Стропильная система двухскатной крыши: конструкция и узлы

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши ‒ Основные элементы кровли

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши, состоит из множества элементов. Монтаж следует начать только, после подробного изучения каждого из них, а также, правильного определения, оптимального их сечения. Поэтому, далее, мы подробно разберем каждый элемент, кровельного сооружения…

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Мауэрлат

Во время монтажа элементов, под металлочерепицу или другого покрытия, рекомендуется использовать брусы, с сечением 150 на 150 или 200 на 200 мм. Именно такие размеры, позволяют более качественно распределить нагрузку. Далее, требуется определиться с способом закрепления конструкции. Он зависит от стройматериала стен здания. Существует несколько, оптимальных вариантов фиксации:

Схема крепления мауэрлата к стене

Каркасные, брусовые или бревенчатые стены, как правило, не требуют установки мауэрлата. Например, в каркасном здание, опорой для стропильных ног, служит верхняя обвязка стен. А вот у дома из бруса или бревна, мауэрлатом является, верхний венец. И в первом, и во втором случае, главное, выполнить грамотно и надежно, закрепление элементов к стенам.
При сооружение кровли на зданиях из легких бетонов, нужно дополнительное обустройство. К легким бетонам, относят следующие стройматериалы: пенобетон, шлакобетон, керамзитобетон и т.п. Подобные стены быстро разрушаются, если опереть на них крышу, не равномерно. Для равномерного распределения нагрузки, требуется, по обрезу стен, провести заливку монолитного железобетонного пояса. Во время обустройства пояса, закладывается специальная проволока, шпильки или болты, на которые, далее, надежно крепят мауэрлат.
Для кирпичных коробок, железобетонный пояс, можно не делать. Для этих целей, чтобы соединить с обвязочным брусом, в кладку заводят проволоку. С ее помощью, далее, оборачивают мауэрлат вокруг и закручивают. Второй вариант – в кладку, за один ряд до обреза стен, с внешней стороны, заводят, пропитанные антисептиком, деревянные брусы. Далее, мауэрлат и брусья, скрепляют, с помощью скоб. Возможно также, использование шпилек и болтов, но для закрепления их, уже потребуется заливка монолитного пояса.

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Стропила

После надежной фиксации мауэрлата, устанавливаются стропильные ноги. Оптимальное сечение стропильных ног, определяется, в зависимости от шага несущих балок, их пролета, снеговой нагрузки и будущего настила крыши. При монтаже каркаса, под металлочерепицу, при шаге, к примеру, в 600 мм, рекомендуется, в зависимости от пролета, соблюдать следующие параметры:

3 м – 40 на 150 мм;
4 м – 50 на 150 мм;
5 м – 50 на 175 мм;
6 м – 50 на 200 мм.

Таблица средних значений стропильных ног

Представленные параметры, имеют средние значения. Чтобы иметь более точные расчеты, лучше обратится к специалисту или дополнительно, прочитать и изучить, специальную литературу.

Выполнить качественно, фиксацию стропильных ног к мауэрлату, в основном, можно двумя способами:

С зарубкой;
без нее.

Крепление стропильных ног к мауэрлату с зарубкой и без

В первом варианте, выполняется запил на обвязочном брусе, а во втором, к стропиле прибивают специальную дощечку, которая становится упорным приспособлением. Далее, закрепление, для всех способов, выполняют одинаково. При помощи металлических уголков, наклонную балку, чтобы она не смещалась относительно проектного положения вдоль мауэрлата, надежно фиксируют. Или-же, дополнительно вбивают под углом, обычные гвозди.

Схема крепления стропил при помощи проволоки и на скобы

Помимо этого, требуется качественно, скрепить стропило со стеной. Правильное выполнение действий, предусмотрено в нормативных документах. В основном, производить скрепление, можно двумя способами:

На скобы (для деревянных построек);
При помощи скрутки из проволоки (для каменных стен дома).

Выполнять закрепление, по строительным нормативам, следует через одну ногу. Такой подход, позволит более надежно закрепить крышу к коробке, капитального строения. Если провести монтажные работы правильно, на должном высоком уровне, то можно не переживать за ее техническое состояние, даже в самый сильный ветродув.

