Стропильная система представляет собой каркас, который распределяет массу кровли. В самых мощных системах нагрузка достигает 450 кг/м². Качество остова определяется тремя аспектами: вычислениями, материалами, технологией крепления. Надежность увеличивается за счет правильной установки стропила. Неправильное крепление стропил к мауэрлату приводит к прогибам.
Устройство крыши и назначение основных элементов
Крыша служит для защиты здания от негативного воздействия окружающей среды. К основным частям относятся:
- мауэрлат;
- стропила;
- прогон;
- стойки и балки;
- соединительные узлы.
Каждая часть выполняет конкретную задачу и является обязательным элементом конструкции крыши.
Мауэрлат
Любая конструкция крыши с коньком оснащена стропильным каркасом, точками опоры выбираются стены сооружения. К таким системам относятся вальмовая, двускатная, многощипцовая разновидности. В зимнее время нагрузка на конструкцию увеличивается в несколько раз. Для повышения надежности и предотвращения разрушения стен используется мауэрлат – обвязка верхней поверхности стен крупным брусом. Она изготавливается из материала стропильной системы, причем важно обеспечить неразрывность каркасного элемента. Элемент укрепляет кровлю при повышенной парусности. В каркасных зданиях либо бревенчатых срубах эта конструктивная часть может отсутствовать, её роль играет верхний венец. Крепление стропильной ноги к поверхности мауэрлата выполняется по специальной методике.
Стропила
Стропильный каркас включает опорные элементы, изготовленные из металла либо дерева. Главным компонентом выступают стропильные опоры, это наклоненные балки, которые соединяются по парам на протяжении всего ската, формируя своеобразный конек. Стропила разделяются на два типа:
- Наслонные. Являются опорами и фиксируются на мауэрлат и прогон. Целесообразно применять их в постройках с одной и несколькими несущими стенами. Нагрузка уменьшается благодаря применению вспомогательных опор.
- Висячие. Отличаются наличием одной точки опоры, расположенной в месте закрепления. Используются компенсирующие приспособления горизонтального типа, например, схватки, ригели, затяжки.
Прогон
Прогонные опоры делятся на коньковые и боковые. Первые представляют собой брус, закрепленный горизонтально, он соединяет стропила в верхней области. Вторые фиксируются в центре стропильных ног для каждого ската кровли. Прогоны крепятся к опорам на расстоянии 5 метров от конька, между ними располагают распирающие опоры. При удлинении стропила стык делают над прогонной балкой.
Балки, стойки и другие элементы
Стойки расположены под прогонами конькового и бокового типа. Они поддерживают стропила. При необходимости стойку монтируют в центре ног для увеличения надежности каркаса. Устойчивость повышают подкосы, упирающиеся в лежень, он находится сверху внутренней поверхности стены.
Еще одним важным элементом является конек кровли, соединяющий два ската, к которым устанавливается обрешетка, повышающая прочность каркаса. Для организации свеса применяются кобылки, если длина стропил недостаточная. Свес уменьшает давление от атмосферных осадков на деревянный каркас.
Основные типы соединительных узлов
Способы крепления стропил к поверхности мауэрлата отличаются по подвижности в диапазоне от 0 до 3. Абсолютный ноль говорит о жесткой разновидности, подвижные обозначаются третьей степенью.
Жесткие
Мауэрлат монтируется, когда нужно переместить нагрузку. Вероятность деформации необходимо свести к минимуму, чтобы не изменить распределение нагрузки на опоры. Такого результата можно достичь только за счет неподвижного соединения. Некоторые мастера создают в месте соединения запилы, что повышает прочность и снижает подвижность узлов. Запилы стыкуются с мауэрлатом.
Подвижные скользящие
Динамические соединения изменяют угол закрепления. Это необходимо при набухании и усушке материала, что часто происходит с древесиной. Хорошо себя зарекомендовала эта система в жилищах из сруба или натурального бруса. Дерево обязательно усаживается, это приводит к деформациям. Во избежание последствий монтируют подвижную фиксацию. Перед установкой узлов динамического типа следует позаботиться о создании надежной рамы на коньковый брус. Внизу узлы подвижные, поэтому максимальную стяжку организуют на коньке кровли.
