В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.
Конструкция стропильной системы двускатной крыши
В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).
Теперь о составляющих системы и их назначении:
- Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
- Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
- Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
- Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
- Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
- Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
- Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.
В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».
Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при . В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
С наслонными стропилами
В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.
Безраспорные схемы и узлы врубок
Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.
Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.
Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.
Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.
Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.
Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.
Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.
Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках
Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.
Варианты стропильных систем со схватками
Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.
К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.
Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.
Системы наслонных стропил с подкосами
В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).
Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.
Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса
Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.
Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.
Система для домов с двумя внутренними несущими стенами
Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни, нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.
В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.
В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.
Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.
Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона
Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.
Время чтения ≈ 10 минут
Самый распространённый вариант при строительстве частных домов, это двухскатная крыша, собранная своими руками от мауэрлата до конька. Ниже в этой статье вы найдёте чертежи и фото, а подробная пошаговая инструкция поможет вам в них разобраться. Вы также узнаете о том, какой высоты должен быть конёк и как это зависит от функционала чердачного помещения, научитесь рассчитывать толщину и шаг стропильной системы.
Классическая двускатная крыша
Какими вообще бывают крыши
Основные типы крыш частных домов
Для того чтобы ясно представить себе, что такое двускатная крыша, посмотрите какие ещё используют варианты при строительстве частных домов. И это далеко не все, но самые популярные:
- – самый простой вариант покрытия при строительстве в частном секторе. В основном используется для дачных домиков и подсобных помещений.
- Двускатная – наиболее распространённый вариант для загородных домов. Несмотря на кажущуюся простоту, такой тип очень практичен и красив в исполнении.
- Вальмовая – больше подходит для домов с большой площадью. Такая конструкция способна выдерживать очень сильные ветровые нагрузки, вплоть до шторма, благодаря обтекаемой форме.
- Полувальмовая – такой вариант делается больше для красоты, так как это прототип двускатной крыши со срезанными углами с торцов конька.
- Шатровая – пирамидальная форма подходит для квадратных зданий. По сути, это прототип вальмовой крыши.
- Сводчатая – для жилого строительства применяется редко, хотя и не является исключением.
Для прямоугольного дома с площадью от 60 до 100 м2 вариант с двумя скатами можно назвать наиболее подходящим – он прост в исполнении и недорог в осуществлении. Кроме того, там можно обустроить не только чердак, но и мансарду.
Этапы строительства двускатной крыши
Теперь давайте разберёмся, как построить двускатную систему крыши в частном доме. В этом процессе несколько этапов и каждый из них мы рассмотрим отдельно.
Расчёт стропильной системы с учётом действующих нагрузок
Вы можете не использовать формулы для расчёта, если не будете делать крыши в дальнейшем и просто скачать программу (http://srub-banya.by/programs/raschet_stropil.exe). Открыв скачанный файл, вы попадёте на страницу с меню – оно расположено в горизонтальной строке вверху.
Основные действующие нагрузки:
- Снеговой покров.
- Давление ветра.
Помимо основных нагрузок существуют ещё вторичные или «по умолчанию», это:
- Масса кровельного материала.
- Масса утеплителя (если он предусмотрен).
- Собственная масса стропильной системы.
Значения:
- S – величина нагрузки в кг/м2.
- µ — коэффициент соответствующий углу уклона ската.
- Sg — норматив снеговой нагрузки в кг/м2.
Уклон ската выражается в градусах и обозначается символом α (альфа). Чтобы определить значение α, нужно высоту H разделить на половину пролёта L. Ниже приведена таблица с результатами определения основных наклонов.
В тех случаях, когда:
- α≤30⁰, µ=1;
- α≥60⁰, µ=0;
- 30°<α<60°, µ = 0,033*(60-α).
Распределение снеговых нагрузок по России
На карте указаны восемь снеговых районов, а величина Sg для каждого исчисляется в кПа, переведенное на кг/м2:
- I — 0.8 кПа = 80 кг/м2;
- II — 1.2 кПа = 120 кг/м²;
- III — 1.8 кПа = 180 кг/м²;
- IV — 2.4 кПа = 240 кг/м²;
- V — 3.2 кПа = 320 кг/м²;
- VI — 4.0 кПа = 400 кг/м²;
- VII — 4.8 кПа = 480 кг/м²;
- VIII — 5.6 кПа = 560 кг/м².
Для карты, приведенной выше обязательно приложение 5 СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». А сейчас произведём пробный расчёт для Иваново (это IV район по карте), значение 240 кг/м².
Значит: H/L=2,5/3,5=0,714
Согласно таблице α=35⁰. Учитывая, что 30°<α<60°, вычисление µ делаем по формуле µ = 0,033·(60-α)=0,033*(50-35)=0,825. Следовательно, S=Sg*µ=240*0,825=198 кг/м², что и есть максимально возможной снеговой нагрузкой.
Ветровые нагрузки
У крутых крыш, где α > 30°, то скаты обладают большой парусностью. У пологих крыш, где α < 30° увеличена турбулентность.
Среднее значение ветровой нагрузки Wm на высоте Z над поверхностью грунта вычисляют по формуле Wm=Wo*K*C.
В этой формуле значение;
- Wo – ветровое давление;
- K – коэффициент изменения ветрового давления относительно высоты;
- C – коэффициент аэродинамики.
Ветровые нагрузки на территории бывшего СССР
Нормативы ветрового давления по районам
Значение коэффициента
Произведём условный расчёт. Аэродинамический коэффициент C может быть от -8, когда ветер подрывает кровлю до +0,8 при большой парусности (ветер давит на скат). Учитывая условность расчета, возьмём С=0,8.
В том же Ивановском районе берём дом, где h=6м (α=35⁰). Это район II, где Wo= 30 кг/м², коэффициент меньше 10, значит, K=1,0. Следовательно: Wm=Wo*K*C=30*1*0,8=24 кг/м².
Масса кровли
Масса кровли меняется в зависимости от материала
Масса всех составляющих
Условный расчёт для того же дома по цементно-песочной черепице составит:
А вот расчёт для самого лёгкого кровельного материала, металлочерепицы:
Рассчитываем стропильную систему
В данном случае будем руководствоваться ГОСТ 24454-80 по хвойным породам.
| Ширина сечения (по толщине доски), B | Высота сечения (по ширине доски), H | ||||||||
| 16 | 75 | 100 | 125 | 150 | — | — | — | — | — |
| 19 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | — | — | — | — |
| 22 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | — | — |
| 25 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 32 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 40 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 44 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 50 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 60 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 75 | 75 | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 100 | — | 100 | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 |
| 125 | — | — | 125 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | — |
| 150 | — | — | — | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | — |
| 175 | — | — | — | — | 175 | 200 | 225 | 250 | — |
| 200 | — | — | — | — | — | 200 | 225 | 250 | — |
| 250 | — | — | — | — | — | — | — | 250 | — |
Берём произвольную ширину сечения и определяем высоту:
H ≥ 8,6*Lmax*√(Qr/(B* Rизгиба)), где уклон α < 30°,
H ≥ 9,5*Lmax*√(Qr/(B*Rизгиба)), где Rизгиба е уклон α > 30°.
Значения:
- H — высота сечения, см;
- Lmax — стропильная нога максимальной длины, м;
- Qr — распределённая нагрузка на метр стропильной ноги, кг/мпогонный;
- B- ширина сечения, см.
Для хвойных пиломатериалов Rизгиба:
- I сорт – 140 кг/см²;
- II сорт – 130 кг/см²;
- III сорт – 85 кг/см².
Теперь проверим, уложится ли прогиб в норматив, который для всех материалов под нагрузкой не должен превышать значения L/200 (L – длина рабочего участка ноги). Показатель должен соответствовать неравенству: 3,125*Qr*(Lmax)³/(B·H³) ≤ 1.
Значение:
Рассчитываем на тот же дом в Иваново с учётом условий, где:
- уклон α=35⁰;
- шаг стропил А=0,8 м;
- рабочий участок ноги Lmax=2,8 м;
- сосновый брус 1-го сорта Rизгиба=140 кг/см2;
- цементно-песочная черепица 50 кг/м2.
В таблице выше мы подсчитали, что с такими материалами общая нагрузка Q=303 кг/м².
- вычисляем нагрузку на погонный метр ноги: Qr=A*Q= 0,8*303=242 кг/мпогонный.
- Возьмём толщину доски 5 см и рассчитаем сечение по высоте: значит: H ≥ 9,5*Lmax* √(Qr/B*Rизг), так как уклон α>30°. H≥9,5*2,8*√(242/5*140)=15,6 см. Руководствуясь таблицей доска с ближайшим сечением будет 5×17,5 см.
- Проверяем соблюдение неравенства: 3,125*Qr*(Lmax)³/B*H³≤1 или 3,125*242*(2,8)³*5*(17,5)³=0,61<1.
В результате мы получили сечение стропил для возведения крыши 50×175 мм с шагом 80 см.
Монтаж мауэрлата
Мауэрлат на кирпичной стене
Чтобы построить двухскатную крышу самостоятельно, вам никак не обойтись без мауэрлата, который является основой стропильной системы. Если речь идёт о жилом доме, то для него обычно используют брус сечением от 50×150 мм до 150×200 мм (чем толще стена, тем больше сечение бруса по ширине). Доска или брус монтируется на несущие стены и фиксируется анкерами. Если учесть, что мауэрлат будет выдерживать всю стропильную систему с сопутствующими нагрузками, то его монтаж напрямую повлияет на механическую прочность всей крыши. Ниже находится видеоролик, на котором показано, как устанавливают мауэрлат на стены блочного дома.
