Устройство и монтаж стропил

Ни одно гражданское строение не обходится без крыши. Основой любой кровли в гражданском строительстве является стропильная система. Поэтому очень важно знать устройство стропил кровли. Стропильная система рассчитывается специалистами с учетом нагрузок на крышу, ее вида, устройства и ожидаемых атмосферных осадков.

Виды и формы крыш и стропильных систем.

Виды и формы крыш зданий

Крыши имеют скаты, расположенные под разными углами к горизонту, определяемых местным климатом, и полетом архитектурной мысли.

Скаты образуются стропильными системами, покрытием кровли и обрешеткой.

В местах соединения плоскостей скатов образуется ребра, направленные как горизонтально, так и под углом к горизонту. Верхнее горизонтальное ребро называется коньком.

Конструкция и способ установки стропил зависит от формы крыши.

Бывают следующие формы крыш:

Рисунок 1. Конструкция стропил.

1. Односкатная крыша. Это такая крыша, вся конструкция которой лежит на 2-х наружных стенах разной высоты. Уклон крыши, который обеспечивает сток атмосферных вод, обусловлен разностью высот несущих стен.
2. Двускатные крыши. Этих крыши обладают только 2-мя скатами, которые опираются на наружные несущие стены здания, образуя с 2-х других сторон вертикальные фронтоны треугольной формы. Они имеют большое распространение, обусловленное простотой монтажа и их универсальностью.
3. Четырехскатные крыши, или вальмовые, являются обычными двускатными крышами, но фронтоны в них заменены скатами, называемыми вальмами.
4. Мансардные крыши, или ломаные кровли. Это те же двускатные крыши, но каждый скат состоит из нескольких участков, уклоны которых под разными углами к горизонту. Обычно таких участка 2, что вносит особенности в конструкцию и порядок возведения стропил такой крыши .

Основные элементы стропильных систем

Стропильные системы служит для устройства кровли над помещением различных площадей и габаритов.

Они состоят из следующих элементов (рис.1):

Рисунок 2. Виды и основные элементы стропил.

1. Стропильные ноги, образующие скаты кровли.
2. Стойки, являющиеся вертикальными опорами. Они предназначены рассредотачивать часть нагрузок крыши на размещенные внутри помещений несущие стены или на внутренние колонны.
3. Откосы или раскосы (подкосы), которые имеют то же предназначение , что и стойки, но расположены под углом к горизонту.
4. Затяжка – это элемент, который соединяет между собой 2 стропильные ноги одной фермы. Зачастую их функции выполняют уже установленные поперечные балки перекрытия, однако, часто устанавливают затяжку на высоте от перекрытия. Она предназначена для снижения распирающих усилий, прикладываемых на несущие стены, которые создаются весом крыши и передаются через стропильные ноги.
5. Подстропильные брусья (мауэрлат) – это продольные брусья, которые лежат наверху наружной несущей стены и на них ставятся стропильные ноги. Брус, который лежит на несущей стене внутри здания или на колоннах и на который установлены стойки, называется лежень.

Виды стропильных систем и их особенности

При всем разнообразии форм крыш применяются только 2 основных вида стропил (рис.2):

Варианты крепления стропил.

• наслонные;
• висячие .

Наслонные стропила устанавливается на зданиях, внутри которых возведены несущие стены или установлены колонны. При этом нижней опорой стропильных ног являются не только наружные несущие стены, но и стойки, внутренние несущие стены.

Висячие стропила опираются только на стены и друг на друга в верхней части крыши возле конька. Такие системы имеют широкое применение на тех зданиях, в которых нет внутренних несущих стен, а ширина пролета в них до 12 м. При такой конструкции появляются распорные нагрузки большого значения, которые пытаются раздвинуть стены. Для снижения такой нагрузки в обязательном порядке применяются затяжки.

Вариант с треугольными фермами является наиболее приемлемым. Треугольная форма стропильной системы считается более жесткой.

Сборка и установка стропил

Рисунок 3. Способ установки наслонных стропил.

Способы сборки стропил зависят от их вида. Висячие обычно монтируют на земле и готовыми фермами устанавливают на здание. Сначала изготавливается шаблон конструкции, по которому будет проще изготавливать строительные элементы.

Намного проще устраиваются наслонные стропила. Их монтаж может производиться отдельными элементами.

Монтаж стропил начинают с установки крайних элементов возле фронтонов. Затем между ними со значительной натяжкой протягивается шпагат. Он натягивается по коньку в средней части стропил обоих скатов. Мауэрлат тоже выставляется по уровню. Ориентируясь на эти метки, устанавливаются другие стропила.

Возле конька стропила соединяются внахлест и сбиваются гвоздями. Они могут скрепляться металлическими скобами. Гвоздями соединяются между собой стойки и откосы, предварительно прирезанные друг к другу (рис.3).

Стропильные ноги, изготовленные из досок, с другими элементами стропильной системы соединяются гвоздями, а изготовленные из брусьев или бревен скрепляются скобами (прямыми или оборотными).

С затяжкой ноги крепятся с помощью стяжного хомута.

Особенности установки стропил на стенах

Рисунок 4. Выбор конструкции стропил зависит от ширины здания.

Материал стен определяет один из нескольких технологических способов крепления стропил к стенам. Если стены возведены из бревен, то они крепятся непосредственно к верхнему венцу стены. Особенностью этого монтажа является то, что такие стены в течение первых лет имеют значительную усадку, достигающую иногда 10% и более (это зависит от качества примененной древесины и профессиональных навыков строителей). Поэтому жесткое крепление стропил может привести к возникновению больших нагрузок. Такие нагрузки могут даже выдавить верхние венцы стен. С целью предотвращения разрушения стен от воздействия на них стропил применяют специальные скользящие крепления. Такие крепления представляют собой 2 металлические пластины, одна из которых крепится к стропилам, а другая к верхнему бревну стены. Пластины между собой соединены так, что могут свободно двигаться вдоль линии стропильной ноги. Оно позволяет ноге смещаться относительно бревен венца, предотвращая его разрушение.

При установке возведении стропильных систем сооружений с каркасными стенами их стропильные ноги должны опираться на верхнюю обвязку стен. Учитывая минимальную усадку таких стен, стропила крепят с помощью врезки зубом. Чтобы не изменить несущую способность зарубленной затяжки, заруб в ней не должен быть больше, чем 1/3 ее высоты. Часто также применяет шиповое соединение. В иных случаях эти 2 способа комбинируются.

При возведении стропильной системы сооружений, стены которых построены из камня или кирпича, поверх них устанавливают мауэрлат. Этот специальный брус перераспределяет на стену точные нагрузки от стропил. Мауэрлат замуровывается в верхнюю часть стены либо надевается на вмурованные в кладку стальные шпильки. При этом между ней и мауэрлатом обязательно укладывается гидроизоляция.

По ходу возведения стропильной системы производятся предусмотренные усиления подкосами и стойками, а также монтируются затяжки. Конструкция ферм зависит от ширины здания (рис.4). Желательно сразу связать между собою все установленные стропильные элементы перед тем, как будет установлена обрешетка.

Следует помнить, что укладка стропил и установление обрешетки является главным этапом возведения всей кровли, поэтому нужно ответственно относиться к процессу их монтажа.

От этого будет зависеть механическая прочность, надежность крыши и эстетичность ее внешнего вида.