Виды стропильных систем и их устройство

Крыша дома выполняет ряд важнейших функций, позволяющих создать достойные условия проживания наряду с обеспечением привлекательного внешнего вида здания. За правильное формирование кровли и множество других нюансов несет ответственность стропильная система. Именно она сдерживает все нагрузки и создает форму самой крыши, выступает ее основой. Хорошо разбираться в видах стропильных систем нужно для точного понимания всей их специфики, особенностей возведения и сфер применения.

Функции стропильных систем

Перечень обязанностей крыши не заканчивается лишь защитой от воздействия атмосферы. Хотя противостояние различным погодным явлениям, вне сомнений, стоит во главе внушительного списка ее задач. Выступая в роли основы кровельной конструкции стропильная система должна отвечать всем техническим и эстетическим требованиям, предъявляемым непосредственно к крыше.

Стропильная система выполняет следующие основные функции:

• Задает тип крыши, его параметры и характеристики;
• Позволяет удерживать финишное покрытие и прочие элементы кровельного пирога;
• Создает условия для оптимальной работы всех компонентов кровельной системы.

Любой выбор крыши в результате сводится к нахождению наилучшего варианта стропильной системы. На этот выбор помимо личных предпочтений хозяина дома влияют такие весомые факторы как:

• Сила и направление ветров, свойственных данному региону;
• Количество летних и зимних осадков, характерное для места строительства;
• Предпочтения по использованию пространства под крышей;
• Тип финишного покрытия кровли;
• Финансовые возможности собственника.

Базовые виды стропильных систем

Скатную крышу можно в упрощенном виде представить как некую совокупность скатов – плоскостей, обеспечивающих «скатывание» по ним вниз осадков. Формирование таких скатов осуществляется ребрами стропильных ног, являющихся основными элементами стропильной системы. Классифицируются скатные крыши и соответствующие им стропильные системы в зависимости от количества скатов и их конфигурации. Согласно этим признакам крыши обычно разделяют на:

• Односкатные. Такие крыши преимущественно устраивают над хозяйственными объектами, пристройками, верандами. Стропильные ноги данной конструкции опираются на две стенки или два ряда стоек. Одна стенка или ряд опор должен превышать другой для возможности создания плоскости, по которой вода стекала бы без затруднений.
• Двускатные. Вид крыш с двумя скатами прямоугольной формы, наиболее часто встречается на территории России. Стропильные ноги в этом случае опираются на две стенки коробки дома. В обычном исполнении по площади оба ската равны, как и опорные стенки по высоте, но иногда встречаются и не совпадающие по размерам варианты.
• Вальмовые. Еще называются четырехскатными, по количеству скатных плоскостей. Стропильными ногами данной системы формируется пара трапециевидных и пара треугольных скатов. Стропила первой пары опираются на длинные стороны коробки, а стропила второй – на короткие. К категории четырех скатов относятся конструкции с укороченными скатами треугольной формы, оптимально подходящие для районов с повышенной ветровой нагрузкой.
• Шатровые. Данный тип крыши подразумевает сходящиеся на вершине треугольные скаты. Их должно быть минимум 4, максимум не ограничен. В этой системе стропила опираются на одинаковые по высоте опоры или стенки. Шатровые конструкции часто возводят над беседками и верандами. Различная возможная крутизна таких крыш позволяет строить их в любом районе, независимо от обстановки с ветрами.
• Ломаные. Также именуются мансардными из-за технологии создания, позволяющей получить максимально большое помещение под кровлей. По особенностям конструкции стропильной системы ломаных конструкций ноги устанавливаются по аналогии с двускатными крышами, но возводятся в два яруса. На стены обустраиваемой коробки опираются нижние стропила, а верхние – на опоры первого яруса стропильного каркаса.

У вышеуказанных типажей крыш и их стропильной системы имеется множество вариаций на скатную тему. Стропильная система любой сложности может быть представлена как совокупность простых форм. Для простоты разбора в строительных хитросплетениях, объект достаточно условно разбить на несколько отдельных блоков. Так будет более понятно, как возводить каждый из элементов и соединять друг с другом базовые виды стропильных каркасов.

Варианты скатных стропильных конструкций

Разобраться в разнообразии стропильных конструкций и возможностях их компоновки не так-то просто, для этого стоит рассмотреть основные виды стропильных систем.

Стропильный каркас односкатной крыши

Большинство односкатных крыш выполняются без чердака из-за их крутизны – пространство под ними попросту слишком мало для его создания. Но, при желании, построить его все-таки можно. Схема данного типа крыши зависит от размеров пролета, который будет перекрываться единственным скатом:

• При расстоянии между нижней и верхней опорами стропильной ноги меньше либо равном 4,5 метрам, обустройство дополнительных стоек и подкосов не требуется.
• При величине пролета от 4,5 до 6 метров необходимо уложить лежень возле высокой стенки. В него будет упираться подкос – подстропильная нога, которая обеспечит жесткость ближе к вершине пролета.
• При постройке перекрытия пролета от 6 до 9 метров лежни необходимо укладывать с обеих сторон и упирать в них подстропильные ноги.

При необходимости перекрытия большего по размеру пролета, его разделяют на сектора с вышеуказанными параметрами. На границе секторов устанавливаются стойки под прогоны, в пределах сектора лежни и подкосы выполняются согласно описанным правилам. При возведении в ветреных регионах стропильные конструкции односкатного типа изнутри дополняются диагональными ветровыми связями. Конструкции с низкими скатами рекомендуется оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляцией, крутым же крышам этого не требуется. Для финишного покрытия лучше выбирать мягкие виды кровли для невысоких сооружений.

Стропильные системы двухскатных крыш

Двускатные стропильные системы возводят по железобетонным перекрытиям и деревянным балкам, в большинстве случаев с чердаками. У наиболее распространенного типа таких крыш имеется огромное количество всевозможных модификаций. В зависимости от технических условий и архитектурных нюансов расположения стропильных ног при устройстве двухскатных крыш, их разделяют на:

• Наслонные. В этом случае стропила имеют под нижней и верхней пяткой прочную опору. Строятся и устанавливаются они схоже с односкатным вариантом крыши. Сооружают такие стропильные системы над коробками, в которых присутствует внутренняя несущая стена. Она необходима как опора под коньковый прогон. В роли стены может выступать ряд опорных колон или стоек. В самой простой наслонной схеме с размером пролета до 5 метров верхние части стропил опираются на прогон, в свою очередь опирающийся через опорные стойки на лежень. Подкосами обеспечивается жесткость. Более солидные пролеты должны быть оснащены бабками, схватками и дополнительными прогонами.
• Висячие. Стропила данного типа имеют лишь нижнюю опору, своим верхом они упираются друг в другу. Элементы висячей стропильной системы изготавливаются в форме треугольника, из-за чего от мауэрлата можно отказаться. Его функция в этом случае переходит на основание треугольника – затяжку, используемую для компенсации распора на крышу от всевозможных нагрузок. Висячие стропильные системы применяются в обустройстве коробок небольших размеров, которые не имеют внутренней опоры под коньковый прогон. При необходимости использования для перекрытия больших пролетов висячая схема имеет специальные бабки-подвески, подкосы, стяжки и другие элементы конструкции.

Для финишного слоя на таких крышах используют любые виды рулонных, штучных и крупнолистовых покрытий. Технические характеристики кровли обуславливают устройство обрешетки, сплошной или разреженной. Водозащитным ковром полностью покрываются низкие скаты до 12 градусов, высокие – лишь в местах допустимых протечек.

Вальмовая и полувальмовая системы

Вальмовые крыши от двухскатных отличаются тем, что вертикальные щипцы-фронтоны в их конструкциях заменяются наклонными скатами треугольной формы – вальмами. В центре крыши находится стандартная стропильная система двускатного вида, к которой под углом присоединяются те самые вальмы. Разнообразие в ассортименте вальмовых сооружений достигается при помощи манипуляций с пропорциями. Изменяя отношение длины конька к высоте ската и длине основания, можно получить конструкцию, которая будет отвечать любым вкусовым запросам.

При возведении стропильных каркасов для крыш вальмового типа используются:

• Накосные стропила укороченного типа, формирующие наклонные вальмовые скаты и примыкающие к ним элементы основных скатов;
• Висячие или наслонные стропильные фермы с соответствующими частями конструкции: лежнями, затяжками, коньковыми прогонами и так далее;
• Диагональные стропила, которые соединяют верхние части крайних стропильных ферм с углами коробки.

Конструкции данного типа бывают также чердачными и бесчердачными. Хоть и четыре наклонных ската достаточно сильно ограничивают пространство, обустроить чердак все же представляется возможным. Для любителей домов с мансардами существует датская разновидность, имеющая укороченную вальму. Приверженцам нестандартной архитектуры скорее всего будет по вкусу голландский тип, относящийся к полувальмовому варианту.

Шатровая крыша

Простая четырехскатная конструкция шатрового типа является по сути вальмовой крышей без коньковой части. На плане ее схема напоминает квадрат с проведенными диагоналями. Треугольные скаты сходятся в одной вершине, что напоминает шатер. Возводятся шатровые крыши над четкими прямоугольными или многоугольной формы коробками.

В сооружении стропильных систем шатрового типа используются обычные висячие и наслонные принципы:

• Над коробкой с несущей стеной или центральной опорой выстраивается стропильная конструкция наслонного типа;
• Над объектом без опоры или внутренней стены возводится каркас по висячему принципу.

Количество скатов и крутизна зависят лишь от личных предпочтений хозяина. Оптимальной кровлей для отделки треугольных скатов выступает штучный материал, а все из-за того, что от крупных листов получается большое количество отходов. Независимо от значения крутизны шатровые конструкции предпочтительно оснащать сплошной обрешеткой и гидроизоляционным слоем.

Ломаная стропильная система

Каркасы для таких крыш специально изготовляются с ориентацией на увеличение чердачного пространства с возможностью создания в нем жилых или бытовых помещений. Любой скат классического варианта ломаной крыши условно легко разделяется на две прямоугольные части, которые создают внешний угол между собой. Необходимая форма получается путем изменения размеров участков скатов, находящихся между ними углов и угла коньковой зоны. Стропильные системы такого типа – один из сложнейших видов систем: чертежи и схемы ломаного каркаса показывают все нюансы непростой структуры конструкции.

Представленные схемы различных видов стропил для крыши предназначены для обустройства деревянной, кирпичной и пенобетонной коробки. Отличаются они лишь креплением мауэрлата на деревянные и каменные стены. Вышеуказанные сведения о стандартных разновидностях стропильных систем помогут грамотно определиться с желаемым типом крыши при постройке дома.