Конструкция стропильной системы на двухскатную крышу

Что такое стропила?

Роль стропил в конструкции крыши

Для начала необходимо несколько слов сказать о том, что такое стропила. Так принято называть основной элемент кровельной системы, представляющий собой длинные брусья, расположенные вертикально и под наклоном, относительно стен. Именно стропила являются своеобразной основой всей кровли. Поверх стропил монтируются основные её элементы, а значит, ошибки, допущенные на этапе монтажа стропильной системы приведут к нарушению технологии монтажа и остальной кровли. Говоря простым языком, неправильный монтаж стропил – это текущая кровля. Именно поэтому вопрос, как правильно смонтировать стропильную систему имеет главенствующее значение, если речь идет о крыше дома.

Конструкция пристроенной кровли

Отличительная черта конструкции – крепление или примыкание одной стороны к несущей стене или элементам кровли основного здания. В остальном она ничем не отличается от любой другой односкатной кровли и состоит из:

1. Стропильного каркаса, чаще всего изготавливаемого из дерева, реже – из профилированных труб или аналогичного металлопроката. Деревянный каркас в свою очередь собирается из мауэрлата (опорного бруса из твердых пород), стропильных ног (воспринимающих и перераспределяющих основные нагрузки дома), подкосов и аналогичных дополнительных элементов усиления конструкции.
2. Обрешетки – сплошного или разряженного покрытия, выполняющего функции основания для кровельного пирога.
3. Фронтонов, в случае односкатной крыши пристройки – боковых, с треугольной формой. В ряде случаев их заменяют сами стены пристройки.
4. Кровельного пирога – с гидро- или теплоизоляционными прослойками, или без них. В идеале материалы, покрывающие крышу пристройки, совпадают или гармонируют с покрытиями основной кровли дома, как минимум – по цвету.

В большинстве случаев конструкция примыкает к длинной стороне дома, и кровля на ней также имеет прямоугольную вытянутую форму. Но какие-либо ограничения отсутствуют, конструкция основной крыши дома может быть любой.

Варианты привязки кровли пристройки также бывают разные, включая:

1. Примыкание верхней части конструкции к несущей стене дома, без контакта, перекрытия или жесткой связки с главной кровлей дома. При таком исполнении требования к герметичности узла связки максимально жесткие, но нет необходимости в частичной или полной разборке основной крыши дома, способ ценится за простоту и подходит новичкам.
2. То же, с существенным выступом карниза главной кровли над крышей пристройки (а именно – свыше рекомендуемого минимума в 5 см). Чаще всего такие кровли встречается в домах с жилыми мансардами, помимо снижения атмосферной нагрузки на узел примыкания они ценятся за оригинальный внешний вид. Ограничение лишь одно – удлиненные свесы основной крыши должны закладываться заранее, на этапе ее возведения.
3. Совмещение крыши пристройки с пирогом дома, со скрытием шва примыкания кровельными материалами. При таком решении главная кровля разбирается частично или полностью (в особо сложных случаях – с реконструкцией или усилением стропильного каркаса), из-за необходимости точной подгонки конструкций и трудоемких операций способ считается сложным и реализуется реже.

Стропильная система двухскатной крыши: устройство, монтаж своими руками

Двухскатная крыша пользуется большой популярностью благодаря простому монтажу, высокой прочности и универсальности. Она подходит для устройства любого вида кровли и вписывается в практически любой проект дома. В статье мы расскажем о том, как собрать стропильную систему двухскатной крыши. Эта информация будет полезна и тем, кто собирается работать своими руками, и тем, кто хочет проконтролировать работу бригады кровельщиков.

