Как собрать стропила крыши дома. Виды и схемы стропильных систем: обзор и рекомендации для монтажа стропильной системы крыши

Сооружение надёжной стропильной системы является одной из самых сложных задач при возведении крыши загородного дома, дачи или гаража. И тем не менее не спешите опускать руки - сегодня мы будем опровергать расхожее мнение о том, что подобная работа не по силам новичку. Зная правила расчёта, распиловки и монтажа кровельного каркаса, вы сможете построить крышу ничуть не хуже специалистов. В свою очередь, мы постараемся не только рассказать об устройстве, проектировании и особенностях строительства стропильных систем различных типов, но и поделимся секретами опытных мастеров.

Что называют стропильной системой и как она устроена

Любая, даже самая захудалая крыша имеет в своей основе прочный силовой каркас, называемый стропильной системой. От того, насколько правильно будет смонтирована эта конструкция, зависит жёсткость крыши, а значит, и способность выдерживать даже самую сильную ветровую и снеговую нагрузку.

Стропильная система представляет собой силовой остов кровли, который воспринимает всю ветровую и снеговую нагрузку

Лучшим материалом для изготовления стропил (ферм) считается брус или толстая доска из древесины хвойных пород . И этому есть своё объяснение - сосновый или еловый пиломатериал обладает относительно небольшим весом, а наличие природных смол делает его довольно долговечным. Даже если брус будет иметь небольшую остаточную влажность, его не поведёт при высыхании, что является не менее важным фактором, чем удобство в работе и длительный срок службы.

В зависимости от размера крыши опорные элементы конструкции могут иметь сечение от 50х100 мм до 200х200 мм и более. Кроме того, протяжённость кровли прямо влияет на количество стропил, ведь они устанавливаются с небольшим шагом - от 60 см до 1,2 м.

Конструктивные элементы стропильной системы

Основное требование, которое выдвигается к деревянному остову, - это способность противостоять изгибу и кручению. По этой причине для ферм деревянного каркаса лучше всего подходит форма треугольника. При этом они могут состоять из нескольких частей:

• стропильные ноги - основание кровельного каркаса, которое оказывает наибольшее влияние на размер и геометрию скатов;
• ригели (затяжки) - доски, которыми стягивают пару стропильных ног;
• прогоны - поперечно устанавливаемые брусья, за счёт которых стропила соединяются в единую конструкцию;
• стойки - вертикальные опоры, которые служат для поддержки стропильных ног или предотвращают прогиб прогонов;
• подкосы - те же стойки, только поставленные под углом к вертикали;
• лежни - прикреплённые к полу чердака доски, на которые устанавливаются опоры;
• мауэрлат - установленный на несущих стенах опорный брус, к которому крепятся нижние части стропильных ног;
• кобылки - отрезки бруса или досок, которые прибиваются к нижним концам ферм и служат для обустройства свесов крыши.

Дополнительные элементы стропильной системы делают кровельный каркас более прочным, жёстким и устойчивым

Выбирая конструкцию кровельного каркаса, важно найти ту самую золотую середину, которая позволит получить прочную и надёжную конструкцию при минимальных затратах. По этой причине можно немного отступать от устоявшихся канонов, если дело не касается жёсткости всего сооружения. Например, вполне можно обойтись без кобылок, а карнизный свес сформировать за счёт более длинных стропильных ног. Или же использовать не сплошной мауэрлат, а отрезки бруса, уложенные только в местах крепления стропильных ног - всё зависит от инженерной смекалки и опыта кровельщика.

Классификация стропил

В зависимости от конструкции крыши и назначения чердачного помещения деревянный каркас может состоять из стропил нескольких типов:

Особенности и разновидности стропильных систем

Чтобы сделать взвешенный выбор, необходимо разбираться в особенностях стропильных систем различных типов и знать сильные и слабые стороны каждой конструкции.

Кровельный каркас с висячими стропилами

Поскольку принцип крепления висячих стропил не предполагает дополнительных точек поддержки, такая конструкция используется для строений шириной не более 6 м. Монтаж безопорных ферм предусматривает крепление каждой пары ног к противоположным капитальным стенам, в то время как их верхние части фиксируются непосредственно к коньковому прогону.

Кровельный каркас с висячими стропилами передаёт на стены лишь вертикальные усилия, поэтому имеет более простые узлы крепления к несущим стенам

В процессе эксплуатации на висячие стропила действует сила, стремящаяся раздвинуть конструкцию. Чтобы скомпенсировать распирающее усилие, между стропильными ногами устанавливают ригель из деревянного бруса или металлической профильной трубы. Если чердачное помещение будет использоваться в хозяйственно-бытовых целях, то верхнюю перемычку крепят как можно ближе к коньку, а нижние края пар стропильных ног соединяют затяжками. Подобная схема позволяет увеличить полезную высоту чердака, абсолютно не снижая прочности каркаса. К слову, если нижние перемычки сделать из бруса сечением более 100х100 мм, то их можно будет использовать ещё и в роли несущих балок. Необходимо обеспечить надёжное соединение затяжек и стропильных ног, поскольку на место их крепления также действуют значительные распирающие усилия.

Крыша с наслонными стропилами

Наслонные стропила предполагают установку как минимум одной опоры, поэтому их используют для зданий с внутренними несущими стенами . Максимальная длина единичного пролёта не должна превышать 6,5 м, в противном случае пострадает прочность и жёсткость кровельного каркаса. Чтобы увеличить ширину крыши, стропильную систему укрепляют промежуточными опорами. Даже одна дополнительная стойка позволяет увеличить ширину кровли до 12 м, а две - более чем на 15 м.

Система с наслонными стропилами является идеальным вариантом, когда требуется соорудить кровлю большой ширины

Устойчивость наслонных ферм можно увеличить за счёт подстропильной рамы с прогонами, стойками и подкосами. Кроме того, эта стропильная система требует гораздо меньших затрат на пиломатериалы. Универсальность, прочность и экономичность давно уже оценили как строительные компании, так и индивидуальные застройщики, чаще всего используя в своих проектах кровельные конструкции с наслонными балками.

Комбинированные варианты

Сегодня крыши загородных домов удивляют изяществом дизайна, причудливостью форм и разнообразием конфигураций. Соорудить столь сложные конструкции можно лишь одним способом - сочетая в одном каркасе стропильные системы обоих типов.

Сочетание наслонных и висячих ферм позволяет получить стропильную систему любой конфигурации

Даже для возведения не самой сложной ломаной кровли используются сразу обе стропильные системы. Расположенные с боков прямоугольные треугольники являются наслонными стропильными конструкциями. А соединяются они за счёт верхней стяжки, которая одновременно играет роль затяжки для верхних висячих стропил.

Порядок и правила монтажа кровельных каркасов

Поскольку при сооружении крыш используются два типа кровельных каркасов, рассмотрим технологию монтажа каждой конструкции в отдельности. Однако прежде чем приступить к строительным работам, необходимо изучить способы крепления элементов конструкции между собой.

Сооружение кровли с висячими стропилами

Выше уже упоминалось о том, что висячие стропила чаще всего используются при сооружении небольших или нетребовательных строений. Бревенчатый сруб в этом случае является практически идеальным вариантом, поскольку можно обойтись без мауэрлата. Нижнюю часть стропильных ног крепят к верхнему венцу или выступающим за периметр стен краям потолочных балок (матиц). В последнем случае затяжку необходимо сдвинуть вверх - это позволит напустить брус поверх финишного бревна и сделать чердак более удобным.

Для увеличения высоты чердачного помещения затяжка должна быть установлена как можно ближе к вершине кровли

Подготовительные работы

От того, насколько качественно будет проведена подготовка балок под стропильные ноги, зависит геометрия скатов. Выровнять опорные поверхности поможет шнур, натянутый между вбитыми в крайние балки гвоздями .

1. Необходимо стесать горбыль, получив плоские площадки для установки ферм. После этого следует обязательно проверить, насколько точно они лежат в одной плоскости. Сделать это можно при помощи длинной ровной рейки и уровня.

   Перед установкой ферм опорные поверхности выравнивают по шнуру

2. Убрав излишки древесины, в каждой балке нужно сделать углубление под стропильный шип. Расчертить места будущих гнёзд можно при помощи тех же гвоздей и шнура, что и в предыдущем случае. Хотя углубления под стропила можно сделать как до, так и после изготовления ферм, специалисты советуют выполнить их в первую очередь - это позволит провести примерку с более высокой точностью и удобством.

