Стропильная система - мощный каркас кровли для удерживания кровельного покрытия и других элементов.
Насколько правильно устроен кровельный каркас зависит прочность крыши в целом.
Иначе может ухудшится ее функциональность, способность защищать здание от внешних воздействий и обеспечивать тепло в доме.
Поэтому нужно правильно подойти к выбору стропильных систем и верно составить план стропил .
А как произвести расчет стропильной системы вы можете прочитаете .
В зависимости от назначения помещения, размеров двухскатной крыши, устройство стропильной системы классифицируются следующим образом: висячая система и наслонная.
Висячая система
Висячая стропильная система двухскатной крыши имеет опору только на несущие внешние стены здания.
В зависимости от ширины пролета, проекта крыши устройство висячих систем имеет особенности.
Для небольших домов
Висячую конструкцию целесообразно возводить для строений, где расстояние от одной стены до противоположной не превышает 6 метров. Каркас имеет вид треугольника.
Чтобы усилить несущую способность граней каркасного треугольника, используют несколько методов:
- Основания стропильных ног в вершине закрепляют накладками;
- Используют на боковые части бруски большего сечения;
- Закрепляют бруски, производя их врубку в коньковый элемент;
- Наращивают скаты для оборудования навеса путем вырубки в наращенных досках проем для каркасного бруса так, чтобы они сводились за линией, проходящей от края внутренней стены к наклону стропила.
Используя данные методы, можно распределить нагрузку по всей конструкции.
Усиление каркасного треугольника
Для мансардных крыш
При обустройстве каркаса под следует обратить внимание на некоторые моменты:
- Обязательный монтаж мауэрлата, на который каркасный брус устанавливается путем врубки;
- Установка ригеля - основания для потолочного навеса этажа. Самый эффективный вариант крепления - врубка ригеля в стропило полускворднем;
- Длина доски скоса должна быть длиннее линии стены;
- Сечение каркасных брусков должно быть максимальным;
- Затяжку следует закрепить подвеской. При длинной затяжке требуется ее укрепление в центре с помощью прибитых досок сверху и снизу.
ОСТОРОЖНО!
Особое внимание следует уделить креплению элементов, так как мансарда испытывает нагрузки снаружи и внутри.
Кроме того, стропильная система двухскатной крыши с мансардой оборудуется утеплителями, что увеличивает нагрузку.
Стропильный каркас для мансардных крыш
Для больших домов
При пролете больше 6,5 метров для монтажа висячей системы требуется установить больше закрепительных элементов, чтобы не допустить провиса затяжки, который вызывает ее собственный вес.
Моменты, которые необходимо учесть:
- Затяжку целесообразно изготовить из двух брусьев путем врубки, закрепить металлическими пластинами;
- В центральной части каркаса следует установить бабку;
- Для уверенного распределения тяжести к бабке и стропильным доскам лучше крепить подкосы, а также другие удерживающие элементы.
При установке системы подвесного типа иногда может обойтись без монтажа мауэрлата и ограничиться установкой на пленку досок. Кроме того, висячая система отличается отсутствием сложных узлов, что облегчает работы по обустройству кровельного каркаса.
Висячая система
Наслонная система
Отличие конструкции наслонного типа от висячей в том, что конструкция имеет дополнительные точки опоры внутри помещения. Обязательным условием установки наслонной системы является монтаж мауэрлата.
Проект системы предусматривает монтаж как распорного, так безраспорного каркаса.
Безраспорный каркас
Безраспорный каркас следует устанавливать в домах, имеющих бревенчатые стены. При монтаже стропил, их основания должны крепиться к мауэрлату.
Варианты крепления основания системы к мауэрлату:
- Путем скашивания подошвы стропильной ноги таким образом, чтобы площадь ее с мауэрлатом была одинаковой, а выруб не превышал 0,25 см высоты балки. При этом стропила, не соединяясь между собой, крепятся к коньковому элементу с двух сторон;
- Путем соединения одним гвоздем стропильных брусьев у конька - вверху, и шарнирного соединения гибкой металлической пластиной к мауэрлату - внизу.
При креплении стропильных ног без соединения их в коньковой части следует особое внимание уделить точности расчетов.
Даже при незначительных расхождениях в схеме , на стены здания будет действовать распорное давление, которое может привести к разрушению стен.
Безраспорный каркас
Со схватками
Для усиления конструкции и придания ей устойчивости, к стойкам конструкции монтируют схватки. Следует использовать брус того же сечения, как и для стропил. Для увеличения прочности схватки прибивают с обоих сторон бруса.
Такой же вариант крепления эффективен при прочной фиксации конькового элемента, что препятствует смещению кровли в горизонтальном направлении.
Каркас со схватками
С подкосами
Подкосы усиливают несущую способность деревянного каркаса и обеспечивают прочность стропильной доски.
Важное требование при установке подкоса - правильно вымеренный угол среза, который дает возможность плотно прилегать подкосу к соединяемым элементам.
ВНИМАНИЕ!
Если при наслонной системе опорная часть находится по центру основания каркаса, то подкос крепится под углом 45° к горизонтальной линии, если опора находится ближе к одной из несущих стен, то угол крепления может быть другим: от 45° до 53°.
Каркас с подкосами целесообразно возводить в местах, где есть вероятность посадки фундамента, или в деревянных постройках, где допустима небольшая усадка стен.
Каркас с подкосами
С двумя опорами внутри помещения
Когда имеются две опоры в виде внутренних стен, то при обустройстве стропильных ног под них подкладывают балки. Если балки не установлены, то к основанию стропил прибивают стойку, опирающуюся на внутреннюю опору.
Подстропильные балки устанавливаются на несущих опорах. На опорах внутри помещения устанавливают лежни, на которые падает нагрузка от подстропильных балок со стоек. Стропилы подрезают таким образом, чтобы они плотно прилегали друг к другу, и закрепляют.
При такой конструкции коньковый прогон не устанавливают.
Для обеспечения безраспорности конструкции крепят затяжки.
Стабильность конструкции обеспечивается с помощью стоек, которые установлены горизонтально от внутреннего основания к стропильной ноге, и расшивок, — деревянных балок, которые соединяют основания стоек наискосок.
Если конструкция распорная, то над прогоном крепится балка, соединяющая каркасные ноги, — ригель.
Наслонная система
Виды стропильных систем
Устройство стропил для мансардной крыши
Перед монтажом стропильной системы под мансарду, необходимо правильно рассчитать нагрузку кровли и учесть другие факторы, которые могут повлиять на ее функциональность. Все деревянные элементы необходимо обработать антисептиками.
