Выбор конструкции кровли

Правильно сконструированная и собранная согласно технологии, крыша служить барьером, предотвращающим проникновение внутрь дома холодного воздуха и влаги. Снаружи невооруженным взглядом мы видим только малую часть конструкции – кровельное покрытие. Но каркас крыши, который является наиболее важным компонентом, выполняет основные опорные функции и принимает на себя воздействие ветровой и снеговой нагрузок.

Чтобы он не деформировался в результат эксплуатации, необходимо правильно рассчитать величину сечения его элементов и определить расстояние между ними с учетом веса кровельного материала, уклона и климатических условий. В этой статье мы расскажем, что собой представляет стропильная система двускатной крыши дома, из чего она состоит, как проектируется и собирается своими руками.

https://www.youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8

Устройство стропильной системы двухскатной крыши любого из перечисленных видов представляет собой совокупность вспомогательных и опорных элементов. Они распределяют равномерно вес кровельного пирога, а также компенсируют распирающие и изгибающие нагрузки, возникающие между ними.

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.

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.

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.

Стропильная система двухскатной крыши - Всё о кровле

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 расчет стропильной системы двухскатной крыши, изначально следует помнить о том, что угол наклона напрямую зависит от имеющихся архитектурных требований и выбранного кровельного материала:

  • 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.

Что до площади крыши, то при расчётах стоит принимать во внимание, следующее:

  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.

Прежде чем обустраивать стропила для двухскатной крыши своими руками, проводят укладку мауэрлата. В ситуации если кровля возводится на деревянном доме из бруса или профилированного бревна, его роль берёт на себя верхний элемент стены.

Если же стены кирпичные, предварительно вделывают в кладку стальные прутья с резьбой для последующей фиксации мауэрлата к основанию. Шаг составляет порядка 1-1,5 м – этого вполне достаточно для надёжной фиксации. Сечение стержня должно составлять 10 и более мм, прижим мауэрлата выполняют с помощью шайб и гаек. Обратите внимание – обязательно наличие двух слоев гидроизолятора (рубероида) межу стеной и мауэрлатом.

Стены, изготовленные из керамического или пенобетонного блока, покрывают сверху слоем армированного бетона, высотой порядка 20-30 см, предварительно устанавливая внутрь него стальные прутки с резьбой. Для балок мауэрлата характерна абсолютная параллельность относительно друг друга, иначе размеры стропильных ног будут иметь различную длину.

Перед началом установки ног по мауэрлату выполняют предварительную разметку, затем переходят к подготовке самих ног. В нижней их части выполняют особый вырез, повышающий площадь опоры на основание. Размер его составляет 1/3 от ширины стропильной ноги. Вырез должен быть ровным, более удобно проводить его с задействованием специального шаблона.

Если конструкцией предусмотрены висячие деревянные стропила, сборку их проводят заранее. Соединение ног выполняют посредством стальных накладок или больших болтов, обеспечивая при этом наибольшую степень сжатия. Когда все стропильные треугольники смонтированы, переходят к их установке. Изначально выставляют крайние элементы, затем заполняют промежуток внутренними стропильными ногами. Временную фиксацию осуществляют за счёт укосин, с последующим их демонтажем.

Схема двускатной крыши

После этого на стропильные ноги ставят кобылки, посредством которых будет сформирован кровельный свес. В завершение укладывают обрешётку и закрепляют по коньку массивную доску, формируя, таким образом, единую конструкцию.

Если же задействуют деревянные стропила наслонного типа, то изначально монтируют лежень, располагая поверх него опоры, на которые затем ставят коньковый брус. Все компоненты фиксируют с помощью укосин. Установку стропильных ног проводят на выстроенную конструкцию, при этом длина их должна слегка превышать требуемую – это позволит после соединения двух стропил убрать излишек посредством дисковой пилы. Благодаря такому методу можно значительно повысить скорость выполнения монтажных мероприятий.

Предлагаем ознакомиться:  Как выровнять кривые деревянные полы

В заключение проводят зашивку фронтонов, кровельного свеса и монтируют выбранный кровельный материал. На этом работы по обустройству двускатной стропильной системы можно считать завершёнными.

Отметим следующие преимущества:

  • 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.

Как видите, стропильная система двухскатной крыши не столь уж и сложна по своему исполнению и возведению. Обладая некоторым опытом, имея нужный инструмент и немного свободного времени, её можно собрать самостоятельно. Главное, не торопиться, придерживаясь описанных рекомендаций.

Конструкция двускатной кровли отличается наличием наклонных поверхностей с двух сторон. Площадь основания кровли имеет прямоугольную поверхность. Скаты не дают собираться на крыше снегу и талой воде. Крыша естественным образом очищается. Кровля состоит из конструктивных узлов: мауэрлата, системы стропил, конька и кобылки, свесов кровли, подкосов, затяжек, обрешетки и стоек. Стоит разобраться, чем характерны все элементы конструкции двускатной кровли.

Мауэрлат необходим для правильного распределения нагрузки на несущие стены от стропил. С этой целью обычно выбирают прочную древесину – брус (это может быть дуб, лиственница, сосна). Выбор бруса по сечению определяется видом древесины (цельный или склеенный). Например, 100 на 100 мм или 150 на 150 мм. Стоит отметить, что при выборе металлической стропильной системы мауэрлат также должен быть выполнен из металла.

Основным элементом системы двускатной крыши является стропильная нога. Эти элементы изготавливаются из прочного бруса и бревен. При соединении стропильной ноги сверху формируется ферма с различным типом промежуточной опоры. Важную роль здесь играют параметры стропил и узлы конструкции.

Затяжка необходима для соединения стропильной системы (стропильной ноги) и для придания прочности и необходимой жесткости конструкции.

Прогон бывает двух типов: коньковый, при котором монтаж производится в месте примыкания стропил (в этом месте далее устанавливается конек кровли), и боковой прогон, который обеспечивает кровельным элементам (ферме) дополнительную жесткость (размеры и количество таких прогонов будет зависеть от нагрузки на конструкцию).

Стойки для стропил в виде вертикального бруса также принимают на себя значительную часть нагрузки от крыши. Стойку для стропил двускатной крыши обычно располагают по центру. Если ширина пролета больше обычной – то еще и по бокам. При возведении несимметричной крыши стойки ставятся в зависимости от длины стропил. Для ломаной кровли установка стоек выполняется по бокам, при этом остается свободное пространство. Если планируется две комнаты под крышей, то стойки стропил ставят по центру и по бокам.

Подкосы – это опоры для стоек. При подкосе под углом более 45 градусов кровля лучше защищена от деформации (снег, ветер). В зависимости от климатической зоны могут быть установлены как продольные, так и диагональные подкосы стропильной парой на одной плоскости.

Лежень служит надежной опорой стоек. Это место крепления подкоса.

Обрешетка необходима для фиксации материалов и конструктивных элементов кровли. Обрешетку устанавливают перпендикулярно к стропильным ногам. Одно из важных предназначений обрешетки – перераспределение нагрузки от кровли на стропильную систему.

Выполнить своими руками монтаж стропильной системы двускатной крыши лучше с помощниками, да и многие элементы конструкции невозможно установить в одиночку. Установка стропильной системы выполняется в несколько этапов.

Рассмотрим их пошагово:

  • Сначала необходимо сделать шаблон. Стропильные фермы собираются по шаблону. Так, нужно взять две доски той же длиной, что и стропильная нога. Их присоединяют друг к другу с краев одним гвоздем. В результате получается конструкция «ножницы».
  • Эту конструкцию другими краями необходимо ставить в тех местах, где есть опоры на стропильные ноги. Полученный таким образом угол (по наклону ската кровли) фиксируется на несколько гвоздей. Крепление углов нужно делать на дополнительную перекладину между досками.
  • Далее готовится еще один шаблон. С его помощью можно дальше собрать конструкцию. Выполняется монтаж запилов на стропилах. Сам шаблон проще сделать из фанеры.
  • Запилы вырезаются на стропилах с помощью шаблона. Соединение элементов происходит под углом наклона ската. Готовый треугольник и есть стропильная ферма. Ее поднимают на крышу и крепят к мауэрлату (при этом понадобятся лаги, лестницы).
  • Крепеж стропильной системы к мауэрлату делают с помощью гвоздей, скоб, уголков. А деревянные «коротыши» помогают закрепить конструкцию от смещения вдоль оси, их нужно выставить по всей площади.
  • На первоначальном этапе устанавливаются две фронтонные фермы по краям. Установка и правильная фиксация по горизонтали и вертикали производится с помощью временных подкосов, к которым крепится конструкция.
  • Для надежности и удобства по краям (между вершинами ферм) протягивается шнур. Крепить его нужно таким образом, чтобы обозначить место для будущего конька. Также шнур понадобится при установке промежуточных стропил.
  • На следующем этапе производится подъем и установка остальных стропильных ферм (при определенном расстоянии (обычно 0,6 м) друг от друга).
  • При наличии громоздких конструкций, если есть необходимость усилить строение, их укрепляют ригелями, подкосами и подпорами.
  • Прогон (коньковый брус) ставят на специальных опорах. К нему потом крепят стропила разного вида (короткие, промежуточные или диагональные).

