов, пирамидок и так далее. Это сложные типы кровли, которые требуют особого подхода при укладке материалов и выверению.
Изготовление
Чаще всего изготовление "стропилки" происходит из дерева. В комплектных домах, скажем, при каркасном строительстве, их также собирают на фабриках. Это дает точность и равномерную нагрузку. Подробнее о технологиях каркасного строительства и установке таких перекрытий, вы можете узнать на нашем сайте.
Деревянная стропильная система представляет собой совокупность балок, перекладин и реек, которая устанавливается на стены дома и сводится к верхней его точке. Применение дерева обоснована тем, что оно не передает холод, в отличие от металла. А вот металл может применяться в технических помещениях, так как там никому не приходится жить и ночевать, в большинстве случаев.
Есть и недостатки. Например, появление сырости и, как следствие, плесени, грибка, насекомых и термитов. Дабы этого не допустить, помещение должно периодически протапливаться, а сам материал обрабатывается специальными химическими составами еще на фабрике. Составы обычно не вредны, но ознакомиться с документацией все же стоит.
Еще дерево может быть пропитано противопожарными материалами, дабы не допускать активного возгорания. Ведь если прогорит крыша, то она рухнет и поведет за собой весь дом. Обработка любыми химическими соединениями на заводах, должна проводиться в полном соответствии с ГОСТом, технологией и экологичностью.
Устройство
Устройство стропильной системы может быть разнообразным, в зависимости от ее типа, о которых мы уже говорили выше. Но чаще всего применяются одни и те же элементы:
- Лежень. Это центральная балка в схеме, которая является навесной основой под центровку. Ее обычно видно с чердака. Крепкий, продольный кусок дерева
- Мауэрлат. Аналог леженя, который располагается на стене и является основной опорой всей стропильной конструкции. Также деревянный. Фиксируется на верхней кромке стены
- Стойка. Вертикальная балка, проходящая от леженя вверх по центру. Опора центральной, верхней точки всей крыши. На ней лежит горизонтальный конек.
- Конек, коньковый прогон. Балка, параллельная леженю, опирающаяся на стойку. Верхняя точка всего дома, при двухскатной системе
- Стропила. Это брусы, расположенные под углом, относительно плоскости. Это и есть те боковые грани, которые и держат полотно крыши
- Подкос. Упор для стропил, проходящий от них к леженю. Фиксируется и там и там.
- Обрешетка. Поперечные рейки, соединяющие стропила между собой. Обрешетка служит для создания плоскости, укрепления всей крыши а также как элемент для монтажа кровли, будь то профнастил или ондулин. А вот с черепицей обычно укладывается еще плита, сделанная их фанеры или другого дерева.
Полость внутри конструкции используется как чердак, или мансарда. Во втором случае, требуется утеплительные слои в самой плите обрешетки, дабы не допускать ветер, холод и влагу. Правильная сборка строп своими руками возможно только при ориентации на чертежи, навыках крепления, работы с инструментом и помощи строительной техники. Учитывая, что работа связана с высотой, ни в коем случае не стоит работать без страховки и соблюдения техники безопасности.
Расчеты
При расчете стропильной конструкции учитывают такие факторы, как угол наклона нашей конструкции:
- 2,5-10% - плоская кровля
- более 10% - скатная кровля
А также вычисляют нагрузки на саму конструкцию, состоящую из нескольких деталей:
- постоянные – общий вес всех элементов "кровельного пирога"
- временные – давление ветра, тяжесть снега, вес людей, которые проводят на крыше ремонтные работы
- форс-мажорные, например, сейсмические
Величину снеговых нагрузок рассчитывают исходя из особенностей климата региона по формуле: S=Sg*m, где Sg – вес снега на 1 м2, m –расчетный коэффициент (зависит от наклона кровли). Определение ветровой нагрузки базируется на таких показателях: тип местности, нормативы ветровой нагрузки региона, высота здания.
Висячие и наслонные
Существуют два виды стропильных конструкций: висячие (распорные) и наслонные. Выбор системы определяется типом кровли, материалом перекрытия и природными условиями региона.
Висячие стропила закрепляются только на внешние стены дома, промежуточные опоры в таком виде не применяются никак. Стропильные ноги висячего типа выполняют работу на сжатие и изгиб. Конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся к стенам. При помощи деревянных и металлических затяжек можно снизить эту нагрузку. Затяжки монтируют у основания стропил. Висячая стропильная система часто используется для создания мансарды или в тех ситуациях, когда пролеты на крыше составляют 8-12 м, а дополнительные опоры не предусмотрены.
Наслонные стропила нужны в домах с промежуточной столбчатой опорой или дополнительной несущей стеной. Нижние края стропил фиксируются на внешних стенах, а их средние части – на внутреннем простенке или несущем крепком столбе. Установка единой кровельной системы над несколькими пролетами должна включать распорные и наслонные стропильные фермы. В местах с промежуточными опорами монтируют наслонные стропила, а где их нет – висячие.
Разновидности крыш
Мы уже упоминали, про разновидности кровли по количеству скатов. Рассмотрим подробнее:
- Двускатная крыша, согласно установленным законом строительным нормам, имеет угол наклона до 90°. Выбор наклона во многом определяется погодными условиями местности. В районах, где преобладают обильные осадки лучше устанавливать крутые скаты, чтобы смывать влагу. В ветреных районах предпочтительны другие углы, так как двускат создает эффект паруса.
