Стропильная система двухскатной крыши: основные виды стропил, нюансы конструкции, расчеты + этапы монтажа

Из чего состоит стропильная система

Стропильная конструкция — сложная система и установка стропильной системы двухскатной крыши не лёгкая задача. Стропильная система состоит не только из стропильных досок, но и из других дополнительных элементов:

• Мауэрлата. Элемента, который распределяет всю нагрузку равномерно на опоры;
• Прогона. Доски, скрепляющей ноги стропила: вверху — конек, сбоку — боковой прогон;
• Затяжки. Соединительной балки, которая препятствует расхождению стропильных ног;
• Подкосов, стоек. Брусков, которые фиксируют устойчивость стропил, упираясь в лежень;
• Обрешетки. Решетка из брусков, которая накладывается перпендикулярно стропилам. Переносит нагрузку покрывного материала на стропильный каркас;
• Конька. Соединительной балки, служащей объединением скатов кровли;
• Кобылки. При недостаточности длины стропильных ног монтируют для образования свеса;
• Свеса крыши. Выходит за пределы нижней линии ската для предотвращения попадания на стены осадков.

Стропильная система подразумевает расположенные в одной плоскости стропила, растяжки, раскосы и стойки. Они расположены таким образом, что основная нагрузка кровельной конструкции падает вертикально на внешние несущие стены. Поэтому изготовление стропил двускатной крыши очень важный процесс.

Из чего состоит стропильная система двускатной крыши

Подготовительные работы

Стропила для двухскатной крыши своими руками устанавливать следует только после того, как были проведены подготовительные работы. Они заключаются в проектировании скатной конструкции, создании сметы затрат, подборе необходимых материалов и инструментов. Однако же основной частью работ, несомненно, является грамотный расчёт всех параметров.

Расчёт нагрузок на стропила для двухскатной крыши своими руками

При выполнении расчётов важно правильно вычислить нагрузку на каркас кровли. Существует три типа нагрузок:. Постоянные

В них включён вес всех используемых материалов: утеплителя, обрешётки, изоляционных плёнок, кровельного материала, доборных элементов, системы отливов и снегозадержания, отделки, мансардных элементов и т. д. Примерные нагрузки при использовании некоторых кровельных материалов указаны в Таблице 1

Постоянные. В них включён вес всех используемых материалов: утеплителя, обрешётки, изоляционных плёнок, кровельного материала, доборных элементов, системы отливов и снегозадержания, отделки, мансардных элементов и т. д. Примерные нагрузки при использовании некоторых кровельных материалов указаны в Таблице 1.

Таблица 1. Нагрузка на стропила с зависимости от материала кровли

Расчёт типичных переменных нагрузок на кровлю в зависимости от угла наклона

Согласно СП 2.01.13330.2011 нагрузка снега определяется как полная снеговая нагрузка, умноженная на поправочный коэффициент, который определяет ветровое и аэродинамическое давления. Вес снега на 1 м2 может составлять от 80 до 320 кг.

Расчёт нагрузки снега на погонный метр балок скатов для деревянного и кирпичного дома

Расчёт нагрузок для наслонной кровли

Определение угла наклона скатов

Угол наклона кровли определяется в первую очередь кровельным материалом. Обычно он выбирается на основе следующих критериев:

• для мягкой кровли – 50-250;
• для жёсткой – 200-450.

Определение угла наклона ската крыши в зависимости от типа материала

Также стоит руководствоваться тем, что чем меньше угол наклона, тем лучше обтекаемость кровли. При больших углах обеспечивается быстрый отвод осадков со скатов, а также появляется возможность создания мансарды.

Расчёт длины и шага стропил

Устанавливая стропила для двускатной крыши своими руками, нужно соблюдать шаг их закрепления 0,6-1 м. Выбор зависит от расчётных нагрузок с учётом запаса прочности. Чем меньше шаг, тем прочнее конструкция и больше расход строительных материалов. Большой интервал 0,8-1 м допускается использовать только при укладке лёгких кровельных листов и углах наклона 150-200. Рекомендуется выбирать шаг в пределах 0,6-0,8 м.

Схема стропильной конструкции под укладку лёгких кровельных материалов

Длину балок, зная угол наклона скатов и расстояние между двумя стенами объекта, рассчитать достаточно просто по теореме Пифагора. Однако реальную длину нужно увеличить на 60-70 см, которая пойдёт на их стыковку, а также на свес скатов примерно 0,5-0,6 м.

Способы наращивания балок

Определение сечения стропильных пар

Расчёт сечения стропила для двухскатной крыши играет важную роль для выполнения монтажа кровельной конструкции своими руками, так как от этого будет напрямую зависеть надёжность и долговечность кровли

При расчётах важно учитывать следующие факторы:

• тип древесины, применяемой при строительстве стропильной системы;
• вид применяемого бруса: цельный или клеёный;
• длину и шаг скатных балок;
• общую нагрузку.

Для определения сечения балок с учётом их шага и длины необходимо использовать Таблицу 2.

Таблица 2. Зависимость сечения бруса, применяемого для скатных балок, от длины,шага установки и нагрузки

На основе расчётных данных требуется составить чертёж и провести оценку финансовых затрат путём составления сметы. После этого следует провести закупку необходимых стройматериалов.

Висячие стропильные системы

Висячая разновидность стропильных систем представляет собой треугольник. Две верхние стороны треугольника сложены парой стропилин, а основанием служит соединяющая нижние пятки затяжка.

Применение затяжки позволяет нейтрализовать действие распора, потому на стены с висячими стропильными конструкциями действует только вес обрешетки, кровли плюс в зависимости от сезона вес осадков.

Характерные черты стропильных конструкций висячего типа:

• Обязательное наличие затяжки, выполненной чаще всего из древесины, реже из металла.
• Возможность отказаться от использования мауэрлата. Раму из бруса с успехом заменит уложенная на двуслойную гидроизоляцию доска.
• Установка на стены готовых замкнутых треугольников – стропильных ферм.

К достоинствам висячей схемы относят свободное от стоек пространство под кровлей, позволяющее организовать мансарду без столбов и перегородок. Есть недостатки.

Первый из них — ограничения по крутизне скатов: угол их уклона может быть минимум 1/6 пролета треугольной фермы, настоятельно рекомендованы более крутые крыши. Второй минус заключается в необходимости доскональных расчетов для грамотного устройства карнизных узлов.

Кроме всего прочего, угол стропильной фермы устанавливать придется с ювелирной точностью, т.к. оси соединяемых компонентов висячей стропильной системы должны пересекаться в точке, проекция которой обязана попадать на центральную ось мауэрлата или заменяющей его подкладочной доски.

Затяжка – самый длинный элемент висячей стропильной конструкции. Со временем она, как свойственно всем пиломатериалам, деформируется и провисает под действием собственной массы.

Владельцев домов с пролетами 3-5 м указанное обстоятельство не слишком беспокоит, а вот хозяевам зданий с пролетами 6 и более метров стоит задуматься об установке дополнительных деталей, исключающих геометрические изменения затяжки.

Чтобы предотвратить провисание в схеме монтажа стропильной системы для большепролетной двускатной крыши имеется весьма значимый компонент. Это подвеска, называемая бабкой.

Чаще всего она представляет собой брусок, прикрепленный деревянными прибоинами к вершине стропильной фермы. Не следует путать бабку со стойками, т.к. ее нижняя часть вообще не должна соприкасаться с затяжкой. И установка стоек в качестве опор в висячих системах не применяется.

Суть заключается в том, что бабка как бы висит на коньковом узле, а уже к ней присоединяется затяжка с помощью болтов или прибитых деревянных накладок. Чтобы корректировать провисающую затяжку используются хомуты резьбового или цангового типа.

Регулировку положения затяжки можно устроить в зоне конькового узла, а бабку с ней соединить жесткой врубкой. Вместо бруска на нежилых чердаках для изготовления описанного стягивающего элемента может быть использована арматура. Бабку или подвес рекомендуется устроить еще и там, где затяжка собирается из двух брусьев, для поддержки участка соединения.

В усовершенствованной висячей системе подобного типа бабку дополняют подкосные балки. Силы напряжения в образовавшемся ромбе гасятся самопроизвольно благодаря грамотной расстановке действующих на систему векторных нагрузок.

В результате стропильная система радует стабильностью при незначительной и не слишком дорогой модернизации.

С целью увеличения полезного пространства затяжка стропильных треугольников для мансарды переносится ближе к коньку. У вполне резонного перемещения есть дополнительные плюсы: оно позволяет использовать затяжки в качестве основы для подшивки потолка.

Присоединяется к стропилам она путем врубки полусковороднем с дублированием болтом. От провисания ее оберегают посредством установки короткой бабки.

Ощутимый недостаток мансардной висячей конструкции заключается в необходимости точных расчетов. Самостоятельно рассчитать ее слишком сложно, лучше воспользоваться готовым проектом.

Установка стропил для двухскатной крыши своими руками

Когда все подготовительные работы и расчеты выполнены, и закуплены нужные материалы, начинают непосредственно монтаж стропильной системы двухскатной крыши. Он состоит из нескольких этапов.