Монтаж стропильной системы выполняется поэтапно:
- Устанавливают мауэрлат на гидроизоляционный слой. Крепят доску к стенам скобами или гвоздями и привязывают металлической проволокой к заранее подготовленным в стене крюкам;
- Выпиливаются элементы каркаса;
- Изготавливается основной прямоугольник из затяжки и стоек;
- Монтируются два средних прогона, к которым крепят нижние стропильные брусья;
- Конструкцию можно поднять на крышу, где уже установить верхние стропила, соединив их у верхнего основания, закрепив коньковую балку и боковой прогон;
- Усиливают конструкцию необходимыми элементами: затяжками, стойками, подкосами, дополнительными упорами.
После установки каркаса на него укладывают пароизоляционную пленку, устанавливают , элементы и покрывной материал.
Устройство мансардной крыши
Устройство стропил для чердачного помещения
Чердак двухскатной крыши имеет самую простую висячую систему.
Для чердачного перекрытия целесообразно изготовить готовые фермы на земле, а затем их поднять на крышу, предварительно установив мауэрлат.
Фермы состоят из стропильных ног, прочно закрепленных затяжкой у нижнего основания. Можно дополнительно использовать подкосы или бабки.
Большое значение имеет закрепление затяжек на стропилах. Рекомендуется устанавливать затяжки так, чтобы их брусья располагались за линией стены на полметра, тогда отпадет необходимость дополнительно устанавливать свес.
Как изготовить стропила самостоятельно вы можете прочитать .
Фермы закрепляют с помощью верхних и нижних прогонов.
Стропильная система для чердачного помещения
Стропильная система двухскатной крыши: элементы
При обустройстве каркаса двухскатной крыши используют элементы:
- Мауэрлат. Элемент, который крепится к несущей стене. К нему монтируется вся конструкция стропильного каркаса;
- Прогон. Брус, соединяющий стропильные ноги по бокам и в коньковом элементе;
- Затяжка. Балка, прикрепленная к стропильным ногам, препятствующая их расхождению;
- Бабка. Брус, расположенный вертикально и закрепленный у конька и затяжки;
- Подкос. Планка, соединяющая под наклоном лежень и стропило;
- Стойка. Вертикально упирается в лежень и стропило;
- . Балка соединения верхних оснований стропил;
- Кобылка. Наращиваемая часть стропила для свеса;
- Свес. Дополнительная конструкция, служит для защиты от дождя наружной стены;
- Обрешетка. Решетка, установленная на стропильный каркас для прикрепления покрывного слоя.
Совокупность нескольких элементов (стропил, стоек, раскосов) в одной плоскости называется фермой.
Стропильная система двухскатной крыши, чертежи и фото ниже:
Чертеж элементов стропильной системы
Узлы стропильной системы двухскатной крыши
Надежное закрепление узлов конструкции обеспечивает прочность и выносливость конструкции, способствует увеличению ее срока службы.
Прочность основания двухскатной крыши зависит не только от правильного крепления.
Так же она состоит из правильного расчета всех элементов каркаса, от выверенного определения типа конструкции на этапе проекта.
Стропила для двухскатной крыши соединяются с разными элементами конструкции.
Основные узлы конструкции:
- С балкой: крепят либо шипованным зубом, либо зубом с упором. Дополнительно используют уголки. К балке монтируют, вырезая упор для шипа в балке с гнездом. Одинарный зуб крепят с шипом и упором. Если делают врубку, то расстояние от края бруска должно быть 0,2 — 0,4 м;
- С мауэрлатом: при жестком креплении используют уголки или делают запил, который закрепляется гвоздями или скобами, при шарнирном - двигающийся металлический крепеж, при запиле - гвоздь или скоба;
- С коньком: обрезав край под углом крепят встык с помощью гвоздей, закрепив скобой или накладной доской. Внахлест доски скрепляют болтом или шпильками.
В зависимости от пролета элементы крепят:
- Бабкой. Верх - скобами и хомутом, низ - хомутом;
- Подкосом.
Верх крепят к стропило, низ - к бабке;
Монтаж крыши – это сложный многоэтапный процесс. Чтобы самостоятельно собрать и установить стропильную систему, необходимо тщательно изучить способы соединения элементов, просчитать длину стропил и угол уклона, подобрать соответствующие материалы. Если нет нужного опыта, браться за сложные конструкции не стоит. Оптимальный вариант для жилого дома небольших размеров – крыша двухскатная своими руками.
Стандартная крыша такого типа состоит из следующих элементов:
Мауэрлатом называется брус, уложенный сверху на стены вдоль периметра постройки. Он закрепляется с помощью замурованных в стену стальных стержней с резьбой или анкерными болтами. Брус должен быть изготовлен из хвойной древесины и иметь квадратное сечение 100х100 мм либо 150х150 мм. Мауэрлат принимает на себя нагрузку от стропил и передает ее наружным стенам.
Стропильные ноги — это длинные доски сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Они крепятся между собой под углом и придают крыше треугольную форму. Конструкция их двух стропильных ног называется фермой. Количество ферм зависит от длины дома и вида кровельного покрытия. Минимальное расстояние между ними равняется 60 см, максимальное – 120 см. При расчете шага стропильных ног следует учитывать не только вес покрытия, но и ветровую нагрузку, а также количество снега в зимний период.
Расположен в наивысшей точке крыши и чаще всего представляет собой продольный брус, соединяющий между собой оба ската. Снизу брус поддерживают вертикальные стойки, а по бокам крепятся концы стропил. Иногда конек состоит из двух досок, которые прибивают к верхней части стропил с обеих сторон и соединяют под определенным углом.
Стойки – вертикальные брусья сечением 100х100 мм, расположенные внутри каждой фермы и служащие для передачи нагрузки от прогона конька на несущие стены внутри дома.
Подкосы делают из обрезков бруса и устанавливают под углом между стойками и стропилами. Подкосами укрепляются боковые грани фермы, повышается несущая способность конструкции.
Затяжка – балка, соединяющая нижние части стропил, основание треугольника фермы. Вместе с подкосами такая балка служит для упрочнения фермы, повышает ее устойчивость к нагрузкам.
Лежнем называется длинный брус сечением 100х100 мм, уложенный вдоль центральной несущей стены, на который опираются вертикальные стойки. Лежень используют при монтаже наслонных стропил, когда прогон между наружными стенами составляет больше 10 м.
Обрешетка представляет собой набитые на стропила доски или брус. Обрешетка бывает сплошной и с зазорами, в зависимости от вида кровли. Крепится она всегда перпендикулярно направлению стропил, чаще всего по горизонтали.
Если между наружными стенами не больше 10 м и посередине нет несущей стены, устраивают висячую стропильную систему. При такой системе верхние концы смежных стропил запиливают под углом и соединяют между собой при помощи гвоздей, исключая монтаж стоек и конькового бруса. Нижние концы стропильных ног опираются на внешние стены. Благодаря отсутствию стоек, чердачное пространство можно использовать для обустройства мансарды. Очень часто функцию затяжек выполняют балки перекрытия. Для упрочнения конструкции рекомендуется устанавливать верхнюю затяжку на расстоянии 50 см от конька.
При наличии центральной опорной стены более оправдано обустройство наслонной стропильной системы . На стену укладывают лежень, на него крепят опорные стойки, а к стойкам прибивают коньковый брус. Этот способ монтажа довольно экономичен и более прост в исполнении. Если потолки во внутренних помещениях проектируются на разных уровнях, стойки заменяют кирпичной стеной, разделяющей чердак на две половины.
Процесс монтажа крыши включает несколько этапов: крепление мауэрлата к стенам, сборку стропильных ферм, установку стропил на перекрытия, устройство конька, крепление обрешетки. Все деревянные элементы перед началом сборки тщательно обрабатывают любым антисептическим составом и просушивают на воздухе.
Для работы понадобится:
- брус 100х10 мм и 150х150 мм;
- доски 50х150 мм;
- доски толщиной 30 мм для обрешетки;
- рубероид;
- металлические шпильки;
- электролобзик и ножовка;
- молоток;
- гвозди и саморезы;
- угольник и строительный уровень.
В деревянных домах функции мауэрлата выполняют бревна последнего ряда, что существенно упрощает рабочий процесс. Для установки стропил достаточно вырезать на внутренней стороне бревен пазы соответствующего размера.
В кирпичных домах или зданиях из блоков монтаж мауэрлата происходит следующим образом:
Брусья мауэрлата должны образовывать правильный прямоугольник и находиться в одной горизонтальной плоскости. Это облегчит дальнейший монтаж крыши и обеспечит конструкции необходимую устойчивость. В завершение на брусьях делают разметку под стропила и вырезают пазы по толщине бруса.
При выборе висячей стропильной системы необходимо собрать фермы на земле, а затем установить над перекрытиями. Сначала нужно составить чертеж и высчитать длину стропильных ног и угол их соединения. Обычно угол наклона крыши составляет 35-40 градусов, но на открытых, сильно продуваемых участках его уменьшают до 15-20 градусов. Чтобы узнать, под каким углом соединять стропила, следует угол наклона крыши умножить на 2.
Зная длину прогона между внешними стенами и угол соединения стропил, можно высчитать длину стропильных ног. Чаще всего она равняется 4-6 м с учетом карнизного свеса шириной 50-60 см.
Верхние концы стропил можно скрепить несколькими способами : внахлест, встык и «в лапу», то есть, с вырезом пазов. Для фиксации используют металлические накладки или болты. Далее монтируют нижние и верхние затяжки, а затем готовые фермы поднимают наверх и устанавливают над перекрытиями.
Первыми крепятся крайние фермы: с помощью отвеса стропила выставляют по вертикали, регулируют длину свеса и прикрепляют к мауэрлату болтами или стальными накладками. Чтобы в процессе монтажа ферма не сдвинулась, ее укрепляют временными укосинами из бруса. После установки крайних стропил выставляют остальные, соблюдая между ними одинаковое расстояние. Когда все фермы закреплены, берут доску сечением 50х150 мм, длина которой на 20-30 см больше длины карниза, и прибивают ее по верхнему краю ската. То же самое делают с другой стороны крыши.
Первый вариант: на стропильной ноге в месте прилегания к мауэрлату вырезают прямоугольный паз на 1/3 ширины бруса. Отступив от верха коробки 15 см, в стену вбивают стальной костыль. Стропило выставляют по уровню, совмещают пазы, затем накидывают сверху хомут из проволоки и притягивают брус вплотную к стене. Концы проволоки надежно закрепляют на костыле. Нижние края стропил аккуратно срезают дисковой пилой, оставляя свес 50 см.
Второй вариант: верхние ряды стен выкладывают со ступенчатым карнизом из кирпичей, а мауэрлат располагают вровень с внутренней поверхностью стены и вырезают в нем паз под стропило. Край стропильной ноги обрезают по уровню верхнего угла карниза. Этот способ проще остальных, но свес получается слишком узким.
Третий вариант: балки потолочных перекрытий выпускаются за край наружной стены на 40-50 см, а стропильные фермы устанавливают на балки. Концы стропильных ног обрезают под углом и упирают в балки, фиксируя металлическими накладками и болтами. Этот способ позволяет немного увеличить ширину чердачного помещения.
Устройство наслонных стропил
1 показана врубка подкосов стропил в лежень, уложенный по промежуточным опорам, и на фиг. 2 — опирание стропильной ноги на мауэрлат
Порядок работ при монтаже наслонной стропильной системы:
Когда основные элементы закреплены, поверхность стропил обрабатывают антипиренами. Теперь можно приступать к изготовлению обрешетки.
Для обрешетки подходит брус 50х50 мм, а также доски толщиной 3-4 см и шириной от 12 см. Под обрешетку обычно укладывают гидроизоляционны й материал, чтобы защитить стропильную систему от намокания. Гидроизоляционну ю пленку настилают горизонтальными полосами от карниза до конька крыши. Материал стелется с напуском 10-15 см, после чего стыки скрепляются скотчем. Нижние края пленки должны полностью закрывать концы стропил.
Между досками и пленкой необходимо оставить вентиляционный зазор, поэтому сначала на пленку набивают деревянные рейки толщиной 3-4 см, располагая их вдоль стропил.
Следующий этап – обшивка стропильной системы досками; их набивают перпендикулярно рейкам, начиная от карниза крыши. На шаг обрешетки влияет не только вид кровельного покрытия, но и угол наклона скатов: чем больше угол, тем больше расстояние между досками.
После завершения монтажа обрешетки приступают к обшивке фронтонов и свесов. Закрыть фронтоны можно досками, пластиковыми панелями, вагонкой, водостойкой фанерой или профнастилом – все зависит от финансовых возможностей и личных предпочтений. Крепится обшивка к боковой части стропил, в качестве крепежей используются гвозди или саморезы. Свесы также подшиваются различными материалами – от дерева до сайдинга.
Видео — Крыша двухскатная своими руками
Стропильная система двухскатной крыши предназначена для устройства кровли в виде двух прямоугольников, расположенных под определенным углом друг к другу в верхней части сооружения. Такую конструкцию довольно часто используют при строительстве частных малоэтажных домов, различных строений бытового и хозяйственного назначения. На промышленных и торговых предприятиях двухскатная крыша устанавливается на зданиях различного назначения, имеющих значительную длину, превышающую ширину в несколько раз. Конструкция содержит два ската различной длины. С фронтальной стороны устанавливается короткий скат с большим углом наклона, с тыльной — длинный, с меньшим углом наклона. Такая конфигурация позволяет основную часть атмосферных осадков направлять в нерабочую зону территории предприятия.
Рисунок 1. Схема кобылок.
Строительство двускатной крыши является одним из малозатратных вариантов, не требует значительных физических усилий.
Исполняется относительно просто при наличии небольшого опыта работы с материалом из древесины.
Типичные несущие элементы системы, специфические термины
Рисунок 2. Схема обрешетки.
При изготовлении деталей стропильной системы двухскатной крыши используется пиломатериал хвойных пород дерева. Древесину твердых пород использовать нежелательно из-за большого удельного веса. Большинство элементов имеет специфические названия, понятные в основном специалистам:
- Лежень — брус сечением 150х150 мм, 180х180 мм. Укладывается на поверхность внутренней несущей стены. Предназначен для выравнивания поверхности и распределения нагрузок от стоек.
- Стропильная нога, или стропило, — деталь из бруса или толстой доски. Основной элемент треугольной конструкции крыши, несущий главную нагрузку от снега, дождя, ветра и других атмосферных явлений. Расстояние между стропильными ногами может быть от 0,6 до 1,2 м. Величина шага в основном зависит отвеса кровельного материала, в некоторых случаях следует учитывать особенности материала кровли.
- Мауэрлат — квадратный брус с размером сторон 150-180 см. Укладывается на поверхность наружных несущих стен. При установке необходимо закрепить при помощи анкерных болтов или другим надежным способом. Распределяет нагрузку от стропильных ног на несущие стены.
Все детали двухскатной крыши соединяются между собой различным способом. Ранее конструкции собирались в основном с использованием скоб, гвоздей, шпилек с резьбой. Сейчас производители строительных материалов предлагают большой ассортимент различных кронштейнов для сборки крыш любой конфигурации. Крепление большинства деталей выполняется саморезами необходимого диаметра и длины с усилением специальными шипами в кронштейнах.
Вернуться к оглавлению
Дополнительные элементы системы стропил
Рисунок 3. Схема арки с тремя шарнирами.
Кроме несущих деталей в конструкциях используются дополнительные усиливающие элементы:
- Кобылки (рис. 1) — используются для увеличения длины стропильных ног. Устанавливаются в нижней части для устройства карнизного свеса. Толщина кобылок несколько меньше размеров стропил.
- Свес крыши, или свес карнизный, — элемент крыши, выступающий за край стены примерно на 40-50 см. Предназначен для защиты стен от атмосферных осадков.
- Конек — элемент, соединяющий в верхней части все стропильные ноги системы. Устанавливается в горизонтальном положении.
- Обрешетка (рис. 2) — доски или бруски, устанавливаемые для крепления кровли. Располагаются перпендикулярно стропильным ногам, дополнительно выполняя функцию их крепления. Принимают основное усилие от материала кровли, распределяют ее на стропила. Для устройства желательно применять обрезной пиломатериал. При ограниченных средствах можно использовать необрезной, очистив его от коры. Если кровля будет из мягкого материала, обрешетка изготавливается сплошной. Такой вариант можно сделать из досок или фанеры, обработанной защитными материалами от повышенной влажности. Когда применяется профнастил, обрешетку выполняют с определенным шагом, зависящим от веса материала и его конструктивных особенностей.
- Подкосы — элементы из бруса или толстой доски, усиливающие основную конструкцию. Распределяют усилие от стропильных ног на несущие детали. Собранная конструкция из подкосов и затяжек получила название фермы — укрупненной детали с необходимым запасом прочности.
- Стойки — изготавливаются из отрезков пиломатериала прямоугольного или квадратного сечения. Устанавливаются в вертикальном положении под сходом скатов. Нагрузка от углового соединения стропил крыши распределяется через стойки на внутреннюю несущую стену.
- Затяжка — брусок или доска, выполняющие крепление стропил в висячей системе. Создает жесткую форму треугольника между стропильными ногами, компенсируя усилие на расползание.
Для изготовления дополнительных деталей можно использовать пиломатериал с сечением, аналогичным для несущих деталей. В целях экономии можно рассчитать и приобрести изделия меньшего сечения.
Вернуться к оглавлению
Два типичных способа устройства стропильных систем
Рисунок 4. Схема соединения нижних концов деталей.
Стропильную систему двускатной крыши можно устроить двумя основными способами:
- висячая стропильная система;
- система наслонного типа.
Висячая система используется для зданий с расстоянием между наружными стенами меньше 10 м, без внутренней несущей стены в середине постройки. При другой конфигурации здания применяется наслонная конструкция стропил.
Если в здании имеются колонны, расположенные по одной из центральных осей, возможно использование комбинированного варианта. Стропильные ноги, расположенные над колоннами, монтируются с упором на поверхность колонн, между ними устанавливаются висячие стропила.
Вернуться к оглавлению
Висячая стропильная система
В конструкциях этого типа установка стропильных балок выполняется на поверхность наружных стен. Недостатком способа является возникновение усилия, распирающего стены. Для компенсации нагрузки балки стягивают при помощи затяжки. Конструкция принимает вид жесткого треугольника, сохраняющего свою форму под воздействием нагрузок. В некоторых случаях роль затяжек могут выполнять балки перекрытия. Такая схема используется при устройстве в чердачном пространстве мансарды.
Конструкции висячих стропил можно выполнить в различных вариантах:
- Простой вариант арки с тремя шарнирами (рис. 3) — конструкция представляет собой жесткий треугольник, двумя сторонами которого являются стропильные ноги. Основная нагрузка создает усилие на изгиб деталей. Усилие на третьей стороне направлено на растяжение конструкции, поэтому вместо деревянной детали можно использовать стальную стяжку. Соединение нижних концов деталей можно собрать различными способами (рис. 4), врезкой балок в затяжку, использованием деревянных элементов или металлических кронштейнов.
- Усиленная конструкция (рис. 5) — двухскатная стропильная система, использующаяся для устройства крыш больших зданий производственного назначения с расстоянием между стенами больше 6 м. Для использования в жилых зданиях небольших размеров эта система не подходит. Особенностью конструкции является распределение веса затяжки на конек. Поскольку цельный пиломатериал необходимой длины (6 м и более) найти практически невозможно, затяжка изготавливается из отрезков. Соединение всех элементов выполняется прямой или косой врезкой. Центральная деталь называется бабкой. Соединение бабки с затяжкой выполняется цанговой скруткой с возможностью регулировки натяжения.
- Устройство арки с затяжкой в верхней части стропильных балок (рис. 6) используется при оборудовании в чердачном пространстве мансарды. При этом усилие на растяжение в стропильных балках возрастает. Нижние концы балок крепятся к брусьям мауэрлата. Крепление должно ограничивать перемещение балок в стороны по брусу, но допускать скольжение поперек. Этим обеспечивается равномерное распределение нагрузки и устойчивость всей системы. Стропильные балки должны образовывать свес.
Разработано много вариантов устройства систем висячего типа. Большинство используется при относительно небольших размерах строений без несущих конструкций внутри зданий. Для построек большего размера нужно использовать систему стропил наслонного типа.
Двускатная крыша или щипцовая - это крыша на два ската, т.е. имеющая 2 наклонные поверхности (скаты) прямоугольной формы.
Каркас двухскатной крыши в силу конструктивных особенностей идеально сочетает в себе простоту устройства и обслуживания с надежностью и долговечностью. Эти и многие другие параметры делают строительство двухскатной крыши практичным и рациональным решением для частного и коммерческого домостроения.
В рамках этой статьи рассмотрим, как сделать стропильную систему двухскатной крыши своими руками. Для эффективного восприятия материала он представлен в виде пошаговой инструкции от А до Я, от выбора и расчетов, до монтажа мауэрлата и обрешетки под кровлю. Каждый этап сопровождается таблицами, схемами, чертежами, рисунками и фото.
Популярность крыши домиком обусловлена рядом преимуществ:
- вариативность конструкции;
- простота в расчетах;
- естественность стока воды;
- цельность конструкции снижает вероятность протечек;
- экономичность;
- сохранение полезной площади чердака или возможность обустройства мансарды;
- высокая ремонтопригодность;
- прочность и износоустойчивость.
Виды двухскатной крыши
Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.
Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):
Наиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.
Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.
Явный недостаток - невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.
Устройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.
Такая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.
Места расположения элементов показаны на фото.
- Мауэрлат
. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида - цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.
Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.
- Стропильная нога . Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.
Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.
Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.
- Затяжка - соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.
- Прогон :
- Коньковый прогон , монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.
- Боковые прогоны , они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.
- Стойка для стропил - вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета - по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше - место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке - стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две - стойки находятся по центру и по бокам.
Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.
- Подкос . Служит опорой для стойки.
Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.
В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.
- Лежень . Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.
- Обрешетка . Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.
Совет. Важное назначение обрешетки - перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.
Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.
Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.
Технология их устройства определяется типом кровли.
Выбор материала для стропил
При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.
Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.
Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.
Расчет стропильной системы двухскатной крыши
Расчет параметров материала важный этап, поэтому приводим алгоритм расчета пошагово.
Важно знать: вся стропильная система состоит из множества треугольников, как наиболее жесткого элемента. В свою очередь, если скаты имеют различную форму, т.е. являются неправильным прямоугольником, то нужно разделить его на отдельные составляющие и посчитать нагрузку и количество материалов для каждого. После расчетов данные суммировать.1. Расчет нагрузки на стропильную систему
Нагрузка на стропила может быть трех видов:
- Постоянные нагрузки . Их действие будет всегда ощущаться стропильной системой. К таким нагрузкам относят вес кровли, обрешетки, утеплителя, пленок, доборных элементов кровли, отделочных материалов для . Вес кровли является суммой веса всех его составляющих элементов, такую нагрузку проще учесть. В среднем величина постоянной нагрузки на стропила равна 40-45 кг/м.кв.
Совет. Чтобы сделать запас прочности для стропильной системы лучше к расчету прибавить 10%.
Для справки: Вес некоторых кровельных материалов на 1 м.кв. представлен в таблице
Совет. Желательно, чтобы вес кровельного материала, приходящийся на 1 м.кв. площади крыши, не превышал 50 кг.
- Переменные нагрузки . Действуют в разные периоды и с разной силой. К таким нагрузкам относят: ветровую нагрузку и ее силу, снеговую нагрузку, интенсивность осадков.
По сути, скат крыши подобен парусу и, если учесть ветровую нагрузку, вся конструкция крыши может быть разрушена.
Расчет проводят по формуле: ветровая нагрузка равна показатель по региону, умноженный на поправочный коэффициент. Эти показатели содержатся в СНиП «Нагрузки и воздействия» и определяются не только регионом, но и местом расположения дома. Например, на частный дом, окруженный многоэтажными зданиями, приходится меньше нагрузок. Отдельно стоящий загородный дом или дача испытывают повышенные ветровые нагрузки.
2. Расчет снеговой нагрузки на кровлю
Расчет крыши на снеговую нагрузку проводится по формуле:
Полная снеговая нагрузка равна вес снега, умноженная на поправочный коэффициент. Коэффициент учитывает ветровое давление и аэродинамическое влияние.
Вес снега, который приходится на 1 м.кв. площади крыши (согласно СНиП 2.01.07-85) находится в пределах 80-320 кг/м.кв.
Коэффициенты, показывающие зависимость от угла наклона ската представлены на фото.
Нюанс. При угле наклоне ската свыше 60° нагрузка снега на расчет не влияет. Поскольку снег быстро сползет вниз и не повлияет на прочность бруса.
- Особые нагрузки . Учет таких нагрузок проводится в местах с высокой сейсмической активностью, торнадо, штормовыми ветрами. Для наших широт достаточно сделать запас по прочности.
Нюанс. Одновременное действие многих факторов вызывает эффект синергии. Это стоит учесть (см. фото).
Оценка состояния и несущей способности стен и фундамента
Следует учитывать, что кровля имеет существенный вес, который способен нанести вред остальному зданию.
Определение конфигурации кровли:
- простая симметричная;
- простая ассиметричная;
- ломаная.
Чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и подстропильных элементов нужно для создания необходимого запаса по прочности.
Угол наклона двухскатной крыши определяется в первую очередь кровельным материалом. Ведь каждый из них выдвигает свои требования.
- мягкая кровля - 5-20°;
- металлочерепица, шифер, профнастил, ондулин - 20-45°.
Следует учесть, что увеличение угла увеличивает площадь пространства под крышей, но и количество материала. Что влияет на общую стоимость работ.
Нюанс. Минимальный угол наклона двускатной крыши должен составлять не меньше 5°.
5. Расчет шага стропил
Шаг стропил двускатной крыши для жилых домов может составлять от 60 до 100 см. Выбор зависит от кровельного материала и веса конструкции крыши. Тогда количество стропильных ног рассчитывается путем деления длины ската на расстояние между стропильными парами плюс 1. Полученное число определяет количество ног на один скат. Для второго число нужно умножить на 2.
Длина стропил для чердачной крыши рассчитывается по теореме Пифагора.
Параметр «а» (высота крыши) задается самостоятельно. Ее величина определяет возможность обустройства жилого помещения под крышей, удобством нахождения на чердаке, расходом материала на строительство крыши.
Параметр «b» равен половине ширины здания.
Параметр «с» представляет собой гипотенузу треугольника.
Совет. К полученному значению нужно добавить 60-70 см. для запилов и выноса стропильной ноги за стену.
Стоит отметить, что максимальная длина бруса - 6 м.п. Поэтому при необходимости брус для стропил можно сращивать (наращивание, стыковка, соединение).
Способ сращивания стропил по длине показан на фото.
Ширина стропил для крыши зависит от расстояния между противоположными несущими стенами.
7. Расчет сечения стропил
Сечение стропил двускатной крыши зависит от нескольких факторов:
- нагрузки, о ней мы уже писали;
- вида применяемого материала. Например, бревно выдерживает одну нагрузку, брус - другую, клееный брус - третью;
- длины стропильной ноги;
- вида древесины, которая используется в строительстве;
- расстояния между стропилами (шага стропил).
Определить сечение бруса для стропил, зная расстояние между стропилами и длину стропила можно с помощью нижеприведенных данных.
Сечение стропил - таблица
Совет. Чем больше шаг установки стропил, тем большая нагрузка приходится на одну стропильную пару. Значит, сечение стропил нужно увеличивать.
Размеры пиломатериала (бруса и доски) для двухскатной стропильной системы:
- толщина (сечение) мауэрлата - 10х10 или 15х15 см.;
- толщина стропильной ноги и затяжки - 10х15 или 10х20 см. Иногда используют брус 5х15 или 5х20 см;
- прогон и подкос - 5х15 или 5х20. В зависимости от ширины ноги;
- стойка - 10х10 или 10х15;
- лежень - 5х10 или 5х15 (в зависимости от ширины стойки);
- толщина (сечение) обрешетки крыши - 2х10, 2,5х15 (в зависимости от кровельного материала).
Виды стропильной системы двухскатной крыши
Для рассматриваемой конструкции крыши существует 2 варианта: наслонные и висячие стропила.
Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.
Висячие стропила
Применяются при ширине крыши не более 6 м.п. Установка висячих стропил выполняется за счет крепления ноги за несущую стену и коньковый прогон. Конструкция висячих стропил особенна тем, что стропильные ноги находятся под воздействием распирающего усилия. Висячие стропила с затяжкой, установленной между ногами, позволяют снизить его влияние. Затяжка в стропильной системе может быть деревянной или металлической. Часто затяжки ставят внизу, тогда они играют роль несущих балок. Важно обеспечить надежное крепление затяжки на стропильной ноге. Потому, что на нее тоже передается распирающее усилие.
Совет.
Чем выше расположена затяжка, тем большей прочностью она должна обладать.
Если затяжку не установить, несущие стены могут попросту «разъехаться» от давления, создаваемое стропильной системой.Наслонные стропила
Применяются при обустройстве крыш любых размеров. Конструкция наслонных стропил предусматривает наличие лежня и стойки. Лежень, лежащий параллельно мауэрлату принимает на себя часть нагрузки. Таким образом, стропильные ноги как бы приклонены друг к другу и поддерживаются стойкой. Стропильные ноги наслонной системы работают только на изгиб. Да и простота монтажа также склоняет чашу весов в их пользу. Единственный недостаток - наличие стойки.
Комбинированные
Ввиду того, что современные крыши отличаются большим многообразием форм и сложностью конфигураций, используется комбинированный вид стропильной системы.
После выбора вида стропильной системы можно точно рассчитать количество материалов. Результаты расчетов записать. При этом профессионалы рекомендуют составлять чертежи на каждый элемент кровли.
Монтаж стропильной системы двухскатной крыши
После того, как рассчитаны стропила двускатной крыши, можно приступать к монтажу. Процесс разобьем на этапы и дадим характеристику каждому из них. Получится своеобразная пошаговая инструкция, содержащая дополнительные сведения по каждому этапу.
1. Крепление мауэрлата к стене
Брус устанавливается по длине стены, на которую будут опираться стропила.
В срубах из бревна роль мауэрлата играет верхний венец. В зданиях, построенных из пористого материала (газобетон, пенобетон) или кирпича, мауэрлат устанавливается по всей длине несущей стены. В других случаях его можно устанавливать между стропильными ногами.
Материал подготовлен для сайта www.сайт
Поскольку длина мауэрлата превышает стандартные размеры пиломатериалов, его приходится сращивать.Соединение мауэрлата друг с другом делается как показано на рисунке.
Как соединить мауэрлат?
Запил брусьев производится только под углом в 90°. Соединения происходит с применением болтов. Гвозди, проволока, деревянные нагели не используются.
Как крепить мауэрлат?
Установка мауэрлата выполняется на верху стены. Технология монтажа предусматривает несколько способов крепления мауэрлата:
- строго по центру несущей стены;
- со смещением в одну из сторон.
Совет.
Мауэрлат не может размещаться ближе, чем 5 см. до наружного края стены.Чтобы защитить брус для мауэрлата от повреждения его укладывают на слой гидроизоляционного материала, в качестве которого чаще всего выступает обычный рубероид.
Надежность крепления мауэрлата важный аспект строительства. Это связано с тем, что скат крыши подобен парусу. Т.е., он испытывает сильную ветровую нагрузку. Следовательно, мауэрлат нужно крепко зафиксировать на стене.
Способы крепления мауэрлата к стене и стропилам
Анкерные болты. Идеальны для монолитного строения.
Деревянные нагели. Используются для срубов из бревна и бруса. Но, они всегда используются с дополнительными крепежами.
Скобы.
Шпилька или арматура. Применяется в том случае, если коттедж построен из пористых материалов (газобетон, пенобетон).
Скользящее крепление (шарнирное). Связка таким способом позволяет обеспечить смещение стропильных ног при усадке дома.
Отожженная проволока (вязальная, стальная). Используется как дополнительное крепление в большинстве случаев.2. Изготовление стропильных ферм или пар
Монтаж выполняется двумя способами:
- установка брусьев непосредственно на крыше. Используется не часто, поскольку выполнять все работы, замеры, подрезки на высоте проблематично. Зато позволяет полностью выполнить монтаж своими руками;
- сборка на земле. Т.е., отдельные элементы (треугольники или пары) для стропильной системы можно собрать внизу, а затем поднять их на крышу. Преимущество такой системы в более быстром выполнении высотных работ. А недостаток - в том, что вес собранной конструкции стропильной фермы может быть значительным. Чтобы ее поднять потребуется специальное оборудование.
Совет. Прежде чем собирать стропильные ноги, нужно нанести разметку. Очень удобно использовать для этих целей шаблоны. Собранные по шаблону стропильные пары будут абсолютно одинаковы. Для изготовления шаблона нужно взять две доски, длина каждой из которых равна длине одного стропила, и соединяются между собой.
3. Установка стропильных ног
Собранные пары поднимаются наверх и устанавливаются на мауэрлат. Для этого внизу стропильных ног нужно сделать запил.
Совет. Поскольку прорези на мауэрлате ослабят его, можно делать запилы только на стропильной ноге. Чтобы запил был одинаковым и плотно прилегал к основанию нужно использовать шаблон. Его вырезают из фанеры.
Способы крепления стропильной ноги показано на рисунке.
Начинать установку стропильных пар нужно с противоположных торцов крыши.
Совет. Чтобы правильно установить стропильные ноги, лучше использовать временные подкосы и распорки.
Между закрепленными парами натягивается бечевка. Она упростит монтаж последующих стропильных пар. А также, обозначит уровень конька.Если стропильная система монтируется непосредственно на крыше дома, то после установки двух крайних стропильных ног устанавливается опора конька. Далее к нему крепят половины стропильный пар.
Стоит отметить, что в этом вопросе мнения профессионалов расходятся. Одни советуют использовать шахматный порядок крепления, что позволит равномерно распределить увеличивающуюся нагрузку на стены и фундамент более равномерно. Такой порядок предполагает установку одного стропила в шахматном порядке. После того, как часть стропильных ног установлена, монтируют недостающие части пары. Другие, настаивают на том, что нужно делать последовательный монтаж каждой пары. В зависимости от размера конструкции и конфигурации фермы, усиление стропильных ног выполняется подпорками и стойками.
Нюанс. Соединяются дополнительные элементы конструкции с помощью вырубки. Фиксировать их предпочтительно строительными скобами.При необходимости можно удлинить стропильную ногу.
Способы сращивания стропильных ног показаны на фото.
Совет. Способ, которым удлиняется мауэрлат (запил под 90°) в данном случае применять нельзя. Это ослабит стропило.
4. Установка конька двускатной крыши
Коньковый узел кровли изготавливается путем соединения стропильных ног вверху.
Устройство конька крыши:
- Способ без использования опорного бруса (см. рис.).
- Способ с использованием стропильного бруса. Брус нужен для больших крыш. В дальнейшем он может стать опорой для стойки.
- Метод накладки на брус.
- Более современной разновидностью изготовления конькового узла можно считать способ, показанный на фото.
- Метод врубки.
После того, как установлена стропильная система делаем капитальное закрепление всех конструктивных элементов.
5. Монтаж обрешетки крыши
Монтируется обрешетка в любом случае, и предназначена для более удобного перемещения по крыше в процессе выполнения работ, а также для крепления кровельного материала.
Шаг обрешетки зависит от вида кровельного материала, например:
- под металлочерепицу - 350 мм (расстояние между двумя нижними досками обрешетки должно составлять 300 мм).
- под профнастил и шифер - 440 мм.
- под мягкую кровлю настилаем сплошную обрешетку.
Стропильная система двухскатной крыши с мансардой - видео:
Заключение
Как видим, несмотря на кажущуюся простоту, монтаж стропильной системы двускатной крыши содержит много подводных камней. Но, опираясь на приведенные рекомендации, вы сможете без проблем построить надежную конструкцию своими руками.
Правильно сконструированная и собранная согласно технологии, крыша служить барьером, предотвращающим проникновение внутрь дома холодного воздуха и влаги. Снаружи невооруженным взглядом мы видим только малую часть конструкции – кровельное покрытие. Но каркас крыши, который является наиболее важным компонентом, выполняет основные опорные функции и принимает на себя воздействие ветровой и снеговой нагрузок.
Чтобы он не деформировался в результат эксплуатации, необходимо правильно рассчитать величину сечения его элементов и определить расстояние между ними с учетом веса кровельного материала, уклона и климатических условий. В этой статье мы расскажем, что собой представляет стропильная система двускатной крыши дома, из чего она состоит, как проектируется и собирается своими руками.
Стропильная система для двускатной крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов, которые в совокупности составляют каркас конструкции.
Она изготавливается из древесины или металла в соответствии с расчетом нагрузок, которые будут воздействовать на них в процессе эксплуатации. Стропильный каркас кровли выполняет следующие функции:
- Придает кровельным скатам необходимый уклон . Традиционную форму в виде равностороннего прямоугольника двухскатной крыши придает именно стропильный каркас, формирующий уклон между основанием кровли и ее коньком. Расположенная под углом поверхность, позволяет снегу и воде свободно соскальзывать со ската.
- Распределяет нагрузку от веса кровельного пирога . Вес кровельного пирога с учетом снеговой нагрузки может достигать до 500 кг/м2, поэтому двухскатная кровля подвергается интенсивной нагрузке особенно в зимний период. Стропила двускатной крыши равномерно распределяют вес, который на них ложиться, а затем передают нагрузку на несущие стены и фундамент дома.
- Служит основой для крепления термоизоляции и кровельного материала . Стропильный каркас кровли служит своеобразным скелетом конструкции, вокруг которого строится ее «тело». Между стропильных ног должна устанавливаться термоизоляция, а на обрешетку фиксируется кровельное покрытие, которое защищает от проникновения влаги.
Обратите внимание, что конструкция стропильной системы двухскатной крыши достаточно сложна для проектирования и сборки, особенно если у мастера не хватает опыта. Ведь чтобы она была способна выдерживать интенсивные нагрузки, нужно правильно рассчитать сечение стропил и шаг стропил, учитывая уклон и длину скатов, используемый кровельный материал, а также составить чертеж, по которому будет выполняться сборка.
Виды стропильных систем
Стропильные системы отличаются по многим факторам, их состав зависит от особенностей планировки деревянного или кирпичного дома, совокупного веса кровельного пирога, материала, из которого изготавливается каркас, а также вида кровельного покрытия.
Важной характеристикой конструкции считается их несущая способность, определяющая, какой вес они могут выдержать без деформации. По характерным особенностям различают следующие виды стропильных систем:
Наслонная
Стропильным каркасом наслонного типа называют каркас, стропила которого имеют 2 точки опоры. Верхний конец ноги опирается на коньковый прогон, устанавливаемый на вертикальные стойки, закреплённые на внутренних стена. А нижним концом она устанавливается на мауэрлат.
Сборка стропильной системы наслонного типа на двухскатную крышу возможна, только если внутри дома располагается не менее 1 несущей перегородки или капитальной колонны. Такую конструкцию часто называют безраспорной, потому что вторая точка опоры стропил компенсирует распирающую нагрузку на стены дома, которую предполагает висячая схема установки каркаса.
Стропильные ноги наслонного типа испытывают нагрузку только на изгиб, который можно ликвидировать различными подкосами. Наслонная стропильная система позволяет перекрывать дома шириной до 14 метров .
Висячая
Висячая стропильная система отличается тем, что ее стропила опираются только нижним концом на мауэрлатный брус, установленный на наружные несущие стены. Верхний конец стропильных ног такой конструкции ни на что не опирается, а как бы висит в воздухе, из-за чего возникает 2 типа нагрузки: на изгиб и на распирание.
Распирающая нагрузка такой схемы расположения элементов на наружные стены настолько велика, что компенсировать ее приходится с помощью многочисленных ригелей и завязок, за счет которых происходит завязывание стропильных пар между собой.
Устройство двускатной крыши с висячими стропилами состоит из треугольных ферм, жесткая форма которых не подвергается нагрузкам . Считается, что сложность висячей схемы намного выше.
Стропильная система двухскатной крыши своими руками монтируется без труда, если правильно рассчитать шаг стропил, то есть расстояние между стропилами и величину их сечения.
Комбинированная
Сочетая в себе лучшее от той и другой системы, признана самой надежной. Применяют ее в случаях, когда внутри помещения в качестве опоры внутри дома используются не стены, а колонны. Тогда висячие и наслонные стропила можно чередовать, чтобы усилить конструкцию за счет дополнительных элементов, не увеличивая расход строительных материалов.
Важно! Скользящая стропильная крыша – еще одна разновидность каркаса, которая отличается тем, что стропильные ноги устанавливают на мауэрлат не с помощью жесткого крепления, а используя подвижную опору. Скользящее крепление позволяет кровле менять в пределах запаса хода размеры в процессе усадки деревянного дома.
Конструкция
Устройство стропильной системы двухскатной крыши любого из перечисленных видов представляет собой совокупность вспомогательных и опорных элементов. Они распределяют равномерно вес кровельного пирога, а также компенсируют распирающие и изгибающие нагрузки, возникающие между ними.
Сечение, длина и шаг стропил определяются с помощью инженерного расчета, учитывающего вес кровельного пирога, климатические условия в регионе строительства, а также уклон конструкции. В состав стропильного каркаса двухскатной кровли обычно входят следующие элементы:
- Мауэрлат . Мауэрлатный брус установить на наружные стены дома, на которые опираются кровельные скаты. Он служит для смягчения давления на опоры и равномерного распределения нагрузки от веса кровельного пирога. Он изготавливается из прочного бруса с сечением 150х150 мм или 200х200 мм и крепится к верхнему поясу стен с помощью анкерных болтов или длинных металлических шпилек.
- Лежень . Это аналог мауэрлата, только он устанавливается на внутренние несущие стены, а на него нужно выставлять вертикальные стойкий для монтажа конькового прогона.
- Стропильные ноги . Этим термином обозначают элементы каркаса, которые изготавливаются из досок с сечением 150-40 мм и устанавливаются под углом к основанию крыши, формируя угол наклона ската. Какое делать расстояние между стропилами, их длину и толщину определяют с помощью расчета, учитывающие совокупные нагрузки, которым они подвергаются в процессе эксплуатации.
- Затяжка . Затяжкой называют балки, которые располагают горизонтально и связывают между собой ноги одной стропильной пары, чтобы снизить распирающую нагрузку на наружные стены конструкции. Ригель – это затяжка, установленная под самым коньком конструкции.
- Стойки . Стойкой называется вертикальный брус, выставленный на лежень для поддержки конькового прогона. Определить какое расстояние должно быть межу стойками просто, ведь оно повторяет шаг стропил.
- Подкосы . Диагонально расположенные подпорки, поддерживающие стропильные ноги посредине или в нижней части, предотвращая их прогиб, называют подкосами.
Учтите, что определить, как правильно расположить элементы стропильной системы может только расчет временных и постоянных нагрузок, которым они будут подвергаться в процессе эксплуатации. Вычисление совокупного веса кровельного пирога помогает определить верное расстояние между стропилами, вычислить их длину и необходимую толщину.
Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.
Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:
- Определяют конструкцию и уклон кровли . Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
- Определяют совокупную нагрузку на конструкцию . Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
- Вычисляют длину стропильных ног . Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
- Определяют сечение элементов . Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.
Помните, что перед тем, как рассчитать стропила на крышу, нужно определиться с основными параметрами конструкции. В частности, необходимо точно знать высоту конька и уклон крыши, а также размеры перекрываемого помещения. Результатом выполнения расчета элементов крыши должен стать подробная схема стропильной системы, отражающая их размеры и углы между ними.
Рассчитываем угол наклона
Угол наклона склонов подбирается не в зависимости от эстетических предпочтений, а ориентируясь по погодным условиям, с учетом кровельного материала. Более крутые скаты 40-45 градусов сооружаются в районах с большим количеством снежного покрова, а более пологие 10-20 градусов в местах с сильным порывистым ветром .
Учитывайте, что чем круче склон, тем выше расход материалов, тем больше итоговая стоимость кровли. Обязательно во внимание принимают требования материала:
- Черепица, шифер требуют уклона не менее 22 градусов, в противном случае, через стыки между элементами просачиваются осадки.
- Металлочерепицу укладывают под углом не менее 14 градусов, так как она сильно страдает при порывах ветра, она может деформироваться или вообще слететь.
- Мягкая кровля допускает угол наклона до 5-10 градусов, делая возможным покрытие ею склоны любой геометрии.
- Ондулин считается одним из самых надежных материалов и может использоваться даже для крыши с уклоном менее 6 градусов.
- Профлисты нельзя укладывать под углом менее 15 градусов, однако склоны даже с допустимым уклоном желательно обработать герметиком для лучшей гидроизоляции.
Технология сборки
Перед тем, как монтировать каркас крыши, необходимо выполнить расчет параметров ее элементов, основанный на вычислении совокупной нагрузки на конструкцию, а также создать подробный чертеж, отражающий его результаты.
Имея перед собой схему каркаса, качественно осуществить монтаж стропильной системы двухскатной крыши намного проще. Технология сборки конструкции подразумевает следующую очередность:
- Сначала на верхний пояс наружных стен, на которые будут опираться скаты укладывают мауэрлат, а на внутренние перегородки, если система наслонная, монтируют лежень. Эти элементы должны прочно фиксироваться с помощью анкерных болтов или шпилек.
- Затем выполняют крепление стропил. Они фиксируются с помощью гвоздей к мауэрлату, а также соединяются между собой с помощью металлической накладки. Стоит напомнить, что в стропилах изготавливают выпил под мауэрлатный брус, а не наоборот. Сначала выполняется установка стропил, располагающихся с краю, чтобы по ним выставить уровень, по которому будут выравниваться остальные пары.
- После установки стропил следует поставить вспомогательные опорные элементы, которые буду их поддерживать – подкосы, затяжки, схватки. Чтобы надежнее зафиксировать ригель, его конец делают с выступом в половину толщины бруса и подрубают его к стропилу, фиксируя гвоздями в нескольких местах.
- Поверх стропильных ног приколачивают обрешетку, на которую фиксируется кровельный материал. Материал и шаг обрешетки выбирают в соответствии с характеристиками кровельного материала и уклоном крыши.
Помните, что грамотно сконструированная и качественно собранная стропильная система – залог прочности, надежности и долговечности двухскатной кровли. Поэтому не пренебрегайте помощью профессиональных кровельщиков и проектировщиков при создании проекта кровельной конструкции для вашего дома.
Видео-инструкция