Конструктивные схемы деревянных стропил. Конструкция стропильной системы двускатной крыши. Как выбрать материал для создания системы

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.

Среди большого разнообразия видов крыш наибольшей популярностью на протяжении нескольких столетий пользуется . Относительная простота конструкции, отличная устойчивость, приспособленность под разные климатические условия – весомые аргументы, проверенные многолетней строительной практикой. Нижеуказанная информация будет полезна и тем, кем будет возводится стропильная система двухскатной крыши своими руками и тем, кто решит воспользоваться услугами профессионалов для понимания и контроля выполнения работ.

Типы двускатных крыш

Двухскатная крыша, также ее называют щипцовой, представляет собой две наклонные прямоугольные плоскости – скаты крыши, которые устанавливаются под определенным углом к наружным стенам здания. За счет угла наклона скатов обеспечивается естественный сток природных осадков (дождь, талая вода).

Крыши с неравномерными углами наклона скатов (т.е. расположение конька не через центр здания) и различной длиной карнизных свесов применяются при желании заказчика выразить архитектурную особенность его жилья. Такая кровля, в плане дизайна, выглядит достаточно оригинально, но имеет недостаток нерационального использования чердачного помещения.

Ломанная щипцовая крыша применима в тех случаях, когда имеется надобность использовать чердачное помещение под мансарду. В такой крыше увеличенный объем чердака позволяет с легкостью обустроить мансарду, которую защищают от влаги и утепляют.

Двухскатная симметричная крыша имеет в своем основании равнобедренный треугольник. Ортодоксальная форма и неприхотливость при возведении сделали ее любимицей не только профессиональных строителей, но и начинающих специалистов.

Полувальмовая кровля - одна из разновидностей двускатных крыш, которая отличается оригинальным внешним видом и создает качественную защиту фронтона. Данный тип кровли особенно востребован в районах с высокой ветровой нагрузкой.

Первое, на что стоит обратить внимание при организации строительства двухскатной крыши – это угол ее наклона. В меньшей степени он зависит от архитектурных особенностей, но в большей степени от климатических особенностей региона, в котором будет возводиться крыша и от типа, устанавливаемой кровли. Крыши с крутым углом наклона устанавливается в регионах, которые подвержены частым выпадениям осадков. Районы с сильными зонами ветров требуют установку пологих скатов, чтобы разгрузить конструкцию от ветровых нагрузок.

Угол наклона скатов может лежать в пределах от 5 до 90°. Распространенным вариантом является крыша, имеющая угол наклона 35-45°. Такой вариант наиболее экономичный, в плане расхода строительных материалов и равномерного распределения нагрузки по всему периметру здания. При таком угле наклона чердачное помещение делается холодного типа и в дальнейшем оно не пригодно для проживания в нем.

Если необходимо обустройство чердачного помещения под жилую комнату, тогда необходимо использовать ломанную двухскатную крышу. В таком случае верхняя часть крыши станет более пологой, а нижняя будет иметь крутой уклон. Чердачное пространство увеличится и появится возможность использовать его под мансардное жилье. Для такого вида скатов усложнится конструкция стропильной системы по сравнению с использованием простого варианта.

Виды стропильных систем двухскатных крыш

Технология устройства стропильной системы для двухскатной крыши имеет различия в использовании опорных оснований для стропил. Различают висячую и наслонную систему стропил. Соответственно, стропильные системы используют в своей конструкции висячие, либо наслонные стропила. Существует и третий вариант - гибридный, когда в стропильной системе установлены оба типа.

Висячие стропила используют в сооружениях с расстоянием между опорами не более 6-6.5 метров.

Наслонные стропила устанавливают в зданиях с несущей средней стеной или со столбчатыми опорами внутри.

Несущими элементами конструкции в двухскатной крыше являются стропильная система и мауэрлат.

Стропильная система включает в себя такие элементы как: стропильные ноги, вертикальные стойки, наклонные подкосы, ригели, распорки, коньковой прогон. Все эти элементы, соединенные в единую конструкцию и формируют стропильную систему, как таковую.

Материал, из которого изготавливают стропила и другие элементы конструкции, может быть выполнен из дерева, железа и железобетона.

Перед использованием материала необходимо обратить внимание на то, чтобы попавшиеся сучки не превышали по своей длине трети толщины материала!

Мауэрлат – это брус с сечением от 100×100 мм до 200×200 мм, который подкладывается под стропильную ногу или прокладывается по всему периметру конструкции. Его предназначение - распределение равномерной нагрузки на наружные стены.

Монтаж мауэрлата происходит на верхнем стенном обрезе. Установка происходит либо по оси стены, либо со смещением к наружной или внутренней грани стены (но не более 50 мм от наружной грани). Перед установкой мауэрлата, под него подкладывают гидроизоляционный материал, в качестве которого, чаще всего, выступает рубероид. Соединение звеньев мауэрлатов должно быть прочным и происходит с помощью прямых замков.

Устройство стропильной системы

Основные виды стропильных конструкций :

• стропильные ноги противоположных скатов связаны горизонтальными затяжками (для ширины дома до 6 м);
• коньковый прогон опирается на вертикальные стойки, дополнительно используются наклонные распорки (для домов шириной до 10 м с пустым чердаком, конструкция рассчитана на высокие нагрузки);
• в качестве дополнительных точек опоры выступают горизонтальные прогоны, опирающиеся на вертикальные стойки, стропила связаны затяжками (для ширины дома до 15 м).

Стропильные конструкции изготавливаются из бруса сечением не менее чем 50×150 мм. Расположение перекладины выполняется на уровне будущего потолка чердачного помещения.

Если при возведении дома своими руками есть возможность поднять к месту монтажа готовые фермы, рекомендуется изготавливать стропила на земле, используя первый А-образный элемент каркаса в качестве шаблона.

Стропильные ноги рекомендуется выполнять из цельного бруса, но при необходимости можно срастить брус с двух сторон при помощи гвоздей или саморезов. Шаг стропил может быть рассчитан исходя из размеров листового утеплителя. В первую очередь устанавливаются крайние А-образные элементы, на которые крепится коньковый прогон, выполненный из бруса 100×150 или доски 50×150. Коньковый прогон придает жесткость всего каркаса.

Чтобы не ослаблять мауэрлат, прорези для крепления выполняют в стропилах, в результате чего стропило горизонтальной плоскостью прорези лежит на поверхности мауэрлата, а выступом упирается в вертикальную плоскость мауэрлата. Фиксация выполняется тремя гвоздями, два из которых забиваются с обеих сторон стропила, а третий – через его верхнюю плоскость.

Существуют различные способы крепления стропил в верхней части двускатной крыши, которые можно выполнить своими руками :

• Края каждой пары стропил разрезаются таким образом, чтобы при сопряжении плоскостей срезов стропильные ноги образовывали заданный угол наклона крыши. Затем стропила скрепляются между собой деревянными планками при помощи гвоздей, либо металлическими пластинами с болтовым соединением. В верхнюю плоскость стропил следует забить по гвоздю длиной не менее 150 мм;
• Стропила разных скатов размещаются на установленном коньковом прогоне, при этом их необходимо разрезать, чтобы горизонтальный участок равнялся по ширине половине толщины конькового бруса. Стропила между собой фиксируются металлическими планками, которые следует разместить над пролетом (висячее соединение, требует жесткого крепления ног к мауэрлату);
• Соединение внахлест - наиболее простой вариант, стропила наклоняют под одинаковым углом и соединяют их шпильками или болтами, используя широкие шайбы.

На следующем этапе монтируются такие виды элементов, как прогоны, стойки, подкосы и т.д., если они входят в выбранную схему каркаса. При монтаже важно контролировать вертикальность и горизонтальность конструкций. Ошибки, допущенные в процессе возведения крыши, исправить практически невозможно.

Особенности конструкции

Традиционным, широко распространенным вариантом являются симметричные двускатные крыши с прямыми скатами – щипцовые. Оптимальный угол наклона скатов составляет около 45° – такая конструкция способна противостоять серьезным снеговым и ветровым нагрузкам.

При желании оборудовать мансарду, используются другие виды крыш. В частности, это двускатная крыша с ломаными скатами – в верхней части скаты пологие, а в нижней имеют резкий уклон. Для крыш такого типа необходимо возводить стропильную систему более сложной конструкции.

В некоторых случаях выполняется несимметричная двускатная кровля, конек которой расположен со смещением относительно центра. Схема такой крыши разрабатывается с учетом особенностей здания. Двускатная крыша может быть и полувальмовой. В этом случае конструкция отличается от щипцовой крыши наличием скошенных кровельных элементов над фронтонами.

Монтаж стропильной системы

Прежде чем начать монтаж стропильной системы двухскатной крыши необходимо выполнить крепление мауэрлатов к продольным стенам с помощью анкерных болтов. Далее следует определиться с оптимальным сечением стропильных ног, которое зависит от их длины и расстояния между ними. Для этого необходимо произвести . Если требуется, чтобы пиломатериалы имели другую ширину и длину стропильных ног, то требуемый размер достигается путем их сращивания (наращивания) при помощи крепежных элементов.

Для использования утеплителя следует подобрать рациональное расстояние между стропилами таким образом, чтобы как можно меньше пришлось обрезать теплоизоляционный материал.

Если предполагается возвести кровельную конструкцию своими руками, требуется произвести расчет, исходя из ширины крыши и ее высоты до конька. Стандартная схема предполагает создание стропильной конструкции, в основе которой лежит равнобедренный треугольник. Простые геометрические построения и расчеты дают возможность вычислить длину стропильных ног: к квадратному корню из суммы квадратов высоты до конька и половины ширины крыши следует прибавить припуск на карнизный свес.

Требуемое количество стропил зависит от длины крыши и выбранного кровельного материала. Обычно шаг стропильных конструкций составляет 1,2 – 1,5 м. Не рекомендуется превышать данные значения.

На основании длины стропильной ноги и длины конька крыши (включая припуски на свесы) выполняется расчет площади кровельной поверхности – для этого указанные величины следует перемножить.

При расчете пиломатериалов необходимо учесть наличие таких элементов стропильной конструкции, как :

• мауэрлат;
• конек;
• стропильные ноги;
• стойки;
• ригели;
• подкосы.

В зависимости от вида кровельного материала определяется тип обрешетки. Она может быть разреженной (с разным шагом) или сплошной, под мягкие покрытия выполняют сплошную обшивку листовым материалом. Если монтируется полувальмовая кровля, также необходимо подсчитать количество кровельного и конструкционного материала для устройства вальм – треугольных срезанных вершин над торцевыми стенами дома.

Все деревянные элементы требуют обработки специальными составами, предотвращающими гниение, повреждение вредителями, возгорание.

Установка стропил происходит в следующем порядке :

Крепление мауэрлата

Каркас из стропил, выполненный своими руками, может крепиться к балкам перекрытия, но в этом случае все нагрузки на строительные конструкции сосредоточатся на местах крепления балок перекрытия. Такой вариант пригоден для небольших легких строений.

Чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки на верхнюю поверхность стен, параллельных коньку будущей крыши, монтируется мауэрлат, который послужит основой каркаса. Для изготовления мауэрлата используется деревянный брус сечением 150×150, 100×150 или 100×100. К стене он крепится одним из следующих способов :

Расчет нагрузок и угла наклона

Точный расчет стропильной системы двухскатной крыши - залог будущей прочности и надежности дома. При проектировании сложной кровельной конструкции ее расчет должен производить только профессионал. Самостоятельно можно произвести расчет крыши с небольшой площадью, воспользовавшись применением простых формул.

