Виды стропильных систем крыши — их устройство и конструкция

Виды стропильных систем крыши — их устройство и конструкция

Кровельные конструкции – один из сложнейших в проектировании, монтаже узлов жилого сооружения. Кровля первой принимает на себя «удар», защищая дом от осадков, ветра и холода, поэтому от ее герметичности, долговечности, качества зависит комфорт всех домочадцев. Основа надежной крыши – стропильная система, которая придает конструкции форму, задает оптимальный уклон, а также служит для крепления гидроизоляционного материала. Состав и взаимное расположение элементов каркаса зависят от конфигурации кровли. В этой статье мы расскажем, какие виды стропильных систем бывают, а также чем они отличаются друг от друга.

Виды стропильных систем

Все существующие конструкции скатных крыш можно поделить на следующие виды:

Виды стропильных систем

Далее подробно рассмотрим устройство всех видов систем.

Вариант 1: односкатные

Односкатные кровли наиболее простые, так как все их стропильные ноги расположены в одной плоскости. Соответственно, они не имеют конька. Как правило, угол наклона ската небольшой — от 5 до 15 градусов.

Односкатные кровли имеют наиболее простую конструкцию

Для обеспечения уклона чаще всего одну стену делают выше противоположной. В результате кроме самих ног каркас имеет лишь мауэрлат.

Последний представляет собой брус, который укладывается на стены, и равномерно распределяет на них нагрузку от крыши. Мауэрлат имеют все виды скатных крыш, поэтому далее упоминать его не буду.

Если все стены строения одинаковой высоты, каркас имеет дополнительные элементы:

  • Стойки. Устанавливаются на одной стене и уклон ската;
  • Прогон. Балка, которая крепится к стойкам. На нее и угадываются стропила. Правда, иногда балка не используется, в результате чего под каждую ногу устанавливают свою стойку;

Односкатная кровля может быть укреплена стойками и подкосами

Если длина пролета, т.е. расстояние между несущими противоположными стенами превышает 5 метров, конструкция имеет дополнительные укрепляющие элементы:

  • Промежуточные стойки. Подпирают отдельные стропила или прогоны. Могут устанавливаться как на несущие стены, так и на балки перекрытия;
  • Подкосы. Представляют собой опоры, расположенные под углом. Они могут передавать нагрузку от стропил на внутренние несущие стены, балки перекрытия или наружные стены.

Щипцовые кровли содержат два ската и фронтоны на торцах

Вариант 2: двускатные

Двускатные, или щипцовые, системы помимо мауэрлата и стропильных ног содержат следующие элементы:

  • Стропильные фермы. Представляют собой два соединенные в коньковом узле ответных стропила, образующих треугольник;

Каркас двускатной кровли

  • Коньковый брус. Это прогон, который соединяет все фермы в коньковом узле. Зачастую на него опираются ноги. Правда, иногда двускатную конструкцию делают вообще без прогона, в результате чего фермы соединяются только обрешеткой;

Коньковый прогон соединяет все фермы

  • Затяжка, ригель. Горизонтальная балка, которая соединяет две ответные ноги. Благодаря ей уменьшается распорная нагрузка на наружные стены.

Торцы двухскатной крыши образуют фронтоны, которые обычно зашиваются досками. Как и все остальные скатные системы, каркас может иметь стойки и подкосы.

Надо сказать, что в зависимости от варианта установки укрепляющих элементов, конструкция может иметь висячие или наслонные стропила. Последние подразумевают установку подкосов и опор на несущие внутренние элементы здания, т.е. стены или колонны.

Схема устройства висячих систем

Висячими стропилами называются ноги, которые опираются только на наружные стены. Правда, иногда они тоже укрепляются опорами и подкосами, но последние устанавливаются либо на затяжки, либо на балки перекрытия, которые также висят в воздухе.

Вальмовые кровли состоят из трапециевидных и треугольных скатов

Вариант 3: четырехскатные

Четырехскатные кровли бывают нескольких типов. Наиболее сложными являются вальмовые, которые представляют собой комбинацию щипцовой и шатровой крыши. Их стропильная система состоит из следующих элементов:

  • Ферм. Устроена абсолютно так же, как и фермы щипцовых крыш;

Схема устройства вальмовой кровли

  • Накосные (коньковые) стропила. Это угловые ноги, которые относятся как к боковым скатам, так и торцевым, т.е. вальмам;
  • Нарожники. Представляют собой промежуточные ноги, которые устанавливаются на мауэрлат и опираются на накосные стропила;
  • Центральные ноги. Стропила, которые располагаются по центру треугольных скатов. В отличие от нарожников, они опираются на торец конькового прогона.

Зачастую каркасы делают полувальмовыми. От вальмовых они отличаются наличием небольших фронтонов у конька, которые обычно занимают третью или даже четвертую часть вальмы.

Схема устройства полувальмовой кровли

Для обустройства таких фронтонов, между стропилами крайних ферм устанавливаются усиленные ригели, или опорные доски, на которые опираются нарожники. При этом пространство от ригеля до конька зашивается досками.

Фронтоны частного дома можно украсить смотровыми окнами. Они сделают чердак светлее, а также обеспечат вентиляцию подкровельного пространства.

Схема устройства вальмовой кровли

Что касается шатровых крыш, то они состоят исключительно из треугольных скатов, поэтому не имеют ферм и горизонтального конька. Их каркас содержит лишь накосные ноги и нарожники.

Вариант 4: многоскатные

Многоскатные крыши представляют собой комбинацию вышеописанных конструкций в виде их пересечения, т.е. как будто разные кровли взяли и состыковали друг с другом. В зависимости от варианта пересечения, они бывают следующих видов:

  • Г-образные.
  • Т-образные;
  • Крестообразные или четырехщипцовые (многощипцовые).

Также существуют и другие варианты, но все они устроены одинаково. Самое сложное при строительстве многоскатных конструкций – это правильно выполнить соединение двух крыш.

Наружный угол, если, к примеру, речь о Г-образном сооружении, обустраивается так же как стык бокового ската и вальмы у вальмовых крыш, т.е. устанавливается накосное стропило, на которое опираются нарожники.

Внутренний угол, или ендова, имеет более сложную конструкцию. Состыковка осуществляется с использованием накосных стропил ендовы. Они в нижней части опираются на мауэрлат, а сверху на участок стыка двух коньков.

На стыке двух крыш устанавливают накосные стропила ендовы

При укладке кровельного материала на многоскатную крышу особого внимания требует монтаж ендовы. Для этих целей используют специальные ендовые доски. Одна укладывается под кровельный материал и обеспечивает отвод воды, а вторая крепится к кровельному материалу и выполняет декоративную функцию.

Накосные стропила ендовы делаются более мощными, чем боковые ноги и нарожники, так как на них осуществляется установка нарожников основной и примыкающей систем. Конструкция симметричной многощипцовой крыши, т.е. состоящей из четырех щипцов, в основе содержит четыре диагональные стропила, как и конструкция «шатра».

Через коньковый узел, образованный этими ногами, проходят два коньковых прогона, пересекающие друг друга под прямым углом. Все остальные ноги, за исключением крайних ферм, являются нарожниками.

Схема каркаса многощипцовой кровли

Вот и все конструкции, о которых я хотел рассказать. Что касается их расчетов, то они выполняются для всех скатных конструкций одинаково. Подробно изучить эту тему вы можете из других статей на нашем портале.

Эскиз кровли

Проектируя такую конструкцию, как четырехскатная вальмовая крыша, необходимо придерживаться баланса между дизайном и функциональностью конструкции. Если рассматривать этот вопрос с инженерной точки зрения, то можно сделать такой вывод: чем проще конструкция кровли, тем меньше хлопот будет при ее возведении.

Читайте также  Многощипцовые крыши

При проектировании кровли с большим числом ендов необходимо разработать план крыши с учетом основных разрезов, высотных отметок и размеров здания.

Для этого мысленно разбивается дом на прямоугольники, самый большой из которых представляет собой основное помещение, а поменьше – пристройки.

Отступив от линии стен, в масштабе изображают периметр крыши. При соединении углов примыкания основной крыши и дополнительных построек образовывается линия ендовы, то есть внутренний угол пересечения крыши.

Современные дома чаще всего отличает т образная крыша, при возведении которой особенного отличия между диагональными и ендовыми стропилами нет. Если смотреть на них со стороны фронтона, то основание для ендов немного длиннее и по-другому загружено.

Следовательно, проектировка и установка ендов осуществляется по той же технологии, что и рядовая стропильная система, только особое внимание необходимо уделить их правильной проекции и креплению скатов между собой.

Костыль для парапета

Т-образное приспособление является обязательным элементом парапета кровли. Обычно фартук или, проще говоря, оцинкованная–окрашенная накладка из тонколистового металла предназначена для того, чтобы закрывать оголовок парапета и нахлест кровельного покрытия от дождя и конденсированной влаги.

Фартуки изготавливают в виде отдельных сегментов П-образного сечения с капельниками, отогнутыми по нижним кромкам накладки. Зафиксировать фартук на каменном или бетонном парапете можно лишь с помощью кронштейнов или т-образных двойных костылей с отогнутыми горизонтальными полками.

После установки фартук оказывается как бы приподнятым над горизонтальной поверхностью парапета, а капельники отодвинуты от его вертикальных стен. Поэтому конденсат скапывает за пределы расположения шва полотна кровли, а оставшаяся под накладкой влага хорошо продувается и удаляется даже слабым ветерком.

Для заделки парапетов высотных зданий используют т-образные костыли и кронштейны с полками, отогнутыми более чем на 90 о , это дает возможность уложить фартук так, чтобы его поверхность была не горизонтальной, имела уклон в сторону кровли. Таким способом с помощью гнутого кронштейна или т-образного костыля удается предупредить сток воды на внешний край парапета и тем самым заблокировать образование сосулек.

Размеры

Рисунок 4 — чертеж карнизной плиты

Размеры железобетонных карнизных плит представлены в таблице 1.

Таблица 1 — размеры железобетонных карнизных плит

Маркировка L (длина) B (ширина) H (высота) Масса, т.
АК 12.8 1180 780 90/70 0,18
АК 12.9 1180 900 90/70 0,22
АК 12.10 1180 1000 90/70 0,24
АК 15.8 1480 780 90/70 0,23
АК 15.9 1480 900 90/70 0,28
АК 15.10 1480 1000 90/70 0,3
АК 18.8 1780 780 90/70 0,28
АК 18.9 1780 900 90/70 0,33
АК 18.10 1780 1000 90/70 0,35
АК 21.8 2080 780 90/70 0,3
АК 21.9 2080 900 90/70 0,38
АК 21.10 2080 1000 90/70 0,43
  1. АК — плита карнизная.
  2. Первая цифра — длина.
  3. Вторая цифра — ширина.

Визуально ознакомиться с видами карнизных плит помогут фото, размещенные в конце статьи.

  1. Что такое крыша на самцах или самцовая крыша
  2. Устройство крыши на самцах
  3. Преимущества самцовой крыши
  4. Недостатки крыши на самцах
  5. Различия конструкции самцово-слеговой и стропильной системы
  6. Крыша на самцах в современном деревянном строительстве

Что такое крыша на самцах или самцовая крыша

Древнерусское зодчество известно строительством деревянных домов без применения гвоздей, так как количество железа было ограничено. По этой причине делать фронтон привычным для нас способом – зашивать досками, не было возможности. По этой причине для изготовления фронтона применялись самцы, а крыша называлась самцовой.

Что же такое самцовая крыша? По-другому такой вид называется крыша на самцах. Сначала разберемся с понятием «самцы».

Самцы (в строительстве) – бревна сруба во фронтоне и с постепенно уменьшающейся длиной в каждом ряду . В результате получается массивный фронтон из бревен, который обладает высокой несущей способностью.

Крыша, которая опирается на «самцы» (фронтон из самцов), называется крышей на самцах. Она имеет определенную конструкцию, принципиально отличающуюся от стропильной системы.

Устройство крыши на самцах

Крыша на самцах имеет принципиально иную конструкцию от привычной сейчас стропильной системы, которую сейчас применяют при строительстве рубленных домов и домов по другим технологиям.

Особенность самцовой крыши, а точнее самцово-слеговой крыши, заключается в возможности строительства без гвоздей. Именно так делалась крыша в русском деревянном зодчестве.

Устройство самцовой крыши

В первую очередь, конструкция фронтона — это продолжение стен сруба из бревна, которые рубятся, как и стены, в том числе с применением утеплителя (мха, пакли и другого). Если дом срублен из нескольких клетей и имеет большие габариты, то из самцов делаются не только фронтоны, но и поднимаются внутренние стены треугольной формы.

Для фиксации стеновой конструкции из самцов используются слеги – горизонтально расположенные бревна, которые посредством рубленного узла соединены с самцами. Лучшим вариантом рубленного узла являются варианты с курдюком (шипом), так как обеспечивают наибольшую жесткость конструкции.

Всего на скате применяется от 3 до 5 слег. На самом верху кладется слега, которую называют князевой. В результате получается жесткая конструкция, которая способна «нести» высокую нагрузку.

Поперек слег по скату располагаются жерди комлевыми концами вниз. На концах жердей вытесываются крюки. Иногда жерди берут вместе с корневой частью – функцию крюка выполняет одно из корневищ. Такие жерди называли курицами.

На крюки куриц закладывалось специальное бревно, выдолбленное в форме колоды – поток. Он имеет два назначения: удержание тесовой кровли и отвод воды.

Кровля для крыши на самцах делается из массивных тесаных досок. толщиной до 6 см, выкладывается в два слоя. Располагаются доски поперек слег вдоль скатов. Нижним концом доски упираются и закрепляются в потоке. На верхние концы теса накладывается еще одно выдолбленное бревно, которое называется шелом. Это старинный вариант конька. Шелом прикрепляется к князевой слеге посредством деревянных «гвоздей» — нагеля.

Тесовые доски располагаются «наружной» стороной вверх. В результате при высыхании тес образует лоток, по которому стекает дождевая вода.

Тесовая кровля самцовой крыши

Преимущества самцовой крыши

Несмотря на свою сложность, древняя технология имеет ряд существенных преимуществ. В первую очередь это отсутствие металлических соединений в конструкции крыши дома из бревна.

Другим важным преимуществом крыши на самцах является ее высокая жесткость. Крыша способна выдерживать большие нагрузки.

Еще одним существенным преимуществом самцовой крыши являются ее тепловые характеристики. По теплосопротивлению фронтоны аналогичны основному срубу дома, конструкция ставится аналогично, с применением тех же утеплителей.

Высокое теплосопротивление имеет и сама кровля, так как она представляет собой два слоя тесовых досок по 6 см каждый. Кроме этого между слоями может прокладываться слой бересты для лучшего удержания осадков сверху, а также потери тепла. Цели между досками также утепляются мхом или льняной дратвой.

Все это в зимнее время дополнительно покрывается слоем снега. В результате подкровельное пространство можно использовать под жилье большую часть года.

Недостатки крыши на самцах

Если бы самцово-слеговая конструкция имела только преимущества, то в рубленных домах она активно применялась бы и в настоящее время. К сожалению самцовая крыша имеет и недостатки.

Читайте также  Подобрать цвет крыши и фасада онлайн

В первую очередь это высокая материалоемкость, как следствие и высокая стоимость. Большинство предпочитает более дешевую стропильную систему.

Высокая сложность возведения крыши является вторым недостатком. Далеко не каждый плотник возьмется сделать крышу на самцах.

Третьим существенным недостатком является усадочная технология. Неравномерность усадки и усушки как самцов, так и всей самцово-слеговой конструкции, приводит к перекосу крыши, выпадению самцов и другим проблемам.

Различия конструкции самцово-слеговой и стропильной системы

Главным отличием самцово-слеговой конструкции и стропильной системы является необходимость применения металлических соединений (гвоздей и других). Кроме этого стропильную систему можно применять при любых технологиях строительства, а самцовая – только в срубовых домах. Существенно различаются системы и по материалоемкости – стропильная система требует меньше материала, а как следствие, ниже стоимость. Все перечисленные различия делают стропильную систему более выигрышной, по сравнению, с крышей на самцах.

Основную несущую функцию в самцово-слеговой конструкции выполняют самцы. Назначение слег – соединение и фиксация самцов, а также снятие нагрузки на кровельное покрытие. В стропильной системе несущую функцию выполняют стропила, находящиеся в состоянии противоупора, либо в комплексе с центральной балкой на опорах.

Кровельное покрытие в самцовой системе несут горизонтальные слеги (в фиксации участвуют курицы, проток и шелом), а в стропильной системе – обрешетка. При этом и слеги, и обрешетка выполняют функцию усиления конструкции и соединения несущих элементов (самцов и стропил).

Также слеги распределяют нагрузку, а в стропильной системе распределение нагрузки на стропиле выполняет стропильная нога (бык) и ригель.

Таким образом, при существенном отличии внешнего вида и способа возведения, функциональные назначения элементов сохраняются. В результате можно провести аналогии: самцы (стена из самцов) и стойки со стропилами, коньковая балка и князевая слега, слеги и обрешетка, шелом и конек.

Крыша на самцах в современном деревянном строительстве

А возможно ли возведение полноценной крыши на самцах в настоящее время? Может показаться странным, но да! Самцовые крыши делают и в настоящее время, только несколько изменился ряд принципов. И в первую очередь – стал применяться металлический крепеж. А во вторых, появился комбинированный вариант самцово-слеговой и стропильной конструкции. Разберем новые вариации.

Самцовая крыша в диком стиле

Старинная технология крыши на самцах оказалась востребованной после роста популярности дикого стиля рубки домов и бань из бревна, когда сохранялись грубые природные элементы.

В этом архитектурном стиле грубые тесаные доски оказались очень кстати. Применение куриц и деревянного потока, шелома вместо конька только усиливало сказочный вид срубового строения.

В тоже время у строителей появилась необходимость обезопасить себя от недостатков самцовой крыши и, как следствие разбирательств с заказчиками. В результате все элементы дополнительно стали крепиться с применением металлического крепежа.

Такой вариант реализации оказался допустим для бань или домов с холодной кровлей.

Крыша самцово-слеговой конструкции для мансарды

Применение стропильной системы в устройстве мансарды (жилых помещений в чердачном пространстве) имело ряд ограничений. Для обеспечения большей жесткости и снижения риска изгибания стропила по длине возникала необходимость применять ригели и опоры под стропила. Это не лучшим образом влияло на интерьер, мешало в передвижении, возникали другие сложности. Применение 6-ти метровой стропилины без усиления при тяжелом кровельном покрытии было рискованно.

Современная самцовая крыша с наслонными стропилами

Самцово-слеговая конструкция в доме из рубленого бревно позволяла полностью решить ряд проблем:

  • рубленные фронтоны из самцов выполнялись в одном стиле со всем домом и оказывались такими же теплыми;
  • горизонтальные слеги прекрасно заменили ригели и опоры для стропил, которые оказались основой для утепления и фиксации кровельного покрытия.

Результатом оптимизации мансардного пространства (на Руси это были светелки или светлицы) стало появление комбинированной самцово-слегово-стропильной системы.

Таким образом, самцы, как и клети, являются основой русского зодчества. Они продолжают оставаться актуальными и с наше время.

Разметка

Дабы Г-образная крыша была правильной, важно выполнить разметку на мауэрлате и затяжках. Сюда входит нанесение меток, где будут располагаться те или иные элементы скелета. Чтобы нанести эту разметку используется строительный карандаш, специальная мерная линейка и чертеж, на который нужно ориентироваться.

Для начала ставится метка на центральную часть торцевых стен дома формой Г, от центральных частей рисуеются прямые линии вдоль стен. По этой разметку будет установлен коньковый прогон. Длина двух коньков намечается так, как указано в чертеже (расположение опорных стоек тоже).

Следующий шаг – выполнить разметку течек расположения стропильных ног. Шаг указан в чертежах. Отметки наносятся на мауэрлате.

В конце осталось разметить точки расположения угловых стропильных ног и нарожников. Теперь узнаем, как делается Г-образная крыша своими руками.

Изготовление кровельных костылей для парапетов и отливов

При изготовлении костылей кровли применяется сталь толщиной от 2мм до 6мм . Ширина полос может варьироваться от 40мм (стандартный размер) до 100 мм и более. Та или иная ширина костыля определяется в соответствии с проектом по конкретному техническому заданию. Производятся костыли под конкретный узел парапета или отлива, по конкретной ширине и конфигурации. П-образные и Т-образные в основном применяются для узлов крышек парапета и отливов забора. Г-образные обычно применяются при монтаже отливов на окна, цоколь, фундамент и другие элементы.

Технологический процесс изготовления заключается в гибке стали по технологии. На нашем производстве гибка производится станками с ЧПУ, которые позволяют нам выпускать изделия в точном соответствии с требуемыми размерами и углами. Изделия при помощи ЧПУ, получается абсолютно аналогичными, без каких-либо отклонений, которые возможны при ручной гибке.

Важным отличием изготовления костылей именно в нашей компании, это изготовление изделий без применения шовных сварных элементов, которые развивают коррозию металла, и уменьшают качество кровельного костыля на месте шва. На нашем производстве, мы изготавливаем изделия из чистого листа, по конкретному лекалу, резка производится при помощи оптоволоконной лазерной резки по определённому раскрою, что позволяет нам производится продукт наивысшего качества по новейшей технологии, без применения сварки. Такие кровельные костыли для парапетов являются максимально надежными и долговечными. Крепежные отверстия обрабатываются так же лазером, для предотвращения фаски, что добавляет удобство при монтаже.

Монтажные работы

Мауэрлат предназначен для того, чтобы выдерживать вес кровли, он обеспечивает равномерное распределение нагрузки на фундамент со стенами, ширина бруса для его изготовления равняется ширине стены. Крепление выполняется с помощью стальной проволоки, скоб, шпилек, металлических пластин, анкеров или деревянных прибоин.

Фронтоны и нижняя часть обрешетки фиксируется на мауэрлате или брусе с меньшим сечением, последний элемент прикручивают или прибивают к верхней обвязке.

Балочные перекрытия создаются из деревянных брусьев 200х100 мм, обрешетку располагают на продольных балках с шагом 50 или 60 см, их крепят к мауэрлату с помощью длинных гвоздей (200 мм). Стропильную систему изготавливают из балок с сечением 100х50 мм, высота каждой стойки равна расстоянию между полом и верхней частью мауэрлата.

Читайте также  Теплица на крыше

Опытные строители, которые знают, как построить двухскатную крышу, обязательно зашивают фронтон, с этой целью можно применять сайдинг, профлисты или вагонку. Для вентиляции и освещения внутреннего пространства чердака в фронтоне оставляют оконный проем.

По всему периметру устанавливают карниз и пластиковую систему водоотлива. Монтаж кровли требует выполнения паро-, гидро- и теплоизоляции, в качестве кровельных материалов используют черепицу, ондулин и другие.