Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Что собой представляет двускатная крыша

Из названия становится понятным, что конструкция крыши – это два ската, имеющие прямоугольную форму в плоскости. Чаще скаты имеют одинаковые размеры, но существуют так называемые асимметричные конструкции, в которых скаты по габаритам отличаются друг от друга.

При этом скаты установлены друг к другу под определенным углом, который называют наклоном. Линией соприкосновения является коньковый брус, являющийся частью стропильной системы. По-простому его называют коньком, и он является наивысшей точкой крыши.

Боковые плоскости, сформированные скатами, называются фронтонами. Они имеют треугольную форму. После сооружения крыши боковины облицовывают листовыми или панельными материалами: фанера, ОСП, даже доски и прочее.

Особенности

При возведении двускатной крыши устанавливается стропильная система и основные детали кровельной конструкции. Сюда относится каркас (в виде стропил с подкосами), мауэрлат. Делают их из качественной древесины – это брусья 150х150 мм и доски сечением 50х150 мм. Традиционными считаются двускатные крыши симметричного типа, имеющие прямые скаты (щипцовая кровля). Угол наклона скатов такой кровли доходит до 45 градусов, что позволяет избежать нагрузок на конструкцию (например, при снегопадах и ветре).

Другие виды двускатной кровли, например, с ломаными скатами, позволяют оборудовать мансарду под крышей. В этом случае скаты сверху кровли представляют собой более пологие откосы, а снизу – с резким уклоном. Ломаная двускатная крыша должна возводиться на более сложную и прочную конструкцию. При строительстве несимметричной кровли конек крыши выполняется со смещением от центра. Делается это с учетом конструктивных особенностей здания.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Виды двухскатной крыши

Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.

Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):

1. Простая двускатная крыша — симметричная

Простая двускатная крыша — симметричнаяНаиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.

Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.

Явный недостаток – невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.

2. Простая асимметричная двускатная крыша

Простая асимметричная двускатная крышаУстройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.

3. Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломом

Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломомТакая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.

Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.

Устройство

Конструкция двускатной кровли отличается наличием наклонных поверхностей с двух сторон. Площадь основания кровли имеет прямоугольную поверхность. Скаты не дают собираться на крыше снегу и талой воде. Крыша естественным образом очищается. Кровля состоит из конструктивных узлов: мауэрлата, системы стропил, конька и кобылки, свесов кровли, подкосов, затяжек, обрешетки и стоек. Стоит разобраться, чем характерны все элементы конструкции двускатной кровли.

Мауэрлат необходим для правильного распределения нагрузки на несущие стены от стропил. С этой целью обычно выбирают прочную древесину – брус (это может быть дуб, лиственница, сосна). Выбор бруса по сечению определяется видом древесины (цельный или склеенный). Например, 100 на 100 мм или 150 на 150 мм. Стоит отметить, что при выборе металлической стропильной системы мауэрлат также должен быть выполнен из металла.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Основным элементом системы двускатной крыши является стропильная нога. Эти элементы изготавливаются из прочного бруса и бревен. При соединении стропильной ноги сверху формируется ферма с различным типом промежуточной опоры. Важную роль здесь играют параметры стропил и узлы конструкции.

Затяжка необходима для соединения стропильной системы (стропильной ноги) и для придания прочности и необходимой жесткости конструкции.

Прогон бывает двух типов: коньковый, при котором монтаж производится в месте примыкания стропил (в этом месте далее устанавливается конек кровли), и боковой прогон, который обеспечивает кровельным элементам (ферме) дополнительную жесткость (размеры и количество таких прогонов будет зависеть от нагрузки на конструкцию).

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Стойки для стропил в виде вертикального бруса также принимают на себя значительную часть нагрузки от крыши. Стойку для стропил двускатной крыши обычно располагают по центру. Если ширина пролета больше обычной – то еще и по бокам. При возведении несимметричной крыши стойки ставятся в зависимости от длины стропил. Для ломаной кровли установка стоек выполняется по бокам, при этом остается свободное пространство. Если планируется две комнаты под крышей, то стойки стропил ставят по центру и по бокам.

Подкосы – это опоры для стоек. При подкосе под углом более 45 градусов кровля лучше защищена от деформации (снег, ветер). В зависимости от климатической зоны могут быть установлены как продольные, так и диагональные подкосы стропильной парой на одной плоскости.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Лежень служит надежной опорой стоек. Это место крепления подкоса.

Обрешетка необходима для фиксации материалов и конструктивных элементов кровли. Обрешетку устанавливают перпендикулярно к стропильным ногам. Одно из важных предназначений обрешетки – перераспределение нагрузки от кровли на стропильную систему.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Инструменты для возведения стропильной системы

Для монтажа потребуются крепежные элементы: стяжки, пластины, шпильки, болты с шайбами и гайками, саморезы с прокладками ЕРDМ, толщиной 2,8мм, монтажная лента, кронштейны оцинкованные.

