Интернет-магазин 
Строительство прочной и надежной стропильной системы – дело непростое. В сооружении каркаса будущей крыши важна каждая мелочь, а потому еще на стадии проектирования, в центре внимания вопрос – какую доску брать на стропила и каковы должны быть ее параметры: длина, толщина, вид древесины.
Поэтому, если вы хотите быть спокойными за новую крышу и ее долговечность, изучите основные принципы подбора элементов ее конструкции: какая доска подойдет для стропил и сможет нести и распределять основную нагрузку, какой нужен брус между стропилами и какой материал приобрести для обустройства конькового прогона и внутренних затяжек ферм. А наша статья поможет вам разобраться во всех этих тонкостях.
Доски для стропильной системы: изготовить или заказать
Итак, начнем с того, где как именно вы будете закупать стропила – от этого зависит то, насколько дотошно нужно будет рассчитывать параметры каждой доски в конструкции.
Всего у вас три варианта приобретения стропильных досок, и разберем преимущества и недостатки каждого из них.
Способ №1. Кубометры пиломатериала
Итак, обратите внимание на такие важные моменты. Если вам предлагают древесину в кубометрах – это вполне приемлемый способ, вы просто указываете в специализированной компании количество кубометров досок и бруса. А уже на месте все это обработаете защитными пропитками и соберете крышу.
Единственный момент – работы будет много, как и отходов. Поэтому вам необходимо будет приобрести досок для стропил на 10% больше, чем бы вы изначально планировали согласно своим расчетам, чтобы был запас на подрезку, отходы и неожиданные дефекты, до этого необнаруженные.
Способ №2. Нарезанные на заказ доски
Еще один вариант – приобрести готовые стропила уже после резки. Многие компании на заказ режут древесину под нужные параметры и предоставляют уже готовый вариант, остается только собрать на крыше саму конструкцию. Отходов здесь уже будет минимум, работа пойдет быстрее, важно только предварительно угадать с размерами стропил.
Как заказать готовые нарезанные стропильные доски? Просто разрабатываете проект крыши в бумажном варианте или по специальной программе, показываете проектировщику, а затем – представителю фирмы. Довольно просто!
Способ №3. Готовые стропильные фермы
Третий вариант – закупить готовые стропильные фермы. Их легче устанавливать на стены прямо на крыше, чем собирать отдельно, и вся конструкция собирается за 1-3 дня. Причем для этого уже не нужен плотник! Такие стропильные фермы собираются еще в заводских условиях и получаются вполне даже качественными. Вам остается только их установить и соединить в коньке.
Отходов здесь у вас вообще не будет, но, конечно же, готовые стропильные фермы обойдутся дороже, чем просто доски для стропил. Кроме того, обычно с фирмы изготовителя даже присылают на объект замерщика, чтобы он сам лично проверил расстояние между стенами дома и скорректировал что-то в проектной документации. А это уже что-то вроде подстраховки для вас, особенно если расчеты стропильной системы кажутся для вас сложными (они и профессионалам даются нелегко, поверьте).
Самостоятельное изготовление стропил из досок
Итак, если затея заказать обработку и нарезку досок вам не по душе, тогда готовьтесь к тому, чтобы побывать одновременно и проектировщиком, и архитектором, и плотником. По сути, все, что вам нужно будет знать о своих стропилах, – это угол их наклона, сечение, расстояние и метод крепления.
Если вы когда-либо наблюдали за работой профессионалов, тогда наверняка вас восхищало то, насколько виртуозно и без особых усилий они отмеряют нужную длину стропил и делают в них сложные вырезы. При этом все, что нужно им знать, это – параметры крыши. При этом они пользуются самыми элементарными инструментами: плотницким угольником, собственными записанными расчетами или «умной» книгой. Но, по-хорошему (и по всем правилам), следует изначально все рассчитать при помощи специальных строительных калькуляторов. К слову, сегодня популярны также специальные приложения для смартфонов. Хотя самые основные расчеты вы без проблем сделаете самостоятельно.
Итак, раз уж если вы взялись за изготовление стропил из досок самостоятельно, значит, вы точно уже знаете ответ на вопрос, какая доска нужна на стропила – какова ширина здания и толщина коньковой доски. И здесь важно не допустить ошибку при подсчете будущей длины стропила: от полной ширины здания обязательно отнимите толщину коньковой доски. Поверьте, многие об этом почему-то забывают. Теперь разделите полученный результат на два, и у вас получится пролет каждой стропильной ноги.
Угол наклона крыши можно определить при помощи геометрических формул, а тип формулы зависит от того, крышу какой формы вы собираетесь строить: классическую двускатную, или более сложную четырехскатную. Ведь конструктивные узлы у них разные, и требования к способности выдерживать определенные нагрузки – тоже.
Стропила для двускатной крыши: простой расчет
Стропила для двускатной крыши изготавливать проще всего, ведь они представляют собой стандартные треугольники, которые важно лишь расположить в ряд строго вертикально, с определенным шагом, и закрепить верхушки коньковым прогоном. Здесь довольно легко рассчитать длину стропила от конька до стены – это гипотенуза треугольника.
Стропила для четырехскатной крыши: треугольники + прямоугольники
Изготовить стропила для стандартной четырехскатной крыши (шатровой, вальмовой) вам будет немного сложнее, так как здесь необходимо делать более точные расчеты.
Стропильная система четырехскатной крыши отличается тем, что здесь устанавливаются стропила, которые направлены к углам стен – диагональные. И даже больше: на такие доски опираются другие стропила скатов. Из-за этого накосные (другое название «диагональные») стропила несут нагрузку в полтора раза больше, чем обычные, и длина их тоже превышает стандартную длину досок. Чаще всего такие стропила делают спаренными.
Стропила для необычных форм крыши: сложное проектирование
У скатных и плоских крыш – стандартные правила изготовления стропил, расчет нагрузок и конструкции. Но совсем другой подход в строительстве пристроек, беседок и других хозяйственных объектов. Здесь далеко не всегда крыша должна быть чем-то вроде миниатюрной копии большой и настоящей. Наоборот, важно все продумать, чтобы не перейти границ бюджета и правильно сочетать маленькую конструкцию с большой.
Некоторые виды стропил в крышах такого типа не создают точечных нагрузок на край покрытия (как это часто, к сожалению, встречается в практике частного строительства), и в итоге крыша не кренится с годами в одну сторону. Здесь нагрузка, благодаря необычной длине стропил, распределяется равномерно, с меньшим давлением и по всем скату. Да и выглядит такая конструкция более грамотной и профессиональной.
И, наконец, в отдельных случаях часть стропил и вовсе не играет никакой функциональной роли во всей конструкции – только декоративную. Изготовление их занимает немало времени, зато делать расчет на прочность вообще не нужно.
Гнутые доски для стропил стрельчатой крыши
И, наконец, если вам нравятся необычные и модные крыши со стрельчатой формой, то знайте: все это тоже реально воплотить в жизнь. Такие доски действительно изготавливают: распаривают до 100°С в заводских условиях, и, при повышенной влажности, придав эластичность, гнут по специальному шаблону. Только после этого их склеивают и высушивают в специальных камерах.
Еще дополнительно по линии сгиба таких брусьев делают специальные пропилы, что тоже добавляет сложностей, и потому такая стропильная система обойдется дороже. И если говорить о частном строительстве, весь этот технологический этап вам провернуть будет сложно. Но возможность такая есть.
А с конструкцией и параметрами стропил мы разобрались, а теперь перейдем к самому сложному шагу – расчету суммы всех нагрузок, которые воздействуют на такие крыши. Благодаря ответу на такие вопросы вы сможете рассчитать не только длину стропил, но и их сечение, которое будет надежным.
Как подсчитать нагрузки на стропильную систему
Итак, отталкиваться нужно будет от того, в какой именно местности вы проживаете. Ведь именно от этого и зависит доска для стропил: размеры подбираются так, чтобы крыша сохраняла максимальную целостность и при этом успешно противостояла как статическим, так и динамическим нагрузкам.
Что такое предельные состояния крыши
А теперь подробнее. Для того чтобы точно определить, какое сечение стропил необходимо для устройства крыши, сначала нужно произвести расчет сумы всех-всех возможных нагрузок. Этот расчет делают по так называемому методу «предельных состояний», когда конструкция крыши теряет свою способность сопротивляться воздействию ветра, снеговой нагрузке или получает при этом значительную деформацию.
Когда это происходит? Когда у конструкции крыши уже исчерпана несущая способность. То есть это тот самый момент, когда снега на крыше так много, что стропильная система не выдерживает его и ломается, или конструкция крыши такова, что сильный ветер способен в итоге ее сорвать. Причем здесь учитывать нужно одновременно данные как статических, так и динамических нагрузок:
- Когда снег, теплоизоляция и кровля давят на крышу, это – статическая нагрузка.
- Ветер и другие воздействия, которые вызывают раскрытие узлов крыши или прогиб стропил – это динамические нагрузки.
Если крыша не справится со всем этим по отдельности или в совокупности, то это приведет к негативным последствиям. Кроме того, опасно само по себе, когда у стропил возникают трещины, прогибы и другие поначалу незаметные проблемы, которые плохо влияют на эксплуатационные характеристики конструкции. Очень важно не допустить всего этого.
Как узнать типичные нагрузки определенной местности
Вам нужно будет просто посмотреть по карте вашей местности или по данным СП 131.13330.2020 «Строительная климатология» среднестатистические ветровые и снеговые нагрузки, по ним определить минимальную толщину сечения стропил и их минимальный шаг расположения вдоль ската.
У вас есть два пути работы со всеми этими данными:
Способ №1. Рассчитать все до миллиметра при помощи специальных формул, онлайн-калькулятора или ума нанятого специалиста по крышам.
Способ №2. Ориентироваться на опыт строительства в конкретном регионе и сделать самые простые подсчеты с запасом.
Дело в том, что неспроста в каждой стране дома между собой похожи. Например, в самых снежных регионах России издавна строят высокие острые крыши, а в особо ветреных – больше пологие. Если стандартная высота снежного покрова в вашей местности выше средней по стране, тогда либо вам лучше построить крышу с крутыми скатами, либо делать стропила в два раза толще и прочнее, чтобы они смогли выдержать всю необходимую нагрузку. Поэтому, если вы хотите приобрести доски для стропил со стандартными значениями, организуйте такой же угол наклона крыши, как у соседей – вот и вся хитрость.
Итак, если вы знаете, какая примерно будет действовать нагрузка на крышу в процессе ее службы, то узнаете и ту, что будет воздействовать на каждое отдельное стропило. Как? Просто делите нагрузку на их количество, и здесь важно знать,выдержат ли стропила воздействующую на них нагрузку. А это, в свою очередь, тоже можно выяснить.
Как рассчитать прочность на изгиб и растяжение
Абсолютно на каждое стропило воздействуют самые разные физические силы. И чем больше стропил на каждом промежутке – тем легче каждому из них по отдельности, и наоборот. Но ведь сплошные ряды ставить смысла нет, а поэтому рациональнее все рассчитать и подстраховаться.
Напряженные состояния у стропил из разной древесины
Как именно сработает во время эксплуатации стропило на изгиб и растяжение, зависит не только от его толщины, но и из какого материала изготовлена доска стропильная. А именно: из какого сорта, породы и влажности древесины. Разобраться в этом вам помогут такие таблицы данных.
Вот некоторые особенности подходящих для стропил пород дерева:
- Лиственные породы древесины обладают меньшей гибкостью, по сравнению с хвойными, и их свойства во всех направлениях отличаются. Поэтому доски из этой древесины конкретно для стропил используются редко. С другой стороны, у лиственницы настолько хорошие прочностные характеристики, что ее можно сравнить с дубом по долговечности.
- Сосна относительно недорогая, но обладает большим количеством сучков. С другой стороны, смолистое дерево всегда обеспечит высокую стойкость к загниванию, а сосновый брус отлично подходит для обустройства стропильной системы благодаря своей легкости и прочности.
- Ель идеально подходит для балок перекрытий и стропил. Причем сухая ель такая же прочная, как и сосна. Такая древесина отлично подойдет для участков, воспринимающих основную часть нагрузки.
- Древесина дуба более прочна и долговечна, и потому дороже, ведь для использования в строительстве, возраст дуба должен быть около 120 лет! Тогда как у сосны – всего 30.
- Все остальные породы древесины использовать для изготовления стропил следует осторожно, внимательно изучив их свойства.
Итак, подведем итог: главное свойство древесины как материала – это прочность на прогиб. Но, если такого недостаточно, доски просто наращивают по длине. Кроме того, согласно СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», нагрузка на все стропила может быть неравномерной, стропило слева может быть нагружена куда более, чем стропило справа, а поэтому всегда нужно перестраховываться и брать величины нагрузок с запасом.
Выбор длины и сечения стропильных элементов
Все стропильные ноги изготавливаются одинаковой толщины и длины, в зависимости от шага стропил и нагрузки, которая на них будет действовать.
В разных формах крыши стропильные фермы крепятся по-своему, и наиболее популярны сегодня две основные конструкции: с висячими и наклонными стропилами.
- Наслонные стропила жестко связаны между собой, лежат в одной плоскости и имеют всего две точки опоры – это наружные стены. И стропила при этом опираются на мауэрлат или же верхний венец сруба.
- Висячие фермы, напротив, состоят из стропильных ног, которые работают на сжатие и изгиб, и под тяжестью конструкции возникает усилие распора, которое передается на стену. Чтобы компенсировать эти силы, стропильные ноги стягиваются затяжками – горизонтальными балками, которые закрепляются в основании стропил или выше. Они тоже подлежат расчету.
Длина стропил обоих вариантов стропильной системы зависит напрямую от угла наклона крыши. И даже больше: зная высоту будущей крыши и ширину торца дома, вы сразу определите длину стропил, при помощи самых обычных формул из курса школьной геометрии.
Комбинирование древесины и металла
Если вам приходится делать стропильные элементы более тонкими, чем необходимо, тогда их нужно укреплять подкосами, ригелями и стойками. Но, порой придать жесткости всей стропильной системе необходимо ввиду проекта самой постройки. Например, пролеты будут большими, или дом находится в местности с неблагополучными климатическими условиями. Для этой цели применяется комбинированная стропильная система из дерева и металла, где металл на берет на себя самые ответственные участки.
В таком случае естественная деформация древесины досок для стропил уже не сыграет свою негативную роль, и можно спокойно относиться к выбору параметров. Металлические элементы в такой системе устанавливаются как в виде самостоятельных стропил, так и в качестве элементов усиления деревянных стропильных ног. В итоге металлические вставки значительно увеличивает жесткость всей стропильной системы, хотя и усложняют при этом ее эксплуатацию.
Все дело в том, что конденсат любит оседать как раз на металле, и при контакте с деревянными частями вызывает их постепенное гниение. Вот почему в комбинированной системе доски для стропил предварительно обязательно обрабатывается влагозащитными средствами, и даже при необходимости применяется пленочная изоляция места контакта дерева и металла. Кроме того, под такой крышей необходима грамотная вентиляция подкровельного пространства и постоянный контроль состояния деревянных элементов.
Конечно, чем проще стропильная система крыши, тем более ясны и понятны требования к параметрам всех ее элементов, тогда как со сложной крышей не всегда чувствует себя уверенно даже опытный специалист. Но главная задача и у новичка в этом деле, и у профессионала – добиться итогового качества всей конструкции!
Данная информация носит исключительно информационный (ознакомительный) характер и не является рекомендацией.
