Что такое стропила и балки. Стропильная нога: конструкция и установка

Стропило - это часть несущей системы скатной кровли, которая не используется в единственном экземпляре, а применяется в качестве стропильной конструкции. Состоит эта часть из вертикальных стоек, наклонных стропильных ног и наклонных подкосов. Если есть необходимость, то стропила укрепляются по нижней части к подстропильным балкам.

Что такое стропило

Стропило - это элемент, который ложится в основу целой системы, он состоит из наклонных подкосов, наклонных стропильных ног и вертикальных стоек. Опора осуществляется в деревянных рубленых постройках на венцы. А вот если речь идет о каркасных постройках, то опирание производится на обвязку сверху, тогда как в каменных домах они устанавливаются на мауэрлат, который представляют собой брусья максимальная толщина которых составляет 160 мм. Мауэрлат может располагаться по длине здания или находиться только лишь под стропильной ногой. В том случае, когда имеет сечение незначительной ширины, элементы со временем провисают. Для того чтобы исключить данное явление, следует использовать решетку, которая имеет в составе подкосы, стойки и ригели.

Для подкосов и ригелей применяются доски, ширина которых может составить 150 мм, тогда как толщина равна 25 мм. Для фиксации стропильной ноги используется затяжка, которая связывает нижние части стропильных ног. При скольжении по затяжке конец элемента может нарушить целостность. Для того чтобы исключить скольжение, стропильную ногу необходимо укрепить с затяжкой методом врубки. Стропила должны быть удалены от края на 400 мм.

Необходимость использования

Все это используется для того, чтобы придать крыше качества устойчивости при воздействии высоких нагрузок. В последствие кровля обретает свойства надежности, а стропила передают нагрузку от веса всей системы и снега на внутренние опоры здания. Если здание обладает небольшими пролетами, то следует использовать наслонные стропила. Если отсутствуют промежуточные опоры, то следует задействовать конструкцию из висячих стропил.

Где используются стропила

Стропило - это элемент, который является частью одной большой системы для упрочнения кровли. В зависимости от того, какими конструктивными особенностями будет обладать крыша, используются разные стропильные системы. При современном строительстве к стропилам и в целом предъявляются определенные требования, среди них:

• практичность;
• низкие затраты на монтаж и изготовление;
• долговечность;
• прочность;
• простота установки;
• функциональность; эстетичность.

Стропило - это элемент, который может использоваться в конструкциях односкатных, двухскатных и ломаных крыш. Эти элементы присутствуют и в В первом случае применяются стропила в виде балок, их опирание осуществляется на стены, довольно часто это позволяет сделать кровлю эксплуатируемой. Конструкция крыши в этом случае должна быть предварительно спроектирована, только так можно будет распределить нагрузку по используемой кровле. Стропило, значение которого упомянуто в статье, может использоваться и в двухскатной крыше, в этом случае система имеет треугольные фермы, которые располагаются под определенным углом. Ноги должны находиться на мауэрлате, при этом они дополнительно комплектуются ригелями и растяжками.

Если есть желание оставить пространство для обустройства мансарды, то следует выполнить ломаную крышу, стропильная система которой будет более сложной. В этом случае используется сразу несколько видов стропил. Стоит отметить, что очень оригинальной и привлекательной является конструкция крыши Судейкина. В этом случае стропила соединяются между собой, формируя четыре треугольных ската. Такая система подходит для квадратных заданий.

Что такое стропила с точки зрения конструктивных особенностей

Вы можете самостоятельно осуществить строительство крыши. Стропила в ее составе могут быть наклонными. В этом случае верхний узел фиксируется с помощью шарнира, а нижний - посредством плавающего соединения. Такие конструкции стропил в виде профильных систем принято называть безраспорными. В данной системе не происходит передача нагрузки на мауэрлат. Коньковое соединение выполняется максимально жестко, опора на мауэрлат происходит с помощью шарнира. В этом случае на стены передаются раздвигающие усилия. Данная система, которая объединяет висячие и еще называется гибридной. Перераспределение нагрузки - основной принцип работы данной системы. Вес кровли принимается стропилами ногами, которые соединены встык и работают на изгиб. При этом коньковый брус не является столь обязательным элементом, так как он почти бездействует.

