Основными элементами кровельной конструкции являются наклонные или висячие балки. Общий вес нагрузки на кровлю позволяет делить их на стационарные и временные. При строительстве кровли, вес всех материалов должен учитываться при расчете балочной системы, чтобы она была достаточно прочной под длительные нагрузки.

Рисунок 1.Конструкция наслонных стропил с опорой на стены дома.

К краткосрочным нагрузкам на кровлю можно отнести: вес человека, специального оборудования для сервиса либо ремонта системы кровли. К нагрузкам особого типа относят влияние сейсмической активности. Дерево для стропил берут преимущественно хвойной породы, прошедшее специальную и дополнительную обработку антисептиками, огнезащитным составом.

К постоянным нагрузкам относится вес всей конструкции висячих стропил, куда включается:

1. Кровельный материал.
2. Стропильная система.
3. Слой теплоизоляции.
4. Материалы, используемые при отделке потолков.

Приступив к строительству кровли, необходимо повышенное внимание обращать на то, какие стропила будут использованы – наслонные либо висячие. Выбирая их, следует сопоставить форму крыши с размерами самого строения и вида его кровли. Крыша при этом может иметь двускатный либо односкатный тип. Это подразумевает использование стропил с разными способами креплений при монтаже.

Стропила и их монтаж

Правильный монтаж наслонных стропил

Рисунок 2. Карта снеговых нагрузок.

В постройках, имеющих односкатный либо двускатный тип кровли, применяются наслонные стропила. Данный вид элементов является конструкцией малых размеров либо брусьев, для которых опорой служат две стены строения, либо же три точки, включающие конек с двумя стенами.

Коньковый элемент, то есть брус, укрепляется с помощью стоек, опирающихся в лежни. Использование определенных вариантов, после того как выстроенный дом имеет необходимые габаритные размеры, то есть больше 6 метров, связано с появлением потребности в возведении стен либо опор.

Опорами самым концам конструкции наслонных стропил служат стены дома, а средний уровень конструкции должен опираться на дополнительные опорные элементы (стойки, балки, различные прогоны и т.д.), которые являются промежуточными. Это показано на рис. 1. Соответственно они могут быть установлены в строениях, оснащенных столбчатыми опорами либо средним уровнем несущих стен.

Наслонный тип стропил устанавливают при расстоянии от одного вида опоры до другого не больше 6,5 метров. Присутствие дополнительных опорных элементов может позволить сделать ширину больших размеров, которая должна быть перекрыта с помощью наслонных стропил, размер которых до 12 метров. Иногда проем перекрывают с помощью двух соседних опор на ширину не более 15 м.

В постройках из бруса в качестве опор стропильным ногам предусмотрены верхние венцы из дерева. Опорой каркасных ног служит верхняя обвязка. Если ширина постройки является везде одинаковой, то кровля с наслонным видом стропил выходит с наименьшим весом. Вместо обыкновенных конструкций из дерева использование железных форм и балок является преимущественным.

Если кровельная стропильная система имеет стропила, создающие условия нормального давления на стены, которое является горизонтальным и распирающим, то при этом названием стропильных ног будет безраспорные наслонные стропила. Монтировать их допустимо тремя путями, исключающими возможность небезопасного уровня нагрузок на стенки:

Рисунок 3. Расчетная снеговая нагрузка.

1. Стропильная нога при монтаже прошивается бруском, она иногда может и упираться концом в сам мауэрлат, укреплять ее требуется путем врубки.
2. За счет подвижного соединения, а именно ползуна, стропила внизу крепятся к брускам либо мауэрлату, укладку верхних концов стропил фиксируют гвоздями.
3. Данный способ имеет значение для жесткого типа монтажа прогонов и стропил, который используется для коньковых узлов. Доски следует прибивать гвоздями в параллельном направлении коньковому брусу каждой стороны.

Монтировать наслонные стропила распорные – это значит устраивать кровельные системы, уровень давления на систему которыми будет передаваться на стены (если стропила прикреплены к ним).

