Из чего состоит стропильная система

Из чего состоит стропильная система крыши

Стропильная система — это несущий каркас скатной крыши, который принимает нагрузку от кровельного покрытия, обрешётки, утеплителя, снега, ветра и собственного веса конструкции. Она передаёт нагрузку на стены, мауэрлат, балки перекрытия или другие опорные элементы здания.

От правильного расчёта и монтажа стропильной системы зависит прочность всей крыши, её устойчивость к деформациям, срок службы кровельных материалов и безопасность дома. Поэтому при строительстве важно понимать, как называются элементы стропильной системы, какую функцию выполняет каждая деталь и как они соединяются между собой.

В компании CDD-Stroy проектирование и устройство кровель рассматриваются как единый комплекс работ: от оценки конфигурации здания и выбора схемы стропил до монтажа утепления, гидроизоляции и финишного покрытия.

Основные элементы стропильной системы: названия и назначение

Состав стропильной системы зависит от формы крыши, пролёта между стенами, выбранного кровельного материала и наличия внутренних несущих перегородок. Однако большинство скатных крыш включает базовый набор деталей.

Мауэрлат.
Стропильные ноги.
Коньковый прогон или коньковый узел.
Лежень.
Стойки.
Подкосы.
Затяжки.
Ригели.
Балочные элементы и опорные брусья.
Обрешётка и контробрешётка.
Карнизные и фронтонные свесы.

Некоторые детали используются только в определённых конструкциях. Например, в простой двускатной крыше может не быть сложной системы стоек и подкосов, а в мансардной, вальмовой или многоскатной крыше количество опорных элементов значительно увеличивается.

Мауэрлат

Мауэрлат — это горизонтальный брус, который укладывается по верхнему краю наружных стен. Он служит опорой для нижних концов стропильных ног и равномерно распределяет нагрузку от крыши на стены здания.

В деревянных домах роль мауэрлата часто выполняет верхний венец или верхняя обвязка. В каменных, кирпичных и блочных зданиях брус закрепляют на армированном поясе с помощью шпилек, анкеров или других предусмотренных проектом креплений.

Мауэрлат должен быть надёжно связан со стенами и защищён от увлажнения. Между древесиной и каменной или бетонной поверхностью обычно предусматривают гидроизоляционный слой.

Стропильные ноги

Стропильные ноги — главные наклонные элементы крыши. Именно они формируют скаты и передают нагрузку на мауэрлат, стены, внутренние опоры или коньковый прогон.

Стропила могут быть изготовлены из цельной древесины, клеёных элементов или собраны из нескольких деталей. Сечение и шаг стропильных ног выбирают расчётом с учётом длины пролёта, угла наклона крыши, снеговой и ветровой нагрузки, веса кровельного пирога и особенностей материала.

Нижняя часть стропила обычно выходит за пределы наружной стены. Этот выпуск формирует карнизный свес, который защищает фасад от осадков.

Коньковый прогон и коньковый узел

Коньковый прогон — горизонтальный элемент, расположенный в верхней части крыши. Он используется в стропильных системах, где верхние концы стропил опираются на балку. Прогон может поддерживаться стойками и подкосами, передающими нагрузку на лежень, балки перекрытия или внутренние несущие стены.

В некоторых конструкциях отдельный коньковый прогон отсутствует. В этом случае стропильные ноги соединяют попарно в коньковой части, образуя жёсткий треугольник. Такой вариант часто применяется в наслонных или висячих системах, но его использование должно соответствовать расчётной схеме.

Лежень стропильной системы

Лежень стропильной системы — это горизонтальный брус, который устанавливают на внутреннюю несущую стену, перегородку или специально подготовленную опору. Его задача — распределять нагрузку от стоек и других элементов на основание.

Лежень может располагаться вдоль здания и служить опорой для вертикальных стоек, поддерживающих коньковый прогон. В деревянных конструкциях он также помогает связать отдельные части каркаса крыши и обеспечить устойчивость системы.

Лежень нельзя путать с мауэрлатом. Мауэрлат находится по периметру наружных стен, а лежень обычно располагается внутри здания и опирается на внутреннюю несущую конструкцию. Оба элемента являются горизонтальными, но выполняют разные функции.

Стойки

Стойки — вертикальные элементы, которые поддерживают коньковый прогон, промежуточные балки или другие части стропильной системы. Нижняя часть стойки должна опираться на прочное основание: лежень, балку перекрытия или внутреннюю несущую стену.

Расположение стоек определяется проектом. Важно, чтобы нагрузка от них передавалась на конструктивные элементы здания, а не на участки перекрытия, которые не рассчитаны на такое давление.

Подкосы

Подкосы устанавливают под углом между стропильными ногами, стойками, прогонами и опорными элементами. Они уменьшают расчётный пролёт стропил, повышают жёсткость каркаса и препятствуют прогибу длинных деталей.

Особенно часто подкосы применяют при устройстве крыш сложной формы, при больших расстояниях между опорами и в конструкциях с тяжёлым кровельным покрытием.

Затяжки

Затяжка — горизонтальная деталь, соединяющая противоположные стропильные ноги. Она снижает распирающее воздействие стропил на наружные стены и помогает удерживать геометрию треугольной стропильной фермы.

В зависимости от конструкции затяжка может располагаться в нижней, средней или верхней части стропильной системы. В мансардных крышах она нередко одновременно выполняет функцию балки перекрытия или основания для потолка.

Ригели

Ригель — горизонтальный элемент, соединяющий стропильные ноги выше уровня затяжки. Он повышает жёсткость конструкции и уменьшает риск расхождения или деформации стропил.

В отличие от затяжки, ригель обычно не воспринимает распирающие усилия в нижней части конструкции в полном объёме. Его расположение и сечение зависят от расчётной схемы крыши.

Части стропильной системы в зависимости от типа конструкции

По способу передачи нагрузки стропильные системы чаще всего делят на наслонные и висячие. Также применяются комбинированные решения, в которых отдельные участки крыши работают по разным схемам.

Наслонная стропильная система

В наслонной системе стропильные ноги имеют промежуточную опору. Ею может быть внутренняя несущая стена, лежень, стойка или система прогонов и подкосов.

Такая конструкция позволяет перекрывать значительные пролёты и уменьшает нагрузку на отдельные стропила. Наслонные стропила часто применяются в домах, где предусмотрена внутренняя несущая перегородка или колонны.

Нижние концы стропил опираются на мауэрлат.
Верхняя часть может опираться на коньковый прогон.
Промежуточная часть поддерживается стойками, лежнями или подкосами.
Нагрузка передаётся не только на наружные стены, но и на внутренние опоры.

Висячая стропильная система

Висячие стропила опираются только на наружные стены. Пара стропильных ног соединяется затяжкой, образуя устойчивую треугольную конструкцию.

Такая схема подходит для зданий без внутренних несущих стен в пределах пролёта. При увеличении расстояния между наружными опорами в систему добавляют ригели, подкосы, бабки и другие усиливающие элементы.

Нагрузка передаётся на наружные стены через мауэрлат.
Затяжка уменьшает распирание стен.
Верхние концы стропил соединяются в коньковой части.
При больших пролётах требуется дополнительное усиление.

Нижняя часть крыши: какие элементы расположены внизу ската

Под выражением «нижняя часть крыши» могут иметь в виду несколько разных элементов. В строительной терминологии важно уточнять, о какой детали идёт речь.

Карнизный свес

Карнизный свес — нижний участок ската, который выступает за линию наружной стены. Он защищает фасад, цоколь и отмостку от дождевой воды и талого снега.

Карнизный свес образуется продолжением стропильных ног или отдельными деталями, называемыми кобылками. Его размер зависит от архитектуры здания, климатических условий, типа водосточной системы и выбранного способа отделки.