Основные элементы двухскатной стропильной системы

• Мауэрлат. Распределяет нагрузку от крыши на стены здания. Изготавливается из прочной и устойчивой к гниению древесины: сосны, лиственницы, дуба. Стандартное сечение — 100*100 или 150*150 мм.
• Стропильные ноги. Устанавливают на мауэрлат или потолочный венец. Висячие стропильные ноги монтируют на дополнительные балки.
• Затяжки. Используются для соединения стропильных ног и усиления их жесткости.
• Коньковые прогоны — опоры для будущего конька. Их устанавливают в местах соединения верхней части стропил.
• Боковые прогоны (опционально). Придают дополнительную жесткость фермам, усиливают большие пролеты.
• Стропильные стойки — вертикальные брусья. Место установки зависит от ширины пролета (по центру или же по центру и по бокам).
• Продольные и диагональные подкосы — опоры для стоек. Необходимы для правильного распределения ветровой и снеговой нагрузки.
• Лежни — опоры для стоек и фиксации подкосов.
• Обрешетка — основа для монтажа кровельного покрытия. Ее устанавливают перпендикулярно стропилам.

Этапы монтажа

При монтаже стропильной конструкции можно руководствоваться следующей схемой:

Установка мауэрлата

Мауэрлатный брус укладывают по стене, к которой будут крепить стропила. В домах из пористых материалов (пенобетона, кирпича) мауэрлат необходимо устанавливать по всей длине. В других случаях достаточно уложить брус между стропильными ногами. В качестве креплений используют анкерные болты, деревянные нагели, металлические скобы, шпильки или арматуру, шарнирные крепления или проволоку.

Установка стропильных ног

Обычно стропильные пары собирают на земле, а затем поднимают на крышу. При большом весе стропил монтаж проводят наверху. Перед началом работы лучше нарисовать схему и сделать разметку на деревянных заготовках — так стропильные пары будут абсолютно одинаковыми.

Монтаж конькового узла

В зависимости от сложности схемы, здесь могут быть использованы разные технологии крепления: со стропильным брусом или без него, метод накладки или врубки, фиксация специальными крепежными элементами. Выбор зависит от предполагаемой нагрузки и типа кровельного покрытия.

Фиксация обрешетки

Расчет шага обрешетки производят с учетом особенностей кровельного покрытия. К примеру, под металлочерепицу требуется 350 мм, под шифер или профнастил — 440 мм. Для мягкой кровли необходимо сплошное покрытие. Ондулин менее требователен к этим показателям — при уклоне более 15 градусов обрешетка монтируется с шагом 610 мм.

Более подробная информация представлена в видео:

Резюме

Схема монтажа стропильной системы кажется простой только на первый взгляд. На практике часто возникают сложности, особенно если речь идет о двухскатных крышах с мансардой. Даже если вы планируете собрать конструкцию своими руками, проведение расчетов и составление схем лучше доверить профессионалам.

О стропильных ногах

На стропила падает большая нагрузка — тяжесть кровли. Они должны быть качественными, надёжными и хорошо крепиться.

В стропила наслонные входят такие материалы:

Ноги стропильные ноги — это средней толщины бруски. Их устанавливают вдоль от скатов. Именно стропила удерживают кровлю от прогибов в том или ином месте. Нагрузка веса покрытия распределяется и на другие детали кровли.

Конструкции делают наслонными тогда, когда между столбами, расположенными вертикально, слишком большие прогоны. Когда вам предоставят проект, то там будет уже рассчитан шаг между стропилами. Крепление стропил на двухскатной крыше должно быть таким, чтобы кровля после монтажа оставалась прочной и служила долго. Здесь предусмотрены стойки, которые аналогично поддерживают крышу.

Что собой представляет стропильная система двускатной крыши

Основой конструкций скатов являются стропильные ноги, они же стропила. Изготавливают их или из пиломатериалов (брусы, доски), или из стального профиля (уголок, швеллер). В частном домостроение применяют древесину. С ней проще работать, плюс пиломатериалы дешевле.

Каждый из элементов кровли имеет свое назначение Источник

Элементы стропильной системы двускатной кровли

Наслонные стропила с опорными стойками под коньковым прогоном Источник

Вам это может быть интересно! Теплая крыша – это немаловажная деталь при строительстве энергоэффективного дома. Из статьи по следующей ссылке Вы сможете узнать, как правильно утеплить крышу дома.

Что собой представляет стропильная система двускатной крыши

Основой конструкций скатов являются стропильные ноги, они же стропила. Изготавливают их или из пиломатериалов (брусы, доски), или из стального профиля (уголок, швеллер). В частном домостроение применяют древесину. С ней проще работать, плюс пиломатериалы дешевле.

Каждый из элементов кровли имеет свое назначение Источник

Элементы стропильной системы двускатной кровли

1. Мауэрлат

   . По сути, это балка, на которую упираются стропилы. Ее назначение – равномерно распределить нагрузки от стропильных ног на стены дома. Если мауэрлат не использовать, то стропила будут давить на стены точечно, то есть в местах установки возникнут большие напряжения, которые приведет к растрескиванию стен.

2. Стропила

   , установленные под наклоном.

3. Конек

   , он же коньковый брус или прогон. Его задача – сформировать место стыковки стропильных ног. Коньковый брус – необязательный элемент двускатной крыши. Есть конструкции, в которых его не устанавливают. Но об это чуть ниже.

4. Затяжки

   . Используются не всегда, а только на висячих стропилах или, если стропильная система устанавливается на широкий дом.

5. Балки перекрытия

   , которые формируют потолок в комнате и пол в чердаке.

6. Одна из балок перекрытия, которую называют лежнем

   . Она дополнительно выполняет функции основания для опорных стоек, которые поддерживают стропила. Используется не всегда.

7. Опорные стойки

   , они же бабки, поддерживающие стропильные ноги. Их устанавливают лишь в том случае, если длина пролета дома составляет не менее 6 м.

8. Подкосы

   , они же диагональные подпорки. Их используют лишь в том случае, если опорные стойки не могут обеспечить общую надежность стропильной системы.

Наслонные стропила с опорными стойками под коньковым прогоном Источник

Вам это может быть интересно! Теплая крыша – это немаловажная деталь при строительстве энергоэффективного дома. Из статьи по следующей ссылке Вы сможете узнать, как правильно утеплить крышу дома.

Мансардные окна

При планировании мансарды стоит учитывать рекомендации СНиПа. Они рекомендуют площадь окон делать не меньше 10%!о(MISSING)т площади пола. Так что если мансарда будет разделена на несколько помещений в каждом должно быть окно.

Устройство мансардных окон в крыше

Из всех приведенных на фото способов устройства окон в крыше с мансардой, проще всех реализуется наклонная установка. При этом необходимо обеспечить должную степень гидроизоляции примыкания, а также использовать специальные модели с усиленной рамой и армированным стеклом — нагрузка на поверхность бывает значительной.

Плюсы наклонного мансардного окна:

большее количество света, не такие резкие границы света и тени; поверхность крыши остается ровной, не усложняется ее рельеф; относительно легкая установка.

Чем круче наклон относительно пола, тем меньше должна быть высота окна

Ширина рамы окна должна быть на 4-6 см меньше, чем шаг между стропилами. Тогда его легко можно будет установить, не нарушая строение каркаса. Если окно буде шире, необходимо делать усиленную балку над ним, рассчитать нагрузку.

Если нужно иметь большее по площади окно, проще поставить два нешироких рядом. Смотрятся они ничуть не хуже, чем одно большое, а проблем будет меньше.

Два окна рядом смотрятся ничуть не хуже, чем одно широкое

При установке окна-дормер геометрия крыши усложняется: появляется ендова сверху и по бокам. Из-за этого стропильная система становится более сложной и при планировании и при сборке. Возрастает также сложность укладки кровельного покрытия. Все ендовы  — места самого вероятного появления протечек. Потому тут необходимо все делать очень тщательно. В регионах с большим количеством снега желательно над такими окнами устанавливать снегозадержатели: чтобы при резком сходе их не снесло.

Устройство вертикального окна-дормера в мансардной крыше

Плюс такого окна: возле него можно стоять в полный рост. Но света они пропускают меньше, сложнее становится рельеф и крыша становится более проблемной.

Утопленное окно обычно используют, если делают через него выход на балкон. В других случаях такой способ устройства — не лучший вариант: света попадает мало, тени получаются очень глубокими, что для глаза утомительно, геометрия тоже становится сложнее, хотя и не в такой степени, как в предыдущем варианте.

Самый простой способ — сделать окно в торцевой части мансарды. В этом случае не нужна усиленная рама или армированные стекла. Вполне достаточно просто качественных стекол. Именно этот вариант чаще всего можно увидеть на дачных мансардах: это самый недорогой вариант, который запросто реализуется своими руками.

Об устройстве двухскатной крыши читайте тут.

Пошаговая инструкция по монтажным работам

Сразу следует оговориться, что возможные ошибки при сооружении кровли своими руками исправить будет сложно. Поэтому важно четко продумать последовательность действий и проверять качество исполнения каждого узла.

Изначально нужно выполнить следующее:

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

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

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

Установка мауэрлата

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

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

Рисунок 11. Крепление стропил с помощью скользящего крепежа

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

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

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

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

Рекомендации по креплению стропил

С этим вопросом мы разобрались, теперь следует рассмотреть несколько общих рекомендаций, касающихся крепления стропил.

И с этой темой разобрались, теперь уже можно рассмотреть наиболее часто встречающиеся способы крепления стропильных ног к мауэрлату. Мы будем говорить о трех: запиливании с упором (жестком), скользящем и наслонном методах.

Восстановление повреждений

Не бывает ничего вечного, и стропильная система может потерять свои начальные свойства. Из-за неправильного расчёта или от времени стропильная нога может начать прогибаться. В этом случае наиболее эффективны будут боковые накладки. Для усиления стропильной системы применяются стяжки (ригели) и подпорки (стойки).

При необходимости выпрямления прогнувшейся стропилины (стропильной ноги) её выпрямляют с помощью домкрата или гидроцилиндра.

Дерево за время может подгнить или потрескаться. Можно увеличить несущую способность стропильной ноги, применив «подмогу». Это дополнительная балка, которая крепится хомутами в нижней части основной балки стропила. Дерево лучше выбирать хвойных пород, просушенное.

Иногда происходит разрушение узла крепления стропильной системы к стене дома. Это может привести к разрушению крыши в целом. В этом случае узел крепления следует разобрать и заново собрать по всем правилам.

Важное значение для прочности стропильной системы имеет правильное выполнение конькового узла.

Радикальным способом модернизации является построение новой, более островерхой крыши над старой с последующей связкой их в единую конструкцию. Получается более прочная и жёсткая конструкция.

Как выровнять крышу дома

Как увеличить жилое пространство старого дома без дополнительных пристроек? Оптимальный вариант — обустройство новой кровли мансардного типа. Для ее возведения необходимо выполнить расчетную часть, правильно подобрать стропильную схему и материал покрытия крыши.

Расчет нагрузки

Сначала следует выяснить оптимальную массу новой конструкции, так как не все стены старого дома рассчитаны на дополнительную нагрузку.

Общий вес кровельного пирога равен сумме следующих компонентов: стропил, обрешетки, утеплителя и гидроизоляции.

При этом, легкая каркасная конструкция должна быть обслуживаемая: выдерживать не только стандартные снеговые и ветровые нагрузки, но и массу человека.

Беря данные из таблицы, можно рассчитать оптимальную нагрузку на несущие стены. Предположим, что они изготовлены из полнотелого кирпича с толщиной кладки 400 мм.

Тогда постоянная нагрузка будет равна: 400*1800/1000= 720 кг/м².

В данном случае, стены способны выдержать вес мансарды, изготовленной из балок с плотностью 300 кг/м³ и покрытой керамической черепицей.

Если же стены не способны выдержать общий вес мансарды, можно обустроить дополнительный фундамент. На него устанавливаются несущие вертикальные опоры для создания основы кровли. Такая конструкция позволит избежать нагрузки на стены дома.

