При возведении малоэтажных конструкций необходимо правильно подбирать стропильные конструкции. Основное их предназначение — формирование прочного каркаса для закрепления кровельного материала, а также образование угла наклона для скатов крыши, обеспечивающих надёжный отвод атмосферных осадков. Стропила могут быть изготовлены из различных материалов и иметь разные виды конструкций, которые необходимо правильно подбирать в зависимости от типа возводимого объекта, количества атмосферных осадков в регионе, прочности основания и эстетических функций фасада.
Как выбрать материал для стропил?
Материал для стропильной системы выбирается из принципа обеспечения высокой прочности конструкции и простоты его монтажа. Наиболее распространённым является дерево с сечением от 50х100 мм до 150х100 мм, которое выбирается с учётом нагрузки на основание и технических особенностей кровельного материала.
Дерево перед применением в стропильных системах должно быть высушено в специальных сушилках, а затем отобрано с учётом минимального количества дефектов, таких как трещины и сучки. Для того чтобы стропила из дерева смогли прослужить достаточно долго их необходимо обработать водоотталкивающими средствами, пропитками против влияния насекомых и бактерий, а также составами, которые снижают уровень воспламеняемости.
Применение древесины также оправдано с точки зрения её минимального теплового коэффициента расширения и использования в качестве обрешётки деревянных досок. То есть материал кровли будет надёжно и прочно закреплён и его не покоробит при резких перепадах температур. Но при этом необходимо обеспечить оптимальные условия для защиты от конденсации и попадания на них влаги.
Другим не менее популярным материалом для изготовления стропил является сталь. На её основе изготавливают металлические балки или профиля, которые, а отличие от древесины, не подвержены воздействию вредителей и грибка. Кроме того, при необходимости создания безопорного крепления (висячая конфигурация) для стропил стальная конструкция позволит создать большие пролёты с прочностью в несколько раз выше.
Стальные системы необходимо тщательно теплоизолировать, поскольку они имеют хорошую теплопроводность и в зимнее время являются источником холода. Дополнительно потребуется качественная гидроизоляция в виде наносимого слоя грунтовки и краски, которые позволят предотвратить образование коррозии.
При использовании стальных конструкций одновременно с деревянной обрешёткой потребуется изолировать их место контакта. Это связано с одним из свойств древесины выделять и впитывать влагу, в результате чего она при пониженной влажности воздуха будет отдавать влагу, а сталь — ржаветь.
Виды стропильных систем
Конструкция стропил может быть висячей или наслонной. Основным отличием висячей системы является отсутствие нескольких опор для одной балки стропил. То есть крепление выполнено только на мауэрлат. В результате этого создаётся значительная нагрузка на стены, а также на скаты. Поэтому дополнительно устанавливают под коньком распорки. Это существенно снижает усилие на растяжение и изгиб. Чем выше стропильная система и, соответственно, угол наклона скатов, тем большее сечение балок и креплений. Обычно в таких случаях делают мауэрлат из брёвен или бруса, который закрепляется на стальные штыри к стенам.
Соединение стропил выполняется в форме треугольника. Из-за ограничения максимальной нагрузки возможно покрытие крыши с расстоянием между двумя параллельными стенами до 9 м. Оптимальные наклоны скатов допускаются в пределах от 25° до 45°.
Основными преимуществами стропил висячего типа являются:
- Простота конструкции и лёгкость реализации.
- Минимальная нагрузка на основание.
- Отсутствие промежуточных и узловых креплений.
- Подходят для оборудования чердачного помещения.
- Минимальный расход стройматериалов.
Наслонные системы предназначены для установки в зданиях с большой площадью и установленной несущей средней балкой. В конструкцию входят следующие элементы: стропила, мауэрлат, коньковая балка, стойки под коньковую балку, подкосы и распорки. То есть её реализовать намного сложнее, чем висячую конструкцию. Однако при этом возможно существенно снизить минимальный угол наклона скатов вплоть до 7-80, а также увеличить максимальную нагрузку.
Длина пролётов может составлять от 4 до 6 м. Диаметр брёвен выбирается из расчёта минимального сечения в 180 мм. При установке дополнительных опор и распорок возможно уменьшение диаметра бревна до 150 мм, а длину одного ската увеличить до 15 м. Для упрочнения конструкции применяют стальные скобы и металлические пластинки с креплением на саморезы или гвозди. С целью защиты основания от попадания влаги появляется сделать отвесы с длиной до 500 мм.
Типы наслонных стропил
Наслонные стропила могут быть выполнены распорными и безраспорными. Безраспорные применяются в тех случаях, когда требуется снизить давление на стены дома. Виды стропил наслонного типа бывают следующие:
- Стропила упираются в мауэрлат при помощи специальной врезки зубом. Дополнительно выполняется подшивка брусками и укрепление проволокой для более надёжной фиксации положения.
- Низ стропильной ноги крепится на подвижное соединение на мауэрлат или бруски с выполнением жёсткой фиксации верхней части на болты, гвозди или другим способом на коньковый прогон.
- Установка стропил с жёстким креплением к коньковому прогону.
Распорные стропила позволяют создавать такие конструкции, которые будут передавать распирающие усилия стенам здания. Тип монтажа от безраспорного отличается выполнением крепления стропильных ног к мауэрлату неподвижным способом. То есть он представляет собой нечто среднее между наслонным типом стропил и висячим.
Описание стропильных элементов
Стропила крепятся на мауэрлат, который укладывается на верхнюю часть обвязки стен. Между ними должен быть уложен гидроизоляционный слой, защищающий обвязку от попадания влаги. Для существенного упрочнения крепления используют анкера или стальные штыри с нарезанной резьбой, которые затягиваются на гайки и прижимаются шайбами.
В верхней части крепления стропил друг к другу устанавливают коньковый прогон. Он может либо находиться в висячем положении, либо закреплён к вертикальным опорам. Основное его назначение — увеличение прочности стропильной системы и обеспечение крепления для конька крыши. Торцевые части прогона могут выходить на торцевые стенки здания при формировании двускатной крыши.
Коньковый прогон существенно увеличивает вес конструкции, однако при этом снижает сдвиговые и деформационные напряжения в стропилах. Чтобы обеспечить оптимальное соотношение прочности к весу необходимо провести соответствующие расчёты. Наиболее оптимальными считаются диаметры брёвен от 200 до 260 мм, а брусья — с размерами более 180х180 мм.
Как выбрать стропильную систему?
Выбор стропильной системы осуществляется на основе следующих критериев:
- Конструкция напрямую зависит от выбора типа кровли.
- Учитывается материал стен и особенности крепления мауэрлата.
- Рассчитываются общие нагрузки на фундамент и подбирается материал для стропил.
- Прочность конструкции определяется исходя из требований кровельного материала к монтажу, а также его технических характеристик.