Для справки

Распорные стропила, фото которых представлены в статье, должны обустраиваться с учетом качества выполнения Предварительно в изделиях следует просверлить отверстия, диаметр которых должен оказаться на один миллиметр меньше по сравнению с диаметром болта или шпильки. Если они будут излишне большими, то в процессе проведения работ может произойти повреждение мауэрлата.

Выбор материала

Слово стропило известно сегодня каждому строителю, однако не всякий домашний мастер знаком с тем, какой лучше материал использовать для изготовления данных элементов в конструкции крыши. В основе может лежать древесина, монолитные железобетонные конструкции или металл. В качестве последнего выступают оцинковка или сталь, в первом случае удается получить облегченные конструкции. При выборе материала специалисты советуют уделить внимание назначению постройки. При этом должны быть учтены и предполагаемые нагрузки на кровлю. Деревянные стропила используются наиболее часто, для этого подбирается качественный клееный брус или массив древесины. Для работ понадобятся не только пиломатериалы, но и плотницкие инструменты, а также элементы крепежа. Если вы решили применить клеенный брус, то он должен иметь ширину в пределах от 12 до 18 м, а вот цельные бревна и доски могут иметь любую конструкцию.

Основой любой скатной крыши, которая в последствие является опорой для монтируемого кровельного пирога, служит стропильная конструкция. Балки перекрытия и стропила должны выдерживать вес кровельного покрытия и запросто справляться со снеговой и ветровой нагрузкой. По обыкновению подавляющую часть элементов стропильной системы изготавливают из древесины хвойных пород, обладающей влажностью до 20%.

В данной статье мы определим, как выполнить расчет стропильной системы, а также детально опишем тонкости ее монтажа.

Для начала следует выяснить, что такое стропила. Это несущие конструкции кровли скатного типа, изготовленные из стропильных ног, которые располагают под уклоном, наклонных подкосов и вертикальных.

При необходимости снизу их могут «обвязывать» подстропильными горизонтальными балками.

Воспринимаемые стропильной системой нагрузки бывают временными и постоянными. К первым относят такие явления, как выход на крышу людей для ремонта или обслуживания кровли, снеговая и ветровая нагрузка, а также особые нагрузки, как, например, сейсмические колебания, воздействующие на здание.

Постоянные нагрузки – это вес кровельной конструкции в целом.

Расчет показателей нагрузки на стропильную систему выполняют следующим образом:

• Показатель снеговой нагрузки определяется произведением расчетного значения веса снежного покрова на квадратный метр горизонтальной поверхности и коэффициента перехода от веса снежного покрова земли на снеговую нагрузку на кровлю. Значение множимого принимают по специальным таблицам в зависимости от района расположения постройки, тогда как множитель (коэффициент) принимается равным 1 при уклоне кровельных скатов менее 25 градусов и 0,7 – при уклоне 25-60 градусов. Если же уклон составляет свыше 60 градусов, коэф-т в учет не берут.

• Параметр средней ветровой нагрузки вычисляется произведением значения ветровой нагрузки, характерного для определенного района (также принимается согласно таблицам), и коэффициента, учитывающего изменение давления ветра по высоте, которое принимается по таблице и зависит от типа местности.

Виды стропильных сооружений скатной крыши

По типу конструкции стропила делятся на висячие и наслонные. Основной фигурой в системе стропил является треугольник, так как является фигурой, обеспечивающей максимальную жесткость.

Особенности расположения наслонных стропил:

• Своими концами наслонные стропила опираются на стены дома, при этом середину элементов поддерживают промежуточные опоры.
• Их монтируют в зданиях, обладающих несущей средней стеной или промежуточными опорами.
• Расстояние между опорами при применении наслонных стропил не должно быть более 6,5м. Наличие же дополнительных опор позволит увеличить данную ширину до 12-15м.
• В домах из цилиндрического бревна стропила опирают на верхние венцы, тогда как в каркасных домах в качестве опоры используют верхнюю обвязку. В кирпичных каменных и блочных домах в роли опоры стропильных балок выступает мауэрлат.
• При идентичных габаритах дома крыша с применением наслонного типа стропил будет легче.

