Крепкая кровля: стропильная система крыши и её виды
Чтобы построенное здание прослужило не один год, ему необходим как надёжный фундамент, так и крепкая система кровли, противостоящая превратностям погоды. Крыша должна с достоинством выдерживать большие нагрузки: сильные снегопады, резкие порывы ветра, обильные ливни. Лучше всего для этого подходит стропильная система крыши.
Стропильные фермы крыши и её виды
Стропильная система — основа крыши, которая делает упор на несущие элементы строения и служит также каркасом для различных видов материалов для кровли: утеплителей, гидроизоляции, разнообразных покрытий.
Габариты и конструкция стропил зависят от:
Стропильная система имеет:
Каждый из приведённых факторов очень важен, поскольку необходимо понимать, какой тип стропильной системы будет оптимально подходить для той или другой определённой ситуации.
Когда речь заходит о малоэтажных домах, то самую большую распространённость получают конструкции из дерева. Во многих случаях применяют три вида стропильных ферм: висячие стропила, наслонные стропила и смешанную систему стропил.
Характеристика висячих стропил
Висячие стропила — это наиболее элементарный вид стропильных систем, их характеристики:
Если крыша дома сложной конструкции, виды стропил можно чередовать. Например, при наличии опор или средней основной стены делают монтаж наслонных стропил, а при отсутствии таковых элементов — висячие стропила.
Особенности наслонных стропил
Для наслонной системы стропил дом должен быть дополнительно оборудован несущей стеной, расположенной посередине. Различают наслонные стропила по таким признакам:
Смешанная система стропил
Конструкция комбинированной системы наиболее сложная, поскольку включает в себя части двух других видов стропил — висячего и наслонного. Применяется она для мансардной кровли. Стены комнат, которые находятся на втором этаже, образуют вертикальными опорами, эти опоры являются и промежуточными стойками для стропильных балок.
Часть стропил, которые соединяют один конец стоек, функционирует как ригель для скатов, расположенных сбоку, причём для верхней части конструкции они являются затяжкой.
Одновременно горизонтальные брусья выполняют такие функции: для верхних скатов — мауэрлат, для боковых — коньковый брус. Чтобы увеличить прочность кровли, монтируют подкосы, которые соединяют боковые скаты и вертикальные стойки.
Комбинированная система строп в изготовлении самая сложная и трудоёмкая, но эти недостатки вполне компенсируются увеличением несущих качеств кровли в отсутствии лишних опор, особенно, когда есть необходимость перекрывать значительные пролёты в здании.
Стропильные фермы для различных типов крыши
При строительстве определённого здания обязательно используются стропильные системы того или иного вида, причём тип крыши будет полностью зависеть от проекта будущего строения.
Стропильная ферма для двускатной кровли
Двускатная кровля — это обычное строительство крыши для жилых строений, которые имеют не более трёх этажей. Предпочтение отдаётся именно такой конструкции из-за технических характеристик наклонной формы стропильной системы, а также благодаря тому, что монтажные работы проводятся легко и просто.
В состав стропильной системы двускатной кровли входят две прямоугольные наклонные плоскости. Верхняя часть здания с торцовой стороны напоминает треугольник. Главные составляющие двускатной крыши — это мауэрлат и стропильные ноги. Чтобы правильно распределить нагрузку по стропилам и стенам, монтируют подкосы, ригели и стойки, благодаря которым можно создать долговечную, жёсткую, элементарную и лёгкую схему установки конструкции для двускатной кровли.
Поверх стропил можно монтировать разреженную обрешётку или сплошную, а далее прикрепить на неё битумное покрытие, черепицу или какой-либо другой вид материала. Стропила и сама обрешётка обычно изготавливаются из брусьев или досок, которых скрепляют гвоздями, болтами или соединительными деталями из металла. Металлические профили можно применить в качестве стропил, благодаря чему перекрываются значительные пролёты. При этом не нужно использовать лишние стойки и подкосы.
Устройство стропильной системы для двускатной кровли позволяет равномерно распределить всю существующую нагрузку по периметру здания. Нижние концы системы делают упор на мауэрлат. Фиксируются они крепежами или скобами из металла. По углу наклона брусков для стропил можно определить, под каким углом будут наклонены скаты кровли.
Стропильная система для вальмовой кровли
При обустройстве системы для вальмовой кровли потребуется установка разных типов стропил:
Стропильные ноги, расположенные сбоку, делаются из доски, а монтируются они идентично деталям традиционной скатной крыши с наслонной или висячей конструкцией. Вальмовые основные стропила — это наслонные части. Для нарожников используются доски или бруски, крепящиеся не только к мауэрлату, но и к диагональным балкам.
Для установки такого вида конструкции точно рассчитывается угол наклона, а также сечение накосных балок. От длины пролёта зависят и размеры деталей.
Соблюдайте симметричность при установке диагональных балок для стропил, иначе кровля деформируется от значительной нагрузки.
Стропильная система для ломаной крыши
Ломаная кровля — это конструкция со стропилами, которые состоят из нескольких отдельных элементов. При этом они должны располагаться под различными углами относительно горизонту. А так как нижняя стропильная часть находится практически вертикально, мансардное помещение здания получает дополнительную площадь, благодаря чему его можно использовать как жилое. Устройство такого вида крыши выполняется при строительстве четырёх- или двускатной конструкции стропил.
Рассчитывать четырёхскатную систему стропил нужно профессионалам, а вот двускатную ломаную кровлю можно сделать и самостоятельно, поскольку её монтаж очень прост. Для этого необходимо установить опорный каркас, который должен состоять из прогонов, а также стоек. Горизонтальные детали закрепляются с висячими стропилами. А вот к мауэрлату закрепляются опоры ломаной крыши укорочёнными ногами стропил.
«Кукушка» в стропильной ферме
Так называемая кукушка на кровле — это небольшой выступ, который находится на мансардном этаже. Здесь расположено окно для лучшего освещения мансардной комнаты. Монтаж «кукушки» проводят тщательно, при этом контролируют параметры всей конструкции: глубину вреза, угол наклона и другие факторы. Однако перед этим производят необходимые замеры.
Первый этап работ начинается с монтажа мауэрлата (брус с сечением 10х10 см, который нужен для опоры строп). Стропильная система выступает в качестве скелета для кровельного материала. Для придания конструкции жёсткости применяют распорки, которые монтируют между двумя ногами стропил.
После завершения установки стропильной фермы укладывают обрешётку, вид которой зависит от купленного покрытия для крыши. Монтаж обрешётки делается сплошным или с определённым шагом. Для неё обычно применяют доски, ОСБ и фанерные листы. Кроме того, установка кровельного материала должна быть идентичной по всей кровле.
Основная сложность при установке подобной системы стропил — это расположение внутренних углов. В данных местах может скапливаться снег, а значит, возрастёт нагрузка, из-за чего изготавливают сплошную обрешётку.
Ферма стропил крыши-шале
Особенность устройства такой конструкции заключается в выносе козырьков, а также свесов за пределы дома. Кроме того, должны быть стропила и балки для кровли, выпускающиеся до трёх метров по сторонам здания. Каждый из этих элементов закрепляется кронштейном к стене строения в нижней части. Далее обвязывают края балок. Они служат как опора для покрытия кровли строения.
Но создавая большие свесы, необходимо производить монтаж армированного пояса параллельно с установкой шпилек для мауэрлата. Необходимо изготовить анкеры, способствующие закреплению консолей. В этом случае стропила превосходно зафиксируются анкерами и, кроме того, врезками.
Чтобы вынести боковые карнизы, делается коньковый брус, после чего на уровне мауэрлата выносятся балки, которые должны быть идентичными длине конька. На данные детали конструкции опирается ферма, а в дальнейшем — стройматериал для кровли.
При проектировании строения угол кровли-шале рассчитывают исходя из характеристик местного климата и прочих факторов. При угле ската около 45 о не берётся во внимание нагрузка от снега, поскольку при данном варианте он не задержится на крыше. При этом пологая кровля выдержит нагрузку от снега, однако надо делать монтаж усиленной стропильной фермы. Перед установкой кровли-шале подготавливается проект здания, ведь неординарность самой кровли, а также длинные карнизы и её свесы к этому обязывают.
Стропильная ферма, предназначенная под мягкую кровлю
Мягкая кровля делается различными способами, однако существуют в технологических методах её постройки общие характеристики. Изначально надо провести подготовку. Обустраивая кровлю для дома из пенобетона или другого материала, сначала устанавливают мауэрлат, затем в верхних венцах здания производят врубку под балки потолка с шагом до одного метра. Рассчитывается расстояние между досками исходя из вида стропильной конструкции.
Если длины досок обрешёток не хватает, то стыки деталей необходимо располагать в различных местах. Таким способом можно правильно распределить участки, которые были ослаблены.
Самостоятельное изготовление стропильной системы
Перед тем как будет начат монтаж стропильной системы, к продольным стенам надо анкерами закрепить мауэрлат. Дальше нужно определиться с нужным сечением ног для стропил, зависящих от расстояния и их длины. Если есть необходимость в увеличении длины стропил, то соедините их различными крепёжными элементами.
При использовании различного утеплителя нужно выбрать идеальное расстояние между элементами стропил для того, чтобы уменьшить количество обрезков теплоизоляции.
Монтаж стропильной системы надо производить в таком порядке:
Типовые узлы стандартной стропильной системы
Прочность конструкции стропил зависит от идеально подобранного сечения досок, а также от высокого качества стропильных узлов. Соединение деталей для конструкции крыши делается согласно установленным правилам.
Главные типовые узлы в стропильной системе:
После того как была выбрана конструкция стропильной системы, надо составить план, в котором выделить все узлы. В каждой конструкции они изготавливаются по-разному, поскольку это зависит от разных нюансов: вида кровли, её размера, угла наклона.
Стропила из профильной трубы
Стропила из профильной трубы — это металлоконструкция, которая собирается с использованием решетчатых стержней. Само производство таких ферм является процессом весьма трудоёмким, однако и более экономичным. Для изготовления стропил применяют парный материал, а косынки являются соединяющими элементами. Конструкция стропил из профильных труб собирается на земле, при этом применяются клёпки или сварка.
Благодаря таким системам, перекрываются любые пролёты, но надо произвести правильный расчёт. При условии, что все работы по сварке будут сделаны качественно, в дальнейшем остаётся только перенести элементы конструкции на верх здания и собрать их. Несущие стропила из профильной трубы имеют множество достоинств, таких как:
Ригель в стропильной системе
Ригель — это достаточно широкое понятие, однако в случае с крышами он имеет определённое значение. Ригель представляет собой горизонтальный брус, который связывает стропила. Такой элемент не даёт крыше «распираться». Изготавливается он из дерева, железобетона, а также металла — всё зависит от вида сооружения. А служит ригель для распределения нагрузки, которую оказывает стропильная система.
Закрепляться он может в разнообразных местах между ногами строп. Здесь существует прямая закономерность — если ригель закрепить выше, то брус для его монтажа необходимо подбирать с большим сечением.
Способов фиксации ригеля к стропильной системе множество:
Крепление существует с врезкой или накладное. В целом ригель — это расчётный узел, как, впрочем, и вся система строп крыши.
Крепление стропильной системы
Для обеспечения надёжности системы стропил надо изначально выяснить, каким образом они скрепляются с опорной кровлей и коньком. Если делается крепление для предотвращения деформации кровли при усадке дома, то сверху стропила закрепляются шарнирной пластиной либо гайкой с болтом, а снизу — скользящей опорой.
Висячие стропила нуждаются в более плотном и надёжном креплении в коньке, поэтому в данном случае можно применить:
В наслонной системе не соединяются между собой стропильные ноги, так как прикрепляются они к коньковому прогону.
Крепление стропил к мауэрлату происходит методом вырубки, которую делают в стропильной ноге. Благодаря этому способу крепления не ослабится опора кровли. Вырубка также делается при установке стропил на балки перекрытия. В данном случае врез делается и в опорной балке.
Видео: как сделать стропила своими руками
Таким образом, идеально подобранная система стропил и их конструктивные характеристики помогут создать основу для надёжной кровли для вашего дома.
Стропила на потолок: модные технологии и новые решения
Если вы когда-нибудь встречали открытые стропила в жилом доме, которые были подчеркнуты и стилизованны намеренно, то никогда не забудете это зрелище: такой модный архитектурный штрих полностью меняет весь вид помещения, придавая ему объемности, пространственности и наполненности. И при этом такие элементы выполняют еще и функциональную роль, улучшая вентиляцию помещения и служа хорошей опорой для монтажа нужных инженерных коммуникаций.
Такие стропила на потолок устанавливают как часть общей стропильной системы, так и в виде декоративных элементов, которые только имитируют массивность и грубость обработки дерева. Давайте разберемся в обоих технологиях!
Содержание
Устройство конструкции потолка: от безликости – к стилю
Итак, начнем с особенностей стропильной системы крыши и того, как именно выглядит устройство обычного горизонтального потолка. По сути, в таком варианте стропил как таковых вообще нет – только балки перекрытия и лаги чердачного-мансардного пола.
А поэтому, если говорят о стропилах именно на потолок, то имеют в виду их открытую часть или декоративную имитацию, о чем мы и поговорим теперь подробнее.
Во многих интерьерных стилях приветствуются открытые элементы стропильных систем. И при этом решение оставить балки или стропила открытыми принимается еще на стадии проектирования дома: от этого зависит сечение самих стропил и некоторые параметры утепления.
Дело в том, что размеры стропил не могут быть произвольными – у них есть свой критический минимум, при этом также важен и максимум, ведь каждая доска имеет вес, и все это давит на стены и фундамент.
Обычно между стропилами в такой крыше укладывается утепление, и их часть выглядывает из-под отделки, либо придется такие элементы наращивать специальными способами.
И, поверьте, повозиться со всем этим определенно стоит: открытые стропила потолка, которые выполнены в виде грубого дерева, как бы впускают в интерьер теплые оттенки, напоминает о прошлом и всегда символизирует какой-нибудь модный стиль.
Настоящие стропила и нарощенные: задействуем существующий каркас
Настоящие открытые стропила на потолке, с их природной текстурой древесины всегда смотрятся потрясающе.
Но, можем поспорить, здесь вы наверняка не определите на глаз, какие из них были специально дополнены более дорогой и красивой древесиной поверх:
Т.е., когда вы видите такие стропила, то вы видите либо настоящую часть конструкции крыши, либо ее дополнение (либо вообще муляж, но об этом – позже). Давайте узнаем секреты обеих технологий!
Настоящие стропила: грамотно расставляем акценты
Архитектура и дизайн интерьера во все века были в единой гармонии, и только в последние десятилетия массового строительства безликих многоэтажных домов этот симбиоз был нарушен.
Геометрия жилых помещений стала до стерильности простой, в моду вошел долгожданный минимализм, а ярких штрихов по желанию всегда можно было добавить при помощи аксессуаров.
Но вот сравнительно недавно в российский интерьерный мир прорвалась мода на задействование в дизайне не только горизонтали помещения, но и вертикали! Появились подиумы, перепады высот, открытые разноуровневые студии. И, самое главное, натяжной потолок перестал быть единственным возможным стилевым решением.
Вместо идеально гладкого горизонтального потолка и бесполезного чердака над ним в моду вошли бесчердачные постройки, в которых значительно больше полезного пространства. И, вместо утепления чердака или всегда душной мансарды, здесь уже обустраивается по всем технологиям само подкровельное пространство, организовывается его грамотная вентиляция и обслуживание.
И в этом случае у вас есть два варианта: строить крышу без внутренних ригелей и затяжек, где будет только два ровных ската (как в каркасной технологии), или крышу в ее классическом понимании, но вы оставляете открытой всю стропильную систему.
Если в крыше нет перемычек, и вы хотите оставить видимыми только части стропильных ног, ожидайте некоторых трудностей. Скажем, видно их будет совсем не много (если это – стандартные стропила).
В связи с этим вопросом давайте немного разберемся с требованиями, который предъявляются к каркасу крыши. Согласно современным СНиПам, у деревянного стропила должно быть сопротивление теплопередачи, которое равно R или 4,9/5 мм.
Вот исходя из этих данных, у стропила должна быть толщина максимум 22 см, а обычно высота поперечного сечения составляет и вовсе 18-20 см. Этого достаточно для слоя теплоизоляции, а недостающую часть восполняет рейка нужной высоты. Поэтому либо придется довольствоваться малым, либо идти на хитрости.
Также, если вы собрались оставить только видимую часть стропильных ног, тогда такие стропила придется обстругать с четырех сторон и тщательно отшлифовать, и здесь не подходят те пиломатериалы, которые были пропитаны зеленым пигментом, т.к. такая пропитка проникают слишком глубоко.
Поэтому для такой затеи, о котором мы говорим, используется древесина естественного оттенка и обрабатывается бесцветным защитными препаратами, либо с грамотно подобранным тонированием, как здесь:
Заметьте, что в этом мастер-классе стропила не просто видны – они огромны! Это бывает только в том случае, если дом строится в модном нынче стиле фахверк, где стропильная система обязательно остается открытой и тщательно подчеркивается.
Все всех других случаях стропила используются стандарные, и их едва заметно под утеплением.
Стропила из клееной древесины: добиваемся особого эффекта
Если уж выделять стропила, то неплохая замена для натуральной древесины – клееная. Такие балки дороже по цене, зато встречается в продаже высотой поперечного сечения до 60 мм. Также есть преимущество в том, что по вопросам прочности и по многим характеристикам клееные балки превосходят деревянные.
Вам будет интересно узнать, что для изготовления клееных стропил вместе соединяются несколько тонких ламелей. И клееные стропила получаются не только жесткими и прочными, но при этом еще и легкими.
Двутавровая балка: упрощаем реализацию затеи
Еще один замечательный вариант для открытых стропил – это двутавровая стропила, которая в своем сечении имеет букву Н. У такого профиля достаточно жесткое основание, и при этом – минимальная площадь сечения.
Получается, что на месте утепления находится только тонкая пластина, а более широкое основание держит кровлю с одной стороны, и служит видимой частью стропил – с другой:
Еще одно преимущество двутавровых балок – это легкость монтажа.
Идем на хитрости: стропила вне кровельного пирога
Но в предыдущем способе есть одно важное «но»: открытые, настоящие стропила всегда рискуют стать так называемыми «мостиками холода». А поэтому необходимо идти на некоторые технические хитрости. Например, вставлять утеплитель не между стропилами, а над ними, как один сплошной слой.
Для такого метода изоляционный материал нужен особенно жесткий, с высокой прочностью, который сможет самостоятельно выдержать такие нагрузки, как снег вес кровли и вес человека.
И больше всего подходят для этой затеи именно пенополистирольные плиты, ведь:
Вот как выглядит такой кровельный пирог:
Сама же технология устройства такого кровельного пирога достаточно проста:
В итоге такая крыша получается и теплоизолированной, и защищенной от напряжения, которое вызывают экстремальные температуры. Здесь стропила выполняет только свою удерживающую функцию, и остаются при этом внутри помещения.
Крыша под крышей: архитектурное искусство – внутри дома!
Но куда эффектнее выглядит целая стропильная система прямо под потолком. Вот самые функциональные и проверенные варианты, как это решение воплощают в жизнь:
А вот как выглядит в жизни это модное технологическое решение:
Нарощенные стропила: аккуратно придаем объем
Как мы уже говорили, что касается стандартных деревянных стропил, на виду можно оставить всего пару сантиметров, ведь максимальная высота сечения бруса всегда ограничена определенными нормами.
Кроме того, более толстые стропила обойдутся куда дороже. А поэтому в нужных частях свода крыши такие стропила можно «дорастить». В этом случае настоящие стропила будут полностью скрыты в структуре кровельного пирога. А имитировать их наличие в жилом помещении вы можете двумя основными способами.
Первый из них состоит в том, чтобы приспособить к имеющимся стропилам бруски нужного сечения, сделав выступающую часть из более красивой и благородной древесины.
Такое решение наиболее оптимально в работе с двутавровой балкой. Здесь бруски приклеивает на специальный состав. Только не крепите их сквозным крепежем, т.к. потом будет довольно замазать шляпки шурупов, и все равно те повторяющиеся точки будут заметны.
В этой иллюстрации хорошо видно, как именно происходит наращивание стропил и чем этот метод отличается от предыдущих вариантов:
Второй способ – организовать так называемые «ложные» стропила, но есть недостаток – высокая цена. Но остановимся на нем детальнее.
«Ложные» стропила-муляж: для полноценного потолка
Для неискушенного взгляда декоративные стропила на потолок только на первый взгляд кажутся тяжелыми, массивными и прочно врезавшимися в стену. На самом деле это – эффектная иллюзия! Замечательное решение, если при устройстве потолка не были предусмотрены настоящие стропила.
Т.е. весь секрет в том, что на самом деле вся стропильная система крыши находится под обшивкой, а на нее, между скатами, устанавливается муляж. Причем соорудить все это вы сможете самостоятельно, в течение одного дня и на абсолютно любую поверхность! Главное только знать, что и как – а об этом мы расскажем поподробнее.
Посмотрите, насколько выгодно смотрятся такие стропила в жилом помещении:
Декоративные стропила-балки: как придать помещению четкости линий
Давайте начнем с того, что многие на самом деле воспринимают такие модные сегодня балки на потолке как нижнюю часть стропильной системы крыши.
Например, как основание стропильных ферм, которое строители специально оставили видимым, по особой задумке архитектора. А ведь такие элементы – всего лишь эффектная имитация массивности. И такие кажущиеся грубыми и тяжелыми балки и доски изготавливаются из современного полиуретана!
Промышленные полиуретановые стропила попросту имитируют текстуру нужной породы дерева, а внутри – вообще полые:
И вот такая западная мода легко проникла в архитектурный мир российского дизайна интерьера. Правда, домашние умельцы, завидев цену на чудо-стропила, закатывают рукава и изготавливают такие элементы самостоятельно, уже из настоящей древесины, но придерживаясь все тех же принципов пустоты внутри, чтобы минимизировать вес конструкций.
И установить подобного рода конструкции не составит труда, достаточно только подготовить одинаковые бруски, закрепить их в потолочном перекрытии на гвозди, а на их – насадить стропила.
Сами стропила достаточно зафиксировать металлическими скобами, которые для декоративного эффекта желательно покрасить в черный цвет:
Как видите, технология настолько проста и доступна, что все займет не больше двух часов!
Декоративные фермы-стропила на потолок: стиль и функциональность
Если декоративные стропила-балки придают помещению геометричности и подчеркивают линии пространства и глубины, то целые стропильные фермы – очень яркий стилевой штрих, настоящее искусство. Особенно, если над жилым помещением, как мансарда – угрюмые своды двускатной крыши.
И при помощи подобных муляжей стропильной системы визуально создается та самая горизонталь, которой так не достает типичной мансарде. Ведь что такое «потолок»?
Согласно официальной терминологии, это – совокупность конструктивно-отделочных элементов, которые образуют дополнительное перекрытие, «подвешиваемое» к основному.
А почему не устроить обычный горизонтальный потолок, спросите вы? Да, можно, и минимум на 20% в итоге будет уменьшено пространство для хорошей вентиляции. Вы ведь помните, что горячий воздух всегда поднимается вверх, а мансарда вообще любит нагреваться и превращаться в «сауну».
И, наконец, такие стропила в любом доме выглядят оригинально и по-модному:
А домов со сложной архитектурой сегодня много, модно соединять в единый комплекс беседку, жилой блок и гараж, пристраивать необычные веранды и площадки для барбекю. И острый двускатный потолок порой оказывается не только над мансардой, как мы привыкли, но и в самых разных неожиданных местах. Тогда почему бы вам не научиться изготавливать такие стропила на потолок самостоятельно? Тем более, что здесь нет ничего сложного, поверьте.
Тонкости устройства и монтажа
Вот хороший пример изготовления и монтажа классических треугольных стропильных ферм с внутренними ребрами жесткости. Такие всегда выглядят беспроигрышно и обладают высокой прочностью:
К слову, если вы обратили внимание, в этом мастер-классе домашний мастер объединил полиуретановые основания стропильных ферм с деревянными вставками для большей надежности крепления.
Такие стропила в итоге обладают такой же прочностью, как и изготовленные из дерева, но при этом у них красивая ровная текстура, которой сложно добиться вручную даже опытному плотнику.
Дополнительные функциональные преимущества
Зачем декоративным потолочным стропилам прочность, спросите вы? Все просто: такие элементы выгодно задействовать и в практическом плане, например, подцепив на них осветительные приборы и тем самым решив извечную проблему, как это сделать на обычных наклонных стенах:
Посмотрите, как такие декоративные конструкции способны нести еще и практическое значение. Например, служить замечательным основанием для встраивания элементов освещения:
