Стропильные системы кровли: расчёт и схемы вальмовой крыши

Преимущества вальмовой крыши

Вальмовая конструкция является одной из разновидностей четырехскатной крыши, отличается практичностью и изящным видом. Если на нее посмотреть сверху, то внешним видом она похожа на закрытый конверт. Два больших боковых ската имеют форму трапеции, а с торца расположены два маленьких – треугольной конфигурации, которые и называются «вальмами».

Хотя устройство четырехскатной конструкции значительно сложнее и ее монтаж обходится дороже, чем двухскатной крыши, она имеет ряд существенных преимуществ:

• большие свесы вальмовой крыши дольше сохраняют тепло, накопившееся в течение дня;
• прекрасно защищает от солнца, не ограничивая кругозор;
• четырехскатная крыша лучше выдерживает ветровые нагрузки;
• большее количество скатов обеспечивает надежную защиту от дождя;
• правильный выбор угла наклона избавит от необходимости зимой счищать снег;
• благодаря жесткости конструкции крыша не требует частого обслуживания;
• смонтировать крышу своими руками возможно при наличии одного помощника.

Единственным недостатком является необходимость точных расчетов при проектировании конструкции.

Простые и сложные виды вальмовых кровель

Самая простая вальмовая крыша – это четырехскатная система, где фронтальные склоны имеют форму трапеций, а торцевые выполнены в виде треугольников. Скаты-треугольники носят названия “вальмы”, они берут свое начало у торцевого карниза и простираются до краев конька. В ходе сооружения такой конструкции используют систему наслонных и накосных стропил – приемы позаимствованы из схем, по которым возводят двухскатные и четырехскатные кровли.

Конструкция полувальмовой крыши образуется из двух элементов обычной двухскатки и двух вальм. Карнизы последних, как правило, располагаются намного выше фронтальных. Отличительной особенностью данного типа сооружения является отсутствие острых выступов. Такие крыши получили распространение в регионах с сильными ветрами. Если дом строится в местности, для которой характерны обильные снегопады, то скаты полувальмовой конструкции делают более крутыми. Пологие склоны крыш – оптимальный вариант для менее снежных регионов.

Четырехскатная система – пример самой простой вальмовой крыши Рекомендуем

• Четырехскатная крыша – технология устройства и монтаж стропильной системы
• Мауэрлат – как сделать основание для стропил?
• Крыша дома – особенности устройства разных систем

Вальмовая кровля может походить на шатер или пирамиду, в таком случае ее называют шатровой или, соответственно, пирамидальной. Сооружают подобные конструкции крыш на домах, несущие стены которых формируют квадрат или правильный прямоугольник. Все стороны шатровой крыши имеют форму треугольников, верхушки которых сопрягаются в одной точке.

Самая сложная вальмовая конструкция имеет ломаную форму. Состоит такая роскошная крыша из разных по размеру и форме скатов, при этом каждый из них имеет излом. Простым примером ломаной кровли выступает двухскатка, у которой фронтальные стороны имеют в верхней части излом. Такой подход позволяет значительно увеличить чердачное пространство, в котором обычно обустраивают мансарду.

Конструкция

Чтобы делать все осознанно, необходимо разобраться со строением двускатной кровли и назначением всех ее элементов. Начнем по порядку.

Мауэрлат

Это большой брусок, закрепленный на несущих стенах по периметру здания. Именно на этот элемент приходится большая часть нагрузки от кровли. И именно мауэрлат передает ее на несущие стены.

Для этого элемента используют бруски квадратного сечения размером 100*100 мм или 150*150 мм. Их соединяют со стенами при помощи вмурованных шпилек. Если баня деревянная, то мауэрлатом обычно служит верхний венец. Для всех остальных видов стен делают пояс из армированного бетона, в который встраивают шпильки. Затем брус выбранного сечения «надевается» на шпильки и притягивается гайками. Иногда его еще дополнительно закрепляют длинными штырями.

Стропильная система двускатной крыши в разрезе, способы крепления мауэрлата и стропильных ног к нему

Так как толщина стен часто больше ширины мауэрлата, его с наружной стороны брус можно заложить кирпичами. Это сделает систему более надежной. Только древесину нужно обернуть двумя слоями рубероида — для защиты от влаги и гниения.

Стропильные ноги и конек

Конек — это горизонтальный деревянный брусок, расположенный в верхней точке кровли и соединяющий два ската. На него и на мауэрлат опираются стропильные ноги или стропила. Так как на конек приходится достаточно большая нагрузка, его нужно делать немалого сечения и выбирать древесину прочных пород.

Формулы для расчета высоту конька и длины стропильной ноги

Высота конька кровли определяется исходя из уклона кровли и ширины здания. Угол уклона кровли — величина, которая зависит от климатических факторов: если снега зимой много, то нужно делать скаты более крутыми. С них снег будет хорошо сходить. Если же в регионе сильные ветра, высокая кровля будет испытывать сильные нагрузки и ее может повредить.

Для средних условий оптимальным угол ската крыши порядка 35°-45°. Они и не сильно будет нагружаться ветром, и снег не будет сильно залеживаться. К тому же с таким углом можно выбирать любой тип кровельного покрытия: и любую из черепиц, мягкую кровлю, шифер, металлочерепицу.

Еще помните, чем выше поднят конек (круче скаты), тем больше будет площадь кровли. А это приведет к том, что затраты на покупку кровельных материалов и объемы работ будут большие.

Зная угол уклона и ширину вашей бани, можно посчитать высоту конька крыши. Для этого ширину здания нужно разделить на два (если конек будет посередине, а не смещен в одну или другую сторону) и умножить на тангенс угла уклона (первая формула на рисунке). Чтобы не искать в математических таблицах необходимый коэффициент, он выписан и сведен в простую таблицу.

Половину ширины дома умножаете на данный коэффициент. Получаете высоту конька для вашей бани. Например, ширина бани 4 метра, угол выбран 35°. Считаем:  4 м / 2 * 0,76 = 1,52 м — высота конька от перекрытия.

Устройство двускатной крыши

Теперь о стропильных ногах. Их делают из брусков сосны или ели, а лучше — лиственницы. Сечение 50*150 мм или 50*100 мм. Выбор толщины брусков зависит:

• От выбранного кровельного материала. Чем больше он весит, тем толще должны быть бруски.
• От климатических условий. Много снега или сильный ветер — берите более мощные.
• От шага установки. Чем меньше шаг, тем более тонкие можно устанавливать стропила. Шаг может быть от 60 см до 120 см. В каждом случае нужно считать, но обычно получается, что выгоднее поставить чаще более тонкие бруски, чем реже, но более толстые — разница в стоимости пиломатериалов очень значительная. Она даже перекрывает большее количество работы при меньшем шаге установки стропил.

  Зависимость сечения бруса для стропил от расстояния и длины

Длина стропильной ноги высчитывается тоже по математической формуле: высота конька делится на синус угла наклона (вторая формула на рисунке). Синусы углов наклона тоже есть в таблице. Находите нужное значение и считаете. Например, для найденного нами конька 1,52 м и угла наклона 35° стропила будут нужны 1,52 м / 0,57 = 2,67 м.

Свес крыши и кобылки

Но кровля не заканчивается ровно над несущей стеной. Она продолжается за пределы стен примерно на 40 см. Этот выступ называют свесом крыши. Это сделано для того, чтобы вода стекала дальше от фундамента, не подмывала его. Потому и стропильные ноги берут длиннее. Если их длины не хватает, их доращивают досками, которые называют «кобылками».

Для организации свеса кровли к стропилам добавляют доски — кобылки

Типы стропильных систем

Перед тем как сделать двухскатную крышу дома своими руками, нужно определиться с конфигурацией стропильной системы. Для этого следует учесть площадь и особенности строения дома.

Строительные системы делятся на 2 основных типа:

• Висячая. Для относительно компактных домов без несущих стен, возведённых внутри здания. Стропила крепятся под углом без конька и стоек. Опираются на наружные несущие стены. Для повышения прочности затяжки монтируют на удалении до 50 см от верхней части. Затяжками могут выступать балки перекрытия (исходя из высоты крыши).
• Наслонная. Выдерживает более высокие нагрузки, подходит для больших домов, требует наличия несущей стены внутри здания. Конструкция обязательно включает лежень, конёк и стойки. Иногда функцию стоек выполняет кирпичная стена, разделяющая чердак на 2 части.

Главные преимущества конструкции: ради чего стоит стараться?

Четырехскатная крыша по своей форме бывает двух видов: шатровой и вальмовой. Если все четыре плоскости кровли сходятся в одной точке конька, такая кровля – шатровая. Если нет – речь идет о вальмовой, у которой тоже есть свои подвиды. Это: классическая вальмовая кровля, двускатная полувальмовая, называемая датской и четырехскатная полувальмовая кровля или голландская.

Обычная вальмовая кровля состоит из четырех плоскостей, две из которых – треугольной формы, а две – трапециевидной. Это как бы улучшенная форма двухскатной кровли, но здесь нет фронтонов. В определенной мере это обуславливает ее экономичность. Вот как она выглядит:

Сама по себе вальмовая кровля обладает многими преимуществами перед двускатной или односкатной, но ее стропильная система непростая. Все составляющие элементы такой крыши должны быть продуманы до мелочей.

В ней, для достижения необходимой жесткости каркаса, стропила соединяются в одну общую связку, в чем и состоит, собственно, основная сложность:

Зато благодаря отсутствию щипцов и фронтонов у вальмовой кровли – минимальное сопротивление потоку воздуха, а потому она особенно целесообразна для