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Стойки, стяжки, подкосы

Элементы стропильной системы двухскатной крыши, как стойки, стяжки и подкосы, в основном, делают из досок. Оптимальные параметры толщины, как правило, от 32 до 50 мм. Исключением, могут являться – стойки. Здесь уже, допускаются доски и большей толщины: от 50 до 100 мм. Как показывает практика, лучше всего, крепление производить на шпильки или с применением опорных брусков. Оптимальный вариант, в основном, зависит от конструкционных особенностей, кровельного сооружения.

Стропильная система крыши из двух скатов

Устройство каркаса двухскатной крыши может проводиться по двум направлениям. Это либо система ферм, либо вариант с устройством наслонных или наклонных стропил.

Выбор того или другого варианта опять же исходит из функциональности чердачного помещения. При «холодном» варианте – фермы, во всех иных случаях – стропила.

Когда формируется стропильная система каркасного дома двухскатной крыши, я использую следующие элементы:

обвязочный брус – мауэрлат. В его качестве может выступать обвязка стен верхнего этажа каркасного строения;
стропильная нога (стропило) – балка от обвязки до конька. Как правило, это брус с минимальным сечением 150*50 мм, но окончательно выбор делаем после расчета. Сечение тем меньше, чем больше угол наклона;
ригели – элемент, который соединяет парные стропильные ноги в верхней части крыши. При мансардном этаже этот элемент будет являться основой для потолка помещения;
прогоны – доски связывающие между собой стропильные ноги по длине здания;
затяжка – тоже ригель, но соединяющий парные стропильные ноги внизу, возле мауэрлата. Может служить основой для пола мансардного помещения;
стойка (подпора) – элемент, который устанавливается по линии конька для создания опоры. Также при длинных стропилах может устанавливаться под каждую стропильную ногу с обеих сторон ската, что в последствии служит каркасом для стен мансардного помещения;
обрешетка, контробрешетка – неотъемлемые части стропильной системы дома. Служат для монтажа утеплителя (нижняя обрешетка) и кровельного ковра.

Что входит в состав стропильной конструкции

Прежде чем приступить к монтажу любой конструкции, следует узнать о ее составе и основных элементах. Каркас двухскатной крыши содержит в себе такие элементы:

Мауэрлат – элемент, который монтируется по верхнему периметру стен. Он необходим для равномерного распределения нагрузки крыши

Очень важно, чтобы мауэрлат был строго выровнен в горизонтальной плоскости для облегчения установки стропил. В доме из деревянного бруса мауэрлатом является верхнее крайнее бревно.;

Стропила – это основная составляющая любого каркаса крыши

В случае с двускатной крышей они соединяются попарно. В результате получается своеобразный треугольник;
Затяжка. Этот элемент крепится в нижней части треугольника из стропил. Затяжка используется если производится возведение висячей системы. Когда стропила монтируются наслонным способом, этот элемент можно не использовать;
Стойки. Они служат для поддержки конькового прогона. Такой элемент используется при укладке стропил наслонным методом;
Подкосы. Они необходимы для усиления стропил.

Некоторые специалисты в такую систему также включают обрешетку. Ее применяют всегда, при любом используемом кровельном материале. Обрешетка бывает сплошного или разряженного типа. Первый вариант применяют при мягкой кровли. Если крыша покрывается металлочерепицей или профлистом, тогда используют разряженную обрешетку.

Как сделать двускатную крышу своими руками: пошаговая инструкция

Сборка простого перекрытия не вызовет затруднений у начинающего мастера, хоть немного знакомого с плотницким делом. Помогут смонтировать двухскатную крышу своими руками чертежи, фото и пошаговые инструкции поэтапного строительства. Монтаж включает сборку мауэрлата, ферм и обрешётки, гидро- и теплоизоляционные работы, укладку покрытия, подшивку свесов. Перекрытие должно служить долго, значит, его делают с запасом прочности, который обеспечит безопасность и долговечность.

Укладка мауэрлата

Изготавливают элемент из бруса или бревна, обрезанного с одной стороны. Укладывают его строго по горизонтали, а отдельные участки сращивают по длине косым или прямым замком. В углах соединяют «в полдерева» или «в лапу». К стенам его крепят проволокой, арматурой, закладными элементами или анкерами. Вариант фиксации зависит от способа возведения здания. Независимо от выбранного типа крепления, оно должно обеспечивать полную неподвижность.

