Подстропильная система. Как сделать стропила самостоятельно: советы бывалых мастеров

Постройка нового дома - это трудный и сложный процесс. Особенно это касается стадии проектирования и монтажа двускатной крыши , которая должна защищать жильцов от дождя и снега. Благодаря современным технологиям установку многих деталей и конструкционных составляющих здания можно выполнить самостоятельно, без найма бригады специализированных рабочих. Когда хозяева дома решают провести монтаж стропильной системы своими руками, следует узнать обо всех нюансах, так как правильно установленная крыша сэкономит время и деньги.

Из чего состоит

Всем известно, что двускатная крыша имеет форму треугольника, состоящего из двух равномерно наклонённых друг на друга прямоугольных половин, закреплённых стропильной системой изнутри. Следовательно, создаётся эффект естественной и автономной очистки поверхности под воздействием силы гравитации от дождя, снега, града, листьев и грязи без участия сторонних сил. Перед тем, как сделать стропильную систему, следует знать её основные конструкционные составляющие.

Стропильная система состоит с нескольких составляющих:

  • Мауэрлат – брус с поперечным сечением в 100–150 мм, установленный на несущие стены по периметру постройки для распределения нагрузки создаваемой стропильной системой.
  • Конёк – балка, соединяющая все стропильные ноги по одной линии вместе в самом верху крыши для поддержания стабильности конструкции и устойчивости во время сильных ветровых нагрузок.
  • Стропильные ноги – брус или доска с поперечным сечением в 100–150 мм, которая устанавливается под углом на мауэрлат, создавая форму равнобедренного треугольника. Таким образом, равномерно распределяется вся нагрузка, передаваемая от кровли и всей конструкции на мауэрлат и несущие стены. В зависимости от массы кровельного материала стропильные ноги устанавливают с шагом друг от друга на 60–120 мм.
  • Свес – выступающая от стены на 400 мм часть конструкции для создания отвода от стен дождевой или талой воды.
  • Лежень – балка сечением в 100-150 мм, которая находится на уровне мауэрлата параллельно коньку для создания дополнительной поддержки веса, передающегося на него со стоек крыши.
  • Подкосы – затяжки для формирования прочной конструкции при больших пролётах.
  • Кобылки – доски, которые устанавливают в качестве продолжения балок стропил для образования ската крыши в случае коротких стропильных ног.
  • Стойки – брус сечением 100–150 мм находящийся в вертикальном положении между внутренними стенами или лежнем и местом соединения конька со стропильными ногами, для передачи и распределения всей массы конструкции.
  • Затяжка – нижняя балка - перекладина, соединяющая два нижних конца стропильных ног для предотвращения разъезда в стороны всей конструкции.
  • Обрешетка – доски или брусья для укрепления стропильной системы и установки кровельного пирога.

В зависимости от наличия или отсутствия некоторых элементов конструкции различают два вида стропильных систем - это висячие и наслонные стропила, а также их комбинация.

  • Висячие стропила - устанавливают при высоте наружных стен менее 10 метров с приличной толщиной и с отсутствием внутренних стен-перегородок. Такого рода конструкцию следует дополнять затяжкой у основания стропил.
  • Наслонные стропила - устанавливают при высоте наружных стен более 10 метров с наличием внутренних столбчатых опор, на которые размещают лежень или опорную балку.

Когда выбрали тип стропильной системы, можно переходить к расчётам.


Для правильного расчёта размеров и формы крыши следует придерживаться определённых правил.

Обратите внимание! Любая двускатная крыша должна иметь угол от 5 до 90 градусов иначе монтаж будет очень сложным и с дальнейшими проблемами во время эксплуатации дома.

В случае частых и обильных осадков в районе постройки, можно создавать ломаную крышу, где верхняя часть имеет пологий наклон, а нижняя с резким уклоном. Во время выбора угла также нужно думать о скорости ветра - чем острее угол крыши, тем больше она будет похожа на корабельный парус. Таким образом, нужно подбирать средние размеры и высоту стропил, учитывая все факторы погоды и массы кровельного пирога.

Находим площадь одного ската крыши:

Площадь ската = Длина ската, умноженная на ширину ската

При этом:

Ширина ската = Длина стены + Длина выступа, умноженная на 2

Высота ската в этом случае равна длине стропил.

Количество стропил будет рассчитываться по формуле:

Количество стропильных ног равно двойной ширине ската, разделенной на шаг между стропилами.

Теперь рассчитываем допустимую нагрузку:

Вес кровли равен сумме веса всех слоев кровли на 1 м. кв. Еще необходимо прибавить 10% от полученной цифры.

