Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство

Важно определить шаг стропил под металлочерепицу, расчет этого параметра довольно сложен. Именно от этого параметра зависит прочность кровли. Этому следует уделить особое внимания потому, что от прочности крепления металлочерепицы к стропилам определяется долговечность всей крыши и, соответственно, здания.

Устройство и особенности конструкции

Строительство крыши дома своими руками – процесс несложный, необходимо только соблюдать определенные этапы, выполняя ее монтаж. Во-первых, должен быть соблюден процесс установки несущих конструкций. Затем необходимо правильно рассчитать монтаж обрешетки. Последний этап – выбор и устройство кровельного материала. Очень популярна двускатная кровля, в которой проектируется мансардная зона на чердачном этаже. Это позволяет получить еще одну жилую комнату в доме. Если необходимо больше жилого пространства, то для этого подойдет ломаная двухскатная кровля.

Технология конструкции крыши дома проста, она состоит из двух скатов, которые располагаются под определенным углом друг к другу и имеют одну линию соприкосновения. Другими краями они опираются на несущие стены здания. Угол и уклон двускатной крыши, ширина и длина скатов, длина свесов кровли могут иметь любые размеры, которые зависят от проекта дома. Если сделать достаточный угол наклона, то мансардная зона будет иметь нормальную высоту и в ней можно будет установить оконные рамы. Окна придают благородный вид снаружи, а изнутри – уютный и домашний вид комнаты.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

  • Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
  • Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
  • Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
  • Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
  • Лежни  — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
  • Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
  • Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов  в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

Составные части крыши

Двускатная крыша — самая распространенная конструкция в частном строительстве. Представляет собой две плоскости, наклоненные в противоположные стороны под углом к горизонту 20-42°, соединенные в вершине — такой форме снег, дождь и талая вода стекают с поверхности крыши, не задерживаясь. При увеличении угла наклона возрастает парусность конструкции, что при сильных порывах ветра может привести к отрыву.

Несущий каркас крыши состоит из стропильной системы, которая включает элементы:

  • Мауэрлат — опорная балка, расположенная по периметру дома в верхней части стен. Нагрузка от вышележащей конструкции, снега и ветра передается коробке через нее.
  • Крепление мауэрлата

    Мауэрлат

  • Стропильные ноги или стропила — наклонные элементы, которые монтируют с шагом 80-200 см и соединяют горизонтальными прогонами. Передают усилия от кровли на мауэрлат. По виду опирания их разделяют на наслонные или висячие.
  • Крепление стропильной ноги к мауэрлету.

  • Конек — горизонтальный брус для крепления стропил, верхняя точка крыши.
  • Стойки, подкосы, распорки, ригели — горизонтальные, вертикальные и диагональные элементы для придания жесткости каркасу.
  • Лежень — горизонтальный брус для опирания стоек, уложенный на внутреннюю несущую стену.
  • Обрешетка, настил — основание для слоев кровельного пирога, добавляет стропильной системе устойчивость.
  • Кобылка — элемент, удлиняющий стропила. Применяют при недостаточной их длине для формирования свесов.
  • Затяжка — потолочная балка, элемент перекрытия этажа или усиливающая стропильную систему горизонтальная связь.

По обрешетке монтируют слои гидро-, шумо- и пароизоляции, утеплитель, если чердак жилой, и кровельные материалы.

Читайте также:  Вентиляция при реконструкции и техническом перевооружении зданий

Стропильная система двускатной крыши в частном строительстве обычно изготавливается из дерева. Материал доступен, прост в обработке, позволяет возводить легкие пространственные конструкции, не перегружающие стены и фундамент.

Схемы стропильной системы двухскатной крыши.

Иногда для сооружения каркаса применяют металлический прокат — швеллеры, трубы, двутавры, уголки. Такой способ в индивидуальном строительстве используется значительно реже. Конструкции из стали дороже, сборка требует профессиональной квалификации и оборудования.

Сечения стандартных несущих элементов составляют:

  • мауэрлат (лежень) — брус толщиной от 100, высотой от 150 мм, бревно диаметром 170-190 мм;
  • стропила — брус 50х150, 100х150 мм, стесанные на один кант бревна, доски, уложенные на ребро;
  • стойки — 100х100 мм;
  • доски обрешетки — толщина 25 мм.

При больших пролетах домов и высоких нагрузках размеры сечений несущих элементов определяют расчетом на соответствующей подготовке антисептиками древесина устойчива к гниению. Специальные составы — антипирены — защищают материал от возгорания.

Помимо несущего каркаса и покрытия крыша содержит элементы:

  • свесы — выступающие за пределы наружных стен продолжения скатов, оберегают ограждающие конструкции от стекающей воды;
  • ендовы, разжелобки — элементы для обустройства стыков при пересечении плоскостей кровли, необходимый узел в кровлях, состоящих из нескольких двускатных форм.

