Особенности стропильной системы двухскатной крыши

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

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.

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.

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

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.

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.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

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.

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.

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.

Этих систем всего две: висячего типа и наслонного типа. Первые используют в том случае, когда наружные стены дома отстоят друг от друга на 10 метров или меньше. Есть и еще одно условие – между этими самыми стенами не должно быть стены несущего типа, делящей дом надвое. В противном случае надо использовать наслонные стропила.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Для данной схемы стропильной системы двухскатной крыши характерно то, что стропила опираются на боковые стены. Плохо то, что при этом образуется распирающая нагрузка, способная со временем повредить стены. Чтобы такого не произошло, ноги стропил соединяют затяжкой. В результате образуется жесткий треугольник, не подверженный деформации при нагрузках. Часто вместо затяжек используют балки перекрытия, это особенно актуально когда необходимо обустроить мансардное помещение под крышей.

Плюс данной системы в том, что вовсе не обязательно крепить мауэрлат. Кроме того, достаточно просто монтируются те части конструкции, где ноги стропил опираются на стены. Доска, проложенная через изоляционный слой, поможет сделать ферму ровной и устойчивой, обеспечив большую площадь опоры. Далее рассмотрим основные разновидности висячих стропил. Все они являются трехшарнирными.

#1. Простая треугольная трехшарнирная арка.

Это самое несложное сооружение, представляющее собой замкнутый треугольник, две верхних стороны которого подвергаются нагрузке на изгиб. Затяжка в такой конструкции не работает только на растяжение и не является несущей конструкцией, поэтому ее можно заменить на тяж из стали.

При этом имеется несколько решений организации конструкции карнизного узла. Это ортогональные лобовые врубки, а также применение дощатых или пластинчатых креплений.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

#2. Треугольная трехшарнирная арка, усиленная бабкой или подвеской.

Данный вариант применяли только раньше, строя большие промышленные или сельскохозяйственные помещения с пролетом более 6 метров. Для частных домов эта схема не годится. Принцип ее в том, что вес затяжки (составленной из отдельных коротких элементов) берет на себя конек. Эти элементы соединены между собой и с хомутом подвески с помощью прируба (косого или прямого).

#3. Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой.

Если вы хотите оборудовать под крышей мансардное помещение, то эта схема отлично подойдет. Здесь растяжку мы ставим не внизу, стягивая ноги стропил, а наверху. Поднимая ее выше, мы увеличиваем нагрузку на растяжение. Ну, а стропила держатся на балках мауэрлата по принципу ползуна. Нагрузка получается равномерной, а система – устойчивой. Для этого края стропил должны выступать за границы внешних стен дома.

Чтобы затяжка не провисала, часто ее уравновешивают подвеской. Особенно это важно, если планируется сделать подвесной потолок или проложить слои изоляции. При короткой затяжке подвеску крепят к ригелю и коньку, прибивая две доски, при длинной – делают несколько подвесок. При больших нагрузках для крепления применяют хомуты. Ими же соединяют при необходимости две части составной затяжки.

#4. Трехшарнирная треугольная арка с ригелем.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Такую систему монтируют в том случае, если распорные нагрузки велики. Внизу крепится затяжка, а в верхней части – ригель. Благодаря такой конструкции мауэрлат к стене приделывать нет необходимости. В общем-то, ригель – это и есть затяжка, только испытывающая нагрузку не на растяжение, а на сжатие. Ригель не должен иметь шарнирного крепления к ногам стропил, а то конструкция будет шататься. Если всё сделать как надо, то стропила превратятся в неразрезные балки, имеющие три опоры и два пролета.

#5. Трехшарнирная треугольная арка с бабкой, дополненная подкосами.

По поводу системы с бабкой рассказывалось чуть выше. Если в такой конструкции ноги стропил достаточно длинные, приходится их подпирать. Для этого и служат подкосы, уменьшающие прогибающую стропила нагрузку. Несущей стены у висячей системы нет, так что упереть подкосы необходимо в бабку. Стабильная жесткая система принимает основную нагрузку на верхнюю свою часть, не доводя ее до низа стропил.

У этой системы ровно посередине ставится вертикальная балка. Вес всей кровли через данную балку проходит от конька к несущей стене. Стена эта находится на равном расстоянии от краев здания. Как уже упоминалось, потребность в таком разделении здания появляется при расстоянии между его внешними стенами более 10 метров.

#1. Безраспорные наслонные стропила.

В этой конструкции ноги стропил подвергаются только изгибу, не давя на стены и не распирая их. Есть три варианта монтажа таких стропил, которые решают вопрос нагрузок на стены здания.

В первом варианте опорой для стропила либо является мауэрлат, либо его подшивают специальным бруском (опорным). Для крепления используется врубка зубом. Страхуется конструкция хомутами или проволокой, что является гарантом надежности конструкции. Верхнюю часть ног стропил кладут на прогон конька. Крепление по принципу скользящих опор. Обязательно нужно закрепить пробоины в верхней части стропил.

Это наиболее популярная конструкция. В ней низы стропильных ног приделываются к мауэрлату подвижным соединением по типу ползуна. Возможно и крепление с помощью штучного бруска. Чтобы нога держалась крепко, вбиваем сверху гвоздь. Либо можно прикрепить гибкую пластинку из стали. Вверху стропила, лежащие на прогоне конька, крепят либо пробоинами попарно, либо к прогону (каждое из стропил).

Особенность последнего варианта в том, что ноги стропил и прогон конька жестко соединяют в одно целое. Для этого параллельно брусу конька с обеих сторон набивают дощечки или бруски. При этом балка испытывает сильную нагрузку на изгиб, зато ноги стропил прогибаются гораздо меньше. Данный вариант сложнее в исполнении, чем второй, поэтому используется несколько реже.

#2. Распорные наслонные стропила.

В данном случае устройство стропильной системы двускатной крыши почти аналогично предыдущим трем вариантам. Существует один нюанс: нужно заменить крепление ног стропил с подвижного (по типу ползуна) на жесткое, неподвижное. И тогда стропила начнут передавать распирающую нагрузку несущим стенам дома.

Для распорной системы мауэрлат должен быть очень крепко приделан к стене дома. Да и сами стены обязаны быть толстыми и прочными. Можно применять по периметру пояс из железобетона.

#3. Стропила, имеющие подкосы.

Подкос, который, по сути, является третьей ногой стропил, называют еще подстропильной ногой. Эта третья нога, работающая на сжатие, ставится под углом 45 градусов. Таким способом получается перекрывать даже пролеты с длиной до 14 метров, причем балками с не очень большим сечением. Ведь здесь чудесным образом балка с одним пролетом превращается в неразрезную балку с двумя пролетами.

Стропильные фермы – основа основ

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Чердак двухскатной крыши имеет самую простую висячую систему.

Для чердачного перекрытия целесообразно изготовить готовые фермы на земле, а затем их поднять на крышу, предварительно установив мауэрлат.

Фермы состоят из стропильных ног, прочно закрепленных затяжкой у нижнего основания. Можно дополнительно использовать подкосы или бабки.

Большое значение имеет закрепление затяжек на стропилах. Рекомендуется устанавливать затяжки так, чтобы их брусья располагались за линией стены на полметра, тогда отпадет необходимость дополнительно устанавливать свес.

Как изготовить стропила самостоятельно вы можете прочитать здесь.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Фермы закрепляют с помощью верхних и нижних прогонов.

Стропильная система для чердачного помещения

Основу любой кровли, двускатная не исключение, составляет стропильная система. Двускатное её исполнение может быть висячим или наслонным.

Висячие стропила обладают двумя опорными точками, роль которых играют стены строения. Каждая нога при этом испытывает преимущественно только нагрузки по сжатию и изгибу. Передача нагрузки при таком варианте осуществляется от стропил в горизонтальном направлении к точкам опоры в качестве разводящего усилия.

Если же имеет место устройство стропильной системы двухскатной крыши со стропилами наслонного типа, то в такой ситуации добавляется ещё одна точка опоры – их внутренняя подпорка опирается на ненесущую стену строения. Главная нагрузка такой системы приходится на изгиб. Если промежуток между внутренними опорами не превышает 6,5 м возможно использование исключительно наслонных стропил.

В определённых случаях допустимо комбинирование сразу двух вариаций стропильной системы. В том и ином случае схема может подразумевать также компоненты будущей мансарды. Основу её будут составлять зафиксированные вертикально стойки, крепление которых проводят посредством ригелей и подкосов, устанавливая их поверх балок перекрытия.

Проводя расчёты, сечение стропил подбирают исходя из тех нагрузок, которые будут воздействовать на всю площадь крыши в целом на 1 м.кв. поверхности в частности. Наименьшее из допустимых сечений для мауэрлата составляет 100х100 мм, затяжки и прогоны обустраивают из бруса 50х150 мм, на стойки, ригели, подкосы и прочие элементы идёт материал в 100х100, 150х150 мм.

Длина пролёта оказывает прямое влияние на число устанавливаемых стропильных ног. При пролёте в 12 м, шаге в 1 м будет нужно 12 стропильных ног по каждой стороне ската. Итого – 24 элемента.

Обратите внимание, расстояние между стропилами двухскатной крыши не должно быть избыточным даже при условии задействования бруса с большим сечением.

Обустройство разреженной обрешётки проводят посредством бруса или откалиброванной по толщине доски. При укладке сплошной обрешётки лучше использовать такие же доски, укладывая их без зазоров, или плиту OSB.

Нужно помнить о том, что дерево для стропил должно быть качественным, тщательно просушенным и подвергнутым обработке. Показатели влаги в материале не должны превышать отметку в 20%. Перед началом монтажа проводят внешний осмотр, призванный исключить на брусе следы гниения, грибка, плесени, иных дефектов, которые после установки будут прогрессировать, что в итоге приведёт к выходу из строя всей конструкции.

Это понятие объединяет в себе ряд конструктивных элементов, так как они состоят из обрешетки, стоек и раскосов. По сути, эта жесткая конструкция и есть скелет кровли. В зависимости от размеров и личных пожеланий выделяют четыре вида ферм. Если ширина дома составляет от 12 до 24 м, тогда наиболее подходящими будет сегментная или трапециевидная форма.

Стропильные фермы разных размеров

Огромную роль играет и материал. Наиболее часто используется древесина. В этом случае монтаж балок происходит путем врубки и последующей фиксации гвоздями, саморезами и иными крепежными элементами. Однако не во всех случаях актуально применение дерева. Так, если длина пролета превышает 16 м, тогда более подходящими будут фермы с растянутыми металлическими стойками, так как обеспечить надежные крепления деревянных элементов в этом случае будет тяжело. Еще пользуется популярностью комбинированный тип, в котором одновременно используются и деревянные, и металлические детали.

Начинать работу следует с балочных перекрытий. Чтобы понять, как установить стропила на крышу, нужно разобраться в вариантах монтажа. Если чердаком не планируют пользоваться как жильем, можно брать доски 50х150 мм. Если же надо сделать мансарду, нужен брус 150х150 мм, который будет устанавливаться на несущие стены дома.

Процесс установки стропил предполагает следующие этапы:

  1. Заготовка элементов конструкции. Для этого изготавливаются доски и брусья нужного размера, используя круглопильный станок.
  2. Разметка всех составляющих частей конструкции по шаблонам.
  3. Сборка стропильной системы крыши согласно разметке. После завершения данных работ следует произвести маркировку всех элементов.
  4. В стропильных ногах и других элементах подбираются гнезда. Все крепления производятся с помощью гвоздей, шурупов, саморезов, металлических уголков, дюбелей и проволоки.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Стропила, имеющие небольшие пролеты, вполне можно собирать вне стройки на специальных предприятиях и приобретать их уже в таком виде. Благодаря этому каркас крыши делается гораздо быстрее.

Стропильную систему не зря выбирают для монтажа крыши, ведь она проста и надежна. Зная алгоритм действий, можно создать долговечную кровлю, которая будет защищать от ветра, холода и осадков.

Работа над конструкцией крыши всегда – достаточно трудоемкая и сложная, так как большинство операций приходится проводить в весьма неудобных условиях на высоте. Как правило, она требует привлечения помощников. Но тем и интересен рассматриваемый ниже пример, что мастер, используя определенные технологические приемы, всю работу проводит полностью самостоятельно.

Для начала – проект будущей стропильной системы, составленный после проведения необходимых расчетов. Он выполнен с использованием доступного приложения «SketchUp», найти которое и освоить несложно даже начинающему.

Будет монтироваться такая стропильная система – наслонного типа
Будет монтироваться такая стропильная система – наслонного типа

Дом с полумансардой, то есть второй этаж более чем наполовину выведен из стеновых газосиликатных блоков, и лишь верхнюю треть боковых  стен и потолок будет замещать конструкция крыши. Фронтоны – полностью выкладываются из газосиликатных блоков. По центру помещения второго мансардного этажа расположена капитальная перегородка, делящая его надвое, причем эта перегородка на три ряда блочной кладки выше боковых стен. Такое решение позволяет получить вместительную мансарду даже при относительно небольшой крутизне скатов кровли.

А наличие центральной капитальной перегородки дает возможность применить более простую в монтаже схему наслоннных стропил.

Все картинки в таблице-инструкции – кликабельные, то есть увеличиваются при клике мышкой.

Иллюстрация Краткое описание выполняемой операции
мнк1 Завезены и разгружены необходимые для работы пиломатериалы.
Первым делом следует заняться именно ими – сложить в аккуратные штабеля, чтобы не допустить деформации древесины, провести необходимую обработку.
мнк2 Обработка будет заключаться в нанесении специальной пропитки, которая обладает антисептическими свойствами – придает древесине устойчивость с биологическому поражению разложению и поражению грибком, плесенью или насекомыми.
Кроме того, многие из подобных составов повышают устойчивость древесины к возгоранию.
мнк3 Антисептическая грунтовка может быть готовой к применению или в виде концентрата.
В рассматриваемом примере она потребовала разведения водой в соответствии с прилагаемой инструкцией.
мнк4 Чтобы повысить качество обработки, поверхности досок и бруса рекомендуется перед нанесением состава тщательно обмести – удалить пыль и мелкие опилки.
мнк5 Антисептическая пропитка обильно наносится с помощью валика, со всех сторон доски, для чего ее по ходу обработки последовательно переворачивают.
Для узких торцевых сторон удобнее использовать кисть.
мнк6 После обработки доски оставляются в штабеле до полного впитывания и просыхания грунтовки.
В это время можно заняться подготовкой основания для укладки мауэрлата.
мнк7 Верхний торец боковой газосиликатной стены, на которую будет укладываться и крепиться мауэрлат – доска 50×200 мм.
Чтобы доска прилегала к стене всей своей плоскостью, поверхность основания в данном случае необходимо несколько подровнять.
мнк8 Для этого мастер развёл строительный клей, который использовался для кладки газосиликатных блоков.
Затем с помощью широкого шпателя был нанесен тонкий выравнивающий слой.
мнк9 Аналогичная операция была произведена и на противоположной стене…
мнк10 …а затем – и на центральной стене-перегородке, на которую будет укладываться лежень.
мнк11 Доски после обработки полностью просохли, выравнивающий слой на торце стены застыл – можно приходить к дальнейшим действиям.
Прежде всего, по торцу стены укладывается слой гидроизоляции.
В рассматриваемом случае для этого используется нарезанный лентой полимер-битумный рулонный рубероид. Укладку можно осуществить «на сухую», как на иллюстрации, или с применением соответствующей мастики – качество гидроизоляции от этого только выиграет.
мнк12 После этого на слой гидроизоляции укладывается обрезанная по необходимой длине доска мауэрлата.
Ее ширина в настоящем случае точно соответствует ширине стены – 200 мм.
мнк13 Доска мауэрлата тщательно выравнивается по линии стены.
мнк14 Для крепления доски мауэрлата к стене будут применяться вот такие анкерные болты, длиной 150 и диаметром 12 мм.
Для большей надежности крепления на анкеры установлены еще и толстые шайбы диаметром 25 мм.
мнк15 Чтобы точки установки анкеров не попадали на места будущего монтажа стропильных ног, имеет смысл сразу провести соответствующую разметку.
мнк16 Шаг установки стропил просчитан заранее, толщина доски также известна (50 мм).
На доске мауэрлата намечаются точные места расположения стропильных ног – они выделены двумя границами с перекрещенной областью между ними.
А крепежные элементы мауэрлата можно расположить между стропилами. Рекомендуемый шаг между анкерами – от 600 до 800 мм.
мнк17 Начинается процесс крепления мауэрлата.
Для начала в намеченных точках просверливают в доске сквозные отверстия сверлом-пером 12 мм. Опилки сразу сметают, чтобы они не попадали в просверленные каналы.
мнк18 Затем с помощью перфоратора с буром на 12 мм прямо через отверстия пробуриваются в стене каналы для установки анкеров. 
Эти каналы максимально очищаются от образовавшейся в результате сверления пыли.
мнк19 Устанавливаются анкеры.
Каждый анкер сначала аккуратно забивается в канал молотком дол упора шайбы в дерево…
мнк20 …а затем заворачивается торцевым ключом, до полной фиксации.
мнк21 Установка мауэрлата на одной стене закончена.
Аналогичная череда операций проводится на противоположной стене.
мнк22 Далее, необходимо установить лежень на центральной стене-перегородке.
Вначале, так же, как и ранее, укладывается слой гидроизоляционного материала.
мнк23 Затем укладываются доски – такие же, 50×200 мм.
Правда, для лежня длины стандартной доски оказалось недостаточно, и его приходится выкладывать из двух.
Кроме того, учитывая то, что в такой конструкции кровельной системы именно по центру на лежень выпадают наиболее высокие нагрузки, его решено сделать усиленным, в два слоя досок, то есть с общей толщиной в 100 мм.
мнк24 Но для начала стелется и крепится на анкерные крепления первый слой досок – все точно так же, как и при установке мауэрлата на боковых стенках здания.
мнк25 Нижняя доска лежня закреплена, но выступающие части анкерных деталей будут мешать укладке верхнего слоя.
Значит, в верхней доске необходимо вырезать «гнезда», в которые спрячутся верхушки анкеров.
мнк26 Чтобы провести точную разметку под эти «гнезда» верхнюю доску укладывают на место, где она должна лежать, и тщательно выравнивают.
Затем в местах расположения анкеров сверху по доске пристукивают молотком.
мнк27 Выступающая часть анкера оставит на верхней доске хорошо заметную отметину, по которой и будет проводиться сверление.
мнк28 Для высверливания гнезд применяется перьевое сверло диаметром 25 ÷ 27 мм, так, чтобы в отверстие могла поместиться шайба анкерного крепления.
мнк29 Сквозного отверстия не понадобится – достаточно глубины этого «гнезда» в 25÷30 мм.
мнк30 Укладывается верхний ряд досок, на заранее примеренные места.
Если всё было сделано точно и аккуратно, верхняя доска отлично приляжет к нижней и сразу получит определенную фиксацию за счет выступающих частей анкеров – случайного смещения можно уже не опасаться.
мнк31 Соединение двух ярусов досок между собой производится с помощью универсальных оцинкованных саморезов 6×90 мм.
Их вкручивают в шахматном порядке с шагом в 250 ÷ 300 мм.
мнк32 Всё, лежень полностью готов к дальнейшим монтажным работам.
мнк33 Следующим шагом мастер предпочел выложить блочные стенки фронтонов, посчитав, что именно на этом этапе ему это будет сделать удобнее всего.
Кладка фронтонов не входит в план рассмотрения нашей публикации, и этот шаг мы пропустим – сразу покажем то, что получилось в итоге.
Впоследствии выступающие края фронтона будут срезаны по уровню крыши, неровности – сглажены.
мнк34 Что же касается именно стропильной системы, то следующим этапом станет монтаж стоек по лежню и установка конькового прогона.
Первыми будут устанавливаться крайние стойки.
Для изготовления стоек пойдут те же доски, что и для мауэрлата с лежнем – 200×50 мм. Они сразу нарезаются в нужном количестве точно в размер.
мнк35 Количество стоек и их расположение в точности совпадает с количеством и размещением стропильных пар.
На лежне производится точная разметка – по аналогии с разметкой мауэрлата.
мнк36 Устанавливается первая стойка.
На ней уже заранее с обеих концов жёлтыми оцинкованными саморезами 6×40 прикручены стальные перфорированные уголки (50×50×2 мм).
мнк37 Установленная стойка сразу наживляется через уголок саморезом к лежню.
мнк38 Очень важно добиться вертикальности этих стартовых стоек, пока они еще окончательно не зафиксированы. Причем, эта проверка должна быть произведена в двух плоскостях.
Вначале проверяется вертикальность в поперечной (относительно оси лежня) плоскости – по строительному ровню выставляется идеально по вертикали.
мнк39 В рассматриваемом примере для обеспечения такого положения пришлось прибегнуть к использованию небольшого деревянного клина.
мнк40 Теперь необходимо добиться вертикальности в перпендикулярной плоскости.
Чтобы зафиксировать нужное положение лучше всего использовать временный подкос из обрезка доски (рейки). Один конец такой подпорки крепится черным саморезом к боковой грани лежня.
мнк41 Затем по строительному уровню стойка точно выставляется по вертикали…
мнк42 …и фиксируется в этом положении временным подкосом с помощью второго самореза.
Теперь стойка уже никуда не сместится.
мнк43 Точно такая же операция проделывается со стойкой и на противоположном конце лежня.
Крайние стойки с временными подпорками и станут основанием для укладки доски конькового прогона.
мнк44 Как уже отмечалось, для укладки и крепления прогона на крайних стойках уже заранее были прикручены монтажные стальные уголки.
мнк45 Доска конькового прогона поднимается наверх, укладывается на выставленные крайние стойки, тщательно выравнивается.
Доска применяется всё та же – 200×50 мм.
мнк46 Затем с помощью шуруповерта коньковый прогон фиксируется к уголкам стоек.
Пока окончательно затягивать несколькими саморезами не стоит – возможно, придется вносить небольшие коррективы. Достаточно по одному саморезу с каждой стороны (6×40 мм).
мнк47 Всё, доска конькового прогона заняла своё место.
Можно переходить к установке промежуточных стоек.
мнк48 На нарезанные точно по размерам стойки прикручиваются стальные уголки, с одной…
мнк49 …а затем и с другой стороны.
мнк50 Стойка выставляется точно по разметке, и ее края выравниваются с лежнем и коньковым прогоном.
Нижний уголок крепится к лежню пока что одним саморезом.
мнк51 Затем с помощью строительного уровня выверяется вертикальное положение стойки…
мнк52 … и она крепится через уголок к коньковому прогону, также пока одним саморезом.
мнк53 Пока так и оставляется – по одному саморезу.
Окончательная фиксация будет производиться после установки стропильных ног, так как бывает, что необходимо вносить небольшие коррективы.
мнк54 С обратной стороны стойки уголка тоже пока нет – он будет ставиться обязательно, но позднее.
мнк55 Все стойки установлены.
Если всё сделано правильно, а стойки имеют равную высоту, то коньковый прогон занимает горизонтальное положение.
мнк56 Следующий этап – это установка самих стропил. Но прежде чем переходить к нему, необходимо проверить и сравнить длину получающихся скатов.
По идее, она должна быть равной, но дерево остается деревом, и иногда набегают небольшие ошибки. Проверить несложно – с помощью рулетки замеряются расстояния от угла конькового прогона до угла мауэрлата.
То же самое делается и на противоположной от прогона стороне.
мнк57 Если набегает небольшая ошибка, в пределах 25-30 мм, то можно в нужном месте выкрутить те самые одиночные саморезы, внести необходимые коррективы, и закрутить их вновь.
А для того чтобы это положение при установке стропил оставалось неизменным, между мауэрлатом и коньковым прогоном устанавливают временные подкосы из тонкой прочной доски.
мнк58 Крепление этих вспомогательных временных элементов осуществляют с помощью обычных черных саморезов.
мнк59 Естественно, расположение временных подпорок выбирают таким, чтобы оно не мешало установке стропильных ног.
Аналогичную пару подкосов устанавливают и на противоположном конце конькового пролета.
мнк60 Вот теперь можно переходить к установке стропильных ног.
Рекомендуется при монтаже каждой очередной пары устанавливать вот такой временный опорный брусок, точно по линии разметки. Он не даст стропильной ноге сдвигаться при установке, а кроме того, к нему можно временно крепить тяжелую доску струбциной или теми же саморезами, чтобы она до окончательной фиксации не скатывалась вниз.
Брус крепится парой черных саморезов, и его несложно демонтировать по минованию надобности, переставляя на очередной узел крепления.
мнк61 Доска для стропильной ноги поднимается наверх и устанавливается на место, по линиям нанесенной ранее разметки. Ее длина обычно делается на 50÷80 мм больше в каждую из сторон – для последующей точной прирезки.
мнк62 Пока что доска опирается на углы конькового прогона и мауэрлата.
Ее временно можно закрепить от соскальзывания струбциной к вспомогательному брусу.
мнк63 Теперь необходимо выполнить разметку для врезки стропильной ноги в коньковый прогон и мауэрлат.
Удобнее всего будет поступить так. По плоскости прогона к стропильной ноге прикладывается хорошо обработанный брусок 50×50 мм (как показано на иллюстрации)…
мнк64 …и по его верхнему краю карандашом прочерчивается горизонтальная линия.
мнк65 Затем к торцу прогона прикладывается угольник, и прочерчивается вертикальная линия, до пересечения с горизонтальной.
мнк66 В результате очертился треугольник, который необходимо будет вырезать.
мнк67 Точно такая же разметка проведена и в месте пересечения стропильной ноги с мауэрлатом.
мнк68 Далее, убирается струбцина, доска снимается, и на ней ручной ножовкой или электрическим лобзиком делаются прорези по выполненной разметке – удаляются два треугольных фрагмента.
мнк69 Стропильная нога вновь устанавливается на место, и при этом она должна «как влитая» соединиться и с коньковым прогоном…
мнк70 …и с мауэрлатом.
мнк71 Далее, таким же образом подгоняется и вторая, парная стропильная нога. Пришло время подогнать их друг к другу.
Поначалу мастер использовал метод одновременной прирезки двух стропильных ног.
Одна доска установлена точно по разметке, вторая – внахлест на нее, и между собой они стянуты струбциной.
Точно по центру конькового прогона прочерчена линия…
мнк72 …а затем она же с помощью строительного уровня вертикально переносится на стропильные доски.
Эта линия станет направлением резки одновременно обеих стропильных ног с помощью ручной ножовки.
мнк73 Рез произведен, но оказалось, что такой подход не слишком удобен.
Использовать для подобной прирезки электрический инструмент – не получается, а вручную, тем более в неудобных условиях на высоте, ровно пропилить сразу две 50-миллиметровых доски – задача не из легких.
мнк74 Кроме того, взаимное наложение досок при резке неизбежно дает небольшую, но все же погрешность.
Со следующей стропильной пары будет применяться иной подход.
мнк75 Но пока что необходимо окончательно зафиксировать стропильные ноги на месте, связать их с коньковым прогоном, мауэрлатом и между собой.
Для этого будут использоваться металлические соединительные детали: перфорированные уголки 50×50×2 для прогона, 80×60×2 – для мауэрлата, и пластины 60×200×2 – для взаимного скрепления.
мнк76 С помощью уголков и оцинкованных саморезов 6×40 мм стропильная нога крепится к мауэрлату…
мнк77 …затем к коньковом прогону.
мнк78 После того как обе стропильные ноги установлены, они скрепляются между собой с помощью перфорированной пластины и саморезов.
мнк79 После установки первой пары стропильных ног, монтируют следующую – на противоположном конце крыши.
Затем между крайними стропилами по каждому скату протягиваются шнуры – поверху, понизу и примерно посередине.
Эти шнуры помогут ориентироваться при установке остальных, промежуточных стропильных пар.
мнк80 Кстати, как уже говорилось, к прирезке последующих стропильных пар был применен другой подход.
Угол размечается так же, как и ранее, а потом наносится вертикальная линия…
мнк81 … которая проецируется от центра конькового прогона с помощью строительного уровня.
После этого доска снимается, а резка и уголков, и верха стропильной ноги по линии проводится в удобном для такой операции положении, причем для этого уже вполне можно использовать электрическую ручную циркулярку.
мнк82 Такая же операция проводится и со второй стропильной ногой, а результат – показан на иллюстрации: все совпало идеально точно.
мнк83 В таком же порядке работа продолжается и далее, пока не будет выставлена и закреплена вся «анфилада» стропильных пар.
мнк84 Вот теперь необходимо вооружиться шуруповертом, хорошим запасом саморезов, перфорированных уголков и пластин, и провести окончательное закрепление стоек и стропил к мауэрлату, лежню и коньковому прогону.
Уголки и пластины теперь устанавливаются уже с обеих сторон каждой закрепляемой детали, и фиксируются необходимым количеством саморезов: для уголка 50×50 – минимум по три на каждую сторону, для уголка 80÷60 – по четыре,
мнк85 …а для пластины – по пять-шесть на каждую половину.
После этого можно убрать все ранее установленные временные подкосы – они свою роль уже сыграли и больше не нужны.
мнк86 Следующий этап – установка нижнего ряда затяжек.
Эти затяжки буду служить еще и основой для подшивки потолка мансардного помещения, то есть они должны быть установлены на определенной высоте – в данном случае это 2500 мм от уровня пола второго этажа.
Чтобы облегчить себе задачу, можно подготовить из доски шаблон – центр затяжки сразу по нему примет необходимое положение по высоте.
Шаблон можно временно крепить к стойке с помощью одного самореза, и переставлять по мере установки очередных затяжек.
мнк87 Доска для затяжки (применяется 150×50 мм) установлена на подставку-шаблон и наживлена одним саморезом по центру.
Как видно, до горизонтальности ей еще далеко – требуется выравнивание. Для этого сначала демонтируется подставка-шаблон.
мнк88 Затем, слегка проворачивая доску относительно оси-самореза, добиваются ее точной горизонтальности…
мнк89 …и фиксируют это положение одним саморезом на любой из стропильных ног.
мнк90 Стягиваться затяжки со стропильными ногами будут не только саморезами, но и болтами М12×120.
мнк91 Для сверления отверстие под болт используется перьевое сверло на 12.
мнк92 На участке пересечения доски затяжки со стропильной ногой, примерно по центру, сверлится сквозное отверстие.
В него устанавливается болт с широкой шайбой, такая же шайба нанизывается с другой стороны, затем наживляется и окончательно закручивается с помощью ключа гайка.
В итоге узел соединения нижней затяжки со стропилом выглядит так – болт и три самореза 6×90 мм.
мнк93 В узле пересечения затяжки и центральной стойки достаточно будет пяти саморезов.
мнк94 Затем прочерчиваются линии – по внешнему краю стропильных ног…
мнк95 …и с помощью ручной циркулярки затяжка с обеих сторон обрезается вровень с плоскостью, задаваемой стропилами.
мнк96 Так устанавливается весь ряд нижних затяжек.
мнк97 Для максимальной прочности создаваемой системы, и для окончательного «защемления» конькового прогона, снизу него устанавливаются верхние затяжки.
С ними – все просто. Особого выравнивания по строительному здесь не требуется – отрезок доски (50×100) плотно прижимается снизу к коньковому прогону и закрепляется саморезами к стойке и обеим стропильным ногам, как показано на иллюстрации.
Затем точно так же, как и с нижними затяжками, размечаются и подрезаются выступающие наружу края доски, вровень с плоскостью стропил.
Такая затяжка ставится на каждой стойке и стропильной паре с одной из сторон – этого достаточно.
мнк98 Конструкция получилась прочной, но чтобы исключить даже малейший ее люфт вдоль оси крыши, есть смысл добавить пару диагональных подкосов между первой и второй стойками  (стропильными парами).
Здесь можно применить доску 50×100 мм, заранее измерив и вырезав заготовки необходимой длины.
Для крепления таких подкосов достаточно саморезов. Аналогичная пара устанавливается и на другой стороне крыши, между последней и предпоследней стойками.
мнк99 На этом монтаж стропил можно считать почти законченным.
мнк100 Правда, внешние края стропил, выходящие за периметр дома и необходимые для формирования аккуратного карнизного свеса, еще не подрезаны – как мы помним, они были оставлены с небольшим запасом.
мнк101 Для работы в данном случае потребовалось сооружение лесов.
Чтобы наметить вертикальную линию подрезки, можно изготовить брусок-шаблон, задающий ширину карнизного свеса от уровня стены.
Затем по намеченной риске с помощью уровня прочерчивается вертикальная линия.
мнк102 Для подшивки стропильных ног с торца будет использоваться лобовая доска шириной 100 мм.
Значит, сверху по рулетке на намеченной линии откладывается это расстояние.
мнк103 Затем через эту точку проводится с помощью уровня горизонтальная линия.
Край стропила намечен.
мнк104 Теперь необходимо на каждом стропиле вырезать паз, в который будет укладываться обвязочная доска, становящаяся основанием для дальнейшей установки профиля-капельника.
Это доска должна встать вровень с поверхностью стропильных ног. Так как будет использоваться доска 100×20 мм, то и паз должен быть таким же (считая от намеченного края стопила).
мнк105 После нанесения разметки на все стропильные ноги, с помощью ручной электрической циркулярки производят обрезку.
мнк106 В итоге выступающий наружу край каждого стропила приобретает вот такую форму.
мнк107 Завершить работу со стропилами можно установкой и закреплением обвязочной и лобовой досок.
мнк108 Вот теперь можно переходить к этапам настила гидроизоляционной мембраны, создания кровельного утеплительного «пирога», к монтажу контробрешетки и обрешетки под выбранное кровельное покрытие и к другим работам, завершающим создание надежной двускатной крыши для дома.
Все эти вопросы – подробно освещены по отдельности на страницах нашего портала.
  • оказываемые на крышу постоянные нагрузки: общий вес стропильной системы и кровельного материала;
  • дополнительные нагрузки: снеговые, ветровые, вес работающих на кровле людей и т.д.;
  • особые и периодически возникающие нагрузки (сейсмические, ураганные).
Предлагаем ознакомиться:  Как правильно монтировать панели пвх на стены

Технология монтажа двускатной крыши

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Крыша с двумя скатами наиболее распространенный вариант завершения коробки частного дома. При ее изготовлении важно грамотно подобрать сечения несущих элементов, выполнить надежное закрепление узлов и правильно выбрать тип конструкции. Стропильная система двухскатной крыши не имеет больших сложностей и вполне может быть изготовлена своими руками.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Конструкция может быть классифицирована по двум признакам. Первый из них – способ опирания несущих элементов. Двускатная стропильная система крыши дома в этом случае включает следующие виды:

  • с наслонными стропилами;
  • с висячими стропилами.

Виды двускатной крыши с наслонными и висячими стропилами

Устройство кровли с использованием наслонных стропил предполагает их опирание в двух точках. Конструкция в этом случае позволяет избежать возникновения серьезного распора. Чтобы сделать монтаж своими руками потребуются следующие основные элементы:

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

Варианты сборки наслонной системы двускатной кровли

  1. Наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами не большое. То есть такой монтаж подойдет для небольшого дома своими руками. Наибольшая длина строения, которая позволяет выполнять устройство деревянного ригеля без дополнительных усилений – 6 м. При больших пролетах потребуется в качестве ригеля устанавливать металлические балки. При использовании деревянного бруса необходимо будет предусматривать промежуточные стойки, которые располагают в среднем через 2 метра. Избежать этого можно только при использовании в качестве ригеля клееного бруса достаточно большого сечения. В этом случае становится невозможной свободная планировка пространства – стойки посередине помещения убрать нельзя.
  2. Второй вариант, когда возможен монтаж наслонной системы двускатной кровли своими руками – это наличие стены в середине дома. Устройство в этом случае предусматривает, что брус, на который будут опираться стропила в верхней точке, передаст нагрузку на внутреннюю стену. В этом случае несущая конструкция не должна быть спутана с перегородкой. Перегородка опирается на перекрытия, а установка стены дома своими руками предполагает ее опирание непосредственно на фундаменты. Такое устройство подойдет для зданий с достаточной шириной, где есть смысл устанавливать стеновое ограждение посередине.

Второй вариант – висячие стропила. Они более сложны в расчете, но позволяют устройство в подкровельном пространстве дома свободной планировки. Конструкция предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части. Монтаж предполагает опирание стропил только в нижней точке.

  • устройство монолитного пояса по обрезу стен;
  • необходимо сделать надежное закрепление мауэрлата двускатной кровли к стене дома своими руками;
  • для устранения распора устанавливается схватка.

Схватка или стяжка становится одним из значимых элементов двускатной кровли дома. Она предотвращает разращение стен под действием распора. Можно выделить следующие виды схваток:

  • расположенные в уровне перекрытия мансарды;
  • расположенные в уровне потолка мансарды.

Стоит отметить, что второй вариант обеспечивает меньшую надежность, поскольку, чем выше выполнен монтаж элемента, тем сильнее стропила оказывают на него воздействие. Если схватка получается слишком длинной, необходимо сделать ее усиление своими руками. Для этого производится монтаж дополнительных элементов двускатной кровли дома – подвесок. Они соединяют конек с серединой затяжки, чем предотвращают ее провисание.

Такой вариант подойдет только при наличии подъемной техники, поскольку готовые двускатной кровли дома станут слишком габаритными и тяжелыми для подъема своими руками.

Двухскатная крыша c ломаными и прямыми скатами

  1. С прямыми скатами. Самый простой для выполнения способ. Позволяет выполнить работу без серьезных затруднений. Минусом такого варианта кровли своими руками является уменьшение пространства мансарды.
  2. С ломаными скатами. Такие виды кровли более сложны в выполнении. Предполагается наличие линии, по которой изменяется угол наклона. Угол наклона нижней части ската нужно сделать большим, чем у верхней. Таким образом получается поднять потолок мансарды и увеличить свободное пространство. Монтаж кровли осуществляется с установкой дополнительного ригеля в месте перелома.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Эти виды предполагают выбор между ними в зависимости от пожеланий будущего владельца здания.

Двухскатные крыши в основном состоят из стропил и мауэрлатов. Бывает наслонная и висячая стропильная система такого вида кровли. При наслонной системе стропильные ноги перекрывают крышу и имеют пролет до 7 м. Если нужно перекрыть больший пролет, прибегают к установке промежуточных опор, что увеличивает длину пролета до 12-15,5 м. Наслонные стропила имеют опоры на верхней части стен или же на венце сруба. В качестве опоры служат средние и нижние части стропильных ног.

варианты стропильной системы двухскатной крыши

Висячая стропильная система крыши – это конструкция, в которой стропила опираются на несущие стены, при этом промежуточных балок нет. Такой вид кровли приемлем для домов, в которых стены сделаны из легкого материала. Преимущество висячей системы в следующем: она отлично подходит для формирования длинных пролетов. Чтобы конструкция была прочна, используют прогоны, подкосы, стойки.

Четырехскатная крыша – одна из самых популярных для современных частных домов. Она имеет ряд преимуществ:

  • устойчивость к ураганам;
  • стойкость к деформациям;
  • хорошая защита фасадов здания от осадков;
  • красота внешнего вида.

Однако существуют и недостатки такой стропильной системы:

  • конструкция дороже двухскатной;
  • скаты уменьшают площадь чердака;
  • установить четырехскатную стропильную систему самостоятельно очень сложно.

Необходимо рассмотреть конкретный пример расчета стропильной системы крыши, и тогда все станет совсем ясно. Итак, возьмем дом шириной в 4 м, а длиной в 6 м. При этом угол наклона стропил равняется 120°. Будет реализовано устройство крыши из металлочерепицы, между стропилами 1 м. 0,5 – припуск на козырек крыши.

  • Находим высоту центральной опоры: 0,5х(Ширина дома)/tgY/2=0,5х4/1,73=1,2 м.
  • Вычисляем длину стропильной ноги. Размер стропил для крыши находится так: 0,5х(Ширина дома)/sinY/2 0,5=2,8 м.
  • Площадь крыши: (Длина дома)х(Длина стропильной ноги)х2=33,6 м². Это число листов металлочерепицы, которое нужно будет иметь для крыши.
  • Рассчитаем длину бруса: 2х(Длина стропильной ноги) (Ширина дома) (Высота центральной опоры)=75,5 погонных метров.
  • Поскольку длина дома 6 м, а расстояние между стропилами 1 м, необходимо будет иметь 7 стропил.
  1. Стропильная нога. Это брус из хвойных пород размером в сечении 5 х 15 или 10 х 15 см, создающий треугольный каркас 2-скатной крыши. Через этот элемент передается вся нагрузка от снежного покрова, ветра, кровли на мауэрлат. Располагают стропильные ноги на расстоянии 0,6 -1,2 м друг от друга. Длину их вычисляют по формуле: делят высоту конька на синус угла, под которым нога наклонена. Сечение выбирают по весу кровли, чем он больше, тем толще бруски.
  2. Мауэрлат. Предназначен для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки, создаваемой ногами стропил на несущие стены. Это своего рода фундамент для стропильной системы, выполненный из бруса или бревна, уложенного по периметру сооружения и прикрепленного к ним при помощи анкеров или стержней с резьбой. Когда постройка деревянная, то роль мауэрлата выполняет верхний венец. На стенах из другого материала делают бетонный пояс по периметру, а в него встраивают шпильки, на которые брус просто «надевают» и затягивают гайками.
  3. Конек. Верхний горизонтальный элемент конструкции, соединяющий 2 ската. Образуется при стыковании стропильных ног. Его высоту определяют в зависимости от ширины дома и угла наклона кровли, зависящего от преобладающих погодных условий в конкретной местности. Если зимы всегда снежные, то скаты должны быть крутыми, при сильных ветрах следует делать крышу более пологой. В умеренном климате оптимальный угол — от 35 до 45 градусов. Чтобы определить высоту, ширину дома делят на 2, если конек находится по центу. Результат умножают на тангенс угла, под которым наклонена кровля.

Базовая схема устройства двухскатной крыши

Разновидности стропильных систем двухскатной крыши

  1. Монтируют мауэрлат параллельно будущему коньку заподлицо с поверхностью стены, прикрепляя его к несущей стене с шагом не более 12 см. Перед монтажом его пропитывают антисептиком. Если стена толще мауэрлата, то брус снаружи закладывают кирпичами, заизолировав древесину рубероидом в 2 слоя. Надежность системы при этом повышается.
  2. Устанавливают балки перекрытия. Сечение их зависит от габаритов строения. Вначале закрепляют 2 балки по краям, затем размечают места установки остальных при помощи рулетки. Крепят балки гвоздями к мауэрлату, выравнивая их по горизонтали.
  3. Укладывают поверх балок временный настил.
  4. Устанавливают по центру строения стойки, закрепляя их распорками. Высота их равна длине стен от пола до верхней кромки мауэрлата.
  5. Выполняют установку конькового бруса из доски 15 х 5 см.
  6. Собирают из стропил треугольник. Для определения размеров один конец доски прикладывают к балке, а другой к коньковому брусу. Наносят контрольные линии, затем отпиливают лишнее.
  7. Примеряют шаблон и делают его копии в нужном количестве.
  8. Выполняют монтаж стропил: устанавливают первое и сразу закрепляют противолежащее. К балке крепеж осуществляют при помощи скоб или металлических уголков, а к коньковому брусу — с использованием гвоздей. Стропила верхней частью должны упираться в конек, а низом — в мауэрлат. Если так не получается, используют дополнительную деталь, называемую подпятником.
  9. Устанавливают под стропила ригеля, располагая их горизонтально и вертикальные стойки.

Висячая система

  • Мауэрлат. Элемент, который крепится к несущей стене. К нему монтируется вся конструкция стропильного каркаса;
  • Прогон. Брус, соединяющий стропильные ноги по бокам и в коньковом элементе;
  • Затяжка. Балка, прикрепленная к стропильным ногам, препятствующая их расхождению;
  • Бабка. Брус, расположенный вертикально и закрепленный у конька и затяжки;
  • Подкос. Планка, соединяющая под наклоном лежень и стропило;
  • Стойка. Вертикально упирается в лежень и стропило;
  • Конек. Балка соединения верхних оснований стропил;
  • Кобылка. Наращиваемая часть стропила для свеса;
  • Свес. Дополнительная конструкция, служит для защиты от дождя наружной стены;
  • Обрешетка. Решетка, установленная на стропильный каркас для прикрепления покрывного слоя.
  • Простота возведения;
  • Короткие сроки проведения работ;
  • Минимизация протечек, что достигается за счёт цельности конструкции;
  • Отличные показатели экономичности и минимум расходуемых материалов;
  • Возможность трансформирования чердачного помещения в полноценное живое;
  • Беспроблемное проведение ремонтных работ при потребности;
  • Отличные прочностные данные и высокая сопротивляемость разным воздействиям.

Основные понятия

Конструкция

Это следующий узел крепления стропильных систем, на котором нужно остановиться подробнее. Существует две технологии фиксации балок к мауэрлату. Жесткие крепления исключают какие-либо сдвиги, колебания, повороты, кручение и прочие манипуляции. Чтобы добиться подобного эффекта, на ноге делают запил. Далее соединение дополнительно фиксируют гвоздями, проволокой, саморезами и прочими вспомогательными элементами. Обычно несколько гвоздей забивают под углом так, чтобы внутри мауэрлата они скрестились. А потом еще один гвоздь вбивают вертикально.

Запил на ногах для крепления к мауэрлату

Скользящие крепления получаются благодаря специальному крепежу. Бывает одна, две либо три степени свободы этого сопряжения. Такое соединение отлично подходит для деревянных домов, так как жесткая фиксация во время усадки может сильно пострадать. Обеспечить подобное подвижное соединение можно несколькими способами.

Предлагаем ознакомиться:  Как сделать водопровод в баню

Нога упирается в мауэрлат подшитым бруском либо выпиленным зубом и жестко фиксируется с помощью металлического уголка. Таким образом достигается жесткость крепления в горизонтальной плоскости. В верхней части ноги соединяются врубками, при этом на горизонтальной площадке делается скос, чтобы обеспечить скользящее соединение.