В самом начале определяются с углом наклона кровельных скатов. Угол наклона в 5-15° подходит для небольшого числа кровельных покрытий. Ввиду этого вначале выбирается кровельный материал, а уже потом рассчитывается стропильная система. При угле наклона выше 45° подходит любое кровельное покрытие, но вместе с этим растут и материальные расходы.

Также необходимо сделать , в зависимости от климатического района. Пределы снеговой нагрузки лежат в диапазоне 80-320 кг/м 2 . На кровле с углом наклона не более 25° коэффициент перехода от снегового покрова на крышу равен 1. Для крыш с уклоном 25-60° коэффициент принимается равным 0.7.

К примеру, при нагрузке снегового покрова на земле 120 кг/м 2 нагрузка на кровле с углом наклона 25-60° составит 120×0.7=84 кг/м 2 .

Ветровая нагрузка подсчитывается при использовании коэффициента изменения ветрового давления и аэродинамического влияния.

Подсчитывается вес кровельного пирога - постоянная нагрузка, которая включает в себя вес обрешетки, контробрешетки, утеплителя, кровельного материала, а также, в случае с мансардой, вес внутренней отделки потолков. Средняя величина постоянной нагрузки колеблется в пределах 40-50 кг/м 2 .

Правильно рассчитанная стропильная система, выполненная своими руками, способна выдержать высокие нагрузки, в том числе :

• давление ветра;
• давление снежного покрова;
• вес человека.

Кровля не должна оказывать сильное или неравномерное давление на строительные конструкции, которые передают нагрузку на фундамент дома.

От угла наклона кровли зависит ее сопротивляемость нагрузкам. Чем больше угол, тем прочнее должен быть каркас. Данный параметр также влияет на выбор кровельного материала.

Заключение

Устройство двускатной крыши подразумевает создание качественного кровельного пирога. Двускатная конструкция утепляется листовыми или рулонными материалами. Важно выполнить качественную пароизоляцию. Для финишной отделки применяются различные виды кровельных материалов, от стандартного шифера до высокотехнологичной черепицы.

Warning /var/www/krysha-expert..php on line 2580

Warning /var/www/krysha-expert..php on line 1802

Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580

Warning : count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php on line 1802

Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580

Warning : count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php on line 1802

Расчет стропильной системы следует делать не после строительства коробки дома, а еще на этапе изготовления проекта здания. Надо помнить, что для очень ответственных и престижных сооружений такие работы рекомендуется заказывать профессиональным архитекторам, только они смогут выполнить правильные расчеты и гарантировать длительность и безопасность эксплуатации сооружения.

Несмотря на то, что это одна из самых простых типов систем для жилых зданий, есть несколько видов конструкции. Разнообразие позволяет увеличивать варианты использования крыш при строительстве домов по стандартным или индивидуальным эксклюзивным проектам.

Тип стропильной системы двухскатной крыши	Архитектурные особенности и краткое описание
	Наиболее часто используемый вариант, имеет два полностью одинаковых ската прямоугольной формы. Нагрузки между отдельными элементами распределяются равномерно вне зависимости от их расположения. Количество дополнительных упоров не ограничивается, конкретное решение принимается в зависимости от планов использования чердачных помещений. Расчеты можно делать при помощи бесплатных программ, размещенных на строительных сайтах.
	Конек смещен в одну из сторон дома или скаты с различными углами наклона. Более сложная для расчетов стропильная система крыши. Если в упрощенном варианте можно рассчитывать один скат и полученные данные автоматически применять для второго, то для асимметричной стропильной системы такой вариант использовать нельзя. Преимущества – оригинальный внешний вид. Недостатки – сложность расчетов и монтажа и уменьшение используемого чердачного пространства.
	Чаще всего используется во время строительства мансардных помещений, позволяет существенно увеличивать объем чердачных помещений. Расчеты по сложности относятся к средней категории. Стропильная система с наружным изломом. Редко встречаются системы с внутренним изломом, кроме оригинального внешнего вида, они никаких преимуществ не имеют.

Конструктивные элементы стропильной системы

Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.

Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.

Цены на брус

Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.

Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.

Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.