   Способ крепления стропил зависит от множества факторов - типа опорных балок, их сечения, особенностей кровельного свеса и т. д

3. Профессиональные кровельщики рекомендуют установить по центру пролёта каждого щипца дополнительный ориентир - вертикальную рейку. Одну из её боковых сторон используют как ось симметрии, которая даст возможность следить за строгим соблюдением геометрии сооружения.

   Для того чтобы упростить процесс разметки и монтажа кровельного каркаса, используют вертикальные рейки, установленные по осевой линии кровли

Изготовление стропил

Для того чтобы стропила имели одинаковые размеры и конфигурацию, их делают по предварительно изготовленному шаблону. Для его изготовления предлагаем воспользоваться следующей инструкцией:

1. Возьмите две доски-шалёвки и соедините их болтом, чтобы получить конструкцию наподобие раскрывающегося циркуля. Сильно затягивать резьбовое соединение не следует - конструкция должна поворачиваться вокруг вершины. Обязательно проконтролируйте, чтобы рейки были на 10–15 см длиннее стропил - это понадобится для учёта высоты упорного зуба.

   Простейший шаблон позволяет получить кровельные фермы одинакового размера и конфигурации

2. На установленной в качестве ориентира рейке нанесите две метки. Нижняя должна соответствовать высоте стропильной системы, а верхняя - отстоять от неё на высоту монтажного выступа.
3. Установите шаблон на матицу таким образом, чтобы углы досок упирались в углубления под стропильные зубья.

   Для того чтобы конструкция успешно справлялась с распирающими нагрузками, упорный зуб на конце стропильной ноги заводят в углубление на балке перекрытия

4. Совместите ось вращения «циркуля» с верхней отметиной на рейке и отложите высоту шипа от нижних углов кондуктора.
5. Опустите шаблон вниз и вырежьте зубья по начерченной линии. После этого поднимите приспособление на крышу и заведите шипы в гнёзда на матице. Проконтролируйте совпадение оси образца с нижней меткой на вертикальной рейке. При необходимости сместите болт в нужную сторону и зафиксируйте угол между досками поперечиной.

   Для крепления ферм используется несколько способов - всё зависит от типа опорных балок, конструкции кровельного каркаса и сечения его элементов

6. Подогнав шаблон по высоте, нанесите на каждую доску линии вертикального примыкания. В заключение измерьте длину ригеля и соорудите из обрезков досок шаблон для изготовления накладок на вершины ферм.

   Для крепления ригеля к стропилам используются накладки из отрезков дюймовой доски

После того как шаблон будет опущен на землю, его разбирают и по нанесённой разметке выполняют запилы. Кроме того, сооружают отдельное лекало, по которому будут обрезаться концы стропильных ног. Изготовлением и сборкой висячих стропил чаще всего занимаются внизу, поднимая на крышу готовые конструкции. Если же вес и габариты собранных ферм не позволяют затащить их наверх вручную, то сборку ведут на месте. При этом составные части стропильной системы фиксируют гвоздями размером от 100 до 200 мм.

Как установить стропила на крыше

Для того чтобы поднять и установить фермы, понадобится помощь хотя бы одного человека. Выполнить примерку и выставить стропила по отвесу в одиночку является чрезвычайно трудной задачей - придётся не один раз крепить их к распоркам и многократно спускаться с крыши, чтобы проконтролировать отклонение от вертикальной плоскости.

С помощью стропильного зуба удаётся получить настолько надёжное соединение, что для окончательной фиксации можно использовать всего один гвоздь

Поднимая собранные стропила наверх, сначала монтируйте крайние элементы конструкции, а затем - центральные и промежуточные. Для усиления конструкции под каждую ногу устанавливают опору:

Выставив висячие стропила по уровню, их фиксируют временными распорками. После этого нижние концы балок прибивают к матице или балкам перекрытия.

Различные временные конструкции существенно упрощают процесс установки стропил по уровню

Прибегать к новомодным способам фиксации при помощи разнообразных уголков и перфорированных пластин не стоит. Надёжный «дедовский» метод крепления при помощи гвоздей длиной 200 мм или строительных скоб будет намного лучше как в плане прочности и надёжности, так и по стоимости. На этом этапе не стоит волноваться о том, что конструкция выглядит хлипко . После того как будут установлены остальные элементы стропильной системы и выполнена обрешётка, конструкция приобретёт необходимую жёсткость и устойчивость.

Видео: изготовление и установка висячих стропил своими руками

Особенности монтажа наслонных стропил

Процесс изготовления и установки наслонных стропил в целом очень похож на сооружение висячего кровельного каркаса. Основное отличие находится в верхней точке и связано оно с тем, что вершины наслонных балок опираются на коньковый прогон. При этом соединение с последним выполняется несколькими способами:

• простым примыканием вразбежку (в параллель друг к другу);
• с выполнением вертикального стыка (так же, как и при соединении парных ног висячей фермы);
• методом плотной подгонки балок к верхнему брусу (при помощи вертикального запила или врубки).

Если конструкцией деревянного каркаса предусматривается опора ферм на боковой прогон, то стропила соединяются встык, а в местах примыкания к прогону выполняются углубления .

Для крепления наслонных стропил используют гвозди, строительные скобы или накладки из дерева и металла

Для обеспечения прочности конструкции врубки не должны быть слишком глубокими . Специалисты рекомендуют выполнять углубления не более чем на четверть толщины бруса или треть ширины доски.

Индивидуальные застройщики чаще всего прибегают к установке стропил следующим способом:

• верхняя часть опирается на коньковую балку посредством вертикального среза;
• снизу стропильные ноги удерживает угловая врубка.

Для разметки удобно использовать строительный угольник. После того как будет выбран масштаб, на сторонах прямоугольного треугольника откладывают значения подъёма ската и половины пролёта. Благодаря этому удастся получить угол уклона ската, не прибегая к математическим вычислениям.

Для изготовления стропил предлагаем воспользоваться наиболее удобным методом:

На первый взгляд, этот способ является весьма мудрёным. Однако даже беглого ознакомления с приведённой инструкцией достаточно для того, чтобы овладеть им в совершенстве. Конечно, отложить необходимые расстояния и сделать разметку можно и расчётным способом, однако при вычислении углов и расстояний запутаться будет намного проще.

Следует помнить, что выполненные в стропильных ногах запилы должны быть абсолютно одинаковыми, иначе уклон кровли будет неравномерным. Для этого можно использовать деревянный брусок в качестве шаблона. Важно только, чтобы его толщина не превышала 1/3 толщины заготовки.

Для самых распространённых углов наклона скатов существуют шаблоны, над расчётом конфигурации которых уже поработали профессионалы. Воспользовавшись одним из таких лекал, вы сможете существенно упростить задачу по разметке углов врубок.

Шаблоны с нанесёнными углами врубок позволяют упростить процесс изготовления стропил

Сборка и монтаж наслонной конструкции

Видео: монтаж стропильных ног наслонной кровельной системы

Методы соединения стропильных лаг

При выборе бруса для габаритных кровельных ферм приходится искать разумный компромисс между длиной и толщиной стропил. Причиной этому являются особенности стандартного ряда пиломатериалов, в котором более длинные балки имеют увеличенное сечение. С другой стороны, их применение не всегда оправдано как технологически, так и ввиду увеличения стоимости конструкции. Выходом из сложившейся ситуации является удлинение стропильных ног методом сращивания. От того, насколько правильно будет выполнен стык, зависит жёсткость и механическая прочность бруса, поэтому соединение выполняют строго по определённой методике.

Способ косого прируба

Способ сращивания косым прирубом заключается в том, что на сопрягаемых частях брусьев формируются наклонные вырезы (запилы). Выполнять их следует особо тщательно - после совмещения обеих частей бруса не должно оставаться зазоров, иначе в месте соединения появится деформация.

При сращивании косым прирубом между сопрягаемыми поверхностями не должно быть щелей и просветов, которые могут ослабить стропило и вызвать его деформацию

При выполнении запилов оставляют небольшой поперечный участок высотой не менее 15% от толщины стропила - наличие торцевой части сделает соединение более прочным. Для расчёта оптимальной длины косого среза необходимо высоту бруса в месте реза умножить на два. Крепление прируба выполняют гвоздями, хомутами или болтовыми соединениями.

Соединение сплачиванием

Чтобы удлинить стропило методом сплачивания (сшивания), края досок соединяют внахлёст и по центру зоны примыкания устанавливают стойку. Крепление элементов выполняют при помощи гвоздей, которые забиваются по определённой схеме:

• по краям торцов - через каждые 45–90 мм;
• вдоль краёв сшитых досок - зигзагообразно, с шагом 50 см.

