Расчет стропил своими руками — изготовление и монтаж пошагово!
Стропильная система – «скелет» любой кровельной конструкции. От правильности его изготовления и установки напрямую зависит надежность, качество и долговечность сделанной крыши. При желании с обустройством стропильной системы можно справиться самостоятельно. Хотите узнать как? Изучите следующее руководство!
Стропила своими рукамиЭлементы стропильной системы крышиРазновидности стропильных систем
Существуют наслонные и висячие стропильные системы. По статистике чаще всего применяются конструкции наслонного типа. При обустройстве такой системы стропила упираются в мауэрлат. Функцию центральной части выполняет простой коньковый прогон. Для увеличения прочности системы монтируются поддерживающие балки.
Разновидности стропильных системУстройство стропильной системы двухскатной крышиВ случае же с висячими стропилами конструкция системы комплектуется дополнительными стойками, способствующими оптимальному распределению нагрузки по всей площади кровельной конструкции.
Изготовление и монтаж стропил обеих разновидностей осуществляется в аналогичной последовательнос
Видео — Стропильная система
Конструкция стропильной системы
Конструкция стропильной системыЛюбая стропильная система состоит из таких основных компонентов:
- стропильные ноги. Монтируются параллельно по отношению к скатам. Предотвращают прогиб кровельной конструкции;
- прогон. Представляет собой поперечный брус, устанавливаемый продольно сверху;
- лежни и стойки – поддерживают прогоны стропильной конструкции;
- подкосы – компоненты подстропильной фермы, благодаря которым обеспечивается дополнительная устойчивость стропил.
Для расчёта используйте калькулятор расчета длины стропильных ног.
Из чего делать стропила?
Из чего делать стропилаУзел крепления к балкеЧаще всего стропила изготавливаются из хвойной древесины.
Это сравнительно недорогой, достаточно прочный и простой в обработке материал
В случае самостоятельного изготовления стропил лучше всего использовать брус сечением 10х10 либо 15х15 см.
Также при выборе древесины нужно обращать внимание на ее влажность. Максимально допустимый показатель – 20%. При более высоких значениях материал даст усадку, что приведет к нарушению конфигурации всей кровельной системы.
Цены на различные виды бруса
Брус
Видео — Ошибки строительства крыши
Предварительные расчеты
Стропильная система крышиРассчитываем оптимальную длину стропил. Стандартная длина изделий фабричного изготовления составляет 450 или 600 см. При необходимости длину стропил можно изменять.
Для определения оптимального сечения бруса нужно знать следующее:
- длину стропил;
- шаг монтажа элементов;
- расчетные показатели будущих нагрузок.
Необходимая информация приведена в следующей таблице.
Таблица 1.
Выбор шага установки стропил в зависимости от их длины и сечения | Длина стропил, м | Расстояние между стропилами, см | Размер сечения бруса стропил, см |
|---|---|---|
| До 3 | 120 | 8х10 |
| До 3 | 180 | 9х10 |
| До 4 | 100 | 8х16 |
| До 4 | 140 | 8х18 |
| До 4 | 180 | 9х18 |
| До 6 | 100 | 8х20 |
| До 6 | 140 | 10х20 |
Остальные элементы кровельной системы должны иметь такие сечения:
Зная длину и сечение стропил, а также шаг их монтажа, вы с легкостью рассчитаете нужное количество элементов, ориентируясь на длину стены строения.
Расчет стропильной системыДополнительно должен быть выполнен расчет стропил на прогиб. То есть нужно узнать, насколько стропила смогут прогнуться, пока не сломаются. К примеру, при конструировании мансардной кровельной конструкции расчет фермы надо сделать так, чтобы прогиб составлял не более 1/250 от протяженности участка, который подвергается давлению.
Исходя из вышесказанного, если длина стропил равна 500 см, максимально допустимое значение прогиба составит 0,2 см. Показатель кажется несущественным, но в случае его превышения прогиб кровли будет зрительно заметен, да и на надежности конструкции это отразится не лучшим образом.
Стропила односкатной крышиПо возможности, проектируя дом, желательно сделать так, чтобы длина стропил не превышала 6 метровДля определения длины стропила воспользуйтесь теоремой ПифагораРасчет сечения стропил зависит от материала кровлиВидео — Расчет стропил своими руками
Превращаем деревянный брус в стропила
Изготавливаем шаблон, с помощью которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила имеют однотипную конструкцию, так что шаблон позволит вам сэкономить силы и время.
