Двускатная крыша разрез. Конструкция стропильной системы простой двухскатной крыши. Угол наклона

Крыши с двумя скатами являются наиболее подходящим вариантом для собственноручной реализации. Они состоят из двух плоскостей прямоугольной формы, которые сходятся под определенным углом. Для подобных конструкций характерна прочность и практичность: покрытый данным способом дом будет хорошо защищен от любых превратностей погоды. От правильности монтажа стропильной системы двускатной крыши будет зависеть надежность всего сооружения.

Из чего состоит двухскатная крыша

Перечень конструктивных элементов включает несколько позиций. Все элементы следует изучить и хорошо представлять себе их устройство и назначение.

Мауэрлат и стропильные ноги

Мауэрлат изготовляется из хвойного бруса толщиной 100-150 мм. Им прокладывают все несущие стены, для крепления к которым используются анкеры или стержни с резьбой. Благодаря мауэрлату достигается равномерность передачи нагрузки от стропильных ног на несущие стены.

Материалом для изготовления стропильных ног выступает брус 150х100 или 150х50 мм. Стропильные ноги служат деталями для сборки треугольного кровельного контура, который непосредственно противостоит ветру, дождю, граду, снегу и другим природным явлениям. Для того чтобы добиться хорошей прочности всей системы, шаг размещения стропильных ног выбирается в пределах 60-120 см. Частота расположения напрямую зависит от общего веса кровельной конструкции: чем она тяжелее, тем стропилины монтируются чаще. Кроме того, на размеры шага также влияют особенности кровельного покрытия.

Лежень, затяжка, стойки

Лежень изготовляется из такого же квадратного бруса, что и мауэрлат (100х100 или 150х150 мм). Он монтируется в горизонтальном положении поверх внутренних несущих стен, что позволяет добиться равномерности передачи нагрузок от стоек кровли.

Затяжкой комплектуются висячие стропильные системы. Благодаря затяжкам треугольный контур стропилин получает должную конструктивную прочность.

Стойки изготовляются из квадратного бруса (100х100 или 150х150 мм). Посредством вертикальных стоек стропильной системы нагрузка от конька передается на внутренние несущие стены.

Подкосы, обрешетка

Подкосы служат промежуточным звеном от стропилин к несущим элементам. Скрепленная между собой затяжка и подкос образуют ферму, которую отличает повышенная прочность. Фермы способны выдерживать нагрузки даже от больших пролетов.

Обрешетка служит каркасом для укладки кровельного покрытия, транслируя вес кровли на стропильную систему. Материалом для изготовления обрешетки обычно выступают бруски или доски, уложенные под углом 90 градусов к стропильным ногам. В некоторых случаях (когда используется мягкая кровля) применяются каркасы сплошного типа, сооружаемые из влагостойкой фанеры.

Конек, свесы, кобылки

Конек – это верхняя горизонтальная часть кровли, в которой сходятся оба ската. Его образуют соединенные стропилины.

Специальные выступы кровельных скатов по бокам (примерный размер выступа – 40 см), которые защищают стены от дождя и стекающей по крыше воды, называются свесами. Их учитывают практически в любой конструкции стропильной системы.

Кобылки используются лишь в случае недостатка длины стропилин, из-за чего отсутствуют свесы. Чтобы это исправить, применяется наращивание ног досками меньшей толщины: этот дополнительный элемент и называется кобылкой.

Какие бывают двухскатные крыши

Исходя из конструктивных особенностей, двухскатные крыши делятся на обычные симметричные, асимметричные и ломанные.

Симметричные

Наиболее удобным для самостоятельной реализации считается проверенная временем классическая крыша, состоящая из двух идентичных скатов. Ее несложно рассчитать и соорудить своими руками, так как в основе ее эргономичного дизайна лежит равнобедренный треугольник. Фронтон получается треугольный. Благодаря острому углу пересечения скатов обеспечивается качественное и надежное отведение атмосферных осадков, вне зависимости от используемого кровельного материала.

В зависимости от того, под каким углом пересекаются скаты, симметричные конструкции бывают:

классическими (угол 45 градусов). Чаще всего таким образом оформляются дома не шире 8 м;
пологими (угол меньше 45 градусов). Подходят для небольших построек в регионах с сильными ветрами;
остроконечными. Используются на больших домах, обеспечивая быстрый сход снега и дождя.

В целом расчет угла наклона симметрических двухскатных крыш (их еще называют щипцовыми) проводится в зависимости от климатических особенностей местности (крутые скаты подходят для регионов с обильными снегопадами, пологие – для ветровых регионов).

Ассиметричные

В случае ассиметричной крыши длина скатов разнится. Такой конструктивный ход имеет двоякую цель. С одной стороны, это придает крыше особенную оригинальность и красоту, с другой – появляется возможность дополнительно пристроить беседку, гараж или оранжерею без необходимости сооружения отдельного навеса. Так удается сэкономить немалые финансы.

Ломанные

Такая форма крыши предполагает наличие у скатов двух участков. Угол наклона верхнего из них составляет 30 градусов, а нижнего – 60. В результате удается сделать подкровельное пространство достаточно обширным, чтобы обустроить там жилую комнаты (мансарду). Высота потолков получается достаточно высокой, с возможностью установки вертикальных окон.

Типы стропильных систем

Стропильные системы двухскатных крыш бывают висячими, наслонными и комбинированными.

Висячие

Используются в зданиях, где нет внутренних капитальных перегородок и дополнительных опорных столбов внутри здания, дистанция между стенами которого не превышает 10 м. Такая специфика конструкции предполагает наличие значительной нагрузки на несущие стены, включая распирающий эффект. Для снижения напряжения практикуется применение дополнительных скрепляющих элементов для стягивания стропилин (речь идет о ригелях и затяжках).