Соединение досок сплачиванием позволяет обойтись без дополнительных накладок, однако требует установки дополнительной опоры по центру области примыкания

Для того чтобы после стыковки брус успешно справлялся с эксплуатационными нагрузками, длину участка сплачивания (T) рассчитывают по формуле T = 0.42 × L, где L - протяжённость перекрываемого пролёта.

Лобовым упором

Соединение лобовым наращиванием заключается в том, что края отдельных частей стропила тщательно торцуются и совмещаются встык. Для крепления используются накладки из пиломатериала толщиной не менее 1/3 сечения основного бруса. Длина накладок определяется по формуле L = 3 × h, где h - ширина доски.

При сращивании лобовым упором монолитная конструкция получится только при правильном размещении крепёжных элементов

Фиксацию всех частей выполняют при помощи гвоздевого боя или болтовых соединений. В первом случае гвозди забивают двумя параллельными рядами, стараясь размещать крепёж зигзагом. Резьбовое соединение выполняют в шахматном порядке, определяя число болтов в зависимости от длины накладок.

Составное наращивание длины

Чтобы нарастить стропильную ногу, совсем необязательно использовать обе части одинакового сечения. При составном наращивании одинарный элемент можно удлинить за счёт двух досок, которые пришивают на его боковые плоскости. Возникающий при этом просвет заполняют обрезками пиломатериала длиной l = 2 × h с шагом L = 7 × h, где h, как и прежде, является толщиной удлиняемого элемента.

Составное наращивание стропил позволяет крепить ригели, опоры и другие элементы конструкции наиболее удобным способом

Советы специалистов по изготовлению стропил и сборке кровельного каркаса

Приступая к самостоятельному проектированию и монтажу стропильной системы, обязательно проконсультируйтесь с опытными кровельщиками относительно особенностей возведения крыш в вашей местности. Возможно, их советы уберегут вас от неприятностей и помогут сэкономить время и деньги. В свою очередь, предлагаем несколько рекомендаций, которые помогут сделать конструкцию более надёжной и долговечной:

1. Если для изготовления мауэрлата или верхней обвязки используется брус минимального сечения, то запилы могут его ослабить. По этой причине следует делать вырезы только на нижних концах стропильных ног.
2. Для того чтобы осадки не попадали на деревянный каркас и стены дома, кровля должна иметь свес. Для его обустройства используют отрезки бруса (кобылки), которыми наращивают длину стропильных ног, или же изготавливают фермы увеличенного размера.
3. Соединение при помощи запилов под углом 90 o использовать нельзя - в этом случае значительно уменьшается сопротивляемость элемента нагрузочным усилиям.
4. Если элементы стропильной системы соединяются резьбовым крепежом, то под головки болтов и гайки устанавливают широкие шайбы или металлические пластины. Благодаря увеличенной площади крепёж не будет вдавливаться в древесину.
5. Все деревянные части конструкции необходимо тщательно пропитать антисептиком и антипиреном.
6. При определении сечения затяжек ориентируются на то, как близко они будут находиться к коньку. Чем короче соединительный брус, тем большая на него приходится нагрузка и тем более мощные пиломатериалы и болтовые узлы крепления используются.
7. Определяя сечение бруса для изготовления стропил, не забывайте учитывать толщину теплоизоляционного слоя.

Видео: рекомендации специалистов по правильному соединению элементов кровельного каркаса

https://youtube.com/watch?v=GbTAu5-flfs

Современные материалы и технологии позволяют возвести крышу любой конфигурации и назначения. Учитывая подобное разнообразие, детально рассмотреть все варианты в рамках одной статьи попросту невозможно. Тем не менее, основываясь на рассмотренных здесь базовых принципах строительства, вы без труда справитесь с самой сложной конструкцией. Главное - проявить внимание к мелочам, быть внимательным и аккуратным в работе. И тогда кровля будет не только надёжной функциональной надстройкой, но и подлинным украшением вашего дома.

Благодаря разносторонним увлечениям пишу на разные темы, но самые любимые - техника, технологии и строительство. Возможно потому, что знаю множество нюансов в этих областях не только теоретически, вследствие учебы в техническом университете и аспирантуре, но и с практической стороны, так как стараюсь все делать своими руками.

Крыша с двумя скатами наиболее распространенный вариант завершения коробки частного дома. При ее изготовлении важно грамотно подобрать сечения несущих элементов, выполнить надежное закрепление узлов и правильно выбрать тип конструкции. Стропильная система двухскатной крыши не имеет больших сложностей и вполне может быть изготовлена своими руками.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция может быть классифицирована по двум признакам. Первый из них – способ опирания несущих элементов. Двускатная стропильная система крыши дома в этом случае включает следующие виды:

• с наслонными стропилами;
• с висячими стропилами.

Устройство кровли с использованием наслонных стропил предполагает их опирание в двух точках. Конструкция в этом случае позволяет избежать возникновения серьезного распора. Чтобы сделать монтаж своими руками потребуются следующие основные элементы:

• стропильные ноги;
• мауэрлат;
• ригель;
• промежуточные стойки и подкосы при большом пролете несущих балок;
• обрешетка и контробрешетка;
• накладки упорные бруски.

В верхней точке монтаж предусматривает опирание на ригель. Установка также предусматривает опору в нижней точке – мауэрлат. Собрать такую конструкцию для дома своими руками можно только в двух случаях:

1. Наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами не большое. То есть такой монтаж подойдет для небольшого дома своими руками. Наибольшая длина строения, которая позволяет выполнять устройство деревянного ригеля без дополнительных усилений – 6 м. При больших пролетах потребуется в качестве ригеля устанавливать металлические балки. При использовании деревянного бруса необходимо будет предусматривать промежуточные стойки, которые располагают в среднем через 2 метра. Избежать этого можно только при использовании в качестве ригеля клееного бруса достаточно большого сечения. В этом случае становится невозможной свободная планировка пространства – стойки посередине помещения убрать нельзя.
2. Второй вариант, когда возможен монтаж наслонной системы двускатной кровли своими руками – это наличие стены в середине дома. Устройство в этом случае предусматривает, что брус, на который будут опираться стропила в верхней точке, передаст нагрузку на внутреннюю стену. В этом случае несущая конструкция не должна быть спутана с перегородкой. Перегородка опирается на перекрытия, а установка стены дома своими руками предполагает ее опирание непосредственно на фундаменты. Такое устройство подойдет для зданий с достаточной шириной, где есть смысл устанавливать стеновое ограждение посередине.

Второй вариант – висячие стропила. Они более сложны в расчете, но позволяют устройство в подкровельном пространстве дома свободной планировки . Конструкция предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части. Монтаж предполагает опирание стропил только в нижней точке. В верхней части несущие балки надежно соединяются между собой. Установка такой системы напоминает ферму. Конструкция работает на распор, поэтому важно предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку на стены дома. выполнить это можно с выполнением следующих мероприятий:

• устройство монолитного пояса по обрезу стен;
• необходимо сделать надежное закрепление мауэрлата двускатной кровли к стене дома своими руками;
• для устранения распора устанавливается схватка.

Схватка или стяжка становится одним из значимых элементов двускатной кровли дома. Она предотвращает разращение стен под действием распора. Можно выделить следующие виды схваток:

• расположенные в уровне перекрытия мансарды;
• расположенные в уровне потолка мансарды.

Стоит отметить, что второй вариант обеспечивает меньшую надежность, поскольку, чем выше выполнен монтаж элемента, тем сильнее стропила оказывают на него воздействие. Если схватка получается слишком длинной, необходимо сделать ее усиление своими руками. Для этого производится монтаж дополнительных элементов двускатной кровли дома – подвесок. Они соединяют конек с серединой затяжки, чем предотвращают ее провисание.

Стропильная система двухскатной крыши с висячими стропилами позволяет выполнить монтаж с предварительной сборкой ферм на земле, после чего поднять их на крышу и сделать закрепление.

Такой вариант подойдет только при наличии подъемной техники, поскольку готовые двускатной кровли дома станут слишком габаритными и тяжелыми для подъема своими руками.

Классификация по типу ската

Второе разделение можно сделать в зависимости от того, как запроектирована линия ската. Виды здесь предполагают наличие двух вариантов:

1. С прямыми скатами . Самый простой для выполнения способ. Позволяет выполнить работу без серьезных затруднений. Минусом такого варианта кровли своими руками является уменьшение пространства мансарды.
2. С ломаными скатами. Такие виды кровли более сложны в выполнении. Предполагается наличие линии, по которой изменяется угол наклона. Угол наклона нижней части ската нужно сделать большим, чем у верхней. Таким образом получается поднять потолок мансарды и увеличить свободное пространство. Монтаж кровли осуществляется с установкой дополнительного ригеля в месте перелома.

