Крыша стропильная система: основные элементы, разновидности, советы по выбору

Выбор стропильной системы — на что обратить особое внимание

Для устройства прочной кровли важны все детали, но первостепенное значение имеет качественное строительство стропильной системы. Все разновидности кровель имеют свою специфику, которую необходимо учитывать при монтаже стропил и остальных перекрытий, но есть также общие положения и правила, следование которым гарантирует соответствие создаваемой конструкции требованиям надежности.

Что лучше: дерево или металл?

Дерево

Основным материалом для изготовления стропил является дерево. Его популярность обусловлена легкостью, доступностью в ценовом плане, простотой монтажа.

Для строительства деревянных перекрытий используют брусы из дерева хвойных пород, хотя распространенным вариантом являются также доски. Сказанное относится к строительству жилых частных домов. При возведении многоэтажных зданий и строений промышленного назначения в большинстве случаев предпочтение отдается металлическим конструкциям.

Смотрите на нашем сайте как выглядит алюминиевая фальцевая кровля и читайте всё о технологии её устройства.

Полезную информацию о пластиковых отливах и цены на них вы найдете здесь.

Для увеличения длительности срока службы деревянной стропильной системы до начала работ по монтажу их обрабатывают особыми антибактериальными (для защиты от гниения, поражения насекомыми) и антипиретическими (для предупреждения возгорания) составами. Их наносят обычной малярной кистью.

Преимущества деревянных стропил:

• Легкость конструкции. Обладая достаточной прочностью для эксплуатации, деревянная конструкция получается намного легче металлической и железобетонной. Благодаря этому можно обходиться без устройства несущих стен повышенной прочности, которые могли бы выдерживать значительные нагрузки.
• Экономичность. Дерево намного дешевле, чем металл или бетон. Кроме того, при использовании древесины удается существенно сэкономить на строительных материалах для возведения стен.
• Длительность эксплуатационного срока. Благодаря использованию современных средств для защиты древесины от насекомых, размножения микроорганизмов, грибков и определенным способам механической защиты конструкций от воздействия влаги срок службы материала значительно возрастает.
• Удобство осуществления монтажа. При устройстве деревянных систем стропил нет необходимости в использовании специальной грузоподъемной техники. Монтаж может осуществить бригада, состоящая из 2-4 строителей. Важно и то, что при необходимости корректировки размеров определенных деталей (подрезания, подрубания, наращивания) не нужно высверливать отверстия, осуществлять сварочные работы, благодаря чему заметно сокращается длительность требуемого для проведения монтажных работ времени.

В отличие от металлических и железобетонных систем, деревянные элементы можно с легкостью подогнать к конкретному месту выполнения работ.

• Экологичность. Дерево является абсолютно безопасным, безвредным, чистым в плане экологии материалом.
• Наличие широкого ассортимента современных крепежных элементов делает использование древесины в качестве материала для стропил максимально удобным.

Металл

При устройстве кровель промышленных или многоэтажных строений использование деревянных стропил нецелесообразно. В этом случае оптимальным вариантом являются металлические конструкции. На сегодняшний день самой популярной технологией их устройства является легкий стальной каркас.

Подобные конструкции на основе тонкостенного металлопрофиля с нанесенным на него слоем цинка отличаются надежностью и долговечностью. Длительность срока их службы достигает 100 лет.

Главными преимуществами металлических конструкций являются:

• Пожаробезопасность — материалы, на основе которых изготавливаются такие системы, негорючие. В случае пожара они способны сдерживать распространение огня в течение некоторого времени, благодаря чему зачастую удается предотвратить обрушение кровли.
• Отсутствие необходимости в проведении специальной обработки материалов противопожарными и антисептическими, противогрибковыми составами.
• Длительность срока службы – обусловлена прочностными характеристиками материала и его защищенностью от гнили и коррозии.
• Легкость монтажа – для установки стропил из металла достаточно иметь под рукой обычную дрель и шуруповерт.
• Такие стропила можно возводить независимо от сезона.
• Поскольку металл способен выдерживать большие нагрузки, в качестве кровельного материала можно использовать любое покрытие.
• Металлические конструкции удобно использовать при необходимости создания перекрытий для сооружений значительной высоты и площади.

Недостатками применения металла в качестве материала для стропил являются:

• большой вес конструкции;
• необходимость применения специальной техники для доставки деталей на кровлю;
• подверженность материала деформации при высоких температурах;
• высокая цена.

Металлические системы являются оптимальным вариантом при устройстве кровель многоквартирных домов или строений коммерческого, промышленного, спортивного, хозяйственного назначения.

В области частного строительства применение металлических конструкций нерационально, поскольку из-за высокой теплопроводности материал не только не способствует сохранению тепла, но даже приводит к его утечке. Выбор дерева оказывается более выгодным с экономической точки зрения, поскольку позволяет существенно сократить энергозатраты.

Альтернативный вариант

В некоторых случаях оптимальным решением является усиление деревянных конструкций отдельными металлическими элементами. В этом случае обязательным условием является прокладка слоя изоляционного материала между деревянными и металлическими конструкциями для предупреждения скопления конденсата в древесине и ее последующего гниения. При возведении цельных металлических конструкций посредством сваривания деталей нет угрозы гниения материала под воздействием влаги, поскольку нет участков контакта металла с деревом.

В случае использования металлических частей необходимо проводить утепление кровли, поскольку они образуют мостики холода.

Очень распространено использование конструкций из металла в качестве дополнительных опор. В таких случаях их вставляют под коньковый прогон, так как на этот участок приходится максимальное количество нагрузок.

Выбор сечения стропил

В конструкциях различных типов стропильная нога называется по-разному (рядовым стропилом, накосной стропильной ногой). В любом случае до ее устройства следует произвести необходимые расчеты.

Расчет на прочность должен основываться на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут оказывать воздействие на кровлю.

В постоянные нагрузки входят:

• общий вес элементов конструкции стропил;
• вес гидро- и пароизоляционных материалов;
• вес кровельного покрытия;
• в случае устройства мансардного помещения – вес материалов для отделки потолка.

Во временные нагрузки входят:

• максимальная ветровая и снеговая нагрузка для конкретного региона;
• вес обслуживающих кровлю строителей и инструментов;
• вес устраиваемого на кровле инженерного оборудования: дымоходов, вентиляционных систем, зенитных фонарей, аэраторов и т.д.;
• вес ограждений, переходных мостиков, трапов, которые нужны для проведения ремонтных работ и последующей эксплуатации кровли.

Основываясь на полученном значении нагрузок, производят расчет стропильных ног, их длины, поперечного сечения, определяемых выбранным материалом, типом кровли и стропил (висячих или наслонных). Кровли сложных конфигураций иногда включают в себя разные виды стропил.

В кровлях вальмового типа наряду со стропильными ногами применяют также стропила укороченного типа – так называемые нарожники. Для них необходимо производить отдельный расчет. Помимо этого, надо рассчитать также дополнительные детали системы стропил: подкосы, затяжки, ригели. На них также приходится некоторая часть нагрузки, передаваемой от стропил.

Длина стропильных ног в первую очередь определяется размерами здания и величиной угла уклона кровельных скатов, получаемого от выбранной формы кровли. В основном стропила стараются делать максимум 6-метровой длины: имеющийся в продаже пиломатериал обладает именно такими параметрами. В тех случаях, когда размеры строения требуют большей величины, производится наращивание стропил. Значительные по длине стропильные ноги бывают у диагональных (накосных) стропил, используемых при строительстве кровель вальмового или полувальмового типа.

Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от ряда факторов:

• постоянных и временных нагрузок;
• конкретного вида кровельного материала;
• типа кровельной конструкции;
• размеров строения;
• величины уклона скатов;
• особенностей климатического региона;
• качества материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

При устройстве стропильной системы в основном применяется сосновая древесина без больших сучков и синевы. Оптимальная влажность материала — 20-22%. Такое требование обусловлено возможностью изменения формы и размеров дерева по мере усыхания, что может привести к деформации возведенной кровли.

В настоящее время есть множество фирм, предлагающих услуги по проведению расчетов системы стропил. Это можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись онлайн калькуляторами. После ввода в программу нужных размеров она выдает готовые результаты сечения, шага, длины стропил.

При возведении частных домов в основном применяют доски, сечение которых составляет 50 х 150 мм. Они подходят для кровель любых конфигураций.

Длина шага стропильных ног составляет приблизительно 1 метр. Величина зависит от типа кровельного покрытия, величины уклона и количества снега.

Например, при угле уклона больше 45 градусов стропильный шаг будет равняться 1,2-1,4 м. Для областей с обильными осадками в зимнее время расстояние сокращается до 0,6-0,8 м с учетом возможной снеговой нагрузки.

Следует учитывать также кровельный материал. Наибольшим весом обладает натуральная черепица: при ее выборе в качестве покрытия для кровли величина сечения стропильных ног должна увеличиваться при большей длине стропильных ног и их шага.

Стропила для крыш различных видов

Самым простым типом кровель являются односкатные конструкции, стропила которых опираются на стены дома. Длина таких элементов должна быть не больше 4,5 метров. Однако есть решение проблемы перекрытия значительных площадей. В этих случаях необходимо использовать стойки или подпорки, благодаря которым такая конструкция сможет удерживаться.

Большая часть двускатных кровель внешне очень похожи, но по внутреннему строению они могут существенно отличаться. В настоящее время применяются четыре основных варианта:

1. Первый предполагает применение конькового прогона, служащего опорой для стропильных ног. Усиление скатов осуществляется посредством использования подстропильных ног. Что касается прогона, то он удерживается при помощи стоек. Стойки устанавливают на лежень. По ширине подобные конструкции могут быть до 10 м.
2. При втором варианте применяются подстропильные ноги, нижней частью опирающиеся на стойку конька, а верхней – на затяжку (схватку), посредством которой стропильные ноги соединяются поближе к коньку. При этом ширина кровли увеличивается примерно до 14 м.
3. В третьем варианте конькового прогона нет. Он заменен расположенным под одним из кровельных скатов брусом. Применяют также затяжку, опирающуюся на лежень стойку, подстропильные ноги. Величина углов наклона подстропильных ног колеблется в диапазоне 45-53 градусов. Эта разновидность по сравнению с предыдущей не отличается особой выигрышностью в плане ширины кровли, но прекрасно подойдет в случае расположения опорной стены не в центре, а с некоторым смещением в сторону.
4. При необходимости перекрытия широких построек применяются симметричные конструкции, в которых использованы два прогона. Они располагаются параллельно друг другу под стропильными ногами кровельных скатов. В таких двускатных конструкциях предполагается применение двух затяжек: функцией верхней является соединение стропил, а нижней – стоек и подстропильных ног. При этом максимальная ширина конструкции может составлять 16 м.

Величина расстояния между стропилами определяется длиной их сечения:

• при сечении 40 х 150 мм шаг будет составлять 60 см;
• при параметрах 50 х 150 мм величина достигает 90 см;
• размеры 100 х 150 мм увеличивают шаг до 215 см.

Кровли вальмового типа также очень популярны в современном загородном строительстве. Их отличительной чертой является отсутствие фронтонов, на месте которых располагаются дополнительные скаты, или вальмы. В основном в конструкции предполагается наличие прогона, простых стропил – на основных скатах, вальмовых – на боковых. Опорой для вальмовых стропил являются длинные диагональные элементы. Здесь происходит их стыковка с верхней частью простых стропильных ног. Для подобных конструкций целесообразно использование усиленной обвязки.

Утепление ломаной крыши изнутри: технология, материалы и полезные советы.

Чертежи конструкции мансардной полувальмовой крыши вы найдете в статье на нашем сайте.

Как выполнить гидроизоляцию кровли жидкой резиной вы узнаете по адресу https://rooffs.ru/krovelnye-materialy/zhidkaya-rezina/pravila-gidroizolyatsii-krovli.html

Список завершает ломаная кровля с довольно сложной конструкцией. При ее возведении применяют способ, включающий в себя устройство каркаса для стропильных ног. Каркас состоит из вертикальных стоек и горизонтального бруса. После завершения его монтажа приступают к установке остальных деталей. Роль перекрытия мансарды выполняет верхняя перекладина каркаса в форме буквы “П”. Она служит опорой и для стойки конька. В этом случае расстояние между стропилами выбирается с учетом действующей на кровлю нагрузки, величины угла наклона скатов и толщины выбранного бруса.

Что влияет на выбор угла уклона?

Основными факторами, оказывающими влияние на величину угла уклона, являются:

1. Факторы окружающей среды. При выборе угла наклона учитываются климатические особенности региона, в котором ведется строительство.

Большое влияние на кровельную конструкцию в целом и стропильную в частности оказывает ветер. Даже небольшое увеличение угла уклона (до 30 градусов) приводит к почти пятикратному возрастанию ветровой нагрузки. Однако и слишком маленькая величина может оказать негативное влияние на сохранность кровельной конструкции, поскольку в этом случае ветер с легкостью проникает в стыки на покрытии. При сильных порывах он способен сорвать крышу.

Атмосферные осадки тоже неблагоприятно сказываются на эксплуатационных характеристиках крыши. Скапливаясь на ней, они значительно увеличивают общую нагрузку. Кроме того, при недостаточной герметичности кровельного покрытия дождевая и талая вода легко проникает в кровельный пирог, способствует гниению деревянных частей и со временем может привести к разрушению конструкции.

Грамотный подбор угла поможет избежать этих нежелательных явлений.

Снеговая нагрузка на кровлю достигает максимума при 30-градусной величине угла уклона. При увеличении показателя до 45 градусов дождь и снег совершенно не задерживаются на поверхности.

2. Тип кровельного покрытия. Строительные нормы определяют минимальные величины наклона для всех кровельных материалов. При их разработке были учтены снеговые, ветровые нагрузки и их воздействие на кровли с разным наклоном. К примеру, для черепичной крыши минимальным показателем является величина 22 градуса, в случае шифера она возрастает до 30 градусов и т.д.

При строительстве дома в регионе с большим количеством осадков логичным является выбор 45-градусного наклона ската. При небольшом количестве осадков, но сильных ветрах оптимальным вариантом считается устройство кровли с наклоном в 30 градусов.

Чем больше угол наклона, тем больше требуется финансовых расходов на строительство.

Для определения величины угла параметры конька делятся на половину ширины здания, а полученная цифра умножается на 100. Многие специалисты для проведения расчетов пользуются особыми графиками и матрицами. Некоторые из них доступны на строительных ресурсах интернета.

ВЫВОДЫ:

• Для устройства прочной кровли первостепенное значение имеет строительство качественной стропильной системы.
• Для изготовления стропил используются дерево и металл. Каждый из материалов имеет свои плюсы и минусы.
• В некоторых случаях оптимальным решением является усиление деревянных конструкций отдельными металлическими элементами.
• Расчет стропил на прочность основывается на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут влиять на кровлю.
• Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от постоянных и временных нагрузок, конкретного вида кровельного материала, типа кровельной конструкции, размеров строения и ряда других факторов.
• Выбор стропил определяется также в зависимости от конкретного типа кровли.
• При выборе величины угла уклона кровли необходимо учитывать особенности региона строительства и используемый кровельный материал.

Подробнее о том, как выполняется монтаж стропильной системы крыши вы узнаете из видеосюжета.

особенности конструкции и схемы • Идея в доме

Крыша является завершением здания и очень важным элементом его конструкции. Чтобы должным образом защитить его от неблагоприятных погодных условий, он должен быть прочным и устойчивым.

Среди различных конструкций крыш воротниковая балка считается наиболее устойчивой, поскольку она прекрасно защищает здания, а также (благодаря своей прочности) позволяет укладывать тяжелые кровельные материалы. Изучите типы стропильных ферм. Посмотрите, чем отличаются стропильная система крыши.

Стропильная система крыши.

Содержание страницы

1. Роль и функции стропильных систем крыш
2. Распространенные материалы, используемые в стропильных системах крыш
3. Ключевые элементы стропильной системы крыши
4. Виды стропильных систем крыши
5. Из чего состоит стропильная система крыши
6. Стропильная система — обрешетка крыши
7. Стропила крыши изготовлена из решетчатых ферм
8. Подвесные фермы крыши
9. Проектирование конструкции крыши
10. Сборка конструкции крыши
11. Последовательность монтажа стропильных систем крыши

Роль и функции стропильных систем крыш

Стропильные системы играют важную роль в строительстве крыш, обеспечивая структурную поддержку и стабильность.

Структурная поддержка:
Основной функцией стропильной системы является обеспечение структурной поддержки крыши. Равномерно распределяя вес крыши, она обеспечивает передачу нагрузки на стены или несущие колонны, предотвращая чрезмерное напряжение конструкции здания.

Распределение нагрузки:
Стропильные системы эффективно распределяют вес крыши, включая мертвую нагрузку (вес материалов крыши) и живую нагрузку (например, снег, ветер и обслуживающий персонал). Равномерно распределяя нагрузку по нескольким элементам фермы, они предотвращают локальную концентрацию напряжений и поддерживают стабильность конструкции крыши.

Пролетная способность:
Одна из ключевых задач стропильной системы крыши — преодолевать большие расстояния без промежуточных опор или колонн. Это позволяет создавать открытые планы этажей и гибко использовать внутренние пространства, максимально увеличивая полезную площадь под крышей.

Структурная целостность:
Ферменные системы крыши способствуют общей структурной целостности здания. Взаимосвязанные элементы и соединения ферм создают жесткий каркас, который противостоит деформации и обеспечивает стабильность и надежность крыши даже при экстремальных погодных условиях.

Гибкость конструкции:
Стропильные системы обеспечивают гибкость конструкции, позволяя архитекторам и строителям создавать крыши различных форм и конфигураций. Будь то двускатная, вальмовая, гамбрел или любая другая крыша, фермы могут быть спроектированы таким образом, чтобы соответствовать желаемому дизайну, сохраняя при этом структурную целостность.

Экономия времени и средств:
Сборная конструкция стропильных ферм делает их экономичным и выгодным решением для строительства крыши. Фермы могут быть изготовлены за пределами строительной площадки, что сокращает трудозатраты и время строительства. Их легкий вес также упрощает транспортировку и установку.

Хорошо спроектированная и правильно установленная стропильная система крыши имеет важное значение для создания структурно прочной и функциональной крыши. Обеспечивая структурную поддержку, распределение нагрузки, пролетную способность и гибкость конструкции, стропильные фермы обеспечивают целостность, стабильность и эффективность кровельной конструкции.

В жилых, коммерческих или промышленных зданиях стропильные системы играют жизненно важную роль в создании безопасных и долговечных крыш.

Распространенные материалы, используемые в стропильных системах крыш

Стропильные системы крыш являются неотъемлемыми компонентами кровельных конструкций, обеспечивая поддержку и стабильность. Выбор материалов для стропильных ферм имеет решающее значение для обеспечения структурной целостности и долговечности.

Дерево:
Дерево является традиционным и широко используемым материалом для стропильных ферм. К распространенным породам древесины относятся пихта Дугласа, ель и сосна.

Деревянные фермы обладают отличным соотношением прочности и веса, что делает их экономически эффективными и простыми в работе. Они могут быть адаптированы к различным конструкциям и подходят как для жилых, так и для промышленных зданий.

Сталь:
Сталь является популярным выбором для стропильных систем коммерческих и промышленных крыш. Она обладает высокой прочностью, долговечностью и устойчивостью к огню, вредителям и гниению.

Стальные фермы имеют небольшой вес, что позволяет увеличить длину пролетов и уменьшить необходимость в промежуточных опорах. Они часто используются в крупномасштабных сооружениях, таких как склады, заводы и арены.

Изделия из обработанной древесины:
Изделия из инженерной древесины, такие как клееный шпон (LVL) и клееный брус (Glulam), разработаны для обеспечения повышенной прочности и стабильности. Эти материалы изготавливаются путем склеивания слоев древесного шпона или пиломатериалов между собой, в результате чего получаются прочные и устойчивые балки.

Изделия из инженерной древесины обеспечивают стабильность размеров, устойчивость к короблению и могут быть изготовлены на заказ в соответствии с конкретными требованиями дизайна.

Алюминий:
Алюминиевые фермы легки, устойчивы к коррозии и подходят для применения в тех случаях, когда вес имеет значение. Они обычно используются во временных сооружениях, на открытых мероприятиях и выставочных стендах. Алюминиевые фермы просты в сборке, универсальны и обладают современной эстетической привлекательностью.

Композитные материалы:
Композитные материалы, такие как армированный стекловолокном пластик (FRP) и армированный углеродным волокном полимер (CFRP), набирают популярность в стропильных фермах. Эти материалы обеспечивают высокое соотношение прочности и веса, устойчивость к коррозии и превосходную долговечность.

Композитные фермы часто используются в условиях, где традиционные материалы могут разрушаться, например, в прибрежных районах или на химических предприятиях.

Выбор материалов для стропильных систем крыш зависит от таких факторов, как требования к пролету, несущая способность, предпочтения в дизайне и экологические соображения. Дерево, сталь, инженерные изделия из древесины, алюминий и композитные материалы обладают уникальными преимуществами с точки зрения прочности, долговечности, веса и экономической эффективности.

Выбрав подходящий материал, строители и инженеры могут обеспечить строительство надежных и эффективных стропильных систем, которые способствуют общей стабильности и долговечности конструкции крыши.

Ключевые элементы стропильной системы крыши

Рассмотрим ключевые элементы, составляющие стропильную систему крыши, подчеркнем их роль и значение для создания прочной и надежной конструкции крыши.

Стропила:
Стропила — это наклонные элементы, которые образуют основной каркас крыши. Они проходят от конька, расположенного в самой высокой точке крыши, вниз до карниза, который является нижним краем крыши. Стропила служат основной опорой для кровельного покрытия и помогают передать нагрузку от крыши на несущие стены или балки.

Коньковая доска:
Коньковая доска — это горизонтальный элемент, расположенный на вершине крыши и соединяющий верхние концы стропил. Она помогает стабилизировать конструкцию крыши и обеспечивает точку крепления верхних концов стропил.

Прогоны:
Стропила — это горизонтальные или диагональные элементы, расположенные перпендикулярно стропилам. Они обычно устанавливаются поверх стропил и обеспечивают дополнительную опору для кровельного покрытия. Подкосы помогают равномерно распределить вес крыши и предотвратить провисание или прогиб.

Воротниковые стяжки:
Воротниковые стяжки — это горизонтальные элементы, установленные между противоположными стропилами в верхней части крыши. Они помогают предотвратить расхождение стропил, обеспечивая поперечную устойчивость конструкции крыши. Воротниковые связи особенно важны для крыш с крутыми скатами или в районах, подверженных сильным ветрам.

Укрепление:
Консольные элементы, такие как диагональные или поперечные скобы, устанавливаются между стропилами и другими элементами конструкции для повышения жесткости и устойчивости стропильной системы крыши. Консоли помогают противостоять боковым силам и предотвращают раскачивание или разрушение крыши под воздействием внешних нагрузок.

Пластины или фермы:
Стропильные пластины или фермы — это металлические соединительные элементы, используемые для соединения различных компонентов стропильной системы крыши. Они обычно изготавливаются из стали и имеют ряд зубцов или шипов, которые проникают в деревянные элементы при сжатии. Стропильные пластины обеспечивают прочные и надежные соединения, гарантируя структурную целостность стропильной системы.

Обшивка:
Обшивка — это слой материала, обычно фанеры или ориентированно-стружечной плиты (OSB), который накладывается на верхнюю часть стропильной системы крыши. Обшивка обеспечивает прочную поверхность для крепления кровельного покрытия и помогает распределить нагрузку по стропильным фермам. Она также придает жесткость общей конструкции крыши.

Хорошо спроектированная и правильно построенная стропильная система крыши включает в себя несколько ключевых элементов, которые работают вместе для создания прочной и надежной кровельной конструкции.

Каждый элемент, от стропил и коньковой доски до обрешетки и кронштейнов, играет жизненно важную роль в поддержании нагрузки на крышу, обеспечении стабильности и сохранении целостности здания. Понимая эти важные элементы, строители и домовладельцы могут принимать обоснованные решения.

Виды стропильных систем крыши

Форма крыши зависит не только от функциональных, климатических и конструктивных условий, но очень часто и от региональных традиций. Крыши с крутым уклоном используются там, где часто выпадают интенсивные осадки, а зимой наблюдается значительная и длительная снеговая нагрузка, а также в ситуации, когда проектируется полезный чердак.

Выбор формы и угла наклона ската крыши, обусловленный требуемой герметичностью, определяет выбор кровельного покрытия. Чем меньше угол наклона ската, тем плотнее должна быть кровля. Обычно крыши с меньшим углом наклона покрываются битумными материалами по всей плоскости. Керамическая и цементная черепица укладывается на крыши с крутым уклоном.

Форма крыши влияет не только на внешний вид дома, но и в значительной степени на использование чердака. Например, простые двускатные крыши с большим пролетом и значительным углом наклона (более 40°) и крыши с высокой угловой стеной обеспечивают много места. Свобода обустройства мансарды зависит также от типа конструкции крыши, так как ее элементы могут существенно ее ограничивать.

В жилых домах рекомендуются крыши с простым каркасом (обычно двускатные) и связанные с ними простые конструкции. Такие кровельные конструкции дешевле и на них проще правильно смонтировать кровлю, поэтому лучше не разнообразить их многочисленными мансардами, дымовыми камерами и башенками.

Сложные многоскатные крыши требуют очень высокой квалификации и большой трудоемкости как от плотников, так и от кровельщиков. А многочисленные ложбины между склонами способствуют накоплению снега и препятствуют отводу дождевой воды.

При описании крыш архитекторы, строители и подрядчики по-разному называют их конфигурацию и используют различные технические термины. Их полезно знать, чтобы облегчить разговор.

Стропильная система типичных форм крыши.

Из чего состоит стропильная система крыши

В простейших фермах пары стропил, сходящихся у конька, образуют ферменную конструкцию — одинаковую по всей крыше. Если чердачное перекрытие выполнено из дерева, то нижние брусья фермы могут быть балками перекрытия, а если перекрытие железобетонное или керамическое, то его несущая конструкция также может взять на себя функцию нижних брусьев. В этом случае стропила обычно устанавливаются не непосредственно на стену, а на закрепленный в ней брус.

Стропильная балочная ферма на основе деревянных балок перекрытия.

Деревянные элементы стропильного каркаса должны быть отделены от стены слоем влагоизоляции. Чаще всего его изготавливают из кровельного покрытия.

Стропильная балочная ферма на основе мауэрлата.

Затяжка, горизонтальный элемент между стропилами, усиливает стропила и уменьшает изгиб стропил под нагрузкой. Фермы соединены с ветровыми балками, которые усиливают ферму, а также укрепляют кровлю.

Самым большим преимуществом этой конструкции является ее простота. Однако в типовом строительстве основными недостатками являются небольшой допустимый пролет — до 6-7 м и требуемый крутой угол наклона крыши — 40°-60°.

Однако, поддерживая воротниковую балку двумя опорами на ее концах и усиливая соединение стропил в коньке (с помощью накладок и коньковой доски), а также фиксируя нижний конец стропила, можно увеличить пролет конструкции до 12 м и уменьшить уклон крыши до 20°.

Простые и очень прочные способы соединения стропил у конька: (a) с накладками, (b) на коньковом прогоне, (c) на доске и накладках.

При небольших пролетах, где нет колонн, чердачное пространство можно разделить по своему усмотрению. Маркизы часто используются в качестве конструктивного элемента потолков, чтобы придать характер угловым пространствам.

Стропильная система — обрешетка крыши

Прогоны — это балки, параллельные коньку, на которые опираются стропила . Нижняя обрешетка опирается на потолок или колено стены, остальные — на стойки. Нагрузка передается через балки на несущие стены и потолок.

Наиболее распространенными элементами фермы также являются подкосы — пары балок или досок, расположенных под обрешеткой, которые прикрепляют стропила и стойки с обеих сторон. С другой стороны, мечи позволяют увеличить расстояние между шестами. Столбы и стяжки ставятся только через каждые 3-4 пары стропил (ферм), остальные состоят из самих стропил.

Фермы крыши — стропила обозначены только пунктирной линией.

Стропильные фермы бывают разных видов и очень универсальны. Пролет крыши может достигать 12 м, а ее проекция может быть очень сложной.

Выбрав соответствующее количество обрешетки и стоек, можно спроектировать крышу практически с любым уклоном, даже минимальным.

Крыша имеет очень небольшой уклон. Здесь нет места для типичных ферм, поэтому балки опираются на виадуки.

Препятствием для обустройства мансарды с такой конструкцией являются столбы, они расположены каждые 3-4 метра и могут быть спрятаны в перегородках.

Стропила крыши изготовлена из решетчатых ферм

Решетчатые фермы — это современные конструкции с более тонкими элементами, чем традиционные. Такая ферма состоит из верхнего и нижнего пояса, между которыми находятся тонкие вертикальные стойки и диагональные пояса. Они делят поверхность фермы на относительно небольшие треугольники.

 Решетчатая ферма.

Решетчатая ферма обладает очень высокой жесткостью и прочностью, при этом она легкая и требует мало древесины для изготовления. Конечно, у таких ферм есть и недостатки — их строительство очень трудоемко и требует большой точности.

Поэтому лучше всего, если они будут готовиться не на строительной площадке, а на специализированном заводе. В этом случае выгоднее (и дешевле) изготовить много одинаковых ферм. Тонкие элементы более восприимчивы к огню и биологической коррозии (грибки и насекомые), поэтому качество древесины особенно важно. К счастью, заводы обычно заботятся о качестве своего сырья.

В жилых домах используются фермы с пролетами до 12 м, хотя можно изготовить и гораздо большие. Их преимущество в том, что они не требуют промежуточных опор (внутренних несущих стен или стяжек). Хотя фермы могут быть спроектированы под любую крышу, угол наклона ферм обычно невелик (до 20°), поскольку чердачное пространство, разделенное фермами, по сути, бесполезно.

Исключение составляют крыши с конструкцией, показанной. Для проектирования стропильной крыши использовались фермы — решетчатая балка высотой 30-40 см заменяет стропила из цельного дерева. Пролет крыши может достигать 12 м, а допустимый угол наклона — 21-44°. Получившаяся мансарда может с успехом служить жилой комнатой.

Фермы крыши с решетчатыми балками вместо цельных деревянных балок.

Подвесные фермы крыши

Это особый тип конструкции, который в основном используется при очень большом расстоянии между несущими стенами (около 10 м), где, например, все нагрузки должны быть переданы на внешние стены (без несущей способности внутренних стен).

Например, стропила передают нагрузку на балки, а те — на подвесы, а не на стойки. Фермы только с подвесками не распространены и редко встречаются с пролетами более 12 м. Однако иногда вместо опор в фермах различных конструкций используются подвесы.

Стропильная система — подвесные фермы крыши.

Проектирование конструкции крыши

Выбор типа конструкции крыши, выбор древесины, сечение элементов требует анализа и проектных расчетов. Как я уже говорил, форма крыши определяется архитектурой здания и его окружением.

Как правило, архитектор принимает решение о покрытии крыши. Этот выбор отражается в размерах конструкции. Если мы используем для кровли тяжелую керамическую черепицу, мы должны предусмотреть более прочное стропильное обрамление. Черепичная кровля дает гораздо меньшую нагрузку и позволяет уменьшить размеры конструкции.

Тепловые расчеты являются важным аспектом при проведении анализа. Текущие требования, с перспективой их ужесточения в ближайшие годы, означают, что в крыше должно быть предусмотрено более 20 см теплоизоляции.

Читайте также: Стиродур или пенопласт? Применение стиродура в утеплении домов

В скате крыши он размещается в основном между стропилами, поэтому высота сечения стропил должна это учитывать. Кроме того, расположение слоев кровли должно обеспечивать надлежащий приток воздуха и отток паров влаги.

В дополнение к конструктивным требованиям, проектируемые фермы крыши должны удовлетворять условиям предельного состояния и работоспособности, т.е. внутренние напряжения в элементах должны быть меньше прочности материала, а максимальный прогиб должен быть меньше допустимого предела.

В этом контексте важно использовать правильный материал. Обычно это древесина хвойных пород (сосна, ель) с прочностью, соответствующей одному из классов несущей способности, и влажностью до 18%. Поэтому перед установкой в конструкцию древесина должна быть высушина и пропитана средством против биологической коррозии (насекомые).

Часто упускаемый из виду вопрос в дизайне — это соединения. Если в большинстве типовых решений гвоздевые и столярные соединения конструктивных элементов безопасны, то при креплении конструкции крыши к зданию возникают проблемы. Все чаще происходящие в России интенсивные погодные катаклизмы (ураганы, торнадо) могут привести к отделению крыши от здания и ее смещению. Такая вероятность должна быть учтена в расчетах и при выполнении объекта.

Сборка конструкции крыши

Традиционные стропильные фермы (стропила, воротниковая балка, обрешетка / клееный брус) изготавливаются непосредственно на строительной площадке. Заказанная пропитанная древесина с требуемыми сечениями доставляется на строительную площадку, где бригада подрядчиков готовит и собирает конкретные фермы. После сборки скелета конструкции производится полная обшивка или покрытие ветровой изоляцией и обрешеткой. На такое основание укладываются слои кровельного покрытия.

В случае решетчатых конструкций сборка отдельных элементов балки происходит на заводе по производству сборных конструкций. Это позволяет повысить точность изготовления. Готовые балки привозят на строительную площадку и устанавливают на стены с помощью крана.

Это значительно ускоряет выполнение конструкции. Кровля стропильной крыши выполняется так же, как и в стропильной конструкции. Представленные в статье строительные решения не являются исчерпывающими, но они включают наиболее часто используемые на практике системы.

Последовательность монтажа стропильных систем крыши

Правильный монтаж стропильных систем имеет решающее значение для обеспечения структурной целостности и безопасности крыши здания. Ниже мы опишем пошаговый процесс установки стропильных систем крыши, который станет руководством к действию для строителей и подрядчиков.

Планирование и подготовка:

• получите структурные планы и проектные характеристики стропильной системы крыши.
• убедитесь в наличии всех необходимых разрешений и согласований.
• изучите план и замеры здания, чтобы определить точное расположение стропильных ферм.
• соберите все необходимые инструменты, инвентарь и средства защиты.

Подготовка фундамента:

• убедитесь, что фундамент здания прочен и подготовлен к тому, чтобы выдержать вес стропильной системы.
• уберите все препятствия и мусор из зоны установки.
• установите все необходимые опорные балки или колонны, убедившись, что они правильно расположены и надежно закреплены.

Доставка и транспортировка ферм:

• координируйте доставку стропильных ферм на строительную площадку.
• аккуратно разгружайте и переносите фермы, чтобы не повредить их.
• разложите фермы в специально отведенном месте для облегчения доступа к ним во время монтажа.

Выравнивание и размещение ферм:

• начните с установки торцевых ферм, убедившись, что они правильно выровнены в соответствии с планом здания.
• закрепите концевые фермы на стенах здания или опорных балках с помощью соответствующих крепежей и соединительных элементов.
• установите промежуточные фермы, расположив их в соответствии с проектными спецификациями и рекомендациями производителя.
• проверяйте выравнивание и ровность каждой фермы по мере выполнения работ, внося необходимые изменения.

Укрепление ферм:

• установите временные крепления между фермами для поддержания их устойчивости в процессе монтажа.
• следуйте рекомендациям производителя ферм.
• убедитесь, что крепления надежно закреплены и обеспечивают достаточную поддержку.

Крепление ферм:

• подсоедините каждую ферму к каркасу здания с помощью одобренных соединительных элементов, таких как металлические пластины или подвесы.
• следуйте указанной схеме крепления гвоздями или крепежами, рекомендованной производителем фермы.
• убедитесь, что все соединения надежны и соответствуют требуемой несущей способности.

Усиление фермы:

• установите любые дополнительные элементы усиления, такие как хомуты, обрешетки или коньковые балки, как указано в проектных планах.
• закрепите эти элементы усиления на фермах и несущей конструкции с помощью соответствующих соединительных элементов.

Заключительные проверки:

• проведите тщательный осмотр установленной стропильной системы крыши, чтобы убедиться в соответствии проектным планам, строительным нормам и стандартам безопасности.
• проверьте, нет ли признаков недостатков конструкции или неправильного монтажа.
• пнесите все необходимые корректировки или исправления, прежде чем приступать к следующему этапу строительства.

Для успешной и безопасной установки стропильных систем крыши необходимо соблюдать систематическую последовательность этапов монтажа. Придерживаясь надлежащих процедур, строители могут обеспечить структурную целостность, стабильность и долговечность крыши, обеспечивая надежное и безопасное перекрытие здания.

Ферма и стропила: реальная разница

Почему кровельные фермы выгоднее, чем стропила

9 сентября 2021 г.

Как определить прочность фермы

900 02 26 октября 2021

Есть много дискуссии о наилучшем типе каркасной системы для использования в новом строительстве и реконструкции. Это стропильная крыша или деревянные стропила? Ответ может вас удивить!

Преимущества стропильной крыши над стропилами

Стропильные крыши имеют много преимуществ перед стропилами, в том числе:

• Прочность ферм по сравнению со стропилами не вызывает сомнений. Во многих случаях фермы в несколько раз прочнее стропил, даже если они построены из меньшего количества материала. Секрет прочности фермы заключается в ее конструкции. Поскольку ферма состоит из нескольких поясов, которые распределяют напряжение и сдвиг по большей площади, они, как правило, выдерживают лучше, чем стропила, которые должны выдерживать весь вес и сдвиг на одном элементе за раз.
• Фермы изготовлены из легкой, но прочной древесины и скреплены металлическими шпонками. Эта комбинация делает их чрезвычайно прочными и рассчитанными на десятилетия. Когда вы устанавливаете стропильную крышу, вам не нужно беспокоиться о ее ремонте или ремонте в ближайшее время.
• Фермы экономят строителям огромную сумму денег по сравнению со стропильными балками. Частично эта экономия средств заключается в том, что фермы предварительно изготавливаются и доставляются на стройплощадку готовыми к установке. Еще одна экономия средств связана с тем, что установка ферм намного проще по сравнению с расчетами и навыками строительства, необходимыми для стропил.

Применение для стропильной крыши  

Стропильные системы могут использоваться для:

• Новое жилое строительство. Одним из наиболее распространенных применений стропильных систем кровли является строительство нового жилого дома. В настоящее время новые дома почти всегда строятся с использованием ферменных систем, чтобы снизить затраты и обеспечить прочность и долговечность конструкции. Покупатели требуют как качества, так и экономии, и стропильная крыша — это то, что нужно.
• Строительство нового бизнеса. Предприятия также извлекают выгоду из применения ферм. Фермы могут быть созданы для обрамления крыши практически любой формы и размера, поэтому даже крупные предприятия и склады могут использовать системы ферменных крыш для экономии затрат при строительстве.
• Существующая конструкция. Модернизация — прекрасное время, чтобы добавить фермы к существующему дому или бизнесу. Добавление ферм может не только значительно сократить затраты на строительство, но и увеличить срок службы старого здания на годы. При таком большом интересе к ремонту старых домов в наши дни фермы могут позволить остаться в рамках бюджета и при этом восстановить старый дом и сделать его безопасным и надежным.

Если вы планируете использовать фермы для своего нового или существующего дома или бизнеса в Сан-Диего, обратите внимание на Stone Truss. Мы десятилетиями работали со строителями домов в этой области и поставляем кровельные фермы для зданий всех типов и размеров. Наши специалисты готовы работать с вами, чтобы создать идеальное решение для ваших потребностей стропильной крыши. Позвоните нам сегодня, чтобы узнать, как мы можем помочь вам получить кровельные фермы, необходимые для завершения вашего следующего проекта.

В компании Stone мы стремимся предоставить наиболее полные, последовательные и конкурентоспособные цены. Чтобы лучше помочь нам в достижении этой цели, мы просим вас приложить следующие позиции и/или информацию для полной стоимости фермы:

1. Архитектурные планы
2. Структурные планы
3. Нагрузка на крышу — Live/Dead
4. Хвосты? Да/Нет, длина (Стандарт 2×4 на 24 дюйма, если не указано иное)
5. Высота каблука? (Стандартно будет 4 дюйма на нижней тросовой ферме 2×4)
6. Расположение платформы HVAC
7. Специальные отсеки для MEP
8. Специальные кофры, переливы или софиты

НУЖНА ЗАЯВКА? СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ ЗДЕСЬ

Стропила и фермы: почему вас это должно волновать?

Когда подрядчик приступает к строительству кровельной системы для вашего дома, первым делом закладывается фундамент, т. е. конструкция крыши. Многие домовладельцы в Теннесси не знают, что есть два популярных способа обрамления кровельной системы: когда дело доходит до крыш в вашем доме, есть два основных варианта: стропила или фермы. Оба являются прочными и стабильными способами поддержки крыши, но каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Прежде чем выбрать конкретную раму для своей крыши, важно узнать немного больше об этих типов компонентов крыши , а затем выбирает вариант. Вот почему мы решили сделать в этом блоге сравнение стропил и ферм.

Стропила крыши: традиционный подход

Чтобы провести сравнение между стропилами и фермами, мы должны сначала понять, что такое стропила крыши. Стропила крыши представляют собой тип каркаса крыши, который состоит из деревянных досок 2 × 10, прикрепленных к линии конька крыши. Это традиционный тип каркаса крыши, который используется в домах десятилетиями.

Стропила крыши — это балки, поддерживающие крышу. Обычно они сделаны из дерева и проходят от одной стороны дома к другой, охватывая расстояние между стенами и коньком вашей крыши. В основном их просто называют «стропилами» или «каркасом из палочек» из-за того, что они создаются индивидуально в виде палочек.

Кровельные фермы: новый вариант каркаса

Когда-то стропила были единственными популярными конструкционными элементами, используемыми для строительства кровельных систем в Северной Америке. Но с годами в моде был и другой вариант. Это фермы крыши.

Кровельные фермы — еще один тип несущей конструкции крыши. Они используются в деревянном каркасном строительстве, и они могут быть построены из дерева или стали.

Кровельные фермы представляют собой большие, прочные балки, которые поддерживают вес крыши и не дают ей обрушиться. Уникальное качество, которым обладают фермы, заключается в том, что они включают в себя замковую или тканую структуру. Фермы состоят из двух или более кусков дерева (обычно 2×4), соединенных металлическими пластинами, которые действуют как соединения между частями.

Используются как в жилых, так и в коммерческих зданиях.

Доступно множество различных типов кровельных ферм, вы можете выбрать их в соответствии с типом и стилем вашего дома.

• Ферма King Post/Queen Post
• Ферма Финк
• Моноферма
• Двухскатная ферма

Источник изображения: drawssolar.com

В чем разница?

Хотя вы можете видеть, используете ли вы стропила или фермы, обе они играют одну и ту же роль, поддерживая конструкцию вашей крыши. Оба они служат прочным фундаментом, на который укладываются другие компоненты кровельных систем. Однако на этом сходство заканчивается. Оба они имеют свои собственные наборы функций и могут по-разному приносить вам пользу; здесь мы рассмотрим разницу между стропилами и фермами.

Конструкция:

Стропила — это элементы каркаса, поддерживающие вес крыши и помогающие разделить крышу на более мелкие секции. Они также передают нагрузку с крыши на стены и потолок внизу.

Фермы, напротив, поддерживаются стропилами или собственной внутренней конструкцией. Они состоят из треугольников с большой площадью поверхности для прочности, что делает их идеальными для равномерного распределения веса.

Размер и конструкция

Что касается стропил, то они немного больше, чем их аналоги, обычно изготавливаются из досок размером 2х10.

Фермы изготавливаются из двух или более досок 2х4. Они соединены балками.

Стропила используют простые и понятные методы строительства, чтобы выдержать вес крыши конструкции. Для этого фермы используют сложную геометрию и сложные методы строительства.

Производство

Это одно из самых больших отличий стропил от ферм. Стропила строятся на месте. То есть они будут изготовлены прямо у вас на месте. С другой стороны, фермы крыши изготавливаются заранее. Производитель изготовит фермы на заводе, а затем доставит их к вам.

Стоимость

Стропила изготавливаются на месте и поэтому могут быть дорогостоящими.