Какие стропила лучше использовать для пола в доме

Обновлено: 07.07.2024

Что такое стропила и как их устанавливать?

Многие люди весьма смутно понимают, что это такое вообще — стропила, как производится крепление стропильной системы. Между тем, существуют различные виды стропильных изделий, и их устройство может быть разным — висячие модели заметно отличаются от наслонных образцов и от скользящих стропил. Их конкретные размеры также вносят существенную специфику.

Что это такое?

Стропила — это один из самых важных видов строительных конструкций. Они используются в любой скатной кровле. Система включает наклонные стропильные ножки, вертикальные стойки и подкосы наклонного типа. По мере надобности стропила «связывают» в нижней части горизонтально расположенными балками. Устройство стропильных элементов сильно различается в отдельных случаях; способ «опирания» отличается в зависимости от материала здания.

Подобные конструкции оборудуют на скатных крышах. Поскольку все проектировщики стремятся к максимальной устойчивости, они предпочитают использовать треугольную схему.

Каждый конкретный тип стропил имеет свои сильные и слабые стороны. Разница между ними обусловлена в первую очередь способом опирания и тем местом, куда это опирание производится. Непременно смотрят также и на основной материал здания, во многом определяющий выбор подпорок под крышу и их организацию.

На выбор формата также влияют:

финансовые ограничения;
предполагаемое использование самого дома и особенно его верхней части (чердака или мансарды, а иногда их отсутствие);
интенсивность осадков и их распределение по временам года;
ветровые нагрузки.

Обзор видов

Наслонные

Такая стропильная система в основном используется при обустройстве внутри здания несущих стен. Установка относительно проста, поскольку чем больше точек опоры, тем легче монтаж. Количество используемых материалов сравнительно невелико (если сопоставлять это с другими типами). Главной точкой опоры выступает доска конька. На ней все и держится.

Стоит отметить, что у безраспорных наслонных систем есть три частных типа:

с фиксацией верхних участков стропил на коньковых (скользящих) точках опоры и с врубкой низа в мауэрлат (дополнительное усиление — скобы либо проволока);
с подрезкой сверху под заданным углом (стыковка происходит за счет стальных пластин);
жесткое соединение наверху, выполняемое через бруски либо обработанную горизонтальную доску (коньковый прогон зажимают между самими соединенными под углом стропилами).

Иногда наслонные стропила делают с распорной системой. Нижний край накрепко присоединяют к мауэрлату.

Возникающие побочные нагрузки корректируются путем добавления подкосов и затяжек.

Строго говоря, это так называемый комплексный, а не чисто наслонный вариант. В нем содержатся некоторые черты, характерные для висячих систем.

Висячие

К такому способу обычно прибегают, если внутри дома нет капитальных перегородок, которые можно было бы использовать как опору. При этом дистанция между боковыми несущими конструкциями — не менее 6 м, а иногда даже больше 11 м. Опирание кровельной конструкции на несущие стены – не самое плохое решение, однако при этом появляется мощная распорная нагрузка.

Немного сократить подобное напряжение помогает введение затяжек либо ригелей. Крепить их можно в любой точке, независимо от высоты стропильных узлов. Чаще всего применяется доска сечением 5х20 см, но все же правильнее исходить из индивидуального расчета по конкретному проекту.

Скользящие

Стропила такого типа имеют всего одну опорную точку. Чаще всего ею избирают конек. Дополнительно используется скользящая опора, то есть мауэрлат. Подобное решение типично для деревянных домов, подверженных усадке. Попытка использовать жесткие конструкции неизбежно обернется только разрушением и ослаблением связок при сколько-либо заметных температурных колебаниях.

Конструкция стропил гибко варьируется в зависимости от исполнения кровли.

В односкатном варианте кровля небольшого строения опирается на стропила, которые поддерживаются фасадной и противоположной ей стеной. Скат образуется за счет разницы по высоте этих стен. Но когда разрыв превышает 6 м, такое решение неприемлемо. В этом случае придется использовать подпорные стойки; на одинаково высокие стены из кирпича часто ставятся опорные конструкции, полностью сделанные из бруса либо бревен.

При длинном разрыве в систему входят:

подкосы;
ноги и удерживающие их стойки;
прогоны коньков;
мауэрлаты;
лежни.

Предполагается опирание стропил на пару несущих стен. Важно: эти стены должны быть одинаковы по высоте. Пара прямоугольных скатов может представлять треугольник с разными или идентичными сторонами. Разность сторон хороша тем, что обеспечивает легкий сход снега с одной из сторон крыши. Чаще всего это подветренный участок; фронтоны обшивают досками либо обкладывают кирпичами, чтобы они визуально продолжали стену.

Для многощипцовой крыши нужны стропила с высокой прочностью и несущей способностью. Сразу предполагают при расчете, что она будет подвержена экстремальным воздействиям, в том числе практически ураганному ветру. Конек располагают высоко — это также учитывают при планировании.

В основных строениях с многощипцовой кровлей предпочтительна наслонная конструкция основания, в вспомогательных — висячее исполнение.

Привлекательная вальмовая кровля также создает ряд проблем при обустройстве стропил. Расчет сечений опять же предсказуемо должен проводиться особо тщательно. Низы ножек могут опираться на балки либо контактировать с мауэрлатом. Для связки углов и крайних частей конькового прогона необходимо применять диагональные стропильные компоненты. Образование вальмовых плоскостей достигается при помощи так называемых нарожников.

Для полувальмовой кровельной сборки могут уверенно применяться и наслонные, и висячие опорные конструкции. Наслонные версии крепятся обязательно на основные и вспомогательные опоры. Фермы по форме напоминают букву А либо же равнобедренный треугольник. Если скаты относительно коротки, можно отказаться от боковых прогонов. А вот раскосы, лежни и ригели, прочие вспомогательные элементы должны использоваться обязательно.

Отдельное внимание надо уделить обустройству стропил под ендовой. Правильно и четко проложить их там можно только при формировании прогонов.

Стыковое соединение, или схождение торцов под углом, означает необходимость дополнительных расчетов именно по этому узлу. Упростить четкость соединения узлов помогает схема с нахлестом. Обрешетка на стыке формируется строго сплошным способом и обязательно предусматривает еще и гидроизоляцию.

В некоторых случаях кровлю дополняют одним или несколькими эркерами. Обустройство стропил тогда тоже имеет свои особенности. 3 центральных промежуточных стропила фиксируются на каждый угол бруса конька. Угловые — они же накосные — компоненты располагаются в угловых частях каркаса. Между центральными узлами размещаются так называемые промежуточные изделия.

Материалы изготовления

В жилых частных домах преимущественно используются деревянные стропильные системы. Конструкции на основе металлических блоков востребованы главным образом при значительной величине пролетов и при мощных кровельных нагрузках. Это уже скорее черта производственного сооружения. Стоимость металлических конструкций довольно велика, однако по надежности они сильно выигрывают у деревянных аналогов. Чаще всего за основу берут швеллеры.

Стропильные комплексы из дерева обычно выполняют на базе обрезных досок сечением 15х5 либо 20х5 см.

Причина их популярности — экономичность и легкость производства. В некоторых случаях за основу берут бревна, вырабатываемые из стволов сечением от 10 до 20 см (дерево предварительно зачищают и обрабатывают). По соображениям прочности иногда используют также стропила из клееного бруса, который в плане напоминает прямоугольник либо квадрат — такое строение упрощает выкладку на обрешетку.

Расчет совокупности нагрузок

При таком расчете надо сначала определить массу всех используемых материалов — для каждого из них она пересчитывается на 1 кв. м. Во внимание принимают:

внутреннюю отделку;
собственно стропила;
утепляющие части;
изоляцию от воды, ветра и водяных паров;
обрешеточные и контробрешеточные конструкции;
покрытия кровель.

Желательно добавить еще 10%. Тогда даже неожиданное изменение или превышение чисто кровельных нагрузок не окажется фатально для стропильной системы. Снеговое, дождевое и ветровое воздействие рассчитывают по нормативам, установленным для конкретного региона. Не будет ничего плохого, если к этим показателям добавить еще 10-15%. А профессиональный подход требует еще обращать внимание на нагрузку, возникающую при штатном обслуживании кровель, установленных на них коммуникаций и систем связи, другой инфраструктуры.

Дополнительные элементы

В описаниях обустройства кровли иногда упоминается использование крепежных усиленных уголков 100х100. Но опытные плотники и кровельщики никогда не применяют такой метод, потому что подобные опоры откровенно ненадежны и непрактичны. Подлинно профессиональный подход — использовать специальные скобы. Их применяют уже много десятилетий, и, несмотря на все новейшие технологические решения, подобный шаг вполне оправдан и в XXI веке.

В некоторых случаях пользуются металлическими шпильками. Это подразумевает, что нельзя обойтись без упрочняющих накладок из металла. Часть мастеров отдает предпочтение гвоздевым полосам из оцинкованного металла. Ряды зубцов высотой примерно 0,8 см — их основная характерная особенность. Гвоздевые полосы весьма надежны и практичны.

Как сделать?

При обустройстве стропильных систем своими руками весьма важно правильно определить параметры используемых материалов.

Критически важен размер досок. Нельзя использовать доску менее 5х15 см.

Крупные пролеты предполагают еще более массивные элементы. Для небольших хозяйственных построек толщина 3,5 см вполне достойна; в случае с жилыми домами надо ориентироваться хотя бы на 5 см.

Требования (касающиеся и бревен):

на 1 м — не более трех сучков;
качественная сушка (до влажности 18% и ниже);
недопустимость сквозных трещин.

Удлинение

Максимальной длины подходящих досок хватает не всегда. Да и пользоваться очень крупными заготовками не слишком удобно. Решение таково: взять более короткие изделия и аккуратно соединить их по длине между собой. Этот подход позволяет еще и использовать множество досок длиной 3-5 м, которые остаются при строительстве в качестве отходов. Для этого применяют:

косой прируб;
соединение встык;
соединение внахлест.

Как запилить?

Технология зависит прежде всего от угла и габаритов формируемой конструкции. Длину стропил вычисляют с помощью теоремы Пифагора. Из дерева формируют треугольник с тем самым углом, под которым будут запиливаться конструкции. Однородный запил должен производиться исключительно по шаблону. Разметка проводится непосредственно на кровле, а не на земле; пилить слишком глубоко не следует, потому что это негативно влияет на прочность системы.

Крепление

Если нужно стропила крепить на односкатной крыше, обычно ведут установку на несущие стены. Этот путь сокращает расход пиломатериалов.

Важно: несущая стена в этом случае должна располагаться на уровне самой крыши. Иначе такой монтаж неосуществим.

Более традиционный подход — оформление фермы в виде треугольника, содержащего стойки и балки; все фермы могут быть заранее собраны на земле по шаблону.

Крепеж стропильных комплексов производится по различным схемам:

с мауэрлатами;
по балкам (как еще говорят, по перекрытию — или, более профессионально, с опиранием на балки перекрытия);
с использованием затяжек;
путем соединения с верхним венцом (если сооружаются срубы из брусьев);
верхней обвязкой (при использовании каркасных технологий).

Нельзя считать, что правильно ставить можно только каким-то одним или двумя вариантами. На деле надо приспосабливаться к конкретной ситуации. Выемки в мауэрлате приходится делать не всегда. Надрез целесообразно делать на твердой древесине. А вот хвойное дерево позволяет отказаться от такого шага.

Чтобы правильно установить конструкцию, требуется вырезать разъемы в ножках стропил:

за счет зуба с упором (если монтажный угол больше 35 градусов);
с 2 зубами (если обустраивается пологая крыша);
в упоры — с шипами или без них.

Опора на балки перекрытия означает мощные точные нагрузки. Подобное решение наиболее типично для деревянных домов. Рассредоточение давления производится с помощью мауэрлата, который делают на основе толстого (ориентировочно 15х15 см) бруса. Балки надо выложить на тот самый мауэрлат и основательно закрепить их.

Присоединение стропильных ног к балкам производится для наращивания площади чердаков или для разгрузки самих стропил.

Проще всего монтаж со специальными крепежами. Ногу зарезают с торца под углом. Значение угла — то же самое, что и у наклона ската. Подобное решение даст существенное увеличение площади опоры под ногой. Зубчатые пластины заколачивают на стыковых участках, а пластины с перфорацией накладывают на те же места сверху.

Иногда присоединение к стене производится с помощью подкосов. Их добавление меняет тип: была балка с одним пролетом, а после введения подкоса она делится на два пролета. Перекрытие одной балкой становится возможно на расстояние до 14 м. Одновременно сокращается диаметр стропил. Внимание: подкосы требуется стыковать со стропилинами строго так, чтобы исключить сдвиг.

Составляя план работ по монтажу стропил для четырехскатной кровли, надо учитывать, что понадобятся сложные и долгие работы. Вальмовый вариант подразумевает оформление центрального сегмента по той же системе, что и для двускатной крыши. Поднятие собранной фермы возможно либо крупной бригадой (3-4 человека как минимум), либо с помощью крана. На участках, где оборудуются вальмы, нужны диагональные стропила, которые обязательно требуют усиления, ведь нагрузка на них выше на 50%, чем на соседние элементы.

Основные узлы как наслонных, так и висячих стропил должны иметь максимально надежные соединения. С технической точки зрения эти соединения также являются узлами. На длинных проходах обязательно используют расположенные под стропилами несущие части. Особенно важны они в наслонном формате.

Прогибы подрезать можно, если только величина подреза меньше, чем диаметр опоры; если это требование обеспечить нельзя, нужно наращивать конструкцию стропильными обрезками.

При установке стропильных комплексов для беседки необходимо также тщательно выдерживать расстояние между отдельными частями конструкции по проекту, как и при обустройстве жилых домов. Даже самые простые визуально способы требуют следования чертежам. Чаще всего обустройство ведут по односкатной методике, которая многократно оправдала себя. Отверстия для крепления в древесине желательно высверливать заранее, чтобы исключить растрескивание при вколачивании гвоздей в торцы стоек. Если крыша перголы горизонтальна, стропила должны иметь большой вылет либо ставиться попарно.

Модели с выносом расширяют мансарду. Опирание будет по балкам верхнего перекрытия. При строительстве крыши с кукушкой надо убирать тем больше стропил на скате, чем она крупнее. Проще всего сделать это на двускатном варианте. И, конечно же, следует все выставить строго по уровню; полезно примерять конструкции в процессе монтажа, прежде чем прикрепить их окончательно — во избежание ошибок.

Утепление

Примыкание к бревну обычно обеспечивается ригелем. Сам ригель следует располагать как можно ниже по отношению к коньку. Правила самого утепления:

утеплять строго одним материалом;
со стороны помещения утеплитель должен быть плотнее;
при выборе способа руководствуются спецификой строительства и особенностями погоды;
по возможности надо утеплять изнутри, чтобы меньше зависеть от погоды;
стропильные ноги должны быть шире утеплителя на 3-5 см.

Советы

Чаще всего советуют обработать дерево алкидной эмалью. При выборе других антисептиков надо интересоваться антисептическими характеристиками. По возможности следует заранее вымочить древесину в выбранном составе. Покрытия наносят послойно с получасовыми интервалами. К сведению: не все антисептики рассчитаны на влажность дерева свыше 20%.

Как устанавливать стропила, смотрите далее.

Доска для стропил: подбор стройматериала, расчеты параметров, монтажные нюансы

Строительство прочной и надежной стропильной системы – дело непростое. В сооружении каркаса будущей крыши важна каждая мелочь, ведь это только в жарких странах можно водрузить охапку сена на незамысловатую конструкцию, и она будет служить верой и правдой. Но в условиях российского климата, где сильный ветер способен сорвать крышу с целого завода, а снег накапливается до нескольких тонн, к крыше и ее «скелету» предъявляются совсем другие требования. А потому еще на стадии проектирования, в центре внимания – доска для стропил со всеми своими параметрами, как длина, толщина и материал изготовления.

Поэтому, если вы хотите быть спокойными за новую крышу и ее долговечность, изучите основные принципы подбора элементов ее конструкции: какая доска предназначена для того, чтобы нести и распределять основную нагрузку, какой нужен брус между стропилами и какой материал приобрести для обустройства конькового прогона и внутренних затяжек ферм. А наша статья поможет вам разобраться во всех этих тонкостях.

Содержание

Доски для стропильной системы: изготовить или заказать?

Итак, начнем с того, где как именно вы будете закупать стропила – от этого зависит то, насколько дотошно нужно будет рассчитывать параметры каждой доски в конструкции.

Так, идеально, если вы сможете доверить закупку досок и балок опытному специалисту, т.к. он даже на глаз способен оценить качество материала и понять, достаточно ли будет приобретенного количества. Хотя, руководствуясь нашими советами, вы и сами вполне справитесь с такой задачей.

Этот небольшой видео-ролик вам поможет понять, какие именно доски подходят для стропильной системы:

Всего у вас три варианта приобретения стропильных досок, и разберем преимущества и недостатки каждого из них.

Способ №1. Кубометры пиломатериала

Итак, обратите внимание на такие важные моменты. Если вам предлагают древесину в кубометрах – это вполне приемлемый способ, вы просто указываете в специализированной компании количество кубометров досок и бруса. А уже на месте все это обработаете защитными пропитками и построете крышу.

Единственный момент – работы будет много, как и отходов. Поэтому вам необходимо будет приобрести досок на 10% больше, чем бы вы изначально планировали согласно со своими расчетами, чтобы был запас на подрезку, отходы и неожиданные дефекты, до этого необнаруженные.

Способ №2. Нарезанные на заказ доски

Еще один вариант – приобрести готовые стропила уже после резки. Многие компании на заказ режут древесину под нужные параметры и предоставляют уже готовый вариант, остается только собрать на крыше саму конструкцию. Отходов здесь уже будет минимум, работа пойдет быстрее, важно только, чтобы предварительно угадать с размерами стропил. Но есть один минус: в общем комплекте может не доставать одной-двух досок. Ведь не всегда на таких предприятиях работают особо внимательные люди и не факт, что те же рабочие не припрячут по бруску из каждого заказа. А вам придется закатывать рукава и изготавливать дополнительные шаблоны для отсутствующих элементов.

Как заказать готовые нарезанные доски для стропил? Просто изготавливаете проект крыши в бумажном варианте или специальной программе, показывайте проектировщику, а затем – представителю фирмы. Довольно просто!

Способ №3. Готовые стропильные фермы

Третий вариант – закупить готовые стропильные фермы. Их легче устанавливать на стены прямо на крыше, чем собирать отдельно, и вся конструкция собирается за 1-3 дня. Причем для этого уже не нужен плотник! Такие стропильные фермы собираются еще в заводских условиях и получаются вполне даже качественными. Вам остается только их установить и соединить в коньке.

Отходов здесь у вас вообще не будет, но, конечно же, готовые стропильные фермы обойдутся дороже, чем просто доски для стропил. Кроме того, обычно с фирмы изготовителя даже присылают на объект замерщика, чтобы он сам лично проверил расстояние между стенами дома и скорректировал что-то в проектной документации. А это уже что-то вроде подстраховки для вас, особенно, если расчеты стропильной системы кажутся для вас сложными (они и профессионалам даются нелегко, поверьте).

Самостоятельное изготовление стропил из досок

Итак, если затея заказать обработку и нарезку досок вам не по душе, тогда готовьтесь к тому, чтобы побывать одновременно и проектировщиком, и архитектором, и плотником. По сути, все, что вам нужно будет знать о своих стропилах, – это угол их наклона, сечение, расстояние и метод крепления.

Если вы когда-либо наблюдали за работой профессионалов, тогда наверняка вас восхищало то, насколько виртуозно и без особых усилий они отмеряют нужную длину стропил и делают в их сложные вырезы. При этом все, что нужно им знать, это – параметры крыши. И при этом они пользуются самыми элементарными инструментами: плотницким угольником, собственными записанными расчетами или «умной» книгой. Но, по-хорошему (и по всем правилам), следует изначально все рассчитать при помощи специальных строительных калькуляторов. К слову, сегодня популярны также специальные приложения для смартфонов. Хотя самые основные расчеты вы без проблем сделаете самостоятельно.

Итак, раз уж если вы взялись за изготовление стропил из досок самостоятельно, значит вы точно уже знаете ширину здания и толщину коньковой доски. И здесь важно не допустить ошибку при подсчете будущей длины стропила: от полной ширины здания обязательно отнимите толщину коньковой доски. Поверьте, многие об этом почему-то забывают. Теперь разделите полученный результат на два и вас получится пробег каждой стропильной ноги.

Угол наклона крыши можно определить при помощи геометрических формул, а тип формулы зависит от того, крышу какой формы вы собираетесь строить: классическую двускатную, или более сложную четырехскатную. Ведь конструктивные узлы у них разные, и требования к способности выдерживать определенные нагрузки – тоже.

Стропила для двускатной крыши: простой расчет

Стропила для двускатной крыши изготавливать проще всего, ведь, по сути, они представляют собой стандартные треугольники, которые важно лишь расположить в ряд строго вертикально, с определенным шагом, и закрепить верхушки коньковым прогоном:

Здесь довольно легко рассчитать длину стропила от конька до стены – это гипотенуза треугольника:

Стропила для четырехскатной крыши: треугольники + прямоугольники

Изготовить стропила для стандартной четырехскатной крыши (шатровой, вальмовой) вам будет немного сложнее, т.к. здесь необходимо делать более точные расчеты:

Стропильная система четырехскатной крыши отличается тем, что здесь устанавливаются стропила, которые направлены к углам стен – диагональные. И даже больше: на такие доски опираются другие стропила скатов. Из-за этого накосные (другое название «диагональные») стропила несут нагрузку в полтора раза больше, чем обычные, и длина их тоже превышает стандартную длину досок.

Чаще всего такие стропила делают спаренными:

Стропила для необычных форм крыши: сложное проектирование

У скатных и плоских крыш – стандартные правила изготовления стропил, расчет нагрузок и конструкции. Но совсем другой подход в строительстве пристроек, беседок и других хозяйственных объектов. Здесь далеко не всегда крыша должна быть чем-то вроде миниатюрной копии большой и настоящей. Наоборот, важно все продумать, чтобы вложиться в бюджет и правильно сочетать маленькую конструкцию с большой.

Например, как вариант, для устройства крыши пристройки к дому изготавливаются особые удлиненные стропила:

Продемонстрированные стропила не создают точечных нагрузок на край крыши (как это часто, к сожалению, встречается в практике частного строительства), и в итоге крыша не кренится с годами в одну сторону. Здесь нагрузка, благодаря необычной длине стропил, распределяется равномерно, с меньшим давлением и по всем скату. Да и выглядит такая конструкция более грамотной и профессиональной.

А вот такие стропила делают для круглых крыш небольших домов, хозпостроек и беседок:

И, наконец, в отдельных случаях часть стропил и вовсе не играет никакой функциональной роли во всей конструкции – только декоративную. Изготовление их занимает немало времени, зато делать расчет на прочность вообще не нужно. И посмотрите, как всего одна дополнительная доска в стропильной системе совершенно меняет весь вид крыши:

Гнутые доски для стропил стрельчатой крыши

И, наконец, если вам нравятся необычные и модные крыши со стрельчатой формой, то знайте: все это тоже реально воплотить в жизнь. Такие доски действительно изготавливают: распаривают до 100 градусов в заводских условиях, и, при повышенной влажности, придав эластичность, гнут по специальному шаблону. Только после этого их склеивает и высушивают в специальных камерах.

Еще, дополнительно, по линии сгиба таких брусьев делают специальные пропилы, что тоже доставляет своих сложностей, и потому такая стропильная система обойдется дороже. И если говорить о частном строительстве, весь этот технологический этап вам провернуть будет сложно. Но возможность такая есть.

А с конструкцией и параметрами стропил мы разобрались, а теперь перейдем к самому сложному шагу – расчету суммы всех нагрузок, которые воздействуют на такие крыши. Благодаря ответу на такие вопросы вы сможете рассчитать не только длину стропил, но и их сечение, которое будет надежным.

Как подсчитать нагрузки на стропильную систему?

Итак, отталкиваться нужно будет от того, в какой именно местности вы проживаете. Ведь именно от этого и зависит доска для стропил: размеры подбираются так, чтобы крыша сохраняла максимальную целостность и при этом успешно противостояла как статическим, так и динамическим нагрузкам.

Вот вся совокупность нагрузок, которые вам придется учитывать при проектировании стропильной системы и ее параметров:

Что такое предельные состояния крыши?

А теперь – подробнее. Для того, чтобы точно определить, какое сечение стропил необходимо для устройства крыши, сначала нужно произвести расчет сумы всех-всех возможных нагрузок. Этот расчет делают по так называемому методу «предельных состояний», когда конструкция крыши теряет свою способность сопротивляться внешним воздействием ветра, большому количеству снега или получает при этом значительную деформацию.

Когда это происходит? Когда у конструкции крыши уже исчерпана несущая способность, устойчивость и выносливость. Т.е. это тот самый момент, когда снега на крыше так много, что стропильная система не выдерживает его и ломается, или конструкция крыши такова, что сильный ветер способен в итоге ее сорвать. Причем здесь учитывать нужно одновременно данные как статических, так и динамических нагрузок:

когда снег, утепление и кровельное покрытие давят на крышу, это – статическая нагрузка;
ветер и другие воздействия, которые вызывают раскрытие узлов крыши или прогиб стропил – это динамические нагрузки.

Если крыша не справится со всем этим по отдельности или в совокупности, то это приведет к негативным последствиям. Кроме того, опасно само по себе, когда у стропил возникают трещины, прогибы и другие поначалу не заметные проблемы, которые плохо сказываются на несущих способностях конструкции. Очень важно не допустить всего этого.

Как узнать типичные нагрузки определенной местности?

Для того, чтобы дотошно рассчитать давление на крышу, у нас есть отдельная статья. Вам нужно будет просто посмотреть по карте вашей местности среднестатистические ветровые и снеговые нагрузки, по ним определить минимальную толщину сечения стропил и их минимальный шаг расположения вдоль ската:

У вас есть два пути работы со всеми этими данными:

Способ №1. Рассчитать все до миллиметра при помощи специальных формул, онлайн-калькулятора или ума нанятого специалиста по крышам.
Способ №2. Ориентироваться на традиции строительства в конкретном регионе и сделать самые простые подсчеты с запасом.

Дело в том, что неспроста в каждой стране дома между собой похожи. Например, в самых снежных регионах России издавна строят высокие острые крыши, а в особо ветренных – больше пологие. Если стандартная высота снежного покрова в вашей местности выше средней по стране, тогда либо вам лучше построить крышу с крутыми скатами, либо делать стропила в два раза толще и прочнее, чтобы они смогли выдержать всю необходимую нагрузку. Поэтому, если вы хотите приобрести доски для стропил со стандартными значениями, организуйте такой же угол наклона крыши, как у соседей – вот и вся хитрость.

Итак, если вы знаете, какая примерно будет действовать нагрузка на крышу в процессе ее службы, то узнаете и ту, что будет воздействовать на каждое отдельное стропило. Как? Просто делите нагрузку на их количество, и здесь важно знать, справятся ли сами стропила с возложенной на них ответственностью. А это, в свою очередь, тоже можно выяснить.

Как рассчитать прочность на изгиб и растяжение?

Абсолютно на каждое стропило воздействуют самые разные физические силы. И чем больше стропил на каждом промежутке – тем легче каждому из них по отдельности, и наоборот. Но ведь сплошные ряды ставить смысла нет, а поэтому рациональнее все рассчитать и подстраховаться.

Напряженные состояния у стропил из разной древесины

Как именно сработает во время эксплуатации стропило на изгиб и растяжение, зависит не только от его толщины, но и из какого материала оно изготовлено. А именно – из какого сорта, породы и влажности древесины. Разобраться в этом вам помогут такие таблицы данных:

Вот некоторые особенности подходящих для стропил пород дерева:

Лиственные породы деревьев обладают меньшей гибкостью, по сравнению с сосновыми, и их свойства во всех направлениях отличаются. Поэтому доски из этой древесины реже используются конкретно для стропил. С другой стороны, у лиственницы настолько хорошие характеристики, что ее можно сравнить с дубом по долговечности.
Сосна относительно недорогая, но обладает большим количеством сучков. С другой стороны, смолистое дерево всегда обеспечит высокую стойкость загниванию, а сосновый брус отлично подходит для обустройства стропильной системы благодаря своей легкости и прочности.
Ель же идеально подходит для балок перекрытий и стропил. Причем сухая ель такая же прочная, как и сосна. Такая древесина отлично подойдет для тех участков, на которые идет вся нагрузка.
Древесина из дуба более прочна и долговечна, и потому дороже, ведь для того, чтобы ее можно было использовать в строительство, его возраст должен быть около 120 лет! Тогда как у сосны – всего 30.
Все остальные породы древесины использовать для изготовления стропил следует осторожно, внимательно изучая их свойства.

Выбор длины и сечения стропильных элементов

Все стропильные ноги изготавливаются одинаковой толщины и длины, в зависимости от шага стропил и нагрузки, которая на них будет действовать:

В разных формах крыши стропильные фермы крепятся по-своему, и наиболее популярны сегодня две основные конструкции: с висячими и наклонными стропилами.

Наслонные стропила жестко связаны между собой, лежат в одной плоскости и имеют всего две точки опоры – это наружные стены. И стропила при этом опираются на мауэрлат или же верхний венец сруба.
Висячие фермы, напротив, состоят из стропильных ног, которые работают на сжатие и изгиб, и под тяжестью конструкции происходит их распирание, которое передается на стену. Чтобы компенсировать эти силы, стропильные ноги необходимо стянуть затяжками – это горизонтальные балки, которые нужно будет закрепить в основании стропил или выше. Их тоже важно правильно рассчитать.

И длина стропил обоих вариантов стропильной системы зависит напрямую от угла наклона крыши:

И даже больше: зная высоту будущей крыши и ширину торца дома, вы сразу определите длину стропил, при помощи самых обычных формул из курса школьной геометрии.

Комбинирование древесины и металла

Если вам приходится делать стропильные элементы более тонкими, чем необходимо, тогда их нужно укреплять подкосами, ригелями и стойками. Но, порой придать жесткости всей стропильной системе необходимо ввиду проекта самой постройки. Например, пролеты будут большими, или дом находится в местности с неблагополучными климатическими условиями. Для этой цели применяется комбинированная стропильная система из дерева и металла, где металл на берет на себя самые ответственные участки.

В таком случае естественная деформация древесины досок для стропил уже не сыграет свою негативную роль, и можно спокойно относится к выбору параметров. Металлические элементы в такой системе устанавливаются как самостоятельные стропила, так и в качестве элементов усиления стропильных ног. В итоге металлические вставки значительно увеличивает жесткость всей стропильной системы, хотя и усложняют при этом ее эксплуатацию.

Все дело в том, что конденсат любит оседать как раз на металле, и при контакте с деревянными частями вызывает их постепенное гниение. Вот почему в комбинированной системе доски для стропил предварительно обязательно обрабатывается влагозащитными средствами, и даже при необходимости применяется пленочная изоляция контакта дерева и металла. Кроме того, под такой крышей необходима грамотная вентиляция подкровельного пространства и постоянный контроль состояния деревянных стропил.

Конечно, чем проще стропильная система крыши, тем более ясны и понятны требования к параметрам всех ее элементов, тогда как со сложной крышей не всегда чувствует себя уверенно даже опытный специалист. Но главная задача и у новичка в этом деле, и у профессионала – добиться итогового качества всей конструкции!

Читайте также: