В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.
Конструкция стропильной системы двускатной крыши
В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).
Теперь о составляющих системы и их назначении:
- Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
- Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
- Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
- Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
- Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
- Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
- Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.
В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».
Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при . В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
С наслонными стропилами
В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.
Безраспорные схемы и узлы врубок
Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.
Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.
Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.
Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.
Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.
Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.
Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.
Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках
Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.
Варианты стропильных систем со схватками
Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.
К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.
Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.
Системы наслонных стропил с подкосами
В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).
Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.
Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса
Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.
Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.
Система для домов с двумя внутренними несущими стенами
Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни, нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.
В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.
В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.
Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.
Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона
Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.
Стропильная система - мощный каркас кровли для удерживания кровельного покрытия и других элементов.
Насколько правильно устроен кровельный каркас зависит прочность крыши в целом.
Иначе может ухудшится ее функциональность, способность защищать здание от внешних воздействий и обеспечивать тепло в доме.
Поэтому нужно правильно подойти к выбору стропильных систем и верно составить план стропил .
А как произвести расчет стропильной системы вы можете прочитаете .
В зависимости от назначения помещения, размеров двухскатной крыши, устройство стропильной системы классифицируются следующим образом: висячая система и наслонная.
Висячая система
Висячая стропильная система двухскатной крыши имеет опору только на несущие внешние стены здания.
В зависимости от ширины пролета, проекта крыши устройство висячих систем имеет особенности.
Для небольших домов
Висячую конструкцию целесообразно возводить для строений, где расстояние от одной стены до противоположной не превышает 6 метров. Каркас имеет вид треугольника.
Чтобы усилить несущую способность граней каркасного треугольника, используют несколько методов:
- Основания стропильных ног в вершине закрепляют накладками;
- Используют на боковые части бруски большего сечения;
- Закрепляют бруски, производя их врубку в коньковый элемент;
- Наращивают скаты для оборудования навеса путем вырубки в наращенных досках проем для каркасного бруса так, чтобы они сводились за линией, проходящей от края внутренней стены к наклону стропила.
Используя данные методы, можно распределить нагрузку по всей конструкции.
Усиление каркасного треугольника
Для мансардных крыш
При обустройстве каркаса под следует обратить внимание на некоторые моменты:
- Обязательный монтаж мауэрлата, на который каркасный брус устанавливается путем врубки;
- Установка ригеля - основания для потолочного навеса этажа. Самый эффективный вариант крепления - врубка ригеля в стропило полускворднем;
- Длина доски скоса должна быть длиннее линии стены;
- Сечение каркасных брусков должно быть максимальным;
- Затяжку следует закрепить подвеской. При длинной затяжке требуется ее укрепление в центре с помощью прибитых досок сверху и снизу.
ОСТОРОЖНО!
Особое внимание следует уделить креплению элементов, так как мансарда испытывает нагрузки снаружи и внутри.
Кроме того, стропильная система двухскатной крыши с мансардой оборудуется утеплителями, что увеличивает нагрузку.
Стропильный каркас для мансардных крыш
Для больших домов
При пролете больше 6,5 метров для монтажа висячей системы требуется установить больше закрепительных элементов, чтобы не допустить провиса затяжки, который вызывает ее собственный вес.
Моменты, которые необходимо учесть:
- Затяжку целесообразно изготовить из двух брусьев путем врубки, закрепить металлическими пластинами;
- В центральной части каркаса следует установить бабку;
- Для уверенного распределения тяжести к бабке и стропильным доскам лучше крепить подкосы, а также другие удерживающие элементы.
При установке системы подвесного типа иногда может обойтись без монтажа мауэрлата и ограничиться установкой на пленку досок. Кроме того, висячая система отличается отсутствием сложных узлов, что облегчает работы по обустройству кровельного каркаса.
Висячая система
Наслонная система
Отличие конструкции наслонного типа от висячей в том, что конструкция имеет дополнительные точки опоры внутри помещения. Обязательным условием установки наслонной системы является монтаж мауэрлата.
Проект системы предусматривает монтаж как распорного, так безраспорного каркаса.
Безраспорный каркас
Безраспорный каркас следует устанавливать в домах, имеющих бревенчатые стены. При монтаже стропил, их основания должны крепиться к мауэрлату.
Варианты крепления основания системы к мауэрлату:
- Путем скашивания подошвы стропильной ноги таким образом, чтобы площадь ее с мауэрлатом была одинаковой, а выруб не превышал 0,25 см высоты балки. При этом стропила, не соединяясь между собой, крепятся к коньковому элементу с двух сторон;
- Путем соединения одним гвоздем стропильных брусьев у конька - вверху, и шарнирного соединения гибкой металлической пластиной к мауэрлату - внизу.
При креплении стропильных ног без соединения их в коньковой части следует особое внимание уделить точности расчетов.
Даже при незначительных расхождениях в схеме , на стены здания будет действовать распорное давление, которое может привести к разрушению стен.
Безраспорный каркас
Со схватками
Для усиления конструкции и придания ей устойчивости, к стойкам конструкции монтируют схватки. Следует использовать брус того же сечения, как и для стропил. Для увеличения прочности схватки прибивают с обоих сторон бруса.
Такой же вариант крепления эффективен при прочной фиксации конькового элемента, что препятствует смещению кровли в горизонтальном направлении.
Каркас со схватками
С подкосами
Подкосы усиливают несущую способность деревянного каркаса и обеспечивают прочность стропильной доски.
Важное требование при установке подкоса - правильно вымеренный угол среза, который дает возможность плотно прилегать подкосу к соединяемым элементам.
ВНИМАНИЕ!
Если при наслонной системе опорная часть находится по центру основания каркаса, то подкос крепится под углом 45° к горизонтальной линии, если опора находится ближе к одной из несущих стен, то угол крепления может быть другим: от 45° до 53°.
Каркас с подкосами целесообразно возводить в местах, где есть вероятность посадки фундамента, или в деревянных постройках, где допустима небольшая усадка стен.
Каркас с подкосами
С двумя опорами внутри помещения
Когда имеются две опоры в виде внутренних стен, то при обустройстве стропильных ног под них подкладывают балки. Если балки не установлены, то к основанию стропил прибивают стойку, опирающуюся на внутреннюю опору.
Подстропильные балки устанавливаются на несущих опорах. На опорах внутри помещения устанавливают лежни, на которые падает нагрузка от подстропильных балок со стоек. Стропилы подрезают таким образом, чтобы они плотно прилегали друг к другу, и закрепляют.
При такой конструкции коньковый прогон не устанавливают.
Для обеспечения безраспорности конструкции крепят затяжки.
Стабильность конструкции обеспечивается с помощью стоек, которые установлены горизонтально от внутреннего основания к стропильной ноге, и расшивок, — деревянных балок, которые соединяют основания стоек наискосок.
Если конструкция распорная, то над прогоном крепится балка, соединяющая каркасные ноги, — ригель.
Наслонная система
Виды стропильных систем
Устройство стропил для мансардной крыши
Перед монтажом стропильной системы под мансарду, необходимо правильно рассчитать нагрузку кровли и учесть другие факторы, которые могут повлиять на ее функциональность. Все деревянные элементы необходимо обработать антисептиками.
Монтаж стропильной системы выполняется поэтапно:
- Устанавливают мауэрлат на гидроизоляционный слой. Крепят доску к стенам скобами или гвоздями и привязывают металлической проволокой к заранее подготовленным в стене крюкам;
- Выпиливаются элементы каркаса;
- Изготавливается основной прямоугольник из затяжки и стоек;
- Монтируются два средних прогона, к которым крепят нижние стропильные брусья;
- Конструкцию можно поднять на крышу, где уже установить верхние стропила, соединив их у верхнего основания, закрепив коньковую балку и боковой прогон;
- Усиливают конструкцию необходимыми элементами: затяжками, стойками, подкосами, дополнительными упорами.
После установки каркаса на него укладывают пароизоляционную пленку, устанавливают , элементы и покрывной материал.
Устройство мансардной крыши
Устройство стропил для чердачного помещения
Чердак двухскатной крыши имеет самую простую висячую систему.
Для чердачного перекрытия целесообразно изготовить готовые фермы на земле, а затем их поднять на крышу, предварительно установив мауэрлат.
Фермы состоят из стропильных ног, прочно закрепленных затяжкой у нижнего основания. Можно дополнительно использовать подкосы или бабки.
Большое значение имеет закрепление затяжек на стропилах. Рекомендуется устанавливать затяжки так, чтобы их брусья располагались за линией стены на полметра, тогда отпадет необходимость дополнительно устанавливать свес.
Как изготовить стропила самостоятельно вы можете прочитать .
Фермы закрепляют с помощью верхних и нижних прогонов.
Стропильная система для чердачного помещения
Стропильная система двухскатной крыши: элементы
При обустройстве каркаса двухскатной крыши используют элементы:
- Мауэрлат. Элемент, который крепится к несущей стене. К нему монтируется вся конструкция стропильного каркаса;
- Прогон. Брус, соединяющий стропильные ноги по бокам и в коньковом элементе;
- Затяжка. Балка, прикрепленная к стропильным ногам, препятствующая их расхождению;
- Бабка. Брус, расположенный вертикально и закрепленный у конька и затяжки;
- Подкос. Планка, соединяющая под наклоном лежень и стропило;
- Стойка. Вертикально упирается в лежень и стропило;
- . Балка соединения верхних оснований стропил;
- Кобылка. Наращиваемая часть стропила для свеса;
- Свес. Дополнительная конструкция, служит для защиты от дождя наружной стены;
- Обрешетка. Решетка, установленная на стропильный каркас для прикрепления покрывного слоя.
Совокупность нескольких элементов (стропил, стоек, раскосов) в одной плоскости называется фермой.
Стропильная система двухскатной крыши, чертежи и фото ниже:
Чертеж элементов стропильной системы
Узлы стропильной системы двухскатной крыши
Надежное закрепление узлов конструкции обеспечивает прочность и выносливость конструкции, способствует увеличению ее срока службы.
Прочность основания двухскатной крыши зависит не только от правильного крепления.
Так же она состоит из правильного расчета всех элементов каркаса, от выверенного определения типа конструкции на этапе проекта.
Стропила для двухскатной крыши соединяются с разными элементами конструкции.
Основные узлы конструкции:
- С балкой: крепят либо шипованным зубом, либо зубом с упором. Дополнительно используют уголки. К балке монтируют, вырезая упор для шипа в балке с гнездом. Одинарный зуб крепят с шипом и упором. Если делают врубку, то расстояние от края бруска должно быть 0,2 — 0,4 м;
- С мауэрлатом: при жестком креплении используют уголки или делают запил, который закрепляется гвоздями или скобами, при шарнирном - двигающийся металлический крепеж, при запиле - гвоздь или скоба;
- С коньком: обрезав край под углом крепят встык с помощью гвоздей, закрепив скобой или накладной доской. Внахлест доски скрепляют болтом или шпильками.
В зависимости от пролета элементы крепят:
- Бабкой. Верх - скобами и хомутом, низ - хомутом;
- Подкосом.
Верх крепят к стропило, низ - к бабке;
При строительстве частных домов крышу чаще всего делают двускатной. На это есть причины. Первая — она надежна. Хорошо справляется с ветровыми и снеговыми нагрузками. Вторая — она совместима с любым кровельным покрытием. Третья — относительно недорого. Четвертая — несложная конструкция, которую трудно испортить. Пятая — она привлекательно смотрится. Все это, и еще то, что двухскатная крыша своими руками строится без наличия специальных знаний, определяет ее популярность.
Собранная двухскатная крыша своими руками готова под монтаж кровельного покрытия
Пошаговый монтаж двухскатной крыши
Как вы видели выше, стропильных систем очень много. Соответственно при сборке каждой есть свои особенности, но в общем порядок одинаковый. Необходимо сказать об общем шаге: предварительная сушка и обработка древесины. Этот этап обязателен, если вы покупали свежие пиломатериалы, а не сушеные.
Использование при строительстве крыши сырой древесины естественной влажности приведет к проблемам: балки погнет, они усохнут, изменится геометрия. Все это приведет к возникновению точек напряжения и при малейших признаках перегрузки (много снега, сильный ветер или дождь) начнутся негативные процессы. Их устранение — сложное и дорогостоящее мероприятие. Потому или покупайте сухую древесину (не более 20%, в идеале камерной сушки 8-12%), или купите материал за пару месяцев, сложите в проветриваемые штабеля. После обработайте необходимыми пропитками (от поражения грибками и для снижения горючести) и только после этого используйте в монтаже стропильной системы.
Пиломатериалы сушить нужно в вентилируемых штабелях. Для этого их прокладывают короткими отрезками досок. Их кладут в метре от краев и далее через метр. Под нижний устанавливают обязательно проложки
Об основных этапах сборки, о том, как сделать двухскатную крышу своими руками расскажем в этом разделе.
Мауэрлат
Начинается сборка стропильной системы двухскатной крыши с установки мауэрлата. Он должен быть выставлен строго горизонтально, потому перед началом монтажа тщательно проверяется горизонтальность стены, к которой он крепится, при необходимости она выравнивается цементным раствором. Продолжить работы можно после того, как раствор наберет 50% прочности.
В зависимости от системы — это брус сечением от 150*150 мм или доска размерами 50*150 мм. Он крепится к верхнему ряду кладки стены. Если дом деревянный, его роль выполняет верхний венец. Если стены сложены из легких строительных блоков — пенбетона или газобетона и других — их жесткости недостаточно для того, чтобы перераспределять нагрузку. В этом случае поверх последнего ряда кладки делают армированный железобетонный пояс, в который вмуровывают закладной крепеж — проволоку или шпильки. На них потом насаживается брус или доска.
Способов связки стен и мауэрлата несколько:
- В кладке (в железобетоном поясе) закрепляется гладкая катанная проволока большого диаметра (два конца торчат вверх). В доске затем делают в необходимых местах отверстия, в которые продевается проволока. Она потом скручивается и загибается.
- В стене замуровываются шпильки не менее 12 мм диаметром. Под них в мауэрлате делают отверстия, насаживают брус/доску) и закручивают гайками с широкими шайбами.
- Выровняв брус или доску по наружному или внутреннему краю стены, берут сверло диаметром 12 мм делают отверстия под анкерные болты. Их (того же диаметра 12 мм) забивают по самую шляпку, потом затягивают ключом.
Расстояние между шпильками (проволокой) не должно быть больше 120 см. На стену (пояс) под мауэрлат обязательно укладывается отсечная гидроизоляция. Это может быть в два слоя свернутый рубероид или гидроизол, можно промазать битумной мастикой.
Установка стропил
Видов стропильных систем двускатной крыши насчитывается не один десяток. Прежде всего вам нужно выбрать как будет выглядеть ваша. Далее, для того чтобы работать было проще, из тонких досок делают шаблон для всех запилов, врубок и других подобных деталей. Для этого может понадобится собрать первую форму на крыше, а потом по готовой сделать шаблоны.
Порядок сборки зависит от типа стропильной системы. Если стропила наслонные, их устанавливают постепенно, собирая из элементов прямо на крыше. В этом случае удобно, если настелены балки перекрытия потолка и по возможности, черновой настил чердака или мансарды.
В системах с висячими стропилами на земле собирается ферма — готовый треугольник из затяжки и стропильных ног со всем требуемыми подкосами, стойками. Собирается сразу требуемое количество ферм. Затем их поднимают на крышу, там выставляют вертикально и крепят к мауэрлату.
С одной стороны это удобно — на земле работать проще, при высокой скорости сборки точность высокая: одна ферма мало чем отличается от другой, что упрощает процедуру. Но поднимать готовые фермы бывает сложно, особенно для больших зданий. Чтобы это было сделать легче, устанавливают две наклонные доски, которые одним концом упираются в землю, а второй торчит немного над стеной. Фермы подносят ближе к этому «подъемнику», по одной устанавливают внизу, привязывают веревки и затягивают по доскам на крышу. При отсутствии лебедки или крана это наиболее приемлемы способ.
Сборка стропил требует определенных знаний: как и в каком порядке монтировать их, как размечать и делать запилы. Сборку одной из схем с бабкой смотрите в видео.
Порядок сборки стропильной системы
Все, двускатная крыша своими руками собрана и готова к монтажу кровельного материала.
Сам процесс установки стропил вызывает достаточно вопросов, но способов много и обо всех рассказать невозможно. Один из них смотрите в видео. Система большая и поднималась на крышу частями, а там уже собиралась в единую конструкцию. Для больших домов это удобно.
Особенности монтажа стропильной системы деревянного дома
Отличие деревянных домов состоит в том, что сруб дает усадку, а это приводит к изменению геометрии стропильной системы. Если элементы закрепить жестко, крыша может развалиться. Поэтому крепления делают плавающими. Есть специальные скользящие крепления, которыми в этом случае крепят стропила к верхнему венцу и к прогонам, если такие есть (смотрите фото).
Чтобы стропило свободно двигались при усадке, длинную его часть крепят строго параллельно его краю, о опрору размещают строго перпендикулярно. При необходимости под нее вырезается площадка. Размечают крепление так, чтобы крюк оказался в крайнем нижнем положении или около него. Крепят на специальные саморезы, которые идут в комплекте (обычные не подходят). Если монтаж производится на бревно, чтобы стропильная нога не соскользнула по нему, в нижней части вырезается полукруглое отверстие, на которое она будет опираться.
Такой крепеж продают на любом строительном рынке, называется он «скользячка». Как крепить скользячку к брусу смотрите в видео.
Видео по сборке и установке стропильной системы двускатных крыш
Строится двухскатная крыша своими руками непросто: очень много тонкостей и нюансов, существуют разные способы крепления, наращивания. Описывать словами их дело неблагодарное. Это тот случай, когда лучше увидеть. Ниже вам предлагаем подборку видео, которые вам могут быть полезны.
Видео-отчет о том, как сделана двухскатная крыша
Рассказ владельца дома об этапах строительства. Есть интересные технические моменты, которые могут быть полезны.
Два типа соединения стропил: жесткое и скользящее
Видео о двух наиболее проблемных типах соединений.
Как определить угол наклона стропил
Полный видео-отчет о сборке стропильной системы
Этот фильм занимает чуть менее часа, но весть процесс продемонстрирован от начала и до конца со множеством подробностей. Крышу ставят на , но при установке на здания другого типа (кроме деревянных домов) разницы нет.
Стропила служат основой всей кровельной конструкции, а их монтаж - одна из наиболее ответственных задач при строительстве дома. Каркас будущей крыши можно изготовить и установить самостоятельно, соблюдая технологические особенности кровель разных конфигураций. Приведем основные правила по разработке, расчету и выбору стропильной системы, а также опишем поэтапно процесс установки «скелета» крыши.
Стропильная система: правила расчета и разработки
Стропильная система - несущая конструкция, способная оказывать сопротивление порывам ветра, принимать на себя все наружные нагрузки и равномерно распределять их на внутренние опоры дома.
При расчете стропильной конструкции учитывают следующие факторы:
- Угол наклона крыши:
- 2,5-10% - плоская кровля;
- более 10% - скатная кровля.
- Нагрузки на крышу:
- постоянные - общий вес всех элементов «кровельного пирога»;
- временные - давление ветра, тяжесть снега, вес людей, которые проводят на крыше ремонтные работы;
- форс-мажорные, например, сейсмические.
Величину снеговых нагрузок рассчитывают исходя из особенностей климата региона по формуле: S=Sg*m , где Sg - вес снега на 1 м2, m -расчетный коэффициент (зависит от наклона кровли). Определение ветровой нагрузки базируется на таких показателях: тип местности, нормативы ветровой нагрузки региона, высота здания.
Коэффициенты, необходимые нормативы и расчетные формулы содержаться в инженерно-строительных справочниках
При разработке стропильной системы надо рассчитать параметры всех составляющих конструкции.
Элементы стропильной конструкции
Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:
Материалы для изготовления стропил
Стропила чаще всего изготавливают из деревьев хвойных пород (ель, лиственница или сосна). Для обустройства кровли применяют хорошо просушенную древесину с уровнем влажности до 25%.
Деревянная конструкция имеет один существенный недостаток - со временем стропила могут деформироваться, поэтому в несущую систему добавляют элементы из металла.
С одной стороны металл добавляет жесткости стропильному сооружению, но с другой - снижает срок эксплуатации деревянных частей. На металлических площадках и опорах оседает конденсат, который приводит к загниванию и порчи древесины.
Совет. При установке стропильной системы из металла и дерева надо позаботиться о том, чтоб материалы не соприкасались друг с другом. Можно использовать влагозащитные средства или применять пленочную изоляцию
В промышленном строительстве используют металлические стропила, выполненные из стального проката (двутавра, тавра, уголков, швеллера и т.д.). Такая конструкция более компактна, чем деревянная, но хуже удерживает тепло, и поэтому требует дополнительной теплоизоляции.
Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции
Существуют два виды стропильных конструкций: висячие (распорные) и наслонные. Выбор системы определяется типом кровли, материалом перекрытия и природными условиями региона.
Висячие стропила опираются исключительно на внешние стены дома, промежуточные опоры не задействуются. Стропильные ноги висячего типа выполняют работу на сжатие и изгиб. Конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся к стенам. При помощи деревянных и металлических затяжек можно снизить эту нагрузку. Затяжки монтируют у основания стропил.
Висячая стропильная система часто используется для создания мансарды или в тех ситуациях, когда пролеты на крыше составляют 8-12 м, а дополнительные опоры не предусмотрены.
Наслонные стропила монтируются в домах с промежуточной столбчатой опорой или дополнительной несущей стеной. Нижние края стропил фиксируются на внешних стенах, а их средние части - на внутреннем простенке или несущем столбе.
Установка единой кровельной системы над несколькими пролетами должна включать распорные и наслонные стропильные фермы. В местах с промежуточными опорами монтируют наслонные стропила, а где их нет - висячие.
Особенности обустройства стропил на разных крышах
Двускатная крыша
Двускатная крыша, согласно строительным нормам, имеет угол наклона до 90°. Выбор наклона во многом определяется погодными условиями местности. В районах, где преобладают обильные осадки лучше устанавливать крутые скаты, а там, где господствуют сильные ветра - пологие кровли, чтоб максимально снизить давление на сооружение.
Распространенный вариант двускатной крыши - конструкция с углом наклона 35-45°. Такие параметры специалисты называют «золотой серединой» расхода строительных материалов и распределения нагрузки по периметру здания. Однако в таком случае чердачное помещение будет холодным и здесь не получится обустроить жилую комнату.
Для двускатной крыши применяется наслонная и висячая стропильная система.
Шатровая крыша
Все скаты крыши имеют одинаковую площадь и одинаковый угол наклона. Конькового прогона здесь нет, а стропила соединяются в одной точке, поэтому монтаж такой конструкции достаточно сложен.
Шатровую крышу целесообразно устанавливать при выполнении двух условий:
- основание постройки квадратной формы;
- в центре сооружения имеется несущая опора или стена, на которую можно будет зафиксировать стойку, поддерживающую стык стропильных ног.
Создать шатровую крышу можно и без стойки, но при этом конструкцию надо усилить дополнительными модулями - стойками затяжками.
Вальмовая крыша
Традиционная конструкция вальмовой кровли предполагает наличие накосных стропил (диагональных), направленных к углам постройки. Угол наклона ската такой крыше не превышает 40°. Диагональные прогоны обычно делают с усилением, так как именно на них приходится существенная часть нагрузки. Изготовляют такие элементы из сдвоенной доски и прочного бруса.
Места стыковки элементов обязательно подпираются стойкой, которая повышает надежность сооружения. Опора располагается на расстоянии ¼ длины больших стропил от конька. На месте фронтонов двускатной крыши устанавливаются укороченные стропила.
Стропильная конструкция четырехскатной кровли может включать очень длинные диагональные элементы (более 7 м). В этом случае под стропила надо монтировать вертикальную стойку, которая будет опираться на балку перекрытия. В качестве опоры можно использовать шпренгель - балка располагается в углу крыши и фиксируется на смежных стенах. Шпренгельную ферму усиливают подкосами.
Ломаная крыша
Ломаные крыши обычно создаются для обустройства большей мансарды. Установку стропил при таком варианте кровли можно разбить на три этапа:
- Монтаж П-образной конструкции - опоры для прогонов, которые удерживают стропильные ноги. Основание конструкции - балки перекрытия.
- Устанавливается не менее 3-х прогонов: два элемента проходят по углам П-образного каркаса, а один (коньковый прогон) монтируется по центру мансардного перекрытия.
- Монтаж стропильных ног.
Двухскатная крыша: установка стропил своими руками
Расчет угла наклона и нагрузок
Расчет двухскатной крыши конечно можно произвести самостоятельно, но все же лучше это доверить профессионалам, чтоб исключить погрешности и быть уверенным в надежности конструкции.
При выборе угла наклона надо учесть, что:
- угол 5-15° подходит не для всех кровельных материалов, поэтому сначала выбирают тип покрытия, а потом делают расчет стропильной системы;
- при угле наклона свыше 45° - возрастают материальные расходы на закупку составляющих «кровельного пирога».
Пределы нагрузки от воздействия снега колеблются от 80 до 320 кг/м2. Расчетный коэффициент для крыш с углом наклона меньше 25° составляет 1, для кровли с уклоном от 25° до 60° - 0,7. Это значит, что если на 1 м2 приходится 140 кг снежного покрова, то нагрузка на крышу со скатом под углом 40° составит: 140*0,7=98 кг/м2.
Для подсчета ветровой нагрузки берется коэффициент аэродинамического влияния и колебания ветрового давления. Значение постоянной нагрузки определяется суммированием веса всех составляющих «кровельного пирога» на м2 (в среднем - 40-50 кг/м2).
Исходя из полученных результатов, узнаем общую нагрузку на кровлю и определяем количество стропильных ног, их размер и сечение.
Монтаж мауэрлата и стропил
Установку стропил своими руками начинают с монтажа мауэрлата, который фиксируется анкерными болтами к продольным стенам.
Дальнейшее возведение конструкции выполняется в такой последовательности:
Установка стропил: видео
Способы соединения элементов стропильной конструкции: видео
Крыша дома – это один из основных составляющих элементов дома. Она представляет собой верхнюю конструкцию здания, без которой сложно себе представить комфортное проживание. Основными функциями крыши являются защита от снега, дождя и иных осадков, а также сохранение тепла в холодное время года и защита от перегрева в летние месяцы. В наши годы существует большое разнообразие крыш на любой вкус и кошелек. Однако самыми распространенными и популярными в любые времена являются двухскатные крыши, которые являются универсальными, незатратными и простыми в установке. О том, как правильно сделать двухскатную крышу своими руками мы поговорим в сегодняшней статье
Конструкция двухскатной кровли является наиболее распространенной в частном строительстве. Как понятно из названия данного вида крыши, она выполняется в виде двух скатов или, проще говоря, в виде треугольника. Такие крыши легко и быстро монтировать, они достаточно долговечны и их внешний вид находит множество поклонников, так как сочетает в себе вид русской избы и современной постройки. Обладая необходимыми знаниями, ее можно сделать самостоятельно, используя доступные инструменты.
Устройство стропильной системы двухскатной крыши
Стропильная система современной двухскатной крыши состоит из множества элементов, каждый из которых равномерно перераспределяет вес конструкции и грамотно передает ее на стены дома. На рисунке ниже показана конструкция двухскатной крыши дома с ее основными узлами и элементами стропильной системы.
Разберем каждый из элементов, показанных на схеме, отдельно:
- Стропильная нога - основная часть в конструкции стропильной системы двухскатной крыши, представляющая собой наклонный элемент, прокладываемый через всю кровлю. Для его создания выбираются наиболее прочные брусья, поскольку стропильная нога помимо веса кровельного материала и обрешетки может нести на себе вес осадков в виде снега;
- Мауэрлат - так называемый «фундамент» крыши, являющийся основной опорой для всей конструкции, распределяющей нагрузки на стены. Представляет из себя брус или толстую доску, на которую опираются стропильные ноги и который является «прокладкой» между стеной и кровлей;
- Затяжка (стяжка)- распорка, лежащая в основании треугольника, усиливающая прочность. Затяжка выполняет двойную функцию, так как к нижней ее части монтируется потолок;
- Прогоны - коньковые крепятся в верхней части, боковые в центре стропильных ног. Задача прогонов - удержание стропильных ног от падения и «складывания»;
- Стойка - располагается в центральной зоне, непосредственно под коньком. Служит опорой, передает нагрузку на затяжку;
- Лежень - дополнительный элемент, на который опирается стойка;
- Обрешетка - доски, которые монтируются поперек стропил. Обрешетка предназначена для укладки на нее кровельного материала (в самом простейшем случае) и для обеспечения дополнительной жесткости всей стропильной системы.
Данная схема крыши является универсальной для множества построек, но в зависимости от сложности конструкции сюда могут добавляться специальные элементы, придающие устойчивость и жесткость всей стропильной системе.
Угол наклона двухскатной крыши
Выбор приемлемого угла наклона крыши является значимой задачей, но у многих строителей она отходит на второй план, что неверно. Стандартными считаются так называемые щипцовые сооружения, имеющие прямые скаты. Оптимальный угол наклона двухскатной крыши составляет в среднем 30°-45° (за основу берется угол в основании равнобедренного треугольника).
От выбора угла наклона будет зависеть, насколько хорошо верхняя часть дома станет противостоять следующим факторам:
- давление выпавшего снега;
- вес отдельного объекта, находящегося на крыше, например, человека.
Первые два пункта необходимо учитывать с особой тщательностью, так как просчет в выборе наклона крыши может стоить больших финансовых потерь и здоровья в случае обрушения.
Пример: чем больше угол, тем меньше нагрузка на кровлю от осадков, однако возрастает угроза повреждения ветром из-за создаваемой парусности (крышу просто может сдуть). Также повысится шумовой эффект, если кровельным материалом выбран металл.
- Рулонные материалы: предварительно рассчитывается количество слоев. Чем их больше, тем ниже можно делать крышу. Двойной настил - от 10-15°;
- Наборные элементы: к ним относится черепица (в том числе мягкая) и шифер. Угол наклона стропил выставляется от 20°;
- Металлочерепица: придерживаться следует уклона от 14°;
- Профнастил: его листы должны размещаться под углом от 12°;
- Ондулин: разрешается придерживаться показателя от 6°.
Таким образом при проектировании крыши и выборе угла наклона важно заранее знать каким кровельным материалом вы будете ее покрывать. Как видно, минимальный угол наклона двухскатной крыши может быть 6°.
Виды стропильных систем для двухскатных крыш
Большинство стропильных систем для двухскатных крыш делится на два основных вида - висячая и наслонная. Первый вид является наиболее распространённым. Разберем подробно оба вида.
Висячая стропильная система двухскатной крыши
Данный вид кровельных конструкций используется исключительно в случае, когда стены дома находятся на расстоянии до 10 м друг от друга и между ними нет опорных перекрытий. Стропила (ноги) стыкуются только с боковыми частями дома в виде мауэрлата. Минусом двухскатной крыши с висячими стропилами является возможность ее повреждения из-за распирающей нагрузки, так как между стропилами в данном случае не предусмотрены растяжки.
Наслонная стропильная система двухскатной крыши
Отличием наслонных конструкций является наличие дополнительной подпорки в виде стены или другой опоры. Наслонная стропильная система устанавливается с опорами, которые крепятся на промежуточные стены. Данная конструкция позволяет закрывать большие пролеты без ущерба жесткости всей стропильной системе.
Отдельно стоит рассказать еще о нескольких видах двухскатных крыш. По конструкции двухскатная крыша может быть выполнена в следующих вариантах:
- симметричная двухскатная крыша;
- ассиметричная двухскатная крыша;
- двухскатная ломаная крыша.
Отличия данных конструкций понятны из названия. В зависимости от проекта вашего дома и от дизайнерских решений крыша может быть ассиметричной, то есть иметь разные углы наклона в основании. Такая крыша немного сложнее в монтаже, нежели обычная симметричная крыша, имеющая в своем основании равнобедренный треугольник, но опытному мастеру не составит труда возвести такую конструкцию.
Также весьма распространена двухскатная ломаная крыша. Стропила такой крыши как бы немного обломаны у основания. Такие крыши практически не задерживают на себе осадки и позволяют выиграть в чердачном пространстве для .
Часто у начинающих строителей перед проектированием и расчетами на закупку материала возникают вопросы по поводу того, как узнать длину стропил двухскатной крыши. Для этого важно на этапе проектирования знать, какой будет ширина здания, для подбора стропил стандартного размера, чтобы не пришлось их сращивать, жертвуя их несущей способностью. Вместе с этим нужно не забыть об угле наклона крыши. Все эти факторы в конечном итоге будут влиять на расчет длины.
Итак, для вычисления длины стропил такой крыши нужно разделить треугольник, образованный стропильной системой на два прямоугольных треугольника. Дальше, зная ширину здания и угол наклона крыши можно определить высоту конька двухскатной крыши. Зная два катета прямоугольного треугольника и используя теорему Пифагора, можно вычислить гипотенузу каждого прямоугольного треугольника, которая и является необходимой длиной стропил нашей крыши.
В итоге, для определения окончательной длины, к полученному значению нужно прибавить еще 30-50 см. для обеспечения свесов крыши.
Все проведенные расчеты по определению высоты конька (она же высота фронтона) и длины стропил наглядно показаны на изображении:
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что двухскатная крыша является наиболее дешевым и универсальным видом кровли для частного дома. Есть примеры, когда с помощью подручных средств люди возводили двухскатную крышу самостоятельно в одиночку. Но все же советуем вам пользоваться помощью специалистов в таких вопросах, ведь грамотно сделанная крыша над головой — это комфорт и уют в доме.
Проектирование конструкции двухскатной крыши дома
Первым и основополагающим этапом постройки двухскатной крыши является ее проектирование. Мы уже говорили о том, что от выбора угла наклона крыши будут зависеть нагрузка, воспринимаемая кровлей, и, как следствие, выбор кровельного материала, который сможет противостоять осадкам и нагрузкам от этих осадков и ветра.
На данном этапе создаются чертежи конструкции будущей кровли и проводятся все необходимые расчеты. Это необходимо, в первую очередь, чтобы иметь представление об общем виде крыши и ее размерах, а также чтобы учесть все предполагаемые максимальные нагрузки.
После проектирования у вас на руках будет весь пакет документов, в которых будут указаны все размеры будущей крыши, ее площадь для закупки кровельных материалов, полная номенклатура пиломатериалов, используемых в постройке. Наличие списка с номенклатурой пиломатериала позволит не потратить лишних средств на его закупку, так как при строительстве крыши пиломатериал — это основная статья расходов.
После того, как выполнены все проектные работы, переходят непосредственно к строительным работам. При проведении работ своими руками экономится половина бюджета, который мог бы пойти на оплату строителям. При это важно помнить о соблюдении всех норм и правил, чтобы конечный результат оправдал ожидания.
Строительство двухскатной крыши пошагово
Монтаж мауэрлата двухскатной крыши
Мауэрлат принимает на себя всю нагрузку от крыши и передает ее на стены, поэтому в качестве мауэрлата выбирают достаточно толстый и крепки брус. Толщину выбирают исходя из толщины стены, на которую он опирается. Как правило толщину мауэрлатного бруса стремятся выбрать равной или приближенной к толщине стены.
Укладывать мауэрлат необходимо заподлицо с внешней частью стены, прочно соединив их вместе. Для соединения мауэрлата со стеной еще на этапе возведения стен закладываются (заливаются в армопояс) анкерные болты или проволока. Если в качестве крепежа используется проволока, то после укладки бруса он крепко обвязывается этой проволокой вокруг и остается в таком виде крепко закрепленной. В случае, если в стену были замурованы анкерные болты, в мауэрлате предварительно сверлятся сквозные отверстия, которыми брус насаживается на болты и затягивается сверху гайками с широкими шайбами.
Важно также не забыть уложить слой гидроизоляционного материала в виде прокладки между стеной и мауэрлатом. В качестве гидроизоляции, как правило, используется рубероид или подобные материалы. Подробнее о закреплении мауэрата рассказано в данном видео
После того как подготовлено основание, приступают к сборке стропильной системы двухскатной крыши. Монтаж стропил можно выполнить несколькими способами: устанавливать стропила сразу на крыше или некоторые элементы конструкции выполнить на земле, а затем поднять с помощью специального оборудования в место установки. Правильно выставить стропила на двухскатную крышу своими руками без помощи напарника достаточно проблематично, поэтому лучше воспользоваться помощью, чтобы не ошибиться и не свести на нет все усилия.
Чтобы проще было крепить брусья, на каждой стене стоит разметить точки крепления и соединить противоположные стены балками (лежнями), на которые будут установлены стойки для подпорки стропил. На стойки устанавливается коньковый брус, который является направляющим для установки стропильной системы. Для того чтобы соединить стропила максимально точно, чтобы весь скелет из стропил был одинаковый, пользуются шаблонами. Так вы сможете избежать провалов и перекосов в кровле.
После установки конькового бруса приступают к самой ответственной части – монтажу стропил (уже скрепленных между собой или отдельно). При этом важно постоянно следить за уровнем и ровностью установки. Крепят стропила между собой, как правило, на гвозди или при помощи железных скоб. Распространенные схемы выставления стропил на двухскатную крышу и их крепления друг с другом показаны на рисунке ниже.
После выполнения каркаса крыши требуется выполнить установку вспомогательных крепежей для улучшения жесткости кровли. Для этого устанавливают подкосы и средние коньки.
Предлагаем вам посмотреть видео, в котором наглядно показана установка стропил своими руками для двухскатной кровли.
Обрешетка двухскатной крыши в простейшем случае представляет собой монтаж поперечных досок на стропила для укладки на нее кровельного материала. Но, как правило, современная кровля представляет собой более сложный пирог из различных слоев.
После установки обрешетки крыша накрывается слоем гидроизоляции, слои которой монтируются с напуском друг на друга, а стыки скрепляются скотчем.
Следующим шагом идет закрепление контробрешетки – планок, закрепляемых под углом 90 градусов к основной обрешетке. Это нужно для обеспечения вентилируемого зазора в пироге кровли для избавления от влаги.
На заключительном этапе монтажа двухскатной крыши производят укладку кровельного покрытия, выбор которого, как было сказано в начале статьи, зависит как от нескольких факторов, включая финансовую составляющую
Внешние работы по установке крыши заканчиваются и обустройством фронтонов, если они не являются частью стен. После этого переходят к внутренним отделочным работам и , если в этом есть необходимость. Подробно об утеплении кровли мы поговорим в следующих статьях.
Стоит отметить, что построить двухскатную крышу своими руками не так сложно, главное правильно произвести расчеты и пошагово следовать пунктам инструкции, чтобы не упустить важных моментов при монтаже.
Краткая видеоинструкция по устройству двухскатной крыши представлена на видео:
