Накосная нога и накосные стропила

В статье рассмотрим конструкцию накосной ноги и диагональных накосных стропил вальмовой крыши, которые обеспечивают прочность и устойчивость кровельной системы. Понимание особенностей этих элементов, их опор и вариантов монтажа поможет правильно спроектировать стропильную систему и избежать распространенных ошибок при строительстве. Информация будет полезна как профессиональным строителям, так и тем, кто планирует самостоятельно возводить крышу.

Особенности накосных стропил

Длина накосных стропил превышает стандартные размеры досок, поэтому их изготавливают в виде спаренных элементов. Это решение позволяет решить несколько задач одновременно:

• Удвоенное сечение обеспечивает возможность выдерживать повышенные нагрузки;
• Соединение досок создает длинную цельную балку;
• Спаривание элементов приводит к унификации их размеров.

Обратите внимание! Сдвоение стропил дает возможность использовать для накосных конструкций те же доски, что и для обычных стропил. Иными словами, применение досок одинаковой высоты для всех компонентов стропильной системы значительно упрощает проектирование узлов вальмовой крыши.

Для создания многопролетной вальмовой крыши под диагональную ногу устанавливают одну или две опоры. Этот тип стропил можно представить как раздвоившийся и наклоненный коньковый прогон. Доски соединяются таким образом, чтобы стыки находились на расстоянии 15% от центра опор, равном длине пролета, над которым расположен стык. Таким образом, длину досок для формирования накосного стропила следует подбирать с учетом длины пролета и количества опор.

Эксперты в области строительства и архитектуры отмечают, что накосная нога и накосные стропила играют ключевую роль в обеспечении прочности и устойчивости кровельных конструкций. Накосная нога, представляющая собой диагональную балку, помогает равномерно распределять нагрузки, что особенно важно в условиях сильных ветров или снеговых нагрузок. Накосные стропила, в свою очередь, обеспечивают надежную опору для крыши, позволяя избежать деформаций и трещин в конструкции. Специалисты подчеркивают, что правильный расчет и установка этих элементов значительно увеличивают срок службы здания и его безопасность. Кроме того, использование современных материалов и технологий позволяет улучшить характеристики накосных конструкций, что делает их более эффективными и экономичными.

https://youtube.com/watch?v=JapC0PKcP8s

Опора под накосные стропила

Опора под диагональную стропильную ногу — это стандартный подкос, также это может быть стойка из бруса или двух спаренных досок. Опирается стойка через деревянную подкладку и слой гидроизоляции прямиком на перекрытие, выполненное из железобетонных плит. Подкос устанавливается под углом 45–53°, а его низ упирается в лежень.

Важно! Угол установки подкоса не так важен, главным условием является поддержание подкосом стропила в месте максимальной нагрузки.

Сделанные из двух сечений обычных стропильных ног накосные стропила выдерживают нагрузку, рассчитанную для рядовых изделий. Если они перекрывают пролет до 7,5 метров, то подпираться подкосом должны лишь в верхней его части. Когда накосное стропило длиннее и перекрывает до 9 метров пролета, в нижней части его устанавливается еще одна опора в виде стойки либо шпренгельной фермы. Под стропило более 9 метров длиной желательно установить третью опору по центру, тут можно ввести только стойку. Железобетонное перекрытие должно это выдерживать, в противном случае в его конструкцию включается балка, на которую могла бы опереться стойка.

Шпренгельная ферма представляет собой балку из бруса, прокинутую по пересекающимся наружным стенам на угол. Чтобы балка сильно не прогибалась, в нее врезается стойка (шпренгель) и устанавливаются два подкоса. Чаще всего при строительстве загородных домов небольших размеров эту ферму не надо рассчитывать, потому что ее составляющие принимаются стандартно из спаренных досок либо бруса при общем сечении 100 х 100 – для стоек, 50 х 100 –для подкосов и 100 х 150 – для балок.

То, как накосная стропильная нога опирается в коньке, будет зависеть от количества и расположения промежуточных опор и устройства основных наслонных стропил:

• В варианте с одним прогоном по середине вальмовой крыши, накосная стропильная нога опирается на консоли прогона. Консоли выпускаются на 10–15 сантиметров за подстропильную раму, потому что лишнее потом гораздо проще отпилить, нежели наращивать в процессе недостающее;
• В случае с двумя прогонами и стропильной системой из досок устанавливается шпренгельная конструкция на прогоны. Она состоит из стойки, с крепящимися на нее вверху диагональными стропилами, и горизонтальной балки;
• В случае с двумя прогонами и конструкцией из брусьев, к стропилам в коньке пришивается прибоина (короткая доска толщиной не меньше 5 см), на которую и опираются накосные ноги.

Важно! Низ накосных стропил при установке на шпренгель, прибоину или консоль прогона должен подрубаться в горизонт и крепиться гвоздями. Если нужно, такие стропила дополнительно прикрепляются к опорам тугими проволочными скрутками или металлическими хомутами.

Накосные стропила, которые расположены в ендовах, подпирать шпренгельной фермой нельзя, потому что образующий ендову угол стен является внутренним, так что их подпирают подкосами либо стойками. В данном случае, в отличие от накосной системы вальмы, максимум нагрузки приходится на нижнюю часть ноги. Именно здесь и необходимо упереть подкос. Но угол наклона подкоса, который уперт низом в лежень, получается слишком острым, из-за чего подкос либо опирают в угол стен, либо устанавливают два подкоса (один от угла стен, другой от лежня) упирая их верхней частью друг в друга. Еще иногда игнорируют точку максимальной нагрузки и устанавливают от лежня один подкос под углом 45–53 градуса к горизонту.

Последний вариант может показаться неверным, ведь тут подкос подпирает стропило, казалось бы, совсем не в том месте, где нужно. Однако не стоит забывать, что при введении под балку третьей опоры она становится неразрезной и двухпролетной, из-за чего увеличивается ее несущая способность. Поэтому установка подкоса по последнему варианту довольно часто бывает вполне достаточной для обеспечения необходимой несущей способности всего диагонального стропила удвоенного сечения, что особенно удобно при планируемой повышенной нагрузке со стороны кровли.

Важно! Нарожники пристыковывают к наслонному стропилу обычным запилом — подпиливают верхнюю часть нарожника в одну плоскость к детали, стыкуют и пришивают двумя или тремя гвоздями.

В зависимости от выбранной расчетной схемы: распорной или безраспорной, низ накосных стропильных ног находит упор непосредственно в мауэрлате или в балке, уложенной на угол стен, либо опирается на них. Этим данная стропильная система схожа с обычной – как и стандартные стропильные ноги, выполненные с двумя или тремя степенями свободы, они могут передавать либо не передавать распор на стены.
Угол наклона накосной стропильной ноги, как принято считать, меняется относительно угла наклона обычных стропил. Это верно, если рассматривать данную стропильную ногу как обособленный элемент. Но если спроецировать ее на стропила объединенных ей скатов по очереди, можно увидеть, что образуемые проекциями углы равны углам скатов.

Важно! При необходимости верхняя плоскость накосного стропила, уложенного на ребре вальмовой крыши, может стесываться под углом, а находящиеся в ендове стропилы— желобком, на них укладывается обрешётка.

Установкой между стандартными стропилами прибоины можно создать «датскую крышу». Если нужно, места креплений прибоины к ним должны подпираться подкосами (подстропильными ногами), нижняя часть которых упирается в стойку или лежень. Или же вместо обычных устанавливается усиленная (спаренная) пара стропильных ног. В тех местах, где прибоина пересекается со одной или двумя стойками, к ним она крепится гвоздями и подпирается обрезками досок. Полученная в результате вертикальная плоскость на вальмовой крыше обшивается листовым или погонажным материалом и, в большинстве случаев, используются для обустройства на чердаке под коньком окна.

https://youtube.com/watch?v=IiKWKIY5XQs

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о накосной ноге и накосных стропилах:

1. Увеличение прочности конструкции: Накосные ноги и накосные стропила используются в строительстве для увеличения прочности и устойчивости крыши. Они помогают равномерно распределять нагрузки, что особенно важно в регионах с сильными снегопадами или ветрами.

2. Эстетика и архитектурные решения: Накосные стропила не только функциональны, но и могут служить элементом дизайна. Архитекторы часто используют накосные стропила для создания открытых пространств и высоких потолков, что придаёт зданиям современный и стильный вид.

3. Историческое использование: Конструкция с накосными стропилами имеет долгую историю и использовалась ещё в древних цивилизациях. Например, в средневековой архитектуре накосные стропила применялись в готических соборах, где они поддерживали сложные крыши и способствовали созданию высоких и светлых интерьеров.

https://youtube.com/watch?v=AaN7W9PMn8s

Преимущества и недостатки накосных стропил

Накосные стропила представляют собой важный элемент конструкции крыши, который используется для создания наклонных плоскостей. Они обеспечивают надежную поддержку кровельного материала и способствуют правильному распределению нагрузки на стены и фундамент здания. Рассмотрим основные преимущества и недостатки накосных стропил.

Преимущества накосных стропил

• Эстетика: Накосные стропила придают крыше более привлекательный и современный вид. Они позволяют создавать различные архитектурные формы, что делает здание более выразительным.
• Эффективное использование пространства: Накосные стропила позволяют организовать мансардные помещения, что увеличивает полезную площадь здания без необходимости увеличения его габаритов.
• Устойчивость к ветровым нагрузкам: Благодаря своей конструкции, накосные стропила лучше справляются с воздействием ветра, что делает их более устойчивыми в условиях сильных порывов.
• Легкость монтажа: Накосные стропила могут быть изготовлены из различных материалов, включая дерево, металл и бетон, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для конкретного проекта. Их монтаж часто проще и быстрее, чем у других типов стропил.
• Экономия материалов: Накосные стропила могут быть более экономичными в использовании материалов, так как их конструкция позволяет уменьшить количество необходимых элементов для создания прочной крыши.

Недостатки накосных стропил

• Сложность проектирования: Проектирование накосных стропил требует высокой квалификации и опыта, так как необходимо учитывать множество факторов, включая угол наклона, тип кровли и климатические условия.
• Увеличенные затраты на материалы: В некоторых случаях использование накосных стропил может потребовать больше материалов, особенно если необходимо учитывать дополнительные элементы для обеспечения прочности конструкции.
• Проблемы с теплоизоляцией: Накосные стропила могут создавать трудности при установке теплоизоляции, что может привести к образованию холодных мостов и снижению энергоэффективности здания.
• Необходимость в регулярном обслуживании: Накосные стропила, особенно деревянные, требуют регулярного контроля состояния и обслуживания, чтобы предотвратить гниение, повреждение насекомыми и другие проблемы.
• Ограничения по высоте: При использовании накосных стропил необходимо учитывать высоту здания, так как слишком крутой наклон может привести к проблемам с конструкцией и эстетикой.

Таким образом, накосные стропила обладают как преимуществами, так и недостатками. При выборе этого типа конструкции важно учитывать все аспекты, чтобы обеспечить долговечность и надежность крыши, а также соответствие архитектурным требованиям проекта.

Вопрос-ответ

Что такое подкосы стропил и зачем они нужны?

Подкосы — это наклонные элементы стропильной системы, которые устанавливаются под углом к стропильным ногам. Их основная задача — усилить конструкцию, предотвратить провисание и равномерно распределить нагрузку на крышу.

Можно ли делать стропила из доски 50 на 100 мм?

Для стропил обычно применяют доски сечением 50×100 мм, 50×150 мм и брус. Кроме того, важно учитывать влажность древесины — она не должна превышать 12%. Также стоит обращать внимание на сортность материала: для стропильной системы предпочтительны пиломатериалы не ниже 2 сорта.

Что такое стропильные ноги?

Балки, которые обшиваются обрешеткой, называются «стропильная нога». Это еще один важный элемент конструкции стропил. Сечение «ноги» зависит от предполагаемого веса обрешетки и материала кровли. Между собой «ноги» стропил крепят с помощью «прогонов».

Чем отличаются наслонные стропила от висячих?

Главное отличие между наслонной и висячей конструкциями заключается в том, что при наслонном варианте распределение нагрузки на стены происходит более равномерно, а нагрузка передается только на изгиб. Висячая стропильная конструкция передает нагрузки и на сжатие, и на изгиб.

Советы

СОВЕТ №1

Перед началом работы с накосными ногами и стропилами, тщательно изучите проект и расчеты. Убедитесь, что все размеры и углы указаны правильно, так как это критически важно для устойчивости конструкции.

СОВЕТ №2

Используйте качественные материалы для изготовления накосных ног и стропил. Древесина должна быть без дефектов, а металлические элементы — прочными и устойчивыми к коррозии. Это обеспечит долговечность и надежность вашей конструкции.

СОВЕТ №3

Обратите внимание на правильное соединение накосных ног и стропил. Используйте специальные крепежные элементы и следуйте рекомендациям по монтажу, чтобы избежать ослабления конструкции и обеспечить ее безопасность.

СОВЕТ №4

Регулярно проверяйте состояние накосных ног и стропил после завершения строительства. Обратите внимание на возможные деформации или повреждения, чтобы вовремя принять меры по ремонту или укреплению конструкции.