Эти виды предполагают выбор между ними в зависимости от пожеланий будущего владельца здания.

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:

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.

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 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 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.

Самая простая по исполнению двускатная крыша одновременно является и самой надёжной. Доступность исполнения своими руками не даёт повода для самоуверенности - прежде чем приступать к работе, нужно досконально ознакомиться с особенностями конструкции, чтобы квалифицировано принимать решения и исполнять их.

Схема и особенности устройства двускатной крыши

Двускатной называется крыша, образованная пересечением двух прямоугольных скатов под определённым углом. Такое устройство является самым надёжным и простым, поэтому смонтировать двускатную кровлю самостоятельно может даже человек со средними навыками плотницких работ.

Основанием крыши является стропильная система, выполняющая роль опоры для кровельного пирога и финишного покрытия. От её прочности и надёжности зависит срок эксплуатация кровли и комфортность проживания в доме. Стропильная система, подвергающаяся регулярным ветровым и снеговым нагрузкам, должна быть надёжно закреплена на корпусе здания. Эта задача решается при помощи мауэрлата, который прочно фиксируется к верхней плоскости стен дома. Таким образом создаётся практически монолитная система, надёжно защищающая внутреннее пространство дома от любых проявлений внешней среды.

Фотогалерея: как можно использовать пространство под двускатной крышей

Под двускатной крышей можно устроить жилую мансарду Двускатная крыша с датской полувальмой облагораживает экстерьер здания и позволяет увеличить размер мансарды Мансарду над гаражом можно использовать для хранения запчастей, устройства комнаты отдыха или для оборудования склада хозяйственной техники Площадь мансарды под двускатной крышей зависит от высоты конька и угла наклона скатов

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

Крыша с двумя противоположными скатами - самая распространённая конструкция из применяемых в индивидуальном жилищном строительстве. Линия пересечения образует конёк, а боковые проёмы крайних стропильных ног служат для устройства фронтонов - вертикально расположенных стенок, создающих замкнутое подкровельное пространство. Для получения прочной и долговечной конструкции применяется множество подпорных и укрепляющих элементов, придающих дополнительную жёсткость всему сооружению. В основе двускатной конструкции лежит треугольник - наиболее жёсткая геометрическая фигура. Стропильная система состоит из следующих основных элементов:

1. Мауэрлат - это деревянный брус, выполняющий роль связующего элемента между коробкой дома и его стропильной системой. К стенам он крепится резьбовыми шпильками, анкерными винтами или проволочными жгутами. Размер поперечного сечения бруса составляет от 100х100 до 150х150 мм и зависит от размера здания, его этажности и формы крыши.
2. Стропильная нога - деревянный брус размером 50х150 или 100х150 мм, соединяющийся в верхней точке крыши с коньком и опирающийся противоположным концом на мауэрлат. Стропила - основной несущий элемент кровельной системы, воспринимающий все виды внешних нагрузок: ветра, снега, дождя и собственного веса конструкции.

   Стропильные фермы формируют силовой каркас крыши и определяют её геометрическую форму

3. Лежень - брус из древесины, укладываемый горизонтально с опорой на внутреннюю несущую стену. Размер лежня, как правило, равен размеру мауэрлата. Является опорой для кровельных стоек.
4. Затяжка - элемент, применяемый в висячих стропильных системах. Его назначение - компенсация растягивающих усилий, возникающих на нижних концах стропильных ног.
5. Стойки - брусья квадратного сечения, передающие часть нагрузки от стропил на лежни.
6. Подкосы - элементы конструкции, передающие часть нагрузки от стропильных ног на затяжку. Таким образом формируется ферма, обладающая повышенными прочностными характеристиками.
7. Контробрешётка - деревянные бруски размером от 25х50 до 50х50 мм, набиваемые на верхнее ребро стропил. Назначение контробрешётки - образование вентиляционного зазора между обрешёткой и гидроизолирующей плёнкой. Этот элемент обязателен при устройстве кровельного пирога на мансарде.
8. Обрешётка - опорное основание для установки финишного покрытия кровли. Обрешётка бывает сплошной или разреженной и может быть выполнена из доски толщиной 25 мм, водостойкой фанеры, листов ОСП и других подобных материалов. Выбор конструкции обрешётки зависит от характеристик финишного покрытия.
9. Конёк - горизонтально расположенная балка, по которой происходит пересечение противоположных скатов.
10. Свес кровли - является продолжением стропил на расстояние до 40 см от стен здания. Защищает стены от намокания, а также служит для размещения софитов, являющихся составной частью системы вентиляции подкровельного пространства. При недостаточной длине стропила свес формируется дополнительными деталями для их удлинения - кобылками.

    Стропильная система двускатной крыши состоит из ферм треугольной формы, опирающихся на мауэрлат и конёк, обрешётки и нескольких вспомогательных элементов, усиливающих конструкцию

Расчёт нагрузки на стропильную систему двускатной кровли

Стропильная система испытывает определённые нагрузки, которые можно разделить на два вида.

1. Постоянные нагрузки, действующие независимо от любых других факторов. Их величина определяется конструкцией кровельного пирога и состоит из веса гидроизолирующих и парозащитных плёнок, утеплителя, доборных элементов, крепежа и любых других элементов кровельного покрытия, включая финишное. На практике средний вес всех составляющих кровли дома составляет порядка 40–45 кг/м 2 . Более точно эту величину можно вычислить, просуммировав значения удельной нагрузки каждого используемого материала, которые можно взять из справочных таблиц. Рассчитывая вес кровли, рекомендуется заложить запас прочности величиной в 10%.

   При расчёте нагрузки учитывается вес каждого элемента кровельного пирога

2. Переменные нагрузки. К таковым относятся воздействия ветра и снега в зависимости от их интенсивности. По сути, кровля дома представляет собой парус, воспринимающие нагрузку от ветра. Сила непосредственного воздействия на кровлю по нормали зависит от угла наклона ската - чем он меньше, тем ниже нагрузка. Одновременно на подветренном скате возникают завихрения, и появляется нагрузка на крышу с обратным вектором воздействия. При ураганных ветрах усилие на отрыв может достигать 630 кг/м 2 . К переменным нагрузкам относятся и снеговые воздействия. Нужно заметить, что они также имеют чётко выраженные региональные показатели.

   Ветровые нагрузки являются фактором риска для кровель, поскольку они создают большие отрывающие и опрокидывающие усилия

Очевидно, что тщательный расчёт нагрузок от снега и ветра с учётом местных климатических условий жизненно необходим при выборе конструкции и материалов кровли . Эти нагрузки можно определить по карте, составленной на основании СНиП 2.01.07–85.

По карте можно определить величину ветровой и снеговой нагрузки в регионе строительства

Отмеченные на картах значения снеговой и ветровой нагрузки для каждого района называются нормативным. Для того чтобы получить расчётную снеговую нагрузку, нормативную величину нужно умножить на специальный коэффициент, который учитывает угол наклона крыши. Этот коэффициент равен:

• 1 при уклоне менее 25 o ;
• 0,7 при угле наклона от 25 до 60 o ;
• 0 для более крутых скатов.

Расчётная ветровая нагрузка определяется умножением нормативного значения на коэффициент, учитывающий высоту здания и тип местности, в которой ведётся строительство.

Таблица: поправочный коэффициент для расчёта ветровой нагрузки (учёт высоты здания и типа местности)

Удельную нагрузку наиболее популярных кровельных материалов можно взять из следующей таблицы.

Таблица: весовые показатели некоторых материалов для крыши

Учитывать особенности воздействия разных видов нагрузок можно только в совокупности, поэтому расчёты подобного характера нужно доверить опытному специалисту.

Видео: расчёт стропильной системы

Виды стропильных систем двускатной крыши

По принципу устройства стропильные системы бывают двух типов:

1. Висячие.
2. Наслонные.

Висячие стропила используются для зданий, в которых несущие опоры расположены на расстоянии до 10 метров при отсутствии промежуточной стены внутри коробки здания. Для других случаев необходимо использовать наслонную стропильную систему.

