Обзор существующей схемы стропил двухскатной крыши

Устройство и основные элементы двухскатной крыши

В состав кровли, состоящей из 2 скатов, входят:

1. Мауэрлат – анкерами или стержнями с резьбой по периметру к несущим стенам крепится брус 10-15 см или для небольшой конструкции доска 50×250 мм. Он служит для передачи нагрузки от стропил к стенам.
2. Стропильная нога – доска (брус) 5×10 или 5×15 см. Является основным элементом каркаса. Они ставятся с шагом 0,6-1,2 м. На стропила ложится вся тяжесть от снега, града, ветра.
3. Лежень – расположен на внутренней несущей стене, имеет форму бруса 10×10 или 15×15 см, нужен для передачи усилия от стоек кровли.
4. Затяжка – входит в состав системы с висячими стропилами, соединяя их между собой внизу.
5. Стойки – устанавливаются от конька вертикально, передают нагрузку внутренней несущей стене. Чаще всего изготавливаются с квадратного бруса.
6. Подкосы – соединяют несущие элементы и ноги стропил, входят в состав фермы, которая объединяет подкосы, затяжку и стропила.

Нагрузка от кровельного покрытия передается стропильной системе через расположенные перпендикулярно ногам доски или бруски – обрешетку. Она также является дополнительным скрепляющим элементом всей конструкции двускатной кровли.

Преимущества двухскатной конструкции

Основные преимущества, которое можно выделить для крыши с 2 скатами по сравнению с другими формами:

• простота устройства, проектирования и монтажа;
• все виды осадков сходят с поверхности быстро;
• имеет минимальное число соединений, ребер, стыков;
• равномерно распределяет на несущие элементы постройки нагрузку от ветра и снега;
• обойдется дешевле, чем более сложные заменители;
• при возведении конструкции можно обойтись без помощи профессиональных строителей.

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

• верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
• верхняя обвязка в каркасных домах;
• мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Из каких основных частей состоит крыша

Крыша двухскатного типа в своей конструкции имеет нескольких частей. Ниже перечислены элементы, из которых состоит крышная конструкция:

1. Мауэрлат.
2. Стропильные ноги.
3. Вертикально расположенные стойки.
4. Подкосы.
5. Затяжки.
6. Конёк.
7. Лежень.
8. Обрешётка.

Чтобы понять, какую функцию выполняют все эти элементы, рассмотрим их каждый по отдельности.

Мауэрлат

Если раньше при монтаже крыши не использовали даже и одного гвоздя, то теперь всё крепится на стальных элементах, без них никак. Мауэрлат должен быть надёжно закреплён. А сделать это можно только путём применения стальных стержней или же анкерных болтов. Стержни с резьбой замуровываются прямо в стену. Основная функция мауэрлата – это передача давления нагрузки прямо на наружные стены. Мауэрлатом заканчивается верхняя часть стены, брус должен быть уложен сверху.

Чтобы обеспечить конструкции достаточную прочность, следует использовать брус, сделанный из хвойного дерева. Чаще всего такой брус делают квадратной формы с длиной грани 10 или 15 см. Посмотрите на схему крепления мауэрлата, чтобы представить этот процесс наглядно.

Стропильные ноги

Стропильными ногами принято называть доски, что крепятся к мауэрлату. Их сечение может составлять 5*15 см или 10*15 см. Стропильные ноги необходимы, чтобы придать крышной конструкции правильную треугольную форму. Вместе две стропильные ноги образуют ферму. Число ферм, что нужно построить, зависит от того, насколько длинный дом, а также какой тип кровельного покрытия используется. Расстояние между фермами обычно составляет от 0,6 до 1,2 м.

Выбирая длину шага, ориентируйтесь на климатические показатели в вашем регионе. При сильных ветрах шаг должен быть меньше. То же самое касается и регионов, где зимой наблюдается повышенное выпадение осадков. Снег – очень тяжёлый, особенно если он мокрый, это стоит иметь в виду.

Вертикальные стойки

Стоечные элементы крайне важны. С помощью вертикальных стоек передаётся нагрузка непосредственно на несущие стены постройки. Брусья стоек имеют площадь сечения 10*10 см. Они располагаются внутри каждой из ферм.

Подкосы

Подкосы важно установить под углом. Это элементы между стойками и стропилами. В производстве подкосов используют обрезной брус. Подкосами выполняется важнейшая функция – увеличение несущей способности крышной конструкции. Подкос служит для укрепления боковой части фермы.

Затяжки

Затяжка – это элемент, по средствам которого соединяют части стропил снизу. По сути затяжкой называют саму балку. Располагается она у основания треугольной части фермы. Функция затяжек – повысить прочность фермы, сделать её более устойчивой к значительным нагрузкам.

Конёк

Конёк – это функциональный элемент, что соединяет два ската друг с другом. Он располагается в самой верхней точке крыши. По сути коньком называют продольный брус. Он может состоять из одной или двух досок. В случае, когда в конструкции конька используют две доски, их нужно прибивать с двух сторон. При этом соединение нужно проводить под строго определённым углом.

В нижней части, непосредственно под коньком расположены вертикальные стойки. А по бокам прикрепляются конечные части стропил.

Лежень

Лежень применяют тогда, когда расстояние прогона от одной наружной стены до другой составляет более чем 10 м. Лежнем принято называть брус, имеющий сечение 10*10 см. Его укладывают параллельно центральной несущей стене.

