Типы стропил: полевой справочник по выбору и монтажу

Основное деление — на наслонные и висячие стропила. Наслонные опираются на две внешние и хотя бы одну внутреннюю опору (стену или колонну). Висячие опираются только на две внешние опоры (мауэрлаты) и не имеют промежуточных опор под коньком. От этого выбора зависит вся дальнейшая конструкция: наличие пуффа, расточек, подвесок, строп и метод заделки в мауэрлат.

Наслонные стропила работают как непрерывная балка на нескольких опорах. Моменты в пролётах и над опорами имеют разные знаки, что позволяет уменьшить расчётное сечение по сравнению с висячими при том же пролёте. Главное условие — наличие капитальной внутренней несущей стены или ряда колонн с фундаментами, способных воспринять вертикальные реакции.

Висячие стропила образуют жёсткий треугольный архив: два наклонных элемента (ножки) и нижняя перетяжка (пуфф). Ножки работают на сжатие и изгиб, пуфф — на растяжение. Горизонтальная раскидывающаяся сила передаётся на мауэрлат и далее на стены. Эта схема обязательна, когда внутренние опоры отсутствуют или их монтаж нецелесообразен (большие пролёты, открытые планировки).

Классическая схема наслонных стрopil — пара ножек с опорой на коньковую балку, лежащую на внутренней стене или столбах. Ножки заделываются в мауэрлат по верхнему или нижнему срезу (в лапу, на закладку, с зубцом). Коньковая балка фиксируется на стойках или напрямую на несущей стене. Важно обеспечить жесткость узла конька: стойки под коньком должны стоять на балке перекрытия или на отдельных фундаментах, а не на перекрытии без расчёта.

При большом пролёте наслонных стропил (более 6–7 метров расчётного пролёта между опорами) вводят дополнительные элементы: подвески под ножки, стропы для предотвращения выгибания в плоскости склона, обмочки для связывания пар стропил. Сечение ножек подбирается по наибольшему моменту: обычно в поле пролёта или над внутренней опорой. Нельзя экономить на сечении коньковой балки — она работает на сжатие и изгиб от неравномерных нагрузок.

Монтаж наслонных стропил удобнее: ножки короче, их проще поднимать и устанавливать по парам. Коньковая балка укладывается последней, связывая каркас в жёсткий каркас. Контроль геометрии — проверка вертикальности стойок конька и совпадения осей ножек в коньке. Любой перекос конька сразу даёт перекос всей кровли.

Висячие стропила делятся по типу пуффа: нижний (классический треугольник), верхний (перемычка под коньком), средний (для мансард). Нижний пуфф наиболее эффективен: он воспринимает всю раскидывающуюся силу и разгружает ножки от изгиба. Верхний пуфф работает на сжатие, требует большего сечения и жёсткого соединения с ножками. Средний пуфф используется для увеличения высоты мансардного помещения, но требует расчёта ножек как сжато-изогнутых стержней с промежуточной опорой.

Соединение ножек с пуффом — критичный узел. Традиционный «в лапу» с гвоздёвыми пластинами или болтами работает только при точной подгонке и жёстком прижиме. Современная практика — металлические зубчатые пластины (МЗП) или болтовые соединения с дощечками. Гвозди без пластин не воспринимают расчётные силы растяжения пуффа. Пуфф должен быть сплошным или со стыками на ножках (не в поле пролёта).

Раскидывающаяся сила в подошве висячих стропил передаётся на мауэрлат. Мауэрлат должен быть закреплён к стенам анкерами или стайками с заделкой в кладку. Просто положить брус на стену нельзя — горизонтальная сила сдвинет его при первой сильной ветровой или снеговой нагрузке. Контроль: проверка наличия анкеров, их шага и глубины заделки по проекту.

Массовый частный строй — брус или доска хвойных пород (сосна, ель) натуральной влажности или камерной сушки. Требования: сорт не ниже 1-го по ГОСТ для нагруженных элементов, влажность не выше транспортной (18–20%) для клеёных конструкций и не выше 22% для массовых. Защита биосептиком и огнебиозащитой обязательна до монтажа. Сечение подбирается расчётом, типичные размеры ножек — от 50х150 до 100х250 мм в зависимости от шага и нагрузок.

Металлические стропила (профильная труба, двутавр, холодноформированный профиль) применяются при больших пролётах, промышленных объектах или когда требуется негорючесть. Преимущества: точность геометрии, высокие нагрузки на малый вес, скорость монтажа болтами/сваркой. Недостатки: тепловые мосты (нужен термопрофиль или обшивка), коррозия при повреждении цинка, сложность покровки «под древесину». Расчёт ведётся по СП 16.13330 (Стальные конструкции).

Клеёный профилированный брус (клеёное дерево) позволяет перекрывать пролёты до 18–20 м без промежуточных опор при малом весе. Геометрия стабильна, влажность 10–12%, нет трещин сушки. Цена выше массива в 2–3 раза, но экономия на промежуточных опорах и скорость монтажа часто компенсируют затраты. Монтируются как обычные деревянные стропила: болтами, гвоздёвыми пластинами, МЗП.

Расчёт стропил ведётся по двум группам предельных состояний: несущая способность (первая группа) и нормальная эксплуатация — прогибы, трещины (вторая группа). Нагрузки: постоянные (вес стропил, обрешётки, кровельного пирога, инженерии), временные (снег по карте района, ветер по зоне, эксплуатационные — человек на скате). Специальные: сейсмичность, аварийные воздействия. Нельзя подбирать сечение «по таблицам из интернета» без привязки к зоне снегоношения и ветровой зоне объекта.

Прогиб ножки в поле пролёта ограничивается L/200 (для мансард — L/250 или L/300). Прогиб пуффа висячих стропил — L/250. Превышение прогиба ведёт к трещинам в штукатурке мансарды, протечкам на стыках кровельного покрытия, потере жёсткости диска кровли. Контроль прогиба — натяжка нити между крайними ножками после нагрузки (снег, обрешётка) и замер зазора.

Устойчивость сжатых элементов (ножки наслонных, верхний пояс ферм, стойки) проверяется по изгибу из плоскости склона и в плоскости склона. Обмочки и стропы создают промежуточные опоры для устойчивости. Шаг обмочек по проекту, обычно не более 3–4 м по длине ножки. Отсутствие обмочек при большой длине ножки — частая причина потери устойчивости и «схода» кровли боком.

Висячие стропила без расчёта на раскидывание не применяются на слабых грунтах (супеси, торфяники) без фундаментной плиты или свай, воспринимающих горизонтальную силу. Наслонные стропила не ставят, если внутренняя стена — не несущая (разделочная, газобетонная без армояса) — она не выдержит реакцию конька. Клеёное дерево не используют во влажных помещениях (бани, бассейны) без специальной защиты клеевых швов — разслоение при циклической влажности.

Металлические стропила без терморазрывов не монтируют в жилых чердачных — точка росы смещается внутрь контура, конденсат накапливается на металле, мокнет утеплитель. Деревянные стропилы натуральной влажности не закрашивают пленообразователями до усушки до 18–20% — запечатывание влаги ведёт к гнили. Любая схема стропил без ветровых связей (строп, обмочки, жёсткий диск обрешётки) недопустима в ветровых зонах III–VII по СНИП.

Геометрия: оси стропил по разметке, вертикальность ножек (погрешность не более 5 мм на 3 м), ровность конька (перепад не более 10 мм на 10 м), параллельность скатов. Узлы: все анкеры мауэрлата на месте и затянуты, лапы стропил в мауэрлате с зубами и креплением, пуффы висячих стропил натянуты и закреплены МЗП/болтами, коньковые узлы с накладками и болтами.

Жёсткость диска: обрешётка/ОСП/фанера закреплена к каждой ножке по схеме (гвозди/шурупы шагом по проекту), стропы и обмочки установлены во всех пролётах, нет висячих ножек без боковой связи. Материалы: пиломатериал соответствует сорту и влажности по документам, защита биосептиком/огнебиозащитой нанесена (есть акт/партия), металл без повреждений цинка, сварные швы закрашены.

Документы: журнал скрытых работ подписан, акты приёмки пиломатериалов и крепежа есть, схема монтажа соответствует проекту (или согласованному изменению). Любое отклонение от проекта фиксируется, согласовывается с проектировщиком/технадзором, устраняется до укладки утеплителя и кровельного покрытия.