Особенности устройства висячей стропильной системы

Опорой для висячих стропил являются наружные стены. Поскольку арка имеет соединение в верхней точке, при воздействии на неё вертикальных нагрузок на нижних опорах создаются распирающие нагрузки. Для их компенсации используются затяжки - горизонтальные связки между нижними концами стропильной ноги. В результате получается жёсткий силовой треугольник. При устройстве мансардного помещения в качестве затяжки используются балки перекрытия. Возможны различные конструктивные решения висячей стропильной системы:

1. Простая трёхшарнирная арка. Представляет собой конструкцию в виде треугольника. При этом затяжка работает только на растяжение и не является опорной. Поэтому её можно заменить обычной металлической балкой. Соединение карнизного узла в этом случае выполняется простой ортогональной врезкой с использованием деревянных накладок или металлических пластин.

   Трёхшарнирная арка является самой простой конструкцией стропильной фермы для двускатной крыши

2. Трёхшарнирная арка с усилением. Такая схема применялась ранее при возведении промышленных зданий, когда длина пролёта превышала 6 метров. Затяжка при этом подвешивается на бабке из древесины. Соединение узлов производится с применением металлических деталей и снабжается устройствами для регулировки натяжения. Основная нагрузка в такой системе приходится на конёк кровли. В индивидуальном жилищном строительстве такие стропильные системы не применяются.

   Трёхшарнирная арка с усилением отличается от простой наличием вертикального ребра жёсткости (бабки) и возможностью регулировки натяжения в местах соединений

3. Шарнирная арка с поднятой затяжкой. В этом варианте стропильная нога частично разгружается через конёк крыши подвеской к приподнятой затяжке. Она поднимается на высоту не менее 2,2 м от уровня пола чердака. Такая система идеально подходит для устройства мансардного помещения в подкровельном пространстве. Соединение затяжки со стропилами производится врезкой, в результате чего соединение в узле становится неподвижным.

   Шарнирная арка с поднятой затяжкой идеально подходит для устройства мансардного подкровельного помещения

4. Трёхшарнирная арка с ригелем используется для усиления стропильной системы при помощи создания дополнительного силового треугольника. Система применяется при значительных распирающих нагрузках. Соединение ригеля со стропилом должно быть неподвижным, в противном случае вся система не будет иметь необходимой жёсткости.

   Дополнительный горизонтальный элемент (ригель) придаёт системе большую устойчивость к распирающим нагрузкам

Ригель, в отличие от нижней затяжки, работает на сжатие, а не на растяжение.

Кроме перечисленных используются также и другие элементы для усиления кровельного скелета. Весьма популярными являются подкосы и стойки, располагаемые в системе на местах наибольших нагрузок на стропила.

В наиболее нагруженных местах стропильные фермы могут усиливаться подкосами и стойками

Видео: стропильня система пошагово

Стропильные системы наслонного типа

Наслонные стропила применяются для зданий шириной более 10 метров. Для них характерно наличие несущей стены внутри здания, которая является дополнительной опорой для стропильной системы. Наслонные конструкции бывают нескольких видов:

В безраспорных наслонных системах основная нагрузка от кровельного каркаса передаётся на мауэрлат

Определение шага стропил двускатной крыши

Задача обеспечения достаточной прочности стропильной системы решается подбором материала для изготовления её элементов и расчётом параметров их установки. Шаг стропил является одним из таких элементов и подбирается в зависимости от веса кровельного пирога. Расстояние между опорными балками обычно устанавливается в пределах 0,6–1,5 м. Реальный шаг между стропилами зависит от геометрии кровли и рассчитывается следующим образом:

1. Определяется количество стропильных ног. Для этого нужно воспользоваться соотношением n = L / d 1 + 1, где n - количество стропильных ног, L - длина кровли по коньку, d 1 - желаемое расстояние между стропилами.
2. Вычисляется расчётное расстояние между стропилами, для чего длина кровли по коньку делится на полученное в предыдущем пункте количество: d = L / n.

Для примера рассмотрим вариант с длиной крыши 13 м при предпочтительном расстоянии между стропилами 750 мм (вариант для кровли с керамической черепицей).

1. Количество стропильных ног n = 13000 / 750 +1 = 18,33. Поскольку число стропил должно сбыть целым, округляем это значение до 19.
2. Шаг стропил d = 13000: 19 = 684 (мм).

Таким образом, на выбранной нами крыше стропила необходимо устанавливать с шагом 68,4 мм.

Следует помнить, что полученный результат является расстоянием между осями стропил.

Узлы стропильной системы двускатной крыши

Основные типы соединений в узлах несущей конструкции кровли мы уже рассмотрели выше. Но имеет смысл подробнее остановиться на вспомогательных материалах, позволяющих сделать стропильную систему более надёжной и прочной.

Усилить крепление деталей при монтаже стропильной системы можно при помощи металлических пластин и уголков различной формы

Такие изделия производятся из оцинкованной стали толщиной до 1,5 мм. Они имеют различную конфигурацию и могут быть установлены на любом виде соединения.

Фотогалерея: виды соединений в узлах стропильной системы двускатной кровли

В коньковой части стропильные ноги обычно соединяются плоскими пластинами на болтах Для усиления конструкции стропильной системы нужно подбирать металлические пластины, соответствующие конфигурации крепёжного узла Скользящие сопряжения узлов разгружают стропильную конструкцию Узлы примыкания в стропильной системе можно дополнительно усиливать металлическими вставками В зависимости от типа применяемой стропильной системы существуют разные способы крепления конькового узла На плоских соединениях, работающих под большими нагрузками, удобно использовать гвоздевые пластины

Все стыковочные узлы стропильной системы несут функцию усиления стропил за счёт перераспределения нагрузок и упрочнения несущих элементов. Так, в нижней части стропило опирают на мауэрлат под прямым углом, для чего выполняют соответствующие врезки.

Для усиления стропильной системы стараются использовать соединения с максимальной несущей способностью, например, врезку стропила в мауэрлат под прямым углом

Кроме того, для дополнительного усиления в стыковочных узлах используются металлические крепёжные пластины. Этот же принцип используется и при установке подкосов к стропилу. В любом случае сопрягаемые детали должны работать «на упор» и не смещаться в процессе эксплуатации.

Любые детали должны нагружаться вдоль своей оси

Можно назвать три основных вида узлов в стропильной системе:

1. Коньковые соединения. Это стыковка двух стропильных ног под заданным углом по линии пересечения скатов. Могут быть шарнирными или глухими. Первые применяются при устройстве стропильной системы на брусовых или бревенчатых домах, которые склонны проседать и приподниматься в зависимости от сезона в течение практически всего срока эксплуатации. Глухие соединения используются в стропильных системах домов из строительного камня. В таких строениях поверх стены устанавливается армированный пояс, который и принимает на себя боковые нагрузки.
2. Крепление нижних концов стропильных ног к мауэрлату. Поскольку они расположены под углом к опорному брусу, создаётся скользящий вектор, направленный во внешнюю от строения сторону. Для его компенсации в мауэрлате производится врезка, а на стропиле - пятка. Стропило вставляется в паз с упором на неё и крепится гвоздём через ребро балки в мауэрлат. Применяются также дополнительные опорные детали из брусков. В тех случаях, когда стропильная балка должна перемещаться (на деревянных срубах), применяются скользящие крепления. Они дают возможность компенсировать сезонные изменения высоты стен.
3. Другие узлы. Все остальные детали стропильных систем являются по сути упорными элементами, работающими на сжатие, редко - на растяжение. Они устанавливаются путём врезки в сопрягаемые детали, чтобы не допустить их смещения под нагрузкой. К таким деталям можно отнести ригели, подкосы, стойки, упоры и другие подобные детали.

Для более прочного соединения используются дополнительные элементы, упомянутые выше.

Монтаж двускатной стропильной системы

В настоящее время строительный рынок предлагает услуги по изготовлению стропильных ферм в индивидуальном исполнении для конкретных построек. Нужно отметить, что такая услуга имеет ряд преимуществ:

1. Гарантированное качество изделий, обеспеченное применением специального оборудования и технологий сборки.
2. Безопасность в противопожарном отношении, поскольку все детали ферм подвергаются антипиреновой обработке.
3. Увеличенный срок службы, который достигается антибактериальной обработкой изделий специальными составами.
4. Простота установки готовых ферм.

Единственным недостатком такого способа установки стропильной системы является относительно высокая стоимость изделий.