Затяжка уменьшает растяжение: в итоге стена переживает исключительно горизонтальные нагрузки. Образовавшаяся в итоге жесткая треугольная конструкция (ферма) практически не подвержена деформациям. В том случае, когда планируется сооружение мансарды, затяжки заменяются балками перекрытия. Достоинством такого решения является то, что можно отказаться от использования мауэрлата. Что касается упоров под стропилины поверх стен, то установить их совсем несложно.

Наслонные

В домах с внутренними несущими стенами (обычно речь идет о постройках шириной более 10 м) удобнее использовать стропильные системы наслонного типа. Они намного более просты в обустройстве, чем висячие: это объясняется созданием за счет внутренних стен надежной опоры. Основанием для установки нижнего края стропилины является верхушка мауэрлата или потолочного венца сруба. Верх ноги упирается в параллельную стропилину или в специальный прогон (балка, проходящая под коньком в горизонтальном направлении). Первый вариант называется распорным, второй – безраспорным. Существует три подвида безраспорных наслонных систем.

Как проводится расчет стропильной системы

Чтобы правильно определить параметры элементов, входящих в состав стропильной конструкции двухскатной крыши, необходимо понять, каким нагрузкам придется противостоять. Обычно выделяют три вида факторов, требующих обязательного учета – это постоянное, переменное и особое воздействие на стропильную систему.

Определение постоянных нагрузок

Речь идет о нагрузках, оказывающих постоянное воздействие на кровельный каркас – это вес кровли, гидроизоляционного материала, обрешетки, утеплителя, пароизоляции и прочих элементов системы. Для всех этих факторов характерно постоянство и непрерывность воздействия благодаря их фиксированному весу. Точное определение длины стропилин подразумевает проведение расчета массы кровельного пирога. Для получения конечного результата необходимо по очереди вычислить, сколько весит 1 м2 каждого слоя.

Для примера можно взять определение массы кровли, где в качестве финишного покрытия используется ондулин. Каждое из значений можно взять приблизительно, так как требований по ювелирной точности в данном случае нет. В состав кровельного пирога входит ондулин, гидроизоляция (чаще всего речь идет о полимерно-битумных составах), утеплитель (в этом случае – базальтовая вата) и обрешетка, сделанная из досок толщиной 25 мм.

Угол наклона

Расчет подходящего угла наклона двухскатной крыши во многом зависит от того, какой кровельный материал используется: у каждого из них имеются свои эксплуатационные характеристики. При использовании мягкого покрытия наклон скатов должен находиться в пределах 5-20 градусов. Более жесткое покрытие из шифера, металлочерепицы или профнастила желательно укладывать под углом 20-45 градусов.

Еще один важный фактор при определении степени крутизны скатов – климатические особенности региона. К примеру, если в местности, где постоянно дует сильный ветер соорудить кровлю большой высоты, в случае урагана ее может попросту сорвать. А вот если речь идет об обильных дождях и снегопадах, то чем круче скаты, тем быстрее с них будет сходить влага. Наиболее удобным во всех отношениях считается классический угол 45 градусов.

Шаг и длина стропилин

Стропильные ноги на двускатных крышах обычно размещаются на расстоянии 60-100 см друг от друга. На это влияют характеристики кровельного материала и общая масса конструкции крыши. Далее для определения количества стропилин производят деление размера ската на промежуток между стропильными парами, добавляя к полученному результату единицу. Для расчета длины стропил для крыши существуют специальные онлайн-калькуляторы. Также это можно сделать вручную, применив теорему Пифагора: искомый элемент в таком случае выступает гипотенузой прямоугольного треугольника. Ее длина определяется соотношением между катетом и косинусом противоположного угла.

Сечение стропил

Для возможности адекватного расчета этого параметра и определялась совокупная нагрузка на стропильную конструкцию. По мере ее возрастания сечение стропилин приходится брать больше. Толщина бруса в какой-то мере зависит от шага и длины стропильной ноги. Специально для этого разработаны таблицы, дающие возможность провести быстрый расчет сечения, ориентируясь на длину и шаг монтажа. В учет необходимо взять материал изготовления (разные породы дерева имеют разную прочность) и тип используемых элементов (уровень сопротивления нагрузкам у бревна, бруса и клееного бруса различается).

Схема и особенности устройства двускатной крыши

Двускатной называется крыша, образованная пересечением двух прямоугольных скатов под определённым углом. Такое устройство является самым надёжным и простым, поэтому смонтировать двускатную кровлю самостоятельно может даже человек со средними навыками плотницких работ.

Основанием крыши является стропильная система, выполняющая роль опоры для кровельного пирога и финишного покрытия. От её прочности и надёжности зависит срок эксплуатация кровли и комфортность проживания в доме. Стропильная система, подвергающаяся регулярным ветровым и снеговым нагрузкам, должна быть надёжно закреплена на корпусе здания. Эта задача решается при помощи мауэрлата, который прочно фиксируется к верхней плоскости стен дома. Таким образом создаётся практически монолитная система, надёжно защищающая внутреннее пространство дома от любых проявлений внешней среды.

Фотогалерея: как можно использовать пространство под двускатной крышей

Под двускатной крышей можно устроить жилую мансарду Двускатная крыша с датской полувальмой облагораживает экстерьер здания и позволяет увеличить размер мансарды Мансарду над гаражом можно использовать для хранения запчастей, устройства комнаты отдыха или для оборудования склада хозяйственной техники Площадь мансарды под двускатной крышей зависит от высоты конька и угла наклона скатов

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

Крыша с двумя противоположными скатами - самая распространённая конструкция из применяемых в индивидуальном жилищном строительстве. Линия пересечения образует конёк, а боковые проёмы крайних стропильных ног служат для устройства фронтонов - вертикально расположенных стенок, создающих замкнутое подкровельное пространство. Для получения прочной и долговечной конструкции применяется множество подпорных и укрепляющих элементов, придающих дополнительную жёсткость всему сооружению. В основе двускатной конструкции лежит треугольник - наиболее жёсткая геометрическая фигура. Стропильная система состоит из следующих основных элементов:

Мауэрлат - это деревянный брус, выполняющий роль связующего элемента между коробкой дома и его стропильной системой. К стенам он крепится резьбовыми шпильками, анкерными винтами или проволочными жгутами. Размер поперечного сечения бруса составляет от 100х100 до 150х150 мм и зависит от размера здания, его этажности и формы крыши.
Стропильная нога - деревянный брус размером 50х150 или 100х150 мм, соединяющийся в верхней точке крыши с коньком и опирающийся противоположным концом на мауэрлат. Стропила - основной несущий элемент кровельной системы, воспринимающий все виды внешних нагрузок: ветра, снега, дождя и собственного веса конструкции.
Стропильные фермы формируют силовой каркас крыши и определяют её геометрическую форму
Лежень - брус из древесины, укладываемый горизонтально с опорой на внутреннюю несущую стену. Размер лежня, как правило, равен размеру мауэрлата. Является опорой для кровельных стоек.
Затяжка - элемент, применяемый в висячих стропильных системах. Его назначение - компенсация растягивающих усилий, возникающих на нижних концах стропильных ног.
Стойки - брусья квадратного сечения, передающие часть нагрузки от стропил на лежни.
Подкосы - элементы конструкции, передающие часть нагрузки от стропильных ног на затяжку. Таким образом формируется ферма, обладающая повышенными прочностными характеристиками.
Контробрешётка - деревянные бруски размером от 25х50 до 50х50 мм, набиваемые на верхнее ребро стропил. Назначение контробрешётки - образование вентиляционного зазора между обрешёткой и гидроизолирующей плёнкой. Этот элемент обязателен при устройстве кровельного пирога на мансарде.
Обрешётка - опорное основание для установки финишного покрытия кровли. Обрешётка бывает сплошной или разреженной и может быть выполнена из доски толщиной 25 мм, водостойкой фанеры, листов ОСП и других подобных материалов. Выбор конструкции обрешётки зависит от характеристик финишного покрытия.
Конёк - горизонтально расположенная балка, по которой происходит пересечение противоположных скатов.
Свес кровли - является продолжением стропил на расстояние до 40 см от стен здания. Защищает стены от намокания, а также служит для размещения софитов, являющихся составной частью системы вентиляции подкровельного пространства. При недостаточной длине стропила свес формируется дополнительными деталями для их удлинения - кобылками.
Стропильная система двускатной крыши состоит из ферм треугольной формы, опирающихся на мауэрлат и конёк, обрешётки и нескольких вспомогательных элементов, усиливающих конструкцию

Расчёт нагрузки на стропильную систему двускатной кровли

Стропильная система испытывает определённые нагрузки, которые можно разделить на два вида.

Постоянные нагрузки, действующие независимо от любых других факторов. Их величина определяется конструкцией кровельного пирога и состоит из веса гидроизолирующих и парозащитных плёнок, утеплителя, доборных элементов, крепежа и любых других элементов кровельного покрытия, включая финишное. На практике средний вес всех составляющих кровли дома составляет порядка 40–45 кг/м 2 . Более точно эту величину можно вычислить, просуммировав значения удельной нагрузки каждого используемого материала, которые можно взять из справочных таблиц. Рассчитывая вес кровли, рекомендуется заложить запас прочности величиной в 10%.
При расчёте нагрузки учитывается вес каждого элемента кровельного пирога
Переменные нагрузки. К таковым относятся воздействия ветра и снега в зависимости от их интенсивности. По сути, кровля дома представляет собой парус, воспринимающие нагрузку от ветра. Сила непосредственного воздействия на кровлю по нормали зависит от угла наклона ската - чем он меньше, тем ниже нагрузка. Одновременно на подветренном скате возникают завихрения, и появляется нагрузка на крышу с обратным вектором воздействия. При ураганных ветрах усилие на отрыв может достигать 630 кг/м 2 . К переменным нагрузкам относятся и снеговые воздействия. Нужно заметить, что они также имеют чётко выраженные региональные показатели.
Ветровые нагрузки являются фактором риска для кровель, поскольку они создают большие отрывающие и опрокидывающие усилия

Очевидно, что тщательный расчёт нагрузок от снега и ветра с учётом местных климатических условий жизненно необходим при выборе конструкции и материалов кровли . Эти нагрузки можно определить по карте, составленной на основании СНиП 2.01.07–85.

По карте можно определить величину ветровой и снеговой нагрузки в регионе строительства

Отмеченные на картах значения снеговой и ветровой нагрузки для каждого района называются нормативным. Для того чтобы получить расчётную снеговую нагрузку, нормативную величину нужно умножить на специальный коэффициент, который учитывает угол наклона крыши. Этот коэффициент равен:

1 при уклоне менее 25 o ;
0,7 при угле наклона от 25 до 60 o ;
0 для более крутых скатов.

Расчётная ветровая нагрузка определяется умножением нормативного значения на коэффициент, учитывающий высоту здания и тип местности, в которой ведётся строительство.

Таблица: поправочный коэффициент для расчёта ветровой нагрузки (учёт высоты здания и типа местности)

Удельную нагрузку наиболее популярных кровельных материалов можно взять из следующей таблицы.

Таблица: весовые показатели некоторых материалов для крыши

Учитывать особенности воздействия разных видов нагрузок можно только в совокупности, поэтому расчёты подобного характера нужно доверить опытному специалисту.

Видео: расчёт стропильной системы

Виды стропильных систем двускатной крыши

По принципу устройства стропильные системы бывают двух типов:

Висячие.
Наслонные.

Висячие стропила используются для зданий, в которых несущие опоры расположены на расстоянии до 10 метров при отсутствии промежуточной стены внутри коробки здания. Для других случаев необходимо использовать наслонную стропильную систему.