  • рулетки, разной длины 5, 10, 20 метров;
  • маркеры, карандаши;
  • шнур, для натяжки;
  • молотки, разных назначений, гвоздодер;
  • ножницы, для раскроя;
  • кровельный нож;
  • шпатель;
  • скотч;
  • ножовки, электропила, электродрель с различными сверлами и насадками;
  • шуруповёрт с насадками;
  • разметки, уровни горизонтальный и вертикальный;
  • рейки, линейки;
  • пена монтажная;
  • страховочный ремень и веревка — для безопасной работы.

Весь инструмент на кровле содержать в сумке для инструментов, в целях безопасности.

Что собой представляет стропильная система двускатной крыши

Основой конструкций скатов являются стропильные ноги, они же стропила. Изготавливают их или из пиломатериалов (брусы, доски), или из стального профиля (уголок, швеллер). В частном домостроение применяют древесину. С ней проще работать, плюс пиломатериалы дешевле.

Устройство стропильной системы двускатной крыши – это не только стропила. Кроме них есть еще несколько обязательных элементов. На фото ниже все элементы двускатной кровли показаны. Обозначим их.

Элементы стропильной системы двускатной кровли

  1. Мауэрлат. По сути, это балка, на которую упираются стропилы. Ее назначение – равномерно распределить нагрузки от стропильных ног на стены дома. Если мауэрлат не использовать, то стропила будут давить на стены точечно, то есть в местах установки возникнут большие напряжения, которые приведет к растрескиванию стен.
  2. Стропила, установленные под наклоном.
  3. Конек, он же коньковый брус или прогон. Его задача – сформировать место стыковки стропильных ног. Коньковый брус – необязательный элемент двускатной крыши. Есть конструкции, в которых его не устанавливают. Но об это чуть ниже.
  4. Затяжки. Используются не всегда, а только на висячих стропилах или, если стропильная система устанавливается на широкий дом.
  5. Балки перекрытия, которые формируют потолок в комнате и пол в чердаке.
  6. Одна из балок перекрытия, которую называют лежнем. Она дополнительно выполняет функции основания для опорных стоек, которые поддерживают стропила. Используется не всегда.
  7. Опорные стойки, они же бабки, поддерживающие стропильные ноги. Их устанавливают лишь в том случае, если длина пролета дома составляет не менее 6 м.
  8. Подкосы, они же диагональные подпорки. Их используют лишь в том случае, если опорные стойки не могут обеспечить общую надежность стропильной системы.

Есть еще один элемент, который хорошо виден на фото ниже. Это опорные стойки для конькового прогона. Их устанавливают, если конструкция стропильной системы имеет большой вес. То есть все строение собирается под тяжелый кровельный материал, к примеру, под керамическую черепицу.

Типы стропильных систем

Стропильные системы двухскатных крыш бывают висячими, наслонными и комбинированными.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Висячие

Используются в зданиях, где нет внутренних капитальных перегородок и дополнительных опорных столбов внутри здания, дистанция между стенами которого не превышает 10 м. Такая специфика конструкции предполагает наличие значительной нагрузки на несущие стены, включая распирающий эффект. Для снижения напряжения практикуется применение дополнительных скрепляющих элементов для стягивания стропилин (речь идет о ригелях и затяжках).

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Затяжка уменьшает растяжение: в итоге стена переживает исключительно горизонтальные нагрузки. Образовавшаяся в итоге жесткая треугольная конструкция (ферма) практически не подвержена деформациям. В том случае, когда планируется сооружение мансарды, затяжки заменяются балками перекрытия. Достоинством такого решения является то, что можно отказаться от использования мауэрлата. Что касается упоров под стропилины поверх стен, то установить их совсем несложно.

Наслонные

В домах с внутренними несущими стенами (обычно речь идет о постройках шириной более 10 м) удобнее использовать стропильные системы наслонного типа. Они намного более просты в обустройстве, чем висячие: это объясняется созданием за счет внутренних стен надежной опоры. Основанием для установки нижнего края стропилины является верхушка мауэрлата или потолочного венца сруба. Верх ноги упирается в параллельную стропилину или в специальный прогон (балка, проходящая под коньком в горизонтальном направлении). Первый вариант называется распорным, второй – безраспорным. Существует три подвида безраспорных наслонных систем.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж
Первый случай подразумевает крепление верхней части стропильной на коньковый упор, который называется скользящим. Нижняя сторона в этом случае погружается в мауэрлат. Для усиления фиксации нижней области стропилины применяются проволока или скобы.

Второй вариант реализации предусматривает подрезание верхушки стропилин под определенным углом. Для дальнейшего скрепления используются специальные металлические пластины. Фиксация нижней части стропил к мауэрлату осуществляется посредством подвижных креплений.

Третий способ – жестко скрепить верхние части с помощью брусков или обрезанных досок. Они должны быть с обеих сторон скреплены под углом стропил, что даст возможность защемить между ними коньковый прогон. Низ стропил, как и в вышеописанном варианте, оформляется скользящими фиксаторами.