Для самостоятельного возведения двускатной крыши можно использовать готовые стропильные фермы, заказанные у профессиональных производителей

Сборка стропильных ферм на земле

Сборка стропил на земле используется в тех случаях, когда непосредственно у дома имеется ровная площадка достаточных размеров для изготовления ферм. При этом монтируются не полные фермы, а жёсткие конструкции из трёх-четырёх деталей, которые могут быть подняты к месту установки усилиями двух-трёх человек. Подъём производится при помощи канатов по слегам. Преимущество такого способа сборки состоит в возможности использования единого шаблона, чем обеспечивается высокая точность изготовления каждого элемента конструкции. Возможный вариант частичного монтажа ферм внизу выглядит следующим образом:

1. Изготовить стапель для сборки ферм. Он представляет собой три площадки, расстояние между которыми соответствует длине сопрягаемых деталей. Их можно собрать из нескольких досок или брусьев, располагаемых в одной горизонтальной плоскости.

   Для удобства сборки стропильной фрмы на земле необходим свободный участок определённого размера и вспомогательные элементы, на которых можно разместить детали конструкции

2. Для сборки первой фермы нужно взять две стропильных ноги и затяжку - нижнюю или верхнюю.
3. Разложив детали на стапеле, разместить их в соответствии с чертежом фермы и скрепить гвоздями. Проверить заготовку фермы на соответствие размерам, указанным в техдокументации. При необходимости поправить расположение компонентов.
4. Выполнить окончательную фиксацию деталей в узлах фермы, используя дополнительные крепёжные пластины. Гвоздевые пластины можно устанавливать с использованием силовой струбцины, применяя дополнительные подкладки из толстолистовой стали под её губки.

   Силовая струбцина позволяет предварительно стянуть гвоздевые пластины, а затем закрепить их любым удобным способом

5. Уложить детали второй фермы поверх первой и зафиксировать струбцинами, точно повторяя контуры нижней фермы, которая играет роль шаблона. После сборки второй фермы убрать её в сторону.
6. Изготовить необходимое количество ферм, повторяя операции из предыдущего пункта. Таким образом обеспечивается полное соответствие всех изготовленных ферм.

   При изготовлении стропильных ферм по одному шаблону они будут в точности повторять размеры и форму друг друга

Монтаж стропильной системы по месту установки производится следующим образом:

1. На крышу поднимаются первые две фермы. Для этого можно использовать наклонный настил из нескольких брусьев и довольно прочные верёвки.
2. Первыми устанавливаются фронтонные фермы по концам крыши. Их нужно выставить строго вертикально и закрепить к мауэрлату временными укосинами.

   Первыми нужно установить фронтонные фермы

3. Между фронтонными фермами натягивается строительный шнур перпендикулярно расположению стропильных ног.
4. Каждая последующая ферма устанавливается с соблюдением ранее рассчитанного шага стропил.

   Для того чтобы все стропильные фермы были установлены ровно, между крайними конструкциями натягивается шпагат

5. После установки последней фермы вся конструкция стропильной системы укрепляется прогонами, после чего временные крепления демонтируются.
6. Далее монтируются остальные элементы конструкции - укосины, коньковый брус, лежни, стойки и прочее, предусмотренное в проекте стропильной системы.

Дополнительную прочность крыше придаёт обрешётка, набиваемая в последнюю очередь.

Сборка стропильных ног непосредственно по месту установки

Сборка стропил по месту применяется на крышах небольшого размера. При этом наверх подаются бруски-заготовки, из которых выпиливаются необходимые детали. Монтаж выполняется снизу вверх, начиная с установки стропильных ног. Горизонтальный уровень стропильной системы контролируется по натянутым шнурам, а вертикальность сборки ферм - строительным отвесом. Порядок монтажа такой же: сначала монтируются фронтонные фермы, затем остальные в любом удобном порядке.

Сборка стропильной системы непосредственно на крыше начинается с установки стоек и конькового прогона, на который укладываются стропила

В точности выполняя требования чертежей, можно смонтировать стропильную систему самостоятельно. В одиночку это сделать практически невозможно, поэтому участие одного или двух помощников обязательно.

Видео: установка стропил своими руками

При сборке стропильного каркаса для двускатной крыши важно придерживаться определённых правил:

1. Вся древесина, используемая для монтажа стропильной системы, должна быть обработана антисептическими и противопожарными составами.
2. При работе с ручным электроинструментом необходимо соблюдать требования безопасности, указанные в инструкциях.
3. Установку гвоздевых пластин нельзя производить при помощи заколачивания молотком, это приводит к их деформации. При монтаже нужно использовать зажимающий инструмент.
4. Под мауэрлатом должен быть проложен слой гидроизоляция. Традиционно для этого используется рубероид.
5. При монтаже стропильной системы нужно использовать крепёж с защитным покрытием.
6. Монтаж стропильной системы следует производить в сухую безветренную погоду.

Видео: двускатная крыша для металлочерепицы

Как и всякая кровельная система, двускатная крыша требует внимательного и ответственного отношения. Ошибки при строительстве таких кровель обходятся, как правило, дорого. Важен не только тщательный подбор материалов, но и грамотное их применение. Тем не менее основную часть работ вполне можно выполнить самостоятельно. Успехов вам!

Хороший фундамент - еще не означает, что дом простоит «верой и правдой» на протяжении долгих лет. Еще одна крайне важная составляющая - надежная и качественная стропильная система для крыши. Давайте разберемся, как она устроена в случае скатной крыши, каких видов бывает и из каких элементов состоит.

Стропильные системы крыши

Какими должны быть стропила для крыш

Вот несколько видов стропил, которые чаще всего используются в современном строительстве:

• металлические сложно изменить, но этот материал долговечен;
• деревянные просты в использовании и изменении, но требуют дополнительной обработки;
• деревянные двутавровые балки (сделаны из бруса и ОСП) отличаются ровностью при максимальной длине до 12 метров, но стоимость выше обычной системы из дерева;
• железобетонные не поддаются изменениям вообще, но их выделяет длительный срок службы;
• смешанные или комбинированные системы.

Каждый из них обладает своими плюсами и минусами, которые включают в себя прочность, цену, легкость монтажа, возможность небольших изменений, связанных, к примеру, с несоответствующими размерами, взаимодействие с окружающей средой. В данном материале пойдет речь о самом популярном материале для изготовления стропил - дерево. выделим основные задачи, которые ставятся перед конструкциями данного вида.

Первое, и самое главное - прочность каждого элемента. Крыша не должна деформироваться или сдвигаться. Основа конструкции стропил - треугольник. Именно в виде треугольника делают фермы (рамы), крепящиеся параллельно. Неподвижные и жесткие, они «возглавляют» всю конструкцию.

Малая масса. Тяжелая крыша - это крайне плохо. Поэтому большинство элементов производят из дерева. Если же вес кровельной системы большой, то его усиливают металлическим каркасом. Основа - хвойные породы дерева небольшой влажности.

Каким требованиям должно отвечать дерево:

• 1-3 сорта. Без сколов, сучков и трещин.
• Элементы из дерева не должны быть менее 5 см. по толщине, и с площадью до 45 кв. см.
• Максимальная длина бруса из дерева хвойной породы не должна превышать 5-6 м.
• Мауэрлат и прогоны изготавливаются исключительно из твердых пород дерева.

Главные конструкционные элементы стропил

Любой хозяин, планирующий возведение стропильной системы, обязан быть в курсе, из чего она состоит.

1. Мауэрлат . Основа всей конструкции. С помощью этого элемента устанавливается правильная нагрузка на все несущие элементы дома.
2. Стропильная нога . Задет наклон скату, придает крыше привлекательный вид, надежно закрепляет конструктивные части системы.
3. Затяжка . Не позволяет «расходиться» ногам. Крепко удерживает их в нижней части.
4. Прогон . Крепит стропильные ноги в верхней части системы (коньковый прогон) и по бокам (боковой прогон).
5. Обрешетка . Монтируется строго перпендикулярно относительно балок. Изготавливается из обрезанного бруса или досок.
6. Стойки/подкосы . «Добавляют» ногам еще больше стойкости.
7. Свес . Защищает основные конструкции здания от различных природных осадков.
8. Конек . Место, в котором закрепляются скаты.
9. Кобылки . Создают свес. Необходимы в случае, когда стропила не имеют необходимой длины.

Детали стропильных систем на примере двускатной крыши, которые можно использовать для различных конструкций крыши

Давайте разберемся с таким составным элементов стропильной системы, как ферма. Ее делают плоской, и, помимо растяжки, в нее включаются раскосы и сами балки. Закрепляются все эти детали таким образом, чтобы нагрузка на главные конструкции шла вертикально.

В случае, когда пролет довольно большой, то ферма делается из нескольких составляющих. Нижняя часть фермы - потолок чердака. Точное число ферм определяется после серьезных расчетов на каждом конкретном объекте.

