Деревянные стропила для крыши: особенности устройства надежной конструкции из дерева

Последовательность работ

Главные факторы качества стропильного каркаса – точность расчетов высоты конька и длины стропил и детальное следование технологии производства работ по возведению кровли. Чтобы крыша хорошо защищала сруб от проникновения атмосферных осадков, необходимо выполнять крепление стропильных ног следующим образом:

1. Сначала нужно взять ровные доски из древесины хвойных пород без трещин или сучков. Для увеличения срока службы стропильных ног они обрабатываются антисептическим средством и антипиреном. Чтобы снизить расход пропитки, лучше острогать древесину.
2. Затем изготавливают шаблон стропильной ноги, который служит образцом для производства остальных стропил.
3. Сначала устанавливают первую и последнюю стропильную пару, а затем натягивают между ними шнурку, чтобы выровнять остальные стропила.
4. Крепят остальные стропильные пары, подрезают концы ног, чтобы они были ровными, а затем устанавливают обрешетку.

Технология установки стропильных ног на сруб

Виды стропильных систем двускатной крыши

Двускатная стропильная система бывает с висячими и наслонными стропилами. Как одна, так и другая схемы могут быть применены для обустройства кровли из металлочерепицы. Чтобы знать, чем они отличаются друг от друга, и из каких элементов состоят, стоит рассмотреть каждую из них. Здесь нужно отметить, что в ниже представленных схемах указаны только лишь основные элементы стропильных систем, но при необходимости они могут быть усилены дополнительными деталями, о которых речь шла выше.

Наслонная стропильная система

Двускатная стропильная система наслонного типа опирается на внутреннюю стену здания

Наслонная стропильная система состоит из следующих основных элементов:

1 – Несущие стены.

2 – Мауэрлат.

3 – Стойка, установленная на лежень.

4 – Стропило.

5 – Обрешетка.

Наслонная система отличается от висячей тем, что устанавливается на строение, имеющее внутренние капитальные перегородки. Капитальные внутренние стены используются для закрепления на них лежня, на который устанавливаются стойки, подпирающие коньковый прогон, с которым скрепляются верхние концы стропильных ног. Затем на стропила фиксируются доски обрешетки.

Эта конструкция более популярна, чем висячая, так как надежна и проста в монтаже.

крепления для стропил

 Висячая стропильная система

Висячие стропила опираются только на боковые стены здания и соединяются на коньке

Схема висячей стропильной системы выглядит так, как показано на иллюстрации, и включает следующие основные элементы:

1 – Несущие стены.

2 – Мауэрлат.

3 – Стропило.

4 – Обрешетка.

5 – Затяжка (ригель).

Висячая система стропил монтируется на две внешние несущие стены, на которые предварительно закрепляется мауэрлат. Этот вариант крыши может быть применен только в том случае, если расстояние между несущими стенами составляет не более 7000 мм, так как кроме них дополнительная опора для стропильной конструкции кровли отсутствует. Такую систему обычно оснащают затяжками, подкрепленными откосами – эти элементы снимут часть нагрузки со стен строения.

Кроме наслонных и висячих систем, существуют комбинированные варианты, которые включают в себя отдельные элементы той и другой конструкции.

Когда стропильная системы будет выбрана, рекомендовано перед покупкой материалов, составить подробный чертеж крыши с проставленными размерами — так будет легче вычислить количество всего необходимого и сумму на их приобретение. Кроме этого, такая схема значительно поможет произвести монтажные работы. Но для того, чтобы составить чертеж, придется провести некоторые расчеты.

Способы крепления стропильных балок

Как закрепить стропила на двухскатной крыше? Как сделать это правильно? Существует несколько популярных способов, помогающих закрепить стропила к мауэрлату, а именно:

• Наиболее распространенным является метод врубки. Такой способ установки стропил является прочным и жестким, поэтому его применяют только в том случае, если двухскатная крыша монтируется на дом из кирпича, блоков и прочих подобных материалов. Вам предстоит поработать пилой или топором. На нижнем конце стропила делается врубка, которая по форме точно подходит под рельеф мауэрлата;
• Еще один жесткий метод подразумевает нашивку опорного бруска. Такой метод фиксации стропил разумно использовать для двускатных крыш небольших хозяйственных построек. Для его исполнения понадобится одна толстая доска длиной около метра или две тонких. На них делается выпил с конфигурацией мауэрлата. После этого доски просто нашиваются сбоку стропил;
• Закрепить можно и подвижным методом. Он часто применяется в деревянном строительстве. Такой способ позволяет «гулять» стропилам пока сам дом дает усадку. В этом случае применяются дополнительные приспособления. Одна часть скользящей опоры монтируется на стропила, а другая на мауэрлат. Такой способ применяется только в наслонных системах, когда в верхней части крыши имеется дополнительная опора в виде конькового прогона.

Кроме крепления стропильных балок в нижней части, их следует соединить и в верхней точке. Существует несколько типов фиксации. Самый просто способ – встык. Под нужным углом верхние концы стропильных балок отпиливаются так, чтобы они точно совпадали друг с другом. Затем они соединяются и скрепляются гвоздями и металлическими пластинами. Такой способ не очень надежный, поэтому применяется для двухскатных крыш небольших строений.

Самым надежным вариантом считается в полдерева, который лучше применяется, если для используется стропильный брус. На сопряженных концах делается вырубка на половину толщины. Далее они соединяются друг с другом и закрепляются гвоздями, хомутами или металлическими элементами.

Если двухскатной крышей покрывается деревянный дом, то верхние концы стропил нужно соединять подвижным способом. В этом случае их соединяют шарнирами. Это не даст стропильной системе покоробиться во время усадки стен из бревен или бруса.

Увеличение несущей способности стропильных ног

Стропильную систему дома, гаража, бани и других построек следует регулярно проверять на предмет повреждений и деформаций. Вовремя выполненное усиление стропил позволит избежать разрушения крыши и дорогостоящего ремонта. В случае гаража, поврежденным может оказаться и автомобиль, что связано с серьезным финансовым ущербом. Усиление несущих способностей стропил может потребоваться в стропильной системе любого типа. С этой целью чаще всего практикуется установка разгружающих балок («подмог»), монтаж подкосов либо двухсторонних накладок.

Если стропила подобраны по прочностным характеристикам, они не всегда имеют необходимые показатели на прогиб, соответствующие СНиПу «Нагрузки и воздействия». Таким образом, требуется увеличить площадь поперечного сечения стропила. Усиление тонких деревянных стропил кровли гаража или другой постройки выполняется при помощи дополнительных деревянных балок – подмог. Балка крепится к нижнему поясу стропила в пролете между подстропильной ногой и мауэрлатом. В качестве крепежного элемента может использоваться металлическая зубчатая пластина либо болтовые хомуты.

В месте опирания неразрезного стропила крыши дома или гаража на подкос возникает максимальный изгибающий момент. Необходимо избежать прогиба в данном узле, для чего требуется увеличить сечение стропильной ноги накладками, установленными с обеих сторон. Размеры дощатых накладок подбираются исходя из расчетных параметров сечения при максимальном изгибающем моменте. Усиление стропильной ноги дощатыми накладками выполняется с использованием болтовых хомутов либо гвоздей. Если увеличить длину подмоги и вывести ее за край опирания на подкос, то эта балка заодно будет выполнять функцию накладки, усиливая опорный узел, помимо увеличения жесткости пролета

При реконструкции крыши нередко требуется выполнить более крутой кровельный скат. Чтобы не заменять полностью стропильную систему гаража, бани или жилого дома, монтируют новые стропила, скрепляя их со старыми. Сращивание деревянных элементов выполняется при помощи перекрестной дощато-гвоздевой стенки. Полученная ферма имеет заданный уклон и обеспечивает повышенную жесткость конструкций. Следует учитывать, что такой подход не позволяет увеличить пространство мансарды или чердачного помещения при переделке крыши

Превращаем деревянный брус в стропила

Изготавливаем шаблон, с помощью которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила имеют однотипную конструкцию, так что шаблон позволит вам сэкономить силы и время.

Для разметки и подрезания стропил используйте шаблонДля разметки и подрезания стропил используйте шаблон

Соединяем две доски по одному краю гвоздем. В результате вы должны получить конструкцию, напоминающую ножницы.

Изготовление шаблонаСхема шаблона

Ставим свободные края «ножниц» на опоры в точках будущего размещения стропил. Это позволит определить уклон кровельного ската.

Берем дополнительную пару гвоздей и фиксируем угол, установленный между досками. На этом шаблон готов. Дополнительно зафиксируйте его поперечной перекладиной. Чтобы установленный угол уклона кровельного ската не менялся под воздействием нагрузок, перекладину крепите саморезами.

Будьте предельно внимательны при создании шаблона. Даже из-за малейших отклонений вся конструкция может испортиться.

Далее делаем новый шаблон для подготовки монтажных зарезов на элементах системы. Используйте фанеру толщиной 0,5 см. Для укрепления применяйте 2,5-сантиметровую доску. Размеры зарезов подбирайте с учетом сечения используемых стропил.

С помощью готовых шаблонов делаем зарезы и начинаем собирать ферму.

Разметка противоположного конца стропилРазметка противоположного конца стропилПолноразмерный шаблон стропил

Какими способами могут крепиться к балкам стропила

Мы рассмотрим все возможные методы фиксации элементов, некоторые из них используются крайне редко и только во время строительства аутентичных домов по старинным технологиям. Такие работы выполняют плотники высочайшего класса, умеющие работать топором, долотом, стамеской и прочими традиционными плотницкими инструментами.

Специальными металлическими крепежными пластинами

Строители применяют два типа пластин. Соединение прочное, делается быстро и без ручного труда. В развитых странах стропильные фермы домов собираются на производственных линиях, при этом все процессы почти полностью автоматизированы. Технология сборки дает возможность увеличивать производительность оборудования и снижать себестоимость продукции. Элементы домов на строительной площадке быстро собираются, количество ручного труда сводится к минимуму. Деревянный дом под ключ ставится всего за две-три недели в зависимости от этажности и размеров.

Крепежные пластины

Какие пластины применяются для крепления стропилин к балкам?

Зубчатые

В нашей стране, к сожалению, малоизвестны, в развитых странах используются давно. Зубчатое крепление – металлические пластины с различными линейными размерами. По всей площади имеются зубья, которые вбиваются в деревянные конструкции. Длина и расстояние между зубьями выбирается с учетом размеров стропильных ног и балок перекрытия. Такое соединение дает возможность автоматизировать процесс производства ферм стропильной системы. Зубчатые пластины устанавливаются с двух сторон соединяемого узла.

Стальные зубчатые пластины

Зубчатые пластины можно забивать и вручную, но необходимо следить за правильностью их положения.

Перфорированные

Хорошо известные крепежные элементы, универсального использования. Могут фиксировать все элементы стропильной системы, имеют различные размеры и толщину. Пластины накладываются на узел, стягивание выполняется саморезами, болтами или обыкновенными гладкими гвоздями. Могут монтироваться с одной или двух сторон соединения. Преимущества – нет строгих требований по качеству пиломатериалов, большое количество отверстий позволяет выбирать самые удачные места вкручивания саморезов. Недостатки – требуют довольно много ручного труда. Работать с ними тяжелее, чем с зубчатыми. Кроме того, возрастает время монтажа стропильной системы.

Использование перфорированного крепежа

Общий вид на стропильные фермы

Крепление ригеля к стропилам

Крепить стропила к балкам перекрытия рекомендуется том случае, когда оба элементы изготовлены из одинаковых досок. Такой метод на сегодняшний день считается самым распространенным.

Болтовое

Крыши небольших хозяйственных зданий и пристроек не имеют значительных нагрузок, во время их изготовления используются упрощенные методы соединения стропилин и балок перекрытия. Самый распространенный вариант – болтами. Проделываются отверстия в балках перекрытия и стропилинах, элементы располагаются рядом, в отверстия вставляются болты, узел прочно стягивается.

Соединение стропил болтами

Соединение врезкой

Более сложное соединение, требуется практический строительный опыт. Врезка полностью исключает вероятность подвижек стропилин в местах соединения с потолочными балками, узел более прочный и статичный. На балке выпиливается углубление, а на стропилине выступ, детали должны плотно входить друг в друга.

Такой метод фиксации делается только на доме, что усложняет процесс строительства. Кроме того, каждое соединение подготавливается индивидуально, что еще больше увеличивает сроки строительства и повышает его стоимость. Еще один недостаток врезки – каждое соединение уменьшает толщину досок стропилин и балок, это становится причиной уменьшения их несущих показателей. Как следствие, проектировщики должны во время расчетов предусматривать увеличенные размеры пиломатериалов с учетом уменьшения их ширины в результате запиливания. А это негативно сказывается на стоимости строения.

Конструктивные узлы опоры стропил на балки перекрытия

Соединение врубкой

Старинный метод, в настоящее время применяется крайне редко. Работы делаются плотниками, умеющими обращаться с ручными инструментами и топором. Врубка делается только на толстых стропилинах и балках. Топором, долотом и стамеской делается соединение шип/паз под необходимым углом. Работа физически тяжелая, в качестве дополнительного соединения могут использоваться металлические самодельные скобы. Длина скоб и диаметр прутка выбираются с учетом конкретного места установки и предполагаемой максимальной нагрузки.

Варианты врубки стропил в балку

Четырехскатная крыша инструкция по сборке своими руками

Четырехскатная крыша #8212; та, у которой полностью или частично отсутствуют фронтоны, со всех сторон уложен кровельный материал. У нее может полностью отсутствовать коньковая часть – это шатровая крыша, или в центре находиться небольшой участок конька с двумя скатами #8212; вальмовая. Скат треугольной формы носит название «вальма».

У шатровой все скаты – равносторонние треугольники, у вальмовой – два треугольника и две трапеции. На рисунке можно увидеть, что вальмовые крыши могут быть и более сложной конфигурации.

Проектирование четырехскатной крыши.

И шатровая, и вальмовая крыша требуют устройства более сложной, нежели у двускатной, стропильной системы. Проект четырехскатной крыши можно создать с помощью компьютерной программы. Если крыша четырехскатная будет строиться своими руками, и вы решили действовать самостоятельно, необходимо собрать соразмерный дому макет, по которому легко будет определить высоту крыши, длину конька и углы наклона скатов.

Зная эти параметры, можно сконструировать расположение стропил и рассчитать необходимое количество материалов.

Важно заметить, что в проект можно сразу заложить козырек над крыльцом. если таковой в дальнейшем вы собираетесь делать

• Для того, чтобы не ошибиться с углами наклона скатов и подобрать достаточную толщину стропил, учитывайте исходные данные:

• ветровую характеристику местности, низкая крыша лучше сопротивляется ветру;
• возможную снеговую нагрузку, там, где снега много, делать уклон меньше 45 градусов нельзя;
• вес самой крыши, с учетом полного заполнения кровельного «пирога», людей, обслуживающих кровлю, и возможных инженерных коммуникаций, закрепленных на ней.

Стропильная система вальмовой крыши

1. Как более общий случай, рассмотрим конструкцию вальмовой крыши. Стропила, образующие ее каркас, неравнозначны и носят специальные названия.

• Конек – каркас верхнего ребра крыши.
• Вальмовые (угловые) стропила – так же образующие каркас четыре попарно расходящихся от концов конька к углам дома стропила.
• Рядовые стропила – обычные стропила, отходящие от конька.
• Наружные стропила – стропила, отходящие от угловых стропил.

Как бы хорошо ни была спроектирована крыша, своими руками заранее изготовить стропила с верными углами не получится. Выставлять их придется по шаблонам, изготовленным непосредственно по месту.

Порядок монтажа стропил четырехскатной крыши

Первым делом устанавливают верхнюю балку-мауэрлат, для которого в случае вальмовой крыши используется брус 150х100. Балки перекрытия кладут на доску 150х50 для надежности конструкции.

Затем приступают к установке конька. Для укладки конькового бруса нужно выстроить специальную несущую конструкцию – ни в коем случае не опирают конек на балки перекрытия. По центру, от стены до стены, под будущим коньком на ребро укладывают две доски 150х50 с зазором 50мм. который обеспечивают несколько прокладок.

Этот зазор требуется для того, чтобы в него вошла изготовленная из таких же досок «скамья» под конек. Это перекладина, уложенная на три стойки, средняя из который располагается строго по центру дома. Вертикальность скамьи достигается использованием временных укосов. Контроль отвесом и уровнем – обязательное условие на этом этапе.

Следующий шаг – укладка рядовых стропил. Шаблон для определения торцевых углов и места расположения углового запила под мауэрлат удобно выполнить, используя небольшие отрезки брусков 50х50, положенных на конек и мауэрлат. Постарайтесь не укладывать стропила в тех местах, где в мауэрлате находится шпилька.

Когда рядовые стропила, в том числе и на вальмах, уложены, наступает черед угловых стропил. Как правило, они изготавливаются из сдвоенных досок. По углам к мауэрлату с внешней стороны прибиваются дополнительные отрезки бруска 100х50, запиленные под углом 45 градусов – для создания опоры для толстого стропила. Для разметки и создания шаблона используется временно уложенный на мауэрлат торцом отрезок доски и натянутый шнур. Угол измеряется транспортиром. Шаблон, изготовленный для одного угла, необходимо сверять, так как геометрия стен дома может отличаться от идеальной.

Уложив вальмовые стропила, заканчивают каркас монтажом наружных. Главное условие – обеспечение строгой перпендикулярности этих стропил и мауэрлата.

Вальмовые стропила обеспечивают надежными упорами, скамью из – под конька опускают, подпиливая стойки. После этого выполняют обрешетку с тем шагом, который диктует выбранный кровельный материал, и последовательно укладывают каждый слой кровельного «пирога».

Процесс работы

После того, как стропила подготовлены, приступаем к самому процессу монтажа. Всю работу следует делать в команде, лучше чтобы она состояла минимум из трех человек. В таком случае меньше риск получить травму и сам процесс будет происходить быстрее.

1. Чтобы облегчить и ускорить работу вначале делается шаблон. Две пары стропил поднимают на крышу. Далее, верхний их конец ставят на коньковый прогон, а нижний на мауэрлат. При этом выверяют угол наклона ската и расположение по вертикали. Верх стропил соединяют поперечной перемычкой. Снизу отмечают и выпиливают место соединения с мауэрлатом. Эту работу нужно провести правильно и аккуратно, от нее зависит все дальнейшие действия. Вместо стропил, для облегчения задачи, можно использовать две доски.
2. Далее, шаблон спускают вниз и с его помощью подгоняют две пары стропил. Вначале следует поставить торцовые элементы системы. Закреплять их сразу «накрепко» не нужно, только наживить. Лучше всего сделать это с помощью подпорок, которые устанавливаются с двух сторон стропил.
3. После этого выверяется ровность установки стропильных пар с торцов дома и между ними натягивают веревку, которая будет служить ориентиром для других составляющих системы.
4. Далее, собираются остальные стропильные ноги и их ставят на свое место. Где это делать? С таким вопросом сталкиваются многие «домашние» мастера. Легче всего собрать стропильные пары на земле, а потом поднять их на крышу. Но в этом случае без спецтехники не обойтись. Такая конструкция может весить двести и более килограмм. Поэтому, если крана нет, лучше поднимать все по частям, а сборку проводить на крыше.
5. После того, как выставили все по уровню, стропила следует закрепить с помощью гвоздей или других приспособлений. Лучше усилить это несколькими способами. В таком случае конструкция сможет прослужить дольше. Чаще всего гвозди дополняют скобами или металлическими планками. Некоторые специалисты рекомендуют дополнительно усиливать стыки толстой стальной проволокой.

Видео по теме: https://www.youtube.com/watch?v=Bsnszk5bSUk

Далее, приступают к установке подкосов, распорок и других дополнительных компонентов каркаса крыши. В заключении делается обрешетка и проводится монтаж гидроизоляции, утеплителя и кровельного материала.

Проводим монтаж

А как установить стропила на крышу? Какие здесь существуют нюансы и тонкости? В первую очередь стоит помнить о безопасности. Укладка стропил на большой высоте – это опасно. Лучше всего, чтобы перед началом монтажа сделать строительные леса. Но такое дело очень затратное и редко используется. Поэтому установку стропил на крышу следует проводить со средствами индивидуальной защиты – это монтажные пояса и так далее.

Кроме того, сделать все своими руками и одному – это практически невыполнимая задача. Поднять и поставить стропила в одиночку будет невозможно. Древесина весит много. К тому же и сами конструкции будут достаточно большими. Поэтому без помощника вам не обойтись.

Сама технология установки стропил на крыше выглядит следующим образом:

1. Если вы будите производить монтаж с использование жесткого крепления, то первоначально желательно сделать шаблон для вырубки. Для этого поднимаем двое стропил на крышу и ставим их на свое место. При этом делается вырубка в том месте, где элемент будет крепиться к мауэрлату. По первым стропилам делается шаблон. Это можно сделать с помощью куска фанеры. С помощью шаблона еще внизу можно подготовить остальные стропила для установки.
2. Также можно подготовить шаблон и для верхнего стыка. Это делается в том случае, если стропильная пара будет собираться на земле. Затем ее поднимают на крышу и ставят на свои места. Но можно производить сборку и на крыше. В этом случае подъем будет заметно облегчен. К тому же и подгонка будет более точной.
3. Первым делом ставят стропила с обоих торцов дома. После этого между ними натягивается веревка. Это необходимо для того, чтобы остальные пары поставить ровно, и выставить в одной плоскости.
4. Далее проводится поднятие, соединение и установка остальных стропил. При этом, между каждой парой нужно выдерживать одинаковое расстояние, которое рассчитывается заранее. Как правило, этот параметр лежит в пределах от 60 сантиметров до 1 метра, подробнее в материале: расстояние между стропилами.
5. После установки стропил все места соединения следует дополнительно укрепить. Для этого можно использовать металлические уголки, скобы или толстую стальную проволоку.
6. Далее, следует укладывать и закреплять поперченные планки и подпорки. После чего можно заниматься укладкой обрешетки и самой кровли.

Видео по теме:

Стоит отметить, что есть некоторые особенности установки стропил при использовании висячей или наслонной системы. В первом случае применяется затяжка. Этот элемент закрепляет нижние концы стропильной пары. В наслонной системе монтаж нижних концов стропил производится непосредственно к мауэрлату.