К полученной величине добавляем нагрузку от воздействия факторов внешней среды и угол наклона крыши. В зависимости от этих данных следует подбирать материал для создания стропильной системы.

Монтаж

В случае бетонных или кирпичных стен проводится монтаж мауэрлата. Если же конструкция состоит из брёвен или бруса, то роль мауэрлата будет играть верхушка стены.

На бетонной или кирпичной конструкции в верхушку монтируются металлические стержни с шагом 1–1,3 м с поперечным диаметром в 1 см и с нанесённой на них резьбой, а после полной их установки сверху размещается мауэрлат. Также следует создать слой гидроизоляции между мауэрлатом и стеной для предотвращения попадания влаги и воды. Стены из пенобетонных блоков в местах соединения нужно дополнительно армировать и залить бетоном в 200–300 мм.

Для получения конструкции с приличным запасом прочности используют мауэрлат в виде бруса с поперечным сечением в 150 мм. Его устанавливают на стержни с резьбой в районе верхнего обреза стен (специального канала для мауэрлата) на слой гидроизоляции. Для длинных стропильных ног с огромной массой можно установить дополнительную опору с упором на лежни.


Теперь можно переходить к монтажу стропильных ног с комбинированием наслонной и висячей систем. Для этого следует взять балки с размерами около 50–70 х 150-170 х 6000-Ин9000 мм и изготовить начальный шаблон одной стропильной ноги, по ней будут в дальнейшем создаваться остальные стропила.

Как только получено требуемое количество стропильных ног, можно начинать установку стропил на мауэрлат. Дополнительно соединять с коньковым брусом гвоздями и с балкой перекрытия саморезами. В случае установки наслонной системы, нужно провести монтаж опор под стропилами с шагом, ранее определённым на стадии проектирования. По завершении монтажа стропила соединяются с коньком вверху балок с использованием скоб, болтов или металлических уголков.


Теперь необходимо придать жёсткости конструкции установив нижние затяжки и верхние ригеля. Если в районе проживания часто наблюдаются сильные ветра и бури, крышу можно укрепить диагональными связями с использованием простых досок.


После этого устанавливается обрешётка по горизонту и проводится монтаж кровельного пирога. Для обрешетки используют сухой брус без трещин и сучков, который начинают устанавливать возле конька с направлением сверху вниз. Так проводится монтаж обеих сторон до получения хорошей жёсткости поверхности.

Таким образом, создаётся стропильная система крыши гаража или небольшой постройки без привлечения бригады специалистов и с приличной экономией денежных средств.

Видео

Расчет стропильной системы сложный и может быть выполнен только специалистом проектировщиком. Официальный проект делается организацией имеющей разрешение на такие работы. Крышу дома правильно возводить в соответствии с расчетом и проектом.

Но в частном строительстве применяются в основном простые конструкции стропильных систем. Как правило, их может возвести опытный специалист, не имеющий статуса проектировщика.

Необходимые для расчетов снеговые и ветровые нагрузки берут из СП РФ по картам для каждого региона. При расчете крыши учитывают также углы наклонов, форму крыши, вид стропильной системы, коэффициент запаса прочности, нагрузки от окон, отделку мансарды, возможные конструкции примыканий и многие другие факторы.
Далее обратим внимание на самые значимые нюансы создания стропильной системы.

Что должна обеспечивать стропильная система

  • Сама стропильная система должна быть жесткой. Ее подвижки не должны превышать допустимых величин весь срок службы. Именно это условие обеспечивает целостность кровельного покрытия, и всего дома.
  • Система должна быть легкой. Неправильно применять элементы с излишним запасом прочности, чем это необходимо.
  • Система должна быть долговечной, рассчитанной на весь срок службы дома. Необходимо применять древесину требуемого качества и обработки.
  • Стропильная система не должна передавать боковой распор на стены здания. Если возникнут значительные усилия, направленные на опрокидывание, изгиб стен, то дом будет разрушен.
В проект стропильной системы или в готовую возведенную конструкцию нельзя вносить изменения по своему усмотрению. Возникшие нарушения могут повлечь весьма серьезные последствия, связанные с перераспределением нагрузок.

Сюда же относится и "эффект лишнего гвоздя".
Владельцу «показалось, что маловато» гвоздей в креплении стропил, он забил всего лишь один дополнительный гвоздь, в результате дом разрушился.
Действительно, дом может разрушиться из-за лишнего гвоздя в стропильной системе, - нужно соблюдать правила возведения и конструкцию.