Кобылки

Кобылки — короткие деревянные элементы, которые наращивают нижние концы стропил. Их используют, когда основная стропильная нога не выходит за пределы стены или когда необходимо сформировать аккуратный карнизный свес.

Кобылки должны быть надёжно закреплены к стропильным ногам и защищены от влаги. После монтажа на них устанавливают карнизную подшивку, капельник и другие элементы кровельного узла.

Карнизная часть кровельного пирога

В нижней части крыши также располагаются вентиляционные и водоотводящие элементы. Через карнизный свес воздух поступает в вентиляционный зазор под кровельным покрытием. От правильной организации притока зависит удаление влаги из подкровельного пространства.

Здесь же монтируют капельник, который направляет воду с гидроизоляционной мембраны в водосточный желоб, а также карнизную планку, защищающую край кровельного покрытия.

Обрешётка и контробрешётка

Обрешётка устанавливается поверх стропильных ног и служит основанием для кровельного материала. Её конструкция зависит от типа покрытия.

Разреженная обрешётка используется для металлочерепицы, профнастила и некоторых других материалов.
Сплошная обрешётка применяется под гибкую черепицу, рулонные покрытия и отдельные виды композитных материалов.
Комбинированная обрешётка используется в конструкциях, где нужны участки с разным шагом или сплошным основанием.

Контробрешётка представляет собой рейки, закреплённые вдоль стропильных ног поверх гидроизоляции. Она создаёт вентиляционный канал между мембраной и обрешёткой, обеспечивает просушивание подкровельного пространства и помогает отводить конденсат.

Как устроен кровельный пирог над стропильной системой

Стропильный каркас является только частью крыши. Над ним и между его элементами формируется кровельный пирог, который защищает помещение от холода, влаги, ветра и перегрева.

Внутренняя отделка или облицовка потолка.
Пароизоляционный слой со стороны помещения.
Теплоизоляция между стропильными ногами.
Дополнительный утепляющий слой, если он предусмотрен проектом.
Гидроизоляционная или супердиффузионная мембрана.
Контробрешётка, формирующая вентиляционный зазор.
Обрешётка.
Кровельное покрытие.

Каждый слой должен быть уложен в правильной последовательности. Ошибки в расположении пароизоляции, отсутствие вентиляционного зазора или неправильная герметизация стыков могут привести к увлажнению утеплителя, появлению плесени и разрушению деревянных деталей.

Дополнительные элементы стропильной системы для сложных крыш

Вальмовые, полувальмовые, шатровые и многощипцовые крыши имеют дополнительные детали, которые обеспечивают переходы между скатами и формируют нестандартную геометрию.

Нарожники

Нарожники — укороченные стропильные ноги, которые опираются на диагональные стропила вальмовой или шатровой крыши. Они формируют часть ската между диагональным стропилом и карнизом.

Диагональные стропила

Диагональные, или накосные, стропила располагаются по углам вальмовой крыши. Они обычно имеют большую длину и воспринимают нагрузку от нарожников, поэтому требуют особого расчёта и усиления.

Ендовные элементы

Ендова образуется во внутреннем углу пересечения двух скатов. В этой зоне концентрируется поток воды, поэтому стропильная конструкция, обрешётка, гидроизоляция и финишное покрытие должны быть выполнены особенно тщательно.

Андреевский крест

Андреевский крест — усиление в зоне пересечения диагональных элементов. Он может применяться в отдельных сложных стропильных схемах для повышения жёсткости и правильного распределения нагрузок.

Какие материалы используют для стропильной системы

Наиболее распространённый материал для частного строительства — хвойная древесина. Для несущих деталей используют пиломатериалы, соответствующие требованиям по прочности, влажности и качеству обработки.

Древесина для стропил должна быть без значительных гнилостных повреждений, глубоких трещин, выпадающих сучков и следов поражения насекомыми. Перед монтажом элементы обрабатывают огнезащитными и биозащитными составами, если это предусмотрено технологией и проектом.

В отдельных случаях применяют металлические профили, клеёную древесину или комбинированные конструкции. Выбор материала зависит от пролёта, архитектуры здания, предполагаемых нагрузок и требований к внешнему виду крыши.

Как соединяют элементы стропильной системы

Надёжность крыши зависит не только от сечения стропил, но и от качества узлов. Для соединения используют гвозди, саморезы, болты, шпильки, металлические уголки, пластины, опорные башмаки и специальные зубчатые крепёжные элементы.

Стропила соединяют с мауэрлатом с помощью врубки и механического крепежа.
В коньковой части применяют накладки, болтовые соединения или опирание на прогон.
Стойки устанавливают на лежень или балку через опорные узлы.
Подкосы закрепляют к стропилам и прогонам с учётом направления нагрузки.
Для защиты древесины от увлажнения используют гидроизоляционные прокладки.

Самовольное увеличение глубины врубки или ослабление стропильной ноги отверстиями может снизить несущую способность детали. Поэтому конструктивные соединения должны выполняться по рабочей документации или проверенной проектной схеме.

Что учитывают при расчёте стропильной системы

Перед монтажом необходимо определить нагрузки и подобрать параметры всех элементов. Расчёт позволяет избежать прогибов, перекосов, разрушения соединений и чрезмерного давления на стены.

Пролёт между наружными и внутренними опорами.
Угол наклона скатов.
Снеговой район строительства.
Ветровую нагрузку и особенности расположения здания.
Вес кровельного покрытия и всех слоёв кровельного пирога.
Наличие утеплителя, подвесного потолка и инженерных коммуникаций.
Тип и влажность древесины.
Шаг и сечение стропильных ног.
Расположение мансардных окон, дымоходов и вентиляционных каналов.

Особое внимание уделяют местам прохода дымовых труб и другим проёмам. Вокруг них стропильную систему перестраивают с помощью сдвоенных элементов, перемычек и дополнительных опор, сохраняя необходимую прочность и противопожарные расстояния.

Типичные ошибки при устройстве стропильной системы

Даже качественные материалы не компенсируют ошибки в проектировании или монтаже. На практике чаще всего встречаются следующие нарушения:

Отсутствие полноценного расчёта снеговой и ветровой нагрузки.
Недостаточное сечение или слишком большой шаг стропил.
Ненадёжное крепление мауэрлата к стенам.
Опирание стоек на участки перекрытия без расчёта.
Неправильная установка лежня или отсутствие гидроизоляции под ним.
Чрезмерное ослабление стропил глубокими врубками.
Отсутствие вентиляционного зазора под кровельным покрытием.
Нарушение технологии укладки пароизоляции и мембран.
Использование сырой или повреждённой древесины.
Недостаточная жёсткость временных и постоянных связей.

До закрытия конструкции кровельным покрытием желательно проверить геометрию скатов, качество соединений, наличие вентиляционных каналов и правильность установки всех узлов.

Итоги: элементы стропильной системы и их роль

Стропильная система состоит из взаимосвязанных деталей, каждая из которых выполняет определённую задачу. Мауэрлат принимает нагрузку от стропил и передаёт её стенам, стропильные ноги формируют скаты, лежень и стойки поддерживают внутреннюю часть конструкции, а подкосы, ригели и затяжки обеспечивают жёсткость и устойчивость.

Нижняя часть крыши включает карнизный свес, кобылки, капельник и вентиляционный узел. Именно здесь обеспечивается защита фасада от воды и приток воздуха под кровлю. Над стропильным каркасом располагаются гидроизоляция, контробрешётка, обрешётка и финишное покрытие.

Знание названий элементов крыши стропильной системы помогает правильно читать проект, обсуждать конструкцию со специалистами и контролировать этапы строительства. Однако окончательный состав деталей, их размеры и соединения должны определяться расчётом с учётом особенностей конкретного здания.

Если требуется новая крыша, реконструкция существующей конструкции или устройство кровли для дома сложной формы, специалисты CDD-Stroy помогут подобрать рациональную схему стропильной системы и выполнить работы с соблюдением строительных требований.