Стропильная система: мауэрлат, лежень, стойки, прогоны и стропила

При возведении строений любого назначения особое внимание специалисты уделяют устройству кровли как одной из основных частей объекта, особенно данный пункт касается малоэтажного и дачного строительства. Стропильная система крыши – это жесткий каркас, на который, собственно, и монтируется кровельный материал. Выделяют несколько типов стропильных систем, их применяют в зависимости от этажности, площади и назначения здания. Сегодня мы подробно разберем монтаж и установку наслонных конструкций.

Виды стропильных систем крыш.

Читайте также:

Стропила для крыши: вварианты и установка.

Обзор стропильной системы.

Расчет металлочерепицы на крышу — подробнее >>>

Шаг №1: подготовительные работы

С чего же начать монтаж? Первый шаг любых строительных работ – подготовительный! Вначале нужно привести в порядок стены и перекрытия дома. Не секрет, что материал, из которого возводятся перекрытия, имеет, как правило, небольшие расхождения в размере, с каждым венцом или рядом «разница» только накапливается, визуально это можно и не заметить, а вот отвес или уровень мигом найдет дефект (с помощью этих инструментов можно выяснить, что высота стен разнится на пару сантиметров или что углы дома совсем непрямые – все эти огрехи нужно устранить).

Если ваша постройка из кирпича или пеноблоков, сделайте цементно-песчаную выравнивающую стяжку, если же дом деревянный, то неровности сгладьте прокладками из древесины. Все эти манипуляции позволят произвести монтаж стропильной системы по шаблону (любая готовая схема вам подойдет), что облегчит процесс. Кроме того, нагрузка на каждый узел считается из расчета, что поверхность горизонтальна, а углы прямые, если же это не так, гарантировать надежность всей конструкции вам не сможет никто.

Небольшой расход средств – большая польза: мауэрлат

Крепление стропильной ноги к мауэрлату.

После того как все работы по выравниванию поверхностей будут завершены, приступайте к настилу гидроизоляции по чердачному перекрытию и лишь потом к укладке мауэрлата и лежня (это делается при необходимости). Зачем вообще нужен мауэрлат? С помощью него можно исправить непрямые углы помещения.

Чтобы правильно установить элемент, нужно помнить о следующем: толщину бревен, которые будут использоваться в качестве мауэрлата, необходимо подбирать такую, чтобы кобылки для карнизного свеса проходили через обрез стен; если этой рекомендацией пренебречь, после придется делать врубку или монтировать прокладки. Если при укладке мауэрлата под карнизный бортик вы вдруг заметили, что неправильно определили толщину продукта, то ни в коем случае не поднимайте его вровень с верхней кромкой. Чтобы исправить ситуацию, разберите часть внешней кладки, а после поднимите парапет для того, чтобы выпустить кобылки за стену.

Шаг №2: как установить мауэрлат

Рассмотрим самые распространенные варианты:

Крепление на бетон шпильками. Данный способ годен лишь для крыши с большой площадью (250 и более кв.м.). Вариант подразумевает заливание бетонной стяжки, в армопояс которой вмуровываются вертикально шпильки.
Монтаж при помощи шпилек, вмурованных в кладку стенки. Аналогичный способ, только элементы вмуровываются в стену еще в процессе кладки. Такое крепление, стоит отметить, подходит только для крыши, площадь которой меньше 250 кв.м.
Крепление мауэрлата толстой проволокой – это самый простой вариант. Смысл такой: между рядами кирпичей необходимо укладывать толстую проволоку так, чтобы ее длины хватило обвязать сверху мауэрлат.
Монтаж гвоздями. Если Ваша постройка деревянная (сруб, брус, каркас), то вполне возможно использование обыкновенных гвоздей, шурупов или саморезов вкупе с металлическими перфорированными соединителями для деревянных систем.

Шаг №3: установка лежня

Схема установки лежня.

Следующий шаг – установка лежня, его черед настает сразу после мауэрлата. Вначале определите расположение срединной оси, именно на ней лежень и будет находиться. Если вы возводите крышу с четырьмя скатами, то проследите, чтобы концы лежня находились от фронтонного и бокового мауэрлатов на равном расстоянии, это позволит углы вальмы и наклона основных скатов сделать одинаковыми. В случае если ваш проект не подразумевает равные углы, следуйте рекомендациям готовой схемы. Стоит отметить, что гидроизоляцию под лежнем нужно сделать двойной.

Крепить лежень необходимо к внутренним стенам скобами или проволочными скрутками. Если ваша постройка выполнена из легких материалов (например, из пенобетонных блоков), то предварительно сделайте армирующий пояс, выпустите анкеры, к которым впоследствии лежень и будет крепиться. Даже если под лежень вы планируете монтировать кирпичные столбики, крепления по-прежнему должны быть повернуты к внутренним стенам.

Как правильно установить стойки и прогоны

Следующий шаг в работе – установка прогонов и стойки. Ваша кровля может быть сконструирована с дополнительными боковыми прогонами (возможен вариант, в котором их не будет вовсе) или одним коньковым, однако без стоек, поддерживающих стропильные ноги, не обойтись. Стойки делаются одинаковой длины, это при условии, что вы провели предварительную работу по выравниванию поверхности. Установив части, проверьте вертикальность. Крепятся стойки к предварительно установленным лесам досками, после на них укладываются прогоны. Вальмовые крыши, кстати, делаются с прогонами, которые выходят за стойки.

После всех описанных действий вновь выполните проверку прогонов и стоек, первые должны иметь строго горизонтальное положение, а вторые – вертикальное. Внесите, если это требуется, поправки, закрепите все узлы так, как требует ваш проект. Разбирать временные конструкции, подпирающие стойки, пока не надо. Следующий шаг – изготовление стропильной системы

Стропила — основа крыши

Стропила представляют собой наклонные балки (в большинстве случаев это деревянные бруски с сечением 7×15 см). Располагаются они друг от друга на расстоянии 60 – 100 см (промежуток между стропильными ногами – 1 м). Элементы стропильной системы к стене дома можно крепить двумя методами на выбор (их больше, но эти самые популярные):

Крепление стропил без мауэрлата. На стену установите балку так, чтобы она находилась со стропилом в одной плоскости. Нагрузка при этом распределяется по стене неравномерно (монтаж мауэрлата обеспечивает однородное распределение), поэтому данный способ подходит лишь для легких небольших крыш.
Крепление стропил к мауэрлату. На этом этапе работ допускается больше всего ошибок, будьте внимательней! Установка стропила производится вырезом (зарезом) на мауэрлат (стропила как бы нанизываются на мауэрлат). Если пренебречь зарезом, элемент постепенно соскользнет вниз, даже если потом выполнить качественное крепление. Нельзя делать прорези в мауэрлате: прочности соединения вы не добьетесь точно, а вот сам элемент кровельной системы ослабите наверняка. Установив стропила на мауэрлат, забейте гвозди (по два – на каждую сторону) наискосок: благодаря этой манипуляции дерево не сместится. Окончательно скрепит части гвоздь, забитый перпендикулярно плоскости.

Теперь рассмотрим три основных способа крепежа стропил в коньковой части:

Крепление встык. Обрежьте верхний край стропила под углом так, чтобы он был такой же, как угол ската крыши, обоприте готовый элемент в обрезанное под углом стропило, находящееся с противоположной стороны. Крепление стропила под коньком производится с помощью двух гвоздей (размер 150 и больше), вбиваются они под углом (гвоздь должен войти в срез другого стропила). Дополнительно укрепить систему можно, наложив деревянную накладку или металлическую пластину (они притягиваются гвоздями или болтами).
Коньковый прогон. Этот вариант схож с первым. Отличие лишь одно: между стропилами помещается коньковая балка. Стоит отметить, что способ довольно-таки трудоемкий и при возведении крыши в наше время практически не используется.
Монтаж внахлест. Также похож на первый способ, только соединение, как вы уже поняли, осуществляется внахлест. Здесь важно обратить внимание на следующие моменты: стропила должны соприкасаться своими боковыми плоскостями, а не торцами; стягивать их лучше болтом или шпилькой (хотя можно и гвоздями). Данный вариант считается самым простым, именно его выбирает большинство специалистов.

Варианты обрешетки кровли.

Еще пара моментов! Хорошо было бы сделать шаблон и уже по нему выверять все стропила, лучше всего сделать свой чертеж для каждой стороны крыши. Устройство стропильной системы подразумевает следующие моменты:

Оптимальная длина стропила (свободно висящего) – 4–5 м.
Если для крыши используется продукт длиннее (до 6 метров), то и сечение для стропильной ноги должно быть больше.
Если длина стропильной ноги составляет шесть метров, то установить прогоны нужно обязательно, без дополнительных опор не обойтись.
Стропильная система производится, как правило, на заводах; самостоятельно правильно ее сделать очень сложно – лучше не рисковать.

В заключение хотелось бы перечислить рекомендательные сечения для частей стропильной системы:

Для стропильных ног: 50×150, 100×150, 75×125;
Для мауэрлата –100×100 и 150×150;
Для прогонов –100×100 и 100×200;
Для затяжек – 50×150;
Для ригелей – 100×150;
Для стоек – 100×100;
Для кобылки – 50×150 мм.

Древесина – это один из основных строительных материалов, применяемых для возведения стропильных конструкций для домов малой этажности. Как правило, в этом деле применяют дерево хвойных пород с влажностью до 20 %. Деревянная стропильная система имеет массу достоинств: она относительно легкая, имеет приемлемую стоимость, монтаж можно осуществить своими руками.

Какова роль стропильных систем?

Стропильные фермы – это специальные строительные конструкции, которые применяются при устройстве скатных крыш. Конструкции эти жесткие, их задача состоит в том, чтобы передать все нагрузки от кровли на стены здания.

Виды деревянных ферм.

Делают стропильные системы из дерева, металла, железобетона, выбор материала зависит не только от требований, но и типа, назначения строения. Монтаж стропильных ферм осуществляется по самым различным схемам, учитывая вид самой крыши, нагрузки, назначение строения.

Виды ферм

Стропильным и подстропильным фермам отводится самая ответственная роль. Они могут иметь следующий вид:

с параллельными поясами – это самые простые конструкции, применяются при индустриальном строительстве;
полигональные фермы используют при достаточно больших пролетах и нагрузках, они обеспечивают снижение массы кровли;
трапецеидальные используются при мягких, рулонных кровлях;
треугольные фермы подходят для черепицы, кровельной стали, асбоцементных листов, волнистых материалов, которые требуют довольно крутых уклонов;
ромбическая и полураскосная решетка.

Как выполнить расчет стропильной системы?

Частота обрешетки в зависимости от типа покрытия крыши.

При выполнении расчетов стропильных конструкций необходимо тщательно учитывать все нагрузки, разделяющиеся на три основные группы:

постоянные, учитывающие вес кровельного «пирога»;
временные, которые включают вес снега, людей, которые поднимаются на крышу для выполнения различных работ, ветровую нагрузку;
особые, например, сейсмические.

Для определения снеговых нагрузок необходимо руководствоваться погодными условиями региона. Для этого пользуются такой формулой: S=Sg*μ, где Sg – расчетное значение веса снега на квадратный метр, а μ – это коэффициент, высчитывающийся по углу наклона крыши.

Для определения ветровой нагрузки учитывают такие показатели, как высота здания, тип местности, нормативы по ветровой нагрузке для региона. Все необходимые значения и данные можно найти в справочниках по строительным нормативам, там же располагаются и отдельные формулы, которые могут при этом понадобиться.

Стальные, деревянные и железобетонные стропильные фермы

Элементы используемой стропильной системы могут изготавливаться из различных материалов, это не только традиционное дерево, но и металл, железобетон. Сами фермы могут принимать три формы: полигональную, с параллельными поясами, треугольную. Для мягких кровельных материалов достаточно полигональных и с параллельными поясами, а вот для листовых лучше конструировать треугольные фермы.

Стальные элементы производят заводским способом, они имеют стандартные размеры, рассчитанные на пролеты с длинами в тридцать шесть, тридцать, двадцать четыре, восемнадцать метров. Также обычно все стальные элементы имеют параллельный пояс, что отличает их от прочих.

Схема крепления опорного узла стропил.

Для строительства частных домов используются стальные стропильные фермы из профильной трубы, так как они имеют малый вес. Фермы из тавра, швеллера, уголка более тяжелые. Собирается стропильная система непосредственно на стройплощадке, для крепления используется сварка. Профильные трубы, которые применяются для ферм, имеют толщину от полутора миллиметров до пяти, сам профиль может быть квадратным либо прямоугольным.

Железобетонные фермы представляют собой несущие, очень прочные решетчатые конструкции, которые часто используются для перекрытий пролетов при большой длине. Сегодня такие фермы разделяются на треугольные безраскосной формы, сегментные раскосные и безраскосные для скатных крыш, специальные фермы для крыш с небольшим уклоном.

При изготовлении железобетонных ферм оценивают такие показатели, как прочность бетона, плотность, морозостойкость, марка стали, толщина бетона вокруг установленной арматуры, защита от коррозии. Для частных домов такие фермы практически не используются, хотя их надежность и прочность намного выше, связано это с большим весом и сложностями при монтаже.

Деревянные фермы делают из бруса, они чаще всего применяются в частном и малоэтажном строительстве. Такие фермы всегда собирают на стройплощадке, на дерево перед этим наносят специальный защитный состав, который убережет его от насекомых. Соединения осуществляются при помощи болтов, анкеров, пластин и скоб. Монтаж деревянных ферм одновременно и более легкий, и более трудный, что связано с особенностями древесины.

Монтаж стропильной системы для односкатной крыши

Как правило, монтаж стропильных систем поручают специалистам, так как дело это очень ответственное, требующее наличия специальных знаний. От надежности стропильной системы будет зависеть устойчивость всей кровли и строения, поэтому приступать к этому делу самостоятельно не советуется.

Рассмотрим монтаж простейшей схемы устройства стропильных ферм для простой односкатной крыши. На первом этапе необходимо правильно рассчитать имеющуюся величину перепада стен, что можно сделать по формуле:

H = Ш * tg L.

Варианты обрешетки кровли.

Тут Н принимается за перепад стен, Ш – это расстояние между отдельными опорными стенами, tg L – это тангенс угла наклона односкатной крыши.

При изготовлении стропил из дерева необходимо предварительно обработать их при помощи специальных антисептиков и антипиренов, что поможет максимально защитить дерево от влияния насекомых, плесени, высоких температур.

На следующем этапе монтируется мауэрлат, то есть опорные балки, толщина которых должна полностью соответствовать толщине стены, так как необходима жесткая привязка, отличная гидроизоляция конструкции. При установке надо следить, чтобы балка шла строго горизонтально, после монтажа на поверхности надо разметить места, где будут крепиться стропильные ноги, вырезать специальные выемки под них.

Установка стропил осуществляется таким образом, чтобы подготовленные фермы на тридцать сантиметров выступали за опорные балки, крепеж при этом осуществляется болтами и скобами. Подпорки ставятся только в том случае, когда длина стропильных ног больше, чем четыре с половиной метра. Планки обрешетки набиваются поверх поставленных стропил.

Подстропильные системы

Подстропильные конструкции применяются не так часто, в основном, при необходимости сооружения мансардных помещений и в тех случаях, когда шаг колон намного превышает шаг несущих конструкций. Для этого используются подстропильные балки и фермы с длиной в 12 метров, хотя возможно при необходимости увеличивать и до 18-24 метров.

Подстропильные балки применяются с балочными стропилами. Первые имеют пучковую арматуру, чтобы облегчить массу и обеспечить большую надежность (для железобетонных конструкций). Такие конструкции устанавливают на колонны, соединяют со стропильной конструкцией при помощи анкеров, для металлических балок используется дополнительно сварка.

В каком случае применяются подстропильные конструкции?

Подстропильные конструкции применяются в зданиях, которые имеют поперечно расположенные внутренние несущие стены либо две поперечные. В этом случае подстропильные конструкции будут состоять из уложенных вдоль крыши балок (сквозных прогонов), которые опираются на лежень через брусья стоек, далее они имеют упор уже на стены. Применяется конструкция и без прогонов, в этом случае все стойки будут подводиться под каждую отдельную стропильную ногу.

Коньковый узел делают при помощи стыковки стропильных ног наверху с перевязкой стальными либо деревянными накладными. Стоит отметить, что здесь нет прогона, вместо него используется система распора.

Именно использование такой конструкции и делает возможным сооружение мансардных крыш (при введении стоек под стропильные ноги). Но это подразумевает, что подстропильная конструкция будет оказывать дополнительную нагрузку на перекрытие строения, поэтому есть необходимость усиления. Но это не значит, что такая крыша будет неустойчивой — возможность монтажа расшивки с внешней стороны стоек, крепеж к низу каждой стропильной ноги добавляет надежность всей конструкции.