Стропильные фермы, особенности их создания

Стропильная система в основном состоит из похожих (однотипных) конструкций, в виде треугольника, находящихся в одной плоскости. Это два стропила и другие элементы, которые их поддерживают и перераспределяют нагрузки.

Такой набор несущих элементов в виде треугольника для крыши называют стропильной фермой или стропильной рамой.

Если фермы установить на определенном расстоянии друг от друга, связать поперечными элементами, то образуется стропильная система крыши.

Можно заказать готовые собранные фермы сделанные в соответствии с расчетом. Изготовители рассчитывают их по нагрузкам и все элементы фермы и их расположение являются оптимальным.
При использовании готовых ферм получается следующее
- вся конструкция крыши получается более легкой;
- как правило, получаем сразу и балки чердачного перекрытия, которые являются нижним скрепляющим элементом каждой фермы.
- крыша имеет достаточную жесткость и обеспечивается нормальная эксплуатация кровельного покрытия.
- на стены не передается боковой распор.
Но применению готовых конструкций мешает один фактор - их высокая цена. Поэтому чаще в индивидуальном строительстве предпочитают собрать стропильные фермы (стропильную систему) самостоятельно.



- читайте на сайте

Какие правила строительства стропильной системы

  • Как правило, стропильную систему делают симметричной относительно центра. Все элементы на другой стороне здания повторяются. Это приводит к равномерному распределению нагрузок, отсутствию боковых нагрузок на стены дома. В целом повышается жесткость крыши здания.
  • Должна быть обеспечена вентиляция деревянной стропильной системы путем создания проветривания чердачного помещения. Должны быть сделаны необходимые продухи и обеспечен такой расход воздуха, чтобы влажность на чердаке не повышалась.
  • При размещении утеплителя между элементами стропильной системы должны быть приняты меры против выпадения конденсата в его слое. Для этого над слоем утеплителя создается вентиляционная струя в зазоре, а со стороны помещения утеплитель отгораживается пароизолятором. Также не применяются в контакте с деревом пароизоляционные утеплители.
  • Для предотвращения влияние конденсата, который выпадает на теплоемких конструкциях (на каменной кладке), между ними и деревянными деталями стропильной системы устанавливается гидроизоляция. Например, мауэрлат ложится на слой гидроизоляции, поэтому не касается кирпичной кладки и т.п.
Подробней


Как не допустить бокового распора стен

Боковой распор – силы, действующие на нижние концы стропил, направленные в разные стороны. Наглядно можно представить на примере треугольника, который прижимают сверху, - тогда наклонные опоры стремятся разойтись в разные стороны.

В стропильных системах для компенсации бокового распора принимаются разные меры. Но основное, что должно обеспечиваться - боковой распор не должен передаваться на стены. Иначе стены будут прогибаться, трескаться, стропила проседать, разрушаться, дом рухнет.

Нужно понимать, что меры, принимаемые в стропильных фермах по компенсации бокового распора (например, установка затяжки в висячих стропилах) не гарантируют отсутствия передачи бокового распора на стены.

  • влажность воздуха и температура меняются - вслед за ними меняется и размеры конструкции;
  • при нагрузках возникают сдвижения в местах стыковок;
  • сами элементы вследствие нагрузок изменяются - выгибаются, проворачиваются, растягиваются и сжимаются.
В результате происходит сдвижение стропил в стороны, возникают усилия бокового распора - растягивается ли затяжка в висячих стропилах, проседает ли стойка в наслонных стропилах, или по каким либо другим причинам.

Компенсировать эти сдвижения увеличивая жесткость стен не верно. Стропильная система должна быть саморегулирующейся. Возникающий распор должен компенсироваться в самой стропильной системе.

Меры препятствующие передаче распора на стены

Чтобы боковой распор от стропильной системы не передавался на стены и компенсировался в самой стропильной системе, стропила крепя с мауэрлатом таким образом, чтобы они могли скользить по нему в горизонтальной плоскости. Тогда при подвижках стропила просто разойдутся в стороны без создания напряжений в стене.

Висячее стропило всегда должно иметь возможность свободно скользить по мауэрлату. Но крепление должно препятствовать сдвижению вдоль оси мауэрлата.

Наслонное стропило должно скользить по мауэрлату, и (или) проскальзывать в верхней точке крепления с коньком, чтобы нагрузка не передавалась на противоположную стропильную ногу, а компенсировалась бы вертикальной стойкой.