С боков крышу ограничивают фронтоны — части стен треугольной формы. Чердак может выполнять функции мансарды и использоваться как жилое помещение для постоянного или временного проживания.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция стропильных систем, в основном, может классифицироваться, как минимум, по двум признакам. Первая классификация, подразумевает вариант, опирания несущих элементов кровли. Двускатная стропильная система крыши, капитального строения, в данном случае, включает следующие виды:

  • С висячими стропилами;
  • с наслонными стропилами.

Варианты двускатных крыш с висячими и наслонными стропилами

Классификация стропильных систем по способу опирания

Устройство кровельной конструкции, с использованием наслонных стропил, предполагает опирание их, в двух точках. Данное кровельное сооружение, в этом случае, позволяет полностью избежать, возникновения серьезного распора. Для того, чтобы провести монтаж и качественно обустроить, таким образом, стропильную систему двухскатной крыши самостоятельно, нужны, в основном, следующие конструктивные элементы:

  • Стропильные ноги;
  • мауэрлат;
  • ригель;
  • при большом пролете несущих балок, промежуточные стойки и подкосы;
  • обрешетка и контробрешетка;
  • упорные бруски накладки.

В верхней точке, устройство предполагает опирание на ригель. В нижней точке, установка предусматривает опору – мауэрлат. Качественно собрать, данную конструкцию, самостоятельно, можно только в двух случаях:

Варианты сборки наслонной системы двускатной кровли

  1. В первом случае, наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами, не слишком большое. То-беж, подобное будет кстати, для небольшой постройки, где длина строения, позволяет выполнить устройство деревянного ригеля, в 6 метров. Если пролеты больше, то в качестве ригеля, можно устанавливать металлические балки. Или-же, деревянные брусья, с использованием промежуточных стоек. Их нужно располагать, в среднем, каждые 2 метра.
  2. Второй случай, когда доступен монтаж наслонной системы, двускатной кровли – это наличие, в середине, капитального строения, несущей стены. Устройство, подобного варианта, предусматривает передачу некоторой нагрузки, на внутреннюю стену. Такое обустройство, стропильной системы, подойдет для зданий, с достаточно большой шириной, где есть стеновое ограждение, посередине.
Классификация стропильных систем по способу опирания

Висячие стропила

Второй, более сложный и трудоемкий, вариант – висячие стропила. Они на много сложны в расчете, но позволяют обустройство, подкровельного пространства, в доме со свободной планировкой. Подобная конструкция, предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части, кровельного сооружения. Система, предполагает опирание стропил, только в нижней точке. В верхней части, несущие балки надежно фиксируются промеж собой. Установка, подобной кровли, напоминает ферму. Конструкция стропил, работает на распор. Поэтому, очень важно, предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку, на несущие стены здания. Выполнить это, можно следующим образом:

  1. Обустройство монолитного пояса по обрезу стен;
  2. Надежно закрепить мауэрлат, двускатной кровли, к стенам дома;
  3. Для снижения распорного напряжения, устанавливается схватка.

Монтаж висячей стропильной системы двускатной кровли

Схватка (стяжка), является одним из значимых элементов, подобной двускатной кровли. Она значительно снижает напряжение и предотвращает, под действием распора, разращение стен. Располагают схватки, в основном, следующим образом: в уровне перекрытия или потолка мансарды.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Стоит заметить, что второй вариант, является менее надежным. Связано это тем, что если монтаж элемента выполнен на большую высоту, то стропила сильнее оказывают воздействие на разращение стен. Если схватка слишком длинная, тогда требуется ее, должным образом, усилить. Для этого, устанавливается – подвесок, соединяющий конек, с серединой затяжки. Тем самым, предотвращая ее провисание.

Только, стропильная система двухскатной крыши, с висячими стропилами, позволяет выполнить монтаж, после предварительной сборки ферм на земле.

Такой вариант сборки и монтажа, подойдет, если есть в наличии подъемная техника. Поскольку, готовая конструкция двускатной стропильной системы, слишком габаритная и тяжелая, чтобы совершить ее подъем самостоятельно.

Какие бывают стропильные системы крыши двускатного типа?

Всего существует две базовые разновидности для установки стропил двускатной крыши. Но в идеале крыша должна содержать элементы каждой из систем

  • Висячая система монтируется в том случае, если внешние стены здания расположены на расстоянии, не превышающем 10 метров, а также отсутствуют какие-либо стены, разделяющие здание. Данная система создает распирающее усилие, передающееся на стены. Для снижения этого фактора может использоваться затяжка, размещенная у основания стропильных ног. Для ее изготовления может использоваться не только дерево, но и металл. При таком расположении элементов образуется жесткая треугольная конструкция, которая способна выдержать нагрузки, возникающие с разных направлений. В качестве затяжек могут использоваться балки для перекрытия, а для того чтобы висячая система была более прочной, их можно располагать немного выше регламентированных правил.
  • Наслонная система устанавливается в случае расположения наружных стен здания на расстояние, превышающее 10 метров, и имеются внутренние несущие стены. Данная система оснащается опорной балкой, которая крепится посередине. Именно эта балка передает часть веса кровли на столбчатую опору или промежуточную стену. Если же в помещении используются не стены, а колонны, то можно чередовать висячую и наслонную системы.

Конструктивные элементы двухскатных крыш

В общем-то, все эти элементы двускатных крыш представляют собой доски, бруски и балки различной длины, формы и сечения. Рассмотрим их все по порядку.

Мауэрлат

Это хвойный брус квадратного сечения, размер которого обычно составляет 10 или 15 сантиметров. Его кладут вдоль каждой из несущих стен, прикрепляя к ним стержнями на резьбе или анкерами. Предназначение данного элемента – равномерная передача нагрузки от ног стропил к несущим стенам.

Стропильная нога

Это брус, в разрезе имеющий размеры 15 сантиметров на 5 (или 10) сантиметров. Именно из таких элементов собирается наш треугольный контур кровли, который несет всю тяжесть ветра, града, снега и прочих превратностей погоды. Чтобы достойно выдерживать эти нагрузки, стропильные ноги располагают с шагом от 0,6 до 1,2 метра. Чем более увесистой предполагается кровля, тем меньше данное расстояние. Кроме этого, шаг стропил, в некоторых случаях, будет зависеть от конструктивных особенностей используемого кровельного покрытия.

Лежень

Квадратный брус для этого элемента имеет такое же сечение, как и для мауэрлата – 10/10 или 15/15 сантиметров. Его горизонтально кладут на внутреннюю несущую стену, дабы равномерно распределить нагрузку от кровельных стоек.

Затяжка

Данный элемент применяется для висячих стропильной системы. Он завершает треугольник стропильных ног, не позволяя ему расползаться.

Стойки

Брус для них берется квадратный, такой же, как для предыдущего элемента. Стойки размещаются вертикально, беря на себя нагрузку от конька и передавая ее несущей стене внутри дома.

Подкосы

Эти элементы выполняют роль передаточного звена между ногами стропил и несущими элементами. Соединив затяжку и подкосы, получают ферму – весьма крепкий элемент. Даже при наличии большого пролета ферма стойко вынесет все нагрузки.

Обрешетка

Перпендикулярно ногам стропил кладут бруски (или доски) обрешетки. Передавая всю тяжесть кровли стропильным ногам, данный элемент конструкции дополнительно их скрепляет. Предпочтительнее для обустройства обрешетки брать обрезные бруски или доски. Но за неимением лучшего сгодится и доска необрезная – но со снятой корой. Ну, а в случае мягкого кровельного покрытия (к примеру, черепица на битумной основе) обрешетку делают сплошной. Для этого берут влагостойкие фанерные листы.

Конек крыши

Конек это верхнее место крыши соединяющее два ската крыши. Образуется он путем соединения стропильных ног в верхней части крыши. Он расположен горизонтально.

Свес крыши

Данный элемент, выступающий от стен на расстояние примерно 40 сантиметров, не дает дождевым потокам намочить эти стены.

Кобылки

И вновь «лошадиное» название. Эти элементы конструкции стропильной системы двухскатной крыши нужны для организации свеса крыши. Необходимость в них появляется лишь тогда, когда стропильные ноги слишком короткие, и для свеса их не хватает. Тогда эти ноги удлиняют кобылками, которые представляют собой доски несколько меньшего сечения.

Чем укрепить стропильную систему

Первым и наиболее важным элементом крепления стропильной системы является затяжка стропил. Ее применяют в случаях, когда при строительстве применяются висячие стропила. В качестве элементов для затяжки применяют брус или бревна, которые крепят к основаниям ног. Такая технология снижает силы, которые распирают ноги в горизонтальной плоскости.

На некоторой высоте от основания ног следует сделать вторую затяжку. Она делается более массивной, поскольку призвана предотвращать изгиб ног у основания. Это существенно повышает прочность и долговечность кровли. Еще одним способом укрепить стропильную систему является монтаж кобылки. Фактически это доски, которые прибиваются к ногам (у основания) стропил для его продолжения. Сечение досок должно быть в 2 раза меньше, чем сечение бруса ног, однако на каждую ногу следует набить 2 доски. Длина одной кобылки должна быть около 1,1 метра. При этом 50% от длины крепится к ноге, а оставшаяся половина свешивается с нее.

