Висячая стропильная система: применение и установка

Залогом надежности и долговечности крыши вашего дома является правильный расчет и последующий сбор несущих конструкций, которые должны быть способны выдержать оказываемые на кровлю нагрузки. Основой несущей конструкции крыши, как правило, является наслонная или висячая стропильная система.

Проектирование стропильной системы

Работа над созданием стропильной системы начинается с составления проекта. Это достаточно сложное дело, требующее наличия соответствующих знаний и немалого опыта. На этом этапе должна быть оценена потенциальная нагрузка на кровлю, произведен расчет висячих стропил, подобрано оптимальное сечение стропил, расстояние между ними, определена форма фермы.

При составлении проекта необходимо:

• выбрать тип крыши и оптимальный для конкретной местности угол наклона скатов;
• выбрать кровельный материал;
• произвести детальный расчет стропильной системы с учетом местных климатических условий (ветровых нагрузок, количества осадков и т.д.).

Необходимо понимать, что недооценка одного из факторов или ошибка при расчетах могут стать причиной деформации стропильной системы, разрушения материала кровли, а то и полного обрушения крыши.

Применение висячих стропил

Висячие стропильные системы находят свое применение, как правило, в тех случаях, когда в зданиях нет несущих внутренних стен. В качестве опор используются только две внешние стены строений. При такой конструкции стропильные ноги работают исключительно на изгиб и сжатии, горизонтальных нагрузок не возникает. С целью уменьшения распирающего усилия, оказываемого на стены, применяют висячие стропила с затяжкой. Выполнена она может быть из деревянного бруса либо металла.

Располагаться затяжка может в различных местах, в зависимости от того, какую конструкцию имеет крыша. К примеру, при устройстве мансардного этажа затяжку располагают у основания, в результате чего она одновременно играет роль балки перекрытия. Необходимо учитывать тот факт, что при более высоком расположении затяжки в стропильной системе она испытывает более серьезные нагрузки. Поэтому, если принято решение использовать верхнюю затяжку, то следует применять более мощные конструкции и максимально надежные крепления.

Важный момент, который необходимо учитывать, когда устанавливаются висячие стропила - ширина пролета между ними, которая может варьироваться от шести до десяти метров.В зависимости от этого подбирается наиболее оптимальная конструкция, для изготовления которой могут быть использованы брус, бревна и доски. Соединение элементов осуществляется посредством врубки, а также при помощи болтов, стальных профилей, нагелей, гвоздей.

Применение наслонных стропил

Если в здании предусмотрено наличие внутренней капитальной стены, то в качестве опорной конструкции при строительстве крыши чаще всего применяют наслонную стропильную систему. Ее ключевым отличием от конструкции висячих стропил является наличие дополнительного внутреннего элемента, опирающегося на несущую внутреннюю стену либо колонну. В связи с этим передача нагрузки идет исключительно на изгиб. Преимущество наслонных стропил заключается в том, что вся конструкция получается более легкой, и на ее сооружение требуется меньшее количество лесоматериала.

В некоторых случаях, когда общая кровля обустраивается над несколькими пролетами, практикуется одновременное применение как висячих, так и наслонных стропил. В той части здания, где внутренние опоры отсутствуют, используют висячую систему, а в той, где они имеются, - наслонную.

Установка системы висячих стропил

После того, как все работы по укладке мауэрлата завершены, можно приступать непосредственно к монтажу стропильной системы крыши. Однако предварительно еще потребуется сооружение лесов для подъема рабочих и строительных материалов на необходимую высоту. Эти конструкции обеспечат не только удобство, но и безопасность всего рабочего процесса.

Висячая стропильная система двухскатной крыши, которую часто можно увидеть на фото в специализированных книгах или журналах по строительству, обустраивается из деревянного бруса, имеющего сечение не менее 200х50 миллиметров. При применении материала с меньшим сечением существует вероятность провисания кровли в процессе эксплуатации.

