Преимущества домов с открытыми стропильными системами

Долговечность здания, его успешная эксплуатация зависит от качества несущих конструкций, а также от фундамента и кровельной системы крыши. Обеспечивается устойчивость к нагрузкам, противостояние всем негативным внешним воздействиям. Для крыши важно выдерживать обильные дожди и снегопады, порывистый ветер.

Современная стропильная система крыши – проверенный вариант конструкции, надежный и прочный.

Специфика архитектурного решения

Стропильная система на крыше представляет собой надежную каркасную конструкцию кровли. Стропила – это опоры, которые в совокупности задают геометрию крыши, градус ее уклона, обеспечивают устойчивость к нагрузкам. Уровень несущей способности тоже обусловлен характеристиками стропил.

Мастера отмечают: в большинстве случаев пролеты в системах стропил большие. Размер может составлять 20 метров, при этом нет дополнительных несущих систем, колонн. С точки зрения эстетики такое архитектурное решение позволяет не применять в виде маскировки плоские и треугольные потолки. Стропильные детали можно не скрывать.

Обратите внимание на этот момент: стропильную систему на крыше необходимо планировать изначально, на шаге формирования и проработки проекта. От конструкции стропил будет зависеть теплоизоляция кровли, а также параметры опорных элементов.

Дизайнеры и архитекторы обращают внимание на характерную тенденцию при строительстве коттеджей, загородных домов. Отдается предпочтение открытым стропильным системам. При этом закономерно, что потолки уже не будут иметь ровную геометрию, гладкую поверхность. Зато очевидным преимуществом становится вентиляция. Над организацией тоже понадобится поработать.

Используется два метода организации пространства со стропилами.

• Двухскатная крыша возводится без ригелей, при отсутствии внутренних затяжек.
• Стропильную систему на крыше делают классической, открытой формы. Она не скрыта за декоративной конструкцией плоского потолка.

Видимые деревянные опоры, утолщенные балки будут нетривиальным решением для интерьера. Эти видимые части несущих конструкций легко вписываются в стилевые решения, смотрятся броско.

Преимущества открытой стропильной системы

Открытую стропильную систему на крыше стали так часто выбирать, потому что мастера и эксперты уже успели обратить внимание на ее ключевые особенности, положительные характеристики.

• Преимущество – декоративные свойства. Стропильную систему на крыше можно считать самостоятельной частью интерьера, броским акцентом в стилистике. Смотрится конструкция ярко, дополнительного оформления не требует.
• Высота потолка увеличивается, если не устанавливается плоский потолок, скрывающий стропила.
• С открытой стропильной системой больше и внутренний объем помещений. Это обеспечивает воздухообмен, может улучшить микроклимат в комнатах.
• Вентиляция естественная, достаточно эффективная.
• Некоторые хозяева предпочитают крупные мансардные окна. В результате в дневное время в доме очень светло.

Эксперты советует придерживаться некоторых базовых рекомендаций при обустройстве домов с открытыми стропилами. Если реальная стропильная конструкция маскируется, а вместо нее видны только декоративные бруски, понадобится тщательно определить оптимальную нагрузку. Так, хорошим вариантом станет имитация брусков из полиуретана, поскольку для них характерен минимальный вес.

Необходимо обеспечить эффективное утепление стропильной системы по всей площади.

В противном случае стропила сыграют роль мостиков холода. Удачное решение для крыши – клееные балки. Они на порядок длиннее стандартных стропил, отличаются повышенной прочностью. Такая конструкция легко справится даже с большими нагрузками, как ветровыми, так и механическими.

Конструктивные особенности

Значительная нагрузка оказывается на стропильную систему крыши постоянно, вне зависимости от внешних воздействий, атмосферных явлений. Каркас стропил – опора для кровельных материалов, для утеплителя и гидроизоляционного слоя, а также для декоративных покрытий. Так, черепица тоже весит немало.

Каждая система стропил имеет характерные элементы.

• Ноги стропил. Это деревянные балки, выполняющие роль основных опор. На них приходится максимальная нагрузка.
• Мауэрлат. Прочный брус крепится вдоль стен. Стропила делают на данный элемент главный упор.
• Обрешетка. Состоит из брусьев меньшего сечения. Их монтируют перпендикулярно, на «ноги» стропил.
• Стойки. Тоже преимущественно изготавливаются из дерева. Их устанавливают вертикально.
• Стяжки. Обеспечивают стабильность системы, дополнительную жесткость конструкции.

Надежные стропила должны обладать оптимальными параметрами. Точные характеристики рассчитывают с учетом нагрузок, многочисленных дополнительных факторов. Имеет значение размер дома и специфика материала, а также особенности климатической зоны. Они определяют потенциальные внешние нагрузки на кровлю.

Типы стропильных ферм

Конструкции стропильных систем на крыше существенно отличаются в соответствии с конкретным типом ферм. Они бывают висячими и наслонными. Актуальной остается и смешанная стропильная система.

Специфика наслонных конструкций

Основное отличие наслонной стропильной системы – дополнительная несущая стена.

Опорную конструкцию располагают по середине. Несколько базовых характеристик отличают наслонные стропила от альтернативных вариантов.