Укладка мауэрлата на стены

Этот элемент крепится на несущей стене по всей ее протяженности. Если речь идет о бревенчатом доме, то мауэрлатом может служить верхний венец. Для зданий из газобетона или кирпича потребуется мауэрлат, равный длине стены. Иногда эту деталь можно укладывать между стропилами.

При недостатке длины материала для мауэрлата можно срастить несколько кусков. При этом края запиливают под 90º и стыкуют с помощью болтов – проволока, нагели или гвозди не годятся.

Есть два способа укладки мауэрлата поверх несущей стены:

• симметрично по центру;
• со смещением в нужную сторону.

Монтаж мауэрлата выполняется на предварительно уложенный гидроизоляционный слой из рубероида. Это защитит древесину от гниения.

Стоит ответственно отнестись к процессу крепления мауэрлата, поскольку при сильном ветре он должен выдерживать особенно большую нагрузку.

В качестве креплений для мауэрлата можно использовать такие расходники:

• Анкера, которые незаменимы для монолитных материалов.
• Деревянные нагели. Эти детали применяются в домах из бруса и бревен, хотя к ним требуются дополнительные крепления.
• Скобы.
• Арматура или специальные шпильки. Такой вариант предпочтителен для построек из пено- или газобетона.
• Вязальная или стальная проволока – это вспомогательный крепежный элемент, применяемый практически всегда.

Сборка ферм или стропильных пар

Сборка ферм может быть выполнена одним из методов:

• Брусья для стропил собираются и крепятся прямо на крыше здания. Этот процесс довольно трудоемок, поскольку все замеры, подрезку и сцепку брусьев придется делать на высоте. Однако можно обойтись своими силами, без привлечения техники.
• Фермы или стропильные пары можно закрепить на земле, а потом готовые элементы поднять на крышу здания. С одной стороны – это упрощает процесс установки стропил, а с другой – из-за большого веса конструкции ее подъем наверх потребует наличия специального оборудования.

Обратите внимание, что начинать сборку стропильных пар стоит только после нанесения разметки. А если заранее изготовить шаблон, для которого взять две доски, равные длине стропил, и соединить их между собой, то тогда все пары получатся абсолютно одинаковыми.

Монтаж стропил

После сборки и подъема на высоту выполняется установка стропил двухскатной крыши деревянного дома. Чтобы зафиксировать их на мауэрлате, в нижней части стропил делают запилы. Первыми устанавливают две фермы с противоположных концов крыши.

После этого между стартовыми парами натягивают веревку, по которой будут выравнивать все остальные стропильные фермы и устанавливать конек.

Теперь можно монтировать оставшиеся пары с соблюдением расчетного шага между ними. В тех случаях, когда сборку пар производят непосредственно на крыше, между двумя торцевыми фермами крепят коньковый прогон. На него впоследствии и производят установку стропил.

Порядок установки половинок стропил согласно мнениям профессионалов может отличаться. Некоторые предпочитают укладывать брусья в шахматном порядке, чтобы не перегружать фундамент и стены в процессе работы. Другие склоняются к последовательной установке пар стропил. Как бы то ни было, стропильные ноги могут нуждаться в подпорках и стойках – все зависит от размеров крыши и формы ферм.

Крепление конька

Конек – это элемент, который образовывается посредством крепления стропил в верхней точке. Как только все детали стропильной системы для двухскатной кровли будут установлены, следует выполнить капитальное закрепление всех элементов конструкции.

Установка обрешетки

Наличие обрешетки является обязательным при строительстве любой крыши. Она не только поддерживает кровельный материал и позволяет его надежно закрепить, но и дает возможность перемещаться по крыше в процессе работы.

Расстояние между отдельными досками выбирают, исходя из типа кровельного материала:

• мягкая кровля укладывается на сплошную обрешетку без зазоров;
• для металлочерепицы нужна обрешетка с шагом в 35 см (между двумя нижними рядами – 30 см);
• шифер и профнастил можно укладывать на обрешетку с шагом в 44 см.

Итоги

Таким образом, чтобы собрать стропильную систему для крыши с двумя скатами, следует учесть много нюансов и предусмотреть любые возможные осложнения. Надеемся, что наши советы помогут вам справиться с этой нелегкой задачей и создать качественную и долговечную крышу для вашего дома.

Что такое стропильная система?

Стропильная система для каркасного дома включает в себя кровельную конструкцию, имеющую различные параметры и особенности установки. Основа любой кровли – это стропильные ноги. Именно они формируют скат крыши. Нужны в этой системе и вертикальные опоры. Эти детали и элементы передают часть нагрузки на стены и колонны.

