Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Монтаж крыши – это сложный многоэтапный процесс. Чтобы самостоятельно собрать и установить стропильную систему, необходимо тщательно изучить способы соединения элементов, просчитать длину стропил и угол уклона, подобрать соответствующие материалы. Если нет нужного опыта, браться за сложные конструкции не стоит. Оптимальный вариант для жилого дома небольших размеров – крыша двухскатная своими руками.

Стропильная система – основа любой кровли. Сложность или доступность стропильной конструкции зависит от выбранного типа крыши. Сегодня мы поговорим о наиболее простом варианте – системе стропил для двухскатной крыши. Об устройстве кровельного каркаса, особенностях и функциях его элементов, и как выполняется стропильная система двухскатной крыши своими руками, рассказывают опытные специалисты.

Если принято решение построить дом либо небольшую хозпостройку, то необходимо сберечь постройку от попадания влаги, а для этого нужно сделать крышу. Крыша по своей конструкции может быть разной, но в большинстве случаев используют двухскатную. Проверенная веками она проста в монтаже и совместима с любым типом кровельного покрытия.

Самый активно используемый материал, из которого изготавливают стропила, – это дерево. Обычно применяются заготовки из хвойных пород, так как структура пропитанная смолой позволяет древесине сохранить свои качества достаточно долго и обладает небольшим весом. При выборе материала желательно избегать доски с сучками и большими трещинами. Не рекомендуется использовать свежераспиленные доски и брусья для изготовления стропильного каркаса, дерево следует подсушить.

Стропила нужно собирать в треугольную ферму, эта конструкция позволяет обеспечить оптимальную жесткость, а она влияет на несущую способность всей постройки.

Установку стропильной системы необходимо начинать с мауэрлата. Место для его установки намечается в процессе постройки стен. Для этого на внешней стороне стены нужно выложить выступ, а мауэрлат уложить у внутреннего края. Для его крепления используют:

  • обвязнуюпроволоку;
  • анкерныеболты;
  • пробкииздерева;
  • арматуру,нарезаннуюкусками.

Намеченное место укладки мауэрлата нужно гидроизолировать, а брус – обработать антисептическим средством. Чтобы уменьшить число стыков, брус необходимо выбирать максимальной длины. Если вдруг длина балки оказалась маленькой, нужно произвести косой запил, после чего соединить две части, используя саморезы, гвозди и скобы. Длина запила должен быть до 1 метра.

Для изготовления стропильных ног нужно нарезать доски требуемой длины. Для этого хорошо подойдет брус размером 50 × 20. Соединение не должно быть расположено посередине, необходимое смещение – это 1/3 от всей длины стропил.

Для небольших строений стропильные фермы проще собирать на земле, а затем поднять на крышу.

Начинать ставить стропила нужно с крайних фронтонных ферм. Строительным уровнем контролируется вертикальность их установки. А для точной установки промежуточных ферм желательно натянуть шнур сверху и снизу.

Стропильные ноги устанавливаются с шагом от 0,6 до 1,2 м, а фермы закрепляются между собой временным фиксатором.

После установки всех ферм они скрепляются доской в верхнем поясе, а фиксаторы убираются.Если длина пролета больше 6 м, а по центру дома есть несущая стена, то стропила нужно устанавливать по-другому. По центру устанавливаются опоры, а на них монтируется коньковый брус. К нему поочередно крепятся стропила.

Определившись с углом наклона и высотой крыши, для облегчения работы по разметке можно сделать шаблон. Все стропила одной длины, поэтому можно произвести запил на земле, а наверху собрать подготовленную конструкцию.

Если стропила будут ставиться без центрального прогона, то между собой их можно крепить внахлест. Верхние точки нужно крепить жестко, а ниже установить ригель.

Ознакомившись с тем, как ставить стропила, на небольшой постройке можно правильно сделать эту работу и самостоятельно.

Для более детального изучения можно посмотреть, как ставить стропила на крышу, на видео и фото.

Возведение стропильной системы является достаточно сложным и ответственным делом. Однако ее можно сделать самостоятельно, если следовать определенным правилам.

В данной статье будет рассказано об элементах кровельной конструкции, а также о том, как ставить стропила на крышу.

Установка стропил двускатной крыши состоит из следующих этапов:

  1. Изготовление шаблона стропильной фермы. Необходимо поднять две доски на потолочное перекрытие, а затем соединить их между собой с одного края при помощи гвоздей. Далее нужно установить свободные концы досок на опорную балку и зафиксировать угол между досками. Для этого необходимо прибить поперечную перемычку. Затем нужно опустить полученный шаблон на опорную балку и отметить угол подрезки стропильных ног с помощью карандаша. Следует отметить, что от качества выполненного шаблона будет зависеть прочность и надежность всей кровельной конструкции.
  2. Спустить сделанный шаблон вниз и начать изготовление стропил. Шаблон нужно хорошо скрепить, чтобы его при спуске не нарушился угол между стропилами. Первую изготовленную стропильную ферму поднимают на постройку и устанавливают на основание.
  3. Отметить место среза на мауэрлате и стропильных ногах и выполнить срез с помощью бензопилы. Далее необходимо начать сборку очередной стропильной фермы.
  4. Установить на мауэрлатный брус по краям здания первые две стропильные фермы. Стропила, установленные по краю мауэрлатного бруса закрепляют с двух сторон с помощью подпорок. Затем натянуть между ними шнур для определения уровня. Стропильные фермы должны быть установлены перпендикулярно основанию перекрытия.
  5. Собирать остальные стропильные фермы нужно после того, как выставлен уровень и проверены все крепления. Стропила не будут смещаться, если между ними забить по две доски. Далее необходимо закрепить поперечные планки и подпорки.
  6. Выполнить монтаж пароизоляционного, теплоизоляционного и гидроизоляционного слоя. Кровельный материал крепится к обрешетке. Ее шаг зависит от выбранного материала для кровли.

Изготовление жилого дома своими руками – процесс сложный и длительный. Он содержит множество подводных камней, ожидающих начинающего строителя на каждом этапе процесса. Важной частью любого дома является крыша, состоящая из кровли и подкровельной конструкции. На видах кровель и кровельных материалов остановимся отдельно в другой статье. Сегодня поговорим о том, как сделать стропила для двухскатной (щипцовой) крыши своими руками, затронем тему расчета и подбора материала.

Традиционным для Руси вариантом является двухскатная крыша. Скатами называют плоские части кровли, имеющие постоянный уклон к уровню горизонта. Угол наклона скатов необходимо точно рассчитать, он может варьироваться от 10-15 до 60-80 градусов. Его изменение приводит к различным аспектам.

Среди самых важных можно отметить следующие:

  • Увеличение угла наклона приводит к росту длины деталей стропильной системы и высоты крыши, что в свою очередь ведет к значительному увеличению нагрузки на каркас дома и крепление деталей.
  • Приближение крыши к вертикали в районах с преобладающими ветрами большой силы может привести к разрушению крыши и причинению материального урона и вреда здоровью жителей.
  • Напротив, устройство несоразмерно малого уклона ската также не рекомендуется делать – в снежные зимы это приведет к резкому увеличению давления на 1 м 2 площади кровли, что также чревато ее разрушением или требует увеличения шага установки стропил и роста общего веса крыши.

Таким образом, правильный расчет необходимого угла уклона, выполненный своими руками, поможет обеспечить двухскатной крыше долговечность и безопасность. Основанием для этого должны служить соответствующие таблицы ветровой и снеговой нагрузки для того или иного региона.

Как установить стропила для двускатной крыши

В последние годы все большую популярность для частного домостроения приобретает устройство ломаной крыши с наружным изломом скатов, получившая название мансардной. Делают такую двухскатную конструкцию для получения в подкровельном пространстве полноценного жилого помещения достаточно большой площади и высоты, а также просторного балкона со стороны одного из фасадов дома.

При этом стропильные фермы для этих крыш более сложные и массивные, требуют тщательного расчета и крепления.

Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.

Простая двускатная крыша – симметричнаяНаиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.

Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.

Явный недостаток – невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.

Простая асимметричная двускатная крышаУстройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.

Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломомТакая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.

Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Сушка пиломатериалов

https://www.youtube.com/watch?v=A1OO58RIfEU

Хотя существует много разновидностей крыш, среди них можно выделить одну особенность. Если было принято решение сделать стропилы из дерева, важным моментом будет правильная сушка материала. Это этап обязателен, так как в продаже, в основном, весь лес сырой. Если его не просушить правильно, он высохнет уже на крыше, при этом каждый груз и каждая доска примету форму, какую захочет.

Если же выбор пал на сырой, его стоит приобрести за пару месяцев до монтажа и сложить для проветривания штабелями. Каждая доска отделяется от другой подложками, они кладутся поперёк досок над брусьями. В завершение конструкции сверху вдоль досок кладутся грузовые брусья, как показано на изображении.

Висячая конструкция стропил

Такой вариант используется, если ширина крыши не превышает 14м и помещение не имеет капитальных перегородок. Чтобы снизить нагрузку на боковые стены, используются различные распорные элементы: бабка, ригель, затяжки, подкосы. Затяжки, которые устанавливаются в нижней части стропил для двухскатной крыши своими руками, как правило, используются в качестве балок перекрытия.

Заготовки для стропил подбираются такого сечения, чтобы могли выдержать вес кровельного материала и утеплителя. Как правило, это доска 55 на 200 мм. Сечение затяжек зависит от того, будет ли чердачное помещение использоваться как жилое. Если нет собственного опыта в расчёте сечения заготовок и выбора необходимого материала, лучше поручить это дело специалисту.

Чтобы понять, как сделать крышу двухскатную своими руками, необходимо разобраться в основных элементах:

  1. Мауэрлат является основанием крыши. Он присутствует во всех вариантах строения как в наклонных, так и в висячих. Это мощный деревянный брус или доска, который уложен по всему периметру стен на верхнем основании. Он необходим для связки крыши со стеной и равномерного распределения давления на весь фундамент.
  2. Ноги стропил – это верхние рёбра конструкции, они устанавливаются попарно. Если крыша симметричная, ноги стропил также будут симметричны друг другу.
  3. Затяжка – это нижняя грань каждой стропильной конструкции. Она имеет длину равную ширине помещения.
  4. Ригель устанавливается параллельно затяжке верхней части треугольника. Добавляя незначительную часть веса, существенно усиливает конструкцию.
  5. Бабка – вертикальный брус или доска, имеющая вертикальное положение. Устанавливается верхняя частью к коньку, а нижняя – к затяжке. Позволяет избежать распирания несущих стен, если скат имеет большую длину либо кровельный материал имеет значительный вес.
  6. Подкос – довольно частый элемент в висячих конструкциях стропильных систем. Помогает избежать прогиба ската. Устанавливается от центра затяжки на первую треть ригеля, отступив от конька.
Предлагаем ознакомиться:  Как настелить деревянный пол в бане

Делаем расчёт

Чтобы делать всё один раз и через время усилия не пропали зря, важно правильно подойти по расчётам.

  1. Каким будет угол. Он, в первую очередь, будет зависеть ни от выбранного дизайна, а от погодных условий, в которых будет находиться дом. Например, если зимой снега выпадает много, угол будет более крутым, но это в свою очередь увеличивает парусность. Поэтому нужно определиться, где будет «золотая середина».
  2. Каким будет подвергаться нагрузкам. Нагрузки бывают двух видов – кратковременные и постоянные. К постоянным относится суммарный вес кровельного покрытия, утеплителя, гидроизоляции и так далее. Кратковременные нагрузки – это весь снег, сила ветра и дождя.
  3. Будет ли мансарда. Этот вопрос всегда стоит остро, от его решения будет зависеть, как сделать стропила на двухскатной крыше и какой будет высота конька.

Не имея опыта в подобном деле, важно учесть все возможные факторы, и сделать запас прочности. Решающим значением будет не только сечение брусов и досок, а также шаг между стропилами. Чем он меньше, тем, соответственно, толще будет материал. Если же крепость конструкции будет рассчитана неправильно, обрешётка под весом кровли начнёт прогибаться, и крыша быстро выйдет из строя. В большинстве случаев расстояние между стропилами не превышает 60-70 см.

Ниже приводится схема расчёта висячей стропильной системы двускатной крыши своими руками пошагово. Фото других подобных схем можно найти в интернете.

Прежде чем приступить непосредственно к монтажу, необходимо подготовить рабочее место. Так как кровельные работы – это всегда опасность падения, в целях избежания травм необходимо соорудить подмостки, по которым можно будет безопасно передвигаться. Бригада должна состоять минимум из четырёх человек.

Итак, приступаем к монтажу:

  1. После установки мауэрлата на его поверхности производится разметка под установку стропил.
  2. Сборку висячих стропил гораздо проще осуществлять на земле, а уже потом поднимать их наверх. После сборки в конце каждого стропила необходимо сделать вырез для установки на мауэрлат. Его удобнее всего делать под шаблон. Так как все размеры одинаковы, срез будет одинаковым. Все стыки скрепляются гвоздями либо саморезами и дополнительно усиливаются металлическими пластинами. Сборка стропильной пары выполняется одновременно закреплением стяжки. Как вариант, её можно изготовить из нескольких досок с достаточным общим сечением. Такой вариант конструкции будет более прочным.

Существует два варианта монтажа:

  1. К верхней части конструкции привязывают прочную верёвку. Один человек стоит вверху, страхует весь треугольник от падения, держась за верёвку. Остальные поднимают стропильную пару. После этого она устанавливается на заранее размеченное место. Второй способ – со стороны фронтона на стену кладутся два длинных бруса. Стропила для крыши как по рельсам подаются вверх. Вдоль двух боковых стен на лесах стоит два человека. После того как стропильная пара была поднята, она по лесам переносится в другой край здания. В этот момент вершина находится внизу. После она устанавливается по меткам и закрепляется, и так одна за одной приближаясь к импровизированным рельсам.
  2. После установки первой пары стропил её закрепляют по уровню временными распорками, далее проводится монтаж стальных треугольников.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши – схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши – схема 3

  • Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.

    Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

  • Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Крыша

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.

  • Затяжка – соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.
    • Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.
    • Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.
  • Стойка для стропил – вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

  • Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

  • Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.
  • Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет. Важное назначение обрешетки – перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

https://www.youtube.com/watch?v=bLRDhuI7RQY

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.

Размеры крыши

Технология их устройства определяется типом кровли.

  1. Мауэрлат – деревянный брус в форме квадрата, который следует жестко крепить вдоль всех несущих стен. Его главная функция это равномерно распределить крышу на несущие стены. К мауэрлату монтируются стропильные ноги, а для его изготовления применяется деревянный брус, сечение которого составляет 10-15 см.
  2. Стропильные ноги – это главные несущие детали, которые используются для изготовления треугольной фермы. Стропила обычно устанавливаются с примерным шагом 0,6 м, в некоторых случаях, до 1,2 м.
  3. Прогон – дополнительно установленный брус для опоры на стропила.
  4. Лежень – необходим для установки на него стоек и распределения всей нагрузки. Лежень – это квадратный брус с сечением, как у мауэрлата. Затяжка – это поперечная балка, соединяющая в единое целое стропильные ноги и обеспечивающая ферме жесткость.
  5. Ригель – деревянный брус, связывающий стропильные ноги. Его нужно устанавливать на 50 см ниже, чем верхняя точка соединения стропил методом врезки.
  6. Стойки – предназначены для усиления стропильной конструкции, если ширине дома большая. На них распределяется вес конька.
  7. Подкосы – дополнительные части крепления. Они усиливают конструкцию фермы и необходимы для сбора больших пролетов.
  8. Конек – верхняя часть соединения стропил.
  9. Свес крыши – нижняя часть стропил, выступающая за пределы стен. Свес защищает стены от попадания влаги стекающей с крыши.
  10. Кобылки – необходимы для случаев, когда длина стропил для свеса крыши маленькая.

Пошаговое руководство по монтажу стропильной системы двускатной крыши

Монтаж стропильной системы своими руками по инструкции достаточно не сложен при условии наличия опыта работы с основными столярными и плотницкими инструментами и определенных знаний геометрии. Большую помощь в изготовлении ферм могут оказать простейшие шаблоны для фиксации взаимного расположения деталей, которые делают своими руками.

Определившись с необходимыми размерами элементов, приобретаем их в достаточном количестве. Предпочтение следует отдать предварительно высушенным доскам без гнили и с минимальным количеством сучков.

При этом категорически запрещается применять пиломатериал с больными выпадающими сучками, значительно снижающими прочность деталей.

При желании стропила, стойки, мауэрлат и другие элементы можно предварительно прострогать своими руками. Обработка антисептическими составами и антипиренами в два слоя обязательна.

Наносить протравы, имеющие достаточно жидкую консистенцию, кистью или валиком сложно и долго. Гораздо эффективнее использовать окунание. Для этого рекомендуем делать своими руками корыто из обрезных досок сечением 200х25 и длиной 6 метров. Внутрь его расстелите полиэтиленовую пленку одним куском и зафиксируйте по краям строительным степлером.

В полученную емкость достаточно налить несколько канистр антисептика и можно делать обработку доски своими руками целиком за один раз. По инструкции запрещено смешивать составы с различным действием для ускорения пропитки.

У строителей нет единого мнения о месте изготовления ферм из стропил. Кто-то делает их на земле и готовые поднимает наверх для установки, другие предпочитают выполнять все работы на месте будущей крыши. Все способы имеют право на существование. Более безопасным является первый вариант, менее затратный – второй, так как для подъема ферм большого размера может потребоваться подъемный кран.

Не зависимо от места выполнения работ первый шаг заключается в подготовке шаблонов для запиливания торцов деталей своими руками под необходимым углом или необходимой формы. Соотносясь с расчетом, отмеряем нужную длину пиломатериалов и отпиливаем столярной ножовкой или циркулярной пилой.

Первую готовую ферму устанавливаем строго вертикально на одном из фасадов дома и крепим к мауэрлату. Для удобства крепления можно к лицевой стене поставить и прибить пару толстых досок. Они не дадут стропилам опрокинуться. Фиксировать ферму к мауэрлату в нужном положении необходимо с помощью укосин и проставок.

Следующая стропильная пара крепится в соответствии с расчетом шага установки. Чтобы не измерять каждый раз необходимую величину напилите заблаговременно своими руками куски досок необходимой длины и крепите их к мауэрлату между фермами. После установки на двухскатную крышу всех стропил, верхнюю их часть соединяем коньковым прогоном. При необходимости повышения прочности конструкции продольные бруски можно поставить и по бокам.

На этом установка стропил своими руками может быть завершена. Остается только обшить фермы снаружи обрешеткой в виде необрезных досок, брусков или листов фанеры и ОСП, уложив утеплитель и пароизоляцию. Об этом более подробно читайте в других статьях.

Предлагаем ознакомиться:  Изолон какой стороной укладывать

Крепление кобылки к стропильной ноге

Размеры досок для крыши

Крыша представляет собой одну или несколько плоскостей, накрытых кровлей и предназначенных для отсечки внешних погодных или атмосферных проявлений. Каждая плоскость называется скатом, поэтому двускатная крыша по определению имеет две защитные плоскости. Они могут быть симметричными или асимметричными, иметь одинаковый или разный угол наклона.

Угол наклона скатов

Плоскости крыши обязательно должны иметь уклон, обеспечивающий сход снега или воды. Величина угла — расчетный показатель, она не может быть выбрана произвольно. Факторы, влияющие на выбор уклона:

  1. Количество снега, выпадающего в зимнее время, характерное для данного региона.
  2. Количество дождей, их сила и продолжительность.
  3. Преобладающие ветра, их сила и продолжительность, возможность шквалистых порывов или ураганных значений.

Смысл расчёта угла наклона скатов состоит в определении оптимального положения плоскостей, обеспечивающего своевременный сход снега, сток дождевой воды и, при этом, не создающего чрезмерного сопротивления ветровым потокам. Нагрузки от снега в зимний период исчисляются тоннами, а порывы ветра создают значительное воздействие на несущие конструкции дома и фундамент.

Приходится искать «золотую середину», позволяющую получить достаточный уклон при невысоком сопротивлении ветру. В некоторых регионах, имеющих определённые преобладающие ветра и большие количества осадков, оптимальным выбором становится асимметричная форма крыши, пологая с наветренной стороны и крутая на подветренном склоне.

Для достижения такой формы приходится создавать две плоскости разной площади с линией перелома, расположенной вне оси симметрии здания. При создании проекта дома обязательно надо учесть преобладающее направление ветров, чтобы нагрузка приходилась на склоны крыши и создавала минимальное напряжение несущих конструкций.

Основные понятия

Принцип устройства двускатной крыши понятен уже из названия. Ее характеризует наличие двух скатов кровли, в подавляющем числе случаев являющихся симметричными относительно линии конька. С обеих торцевых сторон расположены треугольные фронтоны.

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.

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

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

Балки перекрытия

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.

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»

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 различный 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.

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.

Отличия наслонной и висячей системы стропил

Данная конструкция используется тогда, когда размеры стропил, превышают допустимые при использовании конструкции висячего типа. Такой вариант позволяет перекрывать крыши с пролётом до 15 м. В этом случае закладывается несущая стена по центру здания, на неё ставится центральная стойка или опора, которая упирается в коньковый брус.

При наличии центральной опорной стены более оправдано обустройство наслонной стропильной системы. На стену укладывают лежень, на него крепят опорные стойки, а к стойкам прибивают коньковый брус. Этот способ монтажа довольно экономичен и более прост в исполнении. Если потолки во внутренних помещениях проектируются на разных уровнях, стойки заменяют кирпичной стеной, разделяющей чердак на две половины.

Устройство крыши – знакомимся с основными элементами

Перед тем, как ставить стропила на двухскатную крышу, необходимо узнать из каких элементов состоит кровельная конструкция. В ее состав входят:

  • Мауэрлат. Это брус, жестко фиксируемый вдоль несущих стен постройки. Для его изготовления, как правило, применяют брус сечением 15 на 15 сантиметров. Мауэрлат служит нижней опорой для стропил. а также равномерно распределяет нагрузку, создаваемую кровельной конструкцией, на стены постройки. Между несущей стеной и мауэрлатным брусом должен располагаться гидроизоляционный материал, например, рубероид. Если кровельный каркас изготавливается из металла, в качестве мауэрлата используются швеллеры или двутавры.
  • Стропильные ноги. Являются основным элементом кровельного каркаса. Их размер принимается в соответствии с проектными расчетами. Нижние части стропил опираются на брус мауэрлата, а верхние – на коньковый брус. Для их изготовления независимо от типа возводимой конструкции рекомендуется использовать сосновую доску сечением 150 на 50 мм или 200 на 50 миллиметров.
  • Прогон. Представляет собой горизонтально расположенный брус, который перпендикулярно пересекает стропильные ноги по всей длине кровли. В стропильной конструкции присутствуют три типа прогонов: боковые, коньковый и мауэрлат.
  • Лежень. Представляет собой горизонтальный брус, который монтируется на внутреннюю несущую стену. Этот элемент служит опорой для стоек и равномерно распределяет создаваемую ими нагрузку. Лежни устанавливают сложных стропильных систем. Другими словами, этот элемент крыши не является обязательным и применяется в необходимых случаях.
  • Затяжка. Является элементом висячей системы стропил. Затяжка образует со стропильными ногами треугольную ферму. Этот элемент снижает распорное усилие, создаваемое висячими стропилами на стены здания. Расположение затяжки зависит от типа возводимой конструкции крыши.
  • Ригель. Этот элемент, как и затяжка, связывает стропила. Ригель делает конструкцию более прочной и устойчивой. Для его изготовления обычно применяют брус сечением 10 на 15 сантиметров. На ригель, в отличие от затяжки, оказывается нагрузка на сжатие, а не на растяжение.
  • Стойки. Представляет собой брус, устанавливаемый вертикально. Используется в случае, если ширина здания достаточно большая. Этот элемент усиливает стропильную систему изнутри. На стойки устанавливаются прогоны, подпираемые подкосами.
  • Подкосы. Представляют собой наклонные брусы, поддерживающие горизонтальные элементы. Подкосы усиливают конструкцию фермы и противодействуют перекосу и сжатию кровельной конструкции.
  • Свес кровли. Это часть стропильных ног, выступающих за внешние стены здания приблизительно на 40 сантиметров. Свес защищает внешние стены постройки от дождевой и талой воды, скатывающейся с крыши.
  • Кобылки. Представляет собой отрезок доски. Используется для удлинения нижней части стропильной ноги.

Конструктивно двухскатная крыша может быть представлена жестким деревянным каркасом, который проще сделать из хвойных пиломатериалов определенного сечения. Конкретный их размер и шаг крепления можно рассчитать исходя из ряда характеристик – размеров дома и нагрузки, приходящейся на кровлю.

Делаем расчёт

К основным элементам схемы устройства крыши относятся:

  1. Стропила – длинные боковые ребра каркаса, непосредственно воспринимающие на себя нагрузку от кровельного материала, утеплителя, ветра, снега и других видов осадков. Делают их с определенным шагом, который не сложно рассчитать самому.
  2. Затяжка – нижняя обвязка торцов стропильных ног, обеспечивающая достаточную прочность и жесткость крепления стропильных ферм. Часто этот элемент выполняет несколько функций:
    • правильно фиксирует нижние концы стропил к балкам;
    • является несущими балками для пола подкровельных помещений;
    • служит основой для подшивания потолка нижнего этажа дома.
  3. Стойка – вертикальный опорный брус, на который опирается верхнее соединение стропил между собой. Наличие данного элемента с одной стороны снижает нагрузку на стропильную ферму, с другой – разделяет подкровельное пространство.

Элементы наслонных стропил: а — для односкатных крыш; б, в — для двускатных; 1 — стропило; 2 — обрешетка; 3 — мауэрлат; 4 — кобылка; 5 — стойки; 6 — подкос; 7 — прогон.

  • Лежень – продольный брус достаточно большого сечения, служащий при устройстве крыши для крепления стоек. Как правило, это бревно лучше ставить на внутренние несущие перегородки дома, которые передают нагрузку, испытываемую кровлей на фундамент дома и балкам каркаса.
  • Подкосы – наклонные бруски, упирающиеся в основание стойки и стропила. Они позволяют сделать ниже нагрузку на стропила, увеличивают их прочность. В районах с высокой снеговой или ветровой нагрузкой рекомендуют сделать несколько подкосов в одной стропильной ферме.
  • Коньковый прогон – брус, равный по длине всей крыше. Его основная задача – крепление устанавливаемых стропильных ног в верхней части с определенным шагом.
  • Мауэрлат – брусовая обвязка стен дома, необходимая для опоры нижних частей стропильных ног. В деревянном срубе его не делают, так как его функции выполняют бревна верхнего венца.
  • Предлагаем ознакомиться:  Утеплитель который не боится влаги

    Основные понятия

    Инструменты и материалы

    Кровельную конструкцию следует изготавливать из дерева хвойных пород. Влажность используемой древесины должна быть менее двух процентов. Перед применением материал необходимо обработать с помощью специальных защитных средств.

    Для изготовления висячих стропил и затяжек изготавливают из древесины первого сорта. Стропильные ноги делают из древесины первого и второго сорта. Использовать дерево третьего сорта можно только для изготовления подкосов и стоек.

    Прочность кровельной конструкции зависит от:

    • Качества используемого материала;
    • Правильности выполненных расчетов.

    Для изготовления стопил применяют брус или обрезную доску. Элементы из древесины следует обработать биозащитными и огнезащитными материалами.

    Перед монтажом необходимо выбрать вид конькового соединения и способ фикасции стропил к балкам или мауэрлату.

    На рынке представлено огромное количество различных вариантов.

    Рассмотрим плюсы и минусы самых распространённых:

    1. Профнастил. Угол наклона 12-90 градусов, это однозначно плюс. Ещё одним плюсом можно назвать небольшую массу, что позволяет его монтировать, не затрачивая особых усилий. Срок службы также является существенным плюсом – 30-35 лет. Из минусов низкая шумоизоляция, также требуется дополнительный монтаж гидробарьера, соответственно увеличивается стоимость.
    2. Асбестоцементный шифер. Угол наклона 12-60 градусов. К плюсам можно отнести низкую стоимость, достаточно высокую шумоизоляцию, лёгкую замену повреждённого участка. Из минусов – большой вес, в некоторых европейских странах это запрещено.
    3. Ондулин. Угол наклона 15-90 градусов. Хотя производители заявляют высокую шумоизоляцию, но практика показывает, что это не так. Шум дождя слышен очень отчётливо. Также неоправданно завышенные сроки службы. Производитель гарантирует 35-50 лет, практика показывает не больше 10. Зато лёгкий в монтаже.
    4. Керамическая черепица. Пожалуй, самый лучший вариант кровли, но и самый дорогой. Эксплуатация до 100 лет, и это подтверждает практика. Дома, которые покрыты керамической черепицей ещё до появления шифера, используются до сих пор, а крыши под шифером, которые крылись позже, уже давно сменили покрытие. К недостаткам, помимо стоимости, можно также отнести сложность монтирования и большой вес.

    От выбора кровельного материала будет напрямую зависеть угол ската, чем тяжелее материал, тем скат будет круче. Угол также становится более крутым при использовании мелких элементом в покрытии, к примеру, таких как черепица. Увеличение высоты конька неизбежно влечёт подорожание всего проекта, поэтому такие лёгкие материалы, как металлочерепица или профнастил, будут более выгодны финансово, а керамическая черепица наоборот весьма затратное строительство.

    Большинство застройщиков уже имеют разнообразные проекты домов и коттеджей. Хотя в первую очередь внимание обращается на функциональность и практичность, немаловажным фактором является также бюджет постройки. Стоимость крыши может дойти до 30% общего бюджета. Но цену можно снизить за счёт упрощения формы и более дешёвых материалов.

    Расчет базовых параметров стропильной системы двускатной крыши

    Этому вопросу необходимо уделить особое внимание, ведь от шага установки стропил и их сечения зависит прочность кровельной системы.

    При расчете расстояния между стропилами следует учитывать постоянные и временные нагрузки на возводимую крышу. Постоянную нагрузку создают следующие элементы:

    • кровельный пирог (пароизоляция ,утеплитель, гидроизоляция);
    • элементы отделки мансарды или жилого чердака.

    К временным нагрузкам относятся:

    • нагрузка, создаваемая слоем снега;
    • вес работника, выполняющего ремонт или обслуживание крыши.

    При выборе шага стропил необходимо учитывать тип теплоизоляционного материала. Важно помнить, что пролет между соседними стропилами должен быть на 10 – 15 миллиметров меньше ширины ватного утеплителя.

    Также при выборе расстояния между стропилами необходимо учесть рекомендации по укладке выбранного кровельного материала.

    Непосредственно до начала строительства крыши своими руками делают большую математическую работу, выполняя расчет оптимальных величин угла наклона скатов, шага стропил, схемы расположения, размеров их сечения.

    Ветровая нагрузка в различных регионах нашей страны неравномерна. Необходимо выяснить ее размер для вашего региона. Помочь в расчетах может версия СНиП 2.01.07-85, актуальная на данный конкретный период. Там в табличной форме приводятся основные показатели и формулы для вычисления конкретных показателей, которые не сложно сделать своими руками.

    Кроме неосновной существует еще постоянная сила воздействия на стропильную систему. Она складывается из давления, оказываемого непосредственно материалом кровли на всю опорную конструкцию. Приводим таблицу массы основных кровельных материалов, приходящуюся на 1 м 2 их поверхности.

    Кроме весовых показателей различные виды покрытий предъявляют и различные требования к оптимальному углу уклона скатов. Этот аспект также необходимо учитывать при проектировании крыши.

    Угол наклона крыши в зависимости от материала

    Важным показателем служит расчет шага установки и крепления стропил к мауэрлату, то есть расстояния между соседними стропильными фермами. Обычно эта величина составляет 0,6 – 1 метр. Увеличение расстояния ведет к росту нагрузки на стропила и, как следствие, увеличение их площади сечения. Необходимо ставить стропила так, чтобы шаг крепления был одинаков для всех пар.

    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

    Крыша

    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).

    Схема для наглядного отображения рассчитываемых параметров двускатной крыши

    Итак, в процессе расчета нам потребуется определиться со следующими величинами.

    Исходные данные – это дина 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.

    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.
    • Их 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

    • 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.

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

    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.