Особенности устройства висячей стропильной системы

Опорой для висячих стропил являются наружные стены. Поскольку арка имеет соединение в верхней точке, при воздействии на неё вертикальных нагрузок на нижних опорах создаются распирающие нагрузки. Для их компенсации используются затяжки - горизонтальные связки между нижними концами стропильной ноги. В результате получается жёсткий силовой треугольник. При устройстве мансардного помещения в качестве затяжки используются балки перекрытия. Возможны различные конструктивные решения висячей стропильной системы:

Простая трёхшарнирная арка. Представляет собой конструкцию в виде треугольника. При этом затяжка работает только на растяжение и не является опорной. Поэтому её можно заменить обычной металлической балкой. Соединение карнизного узла в этом случае выполняется простой ортогональной врезкой с использованием деревянных накладок или металлических пластин.
Трёхшарнирная арка является самой простой конструкцией стропильной фермы для двускатной крыши
Трёхшарнирная арка с усилением. Такая схема применялась ранее при возведении промышленных зданий, когда длина пролёта превышала 6 метров. Затяжка при этом подвешивается на бабке из древесины. Соединение узлов производится с применением металлических деталей и снабжается устройствами для регулировки натяжения. Основная нагрузка в такой системе приходится на конёк кровли. В индивидуальном жилищном строительстве такие стропильные системы не применяются.
Трёхшарнирная арка с усилением отличается от простой наличием вертикального ребра жёсткости (бабки) и возможностью регулировки натяжения в местах соединений
Шарнирная арка с поднятой затяжкой. В этом варианте стропильная нога частично разгружается через конёк крыши подвеской к приподнятой затяжке. Она поднимается на высоту не менее 2,2 м от уровня пола чердака. Такая система идеально подходит для устройства мансардного помещения в подкровельном пространстве. Соединение затяжки со стропилами производится врезкой, в результате чего соединение в узле становится неподвижным.
Шарнирная арка с поднятой затяжкой идеально подходит для устройства мансардного подкровельного помещения
Трёхшарнирная арка с ригелем используется для усиления стропильной системы при помощи создания дополнительного силового треугольника. Система применяется при значительных распирающих нагрузках. Соединение ригеля со стропилом должно быть неподвижным, в противном случае вся система не будет иметь необходимой жёсткости.
Дополнительный горизонтальный элемент (ригель) придаёт системе большую устойчивость к распирающим нагрузкам

Ригель, в отличие от нижней затяжки, работает на сжатие, а не на растяжение.

Кроме перечисленных используются также и другие элементы для усиления кровельного скелета. Весьма популярными являются подкосы и стойки, располагаемые в системе на местах наибольших нагрузок на стропила.

В наиболее нагруженных местах стропильные фермы могут усиливаться подкосами и стойками

Видео: стропильня система пошагово

Стропильные системы наслонного типа

Наслонные стропила применяются для зданий шириной более 10 метров. Для них характерно наличие несущей стены внутри здания, которая является дополнительной опорой для стропильной системы. Наслонные конструкции бывают нескольких видов:

В безраспорных наслонных системах основная нагрузка от кровельного каркаса передаётся на мауэрлат

Определение шага стропил двускатной крыши

Задача обеспечения достаточной прочности стропильной системы решается подбором материала для изготовления её элементов и расчётом параметров их установки. Шаг стропил является одним из таких элементов и подбирается в зависимости от веса кровельного пирога. Расстояние между опорными балками обычно устанавливается в пределах 0,6–1,5 м. Реальный шаг между стропилами зависит от геометрии кровли и рассчитывается следующим образом:

Определяется количество стропильных ног. Для этого нужно воспользоваться соотношением n = L / d 1 + 1, где n - количество стропильных ног, L - длина кровли по коньку, d 1 - желаемое расстояние между стропилами.
Вычисляется расчётное расстояние между стропилами, для чего длина кровли по коньку делится на полученное в предыдущем пункте количество: d = L / n.

Для примера рассмотрим вариант с длиной крыши 13 м при предпочтительном расстоянии между стропилами 750 мм (вариант для кровли с керамической черепицей).

Количество стропильных ног n = 13000 / 750 +1 = 18,33. Поскольку число стропил должно сбыть целым, округляем это значение до 19.
Шаг стропил d = 13000: 19 = 684 (мм).

Таким образом, на выбранной нами крыше стропила необходимо устанавливать с шагом 68,4 мм.

Следует помнить, что полученный результат является расстоянием между осями стропил.

Узлы стропильной системы двускатной крыши

Основные типы соединений в узлах несущей конструкции кровли мы уже рассмотрели выше. Но имеет смысл подробнее остановиться на вспомогательных материалах, позволяющих сделать стропильную систему более надёжной и прочной.

Усилить крепление деталей при монтаже стропильной системы можно при помощи металлических пластин и уголков различной формы

Такие изделия производятся из оцинкованной стали толщиной до 1,5 мм. Они имеют различную конфигурацию и могут быть установлены на любом виде соединения.

Фотогалерея: виды соединений в узлах стропильной системы двускатной кровли

В коньковой части стропильные ноги обычно соединяются плоскими пластинами на болтах Для усиления конструкции стропильной системы нужно подбирать металлические пластины, соответствующие конфигурации крепёжного узла Скользящие сопряжения узлов разгружают стропильную конструкцию Узлы примыкания в стропильной системе можно дополнительно усиливать металлическими вставками В зависимости от типа применяемой стропильной системы существуют разные способы крепления конькового узла На плоских соединениях, работающих под большими нагрузками, удобно использовать гвоздевые пластины

Все стыковочные узлы стропильной системы несут функцию усиления стропил за счёт перераспределения нагрузок и упрочнения несущих элементов. Так, в нижней части стропило опирают на мауэрлат под прямым углом, для чего выполняют соответствующие врезки.