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды наслонных систем для разных пролетов между несущими стенами

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и врубки стропильных ног

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Стропильная система двухскатной крыши - Всё о кровле

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Предлагаем ознакомиться:  Как закрепить трубу дымохода на крыше

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Как устроена мансардная крыша (с чертежами и схемами) читайте тут. 

Особенности строительства крыш с углом

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

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.

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.

Двускатная кровля — самый простой вариант для строительства частного дома. Стропильная система может иметь наслонную, висячую или комбинированную конструкцию.

Наслонная и висячая стропильная система.

В первом случае стропила «наслоняют» — укладывают на наружные и внутренние опоры. Во втором — «подвешивают» с опиранием только на стены.

Наслонная система применяется в строительстве домов с внутренними капитальными стенами, разгружающими от распора наружные ограждающие конструкции. Основная нагрузка здесь — вертикальная.

Отсутствие горизонтальных распирающих усилий упрощает и удешевляет конструкцию несущего каркаса крыши. Она состоит из стропильных ног, подкосов, ригелей, прогонов и стоек. Мауэрлат или лежень монтируют выше уровня перекрытия на 100-150 мм для свободного доступа к низу стропил. Если стены непрочные, его располагают по периметру здания. В противном случае можно обойтись коротышами длиной 60-70 см, уложенными под стропильные ноги.

Стропильная система двухскатной крыши - Всё о кровле

В деревянных зданиях функцию мауэрлата выполняет верхний венец или обвязка. Стропила нижним концом врубают в несущую балку, дополнительно закрепляют скобами и скрутками из проволоки.

Расчет параметров материала важный этап, поэтому приводим алгоритм расчета пошагово.

Расчет стропильной системыВажно знать: вся стропильная система состоит из множества треугольников, как наиболее жесткого элемента. В свою очередь, если скаты имеют различную форму, т.е. являются неправильным прямоугольником, то нужно разделить его на отдельные составляющие и посчитать нагрузку и количество материалов для каждого. После расчетов данные суммировать.

Нагрузка на стропила может быть трех видов:

  • Постоянные нагрузки. Их действие будет всегда ощущаться стропильной системой. К таким нагрузкам относят вес кровли, обрешетки, утеплителя, пленок, доборных элементов кровли, отделочных материалов для мансардного этажа. Вес кровли является суммой веса всех его составляющих элементов, такую нагрузку проще учесть. В среднем величина постоянной нагрузки на стропила равна 40-45 кг/м.кв.

Совет. Чтобы сделать запас прочности для стропильной системы лучше к расчету прибавить 10%.

Для справки: Вес некоторых кровельных материалов на 1 м.кв. представлен в таблице

Совет. Желательно, чтобы вес кровельного материала, приходящийся на 1 м.кв. площади крыши, не превышал 50 кг.

  • Переменные нагрузки. Действуют в разные периоды и с разной силой. К таким нагрузкам относят: ветровую нагрузку и ее силу, снеговую нагрузку, интенсивность осадков.

По сути, скат крыши подобен парусу и, если учесть ветровую нагрузку, вся конструкция крыши может быть разрушена.

Ветровая нагрузка на крышу

Расчет проводят по формуле: ветровая нагрузка равна показатель по региону, умноженный на поправочный коэффициент. Эти показатели содержатся в СНиП «Нагрузки и воздействия» и определяются не только регионом, но и местом расположения дома. Например, на частный дом, окруженный многоэтажными зданиями, приходится меньше нагрузок. Отдельно стоящий загородный дом или дача испытывают повышенные ветровые нагрузки.

Полная снеговая нагрузка равна вес снега, умноженная на поправочный коэффициент. Коэффициент учитывает ветровое давление и аэродинамическое влияние.

Вес снега, который приходится на 1 м.кв. площади крыши (согласно СНиП 2.01.07-85) находится в пределах 80-320 кг/м.кв.

Коэффициенты, показывающие зависимость от угла наклона ската представлены на фото.

Схема расчета снеговой нагрузки на крышу

Нюанс. При угле наклоне ската свыше 60° нагрузка снега на расчет не влияет. Поскольку снег быстро сползет вниз и не повлияет на прочность бруса.

  • Особые нагрузки. Учет таких нагрузок проводится в местах с высокой сейсмической активностью, торнадо, штормовыми ветрами. Для наших широт достаточно сделать запас по прочности.

Нюанс. Одновременное действие многих факторов вызывает эффект синергии. Это стоит учесть (см. фото).

Нельзя недооценить важность расчетов стропильной системы двускатной крыши. В процессе проектирования необходимо вычислить полезную площадь и исходя из полученных данных решить, насколько высокими будут вертикальные стойки. В этом случае имеет значение несколько факторов.

Нагрузка

При возведении кровельной конструкции важно рассчитать максимальную нагрузку на крышу дома, на все стропила и перекрытия балками. Может понадобиться усиление стропил, тогда в проект вносятся коррективы. Например, может потребоваться использование дополнительных накладок или бруса с большим сечением, чем планировалось. Важен и вес всей стропильной системы. В этом случае расчет ведется с учетом не только сечения пиломатериалов, но и плотности и влажности древесины, определяется расстояние шага между стропилами.

На сегодняшний день существует специальная классификация нагрузок на кровельную систему:

  1. Основная нагрузка касается веса стропильной конструкции, температуры нагрузки, снеговых и других погодных факторов.
  2. Дополнительная нагрузка касается расчетов влияния ветра и гололеда.
  3. Форс-мажорные нагрузки связаны с техногенными обстоятельствами (современная кровля должна выдержать все).
Предлагаем ознакомиться:  Установка водостоков: как установить и прикрепить водосток к крыше

Стропильная система двухскатной крыши - Всё о кровле

Важно грамотно рассчитать угол наклона скатов. При стандартной ширине дома в 6-8 м угол скатов составляет 45 градусов, но этого мало для пространства в мансарде. При угле наклона в 60 градусов конструкция обойдется дороже, но вся крыша будет выполнена удачней. При 45 градусах наклона можно выбирать любые кровельные материалы.

Если двускатная крыша изначально планируется асимметричной, то в чердачном пространстве можно спокойно обустроить жилую мансарду, но для этого надо посчитать полезную площадь. Выбирается обычно стандартная двускатная крыша. При этом важно учесть нагрузки на крышу из-за ветра и снега. При увеличении угла наклона скатов увеличится и расход материалов.

Но и эксплуатационные характеристики такой кровли будут выгодно отличаться. Если планируется возвести двускатную крышу с неравными углами скатов, то все работы можно выполнить в оригинальном дизайне. Тем не менее, при проектировании лучше отталкиваться от классической конструкции в виде симметричной кровли с равнобедренным треугольником в основании.

Шаг стропил, используемый при создании крыши, является одним из основополагающих при возведении конструкции. Существует зависимость шага стропильной системы от кровельного материала. В качестве последнего используется профнастил, шифер, мягкая кровля или металлочерепица.

Шифер для кровли используется повсеместно. Этот кровельный материал отличается относительной прочностью, невысокой стоимостью и устойчивостью к температурным перепадам. Однако материал обладает определенным весом, соответственно, необходимо обеспечить крышу мощной стропильной системой. Стоит учесть, что для шиферной кровли должно быть не менее трех точек опоры (по центру и по краям).

В последние годы достаточно большое распространение среди кровельных материалов получила металлочерепица. Материал прост в монтаже и отличается привлекательным внешним видом. Металлические листы для кровли удобно использовать, так как они имеют малый вес. В связи с этим расстояние между стропилами может быть большим (например, 600-950 мм с сеченным брусом 150х50 мм).

Покрытие из профнастила может быть выполнено из оцинкованного стального листа со специальным защитным покрытием (от внешних погодных воздействий). Современный профнастил отличается по цвету, ширине гофры. Внешне такое покрытие отличается по дизайну. Шаг между стропилами под профнастил будет зависеть от вида профиля, от углов наклона и конфигурации крыши. Для стропильной системы в этом случае используется брус сечением 50-75 мм. Это может быть и доска 20-50 мм шириной.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Простейший вариант наслонных стропил

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Стропильная система двухскатной крыши - Всё о кровле

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Как сделать двухскатную крышу (фотоотчет) читайте тут. 

Из каких элементов состоит и каких видов бывает стропильная система двухскатной крыши

Стропильная система — мощный каркас кровли для удерживания кровельного покрытия и других элементов.

Насколько правильно устроен кровельный каркас зависит прочность крыши в целом.

Иначе может ухудшится ее функциональность, способность защищать здание от внешних воздействий и обеспечивать тепло в доме.

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

А как произвести расчет стропильной системы вы можете прочитаете здесь.

При обустройстве каркаса двухскатной крыши используют элементы:

  • 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.

Совокупность нескольких элементов (стропил, стоек, раскосов) в одной плоскости называется фермой.

Чертеж элементов стропильной системы

Устройство стропил для чердачного помещения

Стропильная система двухскатной крыши - Всё о кровле

Всё большую актуальность обретают доступные по своей цене, но при этом надёжные, практи чные и долговечные двускатные кровли. У них простая конструкция, а возведение можно провести своими руками.

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу - безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу - возможные схемы крепления подпорки

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши - Всё о кровле

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

Системы с подстропильными балками

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или  расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки в стропильной системе без подстропильного прогона

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.