Затяжки рассчитываются на растяжение.

Прогоны

Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.

Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.

Лежни

Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.

Обрешетка

Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.

Какая обрешетка необходима под профнастил? Когда монтировать деревянную, а когда металлическую? Как правильно выбрать шаг обрешетки и какие при этом учитывать факторы?

Цены на доски строительные

Доски строительные

Этапы расчета двухскатной крыши

Все работы состоят из нескольких этапов, каждый оказывает большое влияние на устойчивость и долговечность эксплуатации конструкции.

Расчет параметров стропильных ног

На основании полученных данных определяются линейные параметры пиломатериалов и шаг ферм. Если нагрузки на стропила очень большие, то для равномерного их распределения устанавливаются вертикальные или угловые упоры, расчеты повторяются с учетом новых данных. Меняется направление воздействия усилий, величина крутящих и изгибающих моментов. Во время расчетов должны учитываться три вида нагрузок.

1. Постоянные. К этим нагрузкам относится вес кровельных материалов, обрешетки, утеплительных слоев. Если чердачное помещение эксплуатируемое, то следует принимать во внимание массу всех отелочных материалов внутренних поверхностей стен. Данные по кровельным материалам берутся из их технических характеристик. Легче всех металлические кровли, тяжелее всех натуральные сланцевые материалы, керамическая или цементно-песчаная штучная черепица.

   

2. Переменные нагрузки. Самые сложные для расчетов усилия, особенно в настоящее время, когда климат резко меняется. Для расчетов по-прежнему берутся данные со справочников СНиПа устаревшего образца. Для его таблиц применялись сведения пятидесятилетней давности, с этих пор значительно изменилась высота снежного покрова, сила и преобладающее направление ветра. Снеговые нагрузки могут в разы превышать имеющиеся в таблицах, что оказывает весомое влияние на достоверность расчетов.

   

   Причем высота снега изменяется не только с учетом климатической зоны, но и в зависимости от расположения дома по сторонам света, рельефа местности, конкретного места расположения здания и т. д. Такими же недостоверными являются и данные о силе и направлении ветра. Архитекторы нашли выход из этой сложной ситуации: данные берут из старевших таблиц, но для страховки надежности и устойчивости в каждой формуле применяют коэффициент запаса прочности. Для ответственных стропильных систем на жилых зданиях норматив составляет 1,4. Это значит, что все линейные параметры элементов системы увеличиваются в 1,4 раза и за счет этого повышается надежность и безопасность эксплуатации конструкции.

   

   Фактическая нагрузка от ветра равняется показателю в регионе расположения строения, умноженному коэффициент поправки. Поправочный коэффициент характеризует особенности расположения здания. По такой же формуле определяется и максимальная снеговая нагрузка.

   

3. Индивидуальные нагрузки. К этой категории относятся специфические усилия, влияющие на стропильную систему двухскатной крыши во время землетрясения, торнадо и иных природных катаклизмов.

Конечные значения определяются с учетом вероятности одновременного действия всех вышеперечисленных нагрузок. Размеры каждого элемента стропильной системы рассчитываются с применением коэффициента запаса прочности. По такому же алгоритму проектируются не только стропильные ноги, но и перемычки, упоры, растяжки, прогоны и прочие элементы крыши.

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:

1. Угол наклона крыши:
   • 2,5-10% - плоская кровля;
   • более 10% - скатная кровля.
2. 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:

1. Монтаж П-образной конструкции - опоры для прогонов, которые удерживают стропильные ноги. Основание конструкции - балки перекрытия.
2. Устанавливается не менее 3-х прогонов: два элемента проходят по углам П-образного каркаса, а один (коньковый прогон) монтируется по центру мансардного перекрытия.
3. 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

Двускатная крыша — лучший вариант для неопытного строителя, который можно сделать своими руками. Она несложна в исполнении, но при этом надежна и может переносить значительные нагрузки как ветровые, так и от осадков. Она, конечно, не очень красива, но на банях выглядит вполне органично.