Обрешётка

Под термином обрешётка подразумевают доски, что набиты сверху на стропила. Также для монтажа обрешётки можно использовать и брус. Можно выделить несколько видов обрешёток. Это сплошные конструкции, имеющие зазоры между собой. Какой тип обрешётки лучше выбрать, зависит от способа кровли. Крепить обрешётку следует в горизонтальной плоскости, строго перпендикулярно направлению расположения стропил.

Конструкция

Чтобы делать все осознанно, необходимо разобраться со строением двускатной кровли и назначением всех ее элементов. Начнем по порядку.

Мауэрлат

Это большой брусок, закрепленный на несущих стенах по периметру здания. Именно на этот элемент приходится большая часть нагрузки от кровли. И именно мауэрлат передает ее на несущие стены.

Для этого элемента используют бруски квадратного сечения размером 100*100 мм или 150*150 мм. Их соединяют со стенами при помощи вмурованных шпилек. Если баня деревянная, то мауэрлатом обычно служит верхний венец. Для всех остальных видов стен делают пояс из армированного бетона, в который встраивают шпильки. Затем брус выбранного сечения «надевается» на шпильки и притягивается гайками. Иногда его еще дополнительно закрепляют длинными штырями.

Стропильная система двускатной крыши в разрезе, способы крепления мауэрлата и стропильных ног к нему

Так как толщина стен часто больше ширины мауэрлата, его с наружной стороны брус можно заложить кирпичами. Это сделает систему более надежной. Только древесину нужно обернуть двумя слоями рубероида — для защиты от влаги и гниения.

Стропильные ноги и конек

Конек — это горизонтальный деревянный брусок, расположенный в верхней точке кровли и соединяющий два ската. На него и на мауэрлат опираются стропильные ноги или стропила. Так как на конек приходится достаточно большая нагрузка, его нужно делать немалого сечения и выбирать древесину прочных пород.

Формулы для расчета высоту конька и длины стропильной ноги

Высота конька кровли определяется исходя из уклона кровли и ширины здания. Угол уклона кровли — величина, которая зависит от климатических факторов: если снега зимой много, то нужно делать скаты более крутыми. С них снег будет хорошо сходить. Если же в регионе сильные ветра, высокая кровля будет испытывать сильные нагрузки и ее может повредить.

Для средних условий оптимальным угол ската крыши порядка 35°-45°. Они и не сильно будет нагружаться ветром, и снег не будет сильно залеживаться. К тому же с таким углом можно выбирать любой тип кровельного покрытия: и любую из черепиц, мягкую кровлю, шифер, металлочерепицу.

Еще помните, чем выше поднят конек (круче скаты), тем больше будет площадь кровли. А это приведет к том, что затраты на покупку кровельных материалов и объемы работ будут большие.

Зная угол уклона и ширину вашей бани, можно посчитать высоту конька крыши. Для этого ширину здания нужно разделить на два (если конек будет посередине, а не смещен в одну или другую сторону) и умножить на тангенс угла уклона (первая формула на рисунке). Чтобы не искать в математических таблицах необходимый коэффициент, он выписан и сведен в простую таблицу.

Половину ширины дома умножаете на данный коэффициент. Получаете высоту конька для вашей бани. Например, ширина бани 4 метра, угол выбран 35°. Считаем:  4 м / 2 * 0,76 = 1,52 м — высота конька от перекрытия.

Устройство двускатной крыши

Теперь о стропильных ногах. Их делают из брусков сосны или ели, а лучше — лиственницы. Сечение 50*150 мм или 50*100 мм. Выбор толщины брусков зависит:

• От выбранного кровельного материала. Чем больше он весит, тем толще должны быть бруски.
• От климатических условий. Много снега или сильный ветер — берите более мощные.
• От шага установки. Чем меньше шаг, тем более тонкие можно устанавливать стропила. Шаг может быть от 60 см до 120 см. В каждом случае нужно считать, но обычно получается, что выгоднее поставить чаще более тонкие бруски, чем реже, но более толстые — разница в стоимости пиломатериалов очень значительная. Она даже перекрывает большее количество работы при меньшем шаге установки стропил.

  Зависимость сечения бруса для стропил от расстояния и длины

Длина стропильной ноги высчитывается тоже по математической формуле: высота конька делится на синус угла наклона (вторая формула на рисунке). Синусы углов наклона тоже есть в таблице. Находите нужное значение и считаете. Например, для найденного нами конька 1,52 м и угла наклона 35° стропила будут нужны 1,52 м / 0,57 = 2,67 м.

Свес крыши и кобылки

Но кровля не заканчивается ровно над несущей стеной. Она продолжается за пределы стен примерно на 40 см. Этот выступ называют свесом крыши. Это сделано для того, чтобы вода стекала дальше от фундамента, не подмывала его. Потому и стропильные ноги берут длиннее. Если их длины не хватает, их доращивают досками, которые называют «кобылками».

Для организации свеса кровли к стропилам добавляют доски — кобылки

Инструменты

[rek_custom2] Для установки системы стропил двускатной кровли будет необходим такой набор инструментов:

• карандаши и маркеры;
• рулетка;
• гвоздодер и молоток;
• шнур для натяжки;
• кровельный нож;
• ножницы для раскроя;
• скотч;
• шпатель;
• шуруповерт с насадками;
• электродрель с различными насадками и сверлами, электропила, ножовка;
• линейка и рейки;
• для безопасной работы – веревка и страховочный ремень;
• строительная пена;
• уровень вертикальный и горизонтальный, разметки.

В целях безопасности весь инструмент на крыше необходимо содержать в специальной сумке.

Общие сведения

Применение кобылок в стропильной системе чаще всего необходимо, когда стропила крепятся к мауэрлатам — специальным балкам, которые идут по стенам вдоль всего здания.