Подвижная система закрепления реализуется за счет использования креплений скользящего вида, более известных под названиями «ползуны» либо «салазки». Данный узел обеспечивает свободное перемещение стропильных ног, что уменьшает деформацию кровельной системы после усадки деревянной конструкции. Ползун защищает стропила от ветровой нагрузки. Скользящие крепления разделяются на следующие виды:
- Открытый. В систему входят две раздельные части. На краях направляющей расположено 2 или 3 отверстия, точное число зависит от производителя.
- Закрытый. Монтируется в качестве монолитной конструкции в собранном виде. В пластине предварительно прорезается врубка, её ширина должна соответствовать ширине Г-образной области скользящего крепления. В противном случае ход конструкции затруднится, при этом появится трение, которое вызовет перегиб и даже повреждение стропил.
Крепление с несколькими степенями свободы выполняется посредством фиксации уголками и скобами. Система дополняется проволочными петлями, монтажными лентами из стали, металлическими полосами либо хомутами. Приспособления не ограничивают перемещение стропил, но защищают их от срыва.
Виды крепежных средств и деталей для соединения элементов стропильной системы
От выбора крепления стропильной ноги к мауэрлату зависит надежность и прочность крыши. Решающими аспектами при покупке являются материал, сила нагрузки и сечение стропил. Выделяют виды крепежных средств:
- Металлические уголки. Имеют несколько отверстий под гвозди или саморезы. За счет использования приспособления повышается несущая способность и жесткость стропильного каркаса.
- Накладки. Перфорированные накладки из металла закрепляют элементы каркаса для предварительных пропилов в мауэрлате, благодаря чему сохраняются прочностные свойства.
- Чурки. Это бруски небольшого размера с сечением в виде квадрата, монтируется между коньковым прогоном и стропилами в виде распоров, повышают жесткость системы в несколько раз.
- Гвозди. Преимущество гвоздей заключается в простоте монтажа, ведь для этого нужен только молоток. Минусом крепежного элемента является длительность процесса фиксации, поскольку работа осуществляется вручную. Используются гвозди зазубренного типа, они показывают высокую степень закрепления с древесиной.
- Саморезы. Оцинкованные саморезы устойчивы перед коррозией и высокими механическими нагрузками. Для быстрого завинчивания используется портативный шуруповерт. Изделие быстро входит в полость дерева за счет резьбы. Недостатком крепежа является сложность демонтажа.
Самый надежный крепеж для стропил – металлические уголки. Они прочно фиксируют элементы деревянной конструкции, сохраняя необходимый угол наклона. В качестве распора между стропильной ногой и мауэрлатом выступает уголок перекрытия.
Этапы и технология возведения крыши
Крыша возводится в несколько этапов, правильность выполнения каждого из них имеет огромное значение для конечного результата, поэтому к их реализации следует подойти максимально ответственно. Процесс начинается с расчетов, он позволяет определить количество необходимого материала и сформировать дальнейший план действий.
Необходимые расчеты
Несущая система должна обладать повышенными техническими характеристиками для обеспечения высокой прочности и надежности. Помимо оптимального метода крепления, необходимо правильно выбрать шаг размещения стропильных ног. Данный параметр зависит от габаритов стропил, а точнее от сечения и расстояния между опорными точками, конструктивных особенностей крыши.
Таблица 1.
Подготовка материала к монтажу
Этап заключается в подготовке стропил нужного размера и разметке шага на основании. Длина конструктивных элементов зависит от разновидности кровли и варьируется в пределах от 60 до 200 см. Важной и сложной задачей является определение правильного угла наклона.
Проверка надежности мауэрлата
При создании опорной системы для закрепления кровли необходимо обеспечить высокую надежность фиксации брусьев. После установки каждого крепежного элемента нужно проверять качество соединения. Для этого следует приложить усилие к мауэрлату и стропилам. Если система будет двигаться, люфтить или прогибаться, то качество конструкции на низком уровне. В этом случае заменяют крепежные элементы и дополняют систему опорными элементами.
Установка и крепление стропил на мауэрлат
Неопытный мастер может допустить ряд ошибок при создании стропильной системы. Для повышения ее надежности, нужно учитывать важный перечень правил:
- При использовании металлических деталей для соединения, нужно при закреплении соблюдать высокую точность. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение исключительно качественным саморезам достаточной длины от авторитетных производителей.
- При установке стропила в запилы мауэрлата, размеры проверяются несколько раз. Высокая точность позволяет плотно зафиксировать стропила в запиле (его глубина должна составлять 30-35% от толщины мауэрлата. Данное правило целесообразно соблюдать при использовании в качестве мауэрлата крупного бруска с сечением около 15×15 см. Предварительно места закрепления необходимо разметить и просчитать.
- Использовать только саморезы либо гвозди крайне не рекомендуется. Система будет иметь незначительную устойчивость перед механическими нагрузками, поэтому применяют крепежные приспособления разной конфигурации.
- Фиксацию откосов на стропила производят при помощи болтов. В этом случае обязательно используют шайбу, чтобы устранить вероятность заглубления крепления в дерево.
- При повышенной массе конструкции стропила закрепляют к мауэрлату скользящей системой.
Крепление стропила к мауэрлату выполняют по специальным схемам. От правильности этого процесса зависит надежность и технические характеристики кровли.
Установка прогона
Крыша односкатная имеет исключительно коньковый прогон, в более серьезных конструкциях монтируют боковые дополнительные прогоны. В первом случае установку производят на вертикальные опоры, закрепленные вспомогательными приспособлениями. Из обрезной доски (5 см) изготавливаются распорные элементы и устанавливаются между стойками. Конец распорки закрепляется внизу стойки, а другой край прибивается сверху. В итоге получается система повышенной жесткости из треугольников, распорная доска – это гипотенуза, а стойка и прогон – катеты.
После создания прогона выполняют крепление стропил. Предварительно конструкцию собирают на земле, после чего собранной поднимают и монтируют. Этот метод целесообразно применять при наличии подъемного крана и бригады строителей.
Прогоны и стропильная система – важные элементы кровли, на создание которой уходит много времени и сил. Монтаж начинается с расчета и завершается проверкой надежности, а также отделочными работами. Задача рабочего – обеспечить максимальную надежность конструкции с максимальной устойчивостью к деформациям и повреждениям. Важно использовать вспомогательные элементы, например, уголки для крепления стропил.
Монтаж вспомогательных элементов несущей конструкции
Несущая конструкция крыши состоит из обрешетки и стропильных ферм. Кровля представляет собой внешнюю часть общей системы. Стропильные фермы в основе имеют треугольник, такой выбор является наиболее экономичным и жестким. Формируется структура из двух стропильных ног и затяжки. Сверху ноги фиксируются к коньковому прогону, а снизу – к наружным поверхностям стен сооружения.
Такая конструкция выдерживает незначительные нагрузки, поэтому для увеличения надежности применяют дополнительные подпорки. К балкам перекрытия стропилы крепятся с использованием схваток, стоек, подкосов
Утепление и устройство обрешетки
Другое название обрешетки – опалубка, которая является сочетанием брусьев, уложенных перпендикулярно на стропильные ноги. Эта часть принимает нагрузку от кровли и оказывает давление на стропила, которые передают вес крыши на несущие опоры (стены). Если зазор менее 10 см, то обрешетка сплошная, если 30-40 см – разреженная.
В первом случае опалубка состоит из 2 слоев: сплошного из досок под 45 градусов и разряженного. Такая разновидность подходит для мягкой кровли, безасбестового шифера, металлочерепицы. Разряженная применяется с кровлей из стали, глиняной черепицы и асбестоцементных панелей в виде волн. Обрешеточные брусья к стропилам закрепляют гвоздями, их длина должна превышать толщину брусьев в 2 раза. На стыках обрешетку выполняют сплошной.
После обрешетки устанавливают тепло- и пароизоляцию. В качестве утеплителя выступает минеральная вата. Этот материал сохраняет тепло, не горит, не имеет вредных веществ в составе, обеспечивает воздушную циркуляцию.
Кровельные работы
Элементы кровельной системы соединяются в многослойный пирог, что обеспечивает защиту от атмосферных осадков, холода, потерь тепла, гарантирует циркуляцию воздуха и препятствует разрушающему воздействию других негативных условий. Кровельные работы разделяются на несколько этапов:
- Расчет.
- Выбор и покупка материалов.
- Создание обрешетки.
- Монтаж теплоизоляции.
- Установка кровельного покрытия.
Крепление стропил – это важный процесс при создании крыши. На надежность конструкции оказывают влияние различные факторы, включая правильность установки стропил. Для выполнения работы необходимо обладать некоторыми знаниями и навыками. В противном случае качество системы будет незначительным.
