Особенности разных видов стропильных систем

В последнее время появляется все больше разнообразных домов с оригинальными крышами, в которых использованы разные виды стропильных систем.

Перед частным застройщиком, который в них разбирается, лежит большое многообразие возможностей. Если же не разбираться в особенностях стропил, то можно ограничить себя в выборе.

Особенности крыш в строительстве

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

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

В некоторых случаях нижняя часть стропил связывается горизонтальными подстропильными балками.

Кровельные системы должны достигать двух основных задач:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Теперь на каркасе закрепляют обрешетку из досок или бруса.

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

Материалы для изготовления стропил

Большая ошибка выбирать отдельно конструкцию кровли (двускатная, многощипцовая, мансардная и так далее), кровельный материал (металлочерепица или керамическая черепица, цементно-асбестовый или еврошифер, ондулин или фальцевое покрытие) или материал стропил.

Выбор должен основываться на всех факторах в совокупности с учетом особенностей, которые будут работать не только на эстетическую привлекательность, но и на долговечность крыши без ремонта.

В качестве материалов для стропил наиболее широко используются два основных варианта:

1. металл – профильная труба с небольшой толщиной стенок;
2. древесина – брус хвойных пород различного сечения.

На выбор металла в качестве материала стропил влияют три основных условия. Во-первых, если кровля имеет большой вес, например, из натуральной керамической черепицы или традиционного шифера.

Во-вторых, если крыша отличается сложной геометрией, то металл позволяет реализовать ее проще и точнее. В-третьих, если перекрываемые пролеты отличаются значительной длиной.

Металлические стропила монтировать сложнее деревянных, и делают это лишь в том случае, когда необходима большая жесткость конструкции.

Видео:

При сооружении металлических стропильных систем используется сварка, что делает работу более дорогостоящей и трудоемкой.

В отличие от металла деревянные стропила монтируются относительно просто. Их можно заказывать на специализированных предприятиях, которые доставят заготовки для стропильной системы на строительную площадку либо непосредственно на месте.

Конструкция стропил не устанавливается непосредственно на стены строения, необходим еще один элемент стропильной системы – мауэрлат.

Это элемент кровельной системы, который представляет собой брус (бревно), уложенное по периметру наружной стены для изготовления деревянного кровельного каркаса.

Если стропильная система из металла, то мауэрлат изготавливается из металлических элементов – швеллера, двутавра и других подобных.

Без мауэрлата каждое стропило будет создавать повышенную нагрузку на здание в точки их соприкосновения, а мауэрлат равномерно распределяет нагрузку на площадь всей стены. Второе его назначение – создавать сцепление между конструкциями крыши и стен.

Мауэрлат монтируется на некотором расстоянии от внешнего края стены и прочно к ней крепится болтовыми соединениями.

Жестко фиксированная конструкция мауэрлата вкупе с прочным креплением стропил обеспечивает надежность крыши и здания в целом.

Нижняя поверхность конструкции из древесины гидроизолируется, один из вариантов – несколько слоев рубероида.

Без гидроизоляции дерево постепенно начнет гнить из-за скопления конденсата, образованного при разнице температур дерева и материала стены.

И металлические, и деревянные стропила должны обеспечивать наибольшую жесткость, которая достигается также за счет использования определенных геометрических форм – трапеций и треугольников.

Обработка дерева для стропильной системы

Трудно найти более экологичный материал, чем древесина, но ее натуральность влечет за собой ряд проблем.

Основные из них при строительстве кровельных каркасов – склонность к гниению и высокая воспламеняемость.

Последняя характеристика особенно высока у хвойных пород древесины, которые чаще всего используются для стропильных систем, что связано с высоким содержанием смол.

Вот почему каждый миллиметр поверхности бруса должен пройти два вида обработки:

1. антибактериальным составом, который предотвращает размножение микроорганизмов, участвующих в процессе гниения;
2. противопожарной (антипиретической) пропиткой. Она не способна сделать материал полностью негорючим, но существенно отодвигает момент воспламенения, обеспечивая время на тушение огня.

Даже если вы приобретаете уже обработанную древесину, а во многих случаях так и случается, новые спилы все равно нуждаются в пропитке. В противном случае они станут слабыми местами всей конструкции.

Подверженность древесины разрушению волокон и утрате прочностных характеристик вследствие гниения или возгорания зависит в том числе и от преобладающего типа климата.

В регионах с повышенной влажностью выше опасность гниения древесины, а в засушливом жарком климате прежде всего стоит опасаться пожара.

С учетом всех этих факторов и следует выбирать пропитки, которых на современном рынке достаточно большое количество.

Антибактериальные составы могут защищать от различных типов микроорганизмов, включая различные виды грибка.

Многие производители предлагают универсальные составы, защищающие древесину одновременно от биологических и огневых факторов риска, что упрощает обработку.

Видео:

При выборе пропиток важно учитывать их безопасность. Широко распространенные в прошлом медный купорос и бихромат калия не только изменяют цвет древесины, но и достаточно токсичны.

Составы можно наносить кистью или распылять. В последнем случае важно учитывать тип пульверизатора – большая часть наносимого состава из бюджетных пульверизаторов не попадет на обрабатываемую поверхность, поэтому необходимо нанести несколько слоев.

Одно из преимуществ металлических стропильных систем в том, что они в специальной обработке не нуждаются.

Типы кровельных каркасов

Все стропила делятся на три большие группы: наслонные, висячие и висячие фермы со шпалами.

Висячие стропила – те, чья опора приходится исключительно на стены постройки.

Эта разновидность используется в тех случаях, когда расстояние между противоположными стенами строения, на которые опираются стропила, не больше 6.5 метров. Каркас этого типа крепится на балки скобами или анкерными соединениями.

Устройство наслонных стропил предполагает, что их концы опираются на стены здания, а средняя часть – на промежуточные внутренние опоры.

При этом пролеты между отдельными опорами составляют минимум 4.5 метра. Одна дополнительная опора дает возможность увеличить расстояние, покрываемое стропильной системой, до 12-ти метров, а при двух опорах оно возрастает до 15-ти метров.

Средняя опорная балка устанавливается на центральную несущую стену здания или на специально оборудованные для этой цели колонны.

Только так можно перекрыть большие пространства широких зданий и при этом не создавать повышенную нагрузку.

В конструкции висячих ферм со шпалами затяжки (поперечные деревянные брусы или железобетонные стержни в основании стропильной системы) заменены шпалами.

В результате чердачное помещение под кровлей получается более просторным. С помощью ферм можно перекрывать пролеты не шире 8.5 метров.

Схема расположения любой стропильной системы предполагает расстояние стропильных ног до дымоотвода не меньше, чем 40 см.

Особым типом кровельных каркасов являются мансардные стропила. Мансарда позволяет увеличить используемую площадь здания за счет подкровельного пространства.

Все виды мансардных крыш предполагают наличие углов в верхней части конструкции, за счет которой увеличивается полезная площадь мансарды.

Отсюда и особенности мансардных стропильных систем, которые предполагают сочетание наслонных и висячих стропил для одной крыши.

При планировании наслонных стропил мансардной кровли возможны три различных варианта:

1. опора на мауэрлат;
2. вынос стропил за границу стен здания – мауэрлат не монтируется, кровельный каркас устанавливается на балки, которые крепятся к основанию анкерами или проволочными скрутками;
3. опора на каркас – нижняя часть устанавливается одним из указанных выше способов, отличие в верхней части: каркас помещения будущей мансарды служит опорой для стропил.

Выбор среди этих трех вариантов делает владелец дома, но только с учетом расчетов и рекомендаций опытного мастера.