Как рассчитать висячие стропила

Конструктивные особенности

Кровля, выполненная с висячими стропилами, имеет ряд особенностей. Существует несколько видов таких изделий:

Простой треугольник, который не имеет усиливающих элементов.
Треугольная конструкция, имеющая усиливающие узлы.
Стропильная конструкция с приподнятой затяжкой.

Наслонные стропила выбираются при наличии в доме межкомнатных перегородок. На них и опирается двускатная крыша. Такие стропильные конструкции намного легче, требуют использования меньшего количества материалов. Кроме того, для их создания требуется устанавливать дополнительные элементы.

Их чаще всего используют при устройстве двускатной крыши в небольших домах. Однако при выборе наслонных стропил понадобится делить внутреннее пространство дома на несколько частей.

Параметры стропильной системы двускатной кровли всегда ориентируются на конкретные условия эксплуатации. К примеру, в домах, которые находятся в северных широтах, лучше выполнять крыши с крутыми скатами. Это будет способствовать быстрому самоочищению двускатной кровли от снега. Однако такое решение связано с необходимостью усиливать конструкцию внутренними элементами. Крыши с висячими стропилами и крутыми скатами имеют большую парусность.

В теплых регионах, напротив, следует устраивать более пологие кровли. Они отличаются большей легкостью, простотой установки и ремонта. В них могут использоваться одинаково успешно как наслонные, так и висячие стропила.

Висячие системы стропил сегодня более популярны, поскольку обладают несколькими плюсами:

Им не нужна дополнительная опора, что позволяет встраивать внутри дома помещения большой площади. С наслонными стропилами приходится разделять внутреннее жилое пространство перегородками.
Силовые узлы, которые делают конструкцию прочнее, прячутся на чердаке.
Монтаж двускатной кровли выполняется максимально просто.

Важно! Хотя работы по устройству висячих стропил проводятся довольно легко, перед началом строительства следует выполнить точный расчет крыши. Это требует определенных знаний и навыков

Если пренебрегать качеством стыковки отдельных элементов, такая крыша будет опасной.

Учитывая такие особенности висячих конструкций, можно сделать очень прочную и долговечную конструкцию, ремонт которой будет проводиться очень легко. Кроме того, двускатные изделия отличаются высокой эстетичностью. Варианты конструкции и узлы висячих стропил следует рассмотреть подробнее.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 3

Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм. Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже

Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

Прогон:

Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет

Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы. Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Правила монтажа

Монтаж висячих стропил должен производиться с соблюдением определенных правил. Лишь в этом случае получится изготовить правильную и устойчивую конструкцию. Правила работ следующие:

все деревянные детали конструкции должны быть обработаны антисептическими составами, предотвращающими их разрушение и гниение;
важно пользоваться измерительными приборами, карандашом во время нанесения разметки;
семь раз отмерь – один раз отрежь. Это главное правило при монтаже кровли;

два противоположных друг другу стропила устанавливаются встык, а не внахлест;
для изготовления выемок можно использовать шаблоны, если материал используется достаточно ровный, а погрешность минимальна;
в качестве строительного уровня может использоваться натянутая бечевка

Она натягивается между двумя парами стропил (первой и второй);
промежутки между стропилами лучше всего отметить сразу на мауэрлате и коньковом брусе в соответствии с шагом их установки.

Соединение стропил в коньке

Какие способы крепления стропил применяются

При возведении крыш применяется два вида стропильных конструкций — это висячие и наклонные стропила. Постараемся кратко рассмотреть оба вида таких конструкций и их крепление к мауэрлату.

Для равномерного распределения нагрузок наклонной конструкции крыши выбирают распорный и безраспорный способы крепления стропил к мауэрлату. Когда используют безраспорную конструкцию стропильных ног, тогда отсутствует распорное давление между стенами и опорами строения.

Чтобы устроить распорную конструкцию, применяют только жёсткое крепление стропил по фронтону без использования ползунов. Усилие от крыши через стропильные ноги воспринимают несущие стены и опоры. Крепление стропил к мауэрлату делается таким образом:

Опорой для стропильной ноги служит мауэрлат. Стропила крепят, используя принцип скользящей ноги, а верхнюю часть закрепляют на прогоне конька.
Нижнюю часть стропильной ноги закрепляют на мауэрлате, используя ползун. В верхней части стропила соединяются болтовыми соединениями или другими способами.
Стропильные конструкции и прогоны конька соединяют в прочную конструкцию, её ещё называют коньковым узлом, с помощью деревянного бруска. Скрепляют их гвоздями, которые необходимо забить с обеих сторон параллельно коньку.

Крепление стропильных конструкций к мауэрлату безраспорным способом несколько отличается от того, что было описано ранее:

Будет правильным решением делать крепление, используя ползуны. В этом случае в нижней части стропильной ноги не будет вспомогательного упора. В верхней части элементы конструкций упираются одно в другое и соединяются они между собой различными накладками.
Крепление производят с помощью жёсткого защемления нижних концов стропил с мауэрлатом. Для этого используют нижнюю опорную планку или запил, а верхний конец опирается на прогон конька в горизонтальную врубку. Можно использовать крепление с помощью ползуна, тогда будет небольшая возможность для вертикальных вращений в местах соединения.

В случаях, когда конструкцией крыши предусмотрено устройство висячих стропил, а такое бывает, если нет внутренних опор в здании или столбов, нижний конец стропильной ноги имеет свес и выходит за пределы опорной стены. Вся нагрузка, исходящая от крыши распределяется по наружным стенам.

Система имеет вид симметричного треугольника, сторона которого может иметь длину от 7 до 12 метров. В её конструкции предусмотрены горизонтальные растяжки из бруса, а также стропильные ноги, которые устанавливают под наклоном с определённым углом. Верхние концы стропил на коньке устанавливают в выполненный запил. Усиление конструкции производят с помощью ригеля.

Сложные крыши

Чем больше скатов и, соответственно, их пересечений имеет крыша, тем больше усложняется стропильная система. Так, в многощипцовых конструкциях часть стропил опирается не на конек (прогон), а на балку ендовы. Такие балки называются накосными стропилами ендовы, их необходимо подгонять по месту и жестко скреплять для предотвращения перекоса конструкции в целом.

Для используются не только прямые (расположенные под прямым углом к коньку и мауэрлату), но и диагональные стропила – по линиям пересечения скатов. На них опирается часть прямых стропил. Здесь также оптимален жесткий узел крепления.

В шатровых крышах большая часть стропил является именно диагональными, и все прямые (нарожники) опираются на них. За счет этого особенно важна точная подгонка запилов и усиленные крепления.

В арочных крышах вместо прямых балок стропил применяются изогнутые шпангоуты, собранные из отдельных ламелей. Количество вертикальных стоек при такой конструкции заметно возрастает, поскольку необходимо более равномерно распределить нагрузку по изогнутому составному элементу. Опирание таких арочных стропил только жесткое, с запилом.

Правила соединения и крепления стропил

Стандартное крепление элементов стропильной системы – это вырубки и гвозди. Сегодня ассортимент расширился, применяются более простые способы крепежей, но не менее надежные. Давайте рассмотрим несколько вариантов крепления стропильных ног к мауэрлату и к коньковому брусу.

Крепления стропил к мауэрлату

Старый способ – это сделать вырубку, установить вырезанным место на мауэрлат и провести крепление двумя гвоздями. Сложность этого способа заключается в том, что приходится делать вырубку. Это вырез на стропильной ноге, сделанный так, чтобы стропила опустилась на мауэрлат, плотно прижимаясь торцами вырубки к мауэрлату, при этом сохраняя требуемый угол наклона ската крыши. На фото ниже этот вариант показан.

Соединение стропильной гони с мауэрлатом при помощи вырубки и гвоздей Источник hdinterior.ru

К этому способу крепления нередко раньше добавляли проволоку, которую пропускали снизу мауэрлата, оборачивая стропилу и закручивая проволоку поверх последней.

Сегодня с приходом на рынок новейших строительных материалов и крепежных изделий, в том числе, способы крепления стали намного эффективнее и проще. В настоящее время огромной популярностью среди мастеров пользуются металлические крепежные элементы, которые сами крепятся к используемым деталям из пиломатериалов саморезами по дереву или болтами. К примеру, на фото ниже показан один из таких способов крепления.

Крепление стропил к мауэрлату металлическими уголками и болтами Источник kaktak.site

Вообще, болтовое соединение – одно из самых надежных. При этом оно позволяет провести упрощенный демонтаж, если стоит задача реконструкции кровельного сооружения или его капитального ремонта. При этом демонтируемые элементы остаются в качественно надежном состоянии.

Хотелось бы показать еще один вариант крепления стропил к мауэрлату, который чаще всего применяется при сооружении кровельных конструкции, возводимых над деревянными или каркасными домами. Состоит крепеж из двух частей: один крепится к мауэрлату, второй к стропильной ноге. Между собой они состыкованы подвижным соединением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, посмотрите на нижнюю фотографию.

Подвижный способ крепления стропилы и мауэрлата Источник algoritm-stroy.ru

То есть стропила относительно мауэрлата может перемешаться, но при этом она надежно с ним соединена. Суть используемого крепежа состоит в том, что деревянные и каркасные дома подвергаются сильной усадке. Чтобы не произошло смешение и излом всех стыкуемых элементов, и используется подвижный вид крепежа.

Конструкция с приподнятой затяжкой

Такая схема преимущественно используется при создании жилых помещений под кровлей. Высота расположения затяжки в данном случае определяет высоту потолка будущей мансарды. Затяжка в такой конструкции поднимается к коньковой части крыши, и чем выше она установлена, тем большие нагрузки ей приходится испытывать.

Стропильный каркас в качестве опоры использует мауэрлат, а не затяжку. Чтобы кровля могла самостоятельно изменять свои размеры в зависимости от внешних факторов, стропила крепятся подвижным образом к специальным устройствам, обеспечивающим необходимую свободу перемещения конструкции.

При воздействии на кровлю уравновешенных нагрузок конструкция будет устойчивой, но если силы, находящиеся с одной стороны, будут превалировать, то крыша будет слегка завалена. Для предотвращения такой ситуации стропила необходимо выносить за пределы стен с обеих сторон здания.

В арке с приподнятой затяжкой последняя не выполняет функции опоры. На нее оказывают влияние только растягивающие нагрузки, если под крышей обустраивается чердак, или растягивающе-изгибающие, при создании мансарды. В последнем случае затяжку можно использовать для монтажа потолков или изоляционных материалов.

Для защиты затяжки от провисаний устанавливается подвеска. Здесь тоже есть нюансы: при небольших нагрузках и небольшой длине затяжку можно попросту прибить к ригелю и коньку, а вот для длинной затяжки с большими нагрузками потребуется несколько подвесок и дополнительная фиксация хомутами.

Монтаж стропильной системы своими руками

Инструменты для кровельных работ

Чтобы установить каркас для кровли, нужно иметь минимальный набор бытовых инструментов и уметь ими пользоваться.

перфоратор;
шуруповерт;
молоток;
уровень, рулетка;
ножовка или мотопила;
электродрель;
малярная кисть;
стальные шпатели;
цемент и песок;
антипирен, антисептик;
гидроизоляционные материалы.

Делать стропильную систему нужно в средствах защиты кожи и органов дыхания. Сборка каркаса проводится на высоте, поэтому нужно продумать вопросы безопасности строителя и людей, находящихся внизу. Необходимо поставить ограждения или повесить предупреждающие знаки.

Определение таких показателей, как толщина снежного покрова, скорости ветра и сейсмоактивности.
Выведение формулы расчета стропил, составление схемы конструкции.
Выравнивание уровня стен здания с помощью цементного раствора, стесывания или деревянных реек.
Укладывание мауэрлата. Изготовление рамы, которая придает ему способность противостоять растягиванию.
Проведение разметки и укладка лежней.
Наметка точек установки стропильных ног.
Выпиливание фрагментов каркаса.
Монтаж гидроизоляции.
Обработка древесины от насекомых, гниения и возгорания.
Установка лежней.
Размещение стропил в соответствии с разметкой, соединение на конек или между собой.
Монтаж вертикальных элементов.
Установка подпорных стоек.
Обустройство обрешетки.

Разновидности конструкций висячих стропил

Выбор той или иной схемы для устройства висячих стропил зависит пролета между несущими стенами. Чем больше это расстояние, тем сложнее конструкция и большее количество дополнительных элементов требуется.

Базовая трехшарнирная треугольная арка

Это основа всей конструкции, имеет форму треугольника. Собирается из двух стропильных ног, которые скрепляются в коньке. Нижние части соединяются деревянной затяжкой. Максимально допустимая высота в коньке равна шестой части длины пролета. При этом такую конструкцию разрешается использовать только в зданиях между стенами которого не больше 6 метров.

В таком изделии стропила испытывают только изгибающие нагрузки, а затяжка — растягивающие. В основании разрешается использовать металлический прут, или тяж. Но обычно оставляют дерево, так как оно выполняет роль балок для чердачного перекрытия.

Шарнирная арка с бабкой

Такая система применяется в зданиях с пролетом больше 6 метров. Затяжка такой длины будет сильно прогибаться, а чтобы избежать этого используют бабку. Обычно подвес изготавливают из бруса, но в некоторых ситуациях берут металлический прут. Элемент из металла хорошо переносит растягивающие нагрузки, имеет небольшой вес.

При помощи бабки кровельщики настраивают степень прогиба горизонтальной части. На такой длине затяжку делают из двух равных частей, и стыкуют их точно под подвесом. Применяют разные соединения узлов: косые или прямые прирубы, закрепленные болтами. Между собой подвес и затяжку закрепляют хомутом.

Шарнирная арка с приподнятой затяжкой

Этот вариант подразумевает установку затяжки недалеко от конька. Хотя в этом положении деталь испытывает большие нагрузки, но так появляется возможность обустроить мансардный этаж. Настроить высоту потолков можно поменяв высоту крепления затяжки.

В такой ситуации стропилины приходится опираться на мауэрлат. Так как с увеличением нагрузки, повышением влажности и температуры меняются размеры балок используют скользящее соединение. Они изготавливаются из металла и крепятся напрямую к мауэрлату и стропилам. Благодаря такой конструкции крыша сохраняет свою геометрию и может «дышать».

Зимой, на скатах, висячие стропила с затяжкой испытывают различную снеговую нагрузку. Из-за этого появляется угроза перекоса и появления протечек. Поэтому в подобных конструкциях концы стропил выносят за пределы стен.

При устройстве мансардного этажа с приподнятой затяжкой, балка служит основой для крепления потолка. Для того чтобы она не провисала используют более толстые брусья. В некоторых ситуациях устанавливают подвесы, соединяющие затяжку и конек. Если балка слишком длинная используют несколько навесных креплений.

Шарнирная арка с ригелем

Единственное отличие в этой конструкции от предыдущей заключается в способе реализации узлов крепления стропильных ног. Они жестко закрепляются на мауэрлате и больше не могут свободно менять свое положение. Для этого используют гвозди, саморезы, металлические накладки.

В связи с изменением способа крепления, действие нагрузок так же изменяется. Теперь стропила распирают несущие стены. Из-за этого затяжка начинает испытывать сжатие и в такой позиции она называется ригелем.

Если расчеты показывают большую нагрузку, тогда в дополнение к крыше с ригелем в нижней части конструкции устанавливают классическую затяжку. В таком случае крепление к мауэрлату не понадобится. Получается первая описанная конструкция с дополнительной балкой под коньком.

Арка с бабкой и подкосами

Пролеты длиной до 9 до 14 метров требуют усиление конструкции подкосами. В этой ситуации начинают прогибаться стропильные балки. При наслонной конструкции крыши подкосы упирают во внутреннюю несущую стену. В нашем случае единственным доступным упором является бабка. Тут изменяются все нагрузки, действующие на каркас: стропила давят на подкосы, они растягивают подвес и притягивают конек, далее нагрузка распределяется по стропилам, сжимая их.

Все схемы висячих стропильных систем требуют точного расчета, учитывающего внешние и внутренние нагрузки. Единственным недостатком можно считать сложность монтажа. Приходится либо подавать готовые конструкции краном, либо собирать их на высоте. Но, в некоторых ситуациях других вариантов собрать крышу нет.

Разновидности конструкций висячих стропил

Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:

Трехшарнирная треугольная арка

Висячие стропила с затяжкой выполняются в форме замкнутого треугольника. В такой системе на изгиб работают стропила, а затяжка работает на растяжение. Минимальная высота подъема конькового прогона составляет не менее 1/6 длины арочного пролета. Такую конструкцию применяют для мансардного чердака, где на затяжку возлагается роль чердачного перекрытия. Для того чтобы уменьшить изгибающий момент, концы стропильных ног упирают с эксцентриситетом (небольшое смещение, расстояние) относительно их продольных осей.

Треугольная трехшарнирная арка с бабкой или подвеской

При длине пролета более 6 метров становится проблематичным использование цельного бруса, также возникает существенный прогиб от собственного веса затяжки. В таком случае, её подвешивают к коньку, а подвеску изготавливают деревянной и называют бабкой, либо железной и называют тяжем. Необходимая длина затяжки достигается путем состыковки более мелких элементов, которые крепятся на хомуте подвески при помощи косого или прямого сруба и болтов.

Наиболее распространенная ошибка при устройстве подвески – это ее инсталляция по схеме стоек с упором на затяжку и карнизный узел. Принцип работы подвески основан на растяжении, а стойки на сжатии. Поэтому низ подвески (бабки) не должен достигать затяжки. Подвеска (бабка) должна висеть на карнизном угле и крепиться к затяжке при помощи деревянных накладок, гвоздей и болтов.
Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой

Висячие стропила с приподнятой затяжкой часто применяют при использовании чердачного помещения под мансарду. В такой схеме затяжка крепится не внизу стропильных ног, а продвигается вверх и чем больше высота подъема затяжки, тем большее растягивающее напряжение она испытывает. В мансардном помещении такая затяжка играет роль балки потолочного перекрытия и не несет на себе полезной нагрузки. Эта затяжка может быть защищена от провисания с помощью установки подвески.

Треугольная трехшарнирная арка с ригелем

В этой схеме нижний опорный узел меняется с ползуна на шарнирно неподвижную опору. Стропильная нога делается с врубкой в мауэрлат, что делает всю арку устойчивой конструкцией. В такой системе приподнятая затяжка меняет направление своей работы с растяжения на сжатие и называется ригелем.

Треугольная трехшарнирная арка с подвеской и подкосами

С увеличением длины стропил возрастает и их прогиб. Для предотвращения прогиба стропила подпирают подкосами. Так как, в отличие от наслонной системы, низ подкосов упереть просто некуда, то их упирают в бабку. Получается достаточно прочная конструкция с круговой передачей нагрузок: стропила давят на подкосы, подкосы растягивают подвеску, подвеска тянет вниз верхушку стропил и коньковой прогон, подкосы сжимаются стропилами.

Карнизный узел (место соединения стропила с затяжкой) имеет несколько вариантов реализации: ортогональная лобовая врубка (с одинарным или двойным зубом), пластинчатое и дощатое крепление.

Необходимость применения скользящих опор

Жесткое крепление стропильных ног к мауэрлату либо балкам перекрытия при помощи гвоздей, скоб и других крепежных элементов не всегда оправдано. Если коробка здания склонна к усадке, рекомендуется оставить возможность стропильным ногам смещаться относительно опоры. Традиционно для этого использовалась скрученная кованая проволока, прочная на разрыв. С ее помощью обеспечивалось надежное соединение стропил с верхним венцом сруба, при этом предусматривалась определенная степень свободы элементов конструкции. Сегодня с этой целью применяется специально разработанный крепежный элемент – скользящая опора, данный вид крепежа прост в монтаже, надежен и долговечен.

Свободный ход стропильного бруса в точке крепления к опоре (балкам перекрытия или мауэрлату, функцию которого выполняет верхний венец сруба) необходим, в первую очередь, при строительстве деревянных домов. Степень усадки строительных конструкций зависит от материала, из которого они изготовлены, и степени влажности древесины. Это может быть :

бревно рубленое;
бревно оцилиндрованное;
брус цельный;
брус клееный.

Менее всего подвержен усадке клееный брус, значительно сильнее деформируются стены из цельной древесины естественной влажности. Поставленный под крышу сруб в течение года может стать ниже на 15%. При этом следует учитывать, что усадка обычно происходит неравномерно, вследствие чего стропильная система, жестко закрепленная на мауэрлате или балках перекрытия, может серьезно деформироваться.

Перекос крыши может образоваться и в процессе эксплуатации сооружения. Повышенная влажность в дождливый сезон заставляет древесину разбухать, а в зимнее время деревянный материал естественным образом теряет влагу и заметно усыхает: геометрические размеры сруба постоянно меняются. При этом стены дома различаются по скорости набора или потери влаги в зависимости от степени освещенности солнцем и розы ветров. Если сруб дома имеет центральную стену, на которую опираются балки перекрытия или стойки конькового прогона, следует учитывать, что эта стена также подвержена температурно-влажностным деформациям, причем амплитуда ее изменений сильно отличается от показателей внешних стен – когда дом начинает отапливаться, центральная стена сильно усыхает.

Если жестко закрепить стропила на мауэрлате (верхнем венце) деревянного сруба-четырехстенка, то нагрузка (в том числе снеговая) может заставить верхние бревна стен выгнуться наружу за счет горизонтального давления

Следует принимать во внимание и другую проблему: если материал для стропил не был подвержен механической сушке, длина бруса (досок) при высыхании уменьшится. В этом случае при жестком креплении стропильных ног к срубу крыша со временем заметно деформируется, что повлияет на ее эксплуатационные характеристики. Избежать подобных сложностей позволяет особая конструкция узлов крепления в местах сопряжения стропильных ног со стенами

Специальный крепеж позволяет крыше смещаться без изменения своих геометрических параметров

Избежать подобных сложностей позволяет особая конструкция узлов крепления в местах сопряжения стропильных ног со стенами. Специальный крепеж позволяет крыше смещаться без изменения своих геометрических параметров.

Монтаж стропильной конструкции висячего типа

Теперь стоит поговорить о том, как производится сам монтаж висячих стропил. Прежде всего, нужно проделать некоторые подготовительные работы. Древесина – это довольно «капризный» материал. Он подвержен гниению и легко воспламеняется. Чтобы снизить эти недостатки, вся поверхность висячих стропил, а также другие деревянные элементы конструкции крыши обрабатываются специальными пропитками.

Следующим этапом подготовки будет создание подмостков. Стропила висячие как и наслонные монтируются на достаточно большой высоте. Чтобы снизить опасность получения травм желательно соорудить небольшие подмостки. Кроме этого, чтобы не повредить перекрытие на балки укладывают доски, по которым вы и будете передвигаться.

Сам монтаж лучше осуществлять бригадой, состоящей не менее чем из четырех человек. Если говорить об инструментах, то для установки всех элементов стропильной системы висячего типа вам понадобятся обычный набор плотника. Кроме этого, нужно запастись прочной и длинной веревкой. С ее помощью можно будет затащить висячие стропила на крышу.

Сам монтаж конструкции осуществляется в следующей последовательности:

Вначале укладывают мауэрлат. Его монтаж осуществляется с помощью анкеров, который первоначально должны быть встроены в несущие стены. Мауэрлат монтируется с точно выверенной горизонтальностью. Затем на его поверхности делаются пометки мест установки висячих стропил. Не забудьте между мауэрлатом и стеной уложить слой гидроизоляции.
Далее проводим сборку стропильных пар. Предварительно следует подготовить шаблоны для срезов. Дело в том, что на нижнем конце стропил необходимо сделать «пяточки», которыми они будут упираться в мауэрлат. Так как все поверхности выверены по горизонтальности и угол уклона ската известен, такие срезы удобней делать при помощи шаблона. Верхний конец висячих стропил будут соединяться между собой. Такой узел можно сделать разными способами. Самый простой способ – это сделать наклонный срез каждой из стропил. При этом они должны стыковаться между собой под нужным углом. Дополнительно стыки висячих стропил укрепляют металлическими уголками. Все работы лучше выполнять на самой крыше, используя перекрытия как стол для монтажа.
В нижней части стропильной пары закрепляют стяжку. Часто в качестве последней используют несколько досок с достаточным совокупным сечением. Такая конструкция стропильной пары будет более прочной. Крепление затяжки к самим висячим стропилам осуществляют при помощи гвоздей или крепкой пары винта-гайки.
Следующий этап монтажа – это установка всех элементов конструкции на свое место. Для этого к верхней части стропильной пары привязывают веревку. Далее начинаем поднимать всю конструкцию. Один человек держась за веревку, страхует треугольник висячих стропил от падения. Остальные, поднимая конструкцию, устанавливают ее на строго отведенное для этого место.
После того, как пара висячих стропил установлена на свое место, ее закрепляют при помощи временных подкосов. Далее проводится сборка и монтаж остальных стропильных треугольников.

После того, как все пары висячих стропил установлены на свое место и выверены все расстояние, можно производить крепление стропил к мауэрлату. После этого можно монтировать остальные элементы стропильной системы, крепить обрешетку и укладывать кровельный «пирог».

Видео по теме:

Виды конструкций висячих стропил

Выделяют пять типовых конструкций стропил висячего типа:

Треугольные трехшарнирные арки

Висячие конструкции с затяжкой создаются в виде замкнутого треугольника. В подобных системах стропила работают на изгиб, в то время как затяжка будет работать на растяжение. В этом случае наименьшая высота конькового прогона должна составлять не меньше 1/6 части общей длины арочного пролета. Устройство таких конструкций применяется для мансардных чердаков, при этом затяжка берет на себя функции чердачного перекрытия. Для сокращения изгибающего момента упор концов стропильных ног осуществляется с некоторым смещением (эксцентриситетом) по отношению к их продольным осям.

Трехшарнирные треугольные арки с подвеской или бабкой

Если длина пролета оказывается больше 6 метров, использование цельного бруса становится довольно проблематичным, при этом очень часто случается значительный прогиб из-за веса самой затяжки. В таких случаях затяжка подвешивается к коньку. Что касается подвески, если она изготавливается на основе дерева, то называется бабкой, а в тех случаях, когда материалом служит железо — тяжем. Требуемую длину затяжки обеспечивают посредством состыковки элементов намного меньшего размера. Их закрепляют на хомуте подвески с помощью прямого или косого срубов и болтов.

Самой частой ошибкой, допускаемой в процессе устройства подвески, является ее инсталлирование согласно схеме стоек при упоре на карнизный узел и затяжку. Основой принципа работы подвески является растяжение, а стойки – сжатие. По этой причине нижняя часть подвески (бабки) не должна доходить до затяжки. Подвеска (бабка) подвешивается на карнизный угол и прикрепляется к затяжке с помощью накладок из дерева, болтов, гвоздей.

Трехшарнирные треугольные стропильные арки с приподнятой затяжкой

Висячие стропила с затяжкой приподнятого типа устраиваются в тех случаях, когда планируется переделать чердачное помещение в мансарду. В схемах подобного типа крепление затяжки осуществляется не в нижней части стропильных ног, а передвигается вверх, причем по мере продвижения и увеличения высоты расположения затяжки возрастает сила оказываемого на нее растягивающего напряжения. В мансардных помещениях подобные затяжки выполняют функцию балки перекрытия потолка и не несут на себе никакой полезной нагрузки. Посредством установки подвески такие затяжки защищают от провисания.

Трехшарнирные треугольные арки с ригелем

В подобных схемах нижним опорным узлом является является неподвижная шарнирная опора (не ползун).

Стропильную ногу делают с врубкой в мауэрлат. Посредством такой меры повышается степень устойчивости всей арки. В подобных схемах приподнятые затяжки меняют направление своей работы (это уже не растяжение, а сжатие) и носят название “ригели”.

Трехшарнирные треугольные арки с подкосами и подвеской

Увеличение длины стропил приводит также к увеличению их прогиба. Чтобы предупредить возникновение прогиба, производится подпорка стропил подкосами. Поскольку в случае висячих стропил нижней части подкосов некуда упираться (в этом их отличие от наслонных), они упираются в бабку. В результате образуется достаточно прочная конструкция с системой круговой передачи нагрузок: стропильные брусы оказывают давление на подкосы, которые в свою очередь подвергают растягиванию подвеску, а подвеска притягивает верхнюю часть стропил и коньковый элемент вниз, подкосы же сжимаются стропилами.