Как установить стропила на сруб – особенности технологии

Деревянный сруб из бревна или бруса – традиционная для территории России постройка, которая может использоваться в качестве жилого дома или бани. Процесс сборки такого жилища происходит согласно выверенным веками технологиям, поэтому оно получается теплым, уютным и комфортным для жизни. Особого внимания заслуживает такая технологическая операция как налаживание стропильного каркаса, от прочности которого зависят защитные качества кровли. В этой статье мы расскажем, как правильно крепить стропила к срубу, чтобы они выдержали вес даже самого тяжелого кровельного материала, но не деформировались при усадке древесины.

Функции и виды

Стропильной системой называют каркас крыши, совокупность опорных элементов, которые во взаимосвязи придают ей форму, уклон и значительную несущую способность. «Костяк» кровли изготавливают из сухой, прочной древесины, обработанной антисептическими препаратами, или металлического профиля. Он служит основой для крепления кровельного покрытия, а также равномерно распределяет нагрузку между несущими стенами. Чтобы перекрыть сруб, используют стропила следующих видов:

• Висячие. Висячие стропила имеют всего одну точку опоры – на мауэрлат, свободным концом ноги они упираются друг друга, образуя трехшарнирную треугольную арку. Такая конструкция применяется, если сруб внутри не предусматривает несущих стен, на которые можно установить стойки. Висячая стропильная система испытывает нагрузку на распирание, поэтому она включает в себя разного рода затяжки, компенсирующие это напряжение. Стропила такого типа отличаются массивностью и сложностью монтажа.
• Наслонные. Наслонные стропила обладают двумя точками опоры – мауэрлат и коньковый прогон, который поддерживают вертикальные стойки. Такая конструкция может использоваться, только если внутри сруб имеет как минимум 1 несущую стену или ряд колонн, на которые можно разгрузить конек. Наслонная стропильная система испытывает нагрузку только на прогиб, потому монтировать ее проще.

Обратите внимание! Сруб изготавливается из натурального строительного материала – древесины, обладающей уникальными свойствами. После сборки конструкции начинает выравниваться влажность дерева, поэтому она дает усадку в течении первых 3-5 лет эксплуатации. Самые значительные изменения размеров происходят в первый год службы, поэтому крепление стропил рекомендуется выполнять только по прошествии этого времени.

Способы крепления

Крепление стропил к деревянному срубу – технологически сложный процесс, от правильности выполнения которого зависит прочность, целостность и долговечности кровли. В работе нужно учитывать, что дерево в процессе высыхания оседает, поэтому геометрия строения изменяется. Кроме того, этот материал подвергается термическому расширению, поэтому слишком жесткое крепление стропил на сруб вызывает деформации. Существует два типа креплений стропильных ног:

Подвижные. Подвижными креплениями стропил называют специальные «ползуны», изготовленные из металла. Благодаря им, стропильные ноги не испытывают нагрузку на прогиб, а также реагируют на малейшие температурные колебания, подстраиваясь геометрию сруба. Ползуны позволяют крепить стропильную систему до окончания усадки дома без риска деформации.

Важно! Деревянный сруб обладает уникальной способностью «дышать», он сам регулирует влажность в помещении, поэтому не имеет жестко фиксированных размеров. Подвижные крепления, откликающиеся на усадку стен и термическое расширение материала – оптимальный вариант фиксации стропил к срубу.

Способы сборки

После полной усадки деревянного сруба мастера приступают к налаживанию стропильного каркаса и возведению кровли. Этот процесс кропотливый и сложный, особенно если выполнять ту задачу в одиночку. Существует 2 способа установить каркас на мауэрлат:

• Установка готовых стропильных ферм. Эта технология заключается в сборке стропильных ферм «на земле» и дальнейшем подъеме их на место установки в готовом виде. Поднять массивные и тяжелые конструкции требуется специальная техника (автовышка, кран или трактор). Таким способом устанавливают наслонные стропила, которые весят меньше.
• Сборка ферм «на высоте». Если конструкция стропильной системы отличается большим весом и размером, а в распоряжении строителей нет специальной техники, то фермы собирают прямо на месте. Недостатком этой технологии считают сложность и неудобство производства работ.

Учтите, что опытные мастера редко пользуются технологией установкой готовых стропильных ферм, так как она не позволяет выполнять точную подгонку элементов, хотя значительно экономит время.

Последовательность работ

Главные факторы качества стропильного каркаса – точность расчетов высоты конька и длины стропил и детальное следование технологии производства работ по возведению кровли. Чтобы крыша хорошо защищала сруб от проникновения атмосферных осадков, необходимо выполнять крепление стропильных ног следующим образом:

1. Сначала нужно взять ровные доски из древесины хвойных пород без трещин или сучков. Для увеличения срока службы стропильных ног они обрабатываются антисептическим средством и антипиреном. Чтобы снизить расход пропитки, лучше острогать древесину.
2. Затем изготавливают шаблон стропильной ноги, который служит образцом для производства остальных стропил.
3. Сначала устанавливают первую и последнюю стропильную пару, а затем натягивают между ними шнурку, чтобы выровнять остальные стропила.
4. Крепят остальные стропильные пары, подрезают концы ног, чтобы они были ровными, а затем устанавливают обрешетку.

Опытные мастера рекомендуют контролировать правильность крепления стропильных ног с помощью строительного уровня, чтобы крыша была ровной, без перекосов.

Стропильная система мансардной крыши – конструкция, расчет и монтаж

Как говорят опытные строители, мансарду можно обустроить в доме, была бы крыша. Вид крыши влияет, насколько эта мера увеличит полезную площадь, комфортно ли пользоваться этим помещением и работы какой сложности потребуются. Распространёнными видами крыш для обустройства жилого подкровельного помещения считают двускатную я прямыми и ломанными скатами.

Стропильная система мансардной крыши конструируется таким образом, чтобы освободить пространство в центре, где высота потолков достигает приемлемой высоты, разместив основную массу опорных элементов по краям. Эта статья расскажет, из чего состоит каркас кровли, как выбрать оптимальный вариант конструкции и правильно выполнить монтаж.

Виды стропильных систем

Приступая к конструированию стропильной системы для мансардной крыши, обращают внимание на планировку дома. Исходя из видов опор, выбирают подходящий вариант устройства:

1. Наслонная. Такой тип стропильного каркаса походит для домов, в которых посредине проходит несущая перегородка. Тогда вес конструкции кровли распределяют между ней и внешними стенами сооружения. Это необременительный и рациональный способ организации каркаса, но он подходит, если расстояние между наружными стенами и внутренней опорой не превышает 7 м.
2. Висячая. Этот тип применяют тогда, кода внутри нет несущих перегородок или колонн, которые используют, чтобы перенести на них вес крыши. Висячие стропила опираются на мауэрлат и коньковый прогон. Для крыш площади до 50 кв. м, с маленьким весом крыши применяют простейшую конфигурацию, состоящую из стропильных ног и горизонтально расположенной затяжки. Чтобы перекрыть сооружение крупного размера, эту конструкцию укрепляют стойками, схватками, подкосами. Эти элементы повышают устойчивость крыши, но «съедают» полезную площадь мансарды. Допустимое расстояние между стенами сооружения для висячих стропил составляет 14 м.
3. Комбинированная. Смешанный тип стропильной системы используют, когда в доме вместо несущей перегородки посередине устанавливаются опорные колонны. Получается, что часть стропил можно облокотить на колонны, а остальные смонтировать как висячие. Этот способ довольно часто применяют для обустройства мансардных крыш, так как он позволяет использовать меньше вспомогательных элементов, снижая нагрузку на фундамент и не загромождая подкровельное помещение.

Обратите внимание, что устройство мансарды необходимо запланировать на этапе создания проекта, потому что тип, вес и конструкция стропильной системы необходимы для расчета фундамента. Если решение о возведение мансардной крыши возникло на финальном этапе строительство, необходимо пересчитать массу дома с учетом новых данных, чтобы проверить выдержи ли фундамент дополнительную нагрузку, особенно если на участке сложный грунт и маленькое расстояние между поверхностью и грунтовыми водами.

Расчет элементов стропильной системы

По строительным нормам помещение называют жилым, если высота от пола до конька не менее 2,5 м и присутствуют источники естественного света, то есть окна. Потому, главный параметр мансардной крыши, который необходимо рассчитать – угол наклона ее скатов. Загвоздка в том, что, если заложить небольшой уклон, то высота потолков в мансарде будет ниже дозволенной правилами. А, если сделать крытые скаты, крыша получится очень тяжелой, дорогой и неустойчивой. Поэтому используется ломанный тип крыши, скаты которой меняют уклон, ее верхние стропила имеют острый угол 30 градусов, а нижние – 60 градусов.

Важный этап проектирования мансардной крыши – расчет величины сечения элементов стропильной системы. Проще всего узнать рекомендованный размер в справочных таблица с рассчитанными значениями, которые учитывают длину, расстояние между соседними элементами, вид и качество материала. Однако, если крыша нестандартного размера необходимо выполнить расчет, основанный на вычислении суммарной нагрузки от веса кровли, которая ложится на стропильную систему. Схема расчета также учитывает временные нагрузки в виде массы выпавшего снега, которые отражаются в климатическом коэффициенте, характеризующим характер погоды в месте строительства.

Для создания стропильной системы мансардной крыши используют древесину, однако не во всех случаях это целесообразно, так как, чтобы стропила справлялись с нагрузкой, приходится увеличивать сечение используемых пиломатериалов, что еще больше увеличивает вес конструкции. Чтобы вырваться из этого замкнутого цикла, необходимо отказаться от дерева в пользу стропил большей прочности из металла.

Конструкция стропильной системы

Составные части стропильного каркаса мансардной крыши ничем не отличаются от конструкции других видов скатных крыш. В него входят:

• Мауэрлат. Основание крыши, своего рода фундамент, который берет на себя вес крыши и распределяет по периметру опорных стен. Его изготавливают из бруса размером 150х150 мм или толще. Установка мауэрлата выполняется с помощью анкерных болтов или шпилек, вмонтированных в армобетонный пояс. Межу поверхностью стены и брусом прокладывают гидроизоляционный слой или обрабатывают его битумной мастикой. Очень важный момент крепежа заключается в расчете мест установки шпилек, расстояние между ними выбирают так, чтобы не попасть под стропильные ноги.
• Стропила. Это элементы стропильной системы, которые формируют уклон крыши. Верхушка стропильной ноги закрепляется на коньковый брус, а низ – на мауэрлат или стойку, если речь идет о верхних стропилах ломанной крыши. Ноги изготавливают из досок 50х150 мм или 100х150мм. Расстояние между ними называют шагом, оно варьируется от 50 до 120 см в зависимости от веса кровельного материала. Взаиморасположение и сечение стропильных ног описывает схема стропильной системы, облегчающая монтаж.

В большинстве случаев элементы стропильной системы выполняют из древесины высокого качества. Чтобы избежать деформацию в процессе эксплуатации, ее необходимо высушить до влажности 15-18%, обработать антисептической пропиткой глубокого проникновения и антипиреном, если вы планируете вывод дымохода на крышу.

Последовательность сборки

Сборку стропильной системы лучше выполнять с помощью опытного мастера, так как даже поднять тяжелые, длинные брусья проблематично. Не рекомендуется заниматься монтажом в дождь и снег, так как влажность древесины за время работы увеличится. Обычно процесс сборки выглядит следующим образом:

1. В первую очередь выполняют монтаж мауэрлатного бруса на верхнюю обвязку стен. Кстати, функции этого элемента в бревенчатых и брусовых постройках выполняют верхние венцы, усиленный с помощью скоб.
2. Следующий этап монтажа – установка балок перекрытия. Их крепят на мауэрлат или на выступы в стене. Существует два метода укладки балок перекрытия – с выносом или без выноса. Если перекрытия монтируют первым способом, то они выносятся за периметр дома для формирования свеса так, чтобы расстояние между концом балки и стеной было 50-100 см.
3. Устанавливают вертикальный стойки, определив середину балки перекрытия и отступив от нее равные промежутки. Расстояние между стойками соответствует ширине бедующей мансарды.
4. На стойки с помощью металлических уголков закрепляют затяжки. Получается, что каждая пара стоек образует конструкцию в виде буквы п.

Надежность стропильной системы мансардной кровли зависит, в первую очередь, от правильности расчетов, поэтому, если вы не уверены в своих инженерных способностях, лучше использовать типовой проект, созданный профессиональным архитектором.