Демонтаж крыши

Определившись с конструкцией кровли, можно приступать к ее изготовлению. Но до этого требуется выполнить правильный демонтаж старой. Это можно сделать своим руками, если придерживаться следующего порядка работ:

1. Снятие кровельного покрытия.
2. Демонтаж обрешетки. Если состояние деревянных планок хорошее, их можно использовать для новой кровли.
3. Стропила и балки перекрытия следует снимать, начиная с конька.

После этого делается проверка материала на возможное повторное использование. Строительство мансарды на старом доме зачастую выполняется с минимальными затратами. Поэтому нужно использовать все возможности для снижения стоимости.

Строительство мансарды

Чаще всего новая мансарда делается в виде двускатной ломаной кровли.

Новая крыша на старый кирпичный дом цена

Это обусловлено большим внутренним пространством, которое можно использовать в качестве жилого помещения.

Перед началом строительства нужно сделать правильный расчет оптимального расстояния между стропилами (см. Стропильная система двускатной крыши).

Не всегда старый деревянный дом может выдержать нагрузку новой крыши, поэтому следует выбирать шаг установки несущих конструкций исходя из расчетного веса кровли.

Данные об этом параметре можно взять из таблицы.

Затем основываясь на расчетных данных, делается закупка материала — деревянных балок, стропил и реек для обрешетки.

Шаг последний зависит от материала покрытия. Зачастую он не должен превышать 400 мм.

Но окончательные параметры определяются исходя из рекомендаций производителя кровельного материала.

Установка мауэрлата

Мауэрлат — это горизонтально расположенные брусья, на которые будут монтироваться несущие элементы кровли. Он предназначен для равномерного распределения нагрузки на стены.

Для выполнения монтажных работ потребуются следующие материалы и инструменты:

1. Молоток, ножовка по дереву.
2. Гвозди длиной до 50 мм. Количество зависит от площади крыши.
3. Мерительный инструмент: отвес, строительный уровень, рулетка.

Чаще всего для монтажа мауэрлата применяют деревянный брус сечением 150*100. Его количество определяется периметром крыши. Для соединения бруса с несущей стеной рекомендуется использовать монтажные дюбеля.

Монтаж стропильного каркаса и обрешетки

На первом этапе необходимо установить на мауэрлат несущие балки. Затем на них крепятся вертикальные стойки, соединенные между собой в верхней части брусьями — прогонами. На получившийся каркас монтируется стропила для будущей мансардной кровли.

Обрешетка предназначена для установки кровельного покрытия. Ее размер и конфигурация зависит от используемого защитного материала. Обычно для изготовления обрешетки используют доски 40*150 мм. Они набиваются поверх стропил, образуя монтажную площадку.

Окончательный этап

Вышеописанная технология строительства мансардной крыши является универсальной. В качестве гидроизоляционного слоя рекомендуется использовать специальную рулонную микрофибру. Она крепится на обрешетку.

Уже поверх нее выполняется монтаж кровельного покрытия. Для улучшения теплоизоляционных свойств крыши нужно выполнить внутреннее утепление.

Это делается с помощью базальтовой ваты или экструдированного пенополистирола.

На что нужно обратить внимание при обустройстве мансардной крыши в старом одноэтажном доме? Прежде всего — правильно рассчитать общий вес конструкции, установить надежный кровельный пирог и подобрать соответствующий материал. Итог работы — дополнительное жилое помещение, комфорт проживания в котором будет не хуже, чем в остальных комнатах дома.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

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.

Помните, что перед тем, как рассчитать стропила на крышу, нужно определиться с основными параметрами конструкции. В частности, необходимо точно знать высоту конька и уклон крыши, а также размеры перекрываемого помещения. Результатом выполнения расчета элементов крыши должен стать подробная схема стропильной системы, отражающая их размеры и углы между ними.

Выбор материалов для строительства вальмовой крыши

При закупке необходимых материалов, лучше отдать предпочтение специализированным точкам продаж. Там предложат товары высокого качества, которые будут соответствовать:

• заявленным техническим характеристикам;
• установленным стандартам;
• ожиданиям потребителей.