Мауэрлаты применяются в случае:

1. Конструкция деревянного перекрытия спроектирована отдельно от крыши.
2. Перекрытие здание осуществлено бетонными плитами.
3. Перекрытие здания из монолитного бетона.
4. Перекрытие отсутствует (складские помещения).
5. Мауэрлат связывает ряды колонн.

Мауэрлаты крепятся к стенам при помощи кусков толстой проволоки, которые предварительно монтируются в кладку стены.

К мауэрлатам закрепляются нижние опоры стропил при помощи гвоздей или скоб. При чрезмерной длине стропил для придания им дополнительной жёсткости применяются такие элементы, как подстропильные ноги. В случае отсутствия деревянных балок на бетонное перекрытие для упора ног снизу укладываются специальные балки лежни.

В помощь ногам используются укосы — это балки, закрепляемые под углом и обеспечивающие максимальную жёсткость конструкции.

      II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Технологическая карта разработана на комплекс работ по устройству двускатной крыши при строительстве индивидуального жилого дома.

2.2. Работы по устройству двускатной крыши при строительстве индивидуального жилого дома выполняются в одну смену, продолжительность рабочего времени в течение смены составляет:

час.,

     где Т — продолжительность рабочей смены без обеденного перерыва;

К — коэффициент снижения выработки;

К — коэффициент переработки.

В расчетах норм времени и продолжительности выполнения работ принят односменный режим работы с продолжительностью рабочей смены 10 часов при пятидневной рабочей неделе. Чистое рабочее время в течение смены принято с учетом коэффициента снижения выработки в связи с увеличением продолжительности смены по сравнению с 8-часовой рабочей сменой равным К=0,05 и коэффициента переработки К=1,25 суммарного времени за 5-дневную рабочую неделю ("Методические рекомендации по организации вахтового метода работ в строительстве, М-2007").

где Т — подготовительно-заключительное время, =0,24 час., в т.ч.:

Перерывы, связанные с организацией и технологией процесса включают следующие перерывы:

Получение задания в начале смены и сдача работ в конце 10 мин.=0,16 час.

Подготовка рабочего места, инструмента и т.п. 5 мин.=0,08 час.

2.3. В состав работ, выполняемых при устройстве двускатной крыши при строительстве индивидуального жилого дома материала, входят:

— установка стропильной системы;

— устройство гидроизоляции;

— устройство теплоизоляции;

— устройство пароизоляции;

— укладка кровельного материала.

2.4. Технологической картой предусмотрено выполнение работ комплексным механизированным звеном в составе: передвижная бензиновая электростанция Honda ET12000 (3-фазная 380/220 В, N=11 кВт, m=150 кг); бензомоторная пила "Крона-202" (N=2,45 л.с., m=6,8 кг); автомобильный стреловой кран КС-45717 (грузоподъемность Q=25,0 т) в качестве ведущего механизма.

Рис.1. Бензопила "Крона-202"

Рис.2. Электростанция Honda ET12000

Рис.3. Грузовые характеристики автомобильного стрелового крана КС-45717

2.5. Для устройства двускатной крыши при строительстве индивидуального жилого дома в качестве основных материалов используются: обрезной пиломатериал хвойных пород II с. размером 6000х150х50 мм и 6000х200х50 мм по ГОСТ 8486-66*; деревянный брус II с. размером 6000х150х150 мм, по ГОСТ 8486-66*; стальные гвозди длиной 150 мм, металлические стропильные уголки, саморезы.

________________

*  ГОСТ 8486-66 отменен. Взамен с утвержден и введен в действие ГОСТ 8486-86. — Примечание изготовителя базы данных.     

Рис.4. Крепежные элементы для стропильных соединений

2.6. Работы по устройству двускатной крыши при строительстве индивидуального жилого дома следует выполнять, руководствуясь требованиями следующих нормативных документов:

— СП "СНиП 12-01-2004 Организация строительства. Актуализированная редакция";

— СП Кровли;

— СНиП *. Изоляционные и отделочные покрытия;

________________

* СНиП не действуют. Взамен действует СП — Примечание изготовителя базы данных.

— СО-002-02495342-2005. Кровли зданий и сооружений. Проектирование и строительство;

— СТО НОСТРОЙ Организация строительного производства. Общие положения;

— СТО НОСТРОЙ Организация строительного производства. Подготовка и производство строительно-монтажных работ;

— СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования;

— СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство;

— РД 11-02-2006. Требования к составу и порядку ведения исполнительной документации при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства и требования, предъявляемые к актам освидетельствования работ, конструкций, участков сетей инженерно-технического обеспечения;

— РД 11-05-2007. Порядок ведения общего и (или) специального журнала учета выполнения работ при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства.

Этапы монтажа

Самостоятельное сооружение крыши из профнастила с системой стропил требует тщательной организации процесса. Каждый этап работ должен соответствовать технологии, ведь от этого зависит качество будущей конструкции. Важным требованием является выбор надежных, качественных материалов, обладающих необходимым уровнем характеристик. При этом стоит сделать точный расчет количества профнастила и других элементов

Обязательным требованием является разработка проекта, в котором отражаются все особенности будущего сооружения. В процессе проектирования важно учесть следующие моменты:

• Нагрузка на кровлю;
• Угол наклона скатов конструкции;
• Вид материалов для строительства;
• Оптимальный шаг между элементами обрешетки и стропилами;
• Метод соединения узлов конструкции.