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

Мауэрлат

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

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

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

Стропильные ноги и конек

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

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

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

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

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

Угол уклона кровли	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
Tg A (расчет высоты конька)	0,08	0,17	0,26	0,36	0,47	0,59	0,76	0,86	1	1,22	1,45	1,78
Sin A (расчет длины стропил)	0,09	0,17	0,26	0,34	0,42	0,5	0,57	0,64	0,71	0,77	0,82	0,87

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

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

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

Свес крыши и кобылки

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

Для организации свеса кровли к стропилам добавляют доски — кобылки

Виды стропильных систем

Стропильные системы бывают с висящими или наслонными стропильными ногами. Висящие опираются только на наружные стены здания (на мауэрлат или верхний венец). Для того чтобы увеличить надежность системы, чтобы не развалить стены, их соединяют затяжками (называют еще перемычкой или ригелем). Этот тип стропильной системы подходит для зданий небольшой ширины (меньше 10 м) и в тех случаях, когда нет несущей стены, идущей посередине.

Два вида стропильных систем — с висящими и наслонными стропилами

Второй тип системы — с наслонными стропилами. Они опираются на коньковый брус и мауэрлат, но нагрузка с кровли распределяется еще и на среднюю несущую стену, через вертикальные бруски — прогоны, которые устанавливаются с тем же шагом, что и стропила и опираются на нижнюю затяжку.

Установка стропил двухскатной крыши своими руками

Для большей части бань систему делают с висящими стропильными ногами — размеры позволяют это сделать. В этом случае меньше расход пиломатериалов и меньше времени требуется на ее обустройство. Большую часть работ при этом можно перенести на землю.

Делают один треугольник из стропил по всем правилам и размерам. Примеряют его, а потом изготавливают нужное количество его точных копий. Готовые стропила с затяжками и ригелями, скрепленные и вымеренные, поднимают на крышу. Там выставляются строго вертикально в обозначенных местах и закрепляются к мауэрлату и коньку.

Пример того, как можно сделать двускатную кровлю с висящими стропилами сморите в видео.

При длине ската крыши более 4,5 метров для повышения надежности системы устанавливают вертикальные стойки, которые одним концом подпирают стропильную ногу, а вторым упираются в балку перекрытия. Это делают вне зависимости от типа установки стропил: и на висящих, и на наслонных. Устанавливают еще и уклоны, которые делают конструкцию еще более жесткой.

В любом случае стропила нужно будет крепить к коньковому брусу, а также к мауэрлату. На рисунке ниже представлены варианты крепления к коньку.

Необходимо будет также прикрепить стропила к мауэрлату. Как это можно сделать — смотрите на фото ниже.

Устройство обрешетки

Изготовление двускатной крыши своими руками заканчивается устройством обрешетки под кровельный материал. Для этого по наружной стороне стропил раскатывается гидроизоляционная пленка или мембрана. Настилают ее в горизонтальном направлении. Начинают снизу, продвигаясь вверх. Второй и все последующие ряды укладывают с нахлестом не менее 15-20 см. Закрепляют маленькими гвоздями или скобами из скобострела.

После установки стропильной системы на ней закрепляют пленку или мембрану гидроизоляции, а поверх — обрешетку

Есть два способа — с контр-обрешеткой или без. Контробрешетка набивается по стропилам, а сверху уже бруски обрешетки. Так между гидроизоляцией и кровельным материалом образуется воздушный зазор. Это вариант лучше с той точки зрения, что просыхать такая крыша будет лучше и быстрее. А это для бань очень важно.

Без контробрешетки бруски набиваются сразу поверх гидроизоляции. Зазор тут есть тоже, но он меньше, следовательно, вентиляция будет хуже. Но и такой вариант приемлем: меньше расход материалов и работы тоже.

После изготовления обрешетки остается только закрепить выбранный кровельный материал.

Итоги

Теперь вы знаете, как сделать двускатную крышу своими руками. Из всех типов — это самый простой вариант, который может изготовить и неспециалист.