В работе потребуются следующие изделия:

1. Качественно просушенная древесина для создания надежной стропильной системы.
2. Кровельные крепежи в виде гвоздей, саморезов, анкерных болтов.
3. Скобяные изделия – уголки и более крупные скобы. Последним видом изделий скрепляют стропила с балками, перекрытия с мауэрлатами после усадки здания.
4. Крепления, имеющие различную конфигурацию, для упрочнения конструкции.
5. Скользящие крепления, предназначенные для нижнего монтажа стропил с целью закрепления на мауэрлате. Установка предотвратит деформацию системы во время усадки несущих креплений.

Из древесины нужны определенные заготовки:

1. Брус, сечение 100х150 мм для мауэрлат.
2. Брус, сечение 50х150 мм для стропильных систем и конька.
3. Доски, сечение 25х150 мм.

Возводя стропильные системы, лучше выбирать брус, доски с равным сечением. Это гарантирует прочность крыши. Дополнительно приобретают:

• набор кровельных материалов;
• утеплитель;
• пароизоляционная пленка, настилаемая под поверхность обрешетки.

На заметку!

На вальмовую конструкцию кровли выбирают покрытие повышенной мягкости. С ним проще работать, особенно, если стропильная система будет слишком сложной. Однако под нее укладывают фанерный настил. Не стоит забывать про антисептические составы. Ими обязательно обрабатывают поверхность древесины перед монтажом. Данный момент исключит образование плесени, грибка, насекомых-вредителей. Нередко нужна и стальная проволока, имеющая диаметр в 4 мм.

Как сделать расчет

Устройство двускатной кровли по самому простому и стандартному варианту предполагает, что в основе конструкции лежит равнобедренный треугольник. Поэтому сделать необходимые вычисления можно, имея только начальные знания школьной программы.

Теорема о равнобедренном треугольнике гласит, что с помощью высоты треугольника его можно разделить на два равных прямоугольных треугольника. Поэтому необходимо знать величину ширины крыши и ее высоту до конька. В дальнейшем нет ничего сложного в вычислении площади кровельной поверхности и в определении нужного для работы количества материалов.

Расчет совокупности нагрузок

При таком расчете надо сначала определить массу всех используемых материалов — для каждого из них она пересчитывается на 1 кв. м

Во внимание принимают:

• внутреннюю отделку;
• собственно стропила;
• утепляющие части;
• изоляцию от воды, ветра и водяных паров;
• обрешеточные и контробрешеточные конструкции;
• покрытия кровель.

Желательно добавить еще 10%. Тогда даже неожиданное изменение или превышение чисто кровельных нагрузок не окажется фатально для стропильной системы. Снеговое, дождевое и ветровое воздействие рассчитывают по нормативам, установленным для конкретного региона. Не будет ничего плохого, если к этим показателям добавить еще 10-15%

А профессиональный подход требует еще обращать внимание на нагрузку, возникающую при штатном обслуживании кровель, установленных на них коммуникаций и систем связи, другой инфраструктуры

Определения элементов крыши

Основные элементы крыши

• Конек – верхняя часть крыши, место, где соединяются ее скаты. Этот элемент отсутствует в шатровом и односкатном варианте.
• Скаты – это основные плоскости крыши, покрытые кровельным материалом.
• Ендова –внутренний угол крыши, образующийся на стыке двух скатов. Этот элемент присутствует в только сложных конструкциях. При обустройстве крыши ендовам нужно уделить особое внимание при гидроизоляционных работах, так как такой участок — одно из самых уязвимых мест конструкции, именно в них идет самое большое скопление снега.
• Карнизный свес – это свес крыши по бокам дома. К ним производят монтаж водосточных систем.
• Фронтонный свес – выступающая часть скатов над фронтальной стороной крыши.
• Стропильная система –конструкция, являющаяся основой для устройства скатов. Существует несколько разновидностей этих систем, но самой надежной из них является треугольник, так как именно эта фигура придает конструкции жесткость.