Что касается частого применения для крепления наслонных стропил к мауэрлату скользящих крепежей, то это объясняется их способностью снимать с несущих стен лишнее напряжение. Такая фиксация позволяет стропильным ногам в случае усадки дома перемещаться, сохраняя стропильную конструкцию от деформации.

Комбинированные

Стропильная система двухскатной крыши смешанного типа включает в себя элементы как наслонных, так и висячих конструкций. В результате достигается дополнительное упрочнение крыши при снижении расходуемого материала.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Основные элементы кровли

Стропильная система двухскатной завершающей части здания состоит из множества элементов. Монтаж стоит начать с подробного изучения каждого из них и выбора их сечений.

Мауэрлат

При установке элементов под металлочерепицу или другое покрытие подразумевает использование бруса сечение 150х150 или 200х200 мм. Именно такой размер позволяет наиболее оптимально распределить нагрузку. далее потребуется выбрать способ закрепления он зависит от материала стен. Существует несколько вариантов:

Схема крепления мауэрлата к стене

Схема крепления мауэрлата к стене

  1. Каркасные, брусовые или бревенчатые стены не требуют установки мауэрлата. В случае каркасного здания опорой для стропильных ног служит верхняя обвязка стен. при строительстве ограждений из бруса или бревна, мауэрлатом становится верхний венец. Важно выполнить грамотное закрепление этих элементов в конструкции стены.
  2. При использовании для строительства легких бетонов, потребуется дополнительное усиление. К легким бетонам относят такие материалы как пенобетон, шлакобетон, керамзитобетон. Они могут разрушаться, если опереть на них кровлю не центрально. Для равномерного распределения нагрузки предусматривают заливку монолитного железобетонного пояса по обрезу стен. Во время работ в него закладывается специальная проволока, шпильки или болты, на которые будет выполнено крепление мауэрлата.
  3. Для кирпичных средств можно не предусматривать железобетонный пояс. В этом случае для соединения с обвязочным брусом в кладку заводят проволоку, которую после оборачивают вокруг мауэрлата и закручивают. Второй вариант – за один ряд до обреза стен в кладку с внешней стороны заводят деревянные бруски, пропитанные антисептиком. Такие пробки и мауэрлат скрепляют при помощи скоб. Возможно также использование шпилек и болтов, для закрепления которых потребуется заливка монолитного пояса.

Важным моментом является гидроизоляция.

При установке важно предусмотреть рубероид, линокром или гидроизол в местах соединения бетона или кирпича с деревом. Это требуется, чтобы предотвратить гниение древесины при контакте с материалом другой влажности.

Стропила

После закрепления мауэрлата устанавливают стропильные ноги. Их сечение подбирается в зависимости от шага несущих балок, их пролета, снеговой нагрузки и типа покрытия. При установке каркаса под металлочерепицу при шаге 60 см рекомендуется соблюдать следующие рекомендации в зависимости от пролета:

  • 3 м – 4х15 см;
  • 4 м – 5=15 см;
  • 5 м – 5х17,5 см;
  • 6 м – 5х20 см.

Средние значения стропильных ног

Таблица средних значений стропильных ног

Это средние значения, чтобы выполнить более точный расчет лучше обратится к специалисту или изучить дополнительную литературу.

Выполнить крепление стропильных ног к мауэрлату можно двумя способами:

  • с зарубкой;
  • без нее.

Крепление стропил к мауэрлату

Крепление стропильных ног к мауэрлату с зарубкой и без нее

В первом случае выполняют запил на обвязочном брусе, во втором с стропилу прибивают специальную дощечку, которая становится упорным бруском. Далее для обоих способов работу выполняют одинаково. С помощью металлических уголков наклонную балку фиксируют, чтобы она не смещалась относительно проектного положения вдоль мауэрлата. Дополнительно вбивают под углом гвозди.

Схема крепления стропил

Схема крепления стропил с помощью проволоки и на скобы

Кроме этого потребуется скрепить стропило со стеной. Выполнение этого мероприятия предусмотрено в нормативных документах. Делать это можно двумя способами:

  • на скобы (подойдет для деревянных зданий);
  • с помощью скрутки из проволоки (более трудоемкий вариант, но единственно возможный для каменных домов).

Выполнять закрепление по нормам можно через одну ногу. Это необходимо для более надежного прикрепления крыши к коробке дома.

Если провести работу правильно, можно не беспокоится о ее состоянии даже в самые сильные ветра.

