Содержание

Устройство двухскатной кровли стропильная система

Устройство стропильной системы двухскатной крыши – конструкция и монтаж 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.

Что такое стропильная система?

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 крепления стропил 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.

Смотрите это видео на YouTube

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.

Смотрите это видео на YouTube

Расчет (угол, нагрузка, длина)

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.

Конструкция стропильной системы простой двухскатной крыши

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

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

Классификация стропильных систем по способу опирания

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

с наслонными стропилами;
с висячими стропилами.

Виды двускатной крыши с наслонными и висячими стропилами

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

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

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

Варианты сборки наслонной системы двускатной кровли

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

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

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

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

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

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

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

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

Классификация по типу ската

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

Двухскатная крыша c ломаными и прямыми скатами

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

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

Основные элементы кровли

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

Мауэрлат

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

Схема крепления мауэрлата к стене

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

Важным моментом является гидроизоляция.

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

Стропила

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

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

Таблица средних значений стропильных ног

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

Выполнить крепление стропильных ног к мауэрлату можно двумя способами:

с зарубкой;
без нее.

Крепление стропильных ног к мауэрлату с зарубкой и без нее

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

Схема крепления стропил с помощью проволоки и на скобы

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

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

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

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

Стойки, стяжки, подкосы

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

Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов

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).

Схема двускатной крыши

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.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

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 организации под крышей жилого помещения — мансарды. 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.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

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.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

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).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

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

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

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.

Простейший вариант наслонных стропил

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.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

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.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без 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.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

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.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

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°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

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.

Системы с подстропильными балками

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.

Смотрите это видео на YouTube

Стропильная система двухскатной крыши: доступное описание устройства и монтажа для новичков

Как устроена стропильная система двухскатной крыши? Каких видов она бывает и как ее сделать самостоятельно, чтобы не привлекать специалистов? Я задумывался об этом раньше. Теперь же, набравшись опыта в этом деле, точно передам технические моменты ее возведения.

Система двускатной крыши образована треугольниками — стропильными фермами

Особенности стропильной системы

Устройство

Двускатная (щипцовая) крыша образована двумя наклонными поверхностями (скатами), имеющими прямоугольную форму. Основой крыши является каркас, который и называется стропильной системой.

В первую очередь давайте разберемся, из каких деталей состоит стропильная система двускатной кровли, и как она устроена.

Конструкция включает в себя следующие элементы:

Мауэрлат. Служит основой конструкции. Задача мауэрлата заключается в равномерной передаче нагрузки от крыши на стены дома.
Кроме того он выполняет еще одну важную функцию — обеспечивает крепление всей крыши к стенам. Как правило, мауэрлат для двускатной крыши делают из бруса сечением не менее 100х100, который крепится к стенам по периметру строения;

Мауэрлат — основа всей конструкции

Крепление мауэрлата к стенам осуществляется при помощи анкеров или стержней (шпилек);

Стропильная нога или просто стропило. Это, можно сказать, основной элемент, который формирует каркас кровли.
Стропильные ноги устанавливаются попарно друг напротив друга и формируют треугольник. Как правило, их делают из бруса сечением 50х150 или 100х150 мм.

Стропильные ноги формируют скаты крыши

Пара стропил называется стропильной фермой. Этот элемент кровли обеспечивает равномерную передачу нагрузок, возникающих от веса крыши, ветра и осадков, на мауэрлат;

Коньковый прогон. Эта деталь служит вершиной двухскатной крыши, правда, в некоторых случаях вершины образуют стропила, а коньковый прогон устанавливается под ними.
В любом случае эта деталь представляет собой балку, которая связывает отдельные стропильные фермы в единую конструкцию.
Надо сказать, что помимо конькового прогона иногда фермы соединяют и обычными прогонами, т.е. балками, которые располагаются на плоскости скатов, как показано на схеме выше.

Коньковый прогон объединяет стропильные фермы в единую конструкцию

Стойки. Вертикальные элементы конструкции, которые передают нагрузку от стропил внутренним стенам;
Лежень. Представляет собой балку, которая равномерно распределяет нагрузку от стоек на внутренние стены;
Затяжка. Деталь, которая соединяет стропила в нижней их части, образуя треугольник;
Верхняя затяжка (ригель). Соединяет стропила в верхней части;

Подкосы передают нагрузку от ферм на затяжку

Подкос. Элемент фермы, придающий ей жесткость. Подкосы передают нагрузку от стропильных ног на затяжку или лежень;
Кобылки. Служат продолжением стропильных ног за пределами стен, образовывая свес крыши;

Кобылки служат продолжением стропил для обеспечения свеса крыши

Обрешетка. Доски, которые монтируются параллельно коньковому прогону, и связывают стропильные фермы. Обрешетка служит основой для монтажа кровельного материала.
Шаг обрешетки зависит от типа кровельного покрытия.

Обрешетка служит основой для монтажа кровельного материала

Некоторые материалы, такие как битумная черепица, требуют сплошной обрешетки. В этом случае доски монтируются вплотную друг к другу либо обшивка осуществляется листовыми материалами, такими как фанера или OSB.

Некоторые строительные материалы требуют монтажа сплошной обрешетки

Надо сказать, что устройство стропильной системы двухскатной крыши может различаться. Об основных возможных вариантах поговорим ниже.

Разновидности двухскатной стропильной системы

Двухскатные крыши бывают двух типов:

С висячими стропилами. Используются в тех случаях, когда расстояние между внешними стенами не превышает 10 м, и между ними нет внутренних стен. Висячие стропила снизу опираются на мауэрлат, а сверху — друг на друга.

Висячие стропила не имеют стоек

Таким образом, ферма с висячими стропилами создает распирающую нагрузку, и передает ее на стены. Для снижения этой нагрузки используются затяжки, которые стягивают стропильные ноги;

Наслонные системы могут иметь различную конструкцию, но в любом случае часть нагрузки их стропил передается на внутренние стены

С наслонными стропилами. Такая конструкция подразумевает использование стоек и лежня (иногда несколько лежней), которые передают нагрузку от стропильных ног на внутренние стены дома.
Подобная конструкция оправдана, если наружные стены располагаются на расстоянии более 10 метров и имеют внутренние стены.

Если вместо внутренних стен строение имеет колонны, допускается чередование наслонных и висячих стропильных ферм. Кроме того, существует комбинированный вариант, когда ферма имеет стойки, и дополнительно стропила усилены затяжкой.

Основные нюансы монтажа стропильной системы

Монтаж стропильной системы можно условно поделить на четыре основных этапа:

Этапы монтажа

Несколько слов о проектировании

Проектирование кровли заключается в определении наиболее подходящей конструкции, и дальнейшем ее расчете. Что касается конструкции, то она подбирается индивидуально в каждом отдельном случае. Об основных нюансах конструкций я рассказал выше, поэтому далее рассмотрим, как выполнить расчет.

Угол ската. Расчет начинается с определения угла ската крыши. Чтобы правильно выбрать угол, нужно учитывать следующие требования и рекомендации:

Щипцовая крыша должна иметь наклон более 5 градусов;
В регионах с обильными осадками угол наклона следует сделать не менее 30-40 градусов, так как при уменьшении угла ската увеличивается снеговая нагрузка;

При увеличении угла ската снижается снеговая нагрузка, но увеличивается ветровая

Без особой надобности лучше не делать большой уклон. Дело в том, что при увеличении угла наклона скатов увеличивается и парусность, т.е. ветровая нагрузка.
Кроме того, при увеличении угла наклона повышается цена крыши, так как увеличивается площадь скатов и, соответственно, количество материалов возрастает.

Что касается самого расчета, то это достаточно сложная задача, которой посвящено множество строительной литературы. Однако в наше время можно не углубляться в формулы, а выполнить расчет при помощи онлайн калькулятора, который имеется и на нашем портале.

В этом случае вам надо лишь ввести размеры конструкции и указать некоторые ее особенности, после чего программа произведет быстрый расчет, и выдаст точный результат с указанием количества материалов, их размерами, шагом монтажа и пр.

Монтаж мауэрлата

Процесс монтажа мауэрлата выглядит следующим образом:

Иллюстрации

Описание действий

Подготовка армопояса:

На стенах по периметру здания нужно выполнит опалубку высотой около 300 мм;
Затем монтируется армирующий каркас в виде четырех прутов, связанных проволокой, как показано на схеме;
К каркасу привариваются штыри диаметром не менее 10 мм с нарезанной резьбой на конце под гайки. Шаг расположения штырей должен составлять 1-1,5 м.
Высота штырей должна быть такой, чтобы после монтажа мауэрлата можно было накрутить гайки;
Подготовленная опалубка заливается бетоном;

Монтаж мауэрлата:

После застывания бетона и набора им прочности нужно гидроизолировать армопояс. Для этого его можно обработать мастикой и сверху уложить рубероид;
Далее надо подготовить своими руками брус и проделать в нем отверстия под штыри;
В завершение работы брус надевается на штыри и сверху закручиваются гайки.

Под гайки обязательно подложите широкие шайбы, чтобы они не продавили древесину.

Если дом деревянный, т.е. выполнен из бруса или бревен, то стропильная система двухскатной кровли опирается на верхний венец, который выполняет функцию мауэрлата.

Сборка стропильной системы

Стропильная система двускатной крыши может собираться разными способами. Иногда стропильные фермы собирают на земле, и затем поднимают и крепят к мауэрлату и коньковому прогону.

Если строение большое, стропильная система крыши собирается «на месте», т.е. на стенах. На мой взгляд, таким способом удобней собирать не только большие, но и маленькие конструкции.

Поэтому далее я расскажу, как выполняется монтаж крыши своими руками «на месте»:

Иллюстрации	Описание действий
	Запил стропильных ног: Обрежьте балки по длине согласно проекту; Сделайте запил под мауэрлат и стык стропильных ног в коньковом узле. Чтобы быстро выполнить эту операцию, можно сделать шаблон — запилить на месте доску. После этого вы сможете прикладывать доску к балкам и обрезать их.
	Монтаж временных стоек: Измеряйте торцевые стены, и с двух сторон обозначьте центр; Закрепите по центру каждой стены стойки, как показано на фото. В процессе монтажа стоек обязательно используйте уровень, чтоб они были установлены строго вертикально. Стойки позволят временно закрепить на них стропила.
	Монтаж стропильных ног: Установите первую стропильную ногу. Для этого сверху закрепите ее на стойке, а снизу уложите на мауэрлат; Снизу закрепите стропильную ногу при помощи двух металлических уголков и саморезов; Точно так же установите вторую (ответную) стропильную ногу; Сверху стяните стропильные ноги ригелем; При монтаже систем с висячими стропилами нужно стянуть стропила нижней затяжкой. Если система наслонная, также монтируются лежни, стойки и подкосы согласно проекту; Точно так же собирается противоположная стропильная ферма.
	Монтаж конькового прогона: Сделайте пропилы в балке по толщине стропильных ног глубиной в несколько сантиметров (можно сделать пропилы в стропилах). Шаг пропилов должен соответствовать шагу стропил; Зафиксируйте коньковый прогон в крайних стропильных фермах, воспользовавшись металлическими уголками и профилями.
	Монтаж промежуточных стропил: Уложите стропила на коньковый прогон; Выровняйте стропильные ноги и зафиксируйте их металлическими уголками и саморезами на мауэрлате, а также в коньковом узле.
	Монтаж обрешетки. На этом система двухскатной крыши практически готова, осталось лишь выполнить гидроизоляцию и обрешетку. Делается это следующим образом: Закрепите на стропилах гидроизоляционную мембрану при помощи степлера; Поверх пленки на стропилах закрепите рейки контробрешетки; Параллельно коньковому прогону закрепите доски обрешетки. Теперь можно выполнять монтаж кровельного материала.

На этом монтаж двухскатной крыши своими руками завершен. Надо сказать, что в зависимости от типа конструкции порядок работ может несколько изменяться, но в целом принцип остается тем же.

Смотрите это видео на YouTube

Вывод

Мы ознакомились с устройством двухскатной крыши и основными моментами монтажа. Дополнительно рекомендую вам просмотреть видео в этой статье. Если какие-то нюансы непонятно, смело задавайте вопросы в комментариях, и я с радостью отвечу.