Стропильные системы

Перед монтажом любой конструкции, выполненной из дерева, материал предварительно нужно обязательно покрыть антисептическими средствами и антипиренами, которые смогут защитить его от грибковых образований, колоний насекомых и обеспечат повышение пожаробезопасности всей системы.

Основные детали конструкции стропильной системы

Основным элементом в стропильной системе являются стропила, укладываемые на мауэрлат, поддерживаемые стойками, скрепленными лежнями и затяжками.

В верхней части стропила соединяются внахлест и скрепляются, нижние же закрепляются на мауэрлат или к брускам, укладываемым между стропил.

Стропильная система имеет разные формы и бывает наслонной или висячей.

Очень важно правильно рассчитать размер стропил в сечении. Расчет производится с учетом расстояния между стенами и шага установки стропил.

Для начала необходимо ознакомиться с некоторыми терминами и определениями:

• Крыша – конструкция здания, закрывающая верхний этаж. Она обеспечивает теплоизоляцию и выполняет гидроизоляционные функции.
• Кровля – покрытие крыши, обеспечивающее защиту от атмосферных осадков.
• Мауэрлат – элемент кровельной системы, передающий нагрузку от конструкций крыши на несущие стены. Обычно представляет из себя брус или бревно, укладываемое на стены по периметру здания, но в случае монтажа металлического каркаса может быть выполнен из металлопроката — швеллера или двутавра.
• Стропило – наклонный несущий элемент крыши, чаще всего в виде бруса. Совокупность стропил образует стропильную систему, несущую настил кровли и передающую нагрузку на мауэрлат.

Виды стропил и их применение

Выбор стропильной системы – ответственный шаг, требующий знания конструкции каждого из видов кровли. Стропила могут быть:

1. Наслонные стропила, опирающиеся на коньковый прогон и мауэрлат. Применяются при возведении односкатной, простой двускатной крыши, а также как один из элементов вальмовой и ломаной мансардной крыши.
2. Скользящие стропила – разновидность наслонных стропил, применяемая для деревянных строений, дающих большую усадку. Их отличием является скользящее крепление стропил к мауэрлату, что позволяет компенсировать усадку стен без деформации кровли.
3. Висячие стропила – система из стропил, стянутых ригелями или затяжками, обычно применяется при строительстве простой двускатной крыши, а также в качестве верхних стропил мансардной крыши. В висячей стропильной системе коньковый прогон отсутствует, и в верхней части симметричные стропильные ноги опираются непосредственно друг на друга.
4. Накосные стропила, иначе называемые угловыми или диагональными. Применяются для выполнения трехскатной или четырехскатной крыши, а также для кровли со сложной геометрией.

Укладка теплоизоляционного материала своими руками

Для сохранения тепла в чердачном пространстве и во всем доме необходимо провести работы по утеплению стропильной системы двухскатной крыши каркасного дома.

Вначале крепят слой пароизоляционного материала, который защитит утеплитель от паров поднимающегося теплого воздуха. Фиксация выполняется на внутренней стороне стропилин с помощью строительного степлера. Места стыков проклеивают двухсторонним скотчем.

Между стропилинами укладывают теплоизоляционный материал.

Чтобы предотвратить проникновение атмосферных осадков к утеплителю, необходим слой гидроизоляции, который укладывают поверх утеплителя. Рекомендуемый материал — диффузионная мембрана. При использовании армированной пленки между гидроизоляцией и утеплителем необходимо делать зазор около 2 сантиметров.

Стропильная система шатровой крыши: сопряжение ее отдельных частей

Шатровая кровля может быть многоскатной, трапециевидной, купольной и другой. Самым важным условием при ее монтаже является соблюдение симметрии.

Конструкция имеет аэродинамические свойства, способна выстоять даже перед прямым шквальным ветром, предотвратить проникновение влаги и потоков холодного воздуха в чердачное помещение. Для многих этот тип – самый привлекательный.

Шатровая крыша имеет и некоторые недостатки. Например, высокая степень сложности ее конструкции, площадь мансардного чердачного этажа получается намного меньше, чем в случае двускатной.