Стойки, стяжки, подкосы

Такие элементы чаще всего изготавливаются из досок. Оптимальная толщина находится в пределах 32-50 мм. Исключением становятся стойки. Здесь можно применять доски толщиной 50-100мм. Крепление выполняется на шпильки или с применением опорных брусков

Подкосы, обрешетка

Подкосы служат промежуточным звеном от стропилин к несущим элементам. Скрепленная между собой затяжка и подкос образуют ферму, которую отличает повышенная прочность. Фермы способны выдерживать нагрузки даже от больших пролетов.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Обрешетка служит каркасом для укладки кровельного покрытия, транслируя вес кровли на стропильную систему. Материалом для изготовления обрешетки обычно выступают бруски или доски, уложенные под углом 90 градусов к стропильным ногам. В некоторых случаях (когда используется мягкая кровля) применяются каркасы сплошного типа, сооружаемые из влагостойкой фанеры.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Конек, свесы, кобылки

Конек – это верхняя горизонтальная часть кровли, в которой сходятся оба ската. Его образуют соединенные стропилины.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Специальные выступы кровельных скатов по бокам (примерный размер выступа – 40 см), которые защищают стены от дождя и стекающей по крыше воды, называются свесами. Их учитывают практически в любой конструкции стропильной системы.

Кобылки используются лишь в случае недостатка длины стропилин, из-за чего отсутствуют свесы. Чтобы это исправить, применяется наращивание ног досками меньшей толщины: этот дополнительный элемент и называется кобылкой.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Что влияет на стропила

Перед тем как приступать к изготовлению стропил, следует определиться с их видом, способом крепления и линейными размерами. Только в этом случае можно быть уверенным в прочности и безопасности конструкции.

Как влияют различные факторы на параметры стропилин? 

Физический фактор Краткое описание влияния на параметры стропилин
Величина нагрузки на крышу

Величина нагрузки на крышу

Стропила должны выдерживать снеговые и ветровые нагрузки. Во время расчетов нужно брать из таблиц строительных норм и правил фактические максимальные значения снегового покрова, учитывать силу и розу ветров. Данные позволяют узнать общую нагрузку на скат крыши в зависимости от его площади и угла наклона. Далее уже можно определить размеры стропилин, их количество и шаг. При этом обязательно закладывается коэффициент запаса прочности. Дело в том, что пиломатериалы не имеют стабильных и одинаковых значений прочности, слишком много непредвиденных факторов влияют на эти показатели. Для большинства случаев для изготовления стропильных ног используются доски 50×150 мм или 50×200 мм.
Тип крыши

Тип крыши

Двускатные крыши могут быть наслонными и висячими. Для висячих крыш нужно делать стропила из более прочных досок. При этом принимается во внимание метод фиксации элементов к мауэрлату. Если делается врубка, то ширина досок должна увеличиваться на величину врубки. Дело в том, что пропил в этом месте автоматически уменьшает ширину материала, воспринимающего нагрузки. Если на доске толщиной 200 мм сделать поперечный пропил длиной 60 мм, то в расчет принимается только оставшаяся ширина 140 мм. Соответственно, если при расчете нагрузок выбраны стропила из досок 200 мм, но во время крепления делаются непредусмотренные пропилы 60 мм, то ширина заготовок для стропилин увеличивается до 260 мм. Это замечание делается для тех, кто любит злоупотреблять различными зарубками и пропилами для упорных площадок концов стропилин. В настоящее время есть много специальных приспособлений, позволяющих прочно зафиксировать стропилину в нужном положении без запиливания.
Назначение здания

Назначение здания

Для жилых зданий стропилины должны иметь запас по прочности в размере не менее 1,4 от расчетных значений. Для нежилых сооружений коэффициент понижается до 1,2. Вывод – размеры стропильных досок на домах больше, чем на гаражах и иных пристройках.
Назначение чердачных помещений

Назначение чердачных помещений

Жилые чердачные помещения (мансарды) должны иметь утепленную крышу. Ширина стропилин должна соответствовать толщине утеплительного слоя. Одновременно нужно корректировать шаг между стропильными ногами в зависимости от стандартной ширины утеплителя. Если в данной климатической зоне оптимальная толщина утеплителя крыши 200 мм, то такую же ширину рекомендуется выбирать и для стропилин. Различные наращивания узких стропильных ног во время утепления кровли не считаются правильным решением.

Эти знания помогут принимать правильные решения как во время изготовления стропил, так и во время их фиксации непосредственно на месте. Ошибки в строительстве стропильной системы слишком дорого обходятся, не стоит проявлять излишнюю самоуверенность.  

Требования к строительным материалам

Выбор материалов для стропильной системы – важный этап при подготовке к обустройству кровельной конструкции. При расчете материала на двускатную кровлю нужно исходить из того, что это должна быть качественная древесина, материал не имеет сучков, повреждений и червоточин, хорошо обработан и пропитан специальными составами (для безопасности и надежности во время эксплуатации). Для надежности конструкции должно быть устойчивое соединение элементов всей стропильной системы. Кровля должна представлять собой прочную конструкцию из современных качественных материалов.

Такие породы древесины, как лиственница, кедр, ель или сосна легко обрабатываются, поэтому их чаще всего применяю в стропильной системе. Стропила изготавливаются из бруса шириной от 10 до 15 см и толщиной в 5 см. При этом обычно используется вылежавшийся брус, который уже не изменит форму после обустройства кровли. Это необходимо для повышения устойчивости конструкции. Помимо бруса, для стропил берутся доски, особенно если речь идет о взведении крыши частного дома.