Монтаж конькового бруса

Элемент опирают на противолежащие фронтоны здания. До начала монтажа подготавливают места укладки бруса, очищают их от строительного мусора и проверяют горизонтальность отверстий. Края прогона обматывают гидроизоляционным материалом для увеличения срока его службы и всего узла в целом. После укладки бруса ещё раз проверяют его горизонтальность. В случае отклонения от нормы под края устанавливают прокладки. Обязательно необходима проверка параллельности конька срезу стен. Закрепляют прогон только после его выставления.

Устройство висячей стропильной системы

Подвесная двухскатная крыша своими руками — простой способ пошагового монтажа. Возводят её в чёткой последовательности:

Обустраивают мауэрлат.
По длине опорного бруса делают разметку, где будут располагаться фермы.
Собирают вне здания арки из стропил, затяжек, ригелей.
Поднимают и устанавливают элементы в заданное положение, начиная с боковых. Каждый фиксируют временными укосинами для сохранения вертикали, которую контролируют отвесом или уровнем.
Натягивают маркеры по нижней и верхней точке между крайними фермами. По ним выставляют средние фрагменты.
Закрепляют фермы или арки коньковыми досками, контролируя шаг.

Если между несущими стенами больше 6 м, висячие узлы усиливают стойками.

Крепление обрешетки

Укладку финишного покрытия выполняют на обрешётку. Кроме того, она усиливает каркас, придает ему устойчивость и жесткость. Делают её решётчатую или сплошную. В первом случае набивают доски либо бруски, во втором — листы фанеры, ДСП или OSB. Вариант зависит от вида гидроизоляционного материала и наличия теплоизоляции. Для обустройства утеплённого чердака потребуется монтаж контробрешётки.

Покрытие крыши

После окончания подготовительных работ приступают к настилу покрытия. Способ укладки и последовательность зависит от выбранного материала и рекомендаций производителя. В общем случае начинают работу с центра нижнего края свеса. В процессе монтажа постоянно контролируют параллельность отдельных листов коньку и фронтонам. После настила покрытия обустраивают вентиляцию, подшивают свесы и устанавливают водоотливы.

Тем, кто не знает, как возвести двухскатную крышу своими руками, поможет пошаговое видео процесса. Соблюдение строительных норм и выполнение расчётов позволит сделать перекрытие самостоятельно без привлечения наёмных специалистов.

Что влияет на выбор размеров и способов крепления стропилин

Очень важный момент. Задача любой фиксации – обеспечение устойчивости узла соединения, при этом он может быть неподвижным или иметь одну или несколько степеней свободы. Этого невозможно достичь без знания нагрузок, влияющих на стропильные ноги. Нагрузки могут быть постоянными и временными, динамическими и статическими, однонаправленными и разнонаправленными.

Постоянные вертикальные усилия. Возникают из-за воздействия кровельных и утеплительных материалов крыши. В связи с тем, что стропильные ноги располагаются под углом к вертикальной силе, на них воздействуют изгибающие и распирающие нагрузки. Величина сил определяется после построения эпюры, на основании конкретных изгибающих и распирающих усилий выбирается толщина и ширина досок для стропилин. Крепления должны предупреждать расползание стропильной системы.

Переменные вертикальные усилия. Появляются зимой, величина зависит от высоты снежного покрова.

Поднимающие ветровые усилия. В результате порывов ветра на крышу воздействуют подъемные силы. На размеры стропильных ног влияния не оказывают, усилия учитываются только при выборе типа фиксации, она должна предусматривать и удерживать такие нагрузки.

Боковые усилия. Величина зависит от парусности кровли. В результате порывов ветра на стропильную систему воздействуют боковые усилия

Они увеличивают нагрузки на изгиб и на отрыв. Эту особенность также нужно принимать во внимание во время изготовления и установки стропильных ног.

Нагрузки, действующие на несущую конструкцию скатных крыш

Есть варианты жестких креплений стропильных ферм, для этого используются металлические пластины, уголки, саморезы и гвозди.

Варианты жестких креплений стропильных ферм

Иногда требуется применять плавающие соединения стропилин для компенсации изменения размеров деревянных домов. Для плавающих соединений применяются специальные крепежные элементы и болты. Вторые позволяют стропильным ногам в верхней части немного поворачиваться.

Плавающее соединение

Еще один пример свободного соединения стропилин – скользящее. Используется на деревянных срубах и дает возможность компенсировать естественную усадку дома.

Скользящая опора для стропил

Конструкция двускатной крыши

Вариант с двумя наклонёнными поверхностями представляет собой самую простую конфигурацию, применяемую для возведения каркаса. Опираться он может на внешние стены и на центральную (если она есть). В первом случае свод образует мансардное помещение, которое легко задействовать для расширения полезной площади.

Жесткость двускатному типу придают треугольные секции, получаемые при сборке стропильного узла. В него входят:

Мауэрлат — основа, укладываемая на внешние стены. Как правило, его изготавливают из деревянных брусков большого сечения. Их неподвижно закрепляют анкерными болтами. На мауэрлат крепят стропила и он переносит массу перекрытия на стены домостроения.
Лежень используют при возведении перекрытия большой площади. Это брус наподобие мауэрлата, который размещают на внутренних стенах. В него упирают подкосы и стойки для придания жёсткости.
Подкосы. Небольшие по длине бруски, устанавливаемые под наклоном. Они формируют треугольники, которые обеспечивают узлам перекрытия устойчивость и повышают жёсткость.
Стойки. Эти элементы размещают вертикально. Они принимают вес перекрытия, равномерно распределяя усилия на опорные поверхности.
Затяжки. Горизонтальные балки, соединяющие стропила. Служат для усиления каркаса и снижают распирающие нагрузки, действующие на основание.
Стропила. Брусья, состыкованные под углом друг с другом и формирующие скат. При значительной длине элементы составляют из нескольких единиц, формируя жёсткую балку. Количество таких ферм и шаг между ними зависят от длины дома. Обычно промежутки между балками делают от 0,6 до 1,2 м. Расстояние зависит от общего веса перекрытия, ветровой и снеговой нагрузки.
Конёк. Элемент располагают в точке пересечения скатов. Для обеспечения жёсткости опирают его на вертикальные опоры. По краям к нему прибивают края стропил. Если площадь небольшая, допускается использование досок вместо цельного бруска. Их прибивают вверху ската с двух сторон.

Что влияет на стропила

Перед тем как приступать к изготовлению стропил, следует определиться с их видом, способом крепления и линейными размерами. Только в этом случае можно быть уверенным в прочности и безопасности конструкции.

Как влияют различные факторы на параметры стропилин?

Физический фактор
Краткое описание влияния на параметры стропилин

Величина нагрузки на крышу

Стропила должны выдерживать снеговые и ветровые нагрузки. Во время расчетов нужно брать из таблиц строительных норм и правил фактические максимальные значения снегового покрова, учитывать силу и розу ветров. Данные позволяют узнать общую нагрузку на скат крыши в зависимости от его площади и угла наклона. Далее уже можно определить размеры стропилин, их количество и шаг. При этом обязательно закладывается коэффициент запаса прочности. Дело в том, что пиломатериалы не имеют стабильных и одинаковых значений прочности, слишком много непредвиденных факторов влияют на эти показатели. Для большинства случаев для изготовления стропильных ног используются доски 50×150 мм или 50×200 мм.

Тип крыши

Двускатные крыши могут быть наслонными и висячими. Для висячих крыш нужно делать стропила из более прочных досок

При этом принимается во внимание метод фиксации элементов к мауэрлату. Если делается врубка, то ширина досок должна увеличиваться на величину врубки

Дело в том, что пропил в этом месте автоматически уменьшает ширину материала, воспринимающего нагрузки. Если на доске толщиной 200 мм сделать поперечный пропил длиной 60 мм, то в расчет принимается только оставшаяся ширина 140 мм. Соответственно, если при расчете нагрузок выбраны стропила из досок 200 мм, но во время крепления делаются непредусмотренные пропилы 60 мм, то ширина заготовок для стропилин увеличивается до 260 мм. Это замечание делается для тех, кто любит злоупотреблять различными зарубками и пропилами для упорных площадок концов стропилин. В настоящее время есть много специальных приспособлений, позволяющих прочно зафиксировать стропилину в нужном положении без запиливания.

Назначение здания

Для жилых зданий стропилины должны иметь запас по прочности в размере не менее 1,4 от расчетных значений. Для нежилых сооружений коэффициент понижается до 1,2. Вывод – размеры стропильных досок на домах больше, чем на гаражах и иных пристройках.

Назначение чердачных помещений

Жилые чердачные помещения (мансарды) должны иметь утепленную крышу. Ширина стропилин должна соответствовать толщине утеплительного слоя. Одновременно нужно корректировать шаг между стропильными ногами в зависимости от стандартной ширины утеплителя. Если в данной климатической зоне оптимальная толщина утеплителя крыши 200 мм, то такую же ширину рекомендуется выбирать и для стропилин. Различные наращивания узких стропильных ног во время утепления кровли не считаются правильным решением.

Эти знания помогут принимать правильные решения как во время изготовления стропил, так и во время их фиксации непосредственно на месте. Ошибки в строительстве стропильной системы слишком дорого обходятся, не стоит проявлять излишнюю самоуверенность.

Устройство элементов стропильной системы

Крепление нижних частей системы стропил производится к мауэрлату, который, в свою очередь, устанавливается и крепится к верхней поверхности несущих стен. Для прочной фиксации мауэрлата к стене в ней производится установка резьбовых шпилек, на которые он насаживается, закрепляясь посредством гаек. Вместо шпилек для монтажа мауэрлата иногда используются анкерные болты.

Диаметр бруса для мауэрлата обычно составляет 18-20 сантиметров

Важно отметить, что между стенами и мауэрлатом необходимо присутствие гидроизоляции.

Другим важным элементом для монтажа стропильной системы является коньковый прогон. К нему стропильные конструкции крепятся в своей верхней части. Сам же прогон в концевых частях чаще всего фиксируется к торцевым стенам строения. Фактически, посредством конькового прогона стропильные ноги соединяются в верхней части в единую конструкцию. Поэтому прочность его имеет особенно большое значение, а монтаж должен производиться на основании точных расчётов, с соблюдением всех технологических правил.

Если в соответствии с проектом в поперечных стенах строения имеются некоторые интервалы, тогда возникает необходимость в использовании дополнительных опор, таких как подкосы, шпренгели и стойки.

При обустройстве стропильной системы кровли следует уделить существенное внимание силе ветровых нагрузок, выпадающих на кровельные фронтоны. Поскольку при прямом воздействии сильных порывов ветра фронтоны принимают на себя довольно значительную нагрузку, это может в определённой степени повлиять на прочность кровельной конструкции

Поэтому уместным будет уменьшить на них давление ветра, установив диагональные связующие элементы. Их функцию могут выполнять доски сечением в 3-4 сантиметра, монтаж которых произведён к основанию стропильных ног.

Особо тщательное внимание требуется при обустройстве стропильных сооружений для сырых деревянных срубов, поскольку в этом случае материалу требуется усадка. Одним из возможных вариантов является выжидание необходимого времени для высыхания древесины, однако в сырое время года на это может потребоваться довольно значительный срок, а отсрочка строительства возможна не всегда

Оптимальным решением в таком случае может послужить установка скользящих опорных конструкций, либо компенсаторов усадки – винтовых домкратов.

Как правильно сделать шатровую крышу дома своими руками?

Любое строительство заканчивается установкой кровельной системы. То какой будет эта крыша, во многом зависит от пожеланий хозяина и особенностей будущей постройки. В частных домах или придомовых постройках (беседке, летней кухне и т. д.) чаще устраивают шатровую крышу. Она удачно смотрится на домах в виде четырехугольника, многоугольника или имеющих прямоугольную форму. Как выглядят скаты кровли:

В домах, стены которых одинаковой длины, крыша имеет 4 ската в виде равнобедренных треугольников;
Многосторонние строения (желательно с четным числом стен) имеют скаты в виде равнобедренных треугольников с количеством равным количеству стен;
Для прямоугольных домов шатровая кровля состоит из 2 вальм треугольной формы и 2 скатов трапециевидной формы.