- Шатровый, он же, четырехскатный. Все грани постройки имеют одинаковую площадь и одинаковый угол наклона. Конькового прогона здесь нет, а стропила соединяются в одной точке, поэтому монтаж такой конструкции достаточно сложен.
- Вальмовая. Популярный метод вальмовой кровли предполагает наличие накосных стропил (диагональных), направленных к углам постройки. Угол наклона ската такой крыше не превышает 40°. Диагональные прогоны обычно делают с усилением, так как именно на них приходится существенная часть нагрузки. Изготовляют такие элементы из сдвоенной доски и прочного бруса.
- Ломаные крыши, они же, многощипцовые. Чаще всего строятся при необходимости иметь большую мансарду, жилого предназначения, так как позволяют создавать нормальные климатические условиях внутри.
Расчет нагрузок при двухскатке
Расчет двухскатной конструкции можно провести и своими руками. Но без должного опыта делать это не рекомендуется, так как от чистоту вычисления зависит судьба всей постройки. Потому рекомендуем доверить это профессионалам.
Выбирая угол ориентируемся на следующую информацию:
- Угол в 5-15 градусов подходит не для всех кровельных материалов, поэтому сначала выбирают тип покрытия, а потом делают расчет стропильной системы
- Наклон свыше 45 градусов — возрастают материальные расходы на закупку составляющих так называемого кровельного пирога
Пределы нагрузки от воздействия снега колеблются от 80 до 320 кг/м2. Расчетный коэффициент для крыш с углом наклона меньше 25° составляет 1, для кровли с уклоном от 25° до 60° - 0,7. Это значит, что если на 1 м2 приходится 140 кг снежного покрова, то нагрузка на крышу со скатом под углом 40° составит: 140*0,7=98 кг/м2.
Для подсчета ветровой нагрузки берется коэффициент аэродинамического влияния и колебания ветрового давления. Значение постоянной нагрузки определяется суммированием веса всех составляющих кровельного пирога на м2 (в среднем – 40-50 кг/м2). При помощи этого уравнения, вы сможете найти необходимое количество требуемых стропил.
Монтаж
Начинается все именно с мауэрлата, так как он является нижним кирпичиком и неким фундаментом будущей конструкции. Это балка, которую, при помощи анкерных болтов, мы зафиксируем в верхней кромке продольной стены. Многие строители делают это еще и на свежем цементе, тем самым создавая дополнительную фиксацию и изоляцию от ветра. Дальше мы можем ориентироваться на пошаговый список:
- Выполняем примерный шаблон, на котором и будем базироваться. Берем две доски, равные стропам и фиксируем их каким-нибудь гвоздем или уголком.
- Упираем эту конструкцию в те места, где у нас будут фиксироваться сами стропы. теперь нужно зафиксировать угол между балками и поперечной перекладиной.
- Из фанеры изготовить еще один шаблон – он понадобится для изготовления монтажных запилов на стропилах.
- С помощью шаблона вырезать на стропилах монтажные запилы и соединить их под выбранным углом наклона ската. В результате получается стропильная ферма.
- Фермы поднять на верх и прикрепить к мауэрлату. Полученные углы обладают верхней точкой. Между ними можно натянуть шнурок или ленту. Это "прикидка" для будущего установленного конька.
- На опоры ставим наш коньковый прогон. Теперь мы имеем уже готовую пирамидку, которую закрепляем.
- Дальше мы уже можем затаскивать на верх готовые стропила, крепить их, периодически выверяя углы между ними и мауэрлатом.
Резюме
В качестве заключения, перечислим основные моменты установки стропильной системы:
- Это основной элемент кровли строения, как жилого, так и технического. Соответственно, от его целостности и качества зависит вся устойчивость. Плюс, он выполняет скрепляющие функции для стен, что важно в сейсмическиактивных регионах.
- Предварительные расчеты — главный залог успех постройки. Они должны проводиться чуть ли не относительно каждого шага в процессе выполнения инструкции. Начиная от замера кромки стены, заканчивая укладкой кровельной плитки, черепицы, шифера или профнастила.
- Применяется дерево. Оно позволяет нам не терять тепло из дома, а также является гарантом крепости постройки. Металл чаще используется либо для огромных площадей перекрытия, либо в качестве технического временного решения.
- От внедренной системы зависит итоговый внешний вид: двухскатная, шатерная, четырехскатная, вальмовая, сложносоставленная. Они предлагают возможности для создания мансарды, другие же более бюджетные и дешевые варианты для дачных домов.
- Компоненты стропильной схемы взаимоважны и поддерживают друг друга. Без конька не будет обрешетки, без обрешетки не будет кровли. Про лежень и мауэрлат и говорить не приходится.
- При возведении всегда используем шаблоны и подгонку. Не закрепляем ничего до того, как убедимся в правильности выполненного геометрического уравнения. Вооружаемся рулетками, нивелирами, уровнями и прочим оборудованием.
- При закладке и вычислениях учитывают не только вес самих брусов, реек и покрытия кровли, но и вероятную снеговую нагрузку. Причем с достаточным запасом. От этого зависит количестве стропил и шага обрешетки полотна.