Обзор существующей схемы стропил двухскатной крыши

Возвести стропила для двухскатной кровли достаточно просто и своими руками если Вы имеете сравнительно небольшой строительный опыт и помощников. Конструкция этой крыши настолько проста, что не требует специальных навыков и сложных расчетов.

Что же такое двухскатная крыша?

Именно этот вид конструкции наиболее популярен в строительстве жилых домов, так как с ее помощью создается достаточное чердачное пространство, не требующее дополнительного утепления. Кроме того, двускатная крыша не так сложна в установке, как например четырехскатная, а также не требует огромных вложений для своего монтажа.

Двухскатная крыша – это сооружение, состоящее из двух прямоугольных плоскостей, соединяющихся в верхней части друг с другом, а в нижних частях – со стенами дома. Торцевая часть такой постройки обычно возводится из тех же материалов, что и стены здания, иногда здесь же сооружают вход на чердак.

В последнее время стало очень популярным строить на чердачном пространстве дополнительную комнату, зачастую использующуюся в качестве летней гостевой залы. Установка стропильной системы двухскатной крыши и последующее утепление получившегося помещения позволяют создать полноценную комнату, жить в которой можно как летом, так и зимой.

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 крышуСтропила 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 крышиДвускатные 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 зданияДля 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 помещенийЖилые 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.

Составные части крыши

Схема конструкции крыши

Стандартная крыша такого типа состоит из следующих элементов:

  • мауэрлата;
  • стропильных ног;
  • вертикальных стоек;
  • подкосов;
  • затяжки;
  • конька;
  • лежня;
  • обрешетки.

Схема крепления мауэрлата

Мауэрлатом называется брус, уложенный сверху на стены вдоль периметра постройки. Он закрепляется с помощью замурованных в стену стальных стержней с резьбой или анкерными болтами. Брус должен быть изготовлен из хвойной древесины и иметь квадратное сечение 100х100 мм либо 150х150 мм. Мауэрлат принимает на себя нагрузку от стропил и передает ее наружным стенам.

Читайте также:  Показатели влажности воздуха в помещении

Схема крепления стропильных ног и мауэрлата

Стропильные ноги — это длинные доски сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Они крепятся между собой под углом и придают крыше треугольную форму. Конструкция их двух стропильных ног называется фермой. Количество ферм зависит от длины дома и вида кровельного покрытия. Минимальное расстояние между ними равняется 60 см, максимальное – 120 см. При расчете шага стропильных ног следует учитывать не только вес покрытия, но и ветровую нагрузку, а также количество снега в зимний период.

Конек расположен в наивысшей точке крыши и чаще всего представляет собой продольный брус, соединяющий между собой оба ската. Снизу брус поддерживают вертикальные стойки, а по бокам крепятся концы стропил. Иногда конек состоит из двух досок, которые прибивают к верхней части стропил с обеих сторон и соединяют под определенным углом.

Стойки – вертикальные брусья сечением 100х100 мм, расположенные внутри каждой фермы и служащие для передачи нагрузки от прогона конька на несущие стены внутри дома.

Подкосы делают из обрезков бруса и устанавливают под углом между стойками и стропилами. Подкосами укрепляются боковые грани фермы, повышается несущая способность конструкции.

Затяжка – балка, соединяющая нижние части стропил, основание треугольника фермы. Вместе с подкосами такая балка служит для упрочнения фермы, повышает ее устойчивость к нагрузкам.

Лежнем называется длинный брус сечением 100х100 мм, уложенный вдоль центральной несущей стены, на который опираются вертикальные стойки. Лежень используют при монтаже наслонных стропил, когда прогон между наружными стенами составляет больше 10 м.

Обрешетка представляет собой набитые на стропила доски или брус. Обрешетка бывает сплошной и с зазорами, в зависимости от вида кровли. Крепится она всегда перпендикулярно направлению стропил, чаще всего по горизонтали.