Видео: Установка мауэрлата
Сборка стропильной системы
Стропильные ноги проще собирать на земле
Такую конструкцию, как стропила (2 ноги плюс добавочные элементы) удобнее всего собирать на земле, как на фото вверху, а не на крыше, чтобы потом поднять блоками или просто верёвками, но это не является требованием. Выше вы могли узнать, как сделать расчёты такой системы с учётом всех нагрузок, следовательно, вы уже знаете, какое сечение досок вам понадобится, какая будет высота конька и размер шага. Вверху доски стыкуются «на ус», а коньковая балка устанавливается только после монтажа крайних стропил.
Система без свеса, где ноги фиксируют разным крепежом
У систем со свесом крепёж тоже разный
Вверху вы видите две схемы, где показаны стропильные системы без свеса и со свесом, но самое главное обратить внимание на способ крепления, а точнее, на сам крепёж. Это может быть стальной уголок (желательно усиленный), коротыши, стягивающие доски, гвозди, саморезы и скобы. Это очень важный момент, так как при турбулентности крышу может подорвать, а при боковой нагрузке опрокинуть, хотя результат в обоих случаях окажется одинаково плачевным. После установки боковых стропил фиксируют коньковую балку, проверяя уровнем по вертикали каждую ногу.
Смотрите видео, где объясняются некоторые нюансы монтажа, но не забывайте, что у каждого мастера могут быть свои методы, и если вы услышите или увидите несоответствия с вашими представлениями, то это вполне нормально.
Видео: Монтаж стропильной системы
Кровля
Монтаж керамической черепицы
Дальнейшие работы по устройству стропильной системы зависят от того, что предусмотрено в чердачном помещении и какой будет использоваться кровельный материал. Например, если вы хотите обустроить там мансарду, то вполне естественно, что без утепления и гидроизоляции вам не обойтись. Также определённую роль сыграет система отопления, вернее, наличие или отсутствие дымохода, а также вентиляции.
В зависимости от выбора кровельного материала делается обрешётка. То есть, она может быть прерывистой, как на верхней фотографии или сплошной, если вы решили сделать кровлю из битумной черепицы. Также для крыш иногда предусматривают установку греющего кабеля от обледенения, а монтировать его можно не только снаружи, но и изнутри, укладывая под кровлю.
Заключение
Вы, надеюсь, поняли, как сделать двухскатную крышу своими руками – самое главное, это правильные расчёты шага, сечения стропильных ног и уклона. Если же вас интересуют отдельные моменты, такие как крепления мауэрлата, стропил или кровельные работы, то это темы для отдельных статей, с которыми вы тоже сможете ознакомиться на нашем сайте.
При сооружении одноэтажных домов большой популярностью пользуется крыша с двумя скатами. Это объясняется скоростью возведения конструкции. По этому параметру с двускатной крышей может соревноваться только односкатная. В устройстве двухскатная стропильная крыша не слишком сложная. И вы с успехом освоите эту работу самостоятельно.
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
Двускатная крыша состоит из двух наклонных поверхностей, что имеют прямоугольную форму. Благодаря этому осадки, которые представлены дождевой и талой водой, стекают с кровли естественным образом. Двускатная крыша имеет достаточно сложную конструкцию. Она состоит из таких конструктивных узлов: мауэрлат, система стропил, кобылки, конек, свес крыши, лежень, подкосы, затяжки, обрешетка и стойки:
- Мауэрлат. Этот элемент выполняет функции передачи и распределения нагрузки, создаваемой системой стропил, на несущие стены дома. Для изготовления мауэрлата применяют брус, что имеет квадратное сечение - от 100 на 100 до 150 на 150 мм. Лучше использовать хвойную древесину. Брус размещают по периметру постройки и закрепляют к внешним стенам. Для крепления используют специальные стержни или анкера.
- Стропильная нога. Стропила формируют главный каркас любой крыши. В случае с двускатной крышей они формируют треугольник. Стропила отвечают за равномерную передачу нагрузок на мауэрлат. Прежде всего, тех, которые возникают от осадков, ветра и веса самой кровли. Для изготовления стропил используют доски, которые имеют сечение 100 на 150 или 50 на 150 мм. Выбирайте шаг стропил около 60-120 см, зависимо от разновидности кровельного материала. При использовании тяжелого покрытия стропильные ноги размещайте чаще.
- Конек. Этот элемент соединяет два ската вверху крыши. Конек образуется после соединения всех стропильных ног.
- Кобылки. Они выступают продолжением стропил и формируют свес двускатной крыши. Кобылки принято устанавливать, если стропильные ноги очень короткие и не позволяют образовать свес. Для изготовления этого конструктивного узла возьмите доску, которая имеет меньшее сечение, чем стропило. Использование кобылок облегчает возведение стропильной системы, так как позволяет использовать короткие стропила.
- Свес крыши. Эта часть конструкции стропильной системы двускатной крыши отвечает за отвод воды во время дождя от стен и при этом предотвращает их от намокания и быстрого разрушения. От стены свес, как правило, выступает на 400 мм.
- Лежень. Он располагается на внутренней стене и служит для равномерного распределения нагрузки от стоек крыши. Для изготовления лежня применяют брус, который имеет сечение 150 на 150 или 100 на 100 мм.
- Стойки. Эти вертикальные элементы отвечают за передачу нагрузки от конька на внутренние стены. Для создания этого элемента приготовьте брус, что имеет квадратное сечение 150 на 150 или 100 на 100 мм.
- Подкосы. Они нужны для передачи нагрузок от стропил к несущим стенам. Подкосы и затяжки формируют прочную конструкцию, которая называется ферма. Подобное устройство предназначается для выдерживания нагрузок при больших пролетах.
- Затяжка. Данный конструктивный узел вместе со стропилами образует треугольник. Он не позволяет стропилам разъехаться в разные стороны.
- Обрешетка. Эта конструкция состоит из досок и брусков. Их крепят перпендикулярно к стропилам. Обрешетка необходима для равномерного распределения на стропила веса покрытия крыши и нагрузок, создаваемых погодными явлениями. Кроме того, обрешетка требуется для скрепления между собой стропил. При обустройстве мягкой кровли для создания обрешетки следует использовать не доски и бруски, а влагостойкую фанеру.
Разновидности стропильной системы двускатной крыши
Различают двускатные стропильные системы с висячими и наслонными стропилами. В идеале конструкция содержит их комбинацию. Стропила висячего типа принято устанавливать, если внешние стены располагаются на расстоянии, что меньше 10 м. Также между ними больше не должно находиться стен, которые разделяют пространство жилого дома. Конструкция с висячими стропилами создает распирающее усилие, передаваемое на стены. Его получится снизить, если вы устроите затяжку из дерева или металла и расположите её у основания стропил.
Стропила и затяжка при этом формируют жесткую геометрическую фигуру - треугольник. Он не способен деформироваться при нагрузках, которые оказываются в любых направлениях. Затяжка будет прочнее и мощнее, если её расположить выше. Затяжками выступают балки перекрытия. Благодаря их применению висячая стропильная система двускатной крыши выступает основой при обустройстве мансардного этажа.
Наслонные стропила в своей конструкции имеют опорную балку, которая размещается посредине. Она отвечает за передачу веса всей крыши на промежуточную столбчатую опору или среднюю стену, располагающуюся между внешними стенами. Рекомендуется устанавливать наслонные стропила, если наружные стены размещаются на расстоянии более 10 м. Если присутствуют колонны вместо внутренних стен, вы можете чередовать стропила наслонного и висячего типа.
Двухскатная стропильная система своими руками
Крыша должна быть прочной для выдерживания различных нагрузок - атмосферные осадки, порывы ветра, вес человека и самого кровельного покрытия, но вместе с этим и легкой, чтобы не оказывать большого давления на стены дома. Правильно устроенная двускатная стропильная крыша равномерно распределяет нагрузку на все несущие стены.
Расчет двускатной крыши
Выбор наклона двускатной крыши будет зависеть от того материала, который вы выбрали для укладки на кровлю, и архитектурных требований:
- При возведении двускатной крыши помните, что она должна наклоняться под углом больше 5 градусов. Бывает, что наклон крыши доходит до 90°.
- Для районов с обильными осадками, и когда кровельное покрытие прилегает неплотно, делают крутые скаты. В этой ситуации угол должен составлять 35-40°, чтобы осадки не задерживались на кровле. Но такой угол не позволяет возводить на чердаке жилое помещение. Выходом станет ломаная конструкция крыши. Она будет иметь пологую верхнюю часть, а на нижней - присутствует резкий уклон.
- В регионах с сильными порывами ветра обустраивают пологие кровли. Если в местности преобладают постоянные ветра, то делайте уклон 15-20° для качественной защиты кровельного покрытия.
- Лучше всего выбрать средний вариант. Обустраивайте двускатную крышу не слишком крутой. Но также наклон должен быть и не очень пологим.
- При выборе большого угла крыши увеличивается её парусность, а соответственно и цена стропильной системы двускатной крыши и обрешетки. Ведь подобный наклон влечет возрастание площади кровли и соответственно количества необходимого материала - строительного и кровельного.
При покупке материалов для возведения двускатной крыши полезно рассчитать её площадь:
- Найдите площадь одного ската конструкции, а потом результат удвойте.
- В идеале скат - это наклоненный прямоугольник, который размещается вдоль длинной несущей стены. Для определения площади ската умножьте его длину на ширину.
- Длина ската равняется длине стены. Кроме того, к длине добавляется длина выступа кровли над фронтоном. Помните, что выступы присутствуют с обеих сторон.
- Ширина ската представляет из себя длину стропильной ноги. К ней добавляется длина выступа крыши над несущей стеной.
Чтобы правильно спроектировать конструкцию, рекомендуется провести точный расчет стропильной системы двухскатной крыши, в том числе определить нагрузки и характеристики стропил:
- При возведении крыши для стандартной постройки, которая имеет один этаж, проектная нагрузка на кровлю будет состоять из двух величин. Первая из них - вес кровли, вторая - нагрузка от внешних факторов: осадков и ветра.
- Вес кровли рассчитайте, сложив вес каждого слоя «пирога» - теплоизоляционного, пароизоляционного и гидроизоляционного материалов, стропильной системы, обрешетки и непосредственно кровельного материала. Рассчитывайте вес на 1 м2.
- Увеличьте результат на 10%. Также вы можете брать в учет поправочный коэффициент. В нашем случае К=1,1.
- Если вы планируете со временем менять конструкцию крыши и увеличивать угол её наклона, то заложите в расчет запас прочности. Берите сразу более высокие показатели нагрузок, чем те, которые вы получили на момент расчета. Рекомендуется отталкиваться от величины, которая составляет 50 кг на 1 м2.
- При расчете нагрузки, которую оказывают атмосферные явления, учитывайте климатические особенности местности, где располагается строение. При таком расчете берите во внимание показатель наклона ската. Если двухскатная крыша формирует угол 25 градусов, то примите снеговую нагрузку, равной 1.
- Если крыша обустроена при большем наклоне - до 60 градусов, поправочный коэффициент достигает 1,25. Нагрузка от снега для угла больше 60 градусов не учитывается.
- Стропила передают всю нагрузку от созданной конструкции на несущие стены. Поэтому соответственными нужно принимать и их параметры. Подбирайте сечение и длину ноги стропила, зависимо от действующей нагрузки на кровлю и угла ската. Полученные величины увеличьте на 50% для обеспечения высокого запаса прочности.
Способы установки мауэрлата
Строительство любой крыши начинается с монтажа мауэрлата:
- Если для возведения стен были использованы бревна или брус, то верхний брус и будет выступать мауэрлатом, как показано на фото стропильной системы двускатной крыши.
- Если вы использовали для строительства стен кирпич, то замуруйте в кладку стержни из металла. Они должны иметь нарезанную резьбу для прикрепления мауэрлата. Устанавливайте стержни через каждые 1-1,5 м. Выбирайте стержни диаметром хотя бы 10 мм. Между кладкой и мауэрлатом проложите гидроизоляцию.
- Для стен из керамических или пенобетонных блоков залейте сверху бетон. Обязательно следует сделать слой армированным. Он должен иметь высоту приблизительно 200-300 мм. К арматуре обязательно прикрепите металлические стержни, которые имеют резьбу.
- Для мауэрлата используйте брус, который имеет сечение 15 на 15 см. Он будет выступать своеобразным фундаментом для стропильной системы.
- Уложите мауэрлат на верхний обрез стены. Зависимо от её конструкции, мауэрлат можно укладывать по наружному и внутреннему краю. Не размещайте его близко на самом крае, так как в противном случае его может сорвать ветер.
- Мауэрлат рекомендуется располагать сверху на слой гидроизоляции. Чтобы соединить все части в одно целое, применяйте болты и металлические накладки.
- Во избежание провисания сделайте решетку из стоек, подкосов и ригеля. Для этого возьмите доски размером 25х150 мм. Угол между подкосом и ногой стропила по возможности должен быть прямым.
- В случае использования слишком длинной стропильной ноги установите еще одну опору. Она должна опираться на лежни. Каждый элемент связывается с двумя соседними. В результате создается устойчивая конструкция по всему периметру крыши.
Крепление стропильных ног
Самый лучший вариант стропильной системы двухскатной крыши - комбинация стропил наклонного и висячего типа. Такая конструкция позволяет создать надежную двускатную крышу и снизить расходы на строительные материалы. Учитывайте при работе такие рекомендации:
- В качестве материала используйте только самую качественную древесину. Балки, которые имеют трещины и сучки, использовать категорически нельзя.
- Стропила имеют стандартные размеры - 50х150х6000 мм. Когда балки имеют длину больше 6 м, то рекомендуется увеличивать ширину доски, чтобы балки под собственным весом не надломились. Берите доски шириной180 мм.
- Сначала изготовьте шаблон стропильной ноги. Приложите доску к балке перекрытия и торцу конькового бруса. Очертив две линии, отпилите по ним доску. Шаблон готов.
- Вырежьте стропила по такому шаблону. После этого проделайте на них верхний запил.
- Возьмите полученную заготовку, поднесите её к балке перекрытия, чтобы разметить на месте нижний запил.
- Установите все стропила. При этом запомните, что после установки одной ноги необходимо сразу устанавливать ей противоположную. Так вы быстрее снимете боковые нагрузки на коньковый брус.
- Если скат имеет слишком длинный, то стандартных досок не хватит для изготовления стропильной ноги. В таком случае можно срастить две доски между собой. Для этого нашейте на них обрезок древесины аналогичного сечения. Он должен иметь длину 1,5 - 2 метра. Согласно схеме стропильной системы двускатной крыши, стык всегда должен находиться внизу. Под него установите дополнительную стойку.
- Стропильную ногу к коньковому брусу прикрепите с помощью гвоздей. Для крепления стропил к балке перекрытия применяйте саморезы. Также подойдут крепёжные пластины из металла. Кроме того, добавляют несколько гвоздей.
- Если вы строите конструкцию исключительно из висячих стропил, то пропустите следующую стадию. При возведении конструкции с наслонными стропилами необходимо подумать об опорах, которые устанавливаются пол них. Для снижения величины прогиба стропил правильно рассчитайте расположение подобных опор.
- Если вы строите двускатную мансардную крышу, промежуточные стойки станут каркасом для боковых стен.
- При выполнении этой работы выдерживайте определенный шаг балок. Его размер установите на стадии проектирования.
- После монтажа стропил прикрепите конек. Он размещается по их верхнему краю. Для крепления используют металлические уголки или скобы. А самой большой популярностью пользуются болты.
Придание конструкции жесткости
После установки стропильной системы двускатной крыши укрепите её по представленной ниже технологии:
- Для небольших строений, которыми являются сауны, дачи, хозяйственные строения, и крыш с простейшими висячей системой стропил соедините каждую пару стропил снизу с помощи затяжки, а сверху - с использованием ригеля.
- Для больших зданий, которые вместе с этим являются легкими, обустройте не тяжелую крышу. Её должны выдерживать стены.
- Если дом имеет ширину 6-8 м, то следует ужесточить конструкцию. Установите посередине опоры. Такие стойки называют бабками. Располагайте их у каждой пары стропильных ног.
- Если пролет стен достигает 10 метров, то понадобятся укрепительные балки. Подкосы выступают в качестве дополнительной опоры для стропильных ног на затяжку. Их крепят к каждому стропилу - ближе к коньку или в средине стропильной ноги. Скрепите их с нижним концом бабки и друг с другом, как показано на видео о стропильной системе двускатной крыши.
- В ситуации с длинными крышами следует разгрузить фронтонные балки. Делается это путем монтажа раскосов. Верхний конец должен упираться в угол фронтона. Нижний крепится на центральной балке перекрытия. Для крепежа используйте брус, который имеет большое сечение. Так вы сможете предотвратить их излом, если наблюдаются сильные порывы ветра.
- В местности, где преобладают ветра, стропилам должны быть устойчивыми к таким воздействиям. Укрепите их путем монтажа диагональных связей. Доски прибиваются от низа одного стропила к середине следующей.
- Для большей жесткости при создании самых ответственных креплений лучше не использовать гвозди. Применяйте для этого накладки и металлические способы крепежа. Гвозди не смогут обеспечить качественное крепление, так как древесина способна спустя некоторое время рассыхаться.
Обрешетка стропильной системы
Завершающий этап устройства стропильной системы двухскатной крыши - создание обрешетки. Именно на неё вы будете укладывать кровельное покрытие. Работы проводите в такой последовательности:
- Отберите для обрешетки сухой брус. На нем не должно быть трещин и сучков. Прибивайте брусья снизу. Возле конька прикрепите две доски так, чтобы не возникало зазоров. Обрешетка должна выдерживать тяжесть верхнего кровельного материала и не прогибаться под весом рабочих.
- Если вы будете обустраивать мягкую кровлю, сделайте два слоя обшивки. Один - разреженный, второй - сплошной. То же самое касается и рулонной кровли. Для начала параллельно коньковому брусу расположите доски, которые имеют толщину 25 мм и ширину не больше 140 мм. Допускается небольшой зазор - не больше 1 см. Сверху уложите сплошной слой. Для этого лучше применять кровельную фанеру, рейки или доски небольшой толщины. После этого проконтролируйте, чтобы на обрешетке не осталось погрешностей - неровностей и сучков. Также проверьте, чтобы не торчали шляпки гвоздей.
- Под металлочерепицу уложите один слой бруса. Он должен иметь сечение 50 на 60 мм. Аналогичным образом поступите при использовании шифера или кровельных листов стали. Выдерживайте между брусом шаг, зависимо от выбранного вами кровельного покрытия - от 10 до 50 см. Забивайте гвозди ближе к краям доски, а не в средину. Шляпки вбивайте вглубь. Так они впоследствии не смогут повредить кровлю. Если вы делаете обрешетку под металлочерепицу, то запомните, что соединение бруса на одном уровне должно попадать на стропило.
Когда вы произвели установку и усиление стропильной системы двускатной крыши, можно заняться монтажом кровельного пирога. Разместите между стропилами теплоизоляционный материал, слой пароизоляции и гидроизоляции. При использовании утеплителя в плитах, заранее рассчитайте шаг стропил под его укладку. На завершающем этапе проведите крепление кровельного материала.
Вариаций исполнения стропильной конструкции двухскатной крыши масса. Ее вид будет во многом зависеть от того, каким будет чердачное помещение отапливаемым или холодным, от наличия несущих перегородок, выбора кровельного материала и, конечно же, от вкусовых пристрастий застройщика. Несмотря на многообразие устройства крыши (стропильной системы и кровельного пирога) основные правила монтажа остаются неизменными.
Основные стадии монтажа двухскатной крыши
Проекты двухскатных крыш
Прежде чем начать монтаж крыши необходимо прочертить внешние формы будущего каркаса, обозначая его конфигурацию и высоту, чтобы в общей сложности двухскатная крыша смотрелась пропорционально по отношению к общему строению, одним словом- чётко представить устройство стропил двухскатной крыши. Это можно сделать любым удобным для вас способом, главное при этом сохранить масштаб для реального видения перспектив. Из опыта можно сказать, что оптимальной высотой крыши считается 1/3 часть от значения длины дома. Тут же воплощаем свои идеи относительно прямой или ломаный скат, разветвление в основных линиях (рис.1), жилое или не жилое чердачное пространство и типом самой крыши, она может быть висячей и наслонной. Последний вариант чаще применяется при возведении двускатных кровель, поскольку он более практичен и экономичен по расходу пиломатериалов.
После того, как определились с внешним обликом и функциональным назначением конструкции, необходимо начертить схему стропильной системы и сделать ее раскладку в проекции. Это нужно для того, чтобы рассчитать необходимое количество материала для возведения крыши.
От того насколько полноценными и рациональными будут выполнены расчеты во многом зависеть расходная статья общего бюджета на монтаж крыши. К примеру, если вы заранее знаете, что вам потребуется N количество погонных метров бруса, то при раскрое нужно учесть стандартную длину пиломатериала и размер стропильной ноги. Как правило, длинные элементы конструкции приходится делать стыковочными, поэтому без грамотного раскроя можно получить завышенный процент отходов.
Несмотря на то, что двускатные крыши считаются самыми удобными и экономичными по отношению укладки кровельного покрытия, не лишним будет просчитать и количество листового или штучного материала. Поскольку в монтаже каждого из них существуют свои особенности, необходимость нахлеста, количество гребней или волн, технические признаки (односторонняя капиллярная канавка) и т.д, при расчете общей площади поверхности необходимо учесть все эти тонкости.
Высота волны шифера и толщина листа, так же имеют значение, если шифер выбран в качестве кровельного материала.
По с ГОСТ 30340-95 шифер 8 волновой и 7 волновой выпускаются со следующими параметрами: высота волны h – 40 мм, шаг волны (расстояние между соседними гребнями) – 150 мм, и толщина листа – 5,2 или 5,8 мм.
Пример расчетов расходных материалов
В идеальном варианте, когда монтаж двухскатной крыши производится по проекту, делается выборка всех элементов конструкции с обозначением длины и количества каждой позиции. Применив систему рационального раскроя, суммируют объемы по:
- Пиломатериалам (м.п.)
- Утеплителю (м2)
- Пароизоляционной мембране (м2)
- Кровельное покрытие (количество в шт, м2)
Для наглядности расчетов примем за основу дом с конкретными размерами
- Шириной (а) – 5 м
- Длиной (в) – 8 м
- Угол при вершине () – 1200
- Угол ската (А, С) – 300
Начинаем с расчета высоты крыши, она вычисляется следующим образом
h = ½ х а/ tg /2 = 0,5 х 5/ 1,73 = 1,44 мм
длина стропилы (АВ) согласно теореме прямоугольного треугольника, будет равна произведению ½ ширины дома деленное
на синус ½ угла при вершине
L(АВ) = 1/2 х а / sin /2 = 1/2 х 5 / 0,87 + 0,5 =2,87 м
К полученной длине не забываем прибавить длину карнизного свеса, он определяется в диапазоне 0,5 ÷0,8 м. Поэтому итоговый размер стропильной ноги будет равен 2,87 + 0,5 ÷ 0,8 = 3,37 ÷ 3,87 м (остановимся на варианте 3,5м)
S поверх. крыши = а х L(АВ) х 2 = 5 х 3,5 х 2 = 35 м2
Это не итоговая цифра количества кровельного материала, который понадобится для покрытия крыши. К нему нужно будет добавить процент отхода исходя из раскроя по конфигурации крыши. Для каждого варианта он будет индивидуальным, поэтому конечный результат будет известен после конкретных расчетов.
Пиломатериал для обрешетки вычисляется тоже несложно. Шаг между обрешетинами (m) принимаем 300 мм. Общее количество
М = L(АВ) / m х в = 3,5 / 0,3 х 8 х2 = 187 п.м.