Скользящие крепления элементов

Ежедневно на земле появляются новые дома, которые строятся по абсолютно разным технологиям. Методом проб и ошибок люди выбирают для себя оптимальную конструкцию, которая будет долго и качественно им служить. Выбор системы строительства крыши – одни из важнейших вопросов, решаемых в процессе проектирования дома. В настоящее время востребованной становится стропильная система крыши, которая применяется уже довольно давно и имеет много плюсов.

Чтобы знать, как правильно делать каркас кровли, нужно понимать, какие есть основные узлы стропильной системы. Основные узлы следующие:

  1. Узел крепления к балке. Стропильную ногу необходимо прикрепить к балке с помощью зуба с шипом (в стропиле) и гнезда (в балке). При этом гнездо должно иметь глубину, которая будет составлять 25-30% от объема балки. Если речь идет о крыше с углом наклона в менее чем 35°, используется узел с двумя шипами. Для создания конструкции применяются металлические шурупы, гвозди, уголки, болты, а также деревянные косынки, шипы и брусья.
  2. Узел крепления к мауэрлату. Для крепления делается запил, или седло на стропиле, далее соединение фиксируется с помощью гвоздей, скоб и проволоки. Два гвоздя скрещивают между собой, а между ними по центру забывают третий. Так происходит крепление стропил двухскатной крыши и мауэрлата.
  3. Узел конькового соединения. Можно крепить встык, внахлест и на коньковой брус. Чаще всего это делают внахлест, в этом случае стропильные ноги соприкасаются между собой не торцами, а плоскостями. Крепление происходит при помощи шпильки, гвоздей или болта.

узел крепления к балке

узлы крапления к мауэрлату и коньку

В основном такие детали кровельной конструкции устраиваются на скатах, длина которых превышает 10 м. В таких случаях целесообразным является выбор металла в качестве основы для всех частей крыши: прогонов, опор конька, мауэрлата. Вместо его бруса укладывается мощный швеллер, а металлические стропильные ноги крепятся к нему при помощи приваренных уголков.

  1. Нередко устраивается комбинированный тип стропильных систем, в которых наряду с металлом используются также деревянные детали. Такой способ имеет некоторые особенности. Важно не допускать контакта дерева и металла, поскольку резкое изменение температурного режима на металлической поверхности приводит к образованию конденсата, провоцирующего гниение прилегающих деревянных частей.
  2. Чтобы избежать этого, элементы на основе древесины обрабатываются особыми антисептиками и влагостойкими составами. Другой профилактической мерой является изоляция дерева от металла посредством использования рубероида.

    Отдельно следует остановиться на утеплении чердачного помещения. При выборе металлической системы утеплительный материал укладывается не между стропильными брусами, как это делается в случае деревянной конструкции, а над или под ними.

    Другой особенностью является необходимость сохранения зазора между металлической частью и кровельным утеплителем для предупреждения проникновения конденсата в утепляющий материал и его последующего намокания.

    При укладке утеплителя под стропила все остальные слои кровельного пирога (внутренняя обшивкам пароизоляционный материал, кровельное покрытие, вентиляционный зазор) оказываются выше утеплительного слоя, благодаря чему удается избежать больших теплопотерь и образования мостиков холода.

  3. Второй вариант – стропильные системы из металла без деревянных деталей. В таком случае о возможности гниения можно не беспокоиться. Такой тип кровельной конструкции считается выгодным, поскольку обладает длительным эксплуатационным сроком и позволяет использовать цельные стропила значительной длины (7-30 м).

Основными частями фермы являются два наклонных плеча, которые в совокупности образуют треугольник. Они оптимально подходят для возведения кровель зданий промышленного назначения и ангаров, поскольку дают возможность перекрывать большие по площади помещения.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Использование металлических стропильных ферм актуально и при возведении жилых домов с металлическом каркасом. В этом случае они изготавливаются под конкретный каркас по индивидуальному заказу, после чего доставляются на строительную площадку и монтируются вместе с основой.

До начала изготовления металлической конструкции надо сделать расчет сечения применяемых элементов, количества требуемых сварных швов, заклепок.

Сам процесс изготовления осуществляется следующим образом.

  • Для создания верхних поясов применяют неравнобокие уголки с тавровым сечением (2 шт.). Их стыковка осуществляется по меньшим сторонам.
  • Для изготовления нижних поясов нужны два равнобоких уголка.
  • При наличии нагрузок на ферму, которые возникают в пределах ее панелей, используются парные швеллеры.
  • Раскосы и стойки изготавливаются с применением равнобоких уголков с тавровым или крестообразным сечением.
  • Для создания полностью сварных ферм используются тавры.

В частном строительстве самым распространенным типом ферм является ферма на основе профильных труб. По сравнению с конструкциями на основе тавра, швеллера или уголка профильные системы отличаются значительно более легким весом и могут выполняться без использования сварки прямо на площадке.

Свес 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

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Сечение, длина и шаг стропил определяются с помощью инженерного расчета, учитывающего вес кровельного пирога, климатические условия в регионе строительства, а также уклон конструкции. В состав стропильного каркаса двухскатной кровли обычно входят следующие элементы:

  1. Мауэрлат. Мауэрлатный брус установить на наружные стены дома, на которые опираются кровельные скаты. Он служит для смягчения давления на опоры и равномерного распределения нагрузки от веса кровельного пирога. Он изготавливается из прочного бруса с сечением 150х150 мм или 200х200 мм и крепится к верхнему поясу стен с помощью анкерных болтов или длинных металлических шпилек.
  2. Лежень. Это аналог мауэрлата, только он устанавливается на внутренние несущие стены, а на него нужно выставлять вертикальные стойкий для монтажа конькового прогона.
  3. Стропильные ноги. Этим термином обозначают элементы каркаса, которые изготавливаются из досок с сечением 150-40 мм и устанавливаются под углом к основанию крыши, формируя угол наклона ската. Какое делать расстояние между стропилами, их длину и толщину определяют с помощью расчета, учитывающие совокупные нагрузки, которым они подвергаются в процессе эксплуатации.
  4. Затяжка. Затяжкой называют балки, которые располагают горизонтально и связывают между собой ноги одной стропильной пары, чтобы снизить распирающую нагрузку на наружные стены конструкции. Ригель – это затяжка, установленная под самым коньком конструкции.
  5. Стойки. Стойкой называется вертикальный брус, выставленный на лежень для поддержки конькового прогона. Определить какое расстояние должно быть межу стойками просто, ведь оно повторяет шаг стропил.
  6. Подкосы. Диагонально расположенные подпорки, поддерживающие стропильные ноги посредине или в нижней части, предотвращая их прогиб, называют подкосами.

Висячая система

  • При условии обильных осадков и неплотном прилегании кровельного покрытия, целесообразно обустройство крутых скатов. Угол в них составляет порядка 35-40°, что исключает скапливание влаги и снега. Возведение чердачного помещения в этом случае не допускается. Вариантом будет – ломаная конфигурация, с резким уклоном снизу и пологим верхним основанием;
  • Минимально допустимый угол 5°. В некоторых случаях возможно его увеличение вплоть до 90°;
  • Пологие кровли актуальны для регионов с сильными ветрами. Угол уклона при этом может составлять 15-20°;
  • Более всего выгоден промежуточный вариант – крыша не должна быть избыточно крутой, но и не слишком пологой;
  • Помните, повышение угла наклона увеличивает парусность, что требует дополнительного расхода материала, соответственно, влечёт большие затраты на возведение конструкции.
Схема для наглядного отображения рассчитываемых параметров двускатной крыши
Схема для наглядного отображения рассчитываемых параметров двускатной крыши

В чем сложность каркаса вальмовой кровли?

Стропильная система двухскатной завершающей части здания состоит из множества элементов. Монтаж стоит начать с подробного изучения каждого из них и выбора их сечений.

Мауэрлат

Схема крепления мауэрлата к стене

  1. Каркасные, брусовые или бревенчатые стены не требуют установки мауэрлата. В случае каркасного здания опорой для стропильных ног служит верхняя обвязка стен. при строительстве ограждений из бруса или бревна, мауэрлатом становится верхний венец. Важно выполнить грамотное закрепление этих элементов в конструкции стены.
  2. При использовании для строительства легких бетонов, потребуется дополнительное усиление. К легким бетонам относят такие материалы как пенобетон, шлакобетон, керамзитобетон. Они могут разрушаться, если опереть на них кровлю не центрально. Для равномерного распределения нагрузки предусматривают заливку монолитного железобетонного пояса по обрезу стен. Во время работ в него закладывается специальная проволока, шпильки или болты, на которые будет выполнено крепление мауэрлата.
  3. Для кирпичных средств можно не предусматривать железобетонный пояс. В этом случае для соединения с обвязочным брусом в кладку заводят проволоку, которую после оборачивают вокруг мауэрлата и закручивают. Второй вариант – за один ряд до обреза стен в кладку с внешней стороны заводят деревянные бруски, пропитанные антисептиком. Такие пробки и мауэрлат скрепляют при помощи скоб. Возможно также использование шпилек и болтов, для закрепления которых потребуется заливка монолитного пояса.

Важным моментом является гидроизоляция.

Стропила

После закрепления мауэрлата устанавливают стропильные ноги. Их сечение подбирается в зависимости от шага несущих балок, их пролета, снеговой нагрузки и типа покрытия. При установке каркаса под металлочерепицу при шаге 60 см рекомендуется соблюдать следующие рекомендации в зависимости от пролета:

  • 3 м – 4х15 см;
  • 4 м – 5=15 см;
  • 5 м – 5х17,5 см;
  • 6 м – 5х20 см.

Таблица средних значений стропильных ног

Это средние значения, чтобы выполнить более точный расчет лучше обратится к специалисту или изучить дополнительную литературу.

Крепление стропильных ног к мауэрлату с зарубкой и без нее

В первом случае выполняют запил на обвязочном брусе, во втором с стропилу прибивают специальную дощечку, которая становится упорным бруском. Далее для обоих способов работу выполняют одинаково. С помощью металлических уголков наклонную балку фиксируют, чтобы она не смещалась относительно проектного положения вдоль мауэрлата. Дополнительно вбивают под углом гвозди.

Схема крепления стропил с помощью проволоки и на скобы

Кроме этого потребуется скрепить стропило со стеной. Выполнение этого мероприятия предусмотрено в нормативных документах. Делать это можно двумя способами:

  • на скобы (подойдет для деревянных зданий);
  • с помощью скрутки из проволоки (более трудоемкий вариант, но единственно возможный для каменных домов).

Если провести работу правильно, можно не беспокоится о ее состоянии даже в самые сильные ветра.

Такие элементы чаще всего изготавливаются из досок. Оптимальная толщина находится в пределах 32-50 мм. Исключением становятся стойки. Здесь можно применять доски толщиной 50-100мм. Крепление выполняется на шпильки или с применением опорных брусков.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Сейчас остановимся на типовых узлах деревянной стропильной системы вальмовой крыши. Особенность такой кровли – наличие вальм. Подобный тип обладает рядом достоинств. Они более долговечны, так как нагрузка распределяется равномерно по всей поверхности, не боятся сильных ветров и осадков, экономичны. Однако более сложны в технологическом плане.

Типовые узлы вальмовой крыши

Состоит эта крыша из двух длинных трапециевидных скатов, при этом они не закрывают всю площадь, с торцов здания под наклоном устанавливаются треугольные вальмы. В этом случае появляются типовые элементы – дополнительные накосные стропильные ноги, из которых и формируются торцевые скаты. Соединение диагональных балок может быть различным. Пользуются популярностью как висячие фермы, так и наслонная конструкция, фиксирующаяся к мауэрлату.

Кровля из трапециевидных скатов и треугольных вальм

Если стропила скатов опираются на конек, то накосные ноги при этом должны прилегать к консоли конькового прогона. Очень важно, чтобы выпуск консоли был не менее 100 мм, но и не более 150 мм. Нижняя часть диагональных стропил фиксируется к мауэрлату либо специальной балке на стене дома. Иногда для изготовления стропильных ног используют деревянный брус, в этом случае накосные элементы фиксируются к специальной доске (прибоине), закрепленной на ферме.

Различают 2 типа каркаса для двухскатной крыши: наслонный и висячий. Первый рекомендуют, когда в строении есть несущие внутренние стены. При устройстве такой системы, по центру устанавливают вертикальную балку, через которую вес кровли передается нагруженной стене, находящейся посредине здания. Обычно такое решение принимают, когда между наружными стенами здания больше 10 м.

В домах, ширина которых не превышает 10 м, обычно нет внутренних нагруженных стен. В этом случае устанавливают висячие стропила, которые опираются на несущие наружные стены. При этом возникают, негативно действующие на стены, распирающие усилия. Чтобы свести на нет это явление, между стропильными ногами монтируют нижние и верхние затяжки таким образом, чтобы образовался треугольник. Иногда в качестве нижних затяжек используют балки перекрытия, что дает возможность устроить на крыше мансардное помещение.

Двухскатная крыша: популярное решение при строительстве домов с жилым чердачным помещением

На сегодняшний день максимально передовой технологией применения металлических элементов является технология с использованием легкого стального каркаса (кратко – ЛСТК). Его монтаж осуществляется на основе холодногнутого тонкостенного оцинкованного металлического профиля для кровель, который представляет собой очень прочный и долговечный материал: согласно утверждению производителей, такие металлические стропильные системы эксплуатируются более 100 лет.

Их основными преимуществами являются:

  • Повышенная пожаробезопасность – монтаж стропильной системы осуществляется на основе негорючих материалов, благодаря чему исключается возможность возгорания здания с кровли, что нередко становится причиной пожаров. При локальном очаге металлическая система стропил предупреждает обрушение кровли.
  • Отсутствует необходимость проведения ежегодной обработки несущих конструкций кровли антисептическими и антипиретическими веществами, как это делается в случае древесных систем.
  • Длительность эксплуатационного срока – гарантия производителей на 100 лет службы основана на неподверженности материала разрушительному действию гнили, плесени, грибка, порче насекомыми-вредителями. Для защиты от коррозии на металл наносится цинковое покрытие, толщина которого достигает 275 г/кв. метр.
  • Отсутствие каких бы то ни было отходов в процессе выполнения работ обеспечивается исключительной точностью всех параметров конструкции.
    Монтаж конструкций на основе метала можно проводить в любое время года.
  • Процесс этот не представляет никакой сложности и может быть осуществлен при помощи дрели и шуруповерта при условии наличия детализированных чертежей, а также сквозной маркировки элементов.
  • В процессе работы нет необходимости привлекать грузоподъемную технику.
  • Немаловажным достоинством является экономичность. Благодаря применению гнутого профиля для системы стропил от шести до пятнадцати метров, толщина которого составляет от 1,2 до 2,5 м, количество расходуемого металла удается свести к минимуму.
  • Благодаря малому весу конструкции нагрузки на несущие стены дома и фундамент существенно сокращаются.
  • Такие конструкции обеспечивают высокие показатели степени сохранения тепла: благодаря специальному решению узлов соединения системы стропил с чердачным перекрытием удается избежать образования мостиков холода.
  • Экологичность таких систем обеспечивается в результате применения абсолютно чистых с экологической точки зрения и легко поддающихся утилизации материалов, не впитывающих вредных веществ и не выделяющих их в окружающую среду. Значение имеет и отсутствие необходимости в особой обработке деталей конструкции при помощи химических реагентов: благодаря этому исключается токсическое воздействие на организм человека и внешнюю среду.

Недостатки

В случае многоэтажных зданий металлические стропила являются прекрасным выбором. Нередко такие конструкции устраиваются также под керамическую черепицу, поскольку при выборе этого кровельного материала на стропильную систему оказывается значительная нагрузка. Но в остальных случаях их использование не совсем целесообразно вследствие наличия ряда недостатков:

  • Металлические стропила промерзают до такой степени, что достижение высокой энергоэффективности оказывается невозможным. С точки зрения экономичности выбор дерева является оптимальным решением.
  • Транспортировка и последующий монтаж металлических конструкций – задача довольно проблематичная.
  • В результате большого веса стропил для их подъема на требуемую высоту и установки должна использоваться специальная техника.
  • Стальные фермы быстро деформируются в условиях высоких температур. По этой причине в случае пожара они провисают за короткий промежуток времени, что приводит к обрушению всей кровли.
  • Устройство металлической стропильной системы – удовольствие недешевое.

Расчет пиломатериалов

Стропила

Это довольно сложная конструкция, и важность каждой ее составляющей части не стоит недооценивать. Вот из чего она обычно делается:

  1. Стропило, или стропильная нога. Это балка, которую используют для формирования угла наклона всей крыши. Кроме того, стропило – это для кровли еще и опора. К выбору материала, из которого будет сделана стропильная нога, нужно подойти серьезно, ведь на него будет воздействовать ветер, вес людей, осадков. Поэтому данныеэлементы стропильной системы изготавливают из досок, имеющих большой размер сечения, особенно в вертикальном направлении.
  2. Затяжка. Это брус или доска, соединяющая стропила, которые находятся на противоположных скатах. Она располагается горизонтально и не допускает того, чтобы стропила расползались.
  3. Прогон. Это брус, который служит опорой для стропил вверху или посредине.
  4. Стойка. С помощью этого элемента поддерживают прогон или стропила. Стойка – это составляющая системы, расположенная вертикально, опорой для нее зачастую служат стены.
  5. Мауэрлат. Это брус чаще всего квадратной формы, опора для нижней части стропил. Мауэрлат укладывают по всему периметру строения на стены.
  6. Ветровая балка. Этот элемент связывает стропила друг с другом, образовывая скат крыши. Речь идет о доске, которая прикрепляется под углом к стропильным ногам от чердака. Благодаря ветровой балке предотвращается движение стропил при сильном ветре.
  7. Подкос. Стропильная система крыши предполагает наличие бруса, который должен подпирать стропила, чтобы они не прогибались. Крепят подкос под углом к вертикальным элементам строения.
  8. Шпренгель. Это балка, сделанная из бревна или бруса, благодаря которой укрепляется вся конструкция. Ее расположение горизонтальное. Шпренгель находится на смежных стенах, правильно будет его установить перпендикулярно биссектрисе угла, который создают данные стены.
  9. Кобылка. Это доска, которую крепят к стропилам, а именно к их нижней части. Главная роль этого элемента – создать свес кровли.
  10. Нарожник. Это стропило, но укороченное, опирающееся одной стороной на мауэрлат, а другой – на диагональную ногу.

Исходные данные – это длина стороны дома по фронтонной части (выделено голубым – F), и длина дома по коньку (фиолетовый цвет – D). Предполагается, что хозяева уже заранее определились с типом кровельного покрытия – так как здесь будут определенные ограничения по крутизне скатов кровли. (угол а).

Предстоит рассчитать:

  • Высоту конька над плоскостью мауэрлата (Н – зеленый цвет), или, наоборот, определиться с углом ската, отталкиваясь от запланированной высоты конька.
  • Длину стропильной ноги (синий цвет – L), а при необходимости – и удлинение стропила для формирования карнизного свеса необходимой ширины (l).
  • Рассчитать суммарные нагрузки, выпадающие на стропильную систему, чтобы определить оптимальное сечение пиломатериала для изготовления стропил, шаг их установки (красный цвет – S) и допустимую длину пролетов между точками опоры. Все эти параметры – тесно взаимосвязаны между собой.
  • Когда на руках будут эти рассчитанные значения, уже несложно составить графическую схему, определить необходимость и оптимальное расположение элементов усиления, просчитать количество материала для их изготовления.

Цены на бензопилу

бензопила

Угол крутизны скатов может определяться хозяевами по различным критериям оценки:

  • Из чисто эстетических соображений – когда «во главу угла» становится внешний вид строения. Многим нравятся крыши с высоким коньком, но при этом нельзя забывать, что на такую кровлю резко возрастает ветровая нагрузка. Да и материалов для изготовления высокой крыши пойдет неизмеримо больше. Вместе с тем, на крутых скатах почти до нуля снижается снеговая нагрузка – не исключено, что для «снежных» регионов этот параметр оценки может стать определяющим.
  • Из соображений полезного использования чердачного помещения. При двускатной схеме крыши, чтобы добиться максимальной площади мансарды, приходится возводить скаты с очень большой крутизной, то есть с теми же последствиями, о которых сказано выше.
Наглядная демонстрация зависимости простора «жизненного пространства» в чердачном помещении от угла уклона двускатной крыши
Наглядная демонстрация зависимости простора «жизненного пространства» в чердачном помещении от угла уклона двускатной крыши
  • Наконец, может быть и совершенно противоположный подход – из соображений экономии сделать конструкцию крыши с минимальной высотой в коньке. Но в этом случае придется ориентироваться на минимально допустимые углы уклона для конкретного типа кровельного покрытия. Уменьшать крутизну ниже рекомендованным производителем показателей – это «закладывать бомбу» в свою крышу, причем и из соображений ее прочности и долговечности, и с позиций гидроизоляционных качеств покрытия.

Рассчитать высоту конька над плоскостью перекрытия (мауэрлата) – несложно. В основе подавляющего большинства узлов любой кровельной системы лежит треугольник, который, в свою очередь, подчиняется строгим геометрическим (точнее – тригонометрическим) законам.

Итак, в нашем случае известна ширина крыши по фронтонной линии. Если крыша симметрична, то конек разместится ровно посередине, и для расчетов можно просто ширину F разделить на два (основание треугольника f = F/2). При несимметричных скатах придется спроецировать вершину конька на линию F, и промерить расстояния f1 и f2 от нее до края треугольника (до мауэрлата) с каждой из сторон. Естественно, что в таком случае и уклон скатов будет различным.

Н = f × tg a

Чтобы не заставлять читателя искать значения тангенсов и проводить расчеты вручную, ниже размещен калькулятор, в котором уже внесены необходимые табличные величины.

Свес крыши

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

  • Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
  • Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
  • Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
  • Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

Поэтому нужно правильно подойти к выбору стропильных систем и верно составить план стропил двускатной крыши.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

А как произвести расчет стропильной системы вы можете прочитаете здесь.

Предлагаем ознакомиться:  Слив для крыши металлический

Чертеж элементов стропильной системы

  1. После нахождения площади одного ската результат следует удвоить;
  2. Поскольку скат представляет собой расположенный наклоненно прямоугольник, площадь его определяют путём перемножения длины с шириной;
  3. Протяжённость ската аналогичная длине стены. К ней также добавляют выступ крыши над фронтоном – обязательно для каждой из сторон;
  4. По ширине скат идентичен протяжённости стропильной ноги плюс длина того выступа, который имеет кровля относительно несущей стены.

Недостатки

Главными элементами стропильных металлических ферм являются:

  • нижний, верхний пояса – образуют контур;
  • собранная на основе раскосов и стоек решетка.

Элементы соединяются в узлах прямым примыканием друг к другу. Крепление стержней решетки к поясам осуществляется сваркой или с помощью фасонных элементов.

Кроме стропильных, бывают также подстропильные. Они служат опорами несущих конструкций и перекрытий в тех случаях, когда расстояние между колоннами больше шага балок или колонны имеют неодинаковый шаг.

Стропильные фермы – основа основ

  • размерам;
  • форме поясов;
  • форме пролетов;
  • схемам изготовления.

Фермы статического образца делятся на:

  • рамные;
  • балочные;
  • винтовые;
  • арочные.

Отличительной чертой балочных является более экономное расходование материала и меньший вес. Их применение целесообразно при изготовлении конструкций, которые должны постоянно выдерживать большие нагрузки.

Применяются различные виды схем, основными качествами которых являются легкость, прочность, устойчивость. Качественное выполнение монтажа можно обеспечить посредством осуществления расчетов с помощью специальных программ.

В соответствии с очертанием пояса:

  1. С параллельными поясами – обладают достаточным количеством конструктивных преимуществ. Максимальная повторяемость деталей, обусловленная равной длиной стержней для решетки и поясов, одинаковой схемой узлов, наименьшим количеством стыков поясов дает возможность унифицирования конструкций и индустриализации процесса их производства. Такой вариант является оптимальным для мягкой кровли.
  2. стропильные фермы с параллельными поясами

  3. Трапециедальные (односкатные)– их сопряжение с колоннами позволяет создавать узлы рам повышенной жесткости, благодаря чему улучшаются прочностные характеристики всего здания. На решетках этих ферм в средней части пролета нет длинных стержней. Они не требуют наличия больших уклонов.
  4. трапециедальные стропильные фермы

  5. Полигональные – являются отличным вариантом для тяжелых строений с большими пролетами. Благодаря их использованию можно сэкономить значительное количество стали. Для легких вариантов выбор полигональной конфигурации нецелесообразен, поскольку конструкция значительно усложняется, а получаемая экономия не очень существенна.
  6. Полигональные стропильные фермы

  7. Треугольные – как правило, они используются для кровель с крытым уклоном с учетом условий эксплуатации строения или разновидности выбранного кровельного материала.

Несмотря на простоту в исполнении, они обладают определенными конструктивными недостатками:

  • усложненностью острого опорного узла;
  • существенным расходом материала для изготовления стержней значительной длины для центральной части решетки.

В некоторых случаях выбор треугольной системы является обязательным – например, когда есть необходимость в обеспечении равномерного притока большого количества естественного света.

  • Треугольная является наиболее эффективной в двух случаях: трапециедальной конфигурации и параллельных поясов.
  • Раскосная – в этом случае самые длинные элементы – раскосы – должны быть растянутыми, а стойки сжатыми. По сравнению с треугольной разновидностью такие решетки более трудоемкие и требуют расхода большего количества материала.
  • Специальные – крестовые, шпренгельные и т.д.

Узлы стропильной системы двухскатной крыши

Для долговечной и надежной кровли важно качественно сделать все узлы стропильной системы. Что это значит, мы и разберем прямо сейчас.

Стропила – это скелет кровли, на котором держатся внутренняя и внешняя обшивка, утеплитель, гидроизоляция и иные элементы. Также очень часто именно их используют в качестве основы под коммуникации. На крышу и, соответственно, стропила приходятся огромные нагрузки, которые могут достигать 200 кг/м 2 . Это вес строительных материалов, снега с листвой и прочего мусора. А чего стоят порывы ветра?

Стропила кровли как основа под коммуникации

При проведении ремонтных работ эта система должна выдержать не только вес человека, но и необходимого оборудования. При этом все эти параметры строго индивидуальны и зависят от ряда факторов, начиная от конфигурации и заканчивая климатической зоной. Однако в любом случае кровля и все ее элементы должны быть достаточно надежными, и только тогда мы сможем себя чувствовать действительно защищенно.

Для начала необходимо ознакомиться с терминологией. Фундаментом всей системы по праву можно назвать мауэрлат. Он представляет собой балку, на которой и крепится конструкция. Его главная функция – равномерное распределение нагрузок на стены. А вот балка, на которой фиксируется обрешетка, называется стропильной ногой.

Мауэрлат для крепления стропильной конструкции

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Благодаря подкосам и стойкам стропильные балки располагаются максимально устойчиво. Перпендикулярно ногам набиваются обрезные доски – обрешетка. Она служит основой для кровельного материала. А место соединения скатов кровли принято называть коньком. На нем набивается сплошная обрешетка, чтобы сделать эту часть крыши максимально надежной.

Продолжение стропильных ног – кобылки. Они располагаются под свесом, защищающим стены от осадков. Очень часто первыми начинают гнить именно эти конструктивные элементы, так как они наиболее подвержены негативному влиянию погоды, при этом сами ноги могут служить еще очень долго. Надежность всей конструкции зависит от того, насколько качественным будет абсолютно каждый узел крепления стропильной системы кровли. О них мы и поговорим более подробно.

Коньковое соединение – обеспечим крепкую вершину крыше

Конек представляет собой горизонтальное ребро в месте соединения двух скатов. Существует наслонная и стропильная система висячего типа. В первом случае конек устанавливается на стойки, расположенные параллельно длинным стенам. Очень важно обеспечить максимальное примыкание стропил к коньку, для этого делаются соответствующие запилы. Фиксация делается посредством гвоздей.

Конек в месте соединения двух скатов

Если речь идет о висячей конструкции, то концы стропильных ног соединяются попарно. Чтобы обеспечить подобное сопряжение, торец каждой балки подрезается под углом, равным наклону кровли. Далее стропила соединяются плоскостями срезов и фиксируются гвоздями, забитыми под углом. Обязательно необходимо закрыть место стыка металлической пластиной либо деревянной накладкой.

Попарное соединение стропильных ног

При соединении врубкой в полдерева достигается максимальная прочность. Для этого в месте сопряжения стропильные ноги соединяют с уступом. Затем сверлится отверстие под болт 14 мм. Дальнейшая фиксация достигается за счет болтового соединения. Когда речь идет о скользящей системе, то в этом случае концы ног соединяются посредством металлических пластинчатых шарниров.

Общее устройство двускатной крыши

Основные понятия

Две симметричных стороны с равной крутизной уклона кровли – это «классическая» компоновка двускатной крыши
Две симметричных стороны с равной крутизной уклона кровли – это «классическая» компоновка двускатной крыши

Именно эта схема отличается относительной простотой расчета и монтажа. Она чрезвычайно надежна (при правильном строительстве), обеспечивает равномерное распределение нагрузок на стены здания, обладая при этом отменным эксплуатационным запасом прочности. Вместе с тем, смотрится такая крыша, даже безо всяких изысков, очень симпатично, подходит для практически всех типов кровельного покрытия, а ее скатам могут придаваться любые углы крутизны (естественно, в разумных пределах).

Видимым недостатком такой крыши является наличие «глухих» зон в чердачном помещении, в нижней части скатов.

Иногда архитекторы стараются внести некоторое разнообразие в конструкцию двускатных крыш. Так, например, одним из приемов является создание подчеркнутой асимметрии скатов, причём, как по их крутизне, так и по длине от конька до карнизного свеса.

крепления для стропил

Оригинальное решение – скаты крыши различаются и по углу наклона к горизонту, и по длине
Оригинальное решение – скаты крыши различаются и по углу наклона к горизонту, и по длине

Подобный подход открывает дополнительные возможности полезного использования чердачного помещения. Правда, самостоятельно правильно спроектировать и смонтировать такую двускатную крышу для неподготовленного человека – задача из разряда практически невыполнимых, поэтому в нашей статье такая конструкция рассматриваться далее не будет.

С определённой долей условности к двускатным относят крыши с ломаными плоскостями скатов.

Ломаная форма скатов крыши обычно делается в угоду полезному использованию чердачного пространства
Ломаная форма скатов крыши обычно делается в угоду полезному использованию чердачного пространства

Впрочем, и такие конструкции имеют особенности в проектировании и проведении монтажа. Стропильные системы подобного типа заслуживают отдельного подробного рассмотрения.

Схема строения несложной по конструкции двускатной стропильной системы
Схема строения несложной по конструкции двускатной стропильной системы

Сразу оговоримся, что данная схема, безусловно, не может отразить всего возможного разнообразия конструкций стропильных систем, но основные детали и узлы на ней показаны достаточно понятно.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

1 – мауэрлат. Это доска или брус, которые жестко крепятся по верхнему торцу внешних несущих стен здания. Его предназначение – равномерное распределение нагрузки от всей системы крыши на стены дома, создание условий для надежного крепления стропильных ног в их нижней точке опоры.

2 – стропильные ноги, устанавливаемые попарно. Они становятся основными несущими деталями всей системы крыши – именно стропила задают крутизну скатов, будут основой для крепления обрешетки, кровельного покрытия, а если крыша планируется утеплённой – то еще и всего термоизоляционного «пирога».

Для изготовления стропильных ног применяются качественные доски или брус, можно использовать и кругляк. Про сечение пиломатериала, которое будет достаточным для гарантированного выдерживания всех возможных нагрузок – будет рассказано ниже.

Стропила могут заканчиваться на мауэрлате, но чаще выходят за пределы периметра стен дома, формируя карнизный свес. Впрочем, для этого могут применяться и более легкие детали – так называемые «кобылки», которыми наращивают стропильные ноги на необходимую ширину свеса.

Для формирования карнизного свеса стропила наращены «кобылками»
Для формирования карнизного свеса стропила нарощены «кобылками»

3 – коньковый прогон. Это может быть брус, доска или даже составная конструкция. Прогон проходит по всей линии конька и служит для надежного соединения верхних точек парных стропильных ног, связи всех стропильных пар с целью придания общей жесткости всей конструкции крыши. В различных вариантах крыш этот прогон может жёстко опираться на стойки, либо увязываться только с узлом соединения стропильных ног.

4 – затяжки (схватки, ригели). Горизонтальные детали усиления системы, дополнительно связывающие парные стропильные ноги между собой. Может применяться несколько затяжек, расположенных на разной высоте.

5 – балки перекрытия, которые будут служить основой для монтажа пола в чердачном помещении и потолка со стороны комнаты.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

6 – а эта балка одновременно выполняет роль лежня. Это брус, проходящий по всей длине крыши, который является опорой для установки дополнительных деталей усиления стропильной системы.  Лежень может устанавливаться так, как показано на рисунке (по типу балки перекрытия), либо жестко укладываться на капитальную перегородку внутри здания.

7 – стойки (бабки) – дополнительные вертикальные опоры стропильных ног, предотвращающие их прогиб под действием внешних нагрузок. Стойки вверху могут упираться в сами стропила, либо в дополнительный прогон, продольно связывающий стропильные ноги на определённой высоте.

На иллюстрации хорошо показаны дополнительные прогоны, связывающие стропильные ноги по всей длине крыши.
На иллюстрации хорошо показаны дополнительные прогоны, связывающие стропильные ноги по всей длине крыши.

8 – подкосы. Нередко при большой длине стропильных ног их несущей способности недостаточно, и усиление только стойками не обеспечивает необходимую прочность. В этих случаях применяются диагональные усиливающие элементы, опирающиеся снизу на лежень, создающие дополнительную точку опоры для стропила. Количество подкосов и место их установки могут варьироваться в крышах различной степени сложности.

Двускатные крыши можно разделить на два типа конструкций – с наслонными и висячими стропилами. Кроме того, широко применяются комбинированные системы, в которых объединены оба принципа построения. В чем же принципиальная разница?

Вид металлических систем и их конструкция определяются величиной кровельного уклона:

  • От 6 до 15 градусов – используется трапециевидная ферма, высота составляет от 1/7 до 1/9 ее длины. В случае устройства чердака возможны два варианта: ее стены должны быть соответствующей высоты или у проектируемой крыши должны быть переломы у опор. Панели нижнего и верхнего рядов должны иметь одинаковые размеры. Использование решетки в данном случае способствует облегчению нагрузки.
  • От 15 до 22 градусов – высота конструкции составляет 1/7 длины. Использование ломаного нижнего пояса дает возможность сокращения веса примерно на 30% по сравнению с треугольной. Длина одного пролета не должна превышать 20 м.
  • От 22 до 30 градусов – применяется треугольная система, высота составляет 1/3 длины. Так как вес конструкции получается небольшим, в роли опоры могут выступать возведенные на не очень большую высоту наружные стены.

Если длина пролета составляет 14-20 метров, в каждой половине используется четное количество панелей, длина которых держится в пределах 1,5-2,5 м. Для таких параметров рекомендуется использовать 8 панелей.

При большей длине пролета (от 20 до 35 м) рационально использование ферм Полонсо – двух треугольных, соединенных затяжками. При этом можно убрать длинные раскосы панелей в центре, благодаря чему достигается уменьшение веса. В таком случае верхний пояс делят на 12-16 панелей длиной от 2 до 2,75 м.

ВЫВОДЫ:

  • Стропильная система на основе металла применяется в основном при возведении зданий общественного или промышленного назначения.
  • Металлические конструкции обладают значительной прочностью и могут выдерживать большие нагрузки.
  • Нередко устраивается комбинированный тип стропильных систем, в которых наряду с металлом используются также деревянные детали.
  • Второй вариант – стропильные системы полностью на основе металла.
  • Сегодня самой передовой технологией применения металлических элементов является технология с использованием легкого стального каркаса.
  • Основные достоинства металлических систем: пожаробезопасность, экологичность, длительность эксплуатационного срока.
  • Недостатки конструкции: неспособность сохранять тепло, тяжелый вес, трудоемкость работы, дороговизна.
  • Главные элементы ферм: верхний и нижний пояса, решетка.
  • Фермы отличаются в соответствии с формами поясов и особенностями решеток.
  • Материалом для изготовления элементов ферм, как правило, является парный облегченный оцинкованный профиль.
  • Точность расчетов определяет надежность конструкции.
  • Вид металлических систем и их конструкция определяются величиной кровельного уклона.

Содержание

В устройстве стропильного каркаса для скатных крыш используют деревянные и металлические балки. Исходным материалом для первого варианта служит доска, бревно, брус. Второй сооружают из металлопроката: швеллера, профильной трубы, двутавра, уголка. Есть комбинированные конструкции со стальными наиболее нагружаемыми деталями и элементами из древесины на менее ответственных участках.

Кроме «железной» прочности у металла имеется масса недостатков. К ним относятся теплотехнические качества, неудовлетворяющие владельцев жилых строений. Разочаровывает необходимость в применении сварных соединений. Чаще всего стальными стропилами оборудуют индустриальные строения, реже частные бытовки, собранные из металлических модулей.

В деле самостоятельного сооружения стропильных конструкций для частных домов в приоритете древесина. С ней работать несложно, она легче, «теплей», привлекательней по экологическим критериям. К тому же для выполнения узловых соединений не потребуется сварочный аппарат и навыки сварщика.

Основной «игрок» каркаса для сооружения крыши – стропило, в среде кровельщиков называемое стропильной ногой. Лежни, раскосы, бабки, прогоны, затяжки, даже мауэрлат могут использоваться или не использоваться в зависимости от архитектурной сложности и габаритов крыши.

Стропила, применяемые в строительстве каркаса двухскатных крыш, по техническим признакам и способу укладки подразделяются на:

  • Наслонные стропильные ноги, обе пятки которых имеют под собой надежные конструктивные опоры. Нижний край наслонного стропила упирается в мауэрлат или в потолочный венец сруба. Опорой для верхнего края может служить зеркальный аналог смежной стропилины или прогон, представляющий собой горизонтально проложенную под коньком балку. В первом случае стропильная система называется распорной, во втором безраспорной.
  • Висячие стропила, верх которых упирается друг в дружку, а низ базируется на дополнительной балке – затяжке. Последняя соединяет две нижние пятки смежных стропильных ног, в результате получается треугольный модуль, именуемый стропильной фермой. Затяжка гасит процессы растяжения, благодаря чему на стены действует только вертикально направленная нагрузка. Конструкция с висячими стропилами хоть и является распорной, но сам распор на стены не передает.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

В соответствии с технологической спецификой стропильных ног сооружаемые из них конструкции делятся на наслонные и висячие. Для устойчивости конструкции оснащают подкосами и дополнительными стойками. Для устройства опор верха наслонных стропилин монтируют лежни и прогоны. В реальности стропильная конструкция намного сложнее, чем описанные элементарные шаблоны.

Отметим, что формирование каркаса двухскатной крыши может вообще производится без стропильной конструкции. В таких ситуациях предполагаемые плоскости скатов образуются слегами – балками, уложенными прямо на несущие фронтоны. Однако интересует нас сейчас конкретно устройство стропильной системы двухскатной кровли, а в нем задействованы могут быть как висячие или наслонные стропила, так и комбинация обоих типов.

Крепление стропильной системы к кирпичным, пенобетонным, газобетонным стенам производится через мауэрлат, который в свою очередь фиксируется анкерами. Между мауэрлатом, представляющим собой деревянную раму, и стенами из указанных материалов в обязательном порядке прокладывается гидроизоляционная прослойка из рубероида, гидроизола и т.д.

Верх кирпичных стен иногда специально выкладывают так, чтобы по внешнему периметру получилось нечто вроде невысокого парапета. Так надо, чтобы размещенный внутри парапета мауэрлат и стены не распирали стропильные ноги.

Стропила каркаса крыш деревянных домов опираются на верхний венец либо на потолочные балки. Соединение во всех случаях выполняется врубками и дублируется гвоздями, болтами, металлическими или деревянными пластинами.

Крайне желательно, чтобы сечение и линейные размеры деревянных балок определялись проектом. Проектировщик даст четкие расчетные обоснования геометрическим параметрам доски или бруса с учетом всего спектра нагрузок и погодных условий. Если в распоряжении домашнего мастера проектной разработки нет, путь его лежит на стройплощадку дома с подобной кровельной конструкцией.

На этажность возводимого здания внимание можно не обращать. Проще и правильнее выяснить требующиеся размеры у прораба, чем узнавать их у владельцев шаткого самостроя. Ведь в руках прораба документация с четким расчетом нагрузок на 1м² крыши в конкретном регионе.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Шаг установки стропилин определяет тип и вес кровельного покрытия. Чем оно тяжелее, тем меньше должно быть расстояние между стропильными ногами. Для укладки глиняной черепицы, например, оптимальным расстоянием между стропилами будет 0,6-0,7м, а для монтажа металлочерепицы и профлиста допустимо 1,5-2,0 м.

Народные умельцы вычисляют шаг стропилин согласно конструктивным особенностям постройки, банально разделив длину ската на равные расстояния. Для утепленных крыш шаг между стропилинами подбирают, исходя из ширины плит теплоизоляции.

У нас на сайте вы можете найти калькулятор для расчета двухскатной крыши. который возможно вам также очень поможет при строительстве.

Стропильные конструкции наслонного типа значительно проще в исполнении, чем их висячие собратья. Обоснованный плюс наслонной схемы заключается в обеспечении полноценного проветривания, которое напрямую связано с долгосрочностью службы.

Отличительные конструктивные особенности:

  • Обязательное наличие опоры под коньковой пяткой стропильной ноги. Роль опоры может играть прогон – деревянная балка, опирающаяся на стойки или на внутреннюю стену строения, или верхний торец смежной стропилины.
  • Использование мауэрлата для возведения стропильной конструкции по стенам из кирпича или искусственного камня.
  • Применение дополнительных прогонов и стоек там, где стропильным ногам по причине крупного габарита крыши требуется дополнительные точки опоры.

Металлическая стропильная система двухскатной крыши

Минус схемы заключается в наличии конструктивных элементов, влияющих на планировку внутреннего пространства эксплуатируемого чердака. Если чердак холодный и в нем не предполагается организация полезных помещений, то наслонной конструкции стропильной системы для устройства двухскатной крыши стоит отдать предпочтение.

Типовая последовательность работ по сооружению наслонной стропильной конструкции:

  • Первым делом промеряем высоты постройки, диагонали и горизонтальность верхнего среза остова. При выявлении вертикальных отклонений кирпичных и бетонных стен, устраняем их цементно-песчаной стяжкой. Превышение высот сруба стесываем. Путем подкладывания щепы под мауэрлат с вертикальными огрехами можно бороться, если величина их незначительна.
  • Поверхность перекрытия под укладку лежня необходимо тоже выровнять. Он, мауэрлат и прогон должны быть четко горизонтальны, но расположение перечисленных элементов в одной плоскости не обязательно.
  • Обрабатываем все деревянные детали конструкции перед установкой антипиренами и антисептическими препаратами.
  • По бетонным и кирпичным стенам прокладываем гидроизоляцию под установку мауэрлата.
  • Укладываем брус мауэрлата на стены, вымеряем его диагонали. Если понадобится, слегка передвигаем брусья и поворачиваем углы, стремясь добиться идеальной геометрии. Выравниваем раму по горизонтали при необходимости.
  • Монтируем мауэрлатную раму. Сращивание брусьев в единую раму производится посредством косых врубок, места соединений дублируются болтами.
  • Фиксируем положение мауэрлата. Крепеж производится либо скобами к загодя заложенным в стену деревянным пробкам, либо анкерными болтами.
  • Размечаем положение лежня. Его ось должна отступать от брусьев мауэрлата на равные расстояния с каждой стороны. Если прогон будет опираться только на стойки без лежня, процедуру разметки проводим только для этих столбиков.
  • Устанавливаем лежень на двухслойную гидроизоляцию. К основанию его крепим анкерными болтами, с внутренней стеной соединяем проволочными скрутками или скобами.
  • Размечаем точки установки стропильных ног.
  • Выпиливаем стойки по единым размерам, т.к. лежень у нас выставлен в горизонт. Высота стоек должна учитывать размеры сечения прогона и лежня.
  • Устанавливаем стойки. Если предусмотрено проектом, раскрепляем их распорками.
  • Укладываем на стойки прогон. Снова проверяем геометрию, затем устанавливаем скобы, металлические накладки, деревянные крепежные пластины.
  • Устанавливаем пробную стропильную доску, размечаем на ней места подрезки. Если мауэрлат выставлен строго в горизонт, нет необходимости в подгонке стропилин на крыше по факту. Первая доска может использоваться в качестве шаблона для изготовления остальных.
  • Размечаем точки установки стропилин. Народные мастера для разметки обычно заготавливают пару реек, длина которых равна просвету между стропилинами.
  • По разметке устанавливаем стропильные ноги и крепим их сначала внизу к мауэрлату, затем вверху к прогону друг к другу. К мауэрлату проволочной связкой прикручивается каждая вторая стропилина. В деревянных домах стропилины прикручивают ко второму от верхнего ряда венцу.

Если подстропильная система сделана безупречно, наслонные доски монтируются в произвольном порядке. Если уверенности в идеальном сооружении нет, то сначала устанавливаются крайние пары стропилин. Между ними натягивается контрольная бечевка или леска, согласно которой подгоняется положение вновь устанавливаемых стропил.

Завершается монтаж стропильной конструкции установкой кобылок, если длина стропильных ног не позволяет сформировать свес требующейся длины. К слову, для деревянных построек свес должен «выходить» за контур здания на 50см. Если запланирована организация козырька, под него устанавливаются отдельные мини-стропила.

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.