Установка стропил: специфика распиловки и правила монтажа стропильной системы

Монтаж двускатной стропильной системы

В настоящее время строительный рынок предлагает услуги по изготовлению стропильных ферм в индивидуальном исполнении для конкретных построек. Нужно отметить, что такая услуга имеет ряд преимуществ:

1. Гарантированное качество изделий, обеспеченное применением специального оборудования и технологий сборки.
2. Безопасность в противопожарном отношении, поскольку все детали ферм подвергаются антипиреновой обработке.
3. Увеличенный срок службы, который достигается антибактериальной обработкой изделий специальными составами.
4. Простота установки готовых ферм.

Единственным недостатком такого способа установки стропильной системы является относительно высокая стоимость изделий.

Для самостоятельного возведения двускатной крыши можно использовать готовые стропильные фермы, заказанные у профессиональных производителей

Сборка стропильных ферм на земле

Сборка стропил на земле используется в тех случаях, когда непосредственно у дома имеется ровная площадка достаточных размеров для изготовления ферм. При этом монтируются не полные фермы, а жёсткие конструкции из трёх-четырёх деталей, которые могут быть подняты к месту установки усилиями двух-трёх человек. Подъём производится при помощи канатов по слегам. Преимущество такого способа сборки состоит в возможности использования единого шаблона, чем обеспечивается высокая точность изготовления каждого элемента конструкции. Возможный вариант частичного монтажа ферм внизу выглядит следующим образом:

1. Изготовить стапель для сборки ферм. Он представляет собой три площадки, расстояние между которыми соответствует длине сопрягаемых деталей. Их можно собрать из нескольких досок или брусьев, располагаемых в одной горизонтальной плоскости.

2. Для сборки первой фермы нужно взять две стропильных ноги и затяжку — нижнюю или верхнюю.
3. Разложив детали на стапеле, разместить их в соответствии с чертежом фермы и скрепить гвоздями. Проверить заготовку фермы на соответствие размерам, указанным в техдокументации. При необходимости поправить расположение компонентов.

4. Выполнить окончательную фиксацию деталей в узлах фермы, используя дополнительные крепёжные пластины. Гвоздевые пластины можно устанавливать с использованием силовой струбцины, применяя дополнительные подкладки из толстолистовой стали под её губки.

5. Уложить детали второй фермы поверх первой и зафиксировать струбцинами, точно повторяя контуры нижней фермы, которая играет роль шаблона. После сборки второй фермы убрать её в сторону.

6. Изготовить необходимое количество ферм, повторяя операции из предыдущего пункта. Таким образом обеспечивается полное соответствие всех изготовленных ферм.

Монтаж стропильной системы по месту установки производится следующим образом:

1. На крышу поднимаются первые две фермы. Для этого можно использовать наклонный настил из нескольких брусьев и довольно прочные верёвки.

2. Первыми устанавливаются фронтонные фермы по концам крыши. Их нужно выставить строго вертикально и закрепить к мауэрлату временными укосинами.

3. Между фронтонными фермами натягивается строительный шнур перпендикулярно расположению стропильных ног.

4. Каждая последующая ферма устанавливается с соблюдением ранее рассчитанного шага стропил.

5. После установки последней фермы вся конструкция стропильной системы укрепляется прогонами, после чего временные крепления демонтируются.
6. Далее монтируются остальные элементы конструкции — укосины, коньковый брус, лежни, стойки и прочее, предусмотренное в проекте стропильной системы.

Дополнительную прочность крыше придаёт обрешётка, набиваемая в последнюю очередь.

Сборка стропильных ног непосредственно по месту установки

Сборка стропил по месту применяется на крышах небольшого размера. При этом наверх подаются бруски-заготовки, из которых выпиливаются необходимые детали. Монтаж выполняется снизу вверх, начиная с установки стропильных ног. Горизонтальный уровень стропильной системы контролируется по натянутым шнурам, а вертикальность сборки ферм — строительным отвесом. Порядок монтажа такой же: сначала монтируются фронтонные фермы, затем остальные в любом удобном порядке.

Сборка стропильной системы непосредственно на крыше начинается с установки стоек и конькового прогона, на который укладываются стропила

В точности выполняя требования чертежей, можно смонтировать стропильную систему самостоятельно. В одиночку это сделать практически невозможно, поэтому участие одного или двух помощников обязательно.

Этап проектирования стропильной системы

Проектирование крыши

Чтобы решить непростую задачу составления проекта стропильной системы для крыши, требуются не только теоретические  знания по данному вопросу, но и практический опыт. Только профессионал сможет правильно определить потенциальную нагрузку на кровлю, рассчитать форму фермы, расположение стропил и их оптимальное сечение

Поэтому, чтобы избежать ошибок и неприятностей, не экспериментируйте, а лучше доверьте это важное дело специалистам

При проектировании стропильных конструкций нужно учитывать следующее:

• угол наклона  и тип крыши;
• материал, который будет покрывать кровлю;
• климатических условий местности (сила ветра, количество осадков и другие).

Не стоит недооценивать какой-нибудь, кажущейся неважной, нагрузки, так как это может привести к ошибке в проведенных расчетах и, как следствие, к деформации самой стропильной системы, а также к разрушению кровельного покрытия или даже всей крыши. Только верный расчет и грамотный монтаж даст необходимую устойчивость и прочность всей стропильной конструкции при возведении скатной крыши здания

Порядок монтажных работ

Сборка стропильной системы производится сразу после укладки верхнего (чердачного) перекрытия. Монтаж стропил требует соблюдения определённой последовательности действий. Независимо от вида крыши, работы ведутся поэтапно:

Установка мауэрлата. Брус укладывают на гидроизолированные торцы стен и закрепляют анкерами. Углы брусьев соединяют вполдерева и фиксируют болтовыми соединениями.

Видео описание

Установка мауэрлата является ответственной процедурой, поскольку он служит опорой для всей остальной конструкции. Для лучшего понимания методики монтажа мауэрлата рекомендуется посмотреть видео:

• Укладка лежня. Один или два бруса размещают на центральной оси (или по сторонам от неё на расчётном расстоянии).
• По торцам лежня устанавливают крайние стойки. Между ними с шагом 3-6 м устанавливают промежуточные элементы, если длина крыши это позволяет.
• На верхней части ряда стоек укрепляют коньковый прогон. Его фиксируют металлическими скобами или специальными уголками.
• Производится установка стропил. Нижняя часть крепится на мауэрлат, верхняя опирается на конёк с креплением к нему, или соединяется с противоположной стропильной ногой с опорой на коньковый прогон. Шаг установки стропил колеблется в пределах 0,6 -1,2 м. Их равномерно распределяют по всей длине крыши.
• Стропила укрепляют подкосами и ригелями согласно проектной схеме. Если ширина ската достаточно велика, количество элементов может быть увеличено.
• Укладка пароизоляционной мембраны. Её располагают полосами внахлёст, начиная снизу.

Укладка пароизоляцииИсточник stroytvoydom.ru

• Установка кобылок, оформление карнизного свеса. Подшивка снизу досками или сайдингом.
• Поверх стропил устанавливают сплошной дощатый настил или более редкую обрешётку. Обычно, для неё используют обрезную доску толщиной 40 мм.
• Установка кровли. Работы ведутся в соответствии с технологией монтажа данного покрытия.

Приведённый порядок сборки действителен для любого типа крыши. В него вносят незначительные поправки для придания нужной формы или конфигурации.

Видео описание

Для наглядного представления о монтаже стропильной системы, рекомендуется посмотреть видео:

Коротко о главном

Установка стропильной системы является основным этапом строительства крыши. Это опорная конструкция, которая принимает и распределяет снеговую и ветровую нагрузку, удерживает в заданном положении кровельное покрытие, защищает стены и основание дома от воздействия влаги.

В состав стропил входит множество элементов, каждый из которых выполняет собственную задачу. Одни служат обвязкой периметра стен, другие поддерживают стропильные ноги, третьи соединяют их и удерживают в неподвижности. В результате получается прочная уравновешенная конструкция, вес которой невелик. А несущая способность весьма значительна.

Элементы системы могут соединяться несколькими способами, что позволяет получать разные конструкции крыш. Выбор той или иной формы производится на этапе проектирования, но, при необходимости, можно изменить форму и конфигурацию отдельных участков или всей крыши.

Монтаж рекомендуется поручать опытным специалистам, способным грамотно выполнить сборку и не допустить ошибок.

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

Размеры стропильной системы и нюансы монтажа

В процессе устройства системы кровли особое внимание необходимо уделять детальному изучению размеров сечений ее основных элементов и расстояний, на которых они должны размещаться:

• при использовании стропильных ног из бревен и пластин между ними следует оставлять расстояние, равное полутора-двум метрам; из досок – 1-1,75 метра;
• при диаметре стропильных бревен 18-20 сантиметров ширина пролетов должна составлять четыре с половиной – шесть метров. Основание бревен остается не обработанным, а их верхний кант стесывается;
• с целью уменьшения пролетов между стропилами рекомендуется использовать подкосы, изготовленные из бревен диаметром 10 сантиметров, брусьев сечением 8х8 сантиметров и досок сечением 4х15 сантиметров;
• если используются деревянные наслонные стропильные системы в каменных строениях, то мауэрлат при прогонах между стропилами в один-полтора метра устанавливают по всему периметру наружных стен. Для мауэрлата используют бревна диаметром 18-22 сантиметра, предварительно обработанные антисептическим раствором в местах соприкосновения с кладкой.

Крепление стропильной системы, детали на видео:

Опорой для стропильных ног между стенами служат продольные прогоны, концы которых упираются в торцевые стены строения. Между поперечными стенами в качестве опоры для них используют подкосы, стойки и шпренгели. Для прогонов используют бревна диаметром 20-26 сантиметров. Стойки и подкосы опираются на внутренние стены и специально установленные столбы.

Правильно выбранная в соответствии с конфигурацией и размерами кровли стропильная схема гарантирует надежность и долговечность крыши вашего дома.

Шарнирная арка с ригелем

Данная схема конструктивно схожа с предыдущей, но есть и одно отличие – вместо подвижных опорных элементов для шарнирной арки с ригелем используется жесткое крепление стропил, что достаточно надежно. Стропила врубаются в мауэрлат или крепятся к неподвижным опорным брусам. Благодаря изменению конструкции опоры меняются и возникающие в системе напряжения – основной нагрузкой становится распирающая, приходящаяся на мауэрлат и стены.

Затяжка фиксируется в верхней части арки, но вместо растяжения она теперь испытывает сжатие. Вместе с изменением характера нагрузок меняется и название затяжки – теперь она именуется ригелем. Такая арка с приподнятым ригелем может работать только при условии небольшой распирающей нагрузки, а при ее увеличении ригель нужно дополнительно усилить затяжкой. В результате получатся висячие стропила, аналогичные традиционной арке с тремя шарнирами, и мауэрлат в данном случае уже не понадобится.

Вальмовая крыша

При этом крыша такого вида позволит придать вашему зданию необычный дизайн и выразит все ваши вкусовые предпочтения.

Подразделяются они на:

• непосредственно вальмовые (по два ската трапецией и два треугольником);
• шатровые, где используется четыре или более скатов в форме треугольника (откуда и происходит название);
• полувальмовые, в которых совмещаются детали различных конфигураций.

При монтаже данного вида крыш висячие стропила применяются только в случае, если нет возможности установить стойку под коньковым узлом.

В любом случае, висячая стропильная система сложна в изготовлении.

И если при эксплуатации потребуется ремонт, он будет достаточно трудоемок.

Поэтому ее применяют лишь в тех случаях, если в здании отсутствуют внутренние опоры.

Что еще почитать по теме?

Область применения наслонных стропил

Стропила висячие и наслонные отличаются тем, что последние имеют возможность распределения нагрузки не только на внешние несущие стены здания, а переноса ее части на внутреннюю стену, которая так же является несущей или колонну, которая сконструирована специально для принятия нагрузки.

В связи с данной конструкцией, вся нагрузка идет только на изгиб и не требует большого количества укреплений, что дает ей преимущество в значительном уменьшении финансовых затрат за счет применения меньшего количества и диаметра досок.

Для некоторых типов домов, где конструкция предполагает установку кровли в несколько пролетов, наиболее выгодно сделать чередование, в ходе которого стропила висячие и наслонные меняют друг друга в зависимости от наличия или отсутствия опор.

Проводим расчёт

Для выполнения правильного расчёта любой стропильной системы, рекомендуется использовать компьютерные программы или формулы. Для висячей стропильной системы следует учитывать полное отсутствие опорных балок. Показатель длины покрываемого пролёта не имеет существенного значения.

Чтобы обеспечить необходимую кровельную жёсткость, а также предотвратить возможное смещение стропильных ног, необходимо рассчитать количество и размеры подкосов, ригелей, стоек и прогонов.

Все производимые расчёты должны базироваться на следующих особенностях:

чтобы получить точные расчёты по количеству необходимого материала следует составить схему, а также план и раскладку предполагаемой стропильной системы с отображением всех конструкционных элементов, указанием их количества и точных размеров;

правильный расчёт размеров с учётом длины необходимого пиломатериала позволяет скомпоновать основные конструктивные элементы и минимизировать количество отходов;

следует учитывать, что в точках повышенных нагрузок в схему для расчёта необходимо включить стропила спаренного типа;

подбор сечения для стропильных ног производится на основании подсчётов суммарных нагрузок на всю кровельную площадь, а также на площадь одного квадратного метра;

стропильные балки целесообразно изготавливать из древесины наиболее высокого качества, без сучков, трещин и других дефектов;

минимальное сечение брусов для затяжек и прогонов составляет порядка 50 × 150 миллиметров, а стойки, ригели, подкосы и другие вспомогательные элементы выполняются из бруса с сечением 100 × 100 или 150 × 150 миллиметров.

Составные части крыши

Двускатная крыша — самая распространенная конструкция в частном строительстве. Представляет собой две плоскости, наклоненные в противоположные стороны под углом к горизонту 20-42°, соединенные в вершине — коньке.Благодаря такой форме снег, дождь и талая вода стекают с поверхности крыши, не задерживаясь. При увеличении угла наклона возрастает парусность конструкции, что при сильных порывах ветра может привести к отрыву.

Несущий каркас крыши состоит из стропильной системы, которая включает элементы:

• Мауэрлат — опорная балка, расположенная по периметру дома в верхней части стен. Нагрузка от вышележащей конструкции, снега и ветра передается коробке через нее.

Крепление мауэрлата

Мауэрлат

Стропильные ноги или стропила — наклонные элементы, которые монтируют с шагом 80-200 см и соединяют горизонтальными прогонами. Передают усилия от кровли на мауэрлат. По виду опирания их разделяют на наслонные или висячие.

Крепление стропильной ноги к мауэрлету.

Конек — горизонтальный брус для крепления стропил, верхняя точка крыши.
Стойки, подкосы, распорки, ригели — горизонтальные, вертикальные и диагональные элементы для придания жесткости каркасу.
Лежень — горизонтальный брус для опирания стоек, уложенный на внутреннюю несущую стену.
Обрешетка, настил — основание для слоев кровельного пирога, добавляет стропильной системе устойчивость.
Кобылка — элемент, удлиняющий стропила. Применяют при недостаточной их длине для формирования свесов.
Затяжка — потолочная балка, элемент перекрытия этажа или усиливающая стропильную систему горизонтальная связь.

По обрешетке монтируют слои гидро-, шумо- и пароизоляции, утеплитель, если чердак жилой, и кровельные материалы.

Стропильная система двускатной крыши в частном строительстве обычно изготавливается из дерева. Материал доступен, прост в обработке, позволяет возводить легкие пространственные конструкции, не перегружающие стены и фундамент.

Схемы стропильной системы двухскатной крыши.

Иногда для сооружения каркаса применяют металлический прокат — швеллеры, трубы, двутавры, уголки. Такой способ в индивидуальном строительстве используется значительно реже. Конструкции из стали дороже, сборка требует профессиональной квалификации и оборудования.

Сечения стандартных несущих элементов составляют:

• мауэрлат (лежень) — брус толщиной от 100, высотой от 150 мм, бревно диаметром 170-190 мм;
• стропила — брус 50х150, 100х150 мм, стесанные на один кант бревна, доски, уложенные на ребро;
• стойки — 100х100 мм;
• доски обрешетки — толщина 25 мм.

При больших пролетах домов и высоких нагрузках размеры сечений несущих элементов определяют расчетом на прочность.При соответствующей подготовке антисептиками древесина устойчива к гниению. Специальные составы — антипирены — защищают материал от возгорания.

Помимо несущего каркаса и покрытия крыша содержит элементы:

• свесы — выступающие за пределы наружных стен продолжения скатов, оберегают ограждающие конструкции от стекающей воды;
• ендовы, разжелобки — элементы для обустройства стыков при пересечении плоскостей кровли, необходимый узел в кровлях, состоящих из нескольких двускатных форм.

С боков крышу ограничивают фронтоны — части стен треугольной формы. Чердак может выполнять функции мансарды и использоваться как жилое помещение для постоянного или временного проживания.

Где применяются висячие стропила?

Устройство висячей системы целесообразно в строениях, не имеющих внутренних несущих стен. Такие конструкции опираются на расположенные по краям опоры (ими главным образом служат стены здания без центральной опоры).

В подобных системах стропильные ноги работают на сжатие и изгиб без создания горизонтальных нагрузок. Для сокращения оказываемого на стены распирающего усилия используется затяжка, с помощью которой соединяются отдельные конструктивные элементы.

Затяжка выполняется на основе металла или деревянного бруса. Ее установка осуществляется практически на любом участке в направлении конька. Конкретное расположение определяется в зависимости от конструкции кровли.

К примеру, устройство висячих стропил с расположенной у основания затяжкой является рациональным решением при строительстве мансардной крыши. При этом затяжка служит также балкой перекрытия.

При высоком расположении затяжки она будет испытывать большие нагрузки. По этой причине выбор разновидности системы с верхней локализацией затяжки предусматривает использование более мощных конструкций и тщательное и надежное выполнение всех креплений.

При строительстве бревенчатого дома закрепление висячих стропил на верхний венец осуществляется посредством вырезания шипа или с использованием некоторых металлических элементов. В основном ими служат ползунки, благодаря которым стропила могут перемещаться вертикально по обвязке строения или его венцу.

В верхней части эти конструкции накладываются одна на другую, после чего соединяются болтом. Венцом являются брусья или бревна, которые образуют один горизонтально расположенный ряд сруба.

При монтаже висячих стропил ширина пролета строения должна составлять 6-10 метров. Материалом для них могут служить бревна, брус или доски. Элементы соединяются с помощью врубок, болтов, стальных профилей, гвоздей, нагелей.

При наличии внутренней капитальной стены при устройстве кровли применяются наслонные стропила из дерева. Основной отличительной чертой таких конструкций является внутренний опорный элемент, опирающийся на внутреннюю несущую стену или же колонну. Она передает нагрузки только на изгиб.

В тех зданиях, где предусмотрена установка общей кровли одновременно над несколькими пролетами, нередко применяются стропила как висячего, так и наслонного типа. На тех участках строения, где отсутствуют внутренние опоры, устраивается висячая система, а там, где они есть, монтируются наслонные стропила.

Правила монтажа стропил висячего типа

• К монтажу стропильной системы переходят после завершения установки мауэрлата.
• Сначала необходимо возвести леса для облегчения подъема на кровлю. Могут устраиваться также передвижные системы. С их помощью осуществляется доставка материала на требуемую высоту.
• Оптимальным сечением бруса для висячих конструкций являются параметры 200 х 500 мм (минимум). При использовании материала с меньшим сечением возрастает вероятность провисания стропил во время эксплуатации.
• Все используемые деревянные детали до начала монтажа должны быть обработаны особым антисептическим раствором – это необходимо для предупреждения гниения древесины.

Установка системы висячих стропил

После того, как все работы по укладке мауэрлата завершены, можно приступать непосредственно к монтажу стропильной системы крыши. Однако предварительно еще потребуется сооружение лесов для подъема рабочих и строительных материалов на необходимую высоту. Эти конструкции обеспечат не только удобство, но и безопасность всего рабочего процесса.

Висячая стропильная система двухскатной крыши, которую часто можно увидеть на фото в специализированных книгах или журналах по строительству, обустраивается из деревянного бруса, имеющего сечение не менее 200х50 миллиметров. При применении материала с меньшим сечением существует вероятность провисания кровли в процессе эксплуатации.

Устройство висячих стропил выполняется в следующем порядке:

Если изготавливаются висячие стропила своими руками, то вначале их можно скреплять с мауэрлатом, используя обычные гвозди. Однако после того, как сборка будет завершена, желательно места соединения дополнительно укрепить при помощи полосок из тонкой стали, называемых шинками. Этими стальными полосками оборачивают стропильные ноги, а затем через них в мауэрлат вбивают гвозди или вкручивают шурупы на глубину около 30 миллиметров. Благодаря такому креплению существенно снижается риск повреждения кровли при сильных порывах ветра (прочтите также: «Установка стропил своими руками, их виды и особенности»).

Устройство стропильной системы дома из газобетона, советы специалистов:

Инструкция по установке

Выполнение кровельной конструкции базируется на нескольких этапах:

установка мауэрлата и балок перекрытия. Установка стоек и прогонов не требуется. Рекомендуется отметить центр крыши в месте пролегания конька посредством временной фиксации досок на центрах фронтонов.

выполнение шаблона. Доска прикладывается нижним концом на уровень мауэрлата, а верхний конец располагается на сделанной отметке высоты. Верхний запил отмечается на крае доски, который обозначает центр крыши, а для нижнего запила должна отмечаться точка на треть ширины доски в месте стыковки с мауэрлатом. Такой шаблон требуется для уточнения симметричности стропил.

подготовка стропильных ног по шаблону. Готовые стропила раскладывают попарно и крепят металлическими накладками и саморезами или шпильками на уровне верхних срезов. Нижняя часть полученных ферм крепится посредством уголков и саморезов или гвоздей к мауэрлату.

установка затяжек или ригелей. При помощи досок соответствующей длины стягиваются стропильные ноги. Общее количество ригелей и показатель высоты их расположения зависят от конструкционных особенностей крыши.

Технология крепления узлов

Если необходимо получить более длинные стропильные ноги, то следует выполнить наращивание посредством следующих методов:

• наращивание встык;
• метод внахлёст;
• способ косого прируба;
• наращивание тремя досками;
• наращивание посредством опоры на прогон.

Что еще нужно знать при монтаже своими руками смотрите в видео.