Висячие стропила максимальная длина конька без опоры

Скатные крыши могут иметь различные формы, однако их основой всегда является стропильная система. От ее конструкции зависит прочность, несущая способность и другие параметры кровли. Поэтому предлагаю начинающим строителям разобраться с основами устройства различных стропильных систем, что поможет самостоятельно спроектировать и построить кров любой сложности.

Прогоны и стойки в стропильных системах

Основными элементами подстропильной конструкции, направленной вдоль здания, являются долевые балки — прогоны. Прогоны покрытий предназначены для передачи действующих нагрузок (собственный вес, вес кровли, ветровые и снеговые нагрузки) на несущие конструкции.

  1. В чердачных крышах прогоны опираются на торцевые (боковые) и внутренние несущие стены или стойки, передающие давление от веса крыши на внутренние стены или столбы.
  2. В бесчердачных крышах прогоны опираются на несущие конструкции стен, ригелей или непосредственно на столбчатые фундаменты.
  3. В подвесных перекрытиях прогоны подвешивают к конструкциям колон и ферм.

Нагрузки на крышу

В зависимости от продолжительности действий нагрузки на крышу подразделяются на два вида:

  • Постоянные.
  • Временные.

К постоянным нагрузкам относится собственный вес крыши, который складывается из:

  • Веса стропильной системы и обрешетки.
  • Кровельного материала.
  • Веса теплоизоляционного слоя (если кровля утеплена).
  • Веса отделочных материалов внутренней стороны кровли (на мансардных этажах).

Временные нагрузки на крышу подразделяются на:

  • Длительные — снеговые нагрузки и температурные климатические воздействия с пониженными нормативными значениями.
  • Кратковременные — снеговые нагрузки и температурные климатические воздействия с полным нормативным значением, ветровые нагрузки, гололедные нагрузки, нагрузки от людей и ремонтных материалов (возникают во время монтажа, ремонта и обслуживания крыши)
  • Особые — сейсмическое воздействие на стропильную систему.

Перейдем к детальному анализу каждого типа нагрузки.

Особенности крыш в строительстве

Стропила или стропильные системы – конструкция, обеспечивающая форму и задающая жесткость скатной крыше.

Это своеобразный каркас, на который монтируются кровельные материалы. Стропильные ноги, вертикально расположенные стойки и наклонные подкосы – таковы основные элементы стропил.

В некоторых случаях нижняя часть стропил связывается горизонтальными подстропильными балками.

Особенности крыш в строительстве

Кровельные системы должны достигать двух основных задач:

  • эстетическая привлекательность крыши;
  • уровень прочности и надежности, от которых зависит долговечность любой кровли.

Строительство стропильной системы требует разработки подробной схемы и опирается на определенные принципы, с которыми кровельный мастер должен быть хорошо знаком.

Один из них касается выбора материалов и формы кровли – они зависят от финального покрытия крыши.

Основная характеристика при этом – вес, который должен выдерживать один квадратный метр конструкции.

К полученному значению необходимо добавить максимальную сезонную нагрузку, которую будут оказывать погодные условия, например, ветер или снег.

Особенности крыш в строительстве

Величина шага при расположении стропильных ног рассчитывается, исходя из габаритов и периметра здания.

В целом особенности кровельных материалов, их физические характеристики должны быть решающими при выборе конструкции кровли.

Выбор формы крыши у частного застройщика есть лишь в том случае, когда несколько типов крыш (и, следовательно, стропильных систем) отвечают всем требованиям надежности и безопасности.

Толщина брусьев (досок) для изготовления стропильных ног также зависит от разных условий, среди которых расстояние между стропилами, длина ноги, вес крыши, средней и максимальной скоростей ветра в той или иной местности, среднего или максимального количества снега, которого можно ожидать в зимний период.

То есть для тяжелых черепичных или шиферных крыш необходима более толстая древесина для изготовления стропильных ног, тогда как металлочерепица и еврошифер позволяют использовать дерево тоньше.

Особенности стропильной системы и ее монтажа зависят от видов крыш, самые распространенные из которых:

Особенности крыш в строительстве
  • односкатные;
  • двускатные (щипцовые);
  • сложные многощипцовые;
  • вальмовые (четырехскатные);
  • двускатные полувальмовые (вальмы короткие, фронтоны трапециевидной формы);
  • полувальмовые четырехскатные (для домов квадратной формы);
  • купольные или конические – как правило такая крыша используется не для всего здания, а для перекрытия его архитектурных элементов.

После того как стропильная система полностью готова, необходимо установить карнизы и обшить фронтоны – части чердачного помещения между скатами крыши.

Читайте также:  14 Лучших увлажнителей воздуха для квартиры и дома

Теперь на каркасе закрепляют обрешетку из досок или бруса.

Свойства обрешетки, например, будет ли она сплошной или вразрядку зависит от кровельных материалов.

типы, варианты, элементы и узлы

Во время строительства любого сооружение непременно обращается внимание на качество и особенности стропильной системы. От крыши зависит, насколько безопасным, красивым, долговечным и теплым будет здание. Существует много видов крыш, отличающихся внешним видом, конструкцией и используемыми материалами. Поэтому перед непосредственными работами изучаются все виды стропильных систем, что позволит для каждого отдельного сооружения выбрать оптимальный вариант.

Специфика строительства крыши

Важно! Некоторые конструкции считаются идеально подходящими для частных жилых домов, а другие используются только для коммерческих или промышленных сооружений.

При создании стропильной системы учитываются некоторые требования к ней:

Наиболее часто для создания конструкций применяется древесина, но важно грамотно выбрать данный материал, чтобы он был правильно обработан и высушен. Не допускается превышение влажности брусков или досок, поэтому оптимальным значением будет 20 процентов. Храниться элементы стропильной системы крыши до непосредственного использования должны штабелями, причем они укладываются на специальные поддоны.

Важно! Все деревянные части перед использованием покрываются антисептиками и антипиренами, чтобы сделать их более устойчивыми к возгоранию, воздействию влажности или насекомых.

Основные разновидности стропильных систем

Виды стропильной системы являются многочисленными, поэтому перед возведением дома важно разобраться во всех разновидностях, чтобы выбрать оптимальный вариант для конкретного строения. К этим типам относится:

Таким образом, виды стропильных конструкций являются многочисленными, причем каждая разновидность создается особым образом и обладает некоторыми плюсами и недостатками. Выбирается конкретный вариант в зависимости от самого строения.

Из какого материала создаются стропильные системы?

Для формирования этих конструкций могут использоваться различные материалы. Наиболее оптимальным считается применение элементов из древесины.

Важно! Узлы стропильной системы, сделанные из дерева, отличаются высоким качеством, долговечностью и надежностью, но для их долгого срока службы перед применением надо обработать их особыми защитными составами.

Для создания конструкций используется брус, причем желательно, чтобы он имел размеры 150х150 мм. Дополнительно применяются доски 50х150 мм, а для усиления крыши подходят более толстые бруски и доски, которые надежно фиксируются друг с другом.

Во время формирования стропил оптимальным считается использование сосновой древесины, причем брус предварительно должен вылежаться, чтобы после организации кровли не изменил свою форму и размеры, поэтому при таких условиях значительно увеличивается стойкость всей конструкции перед разными факторами.

Некоторые люди предпочитают при возведении частного строения пользоваться металлическими элементами для создания крыши. Но применение металлического профиля обладает некоторыми минусами, так как металл подвергается процессу коррозии. Обычно устанавливаются такие элементы под прогонами конька, что дает возможность сделать оптимальную опору, так как именно прогоны обычно подвергаются значительным нагрузкам.

Виды систем в зависимости от используемых стропил

Типы стропильных систем отличаются не только конструкцией, но и используемыми стропилами. К их разновидностям относится:

Важно! Оптимально для строений, у которых нет опоры, применять висячую систему, а для сооружений, оснащенных опорой, идеально подходят наслонные элементы.

Таким образом, стропильные системы представлены в многочисленных видах. Каждая разновидность создается особым образом и обладает своими особенностями и параметрами. Для простых строений оптимальным считается применение односкатной крыши, а для полноценных жилых домов рекомендуется делать двускатную или вальмовую конструкцию. Последний вариант считается наиболее сложным в создании, но если грамотно подойти к процессу, то обеспечивается получение долговечной, красивой и прочной конструкции. При отсутствии опыта работы рекомендуется обращаться к профессионалам, но простые виды стропильных систем легко монтируются своими руками без специфических материалов и особых необычных навыков.

Посмотрите еще статьи:

Роль стропил в постройке

Стропильный каркас является основой создания ската крыш. Для того чтобы данная система смогла выдерживать большие нагрузки, необходимо приводить нужные подсчеты.

Каркас крыши осуществляет такие функции, как:

Роль стропил в постройке
  • создания каркасов необходимого наклона для качественного стока дождевых вод;
  • создания форм ската;
  • подготовки основания для монтажных работ с кровлей;
  • распределение нагрузок, зависящее от расстояния среди стропил и их сечений.

Несущая конструкция каркаса обычно способна выдержать всю массу:

  • снег;
  • гидро и теплоизоляционное сырье;
  • сама крыша;
  • рабочих, которые проводят монтажные работы.
Роль стропил в постройке

К тому же необходимо принимать во внимание нагрузку, которая может появляться время от времени. К примеру, сильный порывистый ветер, сейсмическая непостоянность.

Читайте также:  Какой насос для откачки канализации выбрать?

Кровельные материалы и работы

Верхняя часть крыши называется кровлей. Крыша непосредственно контактирует с внешней средой, принимая на себя всю мощь ветра и осадков. Следовательно, главные качества, которыми она должна обладать, это прочность и водонепроницаемость.

Существует множество материалов для кровли, и выбирая один из них, следует учитывать его эксплуатационные характеристики, а также ряд других факторов:

  • климат;
  • функциональное назначение здания;
  • долговечность материала;
  • стоимость материала;
  • его шумоизолирующие и теплосберегающие свойства;
  • трудоемкость и стоимость обслуживания кровли;
  • внешняя привлекательность материала.

Сложно дать однозначный и исчерпывающий совет по выбору кровельного материала, какой будет лучше, так как на него влияют все перечисленные факторы, а идеальных стройматериалов, как известно, не существует. Кроме того, могут различаться определяющие критерии, например, при недостаточном финансировании главной становится цена, а все остальные факторы рассматриваются менее придирчиво. Наоборот, если потребительские свойства выступают на первый план, то цена, как правило, не имеет определяющего значения. Для кого-то, возможно, главным фактором будет красота или цвет, так как по замыслу хозяев дом не должен быть похож на остальные.

Осуществлять выбор материала следует на этапе создания проекта дома, так как от него зависит тип конструкции кровли, а внести изменения в готовый проект будет сложно и дорого.

Кровельные материалы и работы

Заключение

Подбор конструкции крыши и кровельного материала – важный этап в строительстве дома. Найти наилучшее решение можно, лишь учитывая целый ряд факторов:

  • целевое назначение здания;
  • шумоизоляционные и теплосберегающие характеристики кровли;
  • бюджет строительства;
  • особенности климата;
  • эстетическое впечатление.

Только приняв во внимание перечисленные факторы и взвесив каждый из них, можно подобрать оптимальный вариант крыши и тип кровельного материала.

Предварительные расчеты

Стропильная система крыши

Рассчитываем оптимальную длину стропил. Стандартная длина изделий фабричного изготовления составляет 450 или 600 см. При необходимости длину стропил можно изменять.

Для определения оптимального сечения бруса нужно знать следующее:

  • длину стропил;
  • шаг монтажа элементов;
  • расчетные показатели будущих нагрузок.

Необходимая информация приведена в следующей таблице.

Таблица 1. Выбор шага установки стропил в зависимости от их длины и сечения

Длина стропил, м Расстояние между стропилами, см Размер сечения бруса стропил, см
До 3 120 8х10
До 3 180 9х10
До 4 100 8х16
До 4 140 8х18
До 4 180 9х18
До 6 100 8х20
До 6 140 10х20

Остальные элементы кровельной системы должны иметь такие сечения:

  • мауэрлат – 10х10 либо 15х15 см. Также допускается монтаж мауэрлата из бруса сечением 10х15 см;
  • диагональные стропильные ноги и ендовы – 10х20 см;
  • затяжки – 5х15 см;
  • прогоны – 10х10, 10х20 см;
  • подкосы – 10х10 или 15х15 см;
  • подшивочные доски – 2,5х10 см;
  • ригели – 10х15 или 10х20 см.

    Расчет нагрузки на стропила

Зная длину и сечение стропил, а также шаг их монтажа, вы с легкостью рассчитаете нужное количество элементов, ориентируясь на длину стены строения.

Расчет стропильной системы

Дополнительно должен быть выполнен расчет стропил на прогиб. То есть нужно узнать, насколько стропила смогут прогнуться, пока не сломаются. К примеру, при конструировании мансардной кровельной конструкции расчет фермы надо сделать так, чтобы прогиб составлял не более 1/250 от протяженности участка, который подвергается давлению.

Расчет стропильной системы

Исходя из вышесказанного, если длина стропил равна 500 см, максимально допустимое значение прогиба составит 0,2 см. Показатель кажется несущественным, но в случае его превышения прогиб кровли будет зрительно заметен, да и на надежности конструкции это отразится не лучшим образом.

Стропила односкатной крыши

По возможности, проектируя дом, желательно сделать так, чтобы длина стропил не превышала 6 метров

Для определения длины стропила воспользуйтесь теоремой Пифагора

Расчет сечения стропил зависит от материала кровли

Дизайн интерьера

Второй свет в каркасном доме можно создавать в любой комнате или помещении, но самый лучший вариант как сделать это красиво и органично – создать его в интерьере в стиле прованс, кантри, лофт, либо классическом, современном. Кроме того, пространство со вторым светом будет смотреться красиво в помещениях, оформленных в дворцовом классицизме либо барокко.

Не смотря на выбранный стиль интерьера, дизайн должен соответствовать следующим требованиям:

  • Использование минимума мебели;
  • Центр не должен пустовать;
  • Не следует загромождать стены и потолок лишними элементами;
  • Не используйте множество ковровых покрытий – они будут заглушать звук.

Стропильные системы их виды

В зависимости от вида установки стропильных ног, системы делятся на 3 вида:

  1. Наслонная система. Монтируется в домах с центральной несущей перегородкой. В этом случае стропилины своей верхней частью опираются на стену, а нижним на мауэрлат, лежащий на наружной несущей стене. При этом вес крыши распределяется на центральную стену и наружные капитальные стены здания. Практически это самый рациональный способ каркасной конструкции, но только при условии, если между центральной наружной опорой расстояние не больше 7 м/п.
  2. Висящая система. Используется без центральных стен и стоек. В этом случае стропилина опирается на висящий конек и мауэрлат. Кроме этого, стропилины раскрепляются между собой горизонтальными затяжками. При небольшой площади облегченной крыши, конструкция состоит только из стропил и затяжек. Но если расстояние от конька до наружной стены большое, или двухскатная крыша сама по себе тяжелая, ее конструкцию укрепляют дополнительными стойками и раскосами. Все эти дополнительные элементы устанавливаются для усиления прочности двускатной крыши, но при этом забирают некоторую площадь чердачного помещения. Максимальная дистанция между наружными стенами здания, для монтажа висящих стропил должно быть не больше 14 м/п. а шаг между стропилин 0,60-1,2 м. Эта технология монтажа крыши часто используется для мансард, у которых двухскатный уклон кровли, так как позволяет сохранять больше пространства.
  3. Комбинированная система. Это смешенный тип стропильной конструкции, когда по центру здания вместо перегородки укладывается лежень из бруса, а на него монтируются подпорные стойки. На опорных стойках укрепляется коньковый брус, а на него крепятся стропильные ноги.

Отчего может зависеть шаг установки стропилин

Шаг стропилин на крыше зависит от таких факторов, как:

  1. Формы крыши (односкатные, двускатные, ломаные или вальмовые).
  2. Углов наклона крыши (при ломаных многоскатных кровлях).
  3. Сечения бруса, применяемого для изготовления стропилин.
  4. Стропильной конструкции (может быть скользящей, висячей или прислонной).
  5. Комплекс вероятных нагрузок, которые будут воздействовать на крышу, включая собственный вес и ее покрытия, а также атмосферные воздействий в виде снега и ветра.
  6. Материал для обрешетки (доска 100х20 мм, или брус 50х50 мм), и ее параметров монтажа (сплошная или с пробелами из досок).

Учитывая при расчете все эти показатели, можно получить прочную и надежную стропильную конструкцию, которая длительное время будет качественной опорой для кровли.

Именно расчет, при соблюдении основ нормативных нагрузок, позволяет правильно выбрать дистанцию между стропилинами. Как правило, нормативные величины можно определить по Снопам, а расчетные выводятся на их основе отдельно для каждой конструкции.

При этом принято за шаблонное значение использовать стропильные ноги сечением 150х50 мм с оптимальным расстоянием между стропилами в пределах 0.8 – 1.8 м/п. но следует помнить, что при изменении наклона ската крыши, меняется и расстояние между стропилинами.

Схема стропильной системы

Стропильная система двухскатной крыши представляет деревянный каркас, в основе которого расположены стропильные ноги. Между стропилами делают обрешетку, затем прокладывают гидро- и теплоизоляцию, а затем крепят кровельное покрытие (профнастил, ондулин, черепицу, шифер и пр.). Стропильные ноги устанавливают на мауэрлат.

Мауэрлат — деревянный брус, который укладывают по периметру внутренних стен. Длина бруса может соответствовать длине стены либо подгоняться под размер стропильной ноги. Важно укладывать мауэрлат на гидроизоляционный слой! В качестве гидроизоляции подойдет стандартная полиэтиленовая пленка или рубероид.

Сверху стропила упираются в коньковый прогон или конек кровли, который тоже изготавливают из бруса. Длина конька равна длине крыши. Схема стропильной системы предполагает, что скаты пересекаются и образуют горизонтальные и наклонные ребра. Горизонтальные свесы называются карнизами.

Кроме того, схема предусматривает наличие подкосов, угол которых при установке составляет 45 градусов. Они уменьшают нагрузку ветра и давление снега. Подкосы незаменимы в регионах с большим количеством снега и сильным ветром. Изготовление кровли из тяжелых материалов (например, из натуральной черепицы) предусматривает, что боковые прогоны делают в виде дуги или коромысла.

Для ветреных регионов схема устройства кровли также включает монтаж диагональных связей из досок, толщина которых варьируется в пределах 25-500 мм. Нижний край крепят к основанию стропильной ноги с одной стороны, а верхний — к середине ноги с противоположной стороны.