Также необходимы будут подкосы и наклонные детали. В стропильной системе затяжка используется только для уменьшения усилия при распоре. Данная деталь соединяет стропильные ноги между собой. Форму лучше выбирать треугольную, так как она будет отличаться высокой прочностью.

Типы стропильных систем

Самым используемым и до сих пор очень популярным является двускатная крыша. Это самая простая форма с точки зрения строительства.

Еще одним преимуществом двускатных крыш является возможность большого чердака, который может быть освещен фасадными окнами в фронтонах в сочетании с мансардными окнами, что невозможно, например, с шатровыми или шатровыми крышами. Двускатная крыша также обеспечивает самое большое пространство из всех упомянутых на чердаке.

Устройство несущих конструкций двускатной крыши зависит в основном от:

1. Форма крыши: классическая треугольная, вальм, полушатер, мансарда и т. д.
2. Уклон крыши.
3. Расположение несущих стен внутри планировки.

Со статической точки зрения элементы фермы характеризуются наклонными элементами (стропилами), испытывающими давление и изгиб. При больших уклонах стропил (например, 50° ÷ 60°) нагрузка от кровельной обшивки передается в основном давлением. При меньших наклонах (например, около 30°) изгибающая нагрузка преобладает.

Конструкции стропильной системы различаются в основном по дизайну или инженерному решению и по материалам.

По дизайну:

По материалам:

• Деревянная;
• Стальная;
• Железобетонная.

Монтаж верхних концов стропил

Выбирая, как установить стропила, важно оценить сложность работ и вес стропильных конструкций. Если ферма в собранном виде имеет относительно небольшой вес, либо есть возможность использовать подъемное оборудование, то конструкции проще собирать на земле, а затем поднимать и монтировать на крыше

Если элементы системы имеют большой вес и поднимать их приходится вручную, то сборка ферм выполняется на крыше. О технологии монтажа стропильных ферм рассказывается в видео инструкции.

Соединение верхних концов стропилин может выполняться разными способами. В первую очередь, это крепление встык. На встречных стропильных ногах выполняются зарезы под нужным углом. Затем стропилины состыковывают полученными торцами и крепятся на два гвоздя. Соединение дополнительно усиливается деревянной или металлической накладкой.

Крепление стропильных ног внахлест выполняется с использованием болтов или шпилек с широкими шайбами и гайками. В этом случае стропила соприкасаются плоскостями.

Если стропильная система монтируется на деревянном доме с фронтонами, выполненными из бруса или бревна, ставить стропила на стены требуется с использованием скользящего крепежа, чтобы избежать деформации крыши при усадке сооружения. Соответственно, в коньковой части стропилины должны быть соединены особым образом: стропильные ноги должны располагаться с зазором, и скрепляются они при помощи специального подвижного соединительного элемента из металла.

При наличии конькового бруса монтаж на земле стропильных ферм не требуется – стропильные ноги устанавливаются по одной, и крепятся к коньковому прогону.

Пошаговая инструкция по монтажным работам

Сразу следует оговориться, что возможные ошибки при сооружении кровли своими руками исправить будет сложно

Поэтому важно четко продумать последовательность действий и проверять качество исполнения каждого узла.. Изначально нужно выполнить следующее:

Изначально нужно выполнить следующее:

Сделать армопояс, который увеличивает жесткость и прочность здания. Сооружается он по периметру строения и особенно актуален для домов из легких бетонов и поризованных блоков. При его устройстве нужно предусмотреть установку шпилек для последующего крепления мауэрлата.

Фото 9. Готовая опалубка под заливку армопояса с армирующим каркасом и шпильками для монтажа мауэрлата

Определить длину стропил. Для этого следует подготовить 2 длинные доски (стандартная длина 6 м) и временно закрепить их к вертикальным опорам на двух противоположных стенах. Затем путем их подъема и опускания можно найти подходящее положение и высоту будущей стропильной конструкции. Лучше всего если длина стропил будет до 6 м, поскольку более длинных пиломатериалов в свободной продаже нет – их придется наращивать самостоятельно.

Технология устройства стропильной системы кровли предполагает необходимость неукоснительного соблюдения последовательности действий и всех рекомендаций. Это обеспечит надежность и долговечность не только самой крыши, но и здания в целом.

Установка мауэрлата

Мауэрлат представляет собой деревянный брус, который выступает в качестве крайней нижней опоры для стропил и укладывается сверху по периметру наружных стен. Основная его функция – распределение сосредоточенных нагрузок от точек опирания стропильных ног по все площади верхней части стеновой конструкции. Также он служит для привязки крыши к несущим стенам здания.

Фото 10. Мауэрлат, установленный на газобетонной стене поверх армопояса и закрепленный шпильками

При устройстве покрытия кровли учитывайте, что в деревянных и каркасных домах установка мауэрлата не требуется. В брусовых и бревенчатых зданиях в качестве этого элемента выступает верхний венец. Однако и техника крепления в этом случае более сложная – применяются специальные скользящие опоры. Это необходимо для обеспечения возможности небольшого смещения стропильной системы без деформации и разрушения при усадке стеновых конструкций.

Рисунок 11. Крепление стропил с помощью скользящего крепежа

В каркасных строениях мауэрлатом служит верхняя обвязка, которая фиксируется к вертикальным опорам каркаса с запилом специальными перфорированными углами, скобами или гвоздями.

Рисунок 12. Варианты крепления стропил к верхней обвязке в каркасном строении

Монтаж мауэрлата на кирпичные стены может выполняться с помощью шпилек, анкерных болтов и скоб. При использовании скоб один их край крепится к мауэрлату, а второй к деревянному бруску, который закладывается с внутренней стороны стены в кладку на высоте 3-4 рядов от верхней обвязки.

Фото 13. Крепление мауэрлата к стенам с помощью скоб

При креплении мауэрлата шпильками и анкерами используется крепеж диаметром не менее 10 мм.

Фото 14. Схема крепления мауэрлата с помощью шпилек

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.

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;
• прогоны;
• 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.

Установка стропил происходит в следующем порядке:

1. Вначале делается шаблон, по которому будут собираться стропильные фермы. Для этого берутся две доски (длина доски равна длине стропильной ноги) и соединяются с одного края между собой одним гвоздем.
2. Получившаяся конструкция (ножницы), свободными краями досок кладется на опоры, в места, где будут опираться стропильные ноги. Полученный, финальный угол – угол наклона ската крыши, необходимо зафиксировать с помощью нескольких гвоздей, а для лучшей фиксации угла, закрепить между досками поперечную перекладину.
3. Далее делается еще один шаблон, с помощью которого, будут выполняться монтажные запилы на стропилах. Проще всего его изготовить из фанеры.
4. На стропилах вырезают монтажные запилы при помощи шаблона и соединяют между собой под углом наклона ската. Получившийся треугольник называют стропильной фермой, который поднимают на крышу с помощью вспомогательных конструкций (лестница, лаги и т.п.) и крепят к мауэрлату.
5. В самом начале устанавливают две крайние фронтонные фермы. Для их правильной горизонтальной и вертикальной установки используют временные подкосы, которые к ним крепят.
6. Между крайними вершинами ферм протягивают шнур, который служит для обозначения будущего конька, а также для уровня остальных промежуточных стропил.
7. Далее поднимаются и устанавливаются остальные стропильные фермы на ранее подсчитанном расстоянии (не менее 0.6 м) друг от друга.
8. Громоздкие конструкции, в зависимости от необходимости, укрепляются ригелями, подпорами, подкосами и т.п.
9. Коньковый брус (прогон) устанавливают на специальных опорах. Дальше к нему крепятся промежуточные, диагональные и короткие стропила.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: монтаж с висячими стропилами

Стропильная система, оснащенная висячими стропилами, представляет собой треугольную конструкцию, где стороны — стропила, а основание — затяжка, соединенная с нижними пятками стропилин.

Монтаж стропильного каркаса висячего типа может обойтись без установки мауэрлата: доска, которую закрепили на двухслойную гидроизоляцию может его заменить.

Если конструкция имеет большой пролет, то к ней крепят подкосы, бабки, ригели.

Стойки в висячей системе не предусмотрены.

Затяжки

Затяжка является самой длинной балкой каркаса кровли. Чтобы предотвратить ее провис, необходимо крепить бабки — доски, которые крепят к вершине конструкции с одной стороны, а к затяжке — с другой. Крепят болтами или накладками из дерева. С помощью резьбовых хомутов можно регулировать провисающую затяжку.

Устройство стропильной системы

Подкосные балки

Стропила

Стропила висячей конструкции монтируются подобно наслонной. При установке мансард затяжку устанавливают ближе к коньку, обеспечивая большее пространство под потолок. Затяжка в таком случае крепится путем врубки с болтовым закреплением.

ВНИМАНИЕ!
При монтаже висячей системы обязательным условием монтажа является точность расчетов и прочность стропил и затяжки.

Наличие погрешностей приводит к смещению осей элементов системы, что обеспечивает перекос конструкции.

Как установить стропила для двускатной крыши вам подскажет это фото:

Установка стропил

Висячие стропила