Для усиления стропильной системы стараются использовать соединения с максимальной несущей способностью, например, врезку стропила в мауэрлат под прямым углом

Кроме того, для дополнительного усиления в стыковочных узлах используются металлические крепёжные пластины. Этот же принцип используется и при установке подкосов к стропилу. В любом случае сопрягаемые детали должны работать «на упор» и не смещаться в процессе эксплуатации.

Любые детали должны нагружаться вдоль своей оси

Можно назвать три основных вида узлов в стропильной системе:

Коньковые соединения. Это стыковка двух стропильных ног под заданным углом по линии пересечения скатов. Могут быть шарнирными или глухими. Первые применяются при устройстве стропильной системы на брусовых или бревенчатых домах, которые склонны проседать и приподниматься в зависимости от сезона в течение практически всего срока эксплуатации. Глухие соединения используются в стропильных системах домов из строительного камня. В таких строениях поверх стены устанавливается армированный пояс, который и принимает на себя боковые нагрузки.
Крепление нижних концов стропильных ног к мауэрлату. Поскольку они расположены под углом к опорному брусу, создаётся скользящий вектор, направленный во внешнюю от строения сторону. Для его компенсации в мауэрлате производится врезка, а на стропиле - пятка. Стропило вставляется в паз с упором на неё и крепится гвоздём через ребро балки в мауэрлат. Применяются также дополнительные опорные детали из брусков. В тех случаях, когда стропильная балка должна перемещаться (на деревянных срубах), применяются скользящие крепления. Они дают возможность компенсировать сезонные изменения высоты стен.
Другие узлы. Все остальные детали стропильных систем являются по сути упорными элементами, работающими на сжатие, редко - на растяжение. Они устанавливаются путём врезки в сопрягаемые детали, чтобы не допустить их смещения под нагрузкой. К таким деталям можно отнести ригели, подкосы, стойки, упоры и другие подобные детали.

Для более прочного соединения используются дополнительные элементы, упомянутые выше.

Монтаж двускатной стропильной системы

В настоящее время строительный рынок предлагает услуги по изготовлению стропильных ферм в индивидуальном исполнении для конкретных построек. Нужно отметить, что такая услуга имеет ряд преимуществ:

Гарантированное качество изделий, обеспеченное применением специального оборудования и технологий сборки.
Безопасность в противопожарном отношении, поскольку все детали ферм подвергаются антипиреновой обработке.
Увеличенный срок службы, который достигается антибактериальной обработкой изделий специальными составами.
Простота установки готовых ферм.

Единственным недостатком такого способа установки стропильной системы является относительно высокая стоимость изделий.

Для самостоятельного возведения двускатной крыши можно использовать готовые стропильные фермы, заказанные у профессиональных производителей

Сборка стропильных ферм на земле

Сборка стропил на земле используется в тех случаях, когда непосредственно у дома имеется ровная площадка достаточных размеров для изготовления ферм. При этом монтируются не полные фермы, а жёсткие конструкции из трёх-четырёх деталей, которые могут быть подняты к месту установки усилиями двух-трёх человек. Подъём производится при помощи канатов по слегам. Преимущество такого способа сборки состоит в возможности использования единого шаблона, чем обеспечивается высокая точность изготовления каждого элемента конструкции. Возможный вариант частичного монтажа ферм внизу выглядит следующим образом:

Изготовить стапель для сборки ферм. Он представляет собой три площадки, расстояние между которыми соответствует длине сопрягаемых деталей. Их можно собрать из нескольких досок или брусьев, располагаемых в одной горизонтальной плоскости.
Для удобства сборки стропильной фрмы на земле необходим свободный участок определённого размера и вспомогательные элементы, на которых можно разместить детали конструкции
Для сборки первой фермы нужно взять две стропильных ноги и затяжку - нижнюю или верхнюю.
Разложив детали на стапеле, разместить их в соответствии с чертежом фермы и скрепить гвоздями. Проверить заготовку фермы на соответствие размерам, указанным в техдокументации. При необходимости поправить расположение компонентов.
Выполнить окончательную фиксацию деталей в узлах фермы, используя дополнительные крепёжные пластины. Гвоздевые пластины можно устанавливать с использованием силовой струбцины, применяя дополнительные подкладки из толстолистовой стали под её губки.
Силовая струбцина позволяет предварительно стянуть гвоздевые пластины, а затем закрепить их любым удобным способом
Уложить детали второй фермы поверх первой и зафиксировать струбцинами, точно повторяя контуры нижней фермы, которая играет роль шаблона. После сборки второй фермы убрать её в сторону.
Изготовить необходимое количество ферм, повторяя операции из предыдущего пункта. Таким образом обеспечивается полное соответствие всех изготовленных ферм.
При изготовлении стропильных ферм по одному шаблону они будут в точности повторять размеры и форму друг друга

Монтаж стропильной системы по месту установки производится следующим образом:

На крышу поднимаются первые две фермы. Для этого можно использовать наклонный настил из нескольких брусьев и довольно прочные верёвки.
Первыми устанавливаются фронтонные фермы по концам крыши. Их нужно выставить строго вертикально и закрепить к мауэрлату временными укосинами.
Первыми нужно установить фронтонные фермы
Между фронтонными фермами натягивается строительный шнур перпендикулярно расположению стропильных ног.
Каждая последующая ферма устанавливается с соблюдением ранее рассчитанного шага стропил.
Для того чтобы все стропильные фермы были установлены ровно, между крайними конструкциями натягивается шпагат
После установки последней фермы вся конструкция стропильной системы укрепляется прогонами, после чего временные крепления демонтируются.
Далее монтируются остальные элементы конструкции - укосины, коньковый брус, лежни, стойки и прочее, предусмотренное в проекте стропильной системы.

Дополнительную прочность крыше придаёт обрешётка, набиваемая в последнюю очередь.