Виды стропильных систем разных типов крыш

Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.

Висячие

Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами - до 5 м., без внутренних перегородок. Нижняя опора - мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания.

Конструкция крыши висячего типа

Балки висячих стропил расположены внизу - они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.

Важные дополнения:

• Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант - кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.
• Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение - использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть. Но, еще более «продвинутый» вариант - «мощные» крепежные винты.
• На верху крыши обязательно нужно закрепить ветровую доску (должна идти от самого мауэрлата до верха конька). Угол организовывается от мансарды. Нужно это для создания максимально прочной крыши, стойкой к ветровым нагрузкам.

Наслонные

Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу - на мауэрлат.

Наслонная стропильная система

Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки. В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.

Особенности:

• Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
• Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
• Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
• Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
• Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
• Качественная вентиляция - залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
• В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна хорошая гидроизоляция.

В зависимости от выбранной застройщиком формы крыши, ее каркас также будет различным. Предлагаем изучить различные варианты для наиболее популярных верхних конструкций дома.

Односкатные крыши

Изготавливаются под углом 13-25 градусов, такие крыши имеют наиболее простые (в плане изготовления и монтажа) стропила. В случае небольшого здания с пролетами до 5 м. применяется наслонная система. В случае, когда пролеты больше 5 м - дополнительно применяют фермы.

Двускатные

Тоже довольно простой вариант. Особенно, когда под такой крышей оборудуется чердак или мансардный этаж. Углы наклона - 15-63 градуса. Если капитальные перегородки расположены на расстоянии до 6 м. (относительно друг друга) - монтируют висячие стропила. Для ходовых размеров дома 6х6 или 9х9 метров рекомендуем использовать следующие схемы устройства крыши.

Рекомендуемая схема монтажа стропильной системы висячего типа для двускатной крыши

Увеличивая размеры дома, необходимо видоизменять (усиливать) конструкцию. В таких случаях необходимо использовать наслонную технологию.

Варианты двускатной крыши для пролетов более 10 метров: применение наслонной стропильной системы

Вальмовые или четырехскатные

Правила устройства стропильной системы вальмовой крыши

С углами наклона 20-60 градусов, и пролетами не более 13 м. Обязательное условие - внутренние усиливающие элементы. Для крыш такого типа используются фермы, или же монтируются стропила для крыш наслонного вида.

Ломанная крыша

Монтаж стропил ломанной крыши

В нижней своей части может обладать наклоном до 60 градусов, в верхней - пологая. Ввиду этой особенности мансардная площадь становится несколько больше. Используются такие же типы стропил, как и в варианте с четырехскатными крышами. Но, рекомендуется применять фермы.

Дополнительные элементы

Для создания максимально прочной крыши, каждая составная часть конструкции должна очень прочно соединяться с каркасом и остальными элементами. При этом крайне важно учитывать силу ветра и направление возможных механических нагрузок.

Более того, стоит обращать внимание еще и на древесину. Она может растрескаться из-за пересыхания. Поэтому важно создать такую конструкцию, в которой каждый элемент будет «работать» максимально слаженно.

Раньше все конструкционные элементы стропил закреплялись врубками. Но, это было не слишком «дешевое и экономичное удовольствие», так как необходимо брать деревянные элементы большого сечения.

Способы крепления стропил к мауэрлату и коньковому прогону

Так, сегодня для крепежа используются не врубки, а специальные болты и нагели:

Накладки из металла с атникоррозийным покрытием - еще один вариант крепежей. Они монтируются на элементы системы с помощью зубчатых пластин или гвоздей. Преимущества таких креплений следующие:

1. Небольшой расход на одну единицу древесины.
2. Простота монтажа.
3. Высокая скорость закрепления.

Перфорированные элементы крепления: углы, пластины, опора бруса

Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш

Схема установки стропильной системы в случае двускатной крыши

I - мауэрлат, II - стропильная нога, III - перекрытие.

Использовать узкие стропильные ноги - «прямой путь» к провисанию системы в будущем. Чтобы не допустить этого, нужно применить специальную решетку - укрепление, в которую входят подкосы, стойки и ригеля. Чтобы создать ее, нужно взять древесину толщиной 2,2 и шириной 15 см., или использовать пластины из дерева диаметром минимум 13 см.

Стропила крыши - несущая конструкция скатов. Она состоит из элементов, которые можно соединять между собой ригелями, распорками, стойками и т.п. Материал для опорных балок, помимо наиболее распространенного - древесины, может быть любым - металлом, железобетоном или же смешанным.

Таблица для расчета стропильной системы в зависимости от расстояния между собой и длины

Древесина (брус) должна иметь сечение от 40 на 150 до 100 на 250 мм. Зависит эта цифра от удаленности ног одна от другой, и числа осадочных нагрузок для конкретной области (расчет проводится отдельно).

Доска не должна иметь более 5 см в поперечном сечении. Ширина прямо пропорциональна длине. К примеру, если ваша доска 5 м в длину, то ее ширина не должна быть менее 13 см. Немаловажен и основной материал обрешетки крыши. При его выборе стоит уделить внимание наличию сучков, сколов и трещин. Если найти максимально ровные бруски дерева не получается, то максимальная длина сучков не должна быть более 1/3 толщины древесины.

Последний шаг монтажа стропил для крыши - надежное закрепление каждого элемента. Скобы и металлические углы - самые оптимальные элементы для этих целей. Но, в современном строительстве все чаще стали использовать болты.

Как сделать стропильную систему своими руками? Какие бывают варианты крепления стропил? Из статьи вы узнаете, как устроить висячие или наслонные стропила и в каких случаях они применяются. Мы приведём примеры приёмов профессионалов при создании двускатной стропильной системы.

В предыдущих статьях мы рассказали о стропильной системе и об особенностях устройства двускатной кровли . В этой статье вы найдёте пошаговые руководства для монтажа своими руками. Чтобы в точности исполнить руководство, будут приведены необходимые термины, без понимания которых правильный монтаж будет невозможен.

Устройство стропильной системы. Нюансы

Двускатные кровли принципиально различаются только по способу устройства стропил — висячие или наслонные — что напрямую зависит от длины пролёта. В этом руководстве мы рассмотрим оба варианта и будем использовать набор базовых терминов.

Высота чердака — расстояние от верха стены (места опор стропил на стену), либо от верхней плоскости мауэрлата, либо от верхней плоскости балок перекрытия до верхней точки конька двускатной крыши.

Врубка — сопряжение (соединение) деревянных деталей за счёт создания анкера и посадочного места, либо сцепа или упора из тела дерева самого элемента. В основном места врубки усиливают различными анкерами — деревянный чоп, резьбовая тяга (шпилька), саморезы, турбовинты.

1 — вылет крыши; 2 — стена; 3 — балка; 4 — лежень; 5 — промежуточная стойка; 6 — высота чердака; 7 — центральная стойка или «бабка»; 8 — стропило; 9 — рабочая чать стропилы; 10 — конек; 11 — проекция рабочей части стропилы

Остальные базовые термины приведены в предыдущих статьях.

Существенно повлиять на конструкцию стропил может их функция в опорной области. Опоры различают трёх видов.

1. Опора без врубки и среза. Применяется только на временных, подсобных зданиях, либо для кровли , не несущей существенных нагрузок. В таких случаях устанавливают мощный клин по размерам.

Опора без врубки: 1 — стропила; 2 — клин; 3 — балка; 4 — армопояс; 5 — мауэрлат

2. Опора на полный срез или концевая врубка. Стропила опираются на балку или мауэрлат на площадь всего среза или на торцевой зуб. В этом случае для создания свеса крыши наращивают кобылку или монтируют дополнительную контробрешётку. Обычно к такому способу прибегают в случае, когда длина ската примерно равна длине одной единицы материала (доски, бруса), принятого для стропильной ноги (как правило, 5-6 м). Это делается для того, чтобы не сращивать стропила в рабочей части.

Опора на полный срез или торцевой зуб: 1 — балка; 2 — торцевой зуб; 3 — клин; 4 — врубка; 5 — шпильки с гайками; 6 — стропила

3. Опора на промежуточную врубку. Стропильная нога остаётся сплошной от конька до края крыши, т. е. функцию свеса выполняет крайняя часть стропильной ноги. Наиболее распространённый вариант при длине ската более 5 метров. В этом случае сращивание стропил неизбежно. Врубка даёт дополнительный зацеп для жёсткости, а достаточная длина стропильной ноги гарантирует оптимальную длину вылета крыши. Глубина врубки в стропильную ногу не должна превышать 40% её высоты.