Для создания чертежа не обязательно обладать профессиональными навыками и знаниями. Существует множество компьютерных программ, которые позволяют создать точный проект. Характеристики, например, угол наклона скатов, определяются в зависимости от необходимого уровня надежности конструкции, а также с учетом всех особенностей здания. Расчет нагрузки является обязательным этапом проектирования. При этом учитывается вес материалов, которые применяются для строительства кровли, а также ветровая и снеговая нагрузка. Последний показатель можно определить с помощью специальных таблиц, в которых содержатся данные по всем регионам. Получившиеся результаты вычислений следует сложить и умножить на коэффициент 1.1.

Основной комплекс работ включает в себя два обширных этапа: создание системы стропил и монтаж профнастила. Качественная двускатная стропильная система требует выполнения следующих действий:

• Монтаж нижних балок рам стропил, которые изготавливаются из бруса, имеющего сечение 100×100 мм. Для этой цели подходит сосновый материал, под края которого необходимо уложить любой гидроизоляционный слой;
• С помощью отвеса следует определить центр установленных балок, а в данную область осуществляется крепление вертикальной стойки из бруса 100×100 мм. Установка проводится по одной линии, а расстояние между стойками не должно быть менее 2 метров. Из досок изготавливаются деревянные раскосы, которые служат для поддержки стоек в вертикальном положении;
• На верхние торцы вертикальных стоек укладывается брус, сечение сторон которого равно. Осуществляется проверка горизонтальности, а затем крепление данных элементов;
• Внешняя сторона всех брусьев обшивается досками, а для внутренней области используется фанера. Пространство между данными элементами необходимо заполнить качественным утеплителем для создания кровельного пирога;
• Далее сооружается мауэрлат, который служит для равномерного распределения нагрузки. Под элементы мауэрлата необходимо уложить рубероид, сложенный вдвое;
• Для стропил используются ровные доски, сечение которых – 200×50мм. Шаг между деталями стропил составляет 1 метр, а длина досок должна быть не менее 1,5 метров.

Качественная стропильная система может быть легко оборудована своими руками. После данного этапа следует покрыть двускатную крышу профнастилом. Для этого необходимо создать обрешетку и заделать фронтоны. При этом карнизы снизу подшиваются качественной фанерой. Материал должен обладать влагостойкостью, ведь от этого зависит надежность и долговечность конструкции.

Профнастил укладывается своими руками достаточно просто. Монтаж проводится методом внахлест, а крепление осуществляется с помощью саморезов. При этом может потребоваться обработка материала соответственно необходимым размерам. Все действия с профнастилом следует проводить в перчатках, так как элементы имеют острые края. Качественная стропильная система должна быть ровной, ведь от этого зависит надежность кровли.

Долговечная двускатная кровля выполняется только из высококачественных материалов и только после тщательного проектирования и расчета. При этом крыша из профнастила требует хорошего утепления, что позволяет создать комфорт в доме. Правильный монтаж, расчет наклона скатов и других параметров, оптимальное крепление — каждый этап работ по созданию системы двускатной кровли должен быть продуманным и технологичным.

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.

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Наслонная стропильная система

Основным отличием этой системы является установка вертикальной балки, опирающейся на внутреннюю несущую стену, расположенную посередине здания. Такая конструкция необходима, когда двухскатная крыша устанавливается на здание с размером между стенами свыше 10 м.

Рисунок 6. Устройство арки с затяжкой в верхней части стропильных балок.

1. Правильно выполненная система безраспорных стропильных балок позволяет избавиться от распирающих стены усилий. Поверхность скатов подвергается только усилию на изгиб. Существует 3 основных варианта устройства таких систем. При всех вариантах нижние концы стропильных балок крепятся по способу скользящей опоры. Для страховки между опорным бруском и стропильной ногой устанавливается дополнительное крепление.
2. Можно использовать стальную полосу, стяжку проволокой. Варианты различаются по способу соединения верхних концов стропильных балок, стыковки с брусом конька. Один из вариантов предполагает укладку стропил на брус в виде скользящей опоры с устройством выреза. Крепление можно выполнить при помощи кронштейнов или специальных скоб. Двускатная крыша, устроенная по следующему варианту, является самой популярной из-за простоты устройства. Верх стропильных балок можно сделать встык или внакладку с вырезанием пазов. Угол нужно скрепить любым из доступных способов и зафиксировать на брусе конька. Третий вариант предполагает жесткое соединение прогона и стропильных балок. Для крепления на стропильные ноги набивают отрезки досок по двум сторонам. На брусе образуется большое изгибающее усилие, но снижается нагрузка на балки стропил.
3. Двускатная крыша для здания с размерами до 14 м должна иметь усиленную стропильную систему. Одним из вариантов повышения прочности является монтаж подкоса. Деталь принимает на себя нагрузку от стропильной ноги, испытывая усилие на сжатие. Чтобы правильно выбрать положение установки элемента, нужно вымерить угол в 45-53° от горизонтальной плоскости здания. Устройство дополнительной опоры превращает обычную балку в усиленный вариант, состоящий из двух пролетов. Для установки подкосов расчеты не требуются, следует просто закрепить его под стропильной балкой, вырезав с максимальной точностью угол стыковки.

Технология устройства двухскатных крыш несложная, все можно выполнить своими руками. Работы нужно начинать с установки и крепления основания на стены, затем смонтировать фронтоны. Работы по изготовлению стропильных балок и укрупнению конструкций желательно выполнять на земле, собранные элементы поднимать, устанавливать на здании, фиксировать при помощи временных креплений. После сборки и установки всех элементов следует закрепить обрешетку и приступать к монтажу кровли.

Расчёт параметров стропильной системы

Стропильную систему образуют не только стропильные ноги. В конструкцию входят мауэрлат, стойки, подкосы и другие элементы, размеры которых строго стандартизированы. Дело в том, что составляющим стропильной системы полагается выдерживать и распределять определённые нагрузки.

Элементы стропильной системы простой двускатной крыши — это стропила, прогон (коньковая доска), стойки, лежень, мауэрлат и подстропильные ноги (подкосы)

Мауэрлат

Мауэрлат — это конструкция из четырёх брусьев, соединяющая кирпичные, бетонные или металлические стены дома с деревянной несущей конструкцией крыши.

Брус мауэрлата должен занимать 1/3 места наверху стены. Оптимальное сечение этого пиломатериала — 10х15 см. Но существуют и другие подходящие варианты, например, 10х10 либо 15х15 см.

Главное, для создания мауэрлата не брать брусья шириной менее 10 см, так как они сильно подведут в вопросе прочности. А вот пиломатериал шириной более 25 см в надёжности сомнений не вызовет, однако будет давить на дом так, что тот в скором времени начнёт разрушаться.

Мауэрлат должен быть уже стены, иначе он будет оказывать на стены чрезмерное давление

Идеальная длина бруса для основания под стропильную систему равна длине стены. Соблюсти это условие не всегда получается, поэтому мауэрлат позволительно сооружать и из отрезков полностью или хотя бы примерно одинаковых по длине.

Лежень

Лежень выступает элементом стропильной системы, который находится в лежачем положении и служит основанием для стойки (бабки) несущей конструкции кровли.

В качестве лежня обычно берётся брус такого же сечения, как и мауэрлат. То есть оптимальный размер горизонтального элемента на внутренней несущей стене — 10х10 или 15х15 см.

Размером лежень не отличается от мауэрлата

Коньковый брус

Из-за размеров конькового бруса, в который стропила упираются верхним концом, вес крыши не должен выходить за допустимые рамки. Это значит, что для конька требуется брать брус довольно прочный, но нетяжёлый, чтобы под его давлением не прогнулись другие элементы несущей конструкции кровли.

Наиболее подходящий сосновый пиломатериал для конька крыши — это брус сечением 10х10 см или 20х20 см, как у стоек конструкции.

Коньковый прогон не должен быть толще стойки стропильной системы

Кобылка

Кобылка — это доска, удлиняющая стропило, если оно недопустимо короткое.

При использовании кобылок стропильные ноги обрезают вровень с наружной стеной. А доски, удлиняющие их, подбирают таким образом, чтобы они образовывали необходимый свес крыши и были не толще самих стропил.

К длине кобылки обязательно добавляют лишние 30–50 см, которые уйдут на совмещение стропила с дополнительной доской и сделают соединение каркаса и свеса кровли максимально крепким.

По толщине кобылка уступает стропильной ноге

Стойки

Стойка — это то же самое, что и центральная опора. Высоту вертикального бруса в стропильной системе принято находить по формуле h = b1xtgα – 0,05. h — это высота стойки, b1 – половина ширины дома, tgα – тангенс угла между стропилом и мауэрлатом, а 0,05 — это примерная высота коньковой балки в метрах.

Стойки рекомендуется создавать из брусьев сечением 10х10 см.

Главное требование к стойкам — устойчивость, поэтому в качестве них выбирают толстые, как лежень, брусья

Подкосы

Подкосом называется элемент стропильной системы, который под углом не менее 45° (по отношению к горизонтали среза стен) одним концом монтируется на стропиле, а другим — на затяжке, проложенной в направлении от одной стены дома к другой, вплотную к вертикальной стойке.

Длину подкоса определяют по теореме косинусов, то есть по формуле a² = b² + c² — 2 x b x c x cosα для плоского треугольника. a обозначает длину подкоса, b — часть длины стропила, c — половину длины дома, а α – угол, противолежащий стороне a.

Длина подкоса зависит от длины стропила и дома

Ширина и толщина подкосов должна быть идентична этим же размерам у стропильной ноги. Это значительно облегчит задачу по закреплению элемента в каркасе кровли.

Затяжка

Затяжка устанавливается у основания стропильной системы и играет роль балки перекрытия. Длина этого элемента определяется протяжённостью здания, а его сечение не отличается от параметра стропильных ног.

Затяжка по-другому может называться потолочной лагой

Скользящая опора для стропил

Скользящая опора или элемент стропильной системы, позволяющий ей приспосабливаться к изменению конфигурации, должен характеризоваться следующими параметрами:

• длина — от 10 до 48 см;

высота — 9 см;

• ширина — 3–4 см.

Размер скользящей опоры должен позволять хорошо фиксировать стропила на основании кровли

Доски или брусья для стропил

Размер досок, которые станут стропилами крыши с симметричными скатами, определить нетрудно. В этом поможет формула из теоремы Пифагора c² = a²+ b², где c выступает в качестве необходимой протяжённости стропильной ноги, a обозначает высоту от основания кровли до конькового бруса, а b — ½ часть ширины здания.

Параметры стропил, отличающихся асимметрией, тоже узнают по формуле Пифагора. Однако показателем b в этом случае будет уже не половина ширины дома. Это значение для каждого ската придётся измерять отдельно.

По формуле Пифагора можно вычислить как длину стропил, так и высоту стойки

Стропилами обычно становятся доски толщиной от 4 до 6 см. Минимальный параметр идеален для строений хозяйственного назначения, например, гаражей. А стропильную систему обычных частных домов создают из досок толщиной 5 или 6 см. Средний показатель ширины главных элементов несущей конструкции кровли — 10–15 см.

При большом шаге и значительной длине сечение стропил непременно увеличивают. Допустим, когда расстояние между ногами несущей конструкции крыши достигает 2 м, для стропил выбирают сечение 10×10 см.

На длину стропила влияет степень наклона кровли и протяжённость пространства между стенами, расположенными друг против друга. С увеличением уклона крыши длина стропильной ноги растёт, как и её сечение.

Система с висячими стропилами

Такая система стропил идеально подходит для строительства двухскатных крыш, где пролёт не превышает 6 метров, а так же отсутствуют внутренние несущие стены. Опорой нижних частей стропил является мауэрлат, вверху опираясь друг на друга, они сами себе являются опорами.

Особенностью данной конструкции — это необходимость использовать затяжку, которая не даёт стропильным ногам расходиться, тем самым, распирающая нагрузку на стены дома отсутствует и действует только вертикальная сила. Дополнительную затяжку (ригель) можно установить и под коньком. Все строительные работы производятся по аналогии с системой монтажа наслонных стропил.

Особенности конструкций висячего типа

1. Обязательное наличие затяжки, выполняющей основную функцию — скрепление стропильных ног.
2. При использовании данной системы от мауэрлата и вовсе можно отказаться, его может заменить, уложенная на рубероид, обычная обрезная доска.
3. Возможность установки на стены готовых скрепленных треугольников (стропильных ферм).

Двухскатная крыша своими руками — примеры висячих стропильных систем (схема)

К преимуществам висячей системы можно отнести отсутствие в центре опорных стоек, что делает мансардный этаж просторней и позволяет более рационально спланировать данное пространство.

Данная конструкция легче в исполнении, для неё необходимо меньшее количество строительного материала, что автоматически существенно удешевляет её стоимость. Её рекомендуют использовать при строительстве домов небольшого размера. Надежность данной конструкции достаточно высока.

Как вы сами смогли убедиться, двухскатная крыша своими руками — задача вполне выполнимая для каждого. Необходимо лишь обладать элементарными знаниями и строительными навыками, для того чтобы все сделать правильно.

Мауэрлат и прогоны

Монтаж мауэрлата и прогонов

Нижняя часть стропил в домах, построенных из бруса, опирается на верхний венец, а в зданиях из кирпича или пенобетона – на специальный брус, называющийся мауэрлатом. Для его укладки по внутренней части несущей стены располагают гидроизоляционный материал, на который и ложится мауэрлат. Длина бруса может быть равна длине стены здания, а может подгоняться под размер каждой стропильной ноги – так даже экономичнее.

Коньковый прогон – брус, к которому закрепляются верхние части стропил. То есть – это конек крыши. Его длина зависит от длины кровли, поэтому для его возведения применяются как цельный массив, так и несколько бревен.

Боковые прогоны нужны для дополнительной опоры стропил, их упор также делается во фронтоны здания. Концы таких прогонов иногда выпускаются за пределы фронтонов, таким образом, получаются разгружающие консоли, как результат – давление кровли на центральную часть прогона значительно уменьшается.

Если кровля здания возводится из тяжелых материалов, например из натуральной черепицы, то боковые прогоны делаются в виде коромысла, для этого бревна немного подтесывают и изгибают.

Виды стропильных систем

До того как приниматься за работу важно выбрать вариант стропильной системы для двускатной крыши. Их немного, каждая имеет свои достоинства и недостатки:

Висячие

Годны только для стандартной ширины крыши в 6 м, соответственно такова длина стропильной ноги. Крепление происходит за счет фиксации концов к коньковому прогону и несущей стене. Обязательно устанавливается затяжка, нивелирующая напряжение и давление конструкции.

Кроме того, они будут играть роль несущих балок. Без них конструкция разъедется под тяжестью. Достоинства варианта в абсолютной сухости поверхности кровли в период межсезонья, и в меньшей деформации в момент усадки.

Наслонные

Вариант годен для любой ширины крыши. Надежность и устойчивость обеспечивается фиксацией лежня к мауэрлату. Таким образом, давление нивелируется стойкой, отчего напряжение в стропильных ногах снижается. Достоинство системы в простоте, но конструкция требует больших вложений – требуется дополнительный пиломатериал для обустройства лежней.

Гибридные

Эти системы характерны для многоскатных крыш, где переходы сопровождаются многочисленными усилениями, балками, стойками, лежнями, укосами и прочими элементами для устойчивости всей конструкции. Устройство дорого и сложно, поэтому заниматься проектом и строительством должен только профессионал. По крайней мере, курировать его.

Как избежать дополнительных расчётов?

Создавать проект дома поручите профессионалу. Он подскажет какого диаметра в сечении нужны балки, длину планок и прочих деталей. Ведь специалист знает, что крышу удерживает стропильная система. На неё идёт самая большая нагрузка и нужны верные расчёты, качественные стройматериалы.

Советов у таких домостроев, как вы сам, лучше не спрашивать. Да, они построили свой дом, но насколько он крепкий? Не известно.

Лучше всего обратиться к знакомому прорабу и просить у него дельных советов. Ведь он владеет документацией. Существуют чёткие нормы, допустимой нагрузки на 1 м2, которых нужно придерживаться при возведении дома. В документации прописано, какая нагрузка даётся и какой материал с ней справится.

Возьмите на встречу с прорабом блокнот с ручкой и сразу запишите его советы. Так, вы точно ничего не забудете, не перепутаете. Построите так, как он, со знанием дела, рекомендует.

Конфигурация и стропильные системы двускатных крыш

Схема устройства крыши в основном будет зависеть от угла наклона скатов.

При небольшом угле у крыши будут хорошая устойчивость и небольшая парусность (сопротивление при ветре).

На таких крышах собирается много снега, по мере необходимости требуется очистка.

С крыш с большим углом наклона снег съезжает под своим весом. При устройстве высоких крыш нужно предусмотреть место для падения снега, чтобы при этом не засыпались места для прохода людей и проезда автотранспорта. Парусность у таких крыш значительно выше.

Оптимальным вариантом является крыша со скатами с углом наклона 35-40°. На ней не будет собираться много снега, сопротивление ветру небольшое. Устроить мансардное помещение под такой крышей довольно проблематично из-за небольшой высоты.

Превратить чердак в мансарду можно при устройстве ломаной крыши. Скат такой конструкции имеет два угла наклона: верхняя часть — пологая, нижняя — с большим углом наклона. Эта форма прекрасно справляется со снегопадами и нагрузкой при сильном ветре. Образующаяся форма чердачного пространства позволяет устроить полноценное помещение.

Основным элементом конструкции любой крыши являются стропила. При небольших размерах сооружения установку стропил двускатных крыш своими руками можно выполнить самостоятельно, без помощников. При более значительных размерах в одиночку справиться невозможно.

Стропила бывают:

• наслонными;
• висячими.

Наслонные стропильные системы используются в зданиях с одной или несколькими несущими внутренними стенами. Основными элементами таких конструкций являются стропила и подстропильные элементы (стойки). Нагрузка со стропил передается на стойки, которые упираются в стены. Чтобы смонтировать двускатную крышу значительных размеров, дополнительно используются подкосы.

Использование висячей системы целесообразно при отсутствии несущих внутренних стен или дополнительных опор. Стропила верхними концами соединяются между собой, а нижними упираются в стены. Для снижения нагрузки на стены между основными элементами устанавливаются затяжки. Размеры, конструкция и способ крепления будут зависеть от конфигурации крыши и ее длины и ширины.

Изготовление желательно начинать на земле. После подготовки и примерки первой детали остальные можно изготавливать по ней. Такой порядок поможет избежать ошибок и неточностей в работе. Установку нужно начинать с крайних деталей. После фиксации между ними необходимо натянуть шнур и по ним устанавливать остальные.

Разновидности конструкций висячих стропил

Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:

1. Трехшарнирная треугольная арка

Висячие стропила с затяжкой выполняются в форме замкнутого треугольника. В такой системе на изгиб работают стропила, а затяжка работает на растяжение. Минимальная высота подъема конькового прогона составляет не менее 1/6 длины арочного пролета. Такую конструкцию применяют для мансардного чердака, где на затяжку возлагается роль чердачного перекрытия. Для того чтобы уменьшить изгибающий момент, концы стропильных ног упирают с эксцентриситетом (небольшое смещение, расстояние) относительно их продольных осей.

2. Треугольная трехшарнирная арка с бабкой или подвеской

При длине пролета более 6 метров становится проблематичным использование цельного бруса, также возникает существенный прогиб от собственного веса затяжки. В таком случае, её подвешивают к коньку, а подвеску изготавливают деревянной и называют бабкой, либо железной и называют тяжем. Необходимая длина затяжки достигается путем состыковки более мелких элементов, которые крепятся на хомуте подвески при помощи косого или прямого сруба и болтов.

Наиболее распространенная ошибка при устройстве подвески – это ее инсталляция по схеме стоек с упором на затяжку и карнизный узел. Принцип работы подвески основан на растяжении, а стойки на сжатии. Поэтому низ подвески (бабки) не должен достигать затяжки. Подвеска (бабка) должна висеть на карнизном угле и крепиться к затяжке при помощи деревянных накладок, гвоздей и болтов.

3. Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой

Висячие стропила с приподнятой затяжкой часто применяют при использовании чердачного помещения под мансарду. В такой схеме затяжка крепится не внизу стропильных ног, а продвигается вверх и чем больше высота подъема затяжки, тем большее растягивающее напряжение она испытывает. В мансардном помещении такая затяжка играет роль балки потолочного перекрытия и не несет на себе полезной нагрузки. Эта затяжка может быть защищена от провисания с помощью установки подвески.

4. Треугольная трехшарнирная арка с ригелем

В этой схеме нижний опорный узел меняется с ползуна на шарнирно неподвижную опору. Стропильная нога делается с врубкой в мауэрлат, что делает всю арку устойчивой конструкцией. В такой системе приподнятая затяжка меняет направление своей работы с растяжения на сжатие и называется ригелем.

5. Треугольная трехшарнирная арка с подвеской и подкосами

С увеличением длины стропил возрастает и их прогиб. Для предотвращения прогиба стропила подпирают подкосами. Так как, в отличие от наслонной системы, низ подкосов упереть просто некуда, то их упирают в бабку. Получается достаточно прочная конструкция с круговой передачей нагрузок: стропила давят на подкосы, подкосы растягивают подвеску, подвеска тянет вниз верхушку стропил и коньковой прогон, подкосы сжимаются стропилами.

Карнизный узел (место соединения стропила с затяжкой) имеет несколько вариантов реализации: ортогональная лобовая врубка (с одинарным или двойным зубом), пластинчатое и дощатое крепление.

Как защитить брус и зачем это делать?

Прежде чем начинать процесс таких важных работ, как стропиловка крыши своими руками и прокладка гидроизоляционного материала, обязательно нужно продумать вопросы, связанные с защитой бруса от огня и разных насекомых. Нужно сказать, что защита перекрытий от огня даже прописана в некоторых СНиП для кровель различных типов.

Обработка брусьев для стропил антипиретиком

Брус пропитывают специальными веществами, антипиретиками (эти вещества призваны снижать горючесть материала), а также необходимо обрабатывать и антисептиками (этот вид веществ предотвращает гниение древесины). Такие меры необходимо принимать задолго до того момента, когда стропильная система будет окончательно установлена. В этом случае есть возможность обработать последовательно все участки, но, уделив при этом особое внимание тем из них, которые могут быть впоследствии повреждены. Особенно следует обратить внимание на стыки.

Для того, чтобы нанести защитные составы, рекомендуется воспользоваться кистью. Она должна быть достаточно широкой, а ворс у данной кисти должен быть длинный. При нанесении веществ необходимо для защиты глаз одевать специальные очки, а также пользоваться респиратором.

Рекомендуется обработать древесину не один раз, а нанести вещества в два слоя. Перед нанесением нужно дать древесине просохнуть. В этом случае дерево лучше пропитается, действие же защитных составов продлится на большее время.

Приступать к установке стропильной системы, конечно же нужно только тогда, когда весь брус полностью высохнет и антисептики прочно впитаются.

Монтаж стропил под металлочерепицу

Все монтажные работы по устройству кровли ведутся на достаточно большой высоте. Чтобы свести к минимуму риск падений, а также значительно упростить высотные работы, можно собрать каркас несущей стропильной системы на земле.

Для этого необходимо создать шаблон из досок, по которому и будет осуществляться дальнейшая сборка.

Он изготавливается в несколько этапов:

• Доски подымаются над стенами здания, выравниваются, а затем скрепляются при помощи гвоздя.
• Выравнивают угол наклона досок в соответствии с проектом, путем их опускания и подъема. Элементы фиксируются.
• В результате должна получиться конструкция, напоминающая по форме будущую стропильную систему, выполненную в соответствии с расчетными геометрическими размерами крыши.
• Шаблон опускается на землю, в соответствии с ним чистовые элементы фиксируются между собой. Более подробно на видео ниже.

Затем следует позаботиться об установке опорного элемента – мауэрлата. Как говорилось ранее, он укладывается на несущие стены в продольном направлении. Крепление производится при помощи шпилек (на армопоясе или кладке) или с помощью катанки (для зданий с небольшой кровельной высотой).

ОСТОРОЖНО!

При использовании шпилечного соединения, связующие элементы не нужно наглухо замуровывать в стену. Они должны выступать из стены на 30-40 мм, так как на шпильки будет накручиваться гайка.

Следующим этапом будет создание конькового прогона, служащего опорной частью для всей конструкции двухскатной кровли. Он выполняется из бруса или отесанного бревна. В случае, если пролет здания не более 6 м, его опирание может осуществляться без дополнительных опорных элементов. В противном случае для монтажа нужно использовать строительные фермы.

Монтаж. Часть 1

После установки этих элементов можно осуществлять подъем и монтаж основного стропильного элемента, собранного по шаблону. Скрепление с мауэрлатом может осуществляться 2-мя способами:

Жестким соединением. Осуществляется при помощи уголков и брусов. Реже используются скрепление посредством запила на стропильных ногах, с последующей фиксацией гвоздями или скобами.

Особенности: помимо основного соединения необходимо осуществлять привязку стропил к стене при помощи анкеров или проволочной конструкции.

Скользящим. В его основе лежит создание шарнирного соединения. Его делают при помощи стыкования элементов с использованием запилов. Элементы соединяются металлической закладной деталью с отверстиями для болтов, или 2-мя гвоздями, которые нужно забивать под углом.

Осуществлять монтаж деревянных ферм нужно в определенной последовательности. Сначала устанавливаются крайние фермы, расположенные на торцах здания. Затем между ними натягивается шнур или веревка, с помощью которых проверяется вертикальность их установки. Далее под шнуром ведется дальнейшая установка стропильных конструкций в соответствии с заданным проектным шагом.

Монтаж. Часть 2

Создание кровли из металлочерепицы – довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков и набитой руки. Поэтому для осуществления правильного монтажа нужно как минимум работать под наблюдением грамотного специалиста.

Двускатная крыша (разновидности стропильной системы)

Существует 3 вида двухскатных крыш:

• наклонные стропила;
• висячие стропила;
• комбинированные стропила (включают в себя конструкцию из наклонных и висячих стропил).

Висячий тип стропил применяется, когда расстояние между стенами дома не превышает 10 метров и отсутствуют промежуточные конструкции-перегородки и стены. Такая крыша дает определенную нагрузку на несущие стены.

Понизить уровень сопротивления можно при помощи затяжки, формирующей треугольник у основания из металла или дерева. Роль затяжек обычно берут на себя балки перекрытия. Их применяют в качестве конструкций чердачного этажа.

Когда расстояние между внешними стенами свыше 10 метров, используется опорная балка.

Факторы, оказывающие влияние на выбор той или иной конструкции крыши:

• Уровень осадков в данном регионе;
• Материальные возможности хозяина дома;
• Применяемый кровельный материал (мягкая черепица или керамическая);
• Использование пространства крыши в качестве жилого или нежилого помещения. Оборудование чердачного этажа или полноценного жилого пространства с комнатами или зоной отдыха;
• Погодные условия и климат.

Специалисты по кровельным системам и архитекторы особое внимание уделяют уровню осадков в выбранной местности, обилию и плотности снегопадов (дождей). В заснеженных северных регионах не используют крыши с малым углом наклона скатов. Снег на таких крышах задерживается и может привести, как минимум, к деформации конструкции или к полному разрушению крыши и дома.