Стропильная система двухскатной крыши: 2 основных вида стропил – нюансы конструкции, расчеты и этапы монтажа

Что собой представляет двускатная крыша

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

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

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

Виды стропильных систем

Существует два варианта конструкции стропильных систем:

• с висячими стропилами;
• наслонная стропильная система.

Принципиальным различием этих вариантов является точка опоры стропильных ног. Первый вариант предусматривает и соединение их в верхней точке, когда прогон (конёк) опирается на них. Второй вариант обеспечивает более прочный прогон, обладающий несущими функциями, а стропила полностью закреплены на мауэрлате и на коньковом брусе.

Оба варианта активно используются. На практике они мало отличаются друг от друга, поскольку особенности реализации того или иного типа напрямую зависят от размеров здания и конструкции несущих стен. Строительство домов средней величины вынуждает использовать конструкции, имеющие большее сходство с наслонным типом, обеспечивающим большую прочность и жесткость системы. Рассмотрим оба варианта подробнее:

Крепеж мауэрлата

Каркасная конструкция из стропил закрепляется к балкам перекрытий. Однако в этом случае нагрузка на стропильную конструкцию распределяется в местах крепления балок. Такой подход при установке кровельной конструкции возможен для небольших и легких строений. Мауэрлат нужен для равномерного распределения нагрузки кровли в верхней части стен.

Есть разные способы крепежа мауэрлата к стене

1. Для монтажа используются специальные металлические шпильки, которые вмурованы в металлическую балку (она залита по всей длине стенки). Шаг крепления в этом случае составляет до 120 см. Крепеж выполняется в шахматном порядке. При этом выбирается резьба шпилек М12. Элемент может выступать над бетоном до 30 мм. Высота бруса мауэрлата может быть превышена с учетом гидроизоляционного слоя из рубероида. В деревянном брусе должны быть просверлены отверстия, через которые материал крепится (притягивается) к балке (гайками с шайбами).
2. Если планируется выполнить монтаж двускатной кровли площадью меньше 250 кв. м, то шпильки, с помощью которых мауэрлат крепится к стене, закладываются в сами стены еще при возведении. Для обеспечения большей прочности и надежности будущий деревянный каркас крепится шпильками, замурованными на достаточную глубину (больше, чем в бетонной балке).
3. Проволока-катанка, которая вмонтирована в кладку из кирпича, позволяет осуществить установку мауэрлата. Этот метод хорош тем, что при монтаже кровли учитывается небольшая площадь.

Важная часть кровельной конструкции – фронтон – представляет собой продолжение стены со скатами кровли. На двускатной крыше возводят фронтоны в виде треугольника. Монтаж стропильной системы в этом случае подразумевает установку крайних ферм, которые будут служить их каркасом. Для грамотного возведения каркаса обязательно проверяется вертикальность конструкций с одинаковой высотой. Сверху фронтоны крепятся на конек (прогон), дальше производится монтаж остальных элементов стропильной конструкции.

Установка стропильной системы выполняется на обрешетку с шагом, рассчитанным на установку определенного кровельного материала (учитываются размеры, степень жесткости, способ монтажа). Для гибких материалов (битумная черепица, ПВХ-пленка, рулонный битумный кровельный материал) делается ровный настил сплошным слоем.

Монтаж стропильной системы двускатной крыши

Два вида стропильной системы определяют две разновидности технологии их сборки. Рассмотрим каждую по отдельности.

Наслонные

Свое название они получили потому, что упираются нижними концами на стены дома, верхними на коньковый прогон. При этом стропильные элементы подвергаются нагрузкам, которые изгибают их. Конструкция надежная, прочная, с большой несущей способностью.

На фото выше как раз показана стропильная система наслонного вида. Хорошо видно, что ноги упираются в верхней части на конек. При этом есть два вида крепления самих стропил в верхней части:

• крепление производится к коньку:

• крепление производится между собой с упором на конек (фото выше).

Последовательность работ

Если бы существовала пошаговая инструкция о том, как построить двухскатную крышу, она бы начиналась с того, как крепить стропила. Висячие следует собрать заблаговременно, используя металлические уголки, болты. Первыми выполняют монтаж крайних конструкций, а только потом расположенных внутри.

Чтобы создать наслонную систему, необходимо сначала наладить лежень, на который будут устанавливаться опоры. Сборку можно будет считать завершенной после закрепления всех стропильных ног как показывает чертеж. Если их длины не хватает для создания свеса, ее увеличивают за счет крепления кобылок.

Следующий этап — монтаж обрешетки. Так как назначение ее сугубо практическое, в ход идет самый простой, дешевый материал, к примеру, необрезная доска или даже горбыль. Однако, не стоит пренебрегать удалением коры с поверхности дерева, эта нехитрая операция увеличит срок его эксплуатации. В зависимости от того, чем планируется укрывать крышу дома, различают два типа обрешетки:

• Сплошная. Применяется в случаях, когда выбор пал на мягкие виды кровли, которые переживают новую волну популярности, в частности ондулин. Так как сами по себе они форм не держат, им необходима жесткая опора, чтобы избежать возможных деформаций от собственной тяжести или весом выпавших осадков.Сплошна обрешетка
• Решетчатая. В этом случае доска укладывается не сплошным слоем, а с промежутками, шаг которых выбирают в зависимости от материала, используемого для покрытия. Чаще такая схема пользуется для создания обрешетки под металлочерепицу, шифер, профнастил.Решетчатая обрешетка

Постоянные и временные нагрузки: их расчет и рекомендации ↑

При расчете нагрузок любой природы, конструктивных и атмосферных, используют сложные математические формулы с учетом корректирующих коэффициентов.

После определения давления от кровельного покрытия, обрешетки, утепления и стропильной системы, их суммируют и полученную величину делят на полную площадь скатов и получают величину, приходящуюся на 1 кв. м. Для двухскатных строений результат умножают на поправочный коэффициент К=1,1. В среднем это значение для жилого дома составляет порядка 40–50 кг/ кв. м.

В зависимости от климатических особенностей региона снеговая нагрузка может быть равной 80–150 кг/кв. м. Для её подсчета используют следующие поправочные коэффициенты:

Например, если на почве снеговое давление составляет 70 кг/кв. м, то на верху дома это значение уже будет 70 х 0,7=49 кг/кв. м.

В местах, где наблюдается постоянное повышенное скапливание снега согласно данным подсчета необходимо установить спаренные стропила и сплошную обрешетку.

Ветровое воздействие рассчитывают при помощи коэффициентов изменения аэродинамического влияния и ветрового давления, с учетом того, что давление порывов ветра на кровлю меняется в зависимости от расположения скатов к ветру.

Рассчитывая общую нагрузку на кровлю, ветровую и снеговую суммируют и умножают на коэффициент, который зависит от шага стропил .

Установка стропил двухскатной крыши

После того как подготовлено основание, приступают к сборке стропильной системы двухскатной крыши. Монтаж стропил можно выполнить несколькими способами: устанавливать стропила сразу на крыше или некоторые элементы конструкции выполнить на земле, а затем поднять с помощью специального оборудования в место установки.

Чтобы проще было крепить брусья, на каждой стене стоит разметить точки крепления и соединить противоположные стены балками (лежнями), на которые будут установлены стойки для подпорки стропил. На стойки устанавливается коньковый брус, который является направляющим для установки стропильной системы. Для того чтобы соединить стропила максимально точно, чтобы весь скелет из стропил был одинаковый, пользуются шаблонами. Так вы сможете избежать провалов и перекосов в кровле.

После установки конькового бруса приступают к самой ответственной части – монтажу стропил (уже скрепленных между собой или отдельно)

При этом важно постоянно следить за уровнем и ровностью установки. Крепят стропила между собой, как правило, на гвозди или при помощи железных скоб

Распространенные схемы выставления стропил на двухскатную крышу и их крепления друг с другом показаны на рисунке ниже.

После выполнения каркаса крыши требуется выполнить установку вспомогательных крепежей для улучшения жесткости кровли. Для этого устанавливают подкосы и средние коньки.

Предлагаем вам посмотреть видео, в котором наглядно показана установка стропил своими руками для двухскатной кровли.

Цены на различные виды крепежа для стропил

Крепеж для стропил

Шарнирная треугольная арка

Такой вариант исполнения фермы стропил является самым простым. В основу арки положены три элемента: горизонтальная балка (затяжка), которая закрепляет висячие стропила в центре пролета либо у основания, а также две стропильные наклонные ноги, объединенные в верхней точке. Затяжка, сформированная из стальных стержней или деревянного бруса, перенимает на себя опорное усилие, поэтому передается на внешние стены дома лишь вертикальная нагрузка.

В месте основания стропил ставится затяжка при необходимости создания мансардного этажа. Она используется для опоры междуэтажных перекрытий. В других ситуациях затяжка монтируется на более высоком уровне. Так увеличивается растягивающее напряжение, которое приходится на нее, но при этом в пролете стропил снижаются изгибающие усилия.

Элементы входящие в каркас крыши

Мауэрлат как его часто называют (фундамент для крыши) — опорный брус для стропил, установленный на верхнюю часть стен дома, равномерно распределяющий нагрузку на здание. В доме из дерева, мауэрлатом выступает последний ряд сруба.

Установка мауэрлата на кирпичные либо блочные стены производится с помощью мощных анкеров. Мауэрлат изготавливается из высушенной древесины, обработанной защитным противопожарным и противогрибковым средством, сечением от 100х100мм. до 150х150 мм.

Стропильные ноги — устанавливаются парами, с двух сторон крыши и закрепляются на коньке, тем самым образуя стропильную систему (контур крыши).

Шаг их установки обычно находится в диапазоне 0,6-1,2 м., и зависит от типа используемого кровельного материала. Чем более тяжёлая будет кровля, тем меньший используется шаг. Стропила изготавливаются из обрезной сухой доски хвойных пород, толщиной от 50 мм. Для безопасности и долговечности конструкции так же необходимо использовать специальные пропитки для дерева.

Конек крыши — горизонтальная, верхняя линия соединения стропильных ног между собой. Высота его в начале и в конце по отношению к верхним точкам стен, не должна отличаться. Измерить это можно с помощью гидроуровня.

1. Стойки – вертикально установленные опоры под стропильную систему. В зависимости от ширины, стойки могут устанавливаться, как только под коньковый брус, так и дополнительно в промежутке от конька до карниза крыши. Выполняются опоры из обрезной доски либо бруса.
2. Кобылки — данные элементы стропильной системы требуются для продления стропильных ног, когда те слишком короткие и нет возможности сделать свес необходимой длинны. Присоединяются к нижней части стропил, путём нахлёста доски меньшего сечения и скрепления их друг с другом гвоздём.
3. Прогоны – горизонтальный брус, скрепляющий ноги стропил. Крепится с внутренней стороны у основания конька, либо по центру стропильных ног.
4. Затяжка – закрепленный снизу брус, соединяющий стропильные ноги, не позволяющий им расходиться.
5. Лежень – опорный брус, лежащий горизонтально на несущей стенке внутри сруба, на который устанавливаются стойки, поддерживающие стропильную систему. Материал – брус сечением от 100х100мм. до 150х150 мм..
6. Подкосы и стойки – дополнительные опоры под стропильные ноги, дающие конструкции дополнительную устойчивость, крепятся к затяжке или лежню.
7. Обрешётка – конструкция из брусков или досок, необходимая для укладки кровли, крепятся перпендикулярно стропильным ногам, шаг зависит от типа кровли. Под гибкую черепицу используют фанерные листы, уложенные на стропила сплошным ковром.

Двускатная крыша своими руками — элементы стропильной системыНаличие вышеперечисленных составляющих в конструкции крыши зависит от её типа и размера. Существует два варианта установки стропильной системы на двухскатную крышу: наслонная и висячая. В первом варианте стропила крепятся: внизу к мауэрлату, вверху к коньковому брусу. Конёк должен поддерживаться или внутренней стеной или вертикальными стойками.

Висячие же стропила вверху опираются друг на друга, а внизу к затяжке либо балкам перекрытия. В домах построенных из дерева крепление стропил к мауэрлату делают скользящим, это позволит избежать нарушение каркаса крыши, когда дом будет давать усадку.

Этапы возведения стропильной системы

можно условно разделить на несколько этапов. Если считать, что коробка дома уже готова, то на первом этапе нужно сделать основу, на которую будет опираться стропильная система. В виде такой опоры может быть балка. Сечение ее составляет, как правило, 10х10 см. Балки укладываются на гидроизоляцию. В качестве гидроизоляционного материала может выступать рубероид.

Вторым этапом следует сделать стойки. Их устанавливают на балку либо на верхний венец. В качестве стоек используют брус сечением 10х10 см. При установке стоек следует помнить, что максимальное расстояние между ними не должно быть больше 2 м. Оптимальным же можно считать расстояние в 90 см. Строительство такой стропильной системы влечет большие затраты, но является более надежным.

Стойки следует делать строго вертикальными. В этом поможет отвес или уровень. В дальнейшем именно эти элементы станут каркасом стен мансардной комнаты. Кроме того, стойки должны находиться в одной плоскости, чтобы стена была не только вертикальной, но и ровной по всей длине.

Стойки к балке следует крепить скобами из металла или при помощи шипового соединения. Чтобы стойки оставались в вертикальном положении в ходе всего процесса , их укрепляют снизу откосами, которые своим основанием имеют балки перекрытия.

Третьим шагом становится изготовление поперечного бруса. Используется брус 10х10 см. Его крепят к двум противоположным и противолежащим стоякам в верхних точках. Крепить можно любым удобным способом. В конце такой работы получается конструкция, которая называется подстропильной рамой. Собственно, эта рама и будет определять размеры мансарды, то есть ее ширину, длину и высоту.

На следующем шаге нужно делать мауэрлат. Этот элемент крыши представляет собой балку, которая является . Мауэрлат можно изготавливать из доски с толщиной в 40 мм. Можно использовать брус похожего размера.

Монтаж мауэрлата осуществляется к подстропильной раме по всей длине каждого ската. Он не только выполняет функцию опоры для стропил, но и служит для придания большей жесткости всем подстропильным рамам, скрепляя их между собой, а также для передачи нагрузки, которую оказывает стропильная система на стены.

Чтобы защитить мауэрлат от намокания, под него подкладывают гидроизоляционный слой. Поскольку мауэрлат придает жесткость всей стропильной системе, то, для его большей устойчивости, он крепится еще и отожженной медной проволокой. Толщины в 3-4 мм для проволоки будет достаточно.

Когда основа для стропил готова, можно приступать к ее монтажу. Чтобы сделать все правильно, нужно нанести разметку. На мауэрлатах с обеих сторон наносится разметка, которая показывает шаг установки стропильных ног. Как уже было сказано, оптимальным шагом будет расстояние от 90 до 120 см. В первую очередь делать нужно крайнюю пару.

В качестве материала для стропил можно использовать брусья 10*15, при этом устанавливать их нужно на ребро. Можно также использовать и доску толщиной в 50 мм и шириной в 15 см, при этом она должна быть прямой и не иметь сучков.

После установки крайней пары стропильных ног приступают к установке второй крайней пары. Далее между ними натягивается шпагат, который будет обозначать плоскость ската, упрощая тем самым установку остальных пар стропильных ног.

После того как вся стропильная система будет установлена своими руками, все пары следует соединить между собой в верхней точке, то есть возле самого конька. Сделать это можно, прибив к ним доски.

Следует заметить, что при длине стропил больше 8 м сверху устанавливается коньковая балка, которая будет служить опорой для стропильных пар.