Преимущества и недостатки данного вида кровли

Преимущества:

Лучше сохраняет тепло в сравнении с другими кровельными системами при условии равной теплоизоляции;
Действие атмосферных явлений минимально. Шатровые крыши надежно защищают чердачное или мансардное помещения от задувания сильного ветра, кровельный материал при этом не страдает и осадки практически не скапливаются на ней, а скатываются вниз.
Несмотря на кажущуюся сложность конструкции стропильной системы, крышу можно легко построить самостоятельно.

Наряду с преимуществами шатровая крыша имеет и недостатки:

Необходимо знать особенности монтажа стропильной системы;
Маленькая полезная площадь мансардного этажа.

Расчеты

Прежде чем начать монтаж кровли необходимо провести расчет и узнать геометрические параметры и площадь крыши для того, чтоб потом определить количество всех необходимых материалов. Для удобства нужно сделать чертеж, который можно будет потом применять при строительстве. Для этого определяются следующие параметры:

размеры постройки;
В зависимости от используемого материала для кровли, атмосферных осадков и климатической зоны определить угол ската (оптимальный вариант – это 30-40о);
Определение высоты конькового узла (в варианте шатровой крыши конек – это точка, в которую сходятся угловые стропила). Для расчета используется Теорема Пифагора;
Последнее что необходимо определить – длину стропил и площадь всех скатов. Это сделать будет несложно благодаря выясненным в предыдущих расчетах величинам.

Скаты прямоугольной шатровой крыши будут с разным углом наклона и этот факт необходимо учитывать при расчетах.

Покупка материалов

Проведя все расчеты, приобрести нужные материалы:

Стропильные балки. В строительстве стропильной системы применяемые балки должны быть изготовлены из одного материала.
Кровельный материал – шифер, металлочерепица и любой другой;
Крепежные элементы – стальные скобы, саморезы, гвозди и т. д.;
Материалы для теплоизоляции чердачного помещения – гидро-, пароизоляционные и теплоизоляционный материалы, ОСБ, гипсокартон и др. листовые стройматериалы, которые будут использоваться для финишной отделки.

Монтаж системы стропил

По всему периметру постройки укладываются балки (они называются мауэрлатом), на которые потом будут крепиться все стропила. Мауэрлат крепится при помощи специальных шпилек. Если стены дома кирпичные, то мауэрлат располагается ближе к внутренней части стены, а между кирпичом мауэрлатом прокладывается гидроизоляционный слой. На внутренние стены укладывается лежень. Вся эта конструкция призвана равномерно распределять нагрузку кровли на стены дома.
Установить балки, которые будут использованы в качестве перекрытия.
Посередине будущей крыши устанавливается балка, толщина которой 15х15 см и высота – принятая высота конька. Ее временно необходимо закрепить несколькими укосинам, которые впоследствии убираются.
Установить вальмовые стропила со стороны всех предполагаемых скатов. Вверху стропильные балки прикрепляются при помощи уголков и гвоздей к коньку, а внизу к мауэрлату. После установки вальмовых стропил монтируются по всему периметру «выносы» и устанавливаются планки для карнизов.
Монтируются диагональные стропила. Сверху они крепятся, как и вальмовые к коньку, а внизу к углу «выноса». Сколько углов у строения столько и диагоналей необходимо установить.
Опоры желательно устанавливать на несущие стены и дополнительно ставить укосы. Эти элементы необходимы для усиления жесткости кровли.
Крепятся различной длины нарожники. Монтируется обрешетка и карнизы.
После окончания монтирования стропильной системы и системы обрешетки и контробрешетки необходимо уложить кровельный материал и утеплить крышу.

Угол наклона

Минимальный угол наклона кровли относительно параллели земли – 5 градусов. Однако, его зависимость исходит от выбранного кровельного материала. В этом качестве используют традиционный шифер, профлист, гибкую и металлочерепицу.

Руководствуются следующим правилом: чем круче скат, тем фактурнее может быть кровля.
От 5 градусов для настила рулонной защитной изоляции кровли. Имеет значение количество слоев – до 15 градусов трехслойные покрытия, выше – двух- и однослойные.

От 6 – ондулин.
От 11 – шифер.
От 12 – профнастил.
От 14 до 20 – металлочерепица.
От 15 до 45 – мягкая кровля.

Таким образом, образовавшиеся осадки – снег, вода – не будут задерживаться на поверхности, хотя для полной очистки требуются собственные усилия или привлечение специалистов для монтажа системы «Антилед».