Устройство стропильной системы двускатной крыши

Как и любая крыша, двускатная конструкция состоит из несущей системы, которая включает в себя опорные и поддерживающие фрагменты, и ограждающей части, объединяющей все слои кровельного пирога. Основой для укладки кровельного пирога является стропильный каркас, от строения которого зависит форма крыши.

Устройство стропильной системы двускатной крыши

Все узлы стропильной системы должны обеспечивать прочность и надёжность конструкции, чтобы готовая крыша смогла выдержать расчётные нагрузки

Устройство стропильной системы двускатной крыши

В состав стропильной системы входят следующие элементы.

Устройство стропильной системы двускатной крыши
  1. Мауэрлат — опорный брус сечением не менее 100Х150 мм, удерживающий всю систему. Он укладывается по верхнему краю наружных стен, на которые будут опираться стропила, и передаёт на стены распределённую нагрузку.
  2. Стропила — парные составляющие каркаса из досок или бруса, образующие при монтаже треугольник — ведущий фрагмент скатной крыши. Сечение стропильных ног и шаг их установки зависят от укрывного материала и приходящихся на кровлю нагрузок. Опираются стропила на мауэрлат или балки перекрытия либо на верхнюю обвязку и верхние венцы в каркасных и рубленых постройках.
  3. Лежень — брус сечением 100Х100 или 150Х150 мм, который укладывается на внутренние стены дома (если имеются) и выполняет такую же роль, что и мауэрлат — распределение и передача нагрузки от веса крыши, только не на внешние стены, а на внутренние перегородки.
  4. Затяжка (подстропильная балка) — нижняя часть образованного парами стропил треугольника, связывающая их основания. Используется при возведении каркаса из висячих стропил.
  5. Стойки — вертикальные опоры, забирающие часть стропильных нагрузок на себя. Обычно изготавливаются из досок сечением не менее 25Х150 мм. Каркас со стойками сложнее в монтаже, но конструкция получается гораздо надёжнее.
  6. Прогоны — поперечины, скрепляющие стропильные ноги.
  7. Подкосы — поддерживающие звенья несущей системы крыши, которые соединяют стропила с остальными элементами конструкции, усиливая таким образом её жёсткость. Благодаря этому стропильная система обретает способность выдерживать большие нагрузки.

    Чтобы понять, как работает стропильная система и выбрать правильно технологию монтажа, первоначально нужно ознакомиться со всеми её конструктивными узлами

  8. Конёк — место соединения стропильных ног. Он расположен горизонтально в самой верхней точке крыши и проходит через все пары стропил, получив за это название конькового хребта.

    Коньковый прогон представляет собой горизонтальную балку, которую монтируют в самых верхних частях стропильных ферм

  9. Кобылки — отрезки досок для наращивания стропил. Используются, если длины стропильных ног недостаточно для обустройства карнизных свесов.

    Применение кобылок позволяет использовать для изготовления стропильной конструкции доски и брусья меньшей длины, но главный плюс этих элементов заключается в возможности изменить линию свода крыши и сделать конструкцию более фигурной

Устройство стропильной системы двускатной крыши

Расчет схемы стропильной системы двухскатной крыши: какие важные моменты стоит учесть

Прежде чем приступить к строительству стропила для двухскатной крыши и делать это своими руками, необходимо произвести кое-какие расчеты, что получилась конкретная схема стропильной системы.

Читайте также:  Местный, ручной, дистанционный пуск системы дымоудаления и подпора

Расчет нагрузки на стропильную систему – важный и ответственный шаг, от точности которого будет зависеть прочность и долговременность Вашей конструкции. Нагрузки на двухскатную крышу меняются в зависимости от ряда факторов:

  • к постоянным нагрузкам относится вес всех материалов, использованных для постройки мансардного этажа: самой стропильной системы, обрешетки, утеплителя, кровельного материала и т.д. В среднем величина такой нагрузки колеблется в пределах 40-45 кг на кв. метр.
  • к переменным нагрузкам относится воздействие ветра, дождя, снега. Важно помнить, что двускатный навес с чрезмерно крутым скатом ветер опрокинет, а с пологим – поднимет.
Расчет схемы стропильной системы двухскатной крыши: какие важные моменты стоит учесть

ВАЖНО: рассчитывая схему стропильной системы и определяя расстояние между стропилами, помните и о весе самой кровли и соотносите ее с возможностями самого здания.