Устройство висячих стропил выполняется в следующем порядке:

• при помощи предварительно построенных лесов осуществляется подъем двух брусьев и выполняется их соединение;
• на стропильных ногах делаются выемки, которые обеспечат более надежное крепление к мауэрлату;
• делаются пометки на стропилах, чтобы не перепутать впоследствии правую ногу с левой;
• производится установка стропил и их соединение;
• для скрепления стропильных ног в верхней части делается выемка таким образом, чтобы брусья не нахлестывались друг на друга, а один брус упирался в другой. Крепление стропил к мауэрлату осуществляется при помощи гвоздей;
• после подготовки двух стропильных ног следует их тщательно измерить и изготовить два отдельных шаблона (для правой и левой ноги). Благодаря этому остальные стропила можно будет изготовить непосредственно на земле, не прибегая к их подъему на крышу;
• вторая пара стропильных ног устанавливается на противоположной от первой стороне кровли, и между ними протягивается бечевка, которая будет выполнять функцию уровня для ровной установки остальных пар;
• расстояние между стропилами определяет заранее составленная схема висячих стропил, в процессе подготовки которой учитывается ряд факторов, в частности угол наклона крыши, материал, используемый для покрытия кровли, ветровые нагрузки в конкретной местности и т.д. Чтобы работать было удобнее, целесообразно на мауэрлате заранее сделать пометки, обозначающие необходимое расстояние, и уже по ним устанавливать стропила;
• для регулирования расстояния между стропилами в верхних точках рекомендуется временно устанавливать доску со специально нанесенной разметкой, аналогичной разметке на мауэрлате;
• высота стропильных ног регулируется по предварительно натянутой между крайними парами бечевке, и в том случае, если стропила оказываются короче, чем нужно, то используют дополнительные деревянные прокладки;
• при достаточно большом расстоянии между опорными стенами конструкция висячих стропил может быть недостаточно устойчивой, что обусловливает необходимость использования затяжки – горизонтально расположенного бруса;
• при значительной ширине зданий затяжку, как правило, изготавливают путем стыкования между собой нескольких досок. Для надежного скрепления этих досок между собой используют гвозди, а состропильным ногам они соединяются при помощи болтов или шпилек;
• особое внимание при установке затяжек следует уделять контролю расстояния между ними, которое должно соотноситься с расстоянием между стропильными ногами. Контролировать можно при помощи специальных дощечек небольшой ширины с нанесенной на них разметкой, соответствующей разметке на мауэрлате;
• конек каждой стропильной пары также целесообразно соединить с ее затяжкой, что придаст конструкции дополнительную жесткость и предотвратит ее деформацию под собственным весом.

Если изготавливаются висячие стропила своими руками, то вначале их можно скреплять с мауэрлатом, используя обычные гвозди. Однако после того, как сборка будет завершена, желательно места соединения дополнительно укрепить при помощи полосок из тонкой стали, называемых шинками. Этими стальными полосками оборачивают стропильные ноги, а затем через них в мауэрлат вбивают гвозди или вкручивают шурупы на глубину около 30 миллиметров. Благодаря такому креплению существенно снижается риск повреждения кровли при сильных порывах ветра.

Устройство свеса крыши

Проектируя висячие стропила расчет следует проводить с учетом карнизного свеса, в противном случае придется осуществлять наращивание стропил по длине. Совсем без свеса обойтись нельзя, поскольку эта деталь кровли обеспечивает отвод стекающей воды на определенное расстояние от стен, предотвращая их чрезмерное намокание, появление плесени и грибка, гниение. Традиционно рекомендуется оставлять свес длиной от сорока до шестидесяти сантиметров, однако в некоторых случаях он может достигать метровой длины. Большой свес также обеспечивает защиту от сильного ветра, снижая вероятность срыва кровли при его сильных порывах.

Как было сказано выше, если размеры стропильных ног недостаточны для устройства карнизного свеса, то необходимо позаботиться об их удлинении при помощи досок необходимой длины.

Стоит отметить, что иногда это может оказаться даже более целесообразным и экономически выгодным вариантом, чем использование более длинных цельных брусьев для стропил, поскольку:

• работать с конструкционными элементами меньшей длины значительно удобнее;
• стоимость более длинного бруса выше;
• в случае возникновения необходимости ремонта свеса дополнительная доска может быть легко заменена на новую. Если же используются цельные брусья, то на ремонт придется затратить намного больше времени и средств. 

Таким образом, висячая стропильная система представляет собой несущую кровельную конструкцию, применяемую при возведении зданий без внутренних опор. Соблюдая основные правила проектирования и монтажа, можно быть абсолютно уверенным в надежности и долговечности такой конструкции.