Конструкции стропильной системы двухскатной крыши

Типичные несущие элементы системы, специфические термины

Рисунок 2. Схема обрешетки.

При изготовлении деталей стропильной системы двухскатной крыши используется пиломатериал хвойных пород дерева. Древесину твердых пород использовать нежелательно из-за большого удельного веса. Большинство элементов имеет специфические названия, понятные в основном специалистам:

1. Лежень — брус сечением 150х150 мм, 180х180 мм. Укладывается на поверхность внутренней несущей стены. Предназначен для выравнивания поверхности и распределения нагрузок от стоек.
2. Стропильная нога, или стропило, — деталь из бруса или толстой доски. Основной элемент треугольной конструкции крыши, несущий главную нагрузку от снега, дождя, ветра и других атмосферных явлений. Расстояние между стропильными ногами может быть от 0,6 до 1,2 м. Величина шага в основном зависит отвеса кровельного материала, в некоторых случаях следует учитывать особенности материала кровли.
3. Мауэрлат — квадратный брус с размером сторон 150-180 см. Укладывается на поверхность наружных несущих стен. При установке необходимо закрепить при помощи анкерных болтов или другим надежным способом. Распределяет нагрузку от стропильных ног на несущие стены.

Все детали двухскатной крыши соединяются между собой различным способом. Ранее конструкции собирались в основном с использованием скоб, гвоздей, шпилек с резьбой. Сейчас производители строительных материалов предлагают большой ассортимент различных кронштейнов для сборки крыш любой конфигурации. Крепление большинства деталей выполняется саморезами необходимого диаметра и длины с усилением специальными шипами в кронштейнах.

Что же такое двухскатная крыша?

Именно этот вид конструкции наиболее популярен в строительстве жилых домов, так как с ее помощью создается достаточное чердачное пространство, не требующее дополнительного утепления. Кроме того, двускатная крыша не так сложна в установке, как например четырехскатная, а также не требует огромных вложений для своего монтажа.

Двухскатная крыша – это сооружение, состоящее из двух прямоугольных плоскостей, соединяющихся в верхней части друг с другом, а в нижних частях – со стенами дома. Торцевая часть такой постройки обычно возводится из тех же материалов, что и стены здания, иногда здесь же сооружают вход на чердак.

Установка стропил двухскатной крыши … Стропильная система двухскатной крыши … Установка стропил: пошаговая инструкция … Устройство стропильной системы …

В последнее время стало очень популярным строить на чердачном пространстве дополнительную комнату, зачастую использующуюся в качестве летней гостевой залы. Установка стропильной системы двухскатной крыши и последующее утепление получившегося помещения позволяют создать полноценную комнату, жить в которой можно как летом, так и зимой.

Общая характеристика висячих стропил

Стропила являются неотъемлемой частью кровельной конструкции. Они выполняют роль каркаса крыши, на который крепится обрешетка и кровельный материал.

Существует два типа стропил: висячие и наслонные. Их отличие состоит в условии применения. Если здание не имеет внутренние несущие стены, то используются висячие стропила. В таком случае стропила опираются на бока здания. Ширина пролета при использовании висячей стропильной системы должна составлять от 6 до 10 метров.

Следует отметить, что висячие стропила не создают горизонтальные нагрузки, а работают только на сжатие и изгиб. Вся нагрузка в этом случае передается на стены. Для уменьшения распирающего усилия на стены применяется растяжка.

Этот элемент соединяет стропильные ноги и не позволяет им разъехаться в разные стороны. Растяжки могут быть составными либо цельными. Сращивание брусьев при изготовлении составных растяжек может выполняться разными способами: внахлест, прямым или косым зубом и т.д.

Стропильные ноги изготавливают из бревна, бруса или обычной обрезной доски. Перед укладкой деревянные элементы необходимо обработать антисептиками и антипиренами, защищающими от грибка и плесени.

Устройство и разновидности вальмовых крыш

Для того, чтобы понять, как устроена вальмовая четырехскатная кровля, рассмотрим ее основные элементы.

Конструкция вальмовой непроходной крыши

Как видно из схемы основные элементы этой крыши такие же, как и у двускатной. Здесь присутствует коньковый прогон, стропила и мауэрлат для их крепления к стене, стойки, поддерживающие конек и подкосы, разгружающие среднюю часть стропильных ног.