Например, наслонное стропило прибивают к мауэрлату только 1 - 2 гвоздями. Слабость крепления дает большую подвижность в этой точке - стропило движется, и боковой распор на стены не передается.
Если забить дополнительный гвоздь (эффект лишнего гвоздя), то на стены передастся боковой распор и весь дом разрушится.

Если распор передается на стены то разрушения могут быть замечены не сразу а через несколько лет. Причина - кто-то посчитал крепление недостаточным и закрепил "как положено" - шурупами, скобами, гвоздями.




Варианты узлов закреплений стропильной системы приведены на рисунках.

Предотвращение воздействия сильного ветра

Крыша - объемная конструкция, на нее действуют значительные ветровые нагрузки. Но крышу не должно сносить с дома сильным ветром. По правилам, крепление крыши должно противостоять максимальным ветровым нагрузкам, которые были в этом районе за любые 50 лет. Это отмечено на карте ветровых нагрузок в нормативах.

Обязательно применяется страховочное крепление крыши. Оно делается податливыми связями, которые не препятствуют горизонтальному смещению стропил.

Обычно не реже чем каждое второе стропило обвязывается тросом (проволокой) и закрепляется к стене дома.

При этом обвязка чаще крепится к проволоке выведенной из армопояса в верхней части кладки – 3 – 4 слой от верха. Или используют пруты из железобетонных конструкций, или анкера заделанные в стену. На рисунке – костыли заделанные в верхние ряды кладки стены.

Также принимаются меры против наклона, раскачивания стропильной системы ветром.

Для висячих стропил применяют диагональный брус от мауэрлата к коньку, связывающий все стропила – ветровая доска – который значительно увеличивает жесткость системы. Доска может не применяться, если на стропила положен сплошной прочный настил из досок под кровельное покрытие.
Для наслонных стропил устойчивость увеличивают предотвращая наклон стоек под коньковым брусом. Для этого к стойкам устанавливают подкосы.

Дополнительно можно ознакомиться

Стропильная система определяет прочность не только кровли, но и всего здания в целом. Именно поэтому важно знать принципы и особенности ее возведения.

Перед тем как приступить к работам по монтажу стропил, следует определиться с материалом для их изготовления. Чаще всего для этого используется дерево, реже — металл. Преимуществами дерева являются легкость монтажа и невысокая стоимость. Лучше использовать брусья из хвойных пород древесины размерами 15х5 сантиметров. В зависимости от типа кровельного материала, высоты ската и угла его наклона, этот параметр может изменяться в сторону увеличения. Также нередко встречаются стропила, изготовленные из деревянных досок, сшитых вместе. Металлические стропила чаще всего используются при строительстве промышленных и нежилых объектов. Самый простой вид крыш — односкатные. Возвести стропильную систему под кровлю такого типа не составляет особого труда. Угол наклона ската определяется в соответствии с особенностями региона: чем больше осадков — тем он круче и соответственно наоборот. Однако здесь есть ограничение — максимальная величина наклона ската не должна превышать 60 градусов. Поскольку крыши такого типа чаще всего возводятся на нежилых пристройках к основному зданию, делать их лучше с подветренной стороны. Крепить стропила следует к верхнему венцу пристройки и стене основного здания при помощи саморезов, гвоздей или анкеров. Если ширина вашей крыши превышает 6 метров — установите опорные столбы, которые смогут предотвратить ее провисание. Расстояние между соседними стропилами не должно превышать 50-60 сантиметров. Для увеличения несущей способности крыши со стороны более высокой стены установите боковые подкосы, принимающие на себя часть ее массы и снижающие нагрузку на слабые узлы.


Монтаж стропильной системы двускатной крыши гораздо сложнее и требует некоторой подготовки. Начать следует с изготовления шаблона, который вы будете использовать для проведения основных работ. Две доски соедините друг с другом при помощи гвоздя или болта с гайкой таким образом, чтобы они напоминали ножницы. Нижними торцами доски поставьте в те места, куда позже будут крепиться стропильные ноги. Выровняйте шаблон так, чтобы место соединения досок находилось по центру крыши, и зафиксируйте его в таком состоянии при помощи продольной перекладины. Теперь вы знаете угол наклона ската и длину стропила. После этого изготовьте еще один шаблон, который будет помогать вам с монтажными зарезами на стропилах для соединения их друг с другом.