Основные расчеты при создании чертежа двухскатной крыши сводятся к нескольким пунктам:

  1. В первую очередь необходимо определиться с углом наклона конструкции. Минимальный угол наклона должен быть не менее 5°, что возможно при использовании мягкой кровли. Для металлочерепицы, профнастила или шифера минимальный наклон кровли рекомендуется от 20 до 45°. Помните, что от угла наклона будет зависеть и размер внутреннего помещения под мансардой.
  2. Следом за определением угла наклона следует рассчитать какое расстояние между стропилами. Рекомендуемый шаг для жилых домов колеблется в промежутке от 60 до 100 см. Чем тяжелее выбранный Вами кровельный материал и больше внешние воздействия на крышу, тем чаще следует выставлять стропильные ноги.
  3. Следующим шагом необходимо разобраться, как рассчитать длину стропила. Делаем это с помощью теоремы Пифагора, где «а» — высота Вашей будущей крыши, «b» — ширина половины здания. Соответственно, что определить длину стропила необходимо извлечь квадрат из суммы квадратов первых величин. Рассчитанный размер мы рекомендуем увеличить на 60 см для выноса стропил за стену.

Устройство отвесов и укреплений

После полного устройства стропильной системы приступают к устройству отвесов. Делать отвес можно при помощи кобылок. Кобылка представляет собой кусок доски, который прибивается к стропильной ноге снизу, образуя козырек. Отвес можно сделать и вторым способом, выдвинув стропильные ноги немного ниже. Однако, в случае загнивания какого-либо из стропил, его приходится менять. Для этого нужно делать демонтаж кровельного покрытия. В случае же загнивания кобылки нужно делать лишь частичный демонтаж или вовсе обойтись без него.

Кобылки устанавливаются по принципу стропил. Сначала крепятся все крайние, то есть четыре штуки. Дальше между противолежами натягивается шпагат и устанавливаются все остальные.

Виды отвесов крыши: ( а – кирпичный; б – на выпуске стропильной ноги; в – на выносной кобылке; г – подшивной из досок)/

Вдоль всей стены на кобылки прибивается доска, которая служит защитой от попадания влаги и снега во время сильных вьюг или проливных дождей.

Следующим шагом нужно делать укрепление. Делать его следует там, где должны располагаться окна. Все стояки укрепляются поперечными брусьями, создавая каркас будущего окна. Эти брусья будут служить верхней и нижней опорами соответственно.

Итак, на этом этапе можно считать скелет крыши завершенным. Теперь остается прибить доски обрешетки. Шаг выбирается исходя из выбранного кровельного покрытия.

Поскольку под двухскатной крышей будет полноценная комната, крышу следует утеплить.

Узлы стропильной системы двускатной крыши

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

Узлы стропильной системы двускатной крыши

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

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

Узлы стропильной системы двускатной крыши

Фотогалерея: виды соединений в узлах стропильной системы двускатной кровли

Узлы стропильной системы двускатной крыши

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

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

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

Узлы стропильной системы двускатной крыши

Любые детали должны нагружаться вдоль своей оси

Узлы стропильной системы двускатной крыши

Можно назвать три основных вида узлов в стропильной системе:

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

Для более прочного соединения используются дополнительные элементы, упомянутые выше.

Читайте также:  Рекомендации по проектированию вентиляции

Обрешетка и утепление

Чтобы крыша двухскатная своими руками была надёжной, обязательно утеплите её. В роли утеплителя можно использовать различные материалы, например, очень популярную минеральную вату или другие варианты на её основе. Обязательно следует предусмотреть наличие паро- и гидроизоляционного слоя.

Обрешетка и утепление

Гидроизоляционный слой укладываем непосредственно на стропила и фиксируем его. Далее прокладываем маты из теплоизоляционного материала, располагая их между стропил с надёжной фиксацией. Далее укладываем слой пароизоляции, который располагаем с внутренней стороны кровли. Соединения слоёв фиксируем при помощи специальной клейкой ленты. Поверх изоляционного материала можно сразу смонтировать отделочный слой, а можно отложить этот этап на потом.

Теперь переходим к обрешетке. Вдоль существующих стропил укладываем брус — контробрешетку. В задачу этого элемента входит создание зазора между кровельным материалом и изоляцией. Это помогает отводу влаги, образующейся в результате конвекции тёплого воздуха от потолка и чердака.

Обрешетка и утепление

Далее монтируем непосредственную обрешетку. Здесь уже всё зависит от того, какой именно кровельный материал вы собираетесь выбрать. Например, для черепицы шаг обрешетки должен быть около 50 мм, а для шифера или широкой плитки — от 100—150 мм. Другими словами, нужно обязательно учитывать размеры и вес будущего кровельного материала. В некоторых случаях можно делать вообще сплошную обрешетку. Кстати, такой вариант считается универсальным, то есть подходящим для любых видов покрытия. Но это значительно увеличивает расход строительного материала и сам вес всей крыши.

Технология крепежа

От того, как осуществлен крепеж стропильной системы к срубу, в конечном итоге будет зависеть прочность всей шатровой системы. Когда в верхнем венце сделана разметка, вырублены пазы, можно ставить стропильный брус. Кроме того, что брус уже прочно закреплен специальным “зубным замком”, каждый элемент усиливают специальным уголком при помощи саморезов, длиной не меньше 45 мм.

После наступает не менее важный этап работ по монтажу стропил. Это раскрепка бруса раскосами. Для дела используют доски размером 25х100 миллиметров. Заделывают в массив стропил заподлицо. Их установка не может быть меньше 80 сантиметров, если иного не предусмотрено проектом.

Расчет кровли и материалов

Расчет сложной двухскатной кровли проводить самостоятельно довольно сложно. Поэтому при установке нестандартной крыши лучше обратитесь к специалистам. А вот расчет классической конструкции с двумя скатами выполнить гораздо легче.

Площадь и уклоны кровли рассчитывают следующим образом:

  • Определяют длину каждого ската. Для это вычисляют расстояние между крайней точкой карниза и нижним краем конька;
  • На размеры высоты до конька влияет расстояние между стропильными ногами. Для вычисления высоты, половину расстояния между стропильными ногами умножают на тангенс угла наклона;
  • Сечение бруса определяет длина стропил и расстояние между стропильными ногами;
  • Длина бруса вычисляется делением высоты конька на синус угла уклона;
  • При расчете учитывают каждый элемент кровли, среди которых парапеты, свесы и другие детали. Обращайте внимание только на те конструкции, которые увеличивают объем крыши. При расчета не учитывают мансардные окна, дымоходы и вентиляционные шахты;
  • Выбирают и рассчитывают количество кровельного покрытия. Учтите, что после покрытия черепицей или рулонным материалом длина каждого ската уменьшается примерно на 0,7 метров.

Для расчетов вам потребуются следующие формулы:

Нк = Lпр х tgA ,

где Нк — высота конька, Lпр — половина длины пролета дома (расстояния между стропильными ногами), tgA — тангенс угла уклона

Lc = Hк / sin A ,

где Lc = длина стропил, Нк — высота конька, sin A — синус угла наклона.

Необходимые данные для расчетов вы найдете в таблице:

После создания проекта, расчета кровли и выбора стройматериалов приступают к монтажу конструкции. Далее рассмотрим, как устанавливается стропильная система двухскатной крыши из профнастила и другого материала.