Сборка стропильных ног непосредственно по месту установки

Сборка стропил по месту применяется на крышах небольшого размера. При этом наверх подаются бруски-заготовки, из которых выпиливаются необходимые детали. Монтаж выполняется снизу вверх, начиная с установки стропильных ног. Горизонтальный уровень стропильной системы контролируется по натянутым шнурам, а вертикальность сборки ферм - строительным отвесом. Порядок монтажа такой же: сначала монтируются фронтонные фермы, затем остальные в любом удобном порядке.

Сборка стропильной системы непосредственно на крыше начинается с установки стоек и конькового прогона, на который укладываются стропила

В точности выполняя требования чертежей, можно смонтировать стропильную систему самостоятельно. В одиночку это сделать практически невозможно, поэтому участие одного или двух помощников обязательно.

Видео: установка стропил своими руками

При сборке стропильного каркаса для двускатной крыши важно придерживаться определённых правил:

Вся древесина, используемая для монтажа стропильной системы, должна быть обработана антисептическими и противопожарными составами.
При работе с ручным электроинструментом необходимо соблюдать требования безопасности, указанные в инструкциях.
Установку гвоздевых пластин нельзя производить при помощи заколачивания молотком, это приводит к их деформации. При монтаже нужно использовать зажимающий инструмент.
Под мауэрлатом должен быть проложен слой гидроизоляция. Традиционно для этого используется рубероид.
При монтаже стропильной системы нужно использовать крепёж с защитным покрытием.
Монтаж стропильной системы следует производить в сухую безветренную погоду.

Видео: двускатная крыша для металлочерепицы

Как и всякая кровельная система, двускатная крыша требует внимательного и ответственного отношения. Ошибки при строительстве таких кровель обходятся, как правило, дорого. Важен не только тщательный подбор материалов, но и грамотное их применение. Тем не менее основную часть работ вполне можно выполнить самостоятельно. Успехов вам!

Возведение крыши – один из наиболее ответственных этапов строительства. От надежности «зонтика» сверху, от его устойчивости к атмосферным осадкам и любым внешним воздействиям, напрямую зависит долговечность самого здания и уровень комфорта проживания в нем.

Изо всего разнообразия конструкций крыш, двускатную можно отнести к числу наиболее популярных, просто в силу относительной простоты ее возведения. Однако, и за этой «простотой» кроется масса различных нюансов, необходимость проведения определенных расчетов и следования технологическим правилам. Тем не менее, настоящая публикация имеет главную задачу: показать, что установка стропил двухскатной крыши своими руками – задача вполне выполнимая, даже для начинающего строителя.

Давайте вместе пройдем все этапы процесса установки стропил для такой крыши, от основ предварительного проектирования до примера практического воплощения.

Общее устройство двускатной крыши

Основные понятия

Элементы конструкции стропильной системы двускатной крыши

Сразу оговоримся, что данная схема, безусловно, не может отразить всего возможного разнообразия конструкций , но основные детали и узлы на ней показаны достаточно понятно.

1 – мауэрлат. Это доска или брус, которые жестко крепятся по верхнему торцу внешних несущих стен здания. Его предназначение – равномерное распределение нагрузки от всей системы крыши на стены дома, создание условий для надежного крепления стропильных ног в их нижней точке опоры.

2 – стропильные ноги, устанавливаемые попарно. Они становятся основными несущими деталями всей системы крыши – именно стропила задают крутизну скатов, будут основой для крепления обрешетки, кровельного покрытия, а если крыша планируется утеплённой – то еще и всего термоизоляционного «пирога».

Для изготовления стропильных ног применяются качественные доски или брус, можно использовать и кругляк. Про сечение пиломатериала, которое будет достаточным для гарантированного выдерживания всех возможных нагрузок – будет рассказано ниже.

Стропила могут заканчиваться на мауэрлате, но чаще выходят за пределы периметра стен дома, формируя карнизный свес. Впрочем, для этого могут применяться и более легкие детали – так называемые «кобылки», которыми наращивают стропильные ноги на необходимую ширину свеса.

Для формирования карнизного свеса стропила нарощены «кобылками»

3 – коньковый прогон. Это может быть брус, доска или даже составная конструкция. Прогон проходит по всей линии конька и служит для надежного соединения верхних точек парных стропильных ног, связи всех стропильных пар с целью придания общей жесткости всей конструкции крыши. В различных вариантах крыш этот прогон может жёстко опираться на стойки, либо увязываться только с узлом соединения стропильных ног.

4 – затяжки (схватки, ригели). Горизонтальные детали усиления системы, дополнительно связывающие парные стропильные ноги между собой. Может применяться несколько затяжек, расположенных на разной высоте.

5 – балки перекрытия, которые будут служить основой для монтажа пола в чердачном помещении и потолка со стороны комнаты.

6 – а эта балка одновременно выполняет роль лежня. Это брус, проходящий по всей длине крыши, который является опорой для установки дополнительных деталей усиления стропильной системы. Лежень может устанавливаться так, как показано на рисунке (по типу балки перекрытия), либо жестко укладываться на капитальную перегородку внутри здания.

7 – стойки (бабки) – дополнительные вертикальные опоры стропильных ног, предотвращающие их прогиб под действием внешних нагрузок. Стойки вверху могут упираться в сами стропила, либо в дополнительный прогон, продольно связывающий стропильные ноги на определённой высоте.

8 – подкосы. Нередко при большой длине стропильных ног их несущей способности недостаточно, и усиление только стойками не обеспечивает необходимую прочность. В этих случаях применяются диагональные усиливающие элементы, опирающиеся снизу на лежень, создающие дополнительную точку опоры для стропила. Количество подкосов и место их установки могут варьироваться в крышах различной степени сложности.

Некоторые различия висячей и наслонной системы двускатной крыши

Двускатные крыши можно разделить на два типа конструкций – с наслонными и висячими стропилами. Кроме того, широко применяются комбинированные системы, в которых объединены оба принципа построения. В чем же принципиальная разница?

Наслонная система стропил

Эта конструкция стропильной системы характеризуется наличием опоры на внутреннюю капитальную перегородку в здании. По верхнему торцу этой перегородки монтируется лежень, на которые опираются стоки, поддерживающие коньковый прогон. Таким образом, стропильные ноги «наслонены» на вертикальную опору, что делает всю систему максимально прочной.

Подобная схема является наиболее популярной из-за своей надежности и относительной простоты в исполнении. Если имеется возможность создать дополнительную точку опоры по центру, то почему бы и не воспользоваться этим? Правда, если на чердаке планируется размещение жилого помещения, то вертикальные стойки иногда могут стать помехой. Впрочем, их наличие тоже иногда «обыгрывают», используя, например, для монтажа внутренней легкой перегородки.

В зависимости от количества и размещения внутренних перегородок, конструкция наслонной стропильной системы может варьироваться. Некоторые примеры показаны на иллюстрации ниже:

На фрагменте «а» показан самый простой вариант, который, кстати, на небольших длинах стропил (до 5 метров) может даже не иметь показанных подкосов – достаточно ряда центральных стоек под коньковым прогоном

С увеличением ширины здания система, естественно, усложняется, и появляются дополнительные упрочняющие элементы – затяжки и подкосы (фрагмент «б»).

Фрагмент «в» наглядно демонстрирует, что внутренняя капитальная стена не обязательно должна располагаться ровно по центру, под коньком. Вполне возможен и такой вариант, как показан на иллюстрации, но с условием, что смещение лежня относительно конька не превысит одного метра.

Наконец, фрагмент «г» показывает, как может опираться система стропил в здании большого размера, но имеющим две капитальные перегородки внутри. Расстояние между такими параллельными лежнями может доходить до трети ширины здания.

Система с висячими стропилами

Графически эту схему крыши можно изобразить примерно так:

Сразу бросается в глаза, что стропила опираются только на в нижней части, а затем соединяются между собой на коньке. Дополнительная опора по центру отсутствует, то есть стропильные ноги как бы «висят», что предопределяет и название такой системы. Эта особенность накладывает определенные ограничения на применение висячих стропил – обычно такая схема практикуется при расстоянии между несущими стенами, на которые закреплен мауэрлат, не более 7 метров. Устанавливаемые затяжки лишь частично снимают нагрузку с внешних стен.

На иллюстрации ниже показано несколько вариантов висячей системы. Впрочем, некоторые из них уже, скорее, могут быть отнесены к комбинированным.

Фрагмент «д» - висячие стропила связаны между собой стяжкой на уровне мауэрлата либо закреплены на мощной балке перекрытия, образуя с ней треугольник. Других усиливающих деталей нет. Подобная схема допустима при расстоянии между стенами до 6 метров.

Вариант «ж» - для такого же по размерам дома (до 6 метров). Затяжка (ригель) в этом случае смещена вверх, и нередко используется для подшивки потолка чердачного помещения.

Варианты «е» и «з» рассчитаны на пролёт между стенами до 9 метров. Могут применяться несколько затяжек (или верхняя затяжка в сочетании с нижней балкой перекрытия). Другой подход – установка стоек под коньковым прогоном, по аналогии с наслонной системой. Только в качестве нижней точки опоры используется не лежень на капитальной перегородке, а стойки опираются на затяжку или балку перекрытия. Назвать такой вариант чисто «висячим» - уже сложно, так как здесь – явно комбинация деталей из обеих конструкций.

В еще большей степени такое комбинирование двух схем выражено в варианте «и», который рассчитан на большие пролёты, от 9 до 14 метров. Здесь, помимо стойки-бабки, задействованы еще и диагональные подкосы. Нередко такие фермы вообще собираются на земле, а только потом поднимаются и устанавливаются на место, связываются между собой, формируя тем самым весь каркас крыши.

Итак, при подготовке к строительству двускатной крыши необходимо изучить принципы устройства той или иной системы, оценить их преимущества и недостатки, выбрать оптимальную для своих условий и составить графическую рабочую схему. Она понадобится и при приобретении необходимого материала, и для производства самих монтажных работ. Однако, составление чертежа все же должно предваряться некоторыми расчетами.

Расчет базовых параметров стропильной системы двускатной крыши

Давайте еще раз взглянем на принципиальную схему устройства двускатной крыши, чтобы выделить те параметры, которые необходимо будет рассчитать.

Итак, в процессе расчета нам потребуется определиться со следующими величинами.

Исходные данные – это длина стороны дома по фронтонной части (выделено голубым – F), и длина дома по коньку (фиолетовый цвет – D). Предполагается, что хозяева уже заранее определились с типом кровельного покрытия – так как здесь будут определенные ограничения по крутизне скатов кровли. (угол а).

Высоту конька над плоскостью мауэрлата (Н – зеленый цвет), или, наоборот, определиться с углом ската, отталкиваясь от запланированной высоты конька.
Длину стропильной ноги (синий цвет – L), а при необходимости – и удлинение стропила для формирования карнизного свеса необходимой ширины (l).
Рассчитать суммарные нагрузки, выпадающие на стропильную систему, чтобы определить оптимальное сечение пиломатериала для изготовления стропил, шаг их установки (красный цвет – S) и допустимую длину пролетов между точками опоры. Все эти параметры – тесно взаимосвязаны между собой.
Когда на руках будут эти рассчитанные значения, уже несложно составить графическую схему, определить необходимость и оптимальное расположение элементов усиления, просчитать количество материала для их изготовления.

Цены на бензопилу

бензопила

Рассчитываем крутизну ската и высоту конька

Угол крутизны скатов может определяться хозяевами по различным критериям оценки:

Из чисто эстетических соображений – когда «во главу угла» становится внешний вид строения. Многим нравятся крыши с высоким коньком, но при этом нельзя забывать, что на такую кровлю резко возрастает ветровая нагрузка. Да и материалов для изготовления высокой крыши пойдет неизмеримо больше. Вместе с тем, на крутых скатах почти до нуля снижается снеговая нагрузка – не исключено, что для «снежных» регионов этот параметр оценки может стать определяющим.
Из соображений полезного использования чердачного помещения. При двускатной схеме крыши, чтобы добиться максимальной площади мансарды, приходится возводить скаты с очень большой крутизной, то есть с теми же последствиями, о которых сказано выше.

Наконец, может быть и совершенно противоположный подход – из соображений экономии сделать конструкцию крыши с минимальной высотой в коньке. Но в этом случае придется ориентироваться на минимально допустимые углы уклона для конкретного типа кровельного покрытия. Уменьшать крутизну ниже рекомендованным производителем показателей – это «закладывать бомбу» в свою крышу, причем и из соображений ее прочности и долговечности, и с позиций гидроизоляционных качеств покрытия.

Рассчитать высоту конька над плоскостью перекрытия (мауэрлата) – несложно. В основе подавляющего большинства узлов любой кровельной системы лежит треугольник, который, в свою очередь, подчиняется строгим геометрическим (точнее – тригонометрическим) законам.

Итак, в нашем случае известна ширина крыши по фронтонной линии. Если крыша симметрична, то конек разместится ровно посередине, и для расчетов можно просто ширину F разделить на два (основание треугольника f = F/2 ). При несимметричных скатах придется спроецировать вершину конька на линию F, и промерить расстояния f1 и f2 от нее до края треугольника (до мауэрлата) с каждой из сторон. Естественно, что в таком случае и уклон скатов будет различным.

Н = f × tg a

Чтобы не заставлять читателя искать значения тангенсов и проводить расчеты вручную, ниже размещен калькулятор, в котором уже внесены необходимые табличные величины.

В любой скатной крыше имеется система с наклонными плоскостями (скатами). Подбор и расчет стропильной системы необходимо делать с учетом опор, необходимых для нее, а также типа крыши, габаритов и форм перекрываемых конструкций. Произведя расчет стропильной системы двухскатной крыши, Вы сможете выбрать нужный размер стропильной ноги, а также обеспечите высокую прочность кровли.

Виды и устройство стропильной системы двухскатной крыши

Данную систему следует выбирать, из условий и количества опор, а также расстояния между ними.

Например, наслонные типы стропил будут опираться несущие стены сооружений (со внешней стороны), а также на доп. опоры внутри, если вдруг между основными будет более четырех с половиной метров расстояние. В нижней части стропильная нога опирается на брусья, передающие вес между крышей и стеной сооружения. Что же касается верхнего конца, то его соединяют с коньковым типом прогона, а также с иной стропильной ногой.

Висячая стропильная система двухскатной крыши обладает затяжкой, расположенной на том уровне, где находятся нижние опорные узлы, а может быть и выше, чем они. Здесь не предусмотрено промежуточных опор. Что касается расстояния между несущими с внешней стороны, оно должно быть до шести с половиной метров. Такой вариант относится к треугольной ферме, а между ними расстояние по плану от 1.3 до 1.8 метра.

Покрытия

Этернитовые типы кровли – волокнистые или плоские асбестоцементные листы. Они дешевые и просто устанавливаются.

Сланец относится к шиферным вариантам крыш, их делают из природных материалов слоистых сланцев. К шиферу также относится ондулин и еврошифер.

Покрытия из металла применяют для покрытия жилых сооружений. Они надежно защитят от воздействия атмосфер, нетяжелые и просты в плане монтажных работ. Сюда относят алюцинк, оцинковку и профнастил.

Рулонный тип относится к мягкой кровле. Он имеет свойство не пропускать влагу, и очень устойчив к негативным влияниям окружающей среды. Также их легко монтировать. Сюда относится рубероид, бито-полимерный материал, мембранная кровля.

Некоторые используют кровлю из дерева. Но очень редко, поскольку они сложны в плане монтажа.

Варианты кровли, которые пропускают свет, производятся из стекла, полимера.

Обрешечиваем

Именно обрешетка – основание кровель. Производится из брусьев или деревянных досок. Если обустраивается деревянная, металлическая, черепичная крыша, выбирается брус, сечение которого:

5 на 5 см, если расстояние между стропилами в диапазоне одного метра 1.1м).

5 на 6 см, если стропиловый шаг от 1.2 до 1.3 метра.

6 на 6, если шаг 1.4 или 1.5 метра.

В других случаях доски могут быть до 2.5 см по толщине.

Из дерева используют бревенчатые варианты, которые спилены буквально на один кант. Для того, чтобы делать наслонные стропила, подойдет больше сечение бревна круглой формы с диаметром от 12 до 20 см.

Как рассчитать настольную стропильную ногу?

Между ногами может быть расстояние от метра до полутора. Их сечение нужно определить в соответствии с расчетами. Для этого узнается прочность и жесткость конструкций. Поэтому нужно узнать, какова постоянная нагрузка на стропилу, в которую включены регулярные нагрузки и снега, на каждый метр погонный.

Для проведения расчетов необходимо знать такие данные, как:

Шаг, с которым устанавливаются стропильные ноги
Под каким углом наклонена кровля
Какие габариты кровли

То, какие будут выбраны параметры и вообще, многие коэффициенты, зависит от выбранного материала для крыши и его детального состава.

Стоит учитывать, что между прогонами и стропильными ногами должно быть надежное сопряжение. Благодаря этому стены сооружений не будут разрушающе распороты. Если у Вас конструкции из дерева, их нужно периодически осматривать.

Варианты двускатных крыш на сегодняшний день достаточно распространены. А ведь правильно обустроив кровлю, у Вас будет прочное, красивое и очень долговечное жилье!