В многоэтажном строительстве используются стропила из металла. Минус металлической стропильной системы для частного домостроительства в том, что такая конструкция не способна сохранять тепло. У древесины же в этом плане больше преимуществ – материал отличает высокая степень теплоизоляции и энергосбережения. Древесина распределяется по сортам. Первосортный материал уходит на создание висячих стропил и затяжек. Из материала как первого, так и второго сорта выполняют стойки и подкосы.

Проекты и чертежи

В процессе планирования двускатной крыши готовится чертеж. Это схема будущей конструкции, где есть скаты, фронтон, конек. По сути, план представляет собой рисунок с проработанными элементами в разных проекциях, отображающий способы завязывания стропил. Составление чертежа двускатной крыши выполняется с учетом всех этапов работ.

Схема ее возведения включает:

  • брусья для обрешетки;
  • балки и стропилы;
  • схема укладки тепло- и гидроизоляции;
  • схема размещения кровельного покрытия;
  • схема установки дополнительных креплений;
  • чертеж установки системы вентиляции, дымохода.

    Грамотно составленный план кровельного перекрытия позволит сократить статью расхода на приобретение строительных материалов. Для создания проекта любого типа используется тот или иной вид материалов, исходя из расчетов и с учетом надежности покрытия. Учитывается также размер кровельного покрытия. При чертеже обязательно прописывается часть стропильной системы, что позволяет понять, насколько максимальной может быть нагрузка на крышу.

В план также входит:

  • план ливневки (ливневая канализация определенной длины);
  • элементы соединения скатов;
  • площадь конструкции;
  • схема мест примыкания кровли (прижимной профиль).

В схеме конструкции должен быть четко отображен тип кровли. Подробные детали на схеме позволят выполнить работу быстрее и качественнее.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Расчет

Нельзя недооценить важность расчетов стропильной системы двускатной крыши. В процессе проектирования необходимо вычислить полезную площадь и исходя из полученных данных решить, насколько высокими будут вертикальные стойки. В этом случае имеет значение несколько факторов.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Расчёт площади

При симметричной двускатной крыше достаточно определить площадь одного ската и удвоить результат.

Высота кровли зависит от выбранного угла наклона ската. Обычно он находится в интервале 30–45 градусов. В первом случае высота будет составлять половину расстояния от проекции конька до оси мауэрлата. Воспользовавшись теоремой Пифагора и проведя вычисления, получаем, что длина ската для строения 10х9 м будет равна 5,05 метра. Площадь ската определяется как 5,05 х 10 = 50,5 квадратных метров. А общая площадь крыши составит 50,5 х 2 = 101 м2.

В случаях, когда двускатная крыша имеет неравновесную кровлю, т. е. ось конька смещена от оси здания, площадь каждого ската в отдельности рассчитывается по той же методике и результаты суммируются.

Однако в этом расчёте не учитываются площади свесов кровли. Обычно они составляют 0,5–0,6 метра. Для одного ската площадь свеса составит 0,5 х 5,05 х 2 + 0,5 х 10 = 4,1 + 5 = 9,1 м2.

Общая площадь кровли составит 101 + 9,1 х 2 = 119,2 м2.

Расчёт площади кровли
Большинство расчетов стропил делают по теореме Пифагора, сводя конструкцию к набору жёстких фигур — треугольников

Расчёт сечения стропил

Размер сечения стропил зависит от нескольких факторов:

  • величины нагрузки на них;
  • вида применяемого для стропил материалов: бревно, брус — однородный или клеёный;
  • длины стропильной ноги;
  • породы древесины;
  • расстояния между осями стропильных ног.

Все эти параметры давно просчитаны, и для определения сечения стропильных ног можно воспользоваться приведёнными ниже данными.

Расчёт расстояния между стропилами

Этот параметр зависит от вида финишного покрытия, вернее — его веса. Для самого тяжёлого материала расстояние должно быть минимальным, от 80 сантиметров. В случае применения мягкой кровли, имеющей небольшой вес, расстояние можно увеличить до 150 сантиметров. Расчёт количества стропил и переводов производится таким образом:

  1. Длину здания (10 метров) нужно разделить на расстояние между стропилами, предположительно 120 сантиметров: 1000 / 120 = 8,3 (штук). К полученному результату добавляем 1, получается 9,3.
  2. Поскольку количество стропил не может быть дробным, результат округляется до целого числа — 9.
  3. Окончательно устанавливается расстояние между стропилами: 1000 / 9 = 111 сантиметров.

При таком расстоянии все стропила будут равноудалёнными, и нагрузка от кровли распределится равномерно.

Длину стропил рассчитывают по теореме Пифагора, как уже было показано выше.

Нагрузка

При возведении кровельной конструкции важно рассчитать максимальную нагрузку на крышу дома, на все стропила и перекрытия балками. Может понадобиться усиление стропил, тогда в проект вносятся коррективы. Например, может потребоваться использование дополнительных накладок или бруса с большим сечением, чем планировалось. Важен и вес всей стропильной системы. В этом случае расчет ведется с учетом не только сечения пиломатериалов, но и плотности и влажности древесины, определяется расстояние шага между стропилами.

На сегодняшний день существует специальная классификация нагрузок на кровельную систему:

  1. Основная нагрузка касается веса стропильной конструкции, температуры нагрузки, снеговых и других погодных факторов.
  2. Дополнительная нагрузка касается расчетов влияния ветра и гололеда.
  3. Форс-мажорные нагрузки связаны с техногенными обстоятельствами (современная кровля должна выдержать все).

Предельные расчеты стропильной системы с учетом всех нагрузок строятся по двум критериям (пределам или состояниям): предел, при котором возможно разрушение конструкции, и предел, при котором учитывается вероятность деформации и прогибов.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Определение постоянных нагрузок

Речь идет о нагрузках, оказывающих постоянное воздействие на кровельный каркас – это вес кровли, гидроизоляционного материала, обрешетки, утеплителя, пароизоляции и прочих элементов системы. Для всех этих факторов характерно постоянство и непрерывность воздействия благодаря их фиксированному весу. Точное определение длины стропилин подразумевает проведение расчета массы кровельного пирога. Для получения конечного результата необходимо по очереди вычислить, сколько весит 1 м2 каждого слоя.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Для примера можно взять определение массы кровли, где в качестве финишного покрытия используется ондулин. Каждое из значений можно взять приблизительно, так как требований по ювелирной точности в данном случае нет. В состав кровельного пирога входит ондулин, гидроизоляция (чаще всего речь идет о полимерно-битумных составах), утеплитель (в этом случае – базальтовая вата) и обрешетка, сделанная из досок толщиной 25 мм.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж
Вес отдельно 1 м2 каждого слоя:

  • кровельный материал – 3,5 кг;
  • гидроизоляция – 5 кг;
  • утеплитель – 10 кг;
  • обрешетка – 14 кг.

Суммировав все эти показатели, получают общее значение: 3.5 + 5 + 10 + 14 = 32,5. Для того чтобы гарантировать прочность конструкции, к полученной сумме рекомендуется добавить 10%. Согласно рекомендациям профессиональных мастеров, при выборе материалов для кровельного пирога желательно не превышать уровень общей нагрузки в 50 кг/м2.

Расчет переменных нагрузок

Под переменными понимается сезонный тип нагрузок на крышу. Яркий пример – выпадение снега зимой, когда скапливающиеся на кровельной поверхности массы создают на нее дополнительную нагрузку. Для ее расчета существуют специальные карты с указанием средней массы выпадения снега для каждого региона страны. Весной, после повышения температуры, наблюдается снижение давления. К числу переменных относят и ветровую нагрузку, так как для этого погодного явления также характерна нестабильность воздействия. Для ее определения используется специальная формула с поправочными коэффициентами каждого из регионов.

Уклон

Важно грамотно рассчитать угол наклона скатов. При стандартной ширине дома в 6-8 м угол скатов составляет 45 градусов, но этого мало для пространства в мансарде. При угле наклона в 60 градусов конструкция обойдется дороже, но вся крыша будет выполнена удачней. При 45 градусах наклона можно выбирать любые кровельные материалы. Если двускатная крыша изначально планируется асимметричной, то в чердачном пространстве можно спокойно обустроить жилую мансарду, но для этого надо посчитать полезную площадь. Выбирается обычно стандартная двускатная крыша. При этом важно учесть нагрузки на крышу из-за ветра и снега. При увеличении угла наклона скатов увеличится и расход материалов. Но и эксплуатационные характеристики такой кровли будут выгодно отличаться. Если планируется возвести двускатную крышу с неравными углами скатов, то все работы можно выполнить в оригинальном дизайне. Тем не менее, при проектировании лучше отталкиваться от классической конструкции в виде симметричной кровли с равнобедренным треугольником в основании.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Шаг

Шаг стропил, используемый при создании крыши, является одним из основополагающих при возведении конструкции. Существует зависимость шага стропильной системы от кровельного материала. В качестве последнего используется профнастил, шифер, мягкая кровля или металлочерепица.

Шифер для кровли используется повсеместно. Этот кровельный материал отличается относительной прочностью, невысокой стоимостью и устойчивостью к температурным перепадам. Однако материал обладает определенным весом, соответственно, необходимо обеспечить крышу мощной стропильной системой. Стоит учесть, что для шиферной кровли должно быть не менее трех точек опоры (по центру и по краям).

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

В последние годы достаточно большое распространение среди кровельных материалов получила металлочерепица. Материал прост в монтаже и отличается привлекательным внешним видом. Металлические листы для кровли удобно использовать, так как они имеют малый вес. В связи с этим расстояние между стропилами может быть большим (например, 600-950 мм с сеченным брусом 150х50 мм).

Покрытие из профнастила может быть выполнено из оцинкованного стального листа со специальным защитным покрытием (от внешних погодных воздействий). Современный профнастил отличается по цвету, ширине гофры. Внешне такое покрытие отличается по дизайну. Шаг между стропилами под профнастил будет зависеть от вида профиля, от углов наклона и конфигурации крыши. Для стропильной системы в этом случае используется брус сечением 50-75 мм. Это может быть и доска 20-50 мм шириной.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Рекомендации по самостоятельной установке стропильной системы

Монтажные работы можно начинать только после тщательно проведенных расчетов и составления подробного чертежа. При отсутствии должного опыта для расчетов лучше прибегнуть к специальным онлайн-программам. Вообще же работа своими руками требует большой ответственности.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Крепление мауэрлата

Местом установки бруса выступает вся протяженность стен, служащих опорой для стропил. Функция мауэрлата в бревенчатых срубах выполняется верхним венцом. В домах, где в качестве материала для возведения использовался пористый материал (газобетон, пенобетон), мауэрлатом необходимо оформить все несущие стены (это же касается и кирпичных зданий). Другие случаи допускают его монтаж только в промежутках между стропилами.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Так как длины стандартных пиломатериалов не хватает на всю протяженность укладки, проводится их сращивание. Для этого необходимо запилить брус под прямым углом в 90°, используя для скрепления двух частей болты.

Местом укладки мауэрлата обычно выступает центр стены. Также допускается некоторое смещение бруса в сторону, главное, чтобы его срез не находился ближе чем 50 мм от края. Чтобы защитить брус от воздействий влаги, под него рекомендуется уложить гидроизоляционную прослойку из обычного рубероида. Мауэрлат должен быть закреплен максимально надежно, поскольку на кровельные скаты оказывается серьезная ветровая нагрузка.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

На способ крепления влияет материал стен:

  • монолитные дома. Лучший вариант – фиксация анкерными болтами;
  • деревянные или бревенчатые срубы – крепление деревянными нагелями или скобами;
  • газобетон, пенобетон. Обычно используются шпильки или арматура;
  • если дом дает усадку, рекомендуется применить скользящие крепежи.

В качестве дополнительных мер место крепления можно усилить отожженной проволокой.

Сборка ферм

Есть два варианта реализации этой процедуры. В первом варианте брус монтируется непосредственно по месту установки. Подходит для небольших построек, когда работа на высоте по выполнению замеров и подрезок не вызывает затруднений из-за габаритов стропильных ног.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Второй вариант – сборка внизу. В этом случае раскладки и скрепление составляющих элементов стропильной системы происходят на земле, а потом готовые конструкции поднимаются наверх. Как следствие, высотные работы сводятся к минимуму и выполняются намного быстрее. Чтобы подать и выставить стропильные пары, обычно требуются специальные механизмы из-за значительного веса конструкций.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Для удобства сборки однотипных элементов практикуется использование шаблонов, изготовленных из досок. Это дает возможность получить на выходе абсолютно одинаковые фермы.

Крепление к мауэрлату

Готовые пары необходимо поднять на поверхность крыши и присоединить к мауэрлату. Чтобы облегчить процедуру, ноги еще на земле оснащаются специальными запилами в нижней части. Первыми монтируются торцевые конструкции: их располагают друг напротив друга со стороны фронтона. Чтобы правильно поставить две первые пары, используются временные стяжки. Между установленными фермами протягивают бечевку, которая служит ориентиром для промежуточных пар, обозначая по ходу дела уровень конька. В завершении этого этапа монтируют специальную коньковую опору. В случае необходимости длину стропильных ног можно по месту нарастить.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: устройство, конструкция, монтаж

Устройство обрешетки

обрешетка стропильной системы двухскатной крыши
По стропилам кровли устраивается обрешетка. Она служит для распределения нагрузки от кровельного материала, снега на стропила. Играет роль воздушного зазора между кровлей и стропильной системой.

Конструкция обрешетки зависит от принятого кровельного материала:

  • под мягкую черепицу обрешетку делать сплошной, на стропила укладывается антиконденсатная пленка, сверху прижимается контр рейкой, на неё прибивается обрешетка, затем плиты ОСП и подкладочный ковер, на верх укладываем черепицу.
  • под кровлю из профнастила обрешетку выполнить разреженную. Шаг обрешетки зависит от марки профнастила, его толщины и угла наклона кровли.
  • обрешетку под стандартный шифер делать с шагом 500 мм из бруска 75х75 мм или 50х50, а так же доски от 30х100 мм. Следует учесть особенности конструкции кровли, при окончательном выборе подходящего варианта.

Пиломатериал, из которого изготавливается обрешетка, это сосна первого или второго сорта. Ширину желательно брать не больше 14 см. При ширине более, доски могут покоробиться и повредить кровельный настил. Длина гвоздей в три раза должна превышать толщину обрешетки. Доски уложить вдоль конька. Первую доску установить большей толщины на высоту кровельного покрытия.

Сплошную обрешетку устраивать по скату кровли.

Первым слоем класть вдоль конька доску от нее на расстоянии 500-1000 мм следующею и так далее. Вторым слоем стелить обрешетку направлением вдоль стропил. Стык между досками устраивать только на стропилах в разбежку. Гвоздь утапливать полностью с головкой в мякоть древесины.

Рекомендуем посмотреть видео, где наглядно можно посмотреть на конструкцию стропильной системы двухскатной крыши, послушать советы профессионалов по строительству крыш.

Карнизные свесы

Устраиваются для защиты от атмосферных осадков, играют эстетическую роль. Карнизные свесы устраивают плотно без щелей. Заключительный этап по устройству кровли.

устройство карнизного свеса двухскатной крыши
Схема устройства карнизного свеса двухскатной крыши

Фронтон

Двухскатная кровля имеет два фронтона. Они имеют форму треугольника, с вершиной у конька и боковые стороны совпадают со скатами кровли. Фронтоны поддерживают стропила и ограждают чердачное помещение. Защищают от ветра и осадков, придают устойчивость кровли.

В деревянных зданиях фронтон делают каркасным. В кирпичных зданиях, каркасными или из кирпича. Фронтоны из кирпича или газоблока, возводятся раньше устройства кровли. Требуют очень точного исполнения.

Каркасные фронтоны вписывают в готовый проем, когда стропильная система уже собрана.

Каркас делают из брусков или досок. Элементы каркаса соединяют на шипах или в пол дерева, крепиться все гвоздями. Обшивают, прибивая доски, вагонку или сайдинг, выдерживая колористику в отделке фасада здания. Для устройства оконного проема, под него делают дополнительный каркас по размерам окна. Если чердак утепленный, то фронтон тоже нужно утеплить. Утеплитель закладывают в середину каркаса. Применяется минераловатный с пониженной горючестью утеплитель. С наружной стороны каркас обивают гидро-ветрозащитной пленкой или ветрозащитной мембраной, с внутренней стороны под отделочный материал прибивают паронепроницаемую пленку или паронепроницаемую мембрану.

Какая конструкция более экономически выгодна?

Стоимость – немаловажный аргумент для самостоятельного строителя. Естественно, цена сооружения у обоих типов стропильных систем не может быть одинаковой, потому что:

  • В строительстве наслонной конструкции для изготовления стропильных ног используется доска или брус небольшого сечения. Т.к. наслонные стропилины имеют под собой две надежные опоры, требования к их мощности ниже, чем в висячем варианте.
  • В строительстве висячей конструкции стропила выполняют из толстого бруса. Для изготовления затяжки требуется аналогичный в сечении материал. Даже с учетом отказа от мауэрлата расход будет ощутимо больше.

Сэкономить на сортности материала не получится. Для несущих элементов обоих систем: стропилин, прогонов, лежней, мауэрлата, бабок, стоек нужен пиломатериал второго сорта.

Для ригелей и затяжек, работающих на растяжение, потребуется первый сорт. В изготовлении менее ответственных деревянных накладок может применяться третий сорт. Без подсчета можно сказать, что в сооружении висячих систем дорогой материал используется в большем объеме.

Особенности устройства висячей стропильной системы двухскатной крыши

Висячие фермы собирают на открытой площадке рядом с объектом, затем транспортируют в собранном виде наверх. Для подъема увесистых треугольных арок из бруса потребуется техника, за аренду которой придется платить. Да и проект для сложных узлов висячего варианта тоже чего-то стоит.

Видео-инструктаж по устройству стропильной конструкции висячей категории:

Методов сооружения стропильных систем для крыш с двумя скатами на самом деле гораздо больше.

Мы описали лишь базовые разновидности, которые в реальности применимы для небольших дачных домиков и построек без архитектурных затей. Однако представленной информации достаточно, чтобы справиться со строительством простой стропильной конструкции.

Источники

  • https://m-strana.ru/articles/stropilnaya-sistema-dvukhskatnoy-kryshi/
  • https://stroy-podskazka.ru/krysha/dvuskatnaja-konstrukciya-stropilnoj-sistemy/
  • https://moydomik.net/krovlya/ustroy-kryshi/259-stropilnaya-sistema-dvuhskatnoy-kryshi-montazh.html
  • https://stroyite.ru/roof-rafters-drawings-rigid-gable-roof-system-with-their-own-hands-instructions-for-the-device/
  • https://SdelatBanyu.ru/krysha-i-potolok/stropilnaya-sistema.html
  • https://DomZastroika.ru/krysha/stropilnaya-sistema-dvuhskatnaya.html
  • https://krysha-expert.ru/kak-sdelat-stropila-na-dvuskatnuyu-kr
  • https://Roofs.club/kryshi/kryisha-dvuhskatnaya-svoimi-rukami.html
  • https://KakPostroit.by/krysha/stropilnaya-sistema-dvuxskatnoj-kryshi-svoimi-rukami.html
  • https://KrovGid.com/montazh/stropilnaya-sistema-dvuxskatnoj-kryshi-svoimi-rukami.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
4ccc87c4b1f6ec05