Для разметки и подрезания стропил используйте шаблонДля разметки и подрезания стропил используйте шаблонСоединяем две доски по одному краю гвоздем. В результате вы должны получить конструкцию, напоминающую ножницы.
Ставим свободные края «ножниц» на опоры в точках будущего размещения стропил. Это позволит определить уклон кровельного ската.
Берем дополнительную пару гвоздей и фиксируем угол, установленный между досками. На этом шаблон готов. Дополнительно зафиксируйте его поперечной перекладиной. Чтобы установленный угол уклона кровельного ската не менялся под воздействием нагрузок, перекладину крепите саморезами.
Будьте предельно внимательны при создании шаблона. Даже из-за малейших отклонений вся конструкция может испортиться.
Далее делаем новый шаблон для подготовки монтажных зарезов на элементах системы. Используйте фанеру толщиной 0,5 см. Для укрепления применяйте 2,5-сантиметрову
С помощью готовых шаблонов делаем зарезы и начинаем собирать ферму.
Разметка противоположного конца стропилРазметка противоположного конца стропилПолноразмерный шаблон стропилВидео — Стропильная система двускатной крыши
Порядок сборки фермы
Для удобства можно соорудить лесаКонструкция включает в себя опорные ноги и соединяющие компоненты.
Воспользуйтесь калькулятором расчёта высоты конька стропильной системы.
Ферму можно делать на земле с дальнейшим подъемом наверх либо же прямиком на крыше. Первый вариант более прост и удобен в выполнении.
Еще одно стропило на местеВид установленных стропилСтропильную ферму собираем в следующем порядке. Сначала обрезаем заготовленный материал до нужного размера, стыкуем бруски верхними краями и скрепляем с помощью шурупов. Для предотвращения появления трещин в местах скрепления предварительно просверливаем в брусках отверстия диаметром немного меньше размера крепежных элементов.
Установка стропилКоньковые балкиТакже для соединения стропильных ног используем ригель. Фиксацию выполняем на полметра ниже верхней точки скрепления элементов.
При необходимости стропила срезаются под углом, если этого требуют особенности обустраиваемой кровельной конструкции.
Установка стропильной фермы
Варианты врубки стропил в балкуИзмерения и разметка вальмового стропилаУстановку стропильных ферм выполняем в следующей последовательнос
- монтируем крайние фермы;
- фиксируем центральные фермы.
При установке крайних ферм придерживаемся следующих важных правил:
После завершения монтажа крайних ферм переходим к фиксации центральной и последующих конструкций, если их размещение предусмотрено проектом. Оптимальный шаг установки ферм – 100 см.
Для закрепления центрального стропильного треугольника используем временные укосины. После того как будет установлен козырек, укосины можно убрать. Рекомендации по креплению центральных и остальных ферм такие же, как и в случае с крайними конструкциями.
После установки всех элементов конструкции приступаем к креплению обрешетки и дальнейшему обустройству кровельной системы: влаго-, тепло- и пароизолированию
Удачной работы!
Сборка коньковой фермыМонтаж коньковой фермыМонтаж стропилМонтаж стропилЦены на различные виды крепежа для стропил
Крепеж для стропил
Видео – Стропила своими руками. Односкатная крыша
Видео — Вальмовая крыша. Стропильная система
Стропила для крыши своими руками
Стропила для крыши своими руками создаются при строительстве каркаса всей кровельной конструкции по разработанному проекту. Важно применять качественный материал, который бы обеспечивал высокий уровень безопасности во время проведения работ.
Строительство крыши – один из главных этапов, во время которого отдельного внимания заслуживает стропильная система. От качества и правильного расположения стропил напрямую зависит внешний вид конструкции, а также ее выносливость во время эксплуатации.
При сооружении частных домов используются стропила из металла или дерева, а в некоторых случаях применяется комбинация материалов. Самыми распространенными считаются доступные деревянные конструкции. Составляющие элементы стропильной системы могут производиться самостоятельно или быть выполнены на заказ.
Преимущество применения готовых стропильных конструкций состоит в высокой точности их производства, то есть они должны отвечать заданным параметрам. Как правило, заводские деревянные стропила оборудуются металлическими вставками, которые упрощают монтаж. К тому же стропильные фермы могут быть изготовлены на заказ.
Металлические стропила делаются из проката со специальным антикоррозийным цинковым покрытием – швеллеров, уголков.
Их преимущество состоит в небольшом весе и высокой прочности. К числу недостатков стоит отнести сложность работ с металлом, а также трудоемкость подгонки деталей на крыше (понадобятся навыки работы со сваркой). Поэтому если Вы собрались сделать стропила для крыши своими руками, то рекомендуем использовать дерево.
Подготовка пиломатериала
Изучим, как сделать стропила для крыши, которые бы выдерживали высокие нагрузки. Для строительства каркаса кровли понадобится пиломатериал высокого качества. Обычно это брус и доска из древесины хвойных пород (сосна, лиственница), причем выбирать материал лучше с высоким содержанием смолы, который бы предохранял дерево от гниения. Более того, пиломатериал из дерева хвойных пород прекрасно поддается обработке и отличается доступной ценой.
Обычно стропила делаются из бруса, толщиной от 50 мм, и шириной 100-150 мм. Длина бруса подбирается с учетом необходимой длины угла установки и стропильной ноги. В случае необходимости производятся составные стропила.
Наращивание длины ноги производится разными способами. Лучше всего возведение стропил выполнить из вылежавшегося сухого бруса, дабы избежать изменения его геометрии во время высыхания – это позволяет гарантировать сохранность кровельной конструкции.
Перед тем как выполнять стропиловку крыши, стропила и прочие элементы системы стоит защитить от повреждения насекомыми и увеличить огнестойкость материала. Для этого используют специальные огнебиозащитные пропитки. Со всех сторон элементы из бруса стоит обработать соответствующими составами, уделяя особое внимание местам будущих стыков. Причем состав наносится широкой кистью, имеющей длинный ворс.
Обработка осуществляется в два слоя, причем по завершению первого слоя материал хорошо просыхает.
Установка стропильной системы начинается после высыхания дважды обработанных элементов.
Расчет стропильной системы на крышу
Важно не ошибиться в расчете стропил, в противном случае конструкция может не справиться с нагрузками. Занимаясь строительством дома, подготовку кровельной системы нужно выполнить самостоятельно. Однако понадобится выполнить необходимые расчеты, сложность которых зависит от конфигурации кровли.
Если расчет двухскатной или односкатной крыши довольно просто выполнить самостоятельно, сложные ломанные и четырехскатные кровли требуют при проектировании профессионального подхода.
Ремонт элементов стропил и их расположения обусловлены:
- размерами и типом крыши;
- углом наклона скатов;
- шириной утеплителя;
- типом кровельного покрытия;
- параметрами атмосферной нагрузки.
Чтобы понять, как выполнить расчет стропил крыши, стоит ознакомиться с некоторыми нормативными документами, а именно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» и приложенные к «Изменениям к СНиП 2.
01.07-85» карты ветровых и снеговых нагрузок в регионах страны. В зависимости от атмосферных нагрузок необходимо внести поправочные коэффициенты в расчеты.
Размеры и сечение стропильных ног зависят от свойств выбранного материала для кровли и угла ее наклона. Малый угол способствует накопление снега (подразумевает использования более мощных стропил), но в тоже время снижает ветровую нагрузку, а у крутых крыш отмечается повышенная парусность. Выбор кровли сказывается на угол наклона скатов, к тому же нужно учитывать вес необходимой обрешетки и самого кровельного материала.
Если Вы не можете себе позволить заказ проекта стропильной системы в проектной организации или у частного проектировщика, воспользуйтесь специальными программами. К примеру, программа «Стропила» позволяет легко определить необходимые размеры стропильных ног и прочие параметры конструкции. Подробную схему Вы можете создать с помощью специальных программ по проектированию.
Какие бывают типы стропильных систем
Существуют разные типы стропильных систем, отличающихся особенностью возведения.
Например, стропила шатровой и односкатной кровли существенно отличаются, поэтому с типом конструкции важно определиться заранее. Рассмотрев особенности установки разных стропильных систем, оцените, сможете ли справиться с задачей своими силами.
Самой простой является односкатная конструкция кровли. Скат опирается на несущие стены, а сам угол наклона определяется высотой специальных подпор или перепадом высот несущих стен. Стропила находятся параллельно друг другу.
Несколько сложнее двускатная крыша: стропила тоже находятся параллельно, упираясь нижними концами в мауэрлат или опоры. Верхние концы устанавливаются к коньковому прогону, который должен устанавливаться горизонтально между фронтом, либо стропила стыкуются попарно, образуя Л-образные арки. Для того чтобы обеспечить лучшую жесткость конструкции, используются опоры, перемычки, подкосы и т.д.
Рассматривая, как установить стропила на крышу вальмового типа, стоит отметить сложность перекрытий и соединений таких конструкций.
Для установки вальм треугольных скатов над торцами сооружения нужно применять специальные диагональные стропила, которые отличатся большей мощностью. Важно правильно сделать расчет и замер этих элементов, иначе симметрия конструкции может нарушиться, а крыша во время эксплуатации не сможет выдержать высоких нагрузок. Проектирование такой кровли стоит поручить профессионалам.
Похожие проблемы возникают и при возведении шатровой крыши над сооружениями, имеющими квадратный периметр. Диагональные стропила объединяются в одной точке, формируя четыре равнобедренных треугольника. Неправильный угол наклона скатов, а также сечение стропильных ног вызовут разрушение конструкции.
Ломанные мансардные двускатные крыши несколько сложнее в создании и монтаже, чем щипцовые конструкции, но в тоже время проще четырехскатной. Эту кровельную конструкцию можно выполнить своими руками, даже не имея опыта в строительных работах.
Способы крепления стропил
При создании стропильной системы советуем использовать стропила, которые состоят из доски или цельного бруса.
Однако это возможно не всегда. При необходимости сооружения длинных стропильных ног можно использовать клееный стропильный брус, который является довольно дорогостоящим материалом. Намного проще настроить стропила своими силами.
Используя доски, можно получить более мощное стропило, скрепив две доски толщиной в 50 мм. Доски сшиваются гвоздями или скобами в шахматном порядке.
Еще один вариант удлинения стропила – установка трех досок с вкладышами. В результате, между двумя досками крепится нижняя часть третьей доски, которая выдвигается на необходимую длину. Далее оставшееся пространство между двумя досками необходимо заполнить деревянными прокладками из доски соответствующей толщины. Брус стыкуется, но важно сделать срезы торцов под прямым углом. С двух сторон место стыка закрывается металлической пластиной или деревянной накладкой. Также можете использовать соединение внахлест, причем заход должен быть не меньше метра, крепление шпильками или гвоздями в шахматном порядке.
Еще один вариант стыковки заключается в методе косого прируба. В таком случае стропила подрезаются под углом 45-70° и скрепляются болтом в 12-15 мм диаметром.
Рассматривая, как устанавливать стропила на крышу, стоит отметить, что деревянная система подразумевает внимательного подхода к выбору лучшего способа крепления элементов. Самые распространенные:
- двойной или одинарный зуб;
- болтовые соединения;
- крепление посредством гвоздей или скоб;
- соединение с применением хомутов.
Стоит учитывать, что наиболее распространенный способ (скобы и гвозди) может использоваться при установке элементов из просушенной и вылежавшей древесины, поскольку усыхание влажного дерева вызывает нарушение прочности крепежного узла. Брус и доска, влажность которых близка к допустимым значениям, лучше скреплять болтами, но этот способ в определенной степени имеет сопротивление элементов нагрузки.
ИЗМЕРЕНИЕ
1. Определите уклон вашей крыши. Наша крыша имеет уклон 12/12, что означает, что это крыша с уклоном 45 градусов. Отрежьте торцевой конец стропила (по желанию). Мы установили все наши стропила, а затем провели мелом линию поверх всех стропил одновременно и использовали уровень, чтобы отметить линию разреза)
2. Отрежьте всю длину стропила (необязательно). Мы использовали пиломатериалы полной длины внахлест сверху, а затем обрезали лишнее.
3. Отметьте линию (линии) среза пятки
4. Отметьте линию (линии) среза сиденья
5. Вырежьте паз
6. Установите стропило
СОВЕТ: чтобы измерить и вырезать одно стропило и использовать его в качестве шаблона для вырезания других. Хотя вам может сойти с рук это в маленьком сарае, мы НЕ НЕ ДЕЛАЕМ рекомендуют делать это на более крупной сборке. Во время сборки будет много ДРУГИХ моментов, когда это снова может показаться идеей экономии времени, но НЕ ДЕЛАЙТЕ! Измерьте каждый кусок пиломатериала (дважды) по отдельности и отрежьте его один раз (за некоторыми небольшими исключениями можно отрезать длину стропил, как описано ниже). |
Нет ничего хуже, чем пойти по короткому пути, который в конечном итоге будет стоить вам времени и денег.
Сделайте все правильно с первого раза. ~ Майк Холмс
Главные опорные стойки стропил
Первое, что нам нужно сделать, это построить три основных опорных стойки, которые будут нести главную коньковую балку и стропила/крышу.
Если вы помните, в День 3 Framing The Cabin мы утроили 16 футов 2×6, чтобы сформировать главную центральную стойку.
Затем мы утроили 2×4, чтобы сделать стойку для мансардного конца кабины. Мы использовали блокировку в основании и распорки 2×4 с трех сторон, чтобы временно удерживать ее на месте.
Крайняя стойка с другой стороны кабины состоит из утроенных 2×6. Если вы помните, на 3-м дне «Обрамление хижины» мы использовали 2×6 для каркаса восточной торцевой стены, потому что эта стена будет торцевой стеной для нашего потолка собора и должна быть более толстой, чтобы выдерживать нагрузку коньковой балки, стропил и крыши без хомуты или потолочные стропила.
Ниже вы увидите временную рабочую платформу, которую мы построили, чтобы перекрыть открытую гостиную.
Измеряя высоту концевых стоек, мы будем использовать веревку между ними, чтобы правильно измерить высоту центральной стойки перед ее обрезкой.
Центральная стойка была обрезана по высоте с помощью пилы с 4 сторон, а затем ручной пилой, чтобы отрезать центральную часть.
Мы использовали небольшую трещотку, чтобы отвесить опрокинутую центральную стойку 2×6.
ПОЛЕЗНЫЙ ИНСТРУМЕНТ: Вот надежный набор ремней с храповым механизмом, которые выдержали перевозку всех наших строительных материалов на трейлере и квадроцикле на строительную площадку.
Коньковая балка
Перед тем, как поднять первые 10 футов 2×10 на место, мы прибили 6 прочных стяжных пластин Simpson (по две на каждой стойке), чтобы удерживать 2×10 на месте. После того, как мы поставили два 2×10 на место и соединили их вместе, мы поместили третий 10 футов длиной 2×10 на центральную стойку, приклеили его строительным клеем DAP и прибили его к первым двум 10-футовым 2×10 с помощью нашего незаменимого беспроводного пистолета DeWalt Cordless. Затем мы разрезали 10 футов 2×10 пополам и использовали эти две части с обоих концов, чтобы завершить второй ряд 2×10.
Наконец, мы использовали еще два полноразмерных 10-футовых 2×10, чтобы завершить три широких луча 2×10.
Под двумя последними полноразмерными балками 2×10 установлены, приклеены и прибиты гвоздями для завершения коньковой балки 20 футов длиной 2×10.
Ниже у нас коньковая балка готова, но еще не прибита гвоздями. Поэтому он немного смещен вправо.
СОВЕТ: Мы используем ремни с храповым механизмом, чтобы убедиться, что каждая стойка находится в вертикальном положении, а затем мы закрепим балку на месте, вбив верхнюю половину прочной соединительной пластины Simpson в коньковую балку.
Перед тем, как прибить гвоздями центр коньковой балки, мы закрепили ее прокладками, чтобы она была идеально ровной и имела правильную опору.
Коньковая балка готова!
Заключение
Коньковая балка является важным компонентом вашей кровельной системы. Часто это самая тяжелая часть всей конструкции. Он должен быть построен, чтобы справиться с тяжелыми постоянными и временными нагрузками, испытываемыми крышей.
Мы показали вам наш простой и эффективный метод построения балки на месте и в виде простых в управлении секций. Это не только обеспечивает более безопасную рабочую среду, но также гарантирует, что коньковая балка будет оставаться надежно на месте и оставаться прочной на долгие годы.
Завтра 10-й день общей сборки, и мы начнем установку стропил основной кабины.
Перейти к части II
Ваша очередь…
Как это было? Вы чувствуете, что готовы взяться за коньковую балку? Дайте нам знать в разделе комментариев внизу!
И эй, вы нашли этот пост интересным или информативным? Если это так, мы будем рады, если вы поделитесь им с другими, которым, по вашему мнению, это понравится.
Ура!
Для всех наших пиннеров Pinterest мы сделали специальный пин специально для вас.
Будучи физически и умственно инвалидом из-за рака, пилот вертолета ВВС, получивший множество наград, преодолел все трудности, чтобы восстановить свое здоровье, и начал внесистемную одиссею, которая помогла изменить жизни тысяч людей.