Ремонтируем и строим жильё самостоятельно
"Не боги горшки обжигают"
Поиск по сайту

  адапт небоскреб Rem

Статьи про устройство и монтаж крыш и перекрытий >> Устройство стропильных ферм - разновидности, особенности конструкций и крепления деталей

Устройство стропильной конструкции крыши (стропильных ферм)

Делимся с друзьями и коллегами

Крыши бывают скатные и плоские, важнейшим несущим элементом скатной крыши являются стропилы или стропильные фермы.

В этом материале изложена информация о вариантах устройства основы для крыши - стропильной системы, которая обычно состоит из стропильных ферм (отдельных жёстких конструкций, являющихся основой для всей конструкции крыши).

Напомним традиционное устройство крыши современных частных домов.

Основные компоненты несущей конструкции крыши – стропильные фермы, обрешётка и кровля.

Кровля - это самая наружная часть крыши, непосредственно контактирующая с окружающей средой.

Обрешётка, состоящая обычно из брусков и досок перпендикулярно прикрепленных к стропильным фермам, является опорой для кровельных материалов (шифер, рубероид, черепица и так далее).

Стропильные фермы

На изображении готовая конструкция стропильных рам, цифрами обозначено: 1 - стропило, 2 - затяжка, 3 - мауэрлат, 4 - коньковый прогон, 5 - дополнительный прогон под стойками и подкосами, 6 - подкосы, 7 - стойка.

Стропильные фермы в сборе

В основе стропильной фермы лежит треугольник, как наиболее жёсткая и экономичная конструкция. Он состоит из 2 стропильных ног (это верхний пояс фермы, на который укладывается обрешётка) и затяжки (нижний пояс, который опирается на стены). Стропильные ноги верхними концами соединяются с коньковым прогоном. Нижние концы стропильных ног крепятся на наружные стены дома. Стропилы или стропильные фермы надо обязательно устанавливать строго вертикально.

Простые стропильные фермы, состоящие из верхнего и нижнего пояса, выдержат только лёгкую кровлю. Если планируется использовать тяжёлые кровельные материалы надо использовать основательные строительные фермы, снабжённые дополнительными внутренними подпорками (подкосами, стойками, схватками).

Варианты стропильных ферм для разных домов

В начало

На фото изображено: 1 - висячая ферма однопролётного дома с расстоянием между стенами 4 - 6 метров, 2 - ферма с подкосами при расстоянием между несущими стенами 6 - 9 метров, 3 - ферма для однопролётного дома шириной более 8 метров, 4 - наулонная стропильная ферма с несущей стенной внутри дома, 5 - ферма для мансардной крыши.

Варианты конфигурации стропильных ферм

Стропильные фермы изготавливаются исходя из формы крыши и предполагаемых нагрузок (обустройство чердачного помещения, ветровая и снеговая нагрузка).

Самую простую конструкцию висячих стропильных ферм используют на однопролётных домах (дома только с наружными несущими стенами). Ширина таких домов не должна превышать 6 метров. При такой планировке дома вполне достаточно чтобы стропильные фермы опирались только на стены без промежуточных опор. Конструкция в таком случае самая простая: 2 стропильные ноги, затяжка и пара подкосов. Элементы конструкции между собой соединять можно гвоздями или шурупами с помощью двухсторонних угловых накладок (дощечки толщиной 25 миллиметров или металлическая планка с отверстиями).

Если ширина однопролётного дома превышает 6 метров, тогда необходимы фермы с дополнительными подкосами. О такой конструкции так же надо подумать, если зимой наблюдается большая снежная нагрузка.

При пролётах более 8 метров между вершиной фермы и затяжкой устанавливают «бабку» - вертикальную подпорку.

Если необходимо сделать крышу для двухпролётного домика со средней несущей стеной, то используют наклонные стропильные фермы. Они имеют 3 опоры: края опираются на наружные стены, а средняя часть на внутреннюю стену.

При ширине здания около 10 метров достаточно одной дополнительной опоры, если же ширина приближается к 15 метрам, тогда для надёжности нужны 2 опоры. Верхние концы стропильных ног для простоты соединяются внахлёст, можно для крепости использовать угловые металлические накладки. Нижние концы стропил крепятся к опорным брускам (мауэрлатам) размером 100 на 100 миллиметров.

Мауэрлаты делают из целых бревен, обтёсанных на два канта, но часто используют и обрезки длинной 60 – 70 сантиметров. В середине фермы устанавливается средняя стойка, на которую опирается вершина фермы.

Для мансардных крыш необходимо делать фермы специальной конструкции. Они могут опираться на внутреннюю стену (для двухпролётных строений) или только на наружные (для однопролётных домов). Особенностью мансардных ферм является наличие междуэтажного перекрытия вместо затяжки. Такая конструкция нужна, так как нижний пояс служит основой для пола мансардного помещения.

В вершине стропильной конструкции крыши укладывается прогон, служащий основой будущему коньку крыши. Коньковый прогон можно сделать из бревна с большим сечением или сколотить из двух досок толщиной 50 – 70 миллиметров.

Ориентировочное расстояние между стропильными фермами – 1 метр. На крышах с уклоном более 45 градусов расстояние можно увеличить до 1,4 метра. Если дом находится в районе с обильным снежным покровом 0,6 – 0,8 метра.

План расположения стропильных ног зависит от конструкции крыши и расположения опорных стен.

Стропильные фермы можно изготавливать самостоятельно, но во многих городах есть фирмы, которые могут их изготовить на заказ по индивидуальным размерам.

Расчёт стропильных ферм

В начало

Материалом для стропил служит круглый лес диаметром 15 - 20 сантиметров или доска толщиной 40 - 60 миллиметров.

Толщина досок или брёвен для изготовления стропильных ферм, а также их количество рассчитывается исходя из удельной нагрузки которую будут испытывать фермы во время эксплуатации.

Сечение стропил в зависимости от их длины и нагрузок можно узнать из табличных данных, но предварительно надо подсчитать нагрузку на 1 метр длины стропил. Удельная нагрузка на 1 метр стропил Рудельная нагрузка определяется умножением удельного веса крыши (вместе со снеговой нагрузкой) на коэффициент, зависящий от расстояния между стропилами Красстояние между стропилами.

Приведём пример вычислений, ориентируясь на которые можно узнать информацию для собственного строительства.

Допустим мы имеем такие исходные данные:

1. вес снегового покрова Рснегового покрова = 100 кг/м2 (ориентировочная цифра для средней полосы России)

2. уклон крыши 30° градусов

3. кровля сделана из волнистых асбестоцементых листов

4. длина стропильной ноги до упора 3,5 метра

5. расстояние между стропилами 1,2 метра.

Расчёт коэффициента снеговой нагрузки

На изображении: расчёт коэффициента снеговой нагрузки

Считаем снеговую нагрузку на крышу Р снеговая нагрузка = Рснегового покрова × К, где Рснегового покрова = 100 кг/м2, К - коэффициент зависящий от уклона кровли, в нашем случае он равен 0,8. Подставляем исходные цифры в формулу Р снеговая нагрузка = 100 × 0,8 = 80 кг/м2.

Коэффициент (К) давления снега на крышу, зависящий от угла наклона кровли, рассчитывается исходя вот из этих данных: если угол А < 25°, то коэффициент равен 1, если угол А > 60°, то коэффициент равен 0.

Вес конструкции и кровли Рконструкции = 60 кг/м2. Подсчитывая вес конструкции и кровли можно ориентироваться вот на эти данные.

Материал для кровли Вес 1 м2 не утеплённой крыши (учитывается материал кровли, обрешётка и стропилы) в кг.
Мягкая рулонная кровля (толь. рубероид) 35 - 40
Асбестоцементные волнистые листы 35 - 40
Черепичная ленточная 60

Общая удельная нагрузка на 1 м2 крыши Рудельная нагрузка = Рснеговая нагрузка + Рконструкции = 80 + 60 = 140 кг/м2.

Удельная нагрузка на 1 м. длины стропил равна общей удельной нагрузки, умноженной на коэффициент, зависящий от расстояния между стропилами, то есть Робщая нагрузка = 140 × 1,2 ≈ 170 кг. на 1 метр длины.

Зная общую нагрузку на стропила (170 кг на 1 метр) и свободную длину стропил в горизонтальной проекции (3,5 метра), подбираем сечение стропил исходя из данных таблицы.

Сечение стропил в зависимости от их длинны и испытываемой нагрузки

Диаметр бревна, см Сечение стропил, см Длина стропил, см
Высота досок или брусьев при их толщине, см При удельной нагрузке на 1 м/кг длина стропил
4 5 6 7 8 9 10 75 100 125 150 175
12 18 17 16 15 14 13 12 4,5 4 3,5 3 2,5
14 20 19 18 17 16 15 14 5 4,5 4 3,5 3
16 - 21 20 19 18 17 16 5,5 5 4,5 4 3,5
18 - - 22 21 20 19 18 6 5,5 5 4,5 4
20 - - - 23 22 21 20 6,5 6 5,5 5 4,5
22 - - - - 24 23 22 - 6,5 6 5,5 5

Способы крепления деталей в деревянных стропильных фермах

В начало
Стандартная стропильная рама

На изображении: компоненты стропильной рамы

Надёжность крыши во многом зависит от правильного соединения частей стропильных рам. Способы крепления для стропил из брёвен отличаются от крепления стропильных ферм из досок.

Крепление деревянных элементов крыши осуществляется с помощью металлических пластин, скоб, болтов, затяжек, гвоздей и путём врезки и склеивания.

На изображение цифрами обозначено: 1 - зуб, 2 - гнездо под зуб, 3 - подстропильный брус, 4 - стойки оконного проёма, 5 - поперечина оконного проёма, 6 - скобы, 7 - ригель, 8 - металлические косынки.

Правильное соединения деталей стропильных рам из брёвен

Стропильные фермы, брёвна, крепление

На изображение обозначено: а - стропильная нога, б - стена, в - подкосы, г - скобы, д - лежень, е - кобылка, ж - гидроизоляция из рубероида.

Соединяя стропильные фермы используйте болты - это увеличивает жёсткость и долговечность конструкции.

Правильное соединения деталей стропильных рам из досок

Стропильные фермы, доска, крепление

На изображение обозначено: а - стропильная нога, б - стена, в - подкосы, д - лежень, з - накладки, к - мауэрлат.

Уход за деревянными стропилами

В начало

Правильно сделанная крыша прослужит долгие годы, но у деревянных стропильных ферм есть два основных врага:

1. гниение из-за попадания влаги;

2. повреждение дерева паразитами.

Для того чтобы избежать проблем надо соблюдать вот эти условия эксплуатации кровли:

1. регулярно осматривать чердак, и если обнаружена даже малейшая течь быстро её устранять;

2. обрабатывать древесину специальным антисептиком для устранения разного рода паразитов;

3. выполнять регулярную вентиляцию крыши.

Более всего подвержены загниванию мауэрлаты и концы стропильных ног. Если обнаружен повреждённый участок, его надо полностью удалить и вставить вкладыш из новой древесины.

Дополнительные статьи с полезной информацией

Варианты формы и строения крыши для частного дома

Крыша в доме может иметь самое разное строение и чтобы она максимально выполняла свои функции и при этом материально не разорила застройщика надо заранее проектировать и обдумывать данный элемент дома. Читать далее...

Описание современных кровельных материалов

Строение крыши и кровельный материал надо выбирать исходя из климатических условий, предполагаемых периодов использования строения, а также материальных возможностей застройщика. Читать далее...