Следующий шаг — монтаж стропильной фермы, основным крепежом которой являются гвозди и саморезы. Используя изготовленные ранее шаблоны, сделайте на верхних концах балок зарезы необходимых размеров. После этого соедините их между собой, точно соблюдая угол наклона скатов. Для усиления конструкции используется ригель, соединяющий балки между собой. Получившийся у вас треугольник называется стропильной фермой. Чаще всего работы по сборке всех стропильных ферм проводятся на земле, после чего уже готовые конструкции поднимаются наверх и устанавливаются в заранее определенные места. Чтобы максимально облегчить и упростить работы по их монтажу, рекомендуется использовать строительные леса.


Сперва установите обе крайние фермы, усилив их подкосами для того, чтобы они не имели отклонений по горизонтальному и вертикальному уровню. После этого натяните между ними веревку, закрепив ее на самой вершине — это будущий конек вашей крыши. Затем соберите все оставшиеся стропильные фермы, поднимите их и надежно закрепите. Расстояние между соседними стропилами не должно превышать 60 сантиметров. Если расстояние от низа до верхнего угла фермы превышает 2 метра, укрепите ее при помощи подпор или ригелей. Если вы хотите обустроить мансардный этаж — самое время сформировать его периметр при помощи опорных балок и горизонтальных перекладин.


Владея изложенной выше информацией, вы сможете самостоятельно создать такую стропильную систему, которая в полной мере будет соответствовать всем вашим пожеланиям и надежно защитит дом и всех находящихся в нем людей от непогоды.

Стропильная система своими руками может быть двух основных типов: наклонная и висячая . Необходимый вам тип выбирается в зависимости от характерных особенностей конструкции дома. Стропильная система крыш в частных домах является главным элементом строения. При строительстве крыши своими руками вам нужны будут определенные знания. Схемы сооружения и установки кровли идут в несколько этапов. Проектирование крыши лучше всего доверить специалистам.




Что такое стропильная система?

Многие задаются вопросом, почему дерево лучше металла? Дело в том, что стропила из дерева легко монтировать и качество у данной стропильной системы будет намного лучше. Главное из основных требований при строении крыш – это прочность, а дерево отличается именно прочностью и качеством. Помимо этого, на основе металла дело довольно хлопотное.

Для защиты крыши от ржавчины вам нужно будет купить хорошее антикоррозийное покрытие.

Инструменты, необходимые для установки стропильной системы



Перед установкой стропильной системы, вам следует приобрести необходимые инструменты, такие как:

  • молоток и гвоздодер;
  • карандаш для нанесения отметок;
  • пила и топор;
  • , кернер и рулетка.

Необходимы также будут и . И только после покупки всех необходимых инструментов вы можете смело начинать работу.

На первом этапе монтажа стропильной системы своими руками идет подготовка поверхности стен и перекрытий. Стены не всегда отличаются ровностью.

Существуют определенные расхождения, даже если вы визуально не видите этого. Кроме того, размер расхождения будет увеличиваться с каждым рядом, что не совсем хорошо для строения стропильной системы.

Для точного определения расхождений используют строительный уровень. Поэтому перед установкой крыши нужно выполнить все замеры, и выявить все расхождения.

Установка стропильной системы своими руками

Есть много способов сборки и установки стропильной системы. Например, стропила висячей конструкции монтируют с помощью ферм.

При этом необходимо обязательно выполнить чердачное перекрытие. Т.к., собрав всю конструкцию на земле, будет очень тяжело поднять ее на крышу из-за ее огромных габаритов.


Для установки, вам нужно будет взять готовый шаблон из легкого строительного материала.


Главным достоинством этого способа является простота установки. Крыша получится красивой и ровной.

Намного проще выполнить конструкцию наклонных стропил . Хотя, здесь тоже будет необходим шаблон. Как правило, установка производится путем собирания отдельных деталей и элементов. А сама работа идет в несколько основных этапов.

Первоначально вам нужно установить крайние фронтовые детали. Выставлять их следует строго по уровню. После этого установите между ними шпагат. За счет его крепости обеспечивается хорошая натяжка, а это очень важно в этой работе. После устанавливаются все детали и элементы стропильной системы. Стропила стягивают до момента монтирования обрешетки.

Стропильная система содержит в себе коньковые и боковые прогоны, стропильные фермы, диагональные детали и брус, при помощи которого выравнивают углы.


Главным этапом в установке крыш считается вся конструкция ферм. Обычно она включает в себя стропила и фермы. И лучшим вариантом стропильной системы считается треугольная конструкция. Для этого используют стропила и связующий брус. Данная система является очень прочной и надежной.

Установка стропильной системы для дома не составит особых трудностей, самое главное, что необходимо запомнить – следуйте инструкции по установке, и тогда все обязательно получится.