Что такое стропильная система каркасного дома? Изучаем конструкцию всех элементов

Фото 1
Каркасный дом нуждается в полноценной крыше, не отличающейся по функциональности от любой другой, но не обладающей слишком большим весом.

Чрезмерные нагрузки на стены противопоказаны каркасному зданию, несущая способность ограничена, а потребность в защите от климатических и погодных факторов не меньше, чем у любого другого дома.

Поэтому требования к крыше, помимо всех основных пунктов, включают в себя такой, как «легкость, малый вес, низкая нагрузка на стены». При этом конструкция крыши допускает снижение веса только с сопутствующим снижением допустимых нагрузок на кровлю, любое облегчение стропильной системы или утепляющего пирога повлечет за собой потери в защитных свойствах крыши. Попробуем разобраться, как можно максимально облегчить крышу, не снижая ее рабочих качеств.

Общая информация

Фото 2
Стропила — это наклонные доски, несущие кровельный материал и обеспечивающие поддержание формы и угла наклона кровельной плоскости.

По аналогии с каркасом стены, роль стропил напоминает работу шаговых стоек.

От угла наклона во многом зависит эффективность службы всей крыши.

Внимание! Стойки строго вертикальны, в то время как стропила имеют определенный угол наклона.

Конструктивно стропила каркасного дома делятся на два вида:

  1. Висячие. Такая система имеет опору на нижние концы, отчего вся система, соединяясь в верхней точке, как бы «висит» над двумя точками опоры. Такая конструкция имеет сильное распирающее воздействие на опорные стены, которое нуждается в компенсации. Ее роль выполняет т. н. затяжка, доска или брус, соединяющий нижние опорные точки стропил. Если представить один ряд стропил как равнобедренный треугольник, где одинаковые стороны — стропила, то основание треугольника — это и есть затяжка, снимающая раздвигающее усилие.
  2. Наслонные. Этот тип стропил имеет дополнительную линию опоры, расположенную вдоль центральной оси здания. Вновь прибегая к аналогии с равнобедренным треугольником, дополнительная опора располагается в точке соединения высоты с основанием. Крупные здания имеют дополнительную несущую стену по центральной оси, которая, помимо прочих функций, играет роль поддержки стропильной системы. Распирающее усилие в этом случае заметно меньше, но не исчезает полностью, поэтому для его снижения используют т. н. ригель, горизонтальную планку, соединяющую стропила в точках, расположенных в верхней трети длины.

Элементы

Фото 3

Для того чтобы правильно представлять себе строение системы, надо ориентироваться в терминологии.

Все элементы стропильной системы имеют собственные названия, без знания которых разговор будет сильно затруднен.

Стропильная система включает в себя следующие элементы:

  1. Мауэрлат. Это пояс из бруса, расположенный по периметру несущих стен и служащий опорой для стропил. Некий аналог нижней обвязки каркасного дома.
  2. Стропило (иначе — стропильная нога). Наклонная балка, служащая для опоры кровельного материала. Его длина — расстояние от нижнего среза кровли до верхней точки встречи или ребра перелома плоскостей.
  3. Коньковый прогон. Горизонтальная балка, расположенная в верхней оси перехода плоскостей. Является верхней опорой для стропил.
  4. Стойка. Вертикальная балка, служащая опорой для конькового прогона. Опирается на лежень или непосредственно на перекрытие.
  5. Лежень. Горизонтальная балка, расположенная на продольной оси здания. Крепится на перекрытии или на дополнительной несущей стене. Выполняет функции опоры для стоек, а также соединяется с мауэрлатом, снимая выдавливающее боковое давление на стену.
  6. Затяжка. Балка, соединяющая противоположные точки мауэрлата. Важный элемент конструкции, служащий для снятия распирающего усилия. В комплекте с присоединенными стропильными ногами образует ферму.
  7. Стропильная ферма. Элемент конструкции системы, объединяющий две противоположные стропильные ноги, затяжку и усиливающие элементы — ригели, подкосы, подстропильные ноги. Располагается перпендикулярно продольной оси крыши.
  8. Подкос. Элемент конструкции, дополнительная опора для стропила, снимающая нагрузку от веса кровли и исключающая деформацию материала. Соединяет верхнюю треть стропила с основанием стойки или с лежнем.
  9. Ригель (подстропильная затяжка). Балка, связывающая стропильные ноги наподобие затяжки, но не в основании, а в верхней трети (для стропил большой длины делается несколько ригелей, расположенных параллельно один над другим).
  10. Обрешетка. Горизонтальные планки, расположенные на скатах стропил, установленные на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга, служащие для связки стропил между собой и непосредственного крепления кровельного материала.

Про общее устройство и монтаж кровли описано в этой статье.

Виды крыш

Фото 4
Для каркасного дома доступны все варианты конструктивных решений стропильной системы.

В строительстве используются:

  1. Односкатные крыши. Самый простой вариант. По сути, это плоский навес, горизонтально или наклонно (чаще) расположенный над постройкой. Для жилых домов используется редко, чаще применяется для хозяйственных или вспомогательных зданий.
  2. Двускатные (щипцовые) крыши. Такая конструкция имеет две наклонные плоскости, расположенные симметрично или асимметрично вдоль центральной продольной оси здания. С торцов имеются треугольные продолжения стен — фронтоны. Наиболее часто встречающийся вариант.
  3. Четырехскатные (вальмовые, шатровые). Конструкция состоит из четырех наклонных плоскостей, встречающихся в одной точке (шатровая крыша) или имеющих конек (вальмовая крыша). Встречается реже, чем двускатная, но имеет ряд преимуществ.
  4. Ломаные (мансардные) крыши. Вариант двускатной крыши, но каждая плоскость дополнительно разделена на два участка, один из которых имеет большой угол наклона (близко к вертикали), а другой — более пологий. Такая конструкция увеличивает пространство чердака, делая возможным использование его в качестве полноценного жилого помещения.

Каждая конструкция имеет свою схему расположения стропил, обусловленную количеством скатов, углом наклона, наличием элементов кровли — окон, примыканий, ендов и прочих. Это оказывает непосредственное влияние на способ крепления стропил каркасного дома.

Расчет

Фото 5

Порядок расчета стропильной системы довольно сложен и требует наличия многих данных, поиск которых для неподготовленного человека может оказаться не под силу. Выходом из ситуации может служить:

  • обращение к специалистам. Рассчитают, но потребуется время и деньги;
  • использование онлайн-калькулятора. В сети таких много, для получения более корректного результата лучше продублировать расчеты в нескольких калькуляторах;
  • использование программы для расчета, скачанной на компьютер. Вариант неплох, но проверить результат по нескольким вариантам расчета не получится.

Расчет стропильной системы включает в себя:

  • определение угла наклона. Важная величина, определяющая многие параметры — вес, ветровую и снеговую нагрузку на кровлю;
  • шаг стропил. Расстояние между соседними фермами. Слишком большой шаг означает чрезмерную нагрузку на единицу, слишком малый шаг — высокий расход материала и большой вес крыши;
  • сечение стропильной балки. Определяется исходя из длины стропильной ноги, позволяет правильно заготовить и определить необходимое количество материала;
  • масса системы. Важный показатель, поскольку он отображает нагрузку на стены.

Для простоты расчетов в сети имеется масса источников, содержащих таблицы с готовыми значениями размеров, длины и толщины всех элементов. Дело в том, что точность подсчета до миллиметров смысла не имеет, разбег значений в несколько процентов не играет существенной роли. Поэтому вполне допустимо использовать готовые данные, взятые из таблицы, специально составленной для этой цели.

Важно! Делать самостоятельный расчет по формулам без специальных знаний и подготовки настоятельно не рекомендуется.

Изготовление

Фото 6
Для изготовления стропил используются пиломатериалы из древесины хвойных пород.

Материал должен быть высушен и выдержан, иначе через некоторое время могут появиться проседания плоскостей, перекосы, трещины.

Применяются:

  1. Обрезная доска толщиной 40-50 мм (зависит от длины), она идет на стропила, коньки, затяжки, ригели, подкосы и т. д.
  2. Брус 100 на 150 мм (или 150 на 150 мм). Из него делаются мауэрлат, лежень и т. д.

Все соединения выполняются на гвозди, шурупы, усиливаются металлическими пластинами. Угловые соединения бруса делаются вполдерева с обязательным усилением металлическими пластинами и подкосами. Необходим постоянный контроль горизонтали, вертикали и параллельности элементов. Точность установки стропил контролируется натянутым шнуром.

Стыкование стропил по длине при необходимости производится в точке установки подкоса. Соединение усиливается деревянной бобышкой длиной не менее 30-40 см. Для простоты работы (если размеры постройки не слишком велики) производится предварительная сборка ферм, которые устанавливаются на крыше в готовом виде. Такой метод упрощает работу, надо лишь постоянно контролировать положение каждого узла.

Фронтоны

Фото 7

Фронтоны обычно монтируются или перед установкой крыши, или после нее. Для каркасного дома такой порядок не годится. Изготавливая фронтон каркасного дома, поступают проще: крайние стропильные фермы, расположенные в плоскостях торцовых стен, обшиваются снаружи тем же материалом, что и стены дома.

Получаются каркасные фронтоны, точно соответствующие по размеру и форме всем остальным элементам системы и не нарушающие геометрию крыши. Они не имеют слишком большого веса, достаточно прочны, чтобы выдерживать ветровые нагрузки и легко могут быть утеплены при необходимости.

Мауэрлат

Фото 8
Мауэрлат в каркасном доме — аналог нижней обвязки каркаса стен. Он играет роль соединительного элемента, связывающего стропила, стены и перекрытие пола чердака.

Изготавливается из соснового (чаще всего) бруса, присоединенного к верхнему срезу стены.

Верхняя обвязка каркаса зачастую и является мауэрлатом стропильной системы. Угловые соединения вполдерева, усиленные подкосами и металлическими пластинами, обеспечивают жесткость и неподвижность конструкции.

Полезное видео

Ознакомьтесь визуально с процессом строительства стропильной системы на видео ниже:

Выводы

Изготовление стропильной системы каркасного дома требует, помимо общих правил, максимального облегчения конструкции с сохранением несущей способности. Решить этот вопрос можно только использованием более легких и прочных материалов, уменьшением площади крыши. Все остальные требования действуют так же, как и для обычных построек.

Вам может быть интересно
Выбираем терморегулятор для электрического тёплого пола
Электрический

Выбираем терморегулятор для электрического тёплого пола

Теплый пол – великолепная штука. Электрическая система теплого пола удобна и безопасна, она позволяет обогревать квартиру в тот момент, когда это нужно вам,…

Выбираем терморегулятор для электрического тёплого пола
Электрический

Выбираем терморегулятор для электрического тёплого пола

Конструкция электрических теплых полов состоит из нагревательного контура и температурного регулятора. Регуляторы температуры еще называют термостатами или терморегуляторами, ведь они поддерживают постоянную (статическую)…

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Другие статьи из этой категории
Яндекс.Метрика Adblock
detector