Опора на промежуточную врубку: 1 — мауэрлат; 2 — опорный брусок; 3 — шпильки с гайками; 4 — балка; 5 — клин; 6 — стропила

Для создания двускатной стропильной системы своими руками понадобится набор инструмента плотника:

1. Электроинструмент — циркулярная пила, электролобзик, мощная дрель с набором «перьев» по дереву.
2. Ручной инструмент — пилы, топор, молоток, кувалда, набор стамесок, слесарные ключи.
3. Измерительный инструмент — рулетки, уровни, гидроуровень, правило, шнур, отвес.

Подготовка

При подготовке к работе необходимо создать чертежи или эскизы. Для этого нужно определиться с выбором принципа устройства крыши и прорисовать конкретные узлы:

1. Узел опоры стропильной ноги. Здесь необходимо учесть местные условия — материал стен и расстояние между ними.
2. Конёк. Это не менее ответственный участок и способ соединения стропил нужно выбрать заранее, исходя из размеров проекции стропил, пролёта и толщины балок.
3. Выбор материала стропильной системы. Если выбраны узлы, предусматривающие сквозную стяжку по ширине, то толщина стропильной ноги должна быть не менее 60 мм. Если стропила такой мощности не нужны, подберите другой вариант опоры стропил (например, «в накладку»).

Врубка внакладку: 1 — врубка сбоку балки; 2 — вылет; 3 — шпильки с гайками; 4 — вид сверху

Висячие стропила для малого пролёта

Метод устройства стропильной системы без промежуточных опор применим только в случае небольшого пролёта — до 6 метров. Как было сказано в предыдущей статье, затяжкой в этом случае служит балка перекрытия или подстропильный ригель. Мы рассмотрим два варианта установки стропил.

Вариант 1. С черновым полом

Этот способ удобен, если есть возможность устроить черновой пол по балкам перекрытия.

Порядок работы:

1. Устроить черновой пол из необрезной доски и подручного материала.
2. Разметить мауэрлат или балки — шаг, места врубок. Натянуть шнур по будущему коньку. Обязательно проверить периметр.
3. На перекрытие подать материал для стропил.
4. Подобрать по месту оптимальный вариант крепления стропил.
5. Изготовить две стропильные фермы*.
6. Установить крайние стропильные фермы, используя временные распорки (маячные фермы).
7. Проверить правильность установки, соответствие уровням и допускам.
8. Изготовить и установить остальные фермы по размерам маячных ферм на саморезы и гвозди. При этом должна оставаться возможность коррекции шага и размеров.
9. После установки всех ферм следует ещё раз проверить соответствие уровням и допускам.
10. Окончательное раскрепление стропильной системы — установка стяжек, скоб, турбовинтов и прочих элементов, предусмотренных проектом.

* Стропильная ферма — один полный элемент стропильной системы.

Вариант 2. Без чернового пола

В этом случае перекрытие не устраивается, пространство этажа объединено с чердачным.

Порядок работы:

1. Тщательно вымерять размеры по месту установки.
2. По местным размерам и условиям подобрать способ опоры стропильной ноги и завязки конька, вариант среза ската.
3. Создать полигон, повторяющий размеры пролёта и проекции стропил. На горизонтальной решётке или верстаке установить систему упоров, направляющую доску в проектное положение в ферме.
4. Собрать одну экспериментальную стропильную ферму.
5. Поднять ферму на место монтажа и установить на временные крепления.
6. По месту подобрать способ врубки и сделать врубку для экспериментальной фермы.
7. При необходимости провести коррекцию размеров, угла и конструкции.
8. После достижения качественной посадки окончательно зафиксировать узлы фермы и спустить её на полигон.
9. Подкорректировать упоры полигона (верстака) согласно шаблону.
10. Изготовить необходимое количество стропильных ферм, используя в качестве шаблона экспериментальную ферму.
11. Сделать врубки или посадочные места в опорных точках.
12. Установить и раскрепить ряд стропильных ферм в проектном положении.

Часто проект предусматривает объединение пространства на больших пролётах — до 9 метров. В этом случае также необходимы висячие стропила с подстропильным ригелем. Такие проекты должны обязательно учитывать три момента:

1. Стропильная нога должна быть изготовлена из доски толщиной не менее 75 мм и шириной 200-250 мм.
2. Все врубки, опорные точки, места сопряжений должны обязательно стягиваться сквозной резьбовой стяжкой (шпилькой) диаметром не менее 12 мм. Места стыка плоскостей желательно покрывать столярным клеем.
3. Уровень установки подстропильного ригеля (затяжки) — от 1/2 до 2/3 высоты чердака.

В остальном технология установки стропил повторяет описанные варианты.

Наслонные стропила

Устройство такого вида кровли потребует развитых навыков плотника. Этот вид стропил подходит для больших пролётов и в случае, когда чердачное пространство планируется использовать отдельно. Перед монтажом самих стропил необходима дополнительная подготовка:

1. Под вертикальные опоры следует установить лежень — доску или брус толщиной не менее 60 мм.
2. Поскольку стропильные фермы имеют большее количество элементов, их собирают только по месту. Для этого возможно понадобится устройство лесов.
3. Мауэрлат — обязательный элемент системы. Он должен быть закреплён к армопоясу анкерами и связан на углах врубками в полдерева.

Толщина доски для стропильных ног и промежуточных опор (если они есть) — не менее 50 мм при ширине от 150 мм. Центральную опору (бабку) желательно выполнить из бруса 100х100.

Установка стропил. Порядок работы:

1. Установить мауэрлат. Обычно его монтируют по внутренней плоскости несущих стен. Исходя из того, что толщина стены заведомо толще, чем ширина мауэрлата, расстояние до края стены позволит утеплить его. Стыковка элементов — только через врубку с фиксацией скобами или стяжками.
2. Установить на лежень ряд центральных опор, раскрепляя их в проектное положение временными тягами (рейкой). Закрепить по верхам временный или постоянный коньковый прогон.
3. Временно зафиксировать в желаемом проектном положении доску для стропильной ноги. При этом её не нужно заранее подрезать или торцевать.
4. Подкорректировать коньковый прогон.
5. Разметить посадочные места на бабке, стропильной ноге и мауэрлате и сделать врубки.
6. Установить стропильную ногу в посадочные места, замерить и проверить правильность установки. При необходимости подкорректировать посадочные места.
7. Сделать врубки и врезки под весь ряд стропил одного ската, соблюдая шаг.
8. Сделать врубки и врезки на доске стропил для одного ската (крыла) по шаблону.
9. Установить ряд стропил ската на временные фиксаторы (саморезы, уголки).
10. Аналогичным образом подогнать противоположный скат крыши.
11. Проверить правильность установки и допуски. Раскрепить фермы поперечной обрешеткой.
12. Установить лежни под промежуточные опоры (если есть) и сами опоры.
13. Разметить и подрезать по месту срез ската крыши и установить при необходимости ветровую доску.

Вариант устройства стропильной системы: 1 — стена; 2 — мауэрлат; 3 — лежень; 4 — стойка; 5 — стропило; 6 — «бабка»; 7 — прогон; 8 — коньковый прогон; 9 — промежуточная врубка; 10 — врубка вполдерева; 11 — шпильки с гайками

Шаг стропил

При подборе соблюдайте правило: Шаг стропил не должен превышать десятикратную толщину стропильной ноги.

Это правило действует и в обратную сторону: Толщина доски для стропил не должна быть меньше 1/10 шага стропил (по осям).

Самый популярный шаг — 600 мм между внутренними плоскостями пазухи — обусловлен стандартной шириной плиты (листа) минераловатного утеплителя, который входит в такую пазуху без подрезки. Толщина доски при этом должна быть 60 мм.

Длина стропил

• c 2 = a 2 + b 2 , где
• a — проекция стропил
• b — высота чердака
• с — длина рабочей части стропильной ноги

Однако при этом не учитывается вылет крыши. Поэтому длину стропильного ряда рекомендуется подгонять по месту, подрезая концы после установки. Это даёт возможность сделать торцы ровными. Оптимальный конструктивный вылет крыши — 600 мм.

Создавая стропила для крыши своими руками, помните об опасности неразумной экономии. Стропильная система, как и несущие стены и фундамент — незаменяемый элемент здания. Это значит, что для его замены потребуется полный демонтаж. Как правило, это происходит во время реконструкции или капитального ремонта. При несоблюдении правил, описанных в статье, эта процедура может потребоваться уже через 2-3 года.

← Вернуться