Какими же особенностями обладают висячие стропила:

• Их концы опирают лишь на мауэрлат или на стены здания, без использования промежуточных опор.
• Данный тип стропил применим в строениях, обладающих легкими стенами.
• В системе данного типа стропильные ноги функционируют на сжатие и изгиб, а конструкция в целом создает распирающую горизонтальную нагрузку на стены здания.
• Для снижения такой нагрузки используют металлическую или деревянную затяжку, соединяющую стропильные ноги. Ее располагают у основания стропильных ног и выше. Чем выше располагают затяжку, тем соединение ее со стропилами должно выполняться более надежно.
• При длине пролета свыше 8м устанавливают стойку с подкосами («бабку»).

Висячие стропила обладают таким преимуществом, как возможность перекрытия пролетов большого размера.

Совет! При устройстве единой стропильной системы над несколькими пролетами, наслонные и висячие стропильные фермы можно чередовать – монтировать висячие стропила в местах, где нет промежуточных опор, наслонные – в местах с опорами.

Подготовка к монтажу стропил

Элементы должны опираться не непосредственно на стены, а на опорный брус, называемый мауэрлатом. В качестве такого в деревянных домах служит верхний венец дома (брус, бревно).

В кирпичных домах – это брус, специально монтируемый заподлицо к внутренней поверхности стен (снаружи его ограждают выступом кладки из кирпича). Между кирпичом и мауэрлатом обязательно следует проложить гидроизоляционный слой (обычно из битумных рулонных материалов).

Мауэрлат располагают по всей длине сооружения либо подкладывают только под стропилы.

Устанавливают в верхней части конструкции скатной крыши прогон, соединяющий друг с другом стропильные фермы. В дальнейшем на коньковом прогоне будут монтировать конек крыши.

Выбор сечения элементов стропильной системы

Выбор сечения бруса для изготовления стропил зависит от их длины, шага установки, расчетных показателей снеговой и ветровой нагрузки для данного региона.

Что касается других составных частей стропильной системы, то рекомендации по их сечению приблизительно следующие:

• Для мауэрлата – брусья 100*100, 100*150 или 150*150 мм.
• Для ендов и диагональных балок – брус 100*200 мм.
• Для прогонов – брусья 100*100, 100*150, 100*200 мм.
• Для затяжек – брус 50*150 мм.
• Для ригелей, служащих опорой для стоек – брусья 100*150, 100*200 мм.
• Для стоек – брусья 100*100, 150*150 мм.
• Для «кобылок», карнизных досок и подкосов – брус 50*150 мм.
• Для лобовых и подшивочных досок 22-25*100-150 мм.

Установка стропильной системы

Устройство стропильной системы ведется по разного рода технологиям и зависит от кровельной конструкции. Крепят стропила посредством крепежных элементов – гвоздей, шурупов, болтов, хомутов, скоб.

Части стропильной системы, соприкасаемые с блоками либо кирпичной кладкой, в обязательном порядке защищают от гниения при помощи прокладки рулонных материалов на основе битума. Помимо этого, элементы стропильной системы из дерева покрывают огне- и биозащитными растворами.

Мауэрлат к стенам прикрепляют при помощи анкеров. Стропильные ноги опирают на мауэрлат и притягивают скруткой из проволоки около 6 мм в диаметре.

При устройстве сперва монтируют крайние пары стропил, а после посредством шнура проверяют на параллельность их грани.

Затем натягивают шнур по коньку, устанавливают по нему промежуточные пары стропил, а далее тщательно их выравнивают.

При попадании стропила на место монтажа дымоходного выхода, мансардного окна либо вентиляции, допускается вырезка из него отрезка с монтажом поперечных распорок из бруса аналогичного сечения.

Совет! Промежуток от дымохода до деревянных частей согласно строительным нормам должен быть не менее 13 см.