Доска для стропил вычисляем аналогичным образом. Задается шаг между стропилами, он может варьироваться от 600 до 1000 мм, учитывается сечение доски, вес кровельного пирога, не последнюю роль играет кратность, которую диктуют ширина теплоизоляционных матов и размер листов влагостойкой фанеры или плит ОСП при исполнении сплошной обрешетки.
Все остальные элементы рассчитываются по приведенной схеме.
Набор инструментов для возведения крыши
После того когда полностью определились с конструкций стропильной системы и кровельного пирога, можно скорректировать классический перечень инструментов, который понадобится вам для возведения крыши. Очень удобно для работы наверху иметь ремень для инструментов, так они всегда будут в одном месте и под рукой. В его комплект должны входить:
- Рулетка
- Карандаш или маркер
- Шнурка (отбивка)
- Молоток
- Ножницы для кровельного материала
- Шпатель
- Нож кровельный
- Строительный скотч
- Ножовка
- Шуруповерт с насадкой для саморезов
В некоторых случаях могут понадобиться клеящие составы на основе мастики и монтажная пена.
Некоторые приспособления во многом упрощают процесс монтажа, это шаблоны и рейки с разметкой.
Кровельные мелочи
Так же стоит обратить внимание на так называемые кровельные мелочи, на которые застройщик зачастую не обращает внимание, а ведь они так же влияют на функциональность и долговечность кровельной системы. Использование не качественных саморезов (без клейма производителя и с толщиной ЭПДМ-прокладок менее 2 мм), приводит к подтекам кровли. Не прочное лакокрасочное покрытие на фурнитуре со временем может нарушиться и испортить внешний вид кровли. Еще один элемент, который важен при устройстве крыши, это снегозадержатели, их отсутствие повышает риск лавинного схода снега с крыши. В свою очередь это может повлечь за собой повреждение водосточной системы, постройки или автомобили, находящиеся под кровлей. Следующей проблемой, которая волнует застройщиков, это проблема конденсата, связана она с недостаточностью вентиляции подкровельного пространства. Для улучшения воздухообмена, в поверхности крыши необходимо предусмотреть установку элементов выхода вентиляции, они позволяют вентилировать подкровельное пространство более интенсивно, соответственно избежать проблему конденсата.
Пунктом в расходной статье забывают прописывать и антисептические составы, без которых невозможно представить современное строительство из дерева.
Стропильная система двухскатной крыши. Монтаж и его особенности.
Начало монтажа начинают с установки опорного бруса – мауэрлата. Его устанавливают на несущие стены и крепят с помощью заранее встроенных анкерных болтов или металлических шпилек. От того насколько ровно будет смонтирован мауэрлат, зависит точность установки всей стропильной конструкции. Его прямолинейность
проверяется с помощью уровня, при необходимости выравнивание производится с помощью подкладок или стесывания выступающих частей. Плоскостность опорного бруса позволить применить один шаблон для изготовления всех стольных ног на земле, а не заниматься подгонкой каждой по месту. Узел опирания стропил на мауэрлат рекомендуется выполнять одним из способов указанных на рисунке 3.
Выполнять запил на мауэрлате или на коньковом прогоне крайне не желателен, это может снизить несущую способность опорных элементов.
Если проектом предусмотрен коньковый прогон, а это более надежный вариант, следующий шаг установка балки в верхней точке фронтонов. Узлы крепления А и Б на рис.1 производятся по схемам показанным на рисунке 4
Коньковый прогон изготавливают из доски 50х200-250 мм, концы балки обрабатывают антисептирующим составом и обертывают гидроизолирующим материалом, торцевую часть оставляют открытой для доступа воздуха. Сборка стропильной конструкции с коньковым прогоном намного проще, чем без него. Дело в том, что наличие продольного бруса позволяет устанавливать пару стропил по отдельности, что экономит время и трудозатраты.
Устройство кровельного пирога
По завершению работ по монтажу стропильной системы, переходят укладке пароизолирующего слоя. Рулонный материал раскатывают параллельно коньковому прогону и крепят с внутренней стороны крыши к стропилам. Стыковые соединения производятся внахлест и герметизируются скотчем.
Сверху межстропильное пространство заполняют утеплителем. Для обеспечения защиты теплоизоляции от увлажнения вследствие возможных протечек кровли или конденсата образующего на внутренней поверхности кровельного покрытия устанавливают подкровельную гидроизоляцию. Ее прибивают с наружной стороны стропил гвоздями или скобами и крепят брусками контр рейки.
Далее устанавливают обрешетку, ее конструкция выбирается в зависимости кровельного материала. С помощью контр рейки и обрешетки создается вентилируемый зазор, это обеспечивает воздушно сухое состояние всех материалов крыши.
Укладка кровельного покрытия является заключительным этапом в устройстве крыши. Его наносят согласно инструкций от производителя. В конце основных работ, приступают к сборке и установке водоотводящих систем, вентиляции, снегозадержателей и лестниц для технического обслуживания кровли.