Как устроена стропильная ферма щипцовой крыши

Функциональность, надежность и конструкционная простота щипцовой крыши делают ее доступной для самостоятельного строительства даже начинающему застройщику. В данной статье будет детально рассмотрена стропильная ферма крыши с двумя уклонами: ее разновидности, конструктивные детали и правила выполнения расчетов.

Стропильная ферма щипцовой крыши

Традиционная щипцовая крыша собой представляет две наклонные плоскости, находящиеся в форме равностороннего треугольника. Стропильная ферма – это кровельный каркас, созданный из между собой связанных элементов опоры. В зависимости от возможных нагрузок, воздействующих на крышу постройки во время эксплуатации, каркасные элементы могут изготавливаться из металла либо дерева.

Назначение системы стропил

Стропильная ферма щипцовой крыши решает три главные задачи:

1. Придание скатам кровли нужного наклонного угла, который дает возможность держать самые большие для этой местности снеговые и нагрузки ветра, позволяет свободному сходу воды и снега с материала для кровли.
2. Одинаковое распределение нагрузок на каркас строения, создаваемых весом пирога кровли, гидрометеорами, ветром.
3. Создание основания для крепежа тепловой изоляции материала для кровли. Узлы системы стропил крыши с двумя уклонами с кровлей делают пространство, защищающее постройку от потерь тепла и попадания влаги.

Правильно спроектированная стропильная ферма должна держать очень большие нагрузки, которые могут превосходить 500 кг/м 2 .

Собственно поэтому все расчеты, которые связаны с подбором материала, сечения и шага установки стропильных ног, советуем доверить специалистам, которые имеют разрешение и навык в выполнении аналогичных работ.

Как уже выше говорилось, разрез двускатные конструкции крыши собой представляет равнобедренный треугольник. Горизонтальная поверхность треугольника опирается на поверхности стены постройки. Наклонные плоскости – это не что иное, как скаты крыши. Наклонный угол скатов сформировывается углом между кровельным основанием и ее коньком.

Важные конструктивные детали

Для простоты понимания этой конструкции рассмотрим важные элементы системы стропил крыши с двумя уклонами:

1. Стропила – важные элементы конструкции каркаса, посредством которых создается нужный Наклон плоскостей крыши. Плоскости, получившиеся стропильными брусами считаются основанием для монтажа настила.
2. Мауэрлат – это компонент конструкции опоры, который фиксируется к верхнему торцу стен с внешней стороны постройки. Мауэрлат для щипцовой крыши дает возможность максимально равномерно разделить массу конструкции кровли.
3. Затяжки собой представляют поперечные каркасные элементы, объединяющие в единый узел попарно размещенные стропильные системы. Главное назначение затяжек – увеличения жесткости всей системы.
4. Лежни находятся параллельно подстропильным брусьям и связывают между собой затяжки. В качестве опоры они применяют верхний торец несущих внутренних стен. Назначение – распределения влияний на стропильную ферму.
5. Перекрывающей балки, монтируются между подстропильными брусьями и лежнем. Служат основой для крепежа пола в помещении чердака и потолка помещений постройки. Балки монтируются на затяжки.
6. Коньковый прогон связует между собой верхние части стропильных ног. Такой элемент конструкции используется в большинстве схем строительства системы стропил.
7. Боковой прогон – добавочная конструктивный компонент, поддерживающий стропильные системы и снимающий с них часть нагрузки.
8. Стойки (бабки) важные конструктивные детали системы усиления каркаса, которые принимают на себя некоторые нагрузки от прогонов.

Не во всех схемах используются подсобные конструкции – кобылки – обеспечивающие создание свеса карниза крыши при нехватке длины стропил.

Кровельный каркас может быть представлен в виде трех узлов:

1. Каркасная рама – база для крепежа слоя теплоизоляции и материала для кровли. Устанавливается на стропильные системы. Стропила нижним концом опираются на подстропильные брусья, верхним – на подстропильную систему
2. Главная стропильная ферма, созданная в форме смонтированного стропильного бруса.
3. Подстропильная система собой представляет конкретный набор сопутствующих элементов каркаса: прогоны и стойки. При увеличении длины пролета, применяют дополнительные конструктивные детали – подкосы. Среди специалистов в ходу второе название подкосов – «подстропильные ноги». независимо от названия, главная задача таких элементов – поддерживать боковые прогоны. Одним концом подкос упирается в стропильный брус, вторым – в лежень. Подкосы стропильных ног играют важнейшую роль в каркасе крыши – предохраняют деформацию стропильной ноги и намного увеличивают ее несущую способность.

Особенности конструкции и виды систем стропил для крыши с двумя уклонами

Стропила являются важным элементом любого каркаса щипцовой крыши. В зависимости от геометрии и размера кровли, все другие конструктивные каркасные элементы могут не использоваться или применяться частично при его возведении.

По установочному способу ног, схема системы стропил крыши может быть:

• наслонного типа;
  
• висячего типа.
  

Важное условие установки наслонных стропильных ног обустройство хорошей опоры в нижней и верхней части. В качестве опоры верхней части выступает горизонтальный коньковый узел стропильной крыши. Край в низу стропильных ног упирается в мауэрлат или в венец который находится в верху сруба.

Строительство наслонной системы стропил разрешается при расстоянии между фронтонами не более шести метров. При большем расстоянии требуется увеличить систему стойками в вертикальном положении, с упором в лежень, разместившийся на верхней части переходной стены.

На рисунке ниже показаны наслонные стропильные системы: конструкция и узлы, входящие в такую стропильную ферму.

Висячие стропильные системы упираются «пятками» в затяжку. Сверху стропила упираются «друг в дружку». Эта конструкция собой представляет отдельный модуль в форме равнобедренного треугольника, который в обстановке рабочих называется стропильной системой. Такая конструкция работает на распор, но затяжки гасят этот процесс, передавая на поверхности стены постройки вертикально направленную нагрузку.

Важные схемы и типы крепления системы стропил висячего типа

Существует множество вариантов конструкций висячей системы стропил, среди них самые популярные всего три:

1. Треугольная трехшарнирная. Стропильная конструкция собой представляет традиционный треугольник, верхние стороны которого испытуют нагрузки на изгиб, нижняя (затяжка) гасит растяжение. Для соединения компонентов узла применяется лобовая врубка с одинарным или двойным зубом.
   
2. Треугольная трехшарнирная с поднятой затяжкой. Эта схема прекрасно подходит если понадобится создания мансарды жилого типа. Поднятая затяжка повышает нагрузку системы стропил на растяжение, что обеспечивает одинаковое распределение нагрузки на подстропильные брусья. Крепление затяжки к стропильной ноге выполняется методом врубки «полусковороднем».
   
3. Треугольная трехшарнирная с бабкой и дополнительными подкосами. Эта конструкция используется для снижения нагрузки на прогиб стропильные системы. Затяжка в подобной системе опирается на хомут бабки, нивелируя растяжения благодаря подтягиванию книзу конькового узла, который, со своей стороны, действует на подвес сжимая стропильные системы.
   

Безраспорные и распорные стропила наслонного типа

Из бревен и дома из бруса переносят плохо нагрузки, которые действуют на распор стен снаружи.

В подобных вариантах практикуется безраспорная стропильная ферма щипцовой крыши, которая предусматривает две точки опоры для каждой стропильной ноги:

1. Часть находящаяся внизу скосом упирается в мауэрлат. Длина скоса не должна быть больше сечение балки.
2. Верхняя часть опирается на коньковый прогон.

Спецификой этой конструкции считается жёсткое крепление стропил между собой сверху. Для крепежа стропильной ноги к мауэрлату применяется метод подвижного соединения с помощью стальной пластичной пластины.

При сооружении системы стропил щипцовой крыши используют и распорные конструкции, которые считаются нечто средним, между висячими и наслонными стропильными системами. Распорное крепление стропильных ног крыши с двумя уклонами предполагают изменение в конструкции крепежа стропил к мауэрлату с подвижного на жёсткое. Такие схемы используются исключительно в домах с толстыми капитальными поверхностями стен с жёстким креплением мауэрлата. Стропильные системы в подобной конструкции нижними частями упираются в стенки, верхними – друг в друга. Коньковый прогон применяется, но ощутимой роли в жесткости каркаса не играет. Для уменьшения распорных нагрузок в конструкцию включают схватку.

Чтобы увеличить надежность каркаса крыши используют ветровые связи стропильной кровли, задача которых передача нагрузок ветра на несущие стенки конструкции и оснащения пространственной жесткости крыши. Для создания вертикальных ветровых связей системы стропил устанавливают подкосы у любой стойки. Часть находящаяся внизу данных компонентов конструкции опирается на лежень.

Правила самостоятельного расчета системы стропил

При самостоятельном расчете системы стропил требуется определить правильное сечение бруса исходя из воздействующих на нее постоянных и не постоянных нагрузок, включающих в себя:

1. Множество материалов кровельной и системы стропил.
2. Давление ветра и осадков атмосферы.

К регулярным нагрузкам относятся масса обрешетки и покрытия для кровли. Выбирая материалы нужно брать во внимание, что давление на каркас не должно быть больше 50 кг/м 2 . Нагрузка снгега на каркас равна весу снега, помноженному на показатель, который зависит от угла уклона скатов.

Сечение стропильной ноги зависит от шага. Чем меньше расстояние между стропильными системами, тем меньше сечение бруса. Для простоты понимания рекомендует познакомиться с таблицей зависимости длины, шага и сечения стропил.

Высота конька зависит от уклона крыши. Хороший для сброса осадков угол 35 — 45°. В регионах с сильной нагрузкой ветра применяют уклон крыши от 20 до 45°.

При разработке системы стропил щипцовой крыши лучше применять сухой брус хвойных пород 1-3 категории. Для ригелей и затяжек применяется сосна или лиственница 1 сорта. Для стропильных ног, подстропильных брусьев, стоек и прогонов используется материал не ниже 2 сорта. Все другие каркасные элементы можно создавать из дерева 3 сорта.

Стропильная ферма щипцовой крыши дома из сэндвич-панелей — видео