Расчет шатровой крыши ↑

Для строительства шатровой крыши необходимо провести тщательнейшие расчеты. К ним приступают только после определения формы кровли и угла наклона скатов.

Чаще всего в основании лежит квадрат, тогда ее боковыми гранями будут выступать равнобедренные треугольники. Таким образом, для расчета полной площади крыши в этом случае необходимо:

• посчитать площадь ската (площадь равнобедренного треугольника);
• умножить результат на четыре;
• посчитать площадь свесов карниза (площадь равнобедренной трапеции);
• все полученные данные необходимо сложить.

Конструкция стропильной системы ↑

Под стропильной системой для шатровой крыши подразумевают конструкцию, которая включает:

• Стропила диагональные (накосные), расположенные по углам каркаса. Один его конец опирается на мауэрлат, а другой – на ноги стропил. На данный элемент приходится довольно существенная нагрузка, так как они служат основанием для нарожников (ног).
• Нарожники. которые крепят к накосным.
• Мауэрлат – это балки, которые служат опорой для нижних концов стропил.
• Коньковые и боковые прогоны
• Прогоны, лежни, ригели, всевозможные дополнительные опоры, которые придают конструкции необходимую жесткость и другие.

На какой именно элемент опирается система зависит от материала, из которого построен дом:

• деревянный каркасный – верхняя обвязка;
• каменный и кирпичный – мауэрлат;
• сруб – верхние венцы.

Монтажные работы по установке ↑

Основные узлы и стропила собирают из пиленых досок, бревен и бруса на земле, используя заранее подготовленный шаблон. Толщину материала определяют, исходя из длины стропильной ноги, шага, длины нарожника, уклона крыши и предполагаемых нагрузок.

Первоначальная сборка строительных конструкций для каменных и кирпичных домов также производится на земле по мауэрлатам. В деревянных строениях опорой является специальная верхняя обвязка и верхние венцы срубов.

• Начинают с постройки основания – на стены укладывают лежни и мауэрлаты. Надо учесть, что в случае кирпичной кладки используют прокладочный материал с высокой влагостойкостью. На них настилаются подмости.
• Накосные стропила поднимают из противоположных углов и соединяют в коньковом узле. Любая врезка в мауэрлат может его ослабить, поэтому желательно использовать врезанную балку.
• Поднимают оставшиеся накосные, подгоняют врубки и скрепляют в коньке при помощи затяжек. Отличие шатровой крыши от других четырехскатных в том, что в ней нет прогона и накосные (диагональные) соединены в коньковом узле. Добавочную прочность такому виду придает дополнительная стойка в центре, выступающая в качестве подпорки.
• В скатах устанавливают подкосы, раскосы и диагональные связи, чтобы обеспечить со стороны фронтонов сопротивление ветровым нагрузкам
• На последнем этапе устанавливают нарожники со стойками и подкосами. Добавочную жесткость стропильных ног обеспечивают дополнительные опоры – шпренгели.

Главным условием при монтаже шатровой крыши является установка диагональных стропил строго под прямым углом (90 градусов).

Стропила в обязательном порядке скрепляют со стенами:

Деревянные стены – при помощи металлических скоб стропила фиксируют к второму венцу.

Каменная и кирпичная стена – из проволоки (4-6 миллиметровая) делают хомуты и надевают на стропила, закрепив концы за вбитый в стену штырь .

Чтобы стена оказалась защищенной от воды, необходимо установить свесы, как минимум на полуметровом расстоянии от наружной поверхности стены. Если они выступают недостаточно, их удлиняют, то есть к ним прибивают на ребро обрезки досок, так называемые, «кобылки».

Теперь все готово к укладке обрешетки, гидро-, пароизоляции и кровельного материала.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

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.

Помните, что перед тем, как рассчитать стропила на крышу, нужно определиться с основными параметрами конструкции. В частности, необходимо точно знать высоту конька и уклон крыши, а также размеры перекрываемого помещения. Результатом выполнения расчета элементов крыши должен стать подробная схема стропильной системы, отражающая их размеры и углы между ними.