Ветровая балка скрепляет стропила во время монтажа крыши, а кобылки удлиняют их, образуя кровельные свесы. Различия начинаются с диагональных стропил, образующих вальмовые скаты. Короткие стропильные ноги, примыкающие к диагональным стропилам, называются нарожниками. Для уменьшения прогиба длинных вальмовых балок под ними ставят шпренгели. Так называют короткие Т-образные стойки-подставки, врезанные торцами в мауэрлат.

В зависимости от ширины здания и наличия в нем внутренних стен на вальмовых крышах применяются два вида стропильных конструкций:

• висячие;
• наслонные.

Название каждой говорит само за себя. Висячие стропила опираются только на наружные стены. В верхней и нижней частях они соединяются горизонтальными балками-затяжками, обеспечивающими жесткость конструкции. Наслонные стропила в коньковом стыке опираются на вертикальные стойки, в средней части — на подкосы, а торцами ставятся на наружные стены.

Конструктивные схемы висячих и наслонных стропильных систем вальмовых крыш

Кроме классической вальмовой крыши существует несколько ее разновидностей, созданных из соображений эстетической привлекательности:

• полувальмовая 4-х скатная (датская);
• двускатная полувальмовая (голландская);
• шатровая (4 одинаковых вальмовых ската);
• вальмовая с ломаным склоном.

Ассиметричная кровля

Конструкция представляет собой принципиально ту же симметричную, но отличается расположением конька, вследствие чего, стороны асимметричной кровли отличаются между собой уклоном и размерами. Работа по установке достаточно непростая, главным образом из-за смещенного такая кровля, несмотря на сложность монтажа в конечном итоге компенсируется оригинальным и красивым внешним видом.

Преимущества и недостатки асимметричной двухскатной кровли

Несомненно, что появляется возможность значительно увеличить жилую площадь. Но в тоже же время нагрузка будет неравномерной, и требует основательного предварительного расчета.

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Классификация по типу ската

Второе разделение, можно сделать по типу ската. Стропильная система двухскатной крыши, предполагает наличие двух видов конструкции:

Двухскатная крыша c ломаными и прямыми скатами

1. С прямыми скатами. Довольно простой и менее трудозатратный, вариант. Позволяет выполнить монтажную работу, быстро и без серьезных затруднений. Большим минусом, такого вида кровли, является маленькое пространство мансарды.
2. С ломаными скатами. Такой тип кровли дома, более сложный в исполнение. Предполагается наличие линии, которая позволяет изменять угол наклона. Его, в нижней части ската, нужно делать большим, чем в верхней. Такой подход, позволяет поднять потолок и серьезно увеличить полезную площадь мансарды. Монтаж, подобной стройконструкции, предполагает установку, в месте перелома, дополнительного ригеля.

Устройство обрешетки

Изготовление двускатной крыши своими руками заканчивается устройством обрешетки под кровельный материал. Для этого по наружной стороне стропил раскатывается гидроизоляционная пленка или мембрана. Настилают ее в горизонтальном направлении. Начинают снизу, продвигаясь вверх. Второй и все последующие ряды укладывают с нахлестом не менее 15-20 см. Закрепляют маленькими гвоздями или скобами из скобострела.

После установки стропильной системы на ней закрепляют пленку или мембрану гидроизоляции, а поверх — обрешетку

Есть два способа — с контр-обрешеткой или без. Контробрешетка набивается по стропилам, а сверху уже бруски обрешетки. Так между гидроизоляцией и кровельным материалом образуется воздушный зазор. Это вариант лучше с той точки зрения, что просыхать такая крыша будет лучше и быстрее. А это для бань очень важно.

Без контробрешетки бруски набиваются сразу поверх гидроизоляции. Зазор тут есть тоже, но он меньше, следовательно, вентиляция будет хуже. Но и такой вариант приемлем: меньше расход материалов и работы тоже.

После изготовления обрешетки остается только закрепить выбранный кровельный материал.

Расчет стропил

Расчет нагрузки – одна из самых сложных и важных задач при проектировании крыши. Здесь следует учитывать всю массу конструкции, а также самой кровли. На сегодняшний день в большинстве случаев применяется металлочерепица или так называемые «сэндвич панели». Самый простой вариант для проведения расчетов – воспользоваться онлайн-калькуляторами по определению уклона.

Какие технические данные вам понадобятся? Длина основания, его ширина, высота общего подъема кровли, протяжность свеса и, конечно же, используемый кровельный материал.

Если брать за номинальный уровень наклона крыши 45 градусов, то примерный вес кровельного материала среднестатистического дома будет равен 500 килограммам. Такую же массу должна иметь сумма массы стропил и контробрешетки.

Как видите, общая нагрузка от крыши будет составлять примерно 1 тонну. Максимальная нагрузка на одну удерживающую балку должна составлять не более 75 килограммов. Не сложно подсчитать, что для такой крыши оптимально использовать около 15 удерживающих балок, которые обязательно крепятся на затяжке.

Для проведения ручного расчета в свое время была представлена система ТКП Согласно ей, если ширина крыши составляет менее 6,5 метров, нужно использовать конструкцию двухскатной крыши с «бабкой» и подкосами. Если ширина меньше, рациональнее применять висячие балки с ригелем.

Если конструкцией дома предусмотрены стропила с нижними шпалами (то есть, установка выполняется на опорные стены), сперва укладываются шпалы, к которым крепится затяжка, а сверху обязательно монтируется ригель. То есть, в этом случае используется «гибридная» конструкция.

Проектирование системы

Чтобы правильно создать макет системы, важно учитывать:

• шаг установки стропил;
• нагрузку на строение и конструкцию;
• сечение стропил;
• материал, который будет использоваться для создания кровли;
• тип конструкции;
• углы скатов крыши
• размеры строения в целом;
• климатические условия региона.

Схема расчета стропил

Чем точнее будет произведен расчет и правильнее будет спроектирована система стропил, тем прочнее и надежнее получится вся конструкция. Для удобства можно воспользоваться существующими онлайн-калькуляторами, что актуально для тех, кто не дружит с точными науками, или для начинающих мастеров.

Стропильная система двускатной крыши

Видео — Cтропильная система крыши, что нужно знать для правильного конструирования

Калькулятор двухскатной крыши и расчёт стропильной системы онлайн

Двускатная крыша – это сложная, большая по площади строительная конструкция, требующая профессионального подхода к проектированию и выполнению работ. Самые большие затраты идут на стройматериалы для стропил, обрешетки, утеплителя, гидроизоляции, кровельного материала. Наш калькулятор двухскатной крыши позволит Вам высчитать количество материала.

Использование калькулятора экономит время для проектирования крыши, и ваши деньги. Окончательный чертеж в 2D формате будет руководством при выполнении работ, а 3D визуализация даст представление о том, как будет выглядеть крыша. Прежде, чем ввести данные в онлайн калькулятор, необходимо иметь представление об элементах крыши.

Параметры стропил

Чтобы произвести расчет стропильной системы двухскатной крыши, нужно учесть:

• нагрузку крыши;
• шаг между стропилами.
• вид кровельного покрытия

Рекомендуемая ширина доски стропил:

• 100-150 мм при длине пролета не более 5 м, и при дополнительный подпорках.;
• 150-200 мм при длине пролета более 5 м, при шаге более 1 м, и если угол не большой.

Важно! Расстояние между стропилами двускатной крыши обычно устанавливают 1 м, но при уклоне крыши более 45 градусов шаг стропил можно увеличить до 1,4 м. При пологих крышах шаг делают 0,6-0,8 м.

Стропильные ноги крепятся на мауэрлат, который идет по периметру дома. Для него берется или доска параметрами 50х150 мм, или брус 150х150 мм (для распределения нагрузки)

Параметры обрешетки

Для металлочерепицы создается разреженная обрешетка доской, ширина которой 100мм, в толщина 30 мм. Доска набивается с шагом, который должен соответствовать продольной оси модуля металлочерепицы – 35 см (супермонтеррей).

Для гибкой черепицы обрешетку выполняют с большим шагом, так как поверх её будет укладываться ОСП или фанера сплошным ковром.

Важно! При выборе материалов обращать внимание на показатели влагостойкости и минимальной толщины.

При устройстве теплых крыш между гидроизоляцией и кровлей делается контробрешетка бруском, толщина которого должна быть 30-50мм.

Параметры кровельного покрытия

• Чтобы выполнить расчет кровли двухскатной крыши, нужно знать размеры кровельного материала и величину нахлестов.
• Металлочерепицу для жесткой кровли выпускают шириной 118 мм (рабочая 110), а вот длина может быть разной. Завод-изготовитель под заказ может нарезать любую длину.
• Гибкая черепица для мягкой кровли имеет разные размеры, поэтому нужно смотреть конкретный материал
• Что касается выбора утеплителя, то для России рекомендуется толщина минимум 100 мм, а правильная будет 150-200мм.

Способы креплений

Когда только начинаете работы по возведению кровли, нужно прикрепить мауэрлат по периметру ваших стен. Что это такое? Большой брус, его крепят к несущим стенам дома, используя анкерные болты. Мауэрлат — это основа для кровли со стропилами.

До того, как собирать стропильную ферму, вы должны аккуратно обрезать все планки с балками и брусками. Их обрезают наклонно.

Вверху, где основание мауэрлата, стропила нужно крепить встык, пользуясь шурупами. Хотите избежать трещин? Сверлите отверстие немного меньшего диаметра, чем сам шуруп.

Самые популярные стропы из дерева. Им отдаёт предпочтение подавляющее большинство, строящихся. Материал лёгкий, но прочный. С ним сможет работать как опытный строитель, так и новичок, решивший возвести дом своими силами.

Контробрешетка и обрешетка

Контробрешетка предназначена для обеспечения циркуляции воздуха внутри кровельного «пирога» и более надежной фиксации гидроизоляционного материала. Для создания обычно используются бруски сечением 25/30 мм с шагом равным шагу стропил.

Качественная вентиляция кровли позволяет защитить конструкцию от плесени, грибков и разрушений.

Обрешетка укладывается поверх контробрешетки и используются в качестве каркаса для элементов кровли. В зависимости от типа кровельного материала используется два типа обрешетки: сплошная и разреженная. Первая применяется для мягких и рулонных кровель, вторая для металлических и шиферных крыш.

Для классической обрешетки с прозорами, используют доски сечением 100х25 мм и длиной, достаточной для перекрытия двух шагов стропильных ног. Шаг обрешетки определяется типом настилающего материала – чем тяжелее материал, тем чаще шаг.

Также рекомендуется усиливать крайние элементы обрешетки вдоль линий конька и карниза дополнительной доской.

Сильное защемление конькового участка

Бывает, что присутствие сильного защемления конькового участка, если верхнюю часть твёрдо закрепляют, а основание ставят в ползуне, никак не появляется распор в стенке. В этом случае в твёрдо объединённом коньковом узле возникает экстремальный искривляющий период, который должен уничтожить узел, тогда стропильные ноги приобретают значительно меньший прогиб. Защемив верх стропил, мы приобретаем определённый резерв крепости, повышающий все характеристики.

У всех способов есть объединяющая особенность: одна область стропила мастерится на шарнире, который использует только поворот, а другую область конструируют на скользящей опоре. Она имеет возможность позволить себе поворот. Крепится это по-разному. Иногда применяют гвоздевой бой или могут использовать даже крепёжные пластинки.

Плохо становится, если происходит упирание прогона на специальные стойки. В других двух вариантах, статическая устойчивость существует благодаря тому, что нагрузка равномерно распределяется по обеим сторонам крыши, используя при этом одинаковый угол наклона.

Но на самом деле сделать наклон крыши абсолютно ровными невероятно трудно. Растаявший снег распределяется по крыше неровно, особенно когда вмешиваются сильные порывы ветра. Первоначальный способ разрешает делать различные угловые наклоны скатов. Он также неплохо справляется со всеми нагрузками, только если стойки будут стоять абсолютно вертикально.

Видео описание

В этом видео показан один из вариантов самостоятельного расчёта стропил:

Например, для крыши с углом наклона α = 36°, расстоянием между стропилами A= 0,8 м, длиной каждой стропильной ноги (учитывается так называемая рабочая длина) Lmax = 2,8 м выбрана сосна первого сорта в качестве стропильного материала (сопротивление на изгиб Rизг = 140 кг/см²). Кровлю решено делать с использованием цементно-песчаной черепицы, которая весит 50 кг/м². После проведения расчётов нагрузок с учётом основных факторов был получен результат: суммарная нагрузка Q = 303 кг/м².

Тогда распределённая нагрузка будет равна Qr = A * Q = 0,8 * 303 = 242 кг/м. Если для монтажа крыши была выбрана доска толщиной 5 см (толщина стропил), ширина сечения стропильной ноги должна подчиняться следующему неравенству (верно для уклона крыши, который больше, чем 30°):

H ≥ 9,5 * Lmax * √(Qr / B * Rизг)

или

H ≥ 9,5 * 2,8 * √(242 / 5 * 140).

Советы от профессионалов

Если вы решили возводить кровлю самостоятельно, то вам наверняка пригодятся некоторые советы, которые не только облегчат ваш труд, но и увеличат эксплуатационный период вашей крыши в целом.

• Рассчитать конструкцию правильно – задача не легкая, но даже если она выполнена верно, нарушить ее можно при неверном креплении. Поэтому монтируя стропильные ноги на свои места выполните работу со всей ответственностью. Для повышения навыков вы можете прочитать информацию в сети, либо пригласить на объект знающего человека;
• Шаг стропильных ног никак не должен влиять на теплоизоляцию. Стоит помнить, что плиты способны немного изменяться в своих размерах. Воспользуйтесь этим и впихните их максимально плотно. В строительном магазине существуют стандартные размеры плит утеплителя в 60, 80, 100 и 120 сантиметров;
• Для большинства крыш, уклон которых менее 45 градусов, есть необходимость включения веса рабочего в расчет. Что касается более острых кровель, то в этом нет необходимости, следовательно, можно уменьшить шаг стропильных ног на 20%;
• Воспользуйтесь современными технологиями и рассчитайте вашу крышу при помощи онлайн-калькуляторов. Все что вам нужно – это ввести точные параметры;
• Нормативные документы касательно ветровой и снеговой нагрузки вы можете найти в сети или у мастеров на стройке;
• Любая древесина, используемая в целях строительства должна быть максимально высушена. Это позволит избежать ее деформации в последующем.

Крыша здания – один из самых важных элементов всего здания. Если вы начнете экономит на кровельном пироге, то вскоре вам грозит дорогостоящий ремонт, который затронет не только данный участок, но и все здание в целом. Поэтому если вы хотите получить максимальный эксплуатационный период от вашего уюта, то не стоит использовать некачественные материалы.

Виды стропильной системы двухскатной крыши

Для рассматриваемой конструкции крыши существует 2 варианта: наслонные и висячие стропила.

Виды системы крыши: с наслонными и висячими стропилами

Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.

Висячие стропила

Применяются при ширине крыши не более 6 м.п. Установка висячих стропил выполняется за счет крепления ноги за несущую стену и коньковый прогон. Конструкция висячих стропил особенна тем, что стропильные ноги находятся под воздействием распирающего усилия. Висячие стропила с затяжкой, установленной между ногами, позволяют снизить его влияние. Затяжка в стропильной системе может быть деревянной или металлической. Часто затяжки ставят внизу, тогда они играют роль несущих балок. Важно обеспечить надежное крепление затяжки на стропильной ноге. Потому, что на нее тоже передается распирающее усилие.

Совет. Чем выше расположена затяжка, тем большей прочностью она должна обладать. Если затяжку не установить, несущие стены могут попросту «разъехаться» от давления, создаваемое стропильной системой.

Наслонные стропила

Применяются при обустройстве крыш любых размеров. Конструкция наслонных стропил предусматривает наличие лежня и стойки. Лежень, лежащий параллельно мауэрлату принимает на себя часть нагрузки. Таким образом, стропильные ноги как бы приклонены друг к другу и поддерживаются стойкой. Стропильные ноги наслонной системы работают только на изгиб. Да и простота монтажа также склоняет чашу весов в их пользу. Единственный недостаток – наличие стойки.

Комбинированные

Ввиду того, что современные крыши отличаются большим многообразием форм и сложностью конфигураций, используется комбинированный вид стропильной системы.

Комбинированный вид стропильной системы

После выбора вида стропильной системы можно точно рассчитать количество материалов. Результаты расчетов записать. При этом профессионалы рекомендуют составлять чертежи на каждый элемент кровли.