Чтобы укрепить конструкцию крыши, мастера-кровельщики рекомендуют воспользоваться специальными уголками. Они позволяют тщательно зафиксировать все элементы конструкции, повышая при этом надежность крепления. Этим обеспечивается высокая несущая способность стропил. В качестве элементов крепления следует использовать длинные саморезы.

Висячие и наслонные стропила

Виды стропил

Конечно, такое сооружение, как стропильная система двухскатной крыши своими руками, в умах многих представляется как нечто очень сложное и трудоемкое. Но если внимательно отнестись к возведению подобной конструкции и заблаговременно изучить необходимый материал – вопрос останется только в «количестве рук», которое вам понадобится для процесса стройки.

Начнем с такого составляющего крыши, как висячие стропила. Эти брусья имеют только две точки опоры – стены, поэтому основными нагрузками, действующими на них, являются изгиб и сжатие. Вес кровли, а также действие снега и ветра, через висячие стропила передается стенам, чтобы это давление компенсировалось, стропила соединяют затяжкой из металла или дерева. Располагать ее можно на любой высоте, но чем она выше, тем крепче и прочнее она должна быть.

Наслонные стропила представляют собой брусья, у которых имеется промежуточная подпорка, опирающаяся на внутреннюю стену дома. Основное воздействие на такую конструкцию – изгиб. Несущая конструкция кровли выполняется только из наслонных опор, когда расстояние между ними не больше 6,5 м.

Одна и та же кровля может состоять из наслонных и висячих стропил одновременно: где есть промежуточная опора – возводятся наслонные стропила, а где нет – висячие.

Особенности конструкции

Двускатная кровля имеет две наклонные стороны. Такой вариант крыши является достаточно простым, но существуют определенные требования к монтажу, обустройству и используемым материалам. Обусловлено это тем, что крыша является важным элементом, который обеспечивает защиту несущих элементов здания от различных воздействий

Именно поэтому важное значение имеет тщательное проектирование и правильное обустройство конструкции

Данный вид крыши отличается простотой, но при этом выглядит достаточно красиво, подчеркивая комфорт жилого дома. При этом эксплуатация такой кровли и уход за ней не требуют особенных действий. Например, в таком случае исключены большие скопления снега в зимнее время года, атмосферные осадки легко сходят по специальным желобам. Данный вид кровли позволяет использовать различную конфигурацию фронтонов, свеса карниза.

Правильная двускатная стропильная система является важным моментом при создании двускатной крыши

Также важное значение имеет материал покрытия. Для этой цели чаще всего используется профнастил, который обладает массой преимуществ и высокими характеристиками

Существует множество марок профилированного листа, но для покрытия кровли необходимо тщательно выбирать материал. Основными видами профнастила являются следующие:

  • Стеновой;
  • Несущий;
  • Кровельный.

Стеновой вариант имеет полимерное цветное покрытие и предназначен для отделки стен, сооружения заборов и перегородок и других подобных целей. Несущий является очень прочным, ведь его назначение заключается в устройстве опалубки при строительстве различных объектов.

Оптимальным вариантом для двускатной кровли является профнастил кровельного типа. Такой материал обладает всеми необходимыми характеристиками, которые позволяют создать надежную защиту крыши от внешних факторов. В данном случае можно выбрать оцинкованные элементы или профнастил с полимерным покрытием. Первый вариант имеет серый цвет, достаточные технические характеристики и доступную стоимость. Профлисты с полимерным покрытием отличаются тем, что представлены в обширной цветовой гамме. Такая особенность позволяет создать не только качественное, но и красивое покрытие для двускатной крыши своими руками.

Кровельный материал обладает высокими характеристиками. Для покрытия двускатной кровли можно легко выбрать любой цвет, а толщина металла должна быть не менее 0,7 мм

При этом важное значение имеет и высота профиля, которая может быть от 3,5 до 7 см. Больший параметр волны профнастила не позволяет создать эффективную и качественную конструкцию

Надежный металлический профнастил для крыши дома является оптимальным вариантом, а монтаж системы стропил, профлистов и других элементов легко осуществить своими руками, используя простые инструменты и соблюдая технологию.

Устройство стропильной системы

Наиболее простой вариант фермы на основе висячих стропил представляет собой треугольник, состоящий из двух стропильных ног, которые упираются вверху друг в друга и дополнены затяжкой. Такой тип конструкции является распорной системой без передачи напряжения на стены. Основной распор нейтрализуется посредством затяжки.

Таким образом распор остаётся в системе и не имеет внешних проявлений, что позволяет упростить устройство стропильной системы и узлов опоры на стены. Висячие стропила не нуждается в обязательном обустройстве мауэрлата, а на слой гидроизоляции можно подложить только деревянную доску, требующуюся для горизонтального выравнивания ферм и увеличения площади узловой опоры.