• Стропильные ноги обеспечивают работу на изгиб. На сжатие нагрузка отсутствует. В результате удается сделать систему на порядок легче. Обеспечивается заметная экономия строительных материалов.
• Базовый упор создается на основные стены по периметру. Делают и дополнительные опоры столбчатого типа, если возникает такая необходимость.
• Когда применяются промежуточные опоры для стропил, удается сократить длину пролета перекрытия. Балки уже могут иметь меньшее сечение.

Мастера дают важную рекомендацию. Чем сложнее архитектурное решение кровли, тем больше опорных стропил следует устанавливать. Вся конструкция должна быть достаточно жесткой, стабильной, чтобы справляться с основными и дополнительными нагрузками. Так, прочной стропильной системе на крыше не повредят обильные снегопады, экстремально резкие порывы ветра.

Висячие стропила

Самая простая система стропил, получила наиболее широкое распространение.

• Используются специальные затяжки. Элементы обеспечивают надежное соединение стропильных ног, дают компенсацию распирающих усилий.
• Система с висячими стропилами оказывает распирающее воздействие на базовые стены строения.
• Распирание необходимо эффективно компенсировать. Именно для этого требуются особые затяжки для скрепления стропильных пар.
• Перекрытия крыши фактически состоят из затяжек. Если элементы расположены выше, они должны быть на порядок прочнее: нагрузки увеличиваются.
• Главные опорные узлы – стены дома. Нагрузка распределяется на сжатие и на изгиб.
• Используется мауэрлат. Для него подходит мощный брус с увеличенной толщиной. Его фиксируют в торцевой части стен: в мауэрлат уже входят стропильные опоры, так называемые ноги.
• Важно гарантировать стабильность конструкции, применять надежные крепежные комплекты. Для монтажа подойдут скобы, кронштейны.

Стропила допускается чередовать, если крыша имеет усложненную конструкцию. Для дома со средней опорной стеной подойдут наслонные стропила.

Смешанный тип

Комбинированная система стропил позволяет увеличить несущую способность кровли. Конструкция сложная: она имеет признаки висячей и наслонной. Архитектурное решение подходит для мансардных помещений. Достигается эффект с совмещением функций: вертикальные опоры образуют стены комнаты, они же становятся надежными несущими конструкциями для стропил.

Изготавливать и монтировать комбинированную систему сложно. Это занимает много времени, требует существенных трудозатрат. Все возмещается практичностью, поскольку вырастает прочность, устойчивость крыши к нагрузкам. Ее можно дополнительно увеличить: мастера рекомендуют монтировать подкосы для скрепления вертикальных стоек к боковыми скатами.

Виды крыши и фермы стропил

Тип крыши зависит от разновидности стропильных ферм. Конструктивные особенности определяют на этапе создания проекта строения.

Вальмовая кровля

Сохранность крыши, ее долговечность будет полностью зависеть от точности проектирования и монтажа стропильной системы. Потребуются разные типы стропил: вальмовые базовые и боковые, укороченные, а также накосные. Последние представляют собой диагональные детали: они и формируют треугольную форму ската кровли.

Висячая или наслонная конструкция подойдет для примера монтажа боковых стропильных ног. Наслонными элементами тут становятся вальмовые базовые стропила. Бруски надо крепить к балкам, расположенным по диагонали, а также к мауэрлату.

Мастера отмечают условие безопасного и надежного монтажа. Диагональные балки следует фиксировать со строгим соблюдением симметрии. Углы наклона рассчитываются тщательно, строго соблюдаются. Только так предотвращается деформация стропильной системы из-за чрезмерной нагрузки.

Двухскатная крыша

Жилые дома, у которых высота не превышает трех этажей, предпочитают строить с двухскатными крышами. Характеристики наклонной формы кровли, системы стропил становятся оптимальными. Двухскатная конструкция удобна в процессе монтажа: с ней нет сложностей, трудозатраты минимальны, можно все выполнить оперативно. С работой справляются даже начинающие строители.

Основными становятся две плоскости прямоугольной формы, расположенные наклонно. Если смотреть на крышу с торца, она представляет собой правильный треугольник, то есть боковые стороны и углы одинаковые. Базовые элементы для системы стропил – опорные ноги, надежный мауэрлат. Нагрузка грамотно распределяется по всем опорным точкам, чтобы гарантировать стабильность. Опорами являются мауэрлат, несущие стены и сами стропила. Дополнительно устанавливаются стойки с ригелями, соединяющие подкосы. Увеличивается жесткость с новыми усиливающими ребрами, система становится долговечнее. Можно уменьшить вес, сохраняя параметры прочности.

Обрешетка бывает сплошной и разреженной, устанавливается на стропила. Непосредственно на нее удобно устанавливать черепицу, битумный слой, другую финишную отделку. В роли крепежа применяют болты, гвозди, металлические профили.

Вариант считают простым и традиционным. Эффективно и равномерно распределяется нагрузка по всему периметру строения. Для двухскатной кровли система стропил применяется часто, но она подходит только для малоэтажного строительства.

Крыша-шале

Отличительная черта крыши в формате шале – вынос свесов, козырьков на несколько метров за границы строения. Это подразумевает наличие балок, стропильных систем соответствующей конструкции: они выходят из кровли за пределы здания, а такие выступы могут достигать трех метров. Имеется дополнительное крепление, обеспечивающее безопасность. Элемент крепится с помощью кронштейна: монтируется к несущей стене, после чего балки обвязывают по краям. В итоге появляется опорная система для кровельной конструкции дома.

Существует несколько важных моментов возведения таких стропильных систем, на которые обращают внимание опытные мастера.

• На первый план выходит грамотный расчет оптимального угла кровли в формате шале. Учитываются особенности климатических условий, внешние факторы, допустимые нагрузки.
• Если угол наклона составляет примерно 45 градусов, можно пренебречь расчетами, связанными со снеговыми нагрузками. Снежные массы на крыше с таким уклоном не задерживаются.
• Когда кровля более пологая, стропильная ферма должна быть усиленной. Тогда крыша выдержит нагрузку от накапливающегося снега.
• Коньковый брус устанавливается для крупных свесов. Балки выносят примерно по линии мауэрлата. Система становится опорной для стропильной фермы, должна выдерживать и кровельную отделку.
• Армированный пояс дополнительно укрепляет свесы и козырьки. С применением специальных анкеров и врезок фиксируют несущие консольные элементы.

Кровля-шале требует детальной разработки, проверки специального проекта. Расчеты должны быть точными, чтобы гарантировать стабильность и безопасность всей конструкции, надежность крепления свесов и удлиненных карнизов.

Ломаная крыша

Тип конструкции с несколькими обособленными элементами, расположенными под разным уклоном. Обеспечивается дополнительное пространство на мансарде, поскольку нижняя зона стропил устанавливается почти вертикально. Когда мансардное помещение расширено, площадь удобно использовать в роли жилой.

Мастера не рекомендуют проектировать самостоятельно ломаную систему с четырьмя скатами. Но с двухскатной реально справиться своими силами. Делают систему опорного каркаса со стойками и прогонами. Висячие стропила надежно фиксируют горизонтальные стойки. Нужны укороченные стропильные ноги, соединяющие опорные элементы с несущим мауэрлатом.

Особенности мягкой кровли и системы стропил

Используется несколько технологических вариантов обустройства мягкой кровли.

Проводится многоступенчатая подготовка: монтируется мауэрлат, врубка для потолочных балок делается в верхних венцах строения. Соблюдается шаг в один метр. Конкретное расстояние зависит от конкретной стропильной системы крыши.

• Стартует работа с установки отдельных частей стропил.
• Стропильные ноги дополнительно фиксируются с крепежными элементами.
• Когда стропильная система смонтирована, ее поднимают.
• Обрешетка для мягкой кровли может не иметь зазоров. Минимальный просвет может составлять не больше одного сантиметра.
• Проводится дополнительное выравнивание с фанерными листами: схема по типу кирпичной кладки.

Иногда доски обрешетки не имеют достаточной длины. В таком случае стыки должны быть разведены по разным зонам, чтобы правильно распределить нагрузку на все участки.

Изготавливаем стропильную систему.Алгоритм

Работа начинается с аккуратного закрепления мауэрлата. Он монтируется к продольным несущим стенам, используются надежные анкеры. Стропильные ноги должны иметь оптимальное сечение для гарантии стабильности системы. Нужный параметр рассчитывают с учетом длины элементов, расстояния. Можно использовать несколько крепежных деталей для придания дополнительной жесткости.

Мастера предлагают пошаговый алгоритм для грамотной установки кровельной системы стропил.

1. Сначала создается шаблон и детальный чертеж со всеми измерениями, конкретными параметрами.
2. Собирают ферму из двух базовых досок. Крепление на один гвоздь, а форма напоминает ножницы.
3. Свободными краями «ножницы» помещают на опоры, где идет стык со стропильными ногами. Получается финишный угол наклона кровельного ската.
4. Угол следует прочно зафиксировать. Используют поперечные доски, длинные крепежные гвозди.
5. По второму фанерному шаблону делают запилы на стропила.
6. Когда готовы запилы монтажа, их надо соединить, соблюдая заданный угол кровли. В результате получается треугольная форма, которую дополнительно фиксируют, соединяя с мауэрлатом.
7. Начинают монтаж стропил с боковых деталей. Чтобы закрепить их правильно, применяют временные подкосы.
8. Когда видны верхние точки стропил, определяют уровень системы в целом и конька. Для этого между верхними стропилами протягивается шнур.
9. Стропила крепят с заданным шагом.
10. Система с большим весом нуждается в дополнительном усилении. Для этого пригодятся подпорки, дополнительные подкосы.
11. На заключительном этапе наступает момент для крепления конькового бруса. Он станет опорой для стропильных элементов.

Следует учитывать характеристики крыши, климатические условия в конкретной местности, планируемые нагрузки при определении нужного типа стропильной системы. Грамотно спроектированная и установленная конструкция справится со всеми воздействиями, стропила отличаются долговечностью и практичностью. Открытая стропильная система становится ярким самостоятельным акцентом в интерьере.