Когда смотришь на готовый дом, внимание обычно забирает кровельное покрытие: металлочерепица, мягкая черепица, фальц или другой материал. Но сама кровля держится вовсе не на красивом наружном слое. Основную работу выполняет скрытая под ним стропильная система — конструкция, которая принимает вес крыши, снега, ветровые нагрузки и передаёт их на стены и другие несущие элементы здания.
При этом стропила для простой односкатной крыши и конструкция большого дома с вальмами, ендовами, мансардой и несколькими фронтонами — совершенно разные вещи. Где-то достаточно обычных стропильных ног, опирающихся на стены, где-то появляется коньковый прогон, стойки и подкосы, а для больших пролётов приходится использовать полноценные стропильные фермы.
Давайте без сложного языка разберёмся, что такое стропильная система в строительстве, из чего она состоит, какие бывают стропильные системы и чем висячие стропила отличаются от наслонных. Отдельно поговорим о максимальной длине стропил без опоры, элементах сложных крыш и особенностях устройства стропил в деревянном доме.
Если вам нужна не только теория, но и устройство готовой крыши, на сайте «Именитая Изба» можно посмотреть раздел кровельных работ под ключ, где стропильная система рассматривается как часть единой конструкции вместе с утеплением, мембранами, обрешёткой и кровельным покрытием.
Что такое стропильная система крыши
Стропильная система — это несущая конструкция скатной крыши. Если объяснять совсем просто, именно она создаёт форму крыши и удерживает расположенные выше слои. На стропильную конструкцию опираются обрешётка и кровельное покрытие, а в утеплённой крыше между или под стропилами располагается теплоизоляция.
Поэтому ответ на вопрос, что такое стропила в строительстве крыши, тоже довольно простой: стропила — это наклонные несущие элементы, формирующие скаты. Но сама система стропил значительно шире. Помимо стропильных ног в неё могут входить мауэрлат, коньковый и промежуточные прогоны, стойки, подкосы, затяжки, ригели и другие элементы.
Иными словами, стропильная система дома — это каркас крыши. Она должна не просто сохранить красивую геометрию скатов, а безопасно передать все расчётные нагрузки на стены и другие несущие конструкции здания.
На чём держится крыша дома
Если посмотреть на обычную двускатную крышу снаружи, кажется, что два ската просто соединены наверху. В действительности путь нагрузки намного интереснее. Вес покрытия, обрешётки, утепления и снега воспринимается стропильными ногами, а затем через опорные узлы передаётся на стены, прогоны, стойки или другие элементы.
То, на чём будет держаться конкретная крыша, определяется её расчётной схемой. В одном доме стропильные ноги работают между наружными стенами и коньковым прогоном, в другом образуют висячую ферму, а в сложной вальмовой крыше к обычным стропилам добавляются диагональные элементы и укороченные нарожники.
Поэтому нельзя сначала построить стены, а потом просто выбрать «какие-нибудь стропила». Крыша стропильной системы должна быть связана с планировкой и несущей схемой всего дома ещё на стадии проекта.
Какие требования предъявляются к стропильной конструкции
Стропильная крыша должна оставаться устойчивой при тех нагрузках, для которых рассчитан дом. Помимо собственного веса конструкции учитывается масса кровельных материалов, а также снеговые, ветровые и другие предусмотренные проектом воздействия.
Важна не только прочность отдельных досок или брусьев. Даже массивное стропило может работать неправильно, если ошибочно выбран узел опирания или крепления. Поэтому при проектировании рассматривают всю деревянную стропильную конструкцию как единую пространственную систему.
- Несущей способности должно хватать для расчётных нагрузок.
- Конструкция должна сохранять устойчивость и геометрию.
- Прогиб элементов должен оставаться в допустимых пределах.
- Нагрузки должны правильно передаваться на несущие части здания.
- Соединения должны соответствовать расчётной схеме.
- Древесина должна подходить для использования в несущих конструкциях.
- Должны учитываться особенности эксплуатации и влажностного режима крыши.
Из чего состоит стропильная система крыши
Устройство стропил становится значительно понятнее, если разобрать конструкцию на отдельные детали. При этом полный состав стропильной системы зависит от формы крыши и размеров здания: далеко не в каждом доме одновременно присутствуют все возможные элементы.
Например, простая односкатная крыша небольшого строения может иметь минимальное количество деталей. А деревянная стропильная конструкция сложного коттеджа с вальмами и мансардой способна состоять из десятков взаимосвязанных узлов.
| Элемент | Что это такое | Основная функция |
|---|---|---|
| Мауэрлат | Опорный брус по верхней части стены | Принимает нагрузку от стропил и передаёт её стенам |
| Стропильная нога | Наклонный несущий элемент | Формирует скат и воспринимает нагрузку крыши |
| Коньковый прогон | Горизонтальная балка в верхней части крыши | Служит опорой верхней части наслонных стропил |
| Промежуточный прогон | Горизонтальная опора между коньком и стеной | Уменьшает расчётный пролёт стропильной ноги |
| Стойка | Вертикальный элемент | Поддерживает прогон или другой элемент конструкции |
| Подкос | Наклонная дополнительная опора | Поддерживает стропило или прогон и уменьшает их пролёт |
| Затяжка | Горизонтальный элемент между нижними частями стропил | Сдерживает распор и связывает стороны фермы |
| Ригель | Поперечный элемент в верхней или средней части системы | Работает в составе расчётной схемы и связывает стропильные ноги |
| Диагональное стропило | Наклонный элемент по ребру вальмовой крыши | Принимает нагрузку от нарожников |
| Нарожник | Укороченная стропильная нога | Формирует часть ската возле диагонального стропила |
| Кобылка | Дополнительный элемент на конце стропильной ноги | Позволяет сформировать необходимый карнизный свес |
Мауэрлат: основание стропильной системы
В каменных зданиях мауэрлатом обычно называют брус, который располагается в верхней части наружной стены и служит опорой для стропильных ног. Он помогает распределять сосредоточенные нагрузки от отдельных стропил по стене.
При этом устройство деревянного дома отличается от каменного, поэтому термин «мауэрлат» применим не ко всем узлам буквально одинаково. В брусовом или бревенчатом доме функцию опоры стропил может выполнять соответствующий верхний элемент стены или специально предусмотренная конструкция.