Если учитывать все три возможных способа крепления безраспорных типов стропил, поменяв крепление стропил на жесткое, неподвижно соединив их с брусками либо мауэрлатом, то можно достичь создания внутреннего напряжения в системе, выраженного в распирающем типе давления на стенки.

Фактически распорные виды наслонных стропил являются переходной схемой в условиях монтажа безраспорных стропил наслонного типа к висячим элементам.

Как вести расчеты нагрузки на кровельную стропильную систему

Рисунок 4. Карта ветровых нагрузок.

Расчеты различных показателей ветровой нагрузки связаны с определенным типом местности. Чтобы сделать расчет снеговой или ветровой нагрузок, можно воспользоваться формулами (1) и (2):

S = Sg * µ В (1),

где Sg – показатель для расчета веса покрова снега на метр квадратный горизонтальной поверхности участка земли, который должен приниматься во внимание в соответствии с таблицей (рис. 2). Табличные значения от I до VIII соответствуют областям, обозначенным на карте снеговых нагрузок по регионам. Схема для расчета по таблице представлена на рис. 3.

µ – коэффициент, указывающий на переход от общего веса всего покрова снега на земле к снеговой нагрузке на покрытие.

Коэффициент µ определяется углом наклона ската крыши:

• µ=1, если угол наклона ската < 25°;
• µ=0,7, если угол наклона ската находится в интервале 25-60°;
• если углы наклона ската крыши больше 60°, то уровень коэффициента µ в условиях полного расчета значения снеговой нагрузки не учитывается.

Рисунок 5. Значения поправочного коэффициента, которое зависит от высоты сооружения и типа местности.

W = Wo * k (2),

где Wo – показатель нормативных значений ветровых нагрузок, учитываемый в формуле по табличным данным для расчета (рис. 4);

k – коэффициент, зависящий от условий местности, учитывает изменение давления ветра по высоте, его определяют, учитывая табличные значения (рис. 5). Буква «А» в таблице означает наличие открытых побережий разных водоемов, пустыни, тундры, лесостепи или степи. Под «В» понимается наличие городской территории, лесного массива или иной местности, имеющей неровности либо барьеры больше 10 м высотой.

Висячие стропила: как правильно устанавливать

Рисунок 6. Устройство висячих стропил с опорой на стены дома.

Для перекрытия различных пролетов, которые достигают более 7 м в длину, в большинстве случаев применяются висячие стропила, показанные на рис. 6. Их устройство связано с принятием стены за точку опоры. Используется специальная затяжка, препятствующая тому, чтобы конструкция стропильных ног разъезжалась.

По своим эксплуатационным свойствам висячая стропильная система основана на возможных сжатиях и изгибах. Вместе с тем система обладает распирающими способностями, передающимися стенам. С целью снижения этих усилий используются затяжки (стальные либо из дерева), которые соединяют стропильные ноги. Они могут размещаться у основания конструкции стропильной системы и повыше его.

Чем более высоким является крепление специальной затяжки, тем большей надежностью должны обладать висячие стропила.

При пролетах, составляющих больше 8 м, может быть использована балка (стойка), имеющая подкосы. К плюсам данной кровельной системы относится способность к перекрытию больших просветов.

Висячие стропильные системы применяют для построек, имеющих облегченную конструкцию стен. При устройстве стропил висячего типа они обычно могут упираться своими концами в конструкцию стены постройки, а также мауэрлат, который представляет собой опорный вид бруса. Опорные конструкции промежуточного типа при этом не предусматриваются.

Стропильную систему закрепляют хомутами к стенкам строения. Возникает распорное напряжение, которое не передается на стенки, а остается в установленных пределах формы треугольника, который включает затяжку и оба элемента висячих стропил. Затяжка должна быть укреплена на мауэрлате. При этом стропила с затяжкой опираются не на конструкцию стен, а на мауэрлат.

При установке висячих стропил используют запил. Так стропильную ногу крепят на сам мауэрлат, зафиксировав ее болтами либо гвоздями. Устройство висячих стропил завершено, когда они концами встык соединены в коньке и укреплены деревянными накладками.