Стропила для крыши: как сделать своими руками, устройство, монтаж стропильной системы

Устройство стропильных систем

Висячая стропильная система

Разновидности висячих стропил.

Основные элементы несложной конструкции такого типа:

стропильная нога;
мауэрлат;
дополнительные связи.

Основным признаком висячих стропил является возникающий между ними распор. Они имеют только две точки опоры (на стены здания) и работают на изгиб и сжатие. Такая стропильная система создает сильную горизонтальную распирающую нагрузку, часть которой передается стенам. Для уменьшения такого усилия у основания стропильных ног необходим монтаж затяжки, которая одновременно будет служить и балкой перекрытия. Чем выше от внешних стен она находится, тем больше сечение и надежней крепление такая балка должна иметь. Также для таких целей следует использовать укрепленный железобетонным поясом мауэрлат.

В процессе устройства получается стропильная ферма виде треугольника. В случае образования слишком большого пролета она может иметь дополнительные связи. Вверху висячие стропильные ноги можно соединить встык или вполдерева. В большинстве случаев применяются такие деревянные стропильные конструкции при наличии пролетов до 9 м. Уклоны для крыш под такой вид стропильной конструкции рекомендуется назначать в пределах 25º…45º.

Схема крепления стропил к мауэрлату.

Преимущества использования висячих стропил:

высокая жесткость конструкции;
несложный монтаж для пролетов до 9 м;
простая схема расчета конструкции;
отсутствие сложных узловых соединений в системе.

Висячие стропила в большинстве случаев применяются для жилых домов с двускатной крышей, нежилых зданий (1-3 этажа), имеющих свободную планировку верхнего этажа либо с отсутствием каркаса или внутренних несущих продольных стен.

Наслонные несущие системы

Наслонная стропильная конструкция устанавливается в домах, имеющих среднюю несущую стеновую перегородку или столбчатые промежуточные опоры. Стропила в данном случае будут представлять собой наклонные балки, которые пятками упираются в наружные несущие стены, а опорой для верхушки служит коньковый прогон. В свою очередь коньковый прогон поддерживается вертикальными стойками, упирающимися на внутреннюю несущую стену.

Именно такое устройство позволяет этим элементам работать только на изгиб. Если при монтаже образовался слишком большой пролет, тогда дополняют подкосы, горизонтальные затяжки и дополнительные ветровые связи.

Разновидности наслонных стропил.

Основным преимуществом данного вида стропильной системы является ее облегченная конструкция, независимо от ширины дома, так как требуется гораздо меньше пиломатериалов. Кроме того, она считается и наиболее долговечной, так как находится в условиях постоянного сквозного проветривания. Такой фактор препятствует возможному ее загниванию. Монтаж наслонной системы может быть выполнен с лежнем, с подкладками и со шпренгелями под стойку.

Деревянные стропильные системы включают следующие элементы:

стропильные ноги;
мауэрлат;
коньковый прогон;
лежни (подкладки либо шпренгели);
стойки;
подкосы;
распорки.

Рассмотрим подробнее значение каждого элемента для стропильной конструкции.

. Основными частями в системах такого типа являются стропильные ноги, принимающие на себя основные нагрузки и далее распределяющие их на наружные и внутренние опоры. Устанавливаются они при длине пролета от 4,5…6 м и выполняются из бревен, диаметр которых равен 18…20 см. При наличии дополнительной опоры можно увеличить ширину перекрытия до 12 м, а двух – до 15 м.

Пример закрепления узла опирания стойки.

У таких брусьев обычно стесывается верхний кант, что облегчает монтаж обрешетки. Чаще всего на изготовление стропильных ног подбираются доски, имеющие размер 6х22 см. Но более точные размеры сечений определяются с помощью специальных формул или таблиц. В среднем они соответствуют:

Бревно – d 12 см.
Пластины – d/2 – 14/2 см.
Доски – 4х15.

Для прочности соединения используются болты, нагели и скобы, а также зуб и пластины из металла. Чтобы избежать попадания осадков на нижнюю часть стропильной системы, осуществляется монтаж отвесов. Технологический процесс установки кровли предполагает ее вынос за границы внешних стен на 50 см. Карнизный отвес должен быть не менее 550 мм.

Все опорные поверхности должны быть горизонтальными, в противном случае может возникнуть распор или нога начнет сползать. Ни в коем случае нельзя делать врезку в мауэрлат и прогон, так как происходит ослабление бруса и прогона, что способствует загниванию при попадании влаги в эти места.

https://youtube.com/watch?v=52Oid8iAZEg

Материалы для стропил и их соединения

Стропила из досок и брусьев Стропила изготавливают из брусьев или досок. Для этого обычно используют древесину хвойных пород. Толщина доски должна быть не менее 40-60 мм.

Причем все деревянные конструкции не должны иметь изъянов виде сучков и трещин, хорошо просушенные. Так как бревна имеют большой вес, то многие кровельщики не советуют их применять.

А вот стропила из досок удобно монтировать и они имеют небольшой вес. Работать с таким материалом можно даже самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.

Большинство специалистов не рекомендуют делать соединения на гвоздях, предпочтительнее саморезы, но даже если Вы решили работать гвоздями, то не забывайте применять вкладыши и накладки.

Со стойками
С подкосами.
Со стойками и подкосами одновременно.

Рассмотрим, как правильно сделать стропила. В зависимости от величины пролета между наружными стенами нужно использовать:

доски для стоек и стропил использовать;
брус 10х10 см – для оформления конькового прогона;
мауэрлат и лежень можно изготовить из бревен, отесав их на два канта или же из такого же бруса (10х10мм).

Оформляя коньковый узел важно к прогону и к мауэрлату прибить с помощью больших гвоздей специальные хомуты, выполненные из стальной полосы. Можно обойтись и без стальных хомутов, но тогда придется применить скрутки из толстой проволоки (с диаметром6 мм)

Можно обойтись и без стальных хомутов, но тогда придется применить скрутки из толстой проволоки (с диаметром6 мм).

Как сделать правильно стропила для каменного или кирпичного дома? На кирпичную или каменную кладку укладывают непрерывный мауэрлат.

Укладка непрерывного мауэрлата на каменную кладку

Для того чтобы его надежно закрепить, рекомендуем поставить отрезок бруса или бревна (около 50 см) под каждую стропильную ногу. А затем при помощи хомутов закрепить к металлическим крюкам, их нужно предварительно установить ниже мауэрлата на 30 см.

Как правильно делать стропила в брусчатых или рубленых деревянных домах? В деревянных постройках стропила укладывают на верхний венец стены.

Закрепляют при помощи хомутов, которые прибивают ко второму венцу. Стропильную дощатую ферму можно обустроить с пролетами (6-8 см) или при помощи ригеля.

Обустраиваем конструктивные элементы ферты так:

Одинарную затяжку с помощью досок, толщина которых, как и на стропилах.
Для двойной затяжки можно использовать доски чуть тоньше (более40 мм).
Для накладок и ригеля применяйте доски с толщиной30 мм.

Разберемся в не менее важном вопросе: как правильно собрать стропила, обеспечив жесткость крыши в разных направлениях? Если стропильная ферма имеет необходимую жесткость, то этого вполне достаточно для продольного направления. А вот, для того чтобы крыша смогла противостоять ветровым нагрузкам, необходимо в поперечном направлении установить пару диагональных связей, причем в каждом ее скате

А вот, для того чтобы крыша смогла противостоять ветровым нагрузкам, необходимо в поперечном направлении установить пару диагональных связей, причем в каждом ее скате.

Технология возведения

Материалы для устройства кровли

Как я отметил выше, вальмовая крыша вполне может быть построена самостоятельно. Но чтобы каркас ее был надежным, необходимо подобрать материалы с достаточной несущей способностью.

Для предварительного проектирования можно использовать готовые чертежи с проставленными размерами

Как правило, параметры стропил рассчитываются, исходя их таких параметров как площадь основания кровли, высота конька и угол наклона. Но для уменьшения трудозатрат можно воспользоваться и готовыми цифрами, приведёнными в таблице:

Иллюстрация	Элемент/материал для изготовления
	Мауэрлат. Брус сосновый от 100х150 мм.
	Стропила накосные. Доска сосновая 50х150 или 5х200 мм.
	Стропила промежуточные и нарожники. Доска сосновая 50х150 мм.
	Стойки, подкосы, затяжки и другие детали. Брус 50х100 или доска 50х150 мм.
	Обрешетка. брус 40х40 или 50х50 мм; доска толщиной от 30 мм; фанера или ориентированно-стружечная плита (ОСБ) от 20 мм.
	Металлические накладки для усиления соединений.
	Крепеж. шпильки 10-15 мм для мауэрлата; саморезы; скобы; гвозди.
	Пропитка для древесины.
	Кровельная гидроизоляционная мембрана.
	Теплоизоляционный материал.
	Кровельный материал: металлочерепица; битумная черепица; профнастил и т. д.

Поскольку стропильная система вальмовой крыши — это основа всей конструкции, то и материалы для нее нужно отбирать очень придирчиво. Древесина для стропил, конька и других элементов должны быть сухой, ровной, без повреждений и червоточин. Кроме того, после закупки ее нужно досушить, а затем обработать проникающими пропитками, которые предотвратят гниение материала.

Древесину обязательно обрабатываем антисептиком — так каркас кровли прослужит в разы дольше

Что касается утепления, то оно весьма желательно — большая площадь скатов приводит к повышенным теплопотерям. В качестве теплоизоляционного материала я бы рекомендовал использовать маты на основе минеральной (базальтовой) ваты. Да, цена у них достаточно высокая, но малая теплопроводность и хорошая паропроницаемость делают вложение вполне оправданным.

Делаем стропила вальмовой крыши

Крыша своими руками сооружается по стандартной технологии: сначала делается каркас, потом он утепляется и гидроизолируется, а затем поверх гидроизоляции укладывается кровельный материал. Но если все финишные операции выполняются по типовым схемам, то при постройке каркаса есть и свои особенности.

Как сделать стропильную систему — расскажу и покажу в таблице:

Иллюстрация	Этап работы
	Установка мауэрлата. На верхнюю часть несущих стен укладываем деревянный брус, пропитанный антисептиком. Под брус подкладываем слой рубероида или гидроизоляционную мембрану. Для фиксации используем либо анкеры, либо шпильки с резьбой, которые предварительно вмуровываем в кладку.
	Установка конькового прогона. На вертикальных стойках закрепляем коньковый брус. Фиксируем конструкцию диагональными стропилами со стороны вальм. Угол наклона стропил должен соответствовать углу ската кровли.
	Монтаж накосных стропил. Выполняем установку диагональных стропильных ног. Для этого нижний край доски крепим к мауэрлату на углу, а верхний — фиксируем на коньковом брусе, используя металлические накладки.
	Монтаж промежуточных стропил. Стропильные ноги выравниваем, выставляем с выбранным шагом и закрепляем на мауэрлате. Верхние края каждого стропила обрезаем и фиксируем на коньковом прогоне.
	Монтаж нарожников. Короткие стропила также закрепляем на каркасе: нижнюю часть ставим на мауэрлат, верхнюю срезаем по диагонали и подгоняем к плоскости накосного стропила.

На фото — каркас вальмовой конструкции, готовый к установке обрешетки

Готовая стропильная система вальмовой кровли служит основой для дальнейших работ — монтажа обрешетки, утепления, гидроизоляции и т. д.

Как монтировать стропила на двускатную кровлю

Когда все элементы подготовлены и выбран тип стропильной системы можно приступать к ее возведению. Но прежде необходимо провести некоторые подготовительные работы. В первую очередь нужно приготовить все нужные инструменты. Для работы вам понадобится стандартный набор плотника.

Также позаботьтесь о крепежных принадлежностях. Установка стропил на двухскатной или любой другой крыши проводится с использованием гвоздей. Но ими одними обойтись будет трудно. Чтобы усилить места крепления обязательно применяйте металлические планки, уголки и другие приспособления.

Также следует предварительно обработать все деревянные элементы специальными пропитками. Этот материал «боится» влаги, плесени и огня. Чтобы продлить срок службы новой двухскатной крыши, все ее деревянные элементы обрабатываются.

Установка стропил двухскатной крыши своими руками проводится следующим образом:

Первым делом проводится установка фронтонных ферм. При этом крепление делается временным. Это необходимо для того, чтобы выровнять сами фермы относительно стен дома.
Следующий шаг будет натягивания шпагата или веревки. Это делается между фронтонным фермами в трех местах. Первая веревка натягивается на уровне конька, а две остальные на уровне крепления стропил к мауэрлату. После этого, при помощи строительного уровня проверяется горизонтальность их горизонтальность.
Фронтальные фермы стропил двухскатной кровли должны быть строго выверены. Для удобства можно к торцовой стене дома прибить доску. По ней фермы выравниваются в вертикальной плоскости.
Как только фронтальные фермы выставлены их нужно закрепить «капитально». Для этого можно воспользоваться разными способами, в зависимости от выбранной стропильной системы.
Для удобства дальнейшей работы на мауэрлате отмеряются места, где следует установить остальные стропила двухскатной крыши. При этом выверяется выбранный шаг.
После разметки мауэрлата производится сборка и установка стропильных пар. В работе, в качестве ориентира, используются ранее натянутые веревки. Лучше всего производить сборку ферм на самой крыше, а затем устанавливать их на своих местах.
Если стропила длинные, то их нужно укрепить. Для этого применяются подпорки. Нижней частью они упираются в стойки или стяжки, а вверху крепятся к самим стропилам.

Видео по теме:

После того, как все стропила двухскатной кровли установлены на своих местах, можно приступать к дальнейшим работам. Для большей надежности каждое место крепления нужно дополнительно укрепить. Для этого используются металлически пластины, уголки и стальная проволока. После возведения стропильной системы монтируется обрешетка, укладывает гидроизоляция, кровельный материал и доборные элементы. На этом работы по возведению двухскатной крыши можно считать законченными.

Из чего состоит система висячих стропил

Система подобного типа имеет несколько составных элементов. И ознакомиться с ними нужно обязательно, чтобы понимать назначение каждого из них и не запутаться в понятиях.

Висячие стропила с затяжкой

Таблица. Составляющие элементы системы.

Элемент	Описание
Стропильные ноги или стропилины	Это – основа системы. Именно благодаря им получается сформировать форму крыши, скаты. Создаются они из бруса (либо доски) сечением 50х150, 100х150 мм и ставятся с шагом около 60-120 см. Выбираемые размеры и шаг напрямую будут зависеть от параметров крыши, ее конструктивных особенностей, рассчитываемой нагрузки.
Конек	Место, где производится соединение двух скатов крыши. Обычно имеется дополнительная коньковая балка.
Затяжки	При помощи этих элементов, представляющих горизонтально расположенные между стропилинами балки, производится стягивание и усиление стропильных ног. За счет затяжек происходит компенсация нагрузки, испытываемой стропильными ногами.
Ригель	Своего рода затяжка, которая располагается возле конька крыши. Выполняется из очень прочного бруса, так как испытывает колоссальный уровень нагрузки.
Мауэрлат	Брус, который устанавливается на верхнюю часть несущих стен, на него опираются стропила. Помогает распределять вес всей кровли по периметру здания, что дает возможность фундаменту и стенам испытывать нагрузку равномерно. Для изготовления применяется брус сечением 100х100 или 150х150 мм. Интересно, что он может использоваться не всегда – некоторые типы крыш обустраиваются и без него.
Бабка	Элемент, который устанавливается под коньком кровли и предназначен для поддержки длинной затяжки.
Стойки и подкосы	Эти детали конструкции используются для строений, которые имеют слишком большие пролеты между несущими стенами. Необходимы для поддержки стропил, обеспечивая им минимальную нагрузку на изгиб, то есть не позволят им прогнуться и провиснуть.

Деревянная стропильная система

Способы фиксации профиля

Самый надежный способ фиксации металлических профилей – аргоновая или углекислотная сварка. Сварные швы, созданные в защитной газовой среде, обладают достаточно высокой прочностью и долговечностью. Правильное выполнение сварочных работ позволит исключить вероятность случайного разрушения металлического каркаса односкатной кровли.
В качестве крепежных элементов при отсутствии сварочного оборудования можно использовать болты, клепки или крабы

Болтовое соединение имеет важное преимущество – в процессе фиксации элементов можно с высокой точностью контролировать усилие затяжки, особенно при наличии динамометрического ключа. Для предотвращения люфтов и самопроизвольного ослабления болтовых соединений также необходимо применять металлические шайбы или контргайки.
При использовании клепок регулировать прочность креплений невозможно: их просто заклепывают до упора

Кроме того, такой способ фиксации неудобен при последующей разборке каркаса – например, если сооружение необходимо снести, модернизировать или переместить.
Краб-системы применяются при сооружении относительно легких конструкций. Их уместно использовать для соединения труб диаметром/шириной до 25 мм.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: монтаж с висячими стропилами

Стропильная система, оснащенная висячими стропилами, представляет собой треугольную конструкцию, где стороны — стропила, а основание — затяжка, соединенная с нижними пятками стропилин.

Монтаж стропильного каркаса висячего типа может обойтись без установки мауэрлата: доска, которую закрепили на двухслойную гидроизоляцию может его заменить.

Если конструкция имеет большой пролет, то к ней крепят подкосы, бабки, ригели.

Стойки в висячей системе не предусмотрены.

Затяжки

Затяжка является самой длинной балкой каркаса кровли. Чтобы предотвратить ее провис, необходимо крепить бабки — доски, которые крепят к вершине конструкции с одной стороны, а к затяжке — с другой. Крепят болтами или накладками из дерева. С помощью резьбовых хомутов можно регулировать провисающую затяжку.

Устройство стропильной системы

Подкосные балки

Стропила

Стропила висячей конструкции монтируются подобно наслонной. При установке мансард затяжку устанавливают ближе к коньку, обеспечивая большее пространство под потолок. Затяжка в таком случае крепится путем врубки с болтовым закреплением.

ВНИМАНИЕ!
При монтаже висячей системы обязательным условием монтажа является точность расчетов и прочность стропил и затяжки.

Наличие погрешностей приводит к смещению осей элементов системы, что обеспечивает перекос конструкции.

Как установить стропила для двускатной крыши вам подскажет это фото:

Установка стропил

Висячие стропила

Проектирование (чертежи) и необходимые расчеты

Для того чтобы сделать четырехскатную крышу, необходимо правильно произвести расчеты и установить основные параметры кровли

Наиболее важно определить ее площадь, т.к. она определяет эксплуатационные нагрузки, размеры и количество стропил, угол наклона скатов, от которого зависит высота крыши

Для возведения четырехскатной кровли обязательно разрабатываются детальные чертежи. Без знания точных размеров всех элементов кровли невозможно свести их в единое целое. Лучше всего создать 3D модель по специальной компьютерной программе. С ее помощью будут определены точные размеры всех деталей.

Расчёт площади

Общая площадь кровли складывается из площадей 4-х скатов. В расчетах используются формулы для равнобедренных треугольников и прямоугольников.

В шатровой крыше общая площадь кровли составит S=4Sc=4(аха/2cosA)/2 =аха/cosA, где:

а – длина стены дома,
А – угол наклона скатов.

В вальмовой крыше общая площадь складывается из 2-х треугольников и 2-х трапеций: S=2(b+c)h/2 +2ah/2sinA = h(b+c)+ah/sinA, где:

а – ширина дома,
b – длина дома,
с – длина конькового прогона (конька),
h – высота крыши над перекрытием,
А – угол наклона треугольного ската.

При расчете необходимо учесть длину свеса, который формируется со всех сторон кровли. Для этого к расчетной площади надо прибавить 3-5% в зависимости от длины свеса.

Расчет сечения стропил

Полный расчет стропильной системы достаточно сложен. Он учитывает все эксплуатационные нагрузки, длину стропил, угол наклона ската, шаг установки, реакции опор и другие факторы.

Самостоятельно проводить его не всегда возможно, а потому рекомендуется пользоваться строительными нормами.

Выбор сечения стропил основывается на прочностных свойствах материала с учетом коэффициента запаса порядка 0,8. В целом, расчет вальмовой кровли во многом аналогичен расчету двухскатной крыши.

Рекомендации по выбору сечения стропил с учетом некоторых факторов сведены в табл.1.

Таблица 1. Сечение стропил вальмовой четырехскатной кровли:

Длина стропила, м	Размеры стропил, мм	Шаг установки стропил, м
брус (спаренная доска)	Бревно, диаметр
До 3	80х100 90х100 90х160	100 150 160	1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2
3- 4	80х160 80х180 90х180	160 180 190	1,1 – 1,4 1,4 – 1,7 1,7 — 2,2
4- 5	80х200 100х200	200 200	1,1 – 1,4 1,4 – 1,8
5- 5,8	100х200	200	1,1 – 1,5
До 6,5	120х220	240	1,1 – 1,4

Длина стропила не превышает 6,5 м. При необходимости получения большей длины приходится делать сращивание и вводить дополнительные упрочняющие элементы.

Выбор угла наклона

Угол наклона скатов выбирается, исходя из снеговой и ветровой нагрузки, применяемых кровельных материалов и размеров чердачного помещения (мансарды). Он может колебаться в широких пределах – от 5 до 65°.

Для регионов со значительной снеговой нагрузкой необходим угол 45-65°. Причем при наклоне 60% нагрузку от снега можно вообще не учитывать, т.к. он не накапливается на крыше.

Однако с увеличением наклона повышается парусность сооружения, что снижает сопротивление ветру. Эту нагрузку можно не учитывать при угле менее 25°в. Для регионов, где возможны сильные ветра, наклон не должен превышать 45-48°.

С учетом свойств различных кровельных материалов и особенностей их наложения рекомендуются такие углы наклона:

мягкие, рулонные материалы – от 5 до 20°;
шифер, металл, асбесто-цементные листы – 12-65°;
керамическая черепица – 22-60°.

Важно также учитывать, что с увеличением угла наклона ската увеличивается высота крыши, а значит, и расход материалов. В каждом конкретном случае следует искать оптимальное соотношение между размером чердачного помещения и затратами на материалы

Шаг стропил

Расстояние между стропилами или шаг их установки зависит от эксплуатационных нагрузок, а также размеров сооружения и самих стропил

Важное значение имеет вес кровельного материала. Кроме того, учитываются размеры элементов кровли или ширины рулонов мягких материалов

Минимальные шаги необходимы для шифера, металла, черепицы. Они устанавливаются в пределах 0,6-0,8 м. При укладке мягкой кровли шаг увеличивается до 1,4-1,6 м.

В заключение

Возведение дома своими силами, тем более возведение крыши, является весьма серьезной и ответственной задачей. Как правило, подобные работы, если нанять мастеров, стоят больших денег, поэтому каждому хочется сэкономить, причем значительные средства. На самом деле, при желании, а также наличии некоторых элементарных навыков работы с деревом, это абсолютно доступно для каждого. Тем более что потребуется минимальный набор строительных инструментов, а также помощник, без которого никак не обойтись.

Второй вариант монтажа применим и в том случае, если площадь крыши небольшая. Монтируя сразу все элементы на месте, можно обойтись без подъемных механизмов, хотя времени на весь процесс может уйти значительно больше.