Главное здесь не название, а работа узла. Нагрузка от стропильной крыши должна передаваться на деревянные стены именно так, как предусмотрено проектом.
Стропильные ноги: основа каждого ската
Когда человек спрашивает, как выглядят стропила, чаще всего он имеет в виду именно стропильные ноги. Это длинные наклонные доски, брусья или составные элементы, расположенные с определённым шагом от нижней части крыши к коньку или другой верхней опоре.
Сечение и шаг стропильных ног не выбирают только по принципу «мы всегда используем доску 50×200». Один и тот же материал в разных проектах может работать совершенно по-разному. Значение имеют пролёт, шаг, угол крыши, вид древесины, кровельное покрытие, снеговая нагрузка и наличие промежуточных опор.
Поэтому стропила дома — это расчётные несущие элементы, а не просто доски одинакового размера, которые устанавливаются через равные промежутки.
Прогоны в стропильной системе
Прогон представляет собой горизонтальный несущий элемент, который поддерживает стропильные ноги или участвует в работе другой части крыши. Самый понятный пример — коньковый прогон, проходящий вдоль верхней точки двускатной крыши.
Также могут использоваться промежуточные или боковые прогоны. Они позволяют создать дополнительную опору для длинного стропила и тем самым уменьшить его расчётный пролёт.
Прогон в свою очередь должен на что-то опираться. Для этого предусматриваются стойки, внутренние стены, балки или другие рассчитанные конструктивные элементы.
Для чего нужны стойки и подкосы
Стойка работает преимущественно как вертикальная опора. Например, она может поддерживать коньковый прогон. Подкос устанавливается под углом и помогает разгрузить длинную стропильную ногу или другой несущий элемент.
Такие детали стропильной системы особенно важны при увеличении размеров крыши. У длинного элемента растут прогибы и внутренние усилия, поэтому установка правильно рассчитанной промежуточной опоры позволяет изменить схему его работы.
Но добавлять стойки и подкосы по собственному усмотрению нельзя. Каждая новая опора передаёт нагрузку дальше — например, на балку перекрытия или внутреннюю стену. Эта конструкция тоже должна быть способна её принять.
Что такое затяжка в стропильной системе
Затяжка связывает противоположные стороны конструкции и особенно хорошо знакома по висячим стропильным фермам. Без неё наклонные стропильные ноги могут создавать распор, стремящийся раздвинуть опоры наружу.
Расположенная снизу затяжка нередко одновременно становится частью конструкции перекрытия. Но это не значит, что любую балку между стенами автоматически можно назвать затяжкой — всё определяется тем, как элемент работает в конкретной расчётной схеме.
Если посмотреть на классическую треугольную ферму, две наклонные стропильные ноги и нижняя затяжка фактически образуют устойчивый треугольник.
Чем ригель отличается от затяжки
Ригель и затяжку часто путают, потому что визуально оба элемента могут выглядеть как горизонтальная доска между двумя стропильными ногами. Но расположение элемента и характер его работы в расчётной схеме могут отличаться.
Затяжка прежде всего связывается с восприятием распора и обычно работает на растяжение. Ригель чаще располагается выше и является частью схемы усиления или связи стропильных ног. Называть любую верхнюю перемычку затяжкой, а любую нижнюю ригелем неправильно.
Для владельца дома основная мысль простая: функциональное назначение элемента определяется проектом, а не его визуальным сходством с соседней доской.
Из чего состоит крыша деревянного дома кроме стропил
Стропильная система деревянного дома — только несущий каркас. Готовая крыша включает значительно больше элементов. После стропил появляется основание под кровельное покрытие, а в тёплой конструкции — теплоизоляционный и защитные слои.
Именно поэтому выражение «стропильная кровля» иногда вводит заказчика в заблуждение. Собранные стропила ещё не означают, что кровля готова. На странице кровельных работ весь процесс рассматривается комплексно: от стропильной системы до мембран, утепления, обрешётки и наружного покрытия.
- Стропильная конструкция.
- Пароизоляция в предусмотренных конструкцией местах.
- Теплоизоляция для тёплой крыши.
- Гидро- и ветрозащитные мембраны.
- Контробрешётка.
- Обрешётка или сплошное основание.
- Кровельное покрытие.
- Конёк.
- Ендовы.
- Карнизные и торцевые элементы.
- Примыкания.
- Водосточная система.
Какие бывают виды стропильных систем
Если говорить о принципиальной схеме работы, основные типы стропильных систем для частного домостроения — наслонные и висячие. Кроме них на практике встречаются комбинированные решения и разнообразные стропильные фермы.
Выбор делается не просто по желанию владельца. В первую очередь проектировщик смотрит на пролёты, расположение наружных и внутренних несущих стен, наличие колонн и балок, форму крыши и предполагаемые нагрузки.
| Тип системы | Главная особенность | Где применяется |
|---|---|---|
| Наслонная | Стропильная нога имеет нижнюю и верхнюю или промежуточную опору | Дома с подходящими внутренними опорами или прогонной системой |
| Висячая | Пара стропильных ног образует ферму между наружными опорами | Когда подходящей промежуточной несущей опоры нет |
| Комбинированная | На разных участках крыши используются различные схемы | Сложные дома и крыши |
| Стропильные фермы | Нагрузка воспринимается системой стержней | Большие пролёты и проектные решения с заранее рассчитанными фермами |
Наслонная стропильная система
Наслонные стропила имеют дополнительные точки опирания. Типичная схема — нижняя часть опирается на наружную стену, а верхняя работает через коньковый прогон, который в свою очередь поддерживается стойками или внутренней несущей конструкцией.
Благодаря промежуточным опорам можно уменьшить рабочий пролёт стропильной ноги. Это особенно важно при достаточно широкой коробке здания, где попытка перекрыть всё одной длинной доской уже становится нерациональной.
Наслонная система удобна в домах, где планировка позволяет передать нагрузку с конькового или промежуточного прогона вниз на надёжные несущие конструкции.
Из чего состоит наслонная система
Состав зависит от пролёта и схемы. В простом варианте используются стропильные ноги, нижняя опора и коньковый прогон. При увеличении размеров могут появляться стойки, подкосы и дополнительные прогоны.
Количество деталей само по себе не говорит о качестве. Правильная стропильная система — это не та, где больше досок, а та, где каждый элемент имеет понятную функцию и рассчитан на свою нагрузку.
Висячая стропильная система
Висячие стропила применяют в схемах, где между наружными опорами нет подходящей промежуточной несущей стены или ряда стоек под коньковый прогон. Пара стропильных ног вместе с затяжкой образует ферму, которая перекрывает пролёт.
Название «висячие» не означает, что стропила буквально висят в воздухе. Оно подчёркивает принцип работы конструкции между крайними опорами.
При увеличении пролёта ферма усложняется. В неё могут добавляться дополнительные элементы, позволяющие распределять усилия и ограничивать прогибы.
Почему висячим стропилам нужна затяжка
Наклонные ноги под нагрузкой могут создавать горизонтальную составляющую усилий. Если этот распор неправильно передать непосредственно на стены, результатом становятся нежелательные нагрузки на коробку здания.
Затяжка связывает нижние части системы, благодаря чему стропильная ферма работает как единая конструкция. Конкретные узлы и усилия при этом рассчитываются проектировщиком.
Комбинированные стропильные системы
У сложного дома крыша далеко не всегда укладывается в схему «только наслонная» или «только висячая». Над одной частью здания можно использовать наслонные стропила, над другой — фермы, а в местах пересечения скатов появляются дополнительные диагональные элементы.
Такие варианты стропильных систем особенно характерны для домов со сложной планировкой, пристройками, вторым светом, большими открытыми помещениями и несколькими объёмами разной ширины.
Комбинированная система требует хорошего проекта, потому что нагрузка от разных участков крыши должна в итоге нормально передаваться на фундамент через всю несущую структуру здания.
Какие бывают виды стропильных ферм
Стропильная ферма представляет собой систему связанных между собой элементов, которая работает как единая несущая конструкция. Самый простой образ — треугольник из двух наклонных стропильных ног и нижнего пояса или затяжки.
Но виды стропильных ферм значительно разнообразнее. При больших пролётах появляются промежуточные стойки, раскосы и другие элементы. Конфигурация выбирается под пролёт, нагрузки, высоту крыши и архитектурные требования.
Ферма может изготавливаться непосредственно на строительной площадке или проектироваться как заводская конструкция. Просто скопировать схему фермы с фотографии соседского дома нельзя: одинаковый внешний треугольник способен работать при совершенно разных нагрузках.
Стропильная система и форма крыши — это не одно и то же
Очень часто виды стропильных систем и виды стропильных крыш смешивают в один список. Например, односкатную, двускатную и вальмовую крышу называют типами стропильной системы. Это удобно в бытовой речи, но технически речь идёт о разных характеристиках.
Форма крыши отвечает на вопрос, сколько скатов и как они расположены. Тип стропильной конструкции описывает, каким образом несущие элементы поддерживают эту форму и передают нагрузку.
Поэтому одна и та же двускатная крыша в разных домах может иметь висячую, наслонную или более сложную комбинированную схему.
Какие бывают виды стропильных систем скатных крыш
Скатные крыши частных домов бывают очень разными: односкатными, двускатными, вальмовыми, полувальмовыми, шатровыми, ломанными мансардными и многощипцовыми. Чем сложнее геометрия, тем больше разных элементов появляется в стропильной конструкции.
Простая форма обычно легче проектируется и монтируется. Это не означает, что сложную крышу делать нельзя — просто она требует большего количества материала, узлов, расчётов и внимательной работы с примыканиями.
| Форма крыши | Количество и характер скатов | Особенности стропильной системы |
|---|---|---|
| Односкатная | Один наклонный скат | Относительно простая схема |
| Двускатная | Два ската сходятся у конька | Возможны наслонные или висячие стропила |
| Вальмовая | Четыре ската | Добавляются диагональные стропила и нарожники |
| Полувальмовая | Сочетание фронтона и укороченной вальмы | Более сложные узлы по сравнению с двускатной |
| Шатровая | Скаты сходятся в верхней точке | Система диагональных стропил без обычного длинного конька |
| Ломаная мансардная | Каждый основной скат имеет изменение уклона | Несколько участков стропильных ног и дополнительные опоры |
| Многощипцовая | Несколько пересекающихся двускатных объёмов | Ендовы, диагональные элементы и сложные узлы пересечения |
Стропильная система односкатной крыши
Односкатная крыша — одна из наиболее понятных конструкций. Стропильные ноги располагаются между стенами или другими опорами разной высоты, благодаря чему формируется единственный наклонный скат.
На небольшом пролёте стропило может работать между двумя крайними опорами. При увеличении расстояния появляются промежуточные прогоны, стойки или другие элементы, сокращающие рабочий пролёт.
Односкатная система используется не только для сараев и хозяйственных построек. Современные жилые дома тоже могут иметь выразительные односкатные крыши, но при больших размерах их конструкция уже совсем не примитивна.
Максимальная длина стропил без опоры односкатной крыши
Здесь важно отказаться от популярной идеи найти одну универсальную цифру. Максимальная длина стропила без опоры не определяется только тем, что крыша односкатная. Два одинаковых по длине стропила могут иметь совершенно разную несущую способность из-за различного сечения, шага установки, сорта древесины и нагрузок.
Поэтому фраза вроде «стропило 6 метров всегда можно ставить без промежуточной опоры» технически неверна. Длина самого пиломатериала и допустимый расчётный пролёт — разные параметры. Пиломатериал можно приобрести достаточной длины, но это ещё не значит, что он пройдёт расчёт по прочности и прогибу.
Если пролёт большой, проектировщик может увеличить сечение, уменьшить шаг, применить составной или клеёный элемент либо добавить промежуточную опору. Оптимальный вариант зависит от всей конструкции.
Стропильная система двускатной крыши
Двускатная крыша — классический вариант для деревянного дома. Два наклонных ската сходятся вдоль верхней линии — конька, а с торцов формируются фронтоны.
Но за похожим внешним видом могут скрываться разные типы стропильных конструкций. В одном проекте верхняя часть стропил поддерживается коньковым прогоном, в другом используются висячие фермы, а в третьем присутствуют дополнительные подкосы и промежуточные опоры.
Такая форма популярна не случайно: она сравнительно проста, понятна в монтаже и позволяет организовать холодный чердак или жилую мансарду.
Максимальная длина стропил без опоры двускатной крыши
Как и у односкатной конструкции, максимальная длина стропил без опоры двускатной крыши не имеет одной цифры, которая подходит каждому дому. Сначала определяются нагрузки и расчётная схема, затем подбираются сечение и шаг элементов.
Важно различать длину стропильной ноги и горизонтальный пролёт, который она перекрывает. При одном и том же пролёте более крутая крыша будет иметь более длинную стропильную ногу.
Поэтому когда вам предлагают выбрать сечение стропил только по длине ската из готовой таблицы без учёта региона, снеговой нагрузки и шага, к такому расчёту стоит относиться осторожно.
Так какая максимальная длина стропила без опоры допустима
Правильный ответ — та, которая подтверждена расчётом конкретного элемента. В российских нормах деревянные несущие конструкции рассчитываются по прочности, устойчивости и деформациям, а нагрузки на крышу определяются с учётом соответствующих воздействий.
При этом стандартная длина доступных пиломатериалов тоже накладывает практические ограничения. Для строительства распространены доски и брусья длиной до нескольких метров, но наличие шестиметровой или более длинной доски на складе ничего не говорит о допустимом пролёте без опоры.
Поэтому если проект требует длинной стропильной ноги, правильный вопрос специалисту звучит не «какая самая длинная доска продаётся», а «какой пролёт должна перекрыть система и как она рассчитана».
От чего зависит допустимый пролёт стропил
Пролёт нельзя оценивать только по одному параметру. Даже увеличение высоты сечения не всегда позволяет бесконечно удлинять стропильную ногу — меняются прогиб, устойчивость, соединения и вся схема передачи нагрузок.
Проектировщик одновременно учитывает несколько факторов, и только после этого определяет устройство стропил.
- Расчётный пролёт.
- Угол наклона крыши.
- Сечение стропильной ноги.
- Шаг между стропилами.
- Породу и характеристики древесины.
- Собственный вес кровельной конструкции.
- Вес утепления и других слоёв.
- Снеговую нагрузку для района строительства.
- Ветровые воздействия.
- Количество и расположение опор.
- Тип соединений.
Вальмовая стропильная система
У вальмовой крыши нет обычных вертикальных фронтонов на торцах: вместо них появляются дополнительные наклонные скаты — вальмы. Благодаря этому дом выглядит более собранным и обтекаемым.
Но стропильная конструкция становится заметно сложнее двускатной. В местах пересечения основных и торцевых скатов появляются диагональные стропильные ноги. К ним присоединяются укороченные стропила — нарожники.
Диагональное стропило воспринимает нагрузку сразу от нескольких элементов, поэтому его расчёт и устройство требуют особого внимания.
Что такое диагональные стропила
Диагональное, или накосное, стропило располагается по линии наружного ребра вальмовой или шатровой крыши. В плане оно идёт по диагонали от угла здания в сторону конька или верхнего узла.
Поскольку к нему опираются нарожники, нагрузка может быть выше, чем на обычную рядовую стропильную ногу. Поэтому диагональные элементы нередко имеют усиленное сечение или собираются по отдельной расчётной схеме.
Визуально именно эти детали формируют характерные рёбра четырёхскатной крыши.
Что такое нарожники
Нарожники — это укороченные стропильные ноги вальмовой или шатровой крыши. Одним концом они опираются на наружную часть здания, а другим — на диагональное стропило.
По мере приближения к углу здания длина нарожников постепенно уменьшается. Поэтому готовая система внешне напоминает веер элементов, сходящихся к диагональному ребру.
Несмотря на меньшую длину, нарожники нельзя считать второстепенными декоративными деталями. Они воспринимают нагрузку соответствующего участка ската и передают её на основные несущие элементы.
Полувальмовая крыша
Полувальмовая конструкция сочетает признаки двускатной и вальмовой крыши. Часть фронтона сохраняется, но сверху или снизу появляется дополнительный скат.
Архитектурно такое решение выглядит интересно и часто используется в загородных домах. Однако стропиловка становится сложнее обычной двускатной схемы: появляются дополнительные диагональные элементы и нестандартные узлы.
Поэтому полувальма — это не просто «чуть укоротить обычный фронтон», а самостоятельная конструктивная задача.
Шатровая стропильная система
У шатровой крыши несколько треугольных скатов сходятся к общей верхней точке. Классический вариант хорошо подходит для здания с квадратным или близким к квадратному планом.
Вместо длинного горизонтального конька здесь большую роль играют диагональные стропильные элементы, которые идут от углов здания к центральному верхнему узлу.
Такая крыша выглядит симметрично, но требует высокой точности геометрии. Небольшая ошибка в одном диагональном элементе влияет сразу на несколько соседних скатов.
Ломаная мансардная стропильная система
Ломаную крышу часто выбирают, когда хотят получить более удобное помещение мансарды. Каждый скат состоит из участков с разным уклоном: нижняя часть обычно более крутая, верхняя — пологая.
За счёт такой геометрии пространство возле наружных стен мансарды используется эффективнее, чем под обычным равномерным скатом. Но сама стропильная система становится сложнее.
Появляются места изменения уклона, стойки, прогоны и другие детали, которые одновременно формируют крышу и каркас будущего мансардного помещения.
Многощипцовая крыша и перекрёстные стропила
Многощипцовая крыша появляется, когда несколько двускатных объёмов пересекаются между собой. Например, к основному прямоугольному дому примыкает поперечное крыло с собственным коньком.
В разговорной речи элементы в таких конструкциях иногда называют перекрёстными стропилами. Но точнее говорить о пересекающихся скатах, ендовах, диагональных стропильных элементах и соответствующих узлах. Сам термин «перекрестные стропила» не описывает отдельную универсальную расчётную систему.
Именно многощипцовые крыши относятся к наиболее трудоёмким вариантам: появляется несколько коньков, внутренних углов, ендов и участков, где нагрузка от одной части крыши взаимодействует с другой.
Что такое ендова и почему она усложняет стропиловку
Ендова образуется во внутреннем углу двух пересекающихся скатов. В отличие от наружного ребра вальмы, сюда стекается вода сразу с двух поверхностей крыши.
Для несущей системы это тоже особый участок. В месте ендовы появляются соответствующие диагональные элементы и дополнительные опоры, а поверх стропил требуется правильно выполнить кровельный узел.
Чем больше ендов в проекте, тем выше трудоёмкость как стропильной системы, так и последующего монтажа кровельного покрытия.
Какие стропила бывают по материалу
В малоэтажных загородных домах наиболее распространены деревянные стропила. Древесина сравнительно лёгкая, удобна в обработке и хорошо сочетается с деревянными стенами.
Но деревянная стропильная система — не единственный возможный вариант. В отдельных проектах применяются металлические или комбинированные несущие конструкции, особенно когда требуются большие пролёты или специфическая архитектура.
Для обычного дома из бруса или бревна чаще всего используются именно деревянные стропильные конструкции.
Что такое деревянные стропила
Деревянные стропила — несущие наклонные элементы крыши, изготовленные из пиломатериала, бруса, клеёной древесины или составных деревянных деталей в зависимости от проекта.
Для частного строительства особенно распространены стропильные ноги из обрезной доски. Это удобно при монтаже и позволяет достаточно гибко подбирать сечение конструкции.
При этом к качеству материала несущих элементов предъявляются более высокие требования, чем к декоративной доске или временной обрешётке. Состояние древесины напрямую влияет на работу крыши.
Стропильная система деревянного дома
Стропила в деревянном доме имеют важную особенность: сама коробка здания способна изменять размеры вследствие усадки и изменения влажности древесины. Особенно выражено это у домов из массива естественной влажности.
Поэтому соединять крышу с деревянными стенами нужно с пониманием того, как поведёт себя конструкция после сборки. Жёсткое соединение там, где проектом требуется возможность перемещения, способно создавать дополнительные напряжения.
Именно поэтому стропильная система деревянного дома должна проектироваться вместе с коробкой, а не переноситься без изменений с кирпичного здания.
Стропильная система бревенчатого дома
У бревенчатого дома усадочные процессы особенно важно учитывать в верхней части здания. Бревенчатые фронтоны могут изменять свою высоту, и это отражается на геометрии связанных с ними элементов.
Конкретное решение зависит от архитектуры. Где-то используется конструкция, рассчитанная на соответствующие перемещения, где-то применяются иные схемы фронтонов и опор.
Посмотреть, как выглядят реальные деревянные конструкции в процессе сборки, можно в разделе «Как мы строим», где представлены этапы возведения домов и срубов.
Стропильная система дома из бруса
Для брусового дома действуют те же общие принципы: нужно учитывать тип материала, влажность и конструкцию фронтонов. Профилированный брус естественной влажности и клееный материал имеют разную величину последующих изменений.
Поэтому фраза «стропила для дома из бруса делаются вот так» без уточнения проекта слишком общая. Одна и та же схема не подходит автоматически каждому деревянному строению.
Если выбирается сам проект дома, примеры разных архитектурных решений представлены в разделе домов из бруса.
Жёсткие и подвижные соединения в деревянной крыше
В обычном разговоре крепление хочется сделать максимально жёстким: кажется, что чем сильнее затянуть стропило, тем надёжнее крыша. В деревянном домостроении это правило работает не всегда.
Если части здания будут изменять взаимное положение вследствие усадки, проектом могут предусматриваться узлы, допускающие необходимое перемещение. В других местах, наоборот, требуется жёсткая фиксация.
Поэтому выбирать крепёж исключительно по принципу «этот уголок толще» неправильно. Сначала определяется работа узла, после чего подбирается соединение.
Какие элементы соединяют стропильную конструкцию
Детали стропильной системы соединяются разными способами. Используются гвозди, саморезы соответствующего назначения, болты, шпильки, металлические пластины, уголки и специализированные крепёжные элементы.
В деревянных соединениях также могут применяться врубки и опорные вырезы. Но любое уменьшение рабочего сечения элемента влияет на его несущую способность, поэтому глубокую врубку нельзя делать просто потому, что так удобнее установить доску.
Тип соединения определяется расчётной схемой и конкретным узлом.
Почему нельзя просто использовать металлические уголки везде
Современный металлический крепёж значительно упрощает монтаж, но не превращает проектирование крыши в конструктор. Один уголок может прекрасно работать в конкретном узле и оказаться совершенно неподходящим для другого направления нагрузки.
Кроме того, значение имеет не только сама пластина, но и количество, тип и расположение крепежа. Если рассчитан узел на несколько крепёжных элементов, установка одного самореза не позволит использовать всю несущую способность детали.
Поэтому соединительные элементы рассматриваются как часть несущей системы, а не как мелкий расходный материал.
Как выбирают сечение стропил
Популярный запрос выглядит так: «крыша 8 метров — какую доску взять на стропила?» Но только ширины здания недостаточно для ответа. Даже способ измерения этих восьми метров может быть разным.
Проектировщик определяет геометрию крыши, пролёты и нагрузки, а затем проверяет выбранное сечение. При необходимости меняется шаг стропил, появляются промежуточные опоры или используется другой тип конструкции.
| Параметр | Как влияет на стропила |
|---|---|
| Увеличение пролёта | Повышает требования к несущей способности и жёсткости |
| Уменьшение шага | Распределяет нагрузку между большим количеством стропильных ног |
| Тяжёлое кровельное покрытие | Увеличивает постоянную нагрузку |
| Большая снеговая нагрузка | Увеличивает расчётные усилия |
| Промежуточная опора | Уменьшает рабочий пролёт участка стропила |
| Изменение угла ската | Меняет геометрию и действие нагрузок |
Как выбирают шаг стропил
Шагом называют расстояние между соседними стропильными ногами. Часто встречаются типовые значения, но использовать одно из них во всех домах нельзя.
Шаг связан с сечением стропил и нагрузкой. Чем реже стоят элементы, тем большую часть нагрузки воспринимает каждая отдельная стропильная нога. При уменьшении шага стропил становится больше, но возрастает расход материала.
Дополнительно при выборе шага учитывают устройство утепления и других слоёв крыши, чтобы конструктив был удобен в последующем монтаже.
Как кровельный материал влияет на стропильную систему
Стропильная система кровли воспринимает собственный вес всех расположенных на ней материалов. Поэтому лёгкое листовое покрытие и тяжёлая штучная кровля создают разную постоянную нагрузку.
Но нельзя считать, что для лёгкой кровли всегда можно автоматически делать минимальные стропила. В ряде регионов снеговая нагрузка существенно превышает собственный вес покрытия.
Именно поэтому расчёт начинается с полного набора воздействий, а не только с веса выбранной металлочерепицы или черепицы.
Снеговая нагрузка на стропила
Зимой стропильная система может нести значительную массу снега. Причём его расчётное количество зависит от района строительства, формы и уклона крыши и других условий, предусмотренных нормативной методикой.
Дом, рассчитанный для одного региона, нельзя без проверки переносить в другой только потому, что планировка осталась прежней. Условия по снегу и ветру могут отличаться.
Особенно внимательно рассчитываются участки, где снег способен перераспределяться и образовывать повышенные скопления.
Ветровая нагрузка
Ветер не только давит на скат. На отдельных участках крыши он способен создавать отсасывающее воздействие, стремясь приподнять кровельные и несущие элементы.
Именно поэтому важны крепления стропильной системы к нижележащим конструкциям. Крыша должна сопротивляться не только вертикальному весу сверху.
На открытом участке ветровые условия могут ощущаться особенно сильно, поэтому их обязательно учитывают при проектировании.
Почему важен прогиб стропил
Стропильная нога может формально не разрушаться под нагрузкой, но чрезмерно прогибаться. Для реальной крыши это тоже проблема: меняется геометрия ската, работают соединения и расположенные сверху слои.
Поэтому несущие элементы проверяют не только на предельную прочность. Жёсткость конструкции имеет не меньшее практическое значение.
Именно этим объясняется ситуация, когда доска вроде бы выглядит массивной и «точно не сломается», но проект всё равно требует дополнительной опоры или увеличения сечения.
Почему нельзя определять стропила только по таблице из интернета
Готовые таблицы удобны для первоначальной оценки. Но две крыши одинаковой ширины могут иметь разный угол, шаг стропил, снеговую нагрузку, кровельное покрытие и внутренние опоры.
Таблица не знает, что ваш дом находится на открытом участке, имеет тяжёлое покрытие или дополнительную нагрузку в определённой зоне.
Поэтому окончательный состав стропильной системы должен определяться проектным расчётом.
Какие бывают стропила по способу изготовления
Помимо обычной цельной доски могут использоваться составные и клеёные элементы. Конкретный вариант зависит от размеров здания и задач проекта.
Если стандартной длины или несущей способности обычного пиломатериала не хватает, это не означает, что крышу такой ширины невозможно построить. Просто меняется конструктивное решение.
Для больших пролётов особенно интересны фермы, клеёные балки и другие инженерные деревянные конструкции.
Можно ли сращивать стропила по длине
В некоторых проектных решениях деревянные элементы действительно выполняются составными или соединяются по длине. Однако место соединения и его конструкцию нельзя выбирать произвольно.
Стык должен располагаться и выполняться так, чтобы нормально воспринимать возникающие усилия. Простое соединение двух досок несколькими случайными саморезами не превращает их автоматически в полноценное длинное стропило.
Поэтому если максимальной длины имеющегося пиломатериала не хватает, способ решения определяют на стадии проекта.
Для чего нужны кобылки
Кобылка позволяет сформировать карнизный свес, если основную стропильную ногу нецелесообразно или невозможно выпускать на всю необходимую длину.
Она крепится в нижней части стропила и продолжает линию ската за пределы наружной стены. Благодаря этому можно получить свес, защищающий фасад от осадков.
Кобылка не служит способом бесконечно увеличивать основной расчётный пролёт стропила. Её назначение связано именно с формированием наружной части свеса.
Обрешётка входит в стропильную систему или нет
В бытовом описании крыши обрешётку часто включают в состав стропильной системы, поскольку она непосредственно монтируется по стропилам. Если говорить точнее, это уже следующий конструктивный уровень основания под кровлю.
Обрешётка располагается поперёк стропильных ног и распределяет нагрузку от кровельного покрытия. Её шаг и сечение зависят от выбранного материала крыши.
Для некоторых покрытий требуется разреженная обрешётка, для других — практически сплошное основание.
Контробрешётка и её задача
Контробрешётка обычно располагается вдоль стропильных ног поверх соответствующего защитного слоя. Она создаёт пространство, необходимое для работы подкровельной системы и монтажа основной обрешётки.
Смешивать обрешётку и контробрешётку не стоит: элементы расположены в разных направлениях и выполняют разные задачи.
Именно поэтому устройство готовой кровли значительно шире простой стропиловки.
Холодная и тёплая стропильная крыша
Если под скатами расположен холодный чердак, теплоизоляция обычно располагается в перекрытии между жилым помещением и чердаком. Сами скаты при этом могут оставаться холодными.
В мансардном доме тепловой контур часто проходит непосредственно по скатам, и утеплитель размещается в конструкции крыши. Это существенно повышает требования к устройству всей системы слоёв.
Стропильные ноги в обоих случаях могут быть похожими, но эксплуатационная конструкция крыши получается разной.
| Параметр | Холодная крыша | Тёплая крыша |
|---|---|---|
| Чердак | Холодный | Может отсутствовать как отдельное холодное пространство |
| Основное утепление | По чердачному перекрытию | В зоне скатов |
| Сложность кровельного пирога | Обычно ниже | Выше |
| Контроль пароизоляции | Важен в перекрытии | Особенно важен по утеплённым скатам |
Как стропильная система связана с мансардой
Если под крышей планируется полноценная комната, стропила оказываются буквально внутри будущего пространства. Поэтому проектировщику приходится одновременно решать две задачи: обеспечить прочность крыши и получить удобную планировку.
Стойка, идеально подходящая с конструктивной точки зрения, может оказаться посреди спальни. Убрать её просто ради свободного пространства нельзя — нужно изменить всю расчётную схему.
Именно поэтому желание сделать жилую мансарду лучше озвучивать ещё до проектирования стропильной системы.
Можно ли убрать стойку из готовой крыши
Одна из самых опасных идей при перепланировке мансарды звучит так: «эта стойка мешает, давайте её просто выпилим». Если стойка поддерживает прогон, после удаления меняется работа большой части крыши.
То же касается затяжек, ригелей и подкосов. Элемент может визуально казаться лишним, но фактически удерживать нагрузку нескольких стропильных ног.
Любое удаление несущей части готовой стропильной системы необходимо сначала проверять расчётом.
Как форма крыши влияет на стоимость
Чем больше пересечений скатов, диагональных элементов, ендов и дополнительных опор, тем больше требуется материала и рабочих операций. Поэтому простая двускатная крыша обычно обходится дешевле сложной многощипцовой при сопоставимой площади дома.
Разница появляется не только в стропильной системе. Сложнее становится обрешётка, монтаж мембран, утепление, кровельное покрытие и устройство примыканий.
Поэтому архитектуру крыши стоит выбирать не только глазами, но и с пониманием будущей стоимости строительства и обслуживания.
Какая стропильная система самая простая
Для небольших построек наиболее простой может быть односкатная схема с короткими стропилами между двумя опорами. Среди жилых домов относительно понятной считается обычная двускатная крыша без сложных пересечений.
Но даже простая внешне конструкция требует расчёта. Если пролёт большой, кровля тяжёлая или снеговая нагрузка высокая, внутри двускатной крыши появляется достаточно развитая система опор.
Поэтому «простая крыша» означает прежде всего небольшое количество сложных геометрических узлов, а не отсутствие инженерного расчёта.
Какая стропильная система самая сложная
Одними из наиболее трудоёмких в частном строительстве становятся многощипцовые крыши с несколькими пересекающимися объёмами, ендовами, фронтонами и участками разного уклона.
В такой конструкции появляется много нестандартных стропильных ног, диагоналей и узлов. Каждую часть нужно связать с общей несущей системой дома.
Сложность дополнительно возрастает, если под крышей находится жилая мансарда и необходимо сохранить максимум свободного пространства.
Как выбирают тип стропильной системы
Сначала рассматривается архитектура дома и крыши, затем расположение несущих конструкций. После этого определяется, где можно организовать опоры и какие пролёты необходимо перекрыть.
То есть выбор между наслонными и висячими стропилами является следствием общей схемы здания, а не отдельным пунктом декоративного каталога.
- Определяют форму и размеры дома.
- Выбирают геометрию крыши.
- Определяют расположение несущих стен и опор.
- Рассчитывают нагрузки.
- Подбирают схему стропил.
- Определяют сечения и шаг элементов.
- Разрабатывают узлы соединений.
- Согласуют конструкцию с кровельным пирогом и планировкой мансарды.
Какие ошибки встречаются при устройстве стропил
Проблемы часто начинаются с попытки сэкономить именно на расчётной части. Бригада привыкла строить небольшие дачные дома и переносит привычное сечение стропил на большой коттедж, не учитывая увеличение пролётов.
Другой распространённый сценарий — проект существует, но во время монтажа его начинают «упрощать»: убирают мешающую стойку, меняют шаг, переносят прогон или делают более глубокую врубку.
- Сечение выбирают без расчёта.
- Увеличивают шаг стропильных ног относительно проекта.
- Удаляют предусмотренные стойки или подкосы.
- Неправильно выполняют опорные врубки.
- Слабо закрепляют ответственные соединения.
- Не учитывают усадку деревянных стен.
- Неправильно располагают стыки составных элементов.
- Изменяют материал кровли на более тяжёлый без проверки конструкции.
- Добавляют оборудование на крышу без оценки дополнительной нагрузки.
Почему нельзя делать слишком глубокую врубку в стропиле
Опорный вырез помогает установить стропильную ногу в определённое положение, но одновременно уменьшает её рабочее сечение. Чем глубже вырез, тем меньше материала остаётся в месте передачи усилий.
Именно поэтому принцип «вырежем побольше, зато доска хорошо сядет» опасен. Размер и форма опорного узла должны соответствовать конструктивному решению.
Особенно осторожно нужно относиться к самостоятельной доработке уже установленного несущего элемента.
Что проверить при приёмке стропильной системы
Обычный заказчик не обязан самостоятельно пересчитывать несущую способность крыши. Но проверить соответствие проекта и качество видимого монтажа вполне можно.
Полезно осмотреть систему до того, как стропила будут полностью закрыты утеплением и внутренней отделкой. На этом этапе хорошо видны основные соединения и опоры.
| Что проверить | На что смотреть |
|---|---|
| Схема стропил | Соответствует ли проекту |
| Шаг | Нет ли самовольного увеличения расстояний |
| Сечение элементов | Соответствует ли спецификации |
| Стойки и подкосы | Все ли предусмотренные элементы установлены |
| Опорные узлы | Нет ли очевидных повреждений или незавершённого крепления |
| Геометрия | Ровность основных линий скатов и конька |
| Древесина | Состояние несущих элементов |
Стропильная система и усадка деревянного дома
Для каменного здания изменение высоты стен после строительства минимально в сравнении с массивным деревянным срубом. У дома из бревна или бруса естественные изменения древесины приходится учитывать конструктивно.
Особенно внимательно относятся к сочетанию деревянных фронтонов, вертикальных стоек и наклонных стропил. Если разные части конструкции изменяют размеры неодинаково, жёсткий узел может мешать нормальному перемещению.
Поэтому стропильная система бревенчатого дома и аналогичная внешне крыша кирпичного здания могут иметь разные узлы соединения.
Нужно ли обрабатывать деревянные стропила
Древесину необходимо защищать с учётом условий её работы и требований проекта. Особое значение имеет защита от длительного увлажнения: даже хороший защитный состав не заменяет правильно устроенную крышу и вентиляцию.
Стропильная конструкция должна работать в нормальном влажностном режиме. Если из-за ошибки кровельного пирога древесина постоянно остаётся сырой, поверхностная обработка не устранит источник проблемы.
Поэтому защита материала и правильное устройство кровли дополняют друг друга, а не заменяют.
Почему вентиляция кровли важна для стропил
Стропила могут быть идеально рассчитаны по нагрузке, но это не означает, что древесине всё равно, в каких условиях она находится десятилетиями. Особенно важна возможность нормального удаления влаги из конструкции.
При устройстве утеплённой крыши ошибки в пароизоляции, мембранах или вентиляционных зазорах способны привести к повышенной влажности внутри кровельного пирога.
Именно поэтому на сайте устройство кровли рассматривается единым комплексом, а не набором независимых операций.
Можно ли сделать стропильную систему самостоятельно
Физически распилить доски и собрать крышу своими руками возможно. Но чем больше дом и сложнее геометрия, тем выше цена ошибки.
Самая сложная часть находится не в умении ровно отпилить торец. Нужно правильно определить нагрузку, сечение, шаг, опоры и соединения, а затем сохранить расчётную схему во время монтажа.
Для небольшого хозяйственного строения задача одна, а стропильная система крыши жилого дома — совсем другой уровень ответственности.
Когда обязательно нужен проект стропильной системы
Чем больше пролёты и сложнее форма крыши, тем меньше пространства остаётся для решений «по месту». Особенно это касается мансард, вальмовых и многощипцовых крыш, больших открытых помещений и тяжёлых кровельных покрытий.
Проект позволяет заранее увидеть, где находятся стойки, как проходят прогоны и на какие конструкции передаётся нагрузка. Это одновременно помогает избежать конфликтов с будущей планировкой.
Если крыша выполняется как часть строительства дома, логично проектировать её вместе со всем зданием, а не после завершения коробки.
Какая стропильная система подходит дому из бруса
Нет отдельного универсального типа «стропильная система для брусового дома». В зависимости от архитектуры могут использоваться наслонные, висячие или комбинированные конструкции.
Особенность заключается не столько в названии системы, сколько в узлах её взаимодействия с деревянной коробкой и в учёте усадочных процессов.
Поэтому при выборе проекта дома из бруса стоит одновременно смотреть на форму крыши, планировку и материал стен.
Какая стропильная система подходит бревенчатому дому
Ситуация похожая: форма дома и расположение опор определяют общую схему, а материал стен влияет на конструкцию соединений и учёт последующих изменений сруба.
Бревенчатый фронтон особенно требует внимания, потому что его высота может изменяться вместе с усадкой стен.
Примеры готовых деревянных объектов можно посмотреть в разделе выполненных работ.
Что выгоднее: простая или сложная стропильная крыша
Если сравнивать только строительство и последующее обслуживание, простая геометрия обычно рациональнее. Меньше диагональных стропил, ендов, пересечений и нестандартных узлов — меньше трудоёмкость монтажа.
Сложная крыша выбирается прежде всего ради архитектуры или особенностей планировки. Она может выглядеть действительно эффектно, но экономически это редко самый простой вариант.
Поэтому ещё при выборе проекта стоит решить, насколько дополнительные фронтоны, башенки, пересекающиеся скаты и ломаные участки действительно нужны.
Стропильная система — это не место для экономии «на глаз»
После завершения кровли большая часть элементов оказывается скрыта. Владелец видит ровное красивое покрытие и уже не думает о том, какое сечение стропил использовали или сколько крепежа находится в соединении.
Но именно скрытая деревянная стропильная система десятилетиями несёт крышу. Ошибка в ней способна проявиться далеко не сразу, а после сильного снегопада или постепенного накопления деформаций.
Поэтому экономить разумнее на декоративной сложности крыши, чем на несущих элементах и правильном расчёте.
Как понять описание стропильной системы в проекте
На чертеже вы увидите линии стропильных ног, размеры сечений, шаг установки, прогоны, стойки и основные узлы. Отдельные листы могут показывать разрезы крыши и увеличенные соединения.
Не нужно знать все строительные обозначения, чтобы задать проектировщику правильные вопросы. Попросите показать путь нагрузки простыми словами: на что опираются стропила, куда передают нагрузку стойки и какие стены под ними являются несущими.
После такого объяснения даже сложная схема становится значительно понятнее.
Кратко: какие бывают стропильные системы и чем они отличаются
Если собрать всё сказанное в одну схему, сначала стропильные системы различаются по принципу работы — наслонные, висячие и комбинированные. Затем конструкция усложняется в зависимости от формы самой крыши.
Односкатная и обычная двускатная крыша имеют относительно простую геометрию. Вальмовая добавляет диагональные стропила и нарожники. Мансардная — переломы скатов и дополнительные опоры. Многощипцовая — ендовы и большое количество пересекающихся элементов.
| Вариант | Что нужно запомнить |
|---|---|
| Наслонные стропила | Имеют дополнительные опоры в конструкции |
| Висячие стропила | Работают фермой между крайними опорами |
| Односкатная крыша | Один скат, относительно простая геометрия |
| Двускатная крыша | Два ската и линия конька |
| Вальмовая крыша | Диагональные стропила и нарожники |
| Шатровая крыша | Скаты сходятся к общей верхней точке |
| Мансардная крыша | Ломаные скаты и более сложная внутренняя система |
| Многощипцовая крыша | Много пересечений, ендов и сложных узлов |
Как выбрать стропильную систему для будущего дома
Начинать стоит не с вопроса, какие стропила бывают в продаже, а с архитектуры здания. Определите площадь дома, этажность, необходимость мансарды и желаемую форму крыши. Затем становится понятно расположение несущих стен и возможных опор.
После этого уже рассчитывается стропильная конструкция. Именно расчёт отвечает на вопросы о сечении, шаге, максимальной длине стропил, необходимости промежуточных прогонов и количестве стоек.
Если нужна полностью готовая крыша, можно посмотреть раздел кровельных работ под ключ. Такой подход удобен тем, что стропильная система, кровельный пирог и покрытие проектируются и монтируются как связанные части одной конструкции.
Главное, что нужно знать о стропильной системе
Стропила — это не просто доски под кровлей. Стропильная система крыши дома представляет собой расчётную несущую конструкцию, которая принимает нагрузки и передаёт их через стены и опоры на остальную часть здания.
Универсальной «лучшей» стропильной системы не существует. Для одного дома оптимальны наслонные стропила, для другого — висячие фермы, а сложная архитектура потребует сразу нескольких схем. Точно так же не существует одной максимальной длины стропила без опоры: допустимый пролёт определяется сечением, шагом, материалом, нагрузками и всей схемой крыши.
Поэтому сначала проектируется дом, затем рассчитывается крыша и только после этого закупается пиломатериал. Такой порядок может показаться менее быстрым, чем собрать «стропилку как у соседа», зато именно он позволяет получить крышу, которая не только красиво выглядит, но и нормально выполняет свою главную задачу.
Посмотреть этапы возведения деревянных домов можно на странице «Как мы строим», а примеры уже выполненных объектов — в портфолио. Если стропильная система и кровля нужны в комплексе, отдельное направление представлено на странице монтажа крыши под ключ.
