Что такое стропильная нога в строительстве крыши

Стропильная система – многоэлементная конструкция, одной из важных частей которой является стропильная нога. Без стропильных ног крыша прогнулась бы от снега, нагрузки во время прохода людей, обслуживающих крышу, ветра, града, дождя и конструкций, установленных наверху, над кровлей.

Что это такое?

Диагональная стропильная нога – отвесный сборный элемент, количество экземпляров которого подбирается по длине крыши, да и здания, сооружения в целом. Это цельная или сборная наклонная балка, на которой лежат перпендикулярные ей элементы обрешётки. К ним, в свою очередь, крепится гидропароизолирующий слой и кровельные (проф) листы.

Kd.i: Грубые ошибки в сборке стропильной системы.

В системе, которую представляет собой крыша с чердаком в полном и окончательном сборе, накосные стропильные ноги, наряду с мауэрлатом и внутренними горизонтальными, диагональными и вертикальными стойками, довершают прочную и надёжную на десятки лет вперёд конструкцию. В результате та защищает помещения в доме и чердак от дождя, снега, града и ветра.

Особенности расчёта

Шаг стропильных ног – не более 60 см. Если соорудить большие пролёты между ними, крыша будет «играть» от ветра, града и ливня. От снега кровля с обрешёткой прогнутся. Некоторые мастера располагают стропилины заметно чаще. Вышесказанное не значит, что толстые доски или брусья нужно располагать слишком близко – вес крыши вместе с перекрытием, горизонтальными, вертикальными и диагональными балками может быть завышенным, а стены из пено- или газоблоков могут начать растрескиваться и проседать.

Одна доска для стропильной ноги – наращённой или цельной – достигает массы до 100 кг. 10-20 лишних стропильных ног могут добавить тонну-другую ко всей конструкции, а это приводит к ускоренному растрескиванию стен при ураганах, при проходе бригад рабочих, обслуживающих крышу, при ливнях и снегопадах.

Выбор запаса прочности должен предусматривать, к примеру, до 200 кг снега на квадратный метр профстали, которой выстлана крыша.

Пусть в качестве примера строится небольшой дачный дом из пеноблоков со следующими параметрами.

• Периметр фундамента и стен (наружный) – 4*5 м (занимаемая площадь участка – 20 м2).
• Толщина пеноблоков, из которых возведены стены, как и ленточный фундамент снаружи, равна 40 см.
• В строении отсутствуют перегородки – внутренняя площадь дома похожа на квартиру-студию (одно помещение, зонированное на кухонный, санузловый и жилой блоки).
• В доме один вход и четыре окна – по окну в каждой из стен.
• В качестве мауэрлата – деревянного элемента, опоясывающего сверху стены по периметру, применён брус 20*20 см.
• В качестве горизонтальных балок перекрытия – доска 10*20 см, поставленная горизонтально на ребро. Из этой же доски выполнены вертикальные упоры и диагональные усиливающие проставки («треугольники»), не дающие тем покоситься. Все элементы соединены при помощи шпилек и болтов не менее М-12 (гайки, пресс- и гроверные шайбы прилагаются). Аналогичной доской выложены подконьковые (горизонтальные) проставки – тоже с «треугольниками» (диагоналями).
• Этой же доской – размеры 10*20 см – выложены стропильные ноги.
• Обрешётка выполнена доской в 5*10 см либо брусом, например, сечения 7*7 или 8*8 см.
• Толщина кровельного профлиста – 0,7-1 мм.
• Выполнены стальная обшивка по периметру и уложены водосточные желоба с ливнёвкой.

Вывод – сечение стропильной ноги должно быть в 1,5-2 раза меньше, чем у мауэрлата. Для окончательного расчёта берётся плотность породы дерева, использованного при строительстве потолочно-чердачной и крышной конструкций. Так, по ГОСТ, лиственница имеет удельный вес в 690 кг/м3. Общий тоннаж крыши в сборе считается по кубометрам досок и бруса, посчитанного при проекте и заказанного на ближайшей лесобазе.

В данном случае стропилины поделены по половине ширины строения – 2 м от края более длинных стен до середины коньковой подпорки. Пусть конёк крыши поднят над уровнем верхнего края мауэрлата на высоту 1 м.

Необходимо рассчитать следующее.

• Отнимая от метра высоту балок, получаем 80 см – длину подконьковых упоров. Делаем разметку по ходу дальнейшей работы.
• По теореме Пифагора считаем длину стропил от конька до края фасадной или задней стены – 216 см. С выносом (для исключения попадания осадков на стены) длина стропилины равна, скажем, 240 см (24 составляют припуск), на который крыша выйдет за периметр строения.
• Доска длиной 240 см и сечением в 200 см2 (10*20 см) занимает объём в 0,048 м с учётом небольшого запаса – пусть он равен 0,05 м3. На кубометр уйдёт 20 таких досок.
• Соблюдается зазор между серединами стропил в 0,6 м. Выходит, что для строения длиной в 5 м потребуется 8 стропилин с каждой стороны. Это равно 0,8 м3 древесины.
• Лиственница объёмом 0,8 м3, затраченная чисто на стропилины, весит 552 кг. С учётом крепежа пусть вес стропильной подсистемы – без дополнительных опор – равен 570 кг. Значит, на мауэрлат с любой из сторон давит вес в 285 кг. С учётом небольшого запаса прочности – пусть этот вес равняется 300 кг на мауэрлатную перекладину. Именно столько будут весить стропильные ноги.

Но расчёт запаса прочности стен не ограничивается лишь весом стропильных ног. Сюда входят все дополнительные проставки, крепёж, кровельное железо и гидропароизолятор, а также возможная снего-ветровая нагрузка во время метели, сопровождающейся ураганом.

Способы крепления

Опорные элементы, связывающие воедино мауэрлат со стропилинами, обладают разной степенью подвижности в диапазоне от 0 до 3 единиц. Значение «0» – наиболее жёсткая степень, не дающая элементам перемещаться в любую из сторон даже на миллиметр.

Жесткое

Полностью неподвижное опирание по длине используют в случае передачи распирающего воздействия от стропилин к несущим стенам. Данный способ применяется в домах, построенных исключительно из кирпича, щитовых панелей и блоков. Постепенную усадку кровли полностью исключают, чтобы нагрузка на несущие стены не сместилась. Большинство опытных строителей настоятельно советует устраивать запилы в точках стыка стропилин с балками перекрытия.

Это придаст усиленную прочность и неподвижность каждому узлу на стыке с мауэрлатом. Для придания прочности конструкции дополнительного запаса используют шпильки, болты, пресс-шайбы и пластины, а также анкерный крепёж. В наименее нагруженных местах применяют и длинные саморезы диаметром резьбы в 5-6 мм и с длиной шурупа не менее 6 см.

Габариты запила бруса – не более третьей части его общего сечения. Иначе стропильные ноги попросту сместятся, что не исключает их выскальзывания и падения вниз. Жёсткие стыки без запиливания стропилин предусматривают метод крепления посредством подшивного бруска, применяемого в наслонных стропилинах.

В этом случае последние подпиливаются по трафарету и скашиваются, чтобы крыша приняла нужный угол наклона в местах пристыковки к мауэрлату. С внутренней стороны стропилины ужесточаются посредством подпирающих брусьев и закрепляются посредством уголков по обе стороны от несущей части основы.

Нестыковая точка опоры может выполняться методом жёсткого закрепления стропилин с усилением брусовыми накладками по обе стороны.

• Пара отрезков досок – с длиной каждой от 1 м – закрепляется по обе стороны стропильной ноги.
• На одном конце спил выполняется под углом наклона ската.
• Отрезки повёрнуты спилом к мауэрлату. Они закрепляются по предварительно размеченным точкам – поодиночке.
• К накладкам с одной из сторон прикручиваются стропильные ноги. Мастер усиливает их накладками с противоположной стороны. Вместо уголков можно использовать скобы и кронштейны.

Разумеется, можно сделать и наоборот – вначале установить доски-накладки, а между ними вставить стропилину. Такой способ требует предварительной подгонки – нога может не войти в зазор либо останутся щели, а это недопустимо.

Скользящее

Подвижное соединение используется, когда, в зависимости от температуры, элементы меняют свою длину и толщину (поверочный интервал температурных колебаний). В качестве примера – рельсошпальная решётка: бесстыковая дорога искривляется на жаре и выпрямляется обратно на морозе. Летом кривые рельсы приводят к сходу поездов с путей. Стропилины, мауэрлат, упоры и обрешётка, установленные зимой в мороз, летом могут вздыбиться, выгнуться.

И наоборот – установленное в жару на морозе вытягивается, растрескивается и размочаливается, поэтому стройработы проводят весной и осенью. Для скользящего соединения стропилины опирают на высокопрочную коньковую перекладину. Нижние узлы динамичны – они могут отклоняться в пределах нескольких миллиметров по длине стропилины, зато конёк со всеми его стыками фиксируется жёстко.

Дополнительное усиление выполняют при помощи ригельного стыка. Динамичное соединение стропилин даёт им небольшую степень свободы. Иначе говоря, жёстко запиливается и стыкуется лишь верхний, а не нижний, торец стропилин. Такая возможность даст лучше утеплить крышу мансардного типа, снизить давление на мауэрлатный брус.

Запил верхнего торца используется в основном для деревянных домов – для кирпично-монолитных и композитно-блочных стен, включая постройки из экспериментальных материалов, мауэрлатный брус делается цельным, однородным по всей длине.

Удлинение и усиление

Для сращивания стропилин используют два способа.

С помощью досок накладочного типа (двустороннее укрепление расшивкой)

Отрезки удлиняющих накладок стыкуются и выравниваются относительно стропильных элементов, которые нужно удлинить. В торцах стропильных брусьев или досок предварительно сверлятся отверстия под болты или отрезки шпильки. Одновременно засверливаются и накладки. Длина засверливаемого торца – не менее полуметра от общей протяжённости стропильного элемента (половина длины накладок). Длина накладки – не менее метра.

Отверстия располагаются в ряд или в шахматном порядке, соседние равноудалены друг от друга. Места стяжки накладок и досок (или брусьев) надёжно затягиваются болто-гаечным соединением, с установкой гровер- и пресс-шайб по обе стороны.

С помощью ввинчивания бруса или бревна торцами

В центре торцов сверлятся глубокие продольные отверстия – например, на глубину 30-50 см. Диаметр отверстия должен быть на 1-2 мм меньше диаметра шпильки – для плотного ввинчивания её в брус или бревно. Завинтив половину шпильки (по длине) в одно бревно или брус, на неё навинчивают второе бревно. Способ отличается значительной трудоёмкостью – рекомендуется использовать калиброванное, идеальное круглое бревно, чтобы его удобнее было вращать на ременном блоке, подобно вороту колодца.

Брус навинтить сложнее – требуется идеальное скругление его в местах, где блочный ремень поворачивает его, либо согласованная помощь десятка рабочих, вращающих этот брус. Малейший перекос при навинчивании может привести к появлению продольной трещины, и наращённая таким образом стропилина потеряет свою изначальную прочность.

Как показывает опыт, накладки – предпочтительный, более современный и лёгкий вариант, чем навинчивание на штырь или шпильку М-16… М-24.

В следующем видео вас ждет пошаговый процесс установки стропильных ног.

Источник stroy-podskazka.ru

Что такое стропильная нога?

Что понимают под стропильной ногой? Как рассчитывается ее длина? При помощи чего и как она крепится?

Стропильная нога есть важнейшая часть стропильной системы. Это балка фермовой конструкции крыши на которой крепится вся обрешётка. Её длинна равняется длине ската крыши минус напуск кровельного материала. Сечение ж стропильной ноги зависит того из чего она изготовлена, веса обрешётки и кровельного материала, а так же возможных снеговых и ветровых нагрузок.

Крепится стропильная нога к мауэрлату.

Различают две принципиально различные системы крепления

Скользящее делает стропильную ногу более подвижной и позволяет ей выдерживать усадку здания. На рисунке показано именно скользящее(шарнирное­ ) крепление.

У скатной крыши есть несущая (стропильная) система, в состав которой помимо подкосов (наклонных) и стоек (вертикальных), входят и наклонные стропильные ноги. Вот, собственно, она:

Для того, чтобы правильно рассчитать стропильную систему, нужно учитывать все факторы нагрузки:

• сколько будут весить все элементы конструкции (стропильной);
• сколько будут весить материалы, предназначенные для изоляции (паро- и гидро-);
• каков будет вес материалов, относящихся к категории кровельных;
• если есть мансарда, то учитывают и массу материалов для отделки потолка.

Это, так сказать, постоянные нагрузочные факторы, есть еще и временные:

• нагрузки, создаваемые ветром, величина снежного покрова для данного региона;
• масса систем инженерных конструкций с местом дислокации на крыше — дымоходы, вентиляция, фонари, аэраторы и прочее;
• вес трапов, ограждений, различных переходных мостиков и прочее.

Исходя из всего вышеперечисленного и рассчитывают стропильную ногу, все зависит от имеющегося в наличии материала, от того, какие будут стропила — наклонные или же висячие, а также от вида крыши. расчет идет по сечению (поперечному) и длине:

От чего зависит длина? Конечно же от от здания (его размеров), а также от формы крыши (уклон кровельных скатов). Есть определенная привязка к 6 метровым (не более) стропилам), что лимитируется стандартными размерами материалов. Если нужно длиннее, то приходится наращивать их размер. Сечение же обуславливается множеством исходных факторов — нагрузки, вид кровли, скатный уклон, какая крыша по типу, условия климата — объем и преобладающий тип осадков, насколько качественный материал используется для изготовления и прочие факторы.

Из древесных пород обычно используют хвойную древесину, стараются не допускать синевы, а также множественной сучковатости. шаг установки стропильных ног рассчитывают, исходя из данных специальных таблиц:

Источник www.remotvet.ru

Стропильная система: виды и монтаж для разных форм скатных крыш

Хороший фундамент – еще не означает, что дом простоит «верой и правдой» на протяжении долгих лет. Еще одна крайне важная составляющая – надежная и качественная стропильная система для крыши. Давайте разберемся, как она устроена в случае скатной крыши, каких видов бывает и из каких элементов состоит.

Стропильные системы крыши

Какими должны быть стропила для крыш

Вот несколько видов стропил, которые чаще всего используются в современном строительстве:

• металлические сложно изменить, но этот материал долговечен;
• деревянные просты в использовании и изменении, но требуют дополнительной обработки;
• деревянные двутавровые балки (сделаны из бруса и ОСП) отличаются ровностью при максимальной длине до 12 метров, но стоимость выше обычной системы из дерева;
• железобетонные не поддаются изменениям вообще, но их выделяет длительный срок службы;
• смешанные или комбинированные системы.

Каждый из них обладает своими плюсами и минусами, которые включают в себя прочность, цену, легкость монтажа, возможность небольших изменений, связанных, к примеру, с несоответствующими размерами, взаимодействие с окружающей средой. В данном материале пойдет речь о самом популярном материале для изготовления стропил — дерево. выделим основные задачи, которые ставятся перед конструкциями данного вида.

Первое, и самое главное – прочность каждого элемента. Крыша не должна деформироваться или сдвигаться. Основа конструкции стропил – треугольник. Именно в виде треугольника делают фермы (рамы), крепящиеся параллельно. Неподвижные и жесткие, они «возглавляют» всю конструкцию.

Малая масса. Тяжелая крыша – это крайне плохо. Поэтому большинство элементов производят из дерева. Если же вес кровельной системы большой, то его усиливают металлическим каркасом. Основа – хвойные породы дерева небольшой влажности.

Каким требованиям должно отвечать дерево:

• 1-3 сорта. Без сколов, сучков и трещин.
• Элементы из дерева не должны быть менее 5 см. по толщине, и с площадью до 45 кв. см.
• Максимальная длина бруса из дерева хвойной породы не должна превышать 5-6 м.
• Мауэрлат и прогоны изготавливаются исключительно из твердых пород дерева.

Главные конструкционные элементы стропил

Любой хозяин, планирующий возведение стропильной системы, обязан быть в курсе, из чего она состоит.

1. Мауэрлат. Основа всей конструкции. С помощью этого элемента устанавливается правильная нагрузка на все несущие элементы дома.
2. Стропильная нога. Задет наклон скату, придает крыше привлекательный вид, надежно закрепляет конструктивные части системы.
3. Затяжка. Не позволяет «расходиться» ногам. Крепко удерживает их в нижней части.
4. Прогон. Крепит стропильные ноги в верхней части системы (коньковый прогон) и по бокам (боковой прогон).
5. Обрешетка. Монтируется строго перпендикулярно относительно балок. Изготавливается из обрезанного бруса или досок.
6. Стойки/подкосы. «Добавляют» ногам еще больше стойкости.
7. Свес. Защищает основные конструкции здания от различных природных осадков.
8. Конек. Место, в котором закрепляются скаты.
9. Кобылки. Создают свес. Необходимы в случае, когда стропила не имеют необходимой длины.

Давайте разберемся с таким составным элементов стропильной системы, как ферма. Ее делают плоской, и, помимо растяжки, в нее включаются раскосы и сами балки. Закрепляются все эти детали таким образом, чтобы нагрузка на главные конструкции шла вертикально.

В случае, когда пролет довольно большой, то ферма делается из нескольких составляющих. Нижняя часть фермы – потолок чердака. Точное число ферм определяется после серьезных расчетов на каждом конкретном объекте.

Виды стропильных систем разных типов крыш

Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.

Висячие

Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами – до 5 м., без внутренних перегородок. Нижняя опора – мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания.

Конструкция крыши висячего типа

Балки висячих стропил расположены внизу – они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.

• Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант – кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.
• Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение – использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть. Но, еще более «продвинутый» вариант – «мощные» крепежные винты.
• На верху крыши обязательно нужно закрепить ветровую доску (должна идти от самого мауэрлата до верха конька). Угол организовывается от мансарды. Нужно это для создания максимально прочной крыши, стойкой к ветровым нагрузкам.

Наслонные

Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу – на мауэрлат.

Наслонная стропильная система

Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки. В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.

• Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
• Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
• Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
• Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
• Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
• Качественная вентиляция – залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
• В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна хорошая гидроизоляция.

В зависимости от выбранной застройщиком формы крыши, ее каркас также будет различным. Предлагаем изучить различные варианты для наиболее популярных верхних конструкций дома.

Односкатные крыши

Изготавливаются под углом 13-25 градусов, такие крыши имеют наиболее простые (в плане изготовления и монтажа) стропила. В случае небольшого здания с пролетами до 5 м. применяется наслонная система. В случае, когда пролеты больше 5 м – дополнительно применяют фермы.

Двускатные

Тоже довольно простой вариант. Особенно, когда под такой крышей оборудуется чердак или мансардный этаж. Углы наклона – 15-63 градуса. Если капитальные перегородки расположены на расстоянии до 6 м. (относительно друг друга) – монтируют висячие стропила. Для ходовых размеров дома 6х6 или 9х9 метров рекомендуем использовать следующие схемы устройства крыши.

Рекомендуемая схема монтажа стропильной системы висячего типа для двускатной крыши

Увеличивая размеры дома, необходимо видоизменять (усиливать) конструкцию. В таких случаях необходимо использовать наслонную технологию.

Варианты двускатной крыши для пролетов более 10 метров: применение наслонной стропильной системы

Вальмовые или четырехскатные

Правила устройства стропильной системы вальмовой крыши

С углами наклона 20-60 градусов, и пролетами не более 13 м. Обязательное условие – внутренние усиливающие элементы. Для крыш такого типа используются фермы, или же монтируются стропила для крыш наслонного вида.

Ломанная крыша

Монтаж стропил ломанной крыши

В нижней своей части может обладать наклоном до 60 градусов, в верхней – пологая. Ввиду этой особенности мансардная площадь становится несколько больше. Используются такие же типы стропил, как и в варианте с четырехскатными крышами. Но, рекомендуется применять фермы.

Дополнительные элементы

Для создания максимально прочной крыши, каждая составная часть конструкции должна очень прочно соединяться с каркасом и остальными элементами. При этом крайне важно учитывать силу ветра и направление возможных механических нагрузок.

Более того, стоит обращать внимание еще и на древесину. Она может растрескаться из-за пересыхания. Поэтому важно создать такую конструкцию, в которой каждый элемент будет «работать» максимально слаженно.

Раньше все конструкционные элементы стропил закреплялись врубками. Но, это было не слишком «дешевое и экономичное удовольствие», так как необходимо брать деревянные элементы большого сечения.

Способы крепления стропил к мауэрлату и коньковому прогону

Так, сегодня для крепежа используются не врубки, а специальные болты и нагели:

Накладки из металла с атникоррозийным покрытием – еще один вариант крепежей. Они монтируются на элементы системы с помощью зубчатых пластин или гвоздей. Преимущества таких креплений следующие:

Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

Схема установки стропильной системы в случае двускатной крыши

I – мауэрлат, II – стропильная нога, III – перекрытие.

Использовать узкие стропильные ноги – «прямой путь» к провисанию системы в будущем. Чтобы не допустить этого, нужно применить специальную решетку – укрепление, в которую входят подкосы, стойки и ригеля. Чтобы создать ее, нужно взять древесину толщиной 2,2 и шириной 15 см., или использовать пластины из дерева диаметром минимум 13 см.

Стропила крыши – несущая конструкция скатов. Она состоит из элементов, которые можно соединять между собой ригелями, распорками, стойками и т.п. Материал для опорных балок, помимо наиболее распространенного – древесины, может быть любым – металлом, железобетоном или же смешанным.

Таблица для расчета стропильной системы в зависимости от расстояния между собой и длины

Древесина (брус) должна иметь сечение от 40 на 150 до 100 на 250 мм. Зависит эта цифра от удаленности ног одна от другой, и числа осадочных нагрузок для конкретной области (расчет проводится отдельно).

Доска не должна иметь более 5 см в поперечном сечении. Ширина прямо пропорциональна длине. К примеру, если ваша доска 5 м в длину, то ее ширина не должна быть менее 13 см. Немаловажен и основной материал обрешетки крыши. При его выборе стоит уделить внимание наличию сучков, сколов и трещин.

Если найти максимально ровные бруски дерева не получается, то максимальная длина сучков не должна быть более 1/3 толщины древесины.

Последний шаг монтажа стропил для крыши – надежное закрепление каждого элемента. Скобы и металлические углы – самые оптимальные элементы для этих целей. Но, в современном строительстве все чаще стали использовать болты.

Источник krovportal.ru