Стропильная система является основой крыши. Стропильную систему нужно правильно выбрать и построить, чтобы крыша и весь дом оказались надежными и долговечными.
Стропильной системой обуславливается форма крыши. Это не только внешний вид здания, но и функциональность.
Крыша испытывает нагрузки, которым должна успешно противостоять весь срок службы. Ремонтов должно быть минимум. Еще сопутствующий вопрос – утепление самой крыши, если мансарда будет жилая. И все это нужно увязать в стропильной системе. Рассмотрим эти и другие вопросы по порядку.
Из каких элементов состоит стропильная система
На схеме приведены элементы стропильной системы
- Стропило или стропильная нога – несущий элемент, которым задаются уклоны кровли и на который непосредственно опирается кровельный пирог. Между стропил обычно размещается слой утепления, выше – настил, обрешетка, контрообрешетка. Снизу к стропилам прикрепляется отделка или контробрешетка (для размещения утеплителя) и отделка панелями.
- Диагональное стропило — крайнее в ряду стропил, которое нижним концом упирается в район угла стен.
- Мауэрлат – деревянный брус большого сечения, уложенный и закрепленный на верхнем торце стен, на который опираются стропильные ноги. Мауэрлат перераспределяет нагрузки от стропил на стены.
- Шпренгель – горизонтальный элемент, скрепляющий смежные мауэрлаты в углу, на который опирается подкос для диагонального стропила.
- Нарожник – более короткое стропило, которое упирается верхним концом в среднюю часть диагонального стропила.
- Затяжка – скрепляет стропильные ноги расположенные друг напротив друга. Компенсирует нагрузки направленные на раздвижение стропил вследствие давления сверху. Прочно связывается со стропилами.
- Коньковый прогон – брус, на который опираются верхние концы стропил.
- Стойка – устанавливается под коньковый брус и опирается на внутреннюю несущую стену дома. Передает нагрузки от стропил на стену.
- Ветровая доска – закрепляется к стропилам, устанавливается по диагонали, связывая стропила между собой. Предотвращает смещение конструкции под воздействием ветра, увеличивает жесткость.
- Подкос – устанавливается под стропило, удерживает его, увеличивает жесткость конструкции.
- Кобылка – короткий брус, крепится к стропильной ноге, для формирования свеса кровли.
Какие нагрузки действуют на крышу
Нагрузки, действующие на крышу и стропильную систему делятся на постоянные и переменные. Постоянные – это вес кровельного покрытия и других элементов крыши. Переменные – это снеговые нагрузки, ветровые нагрузки, и вес людей и оборудования которые могут находиться на крыше, например для ее ремонта.
С определением переменных нагрузок проблем нет – они приведены в Строительных Правилах для различных районов Российской Федерации на специальных картах. Из приложений нужно узнать значения для конкретного места (города, района) строительства:
- «Расчетные значения ветрового давления»
- «Расчетные значения веса снегового покрова земли».
В индивидуальном строительстве небольших домов в большинстве случаев применяются скатные крыши. А стропильные системы делаются из дерева, но иногда здесь применяют и металлические детали.
В основном применяются две схемы стропильной системы или их комбинация:
- Висячие стропила
- Наслонные стропила
Также можно ознакомиться с различными формами крыш для дома, их видами
Система с висячими стропилами
Особенность в том, что каждое стропило вверху опирается только на противоположное стропило, а вертикальная подпорка отсутствует. В результате возникает значительная сила, которая пытается раздвинуть нижние концы стропил. Для ее компенсации в системе с висячими стропилами обязательно присутствует затяжка.
Но ригель может испытывать как сжимающие так и растягивающие нагрузки.
Эта стропильная система хороша тем, что затяжки в ней являются одновременно и балками перекрытия чердачного помещения. А также не требуется центральная несущая стена в доме. Все это значительно экономит средства на строительство.
Но с другой стороны висячим стропилам присущи существенные недостатки, которые ограничивают область применения этой системы.
- Нагрузки на элементы в этой системе существенно выше. Приходится использовать большее число стропил или (и) увеличивать размеры (прочность) каждого элемента. Происходит удорожание и преимущества с увеличением размеров крыши нивелируются.
- Стропила не могут иметь наклон менее 30 градусов (наклон ската крыши), так как в этом случае нагрузки возрастают многократно.
- Жесткость всей конструкции не большая. Крыша может расшатываться от переменных ветровых нагрузок. При этом положение всех элементов слишком взаимозависимое, подвижка с одной стороны влечет деформации и на другой стороне. В результате происходят различные деформации крыши, кровельное покрытие тоже деформируется, возникают течи, требуется ремонт.
- При ветровой или снеговой нагрузке на один скат возникают значительные боковые нагрузки на стены.
Вследствие этого, систему с висячими стропилами применяют в основном на крышах небольших частных домов, где центральная несущая стена является излишеством. Тогда указанные особенности системы не несут больших негативных последствий. Рекомендуемый перекрываемый пролет – не более 6 метров.
Подробней узнать о плоской кровле — как делается плоская кровля, где применяется
Система с наслонными стропилами
В системе с наслонными стропилами их верхний конец опирается на вертикальный несущий элемент – стойку, которая в свою очередь через брус лежень передает сжимающие нагрузки на центральную несущую стену дома.
В отличие от висячих стропил в этой схеме нет значительных сил, которые пытаются раздвинуть нижние концы стропил, поэтому затяжка не применяется. Но ригеля и подкосы могут иметь место, в основном при значительный площадях.
Система с наслонными стропилами применяется на пролетах до 16 метров. Возможно применение с малым углом наклона стропил.
Все детали крыши могут иметь меньшую прочность, чем висячие стропила, требуется меньше скрепляющих элементов, здесь простой монтаж, а значит сама крыша более дешевая. Кроме того крыша намного менее чувствительна к нагрузкам на одну сторону, а поэтому более устойчива, кровельное покрытие лучше сохраняется.
Но как указывалось, требуется внутренняя несущая стена дома. Это дорого, но для больших домов является единственным выходом сделать всю систему дом-крыша жесткой, надежной, долговечной.
Сланцевая черепица — дорогое покрытие, как выбрать, как настелить — особенности
Конструкции крыши могут быть самыми разнообразными, с бесконечными комбинациями различных элементов, с различными фигурными формами. Рассмотрим далее простой типичный пример комбинации различных систем, здесь увеличивается жилое пространство на мансарде.
Комбинация наслонных и висячих стропил
У ската крыши переменный угол наклона, поэтому такую крышу называют ломаной.
Использование висячих стропил вверху и наслонных внизу увеличивает полезную площадь мансарды. Затяжки образуют верхние балки перекрытия потолка мансарды. Стойки под наслонные стропила служат обрешеткой для внутренней обшивки стен жилого помещения. Важно, что такая комбинация не привела к появлению усилий распора действующих на стены.
При создании стропильной системы крыши одним из основных вопросов является недопущение передачи от стропил распорных усилий на стены дома. Подобные усилия просто разрушат дом. Распор компенсируется элементами самой системы. А подвижки, деформации, которые неизбежны и вследствие которых возникает распор, компенсируются подвижностью стропил относительно стен. Подробней о способах крепления стропил и других элементов крыши, о компенсации и недопущения распорных усилий на стенах читайте в материалах сайта.