Стропила являются одной и важнейших составляющих конструкции скатной крыши, поэтому рекомендуем со всей серьезностью отнестись к их расчету и монтажу.

Как и на любом другом этапе строительства, при расчете стропил необходимо учитывать все воздействующие на них факторы - иначе долго ваш дом не прослужит. Такие факторы нагрузки для стропил можно разделить на три группы: постоянные, то есть сам вес стропил, обрешетки, гидроизоляции, кровли и прочего, переменные, то есть осадки, возможность выхода на крышу людей для проведения работ и так далее, и, если, например, ваш дом располагается в зоне сейсмической активности или в местности, где часто бывают ураганы, особые факторы.

Постоянные нагрузки рассчитываются простым сложением веса элементов кровли. Их вес, в свою очередь, рассчитывается через умножение веса квадратного метра материала на количество квадратных метров (так, например, квадратный метр обрешетки весит около 15 кг).

Для начала следует определить коэффициент µ. Этот коэффициент обозначает уклон крыши и определяется так: если угол крыши составляет меньше 30 градусов или 30 градусов, то µ принимается за единицу, если больше или равен 60 градусам - за ноль(в таком случае снеговые нагрузки не учитываются), если находится между 30 и 60 градусами - то высчитывается умножением разницы между 60 градусами и углом на 0,33. Для простоты обозначив угол как α, получаем формулу µ=0,033·(60-α). Этот коэффициэнт потребуется нам при расчете снеговой нагрузки по формуле S=µ·Sg, где S - сама нагрузка, которую мы ищем. Под Sg понимается нормативная снеговая нагрузка для вашего региона, который определяется по этой карте.

Для разных нумерованных районов Sg составляет:

I - 0.8 кПа или 80 кг/м²
II - 1.2 кПа или 120 кг/м²
III - 1.8 кПа или 180 кг/м²
IV - 2.4 кПа или 240 кг/м²
V - 3.2 кПа или 320 кг/м²
VI - 4.0 кПа или 400 кг/м²
VII - 4.8 кПа или 480 кг/м²
VIII - 5.6 кПа или 560 кг/м²

Ветровая нагрузка рассчитывается по иной формуле: W = Wo x k. W - это, разумеется, сама искомая нагрузка, Wo, как и Sg - показатель, определяемый по карте ветровых нагрузок , а k - коэффициент, который позволит скорректировать не только региональное расположение, но и расположение на местности.

Что такое стропила?
Стропила — это основные доски нашей крыши, на которые опирается кровельное покрытие. Вот так обычно они выглядят в каркасном доме:

Что нужно знать о ?

Угол наклона стропил.

Обычно его выбирают на свой вкус и цвет, например, кому-то нравится острая крыша, кому-то пологая.
Пример пологой крыши:


Пример острой крыши:

Я решил сделать себе что-то среднее и выбрал угол наклона стропил 26 градусов . Как вот на этом фото каркасного гаража:

Сечение стропил.

Доска для стропил — также важный момент. Обычно для стропил используется доска 150×50 или 200×50 . Необходимое сечение для стропил можно рассчитать. Если очень понятное видео о том, как это сделать:

Пример подсчета по формулам из видео выше на мой дом :
Снеговая нагрузка= 240кг/м2. Т.к. угол крыши 26 градусов, то коэффициент МЮ остается =1. 240×1=240.
Ветровая нагрузка 32кг/м2. Умножаю ее на 0,65, так как рядом с домом есть много препятствий 32*0,65=25,6 кг/м2.
Вес битумной черепицы 10 кг/м2.
Вес ОСБ-3 8 кг/м2
Вес дюймовки 20кг/м2

Итого . Общая нагрузка на 1м2 = 240+25,6+10+8+20=305 кг
Площади моей крыши 110м2. Итого нагрузка на всю крышу 110×305=33,5 тонны.
Ищем нагрузку на п.м. стропильной ноги =305*0,8 (шаг стропил) = 244 кг/м.
Считаем сечение стропил.
Сечение стропил >= 8,6 * 3 (участок в стропиле до раскосов) * Квадратный корень из (305/ 0,05*130) >= 176,73 мм.
Значит сечение моего стропила при толщине 50мм должно быть больше 176 мм, поэтому я и выбрал доску 50×200 .

Шаг стропил.

Теперь, когда вы определились с сечением стропил и их углом наклона, вам нужен специалист, который спроектирует правильную стропильную систему и выберет, с каким шагом будут идти лаги, а также как они буду крепиться к другим элементам каркасной крыши. Стандартный шаг стропил 600 мм , но бывает и 400 мм, и 800 мм, и 1 метр. Стропила — сложный элемент, но их расчет часто шаблонен и их можно сделать даже по нормативным документам. Готовые решения на типичные пролеты перекрытия в большом количестве присутствуют на forumhouse.ru .

Узлы крепления стропил в картинках.

Теперь вы знаете, что такое стропила, как рассчитывать сечение стропил, как подобрать доски для стропил и многое другое. Если у вас возникли вопросы по стропилам или по любым другим вопросам о строительстве каркасного дома, вы можете заказать по строительству каркасного дома.
Я также не стал в этой статье упоминать о стропильных системах и их видах. Это тема для отдельного подробного разбора.

Строительство крыши является одним из самых важных этапов при сооружении дома, поэтому здесь нужно всё выполнить на высшем уровне, чтобы избежать неприятностей в будущем. Особое внимание стоит обратить на стропильную систему, которая удерживает на себе кровельный материал. Что такое стропила, какую функцию они выполняют, как их изготовить и установить?

Стропила, известные ещё под названием стропильные ноги, выполняют очень важную функцию . Это один из наиболее важных элементов крыши. Качественное изготовление и установка стропил по всем правилам обеспечит долговечность, надёжность и прочность любого покрытия. Их можно выполнить своими руками или заказать в столярной мастерской. В первом случае понадобится определённый опыт и знания, ведь все неточности обязательно скажутся на внешнем виде и характеристиках крыши.

Виды стропил

В зависимости от сложности крыши различают несколько видов стропил . Для сложных видов кровли - мансардная, вальмовая, двускатная используют наслонные или висячие стропила. Для односкатных крыш преимущественно используют наслонные стропильные ноги. Основанием для таких стропил служит опорная стена или коньковый брус (прогон), висячие образуют стропильную ферму, опираясь друг на друга.

С помощью стропильных ферм есть возможность пролёты помещений перекрыть без опорных стен. Внизу стропила, которые располагаются по противоположной стороне, крепятся к балке перекрытия или мауэрлату, а вверху соединяются между собой. Чтобы придать конструкции необходимую жёсткость стропильные ноги соединяют затяжками или накладками. Если длина стропил превышает 4,5 метра, то для надёжности опоры используют подкосы или дополнительные стойки.

Нижняя часть наслонных стропил крепится к балке или мауэрлату . Сверху их крепят на дополнительную балку, брус или коньковый прогон. Дополнительные подкосы и стойки усиливают стропила с большими пролётами.

Изготовление

Стропила - это несущие элементы крыши , поэтому материал для их изготовления должен быть прочным и долговечным. В большинстве случаев используют древесину хвойных пород без трещин и сучков. Это может быть брус, доска или кругляк. Проще всего изготавливать стропила из бруса и доски. Такие элементы получаются более лёгкими, чем из кругляка, их удобнее транспортировать, перемещать и устанавливать.

Длина стропильных ног зависит от угла наклона и пролёта крыши. Сечение стропил будет отличаться в зависимости от того, какая форма древесины используется - брус или доска. На выбор сечения влияют также такие факторы, как:

• ширина пролётов;
• шаг установки;
• высота подъёма или угол наклона крыши;
• предполагаемая нагрузка (воздействие ветра, масса снега зимой, вес самой кровли).

Способ соединения опорных углов стропил определяет их форму. Для их соединения можно использовать вырезы (зарубки), уголки, металлические пластины, скобы, болты, гвозди. Выбор способа соединения зависит от предпочтений мастера, но в результате оно должно быть качественным, долговечным и надёжным.

Крепление стропил к балке может осуществляться несколькими способами: с двойной зарубкой, одинарной или без неё. Для крепления элементов к мауэрлату используют способ с зарубкой. Между собой стропильные ноги соединяются с помощью различных дополнительных элементов (стойки, балки, прогоны), металлических уголков и пластин, изготовленных из оцинкованной стали. С деревянной конструкцией металлические элементы соединяются болтами или гвоздями.

Когда стропила готовы, можно приступать к их установке. Способ монтажа будет отличаться в зависимости от вида элементов, а также от типа крыши. Но существует несколько общих правил , которые являются обязательными в любом случае.

• Установка стропил должна быть выполнена под прямым углом (перпендикулярно) к мауэрлату или несущим боковым стенам.
• Для того чтобы обеспечить строгую вертикальность, можно воспользоваться длинным строительным уровнем или отвесом.
• Поддерживающие коньковый прогон стойки устанавливаются в одной плоскости строго вертикально.
• Мауэрлаты устанавливаются строго горизонтально.
• Для фиксации стропил в процессе установки используют временные или постоянные укосины.

Установка висячих стропил

В этом случае можно обойтись без дополнительных подкосов и стоек. Для удобности монтажа рекомендуется устроить по балкам перекрытия накат из досок . Стропильную ферму можно сбивать уже наверху из отдельных элементов или же изготовить её заранее.

Первым шагом будет установка крайней стропильной фермы. Выстроена она должна быть по отвесу строго вертикально. Для крепления к мауэрлату используются скобы или гвозди. Надёжную фиксацию положения стропил обеспечат постоянные укосины.

Перед тем как приступить к монтажу внутренних стропильных ферм, рекомендуется натянуть шнур, который послужит ориентиром. Потом фермы устанавливают с кратным длине крыши, выбранным шагом. Фиксация промежуточных стропил осуществляется при помощи временных раскосов, которые после устройства обрешётки убираются. Монтаж обрешётки проводится после установки всех ферм.

Стропильная система состоит из каркаса и опорных элементов. Именно от их качества и зависит надёжность, долговечность и прочность крыши. Каркас выполняет функцию основания для утеплителей, гидроизоляционных слоёв и кровельного материала.

Самыми распространёнными считаются деревянные стропильные системы , так как древесина характеризуется надёжностью, привлекательностью, лёгкостью и экономностью. Для улучшения характеристик древесины, её предварительно обрабатывают антибактериальными и противопожарными составами.

Стропильные системы, выполненные из металла по технологии лёгкий стальной каркас, используются в строительстве промышленных зданий или многоэтажных домов. Тонкостенный оцинкованный металлопрофиль, из которого изготовляются подобные системы, обеспечит конструкции длительный срок службы и высокую прочность. Некоторые производители заверяют, что металлические стропила способны прослужить более ста лет.

В сравнении с деревянными, металлические стропильные системы отличаются рядом преимуществ:

• Пожаробезопасность. Возгорание конструкции исключается за счёт использования неспособных к горению материалов. Это также обуславливает ненадобность обработки противопожарным составом, как в случае с деревянными системами.
• Срок службы. Гарантийный срок службы - 100 лет, но профессионалы говорят, что это далеко не предел. Конструкция стойкая к воздействию грибков, микроорганизмов. Покрытие металла цинком обеспечивает антикоррозийную стойкость.
• Монтаж. Казалось бы, металлические системы намного сложнее установить, чем деревянные. Но это не совсем так. В процессе монтажа понадобится только шуруповёрт и дрель, а вес системы не слишком отличается от массы деревянных конструкций. Кроме того, работы можно проводить в любое время года, ведь металл не боится ни дождя, ни холода, ни снега.

Существенным преимуществом деревянных стропильных систем является способность сохранять тепло в помещении , что принесёт дополнительную экономическую выгоду. Древесина более экологична, у неё привлекательный внешний вид, она легко поддаётся обработке. Но срок службы деревянных систем намного короче, к тому же она со временем может стать местом жительства различных микроорганизмов.

Использование металлических конструкций оправдывается при возведении многоэтажных домов или зданий промышленного предназначения. Для жилого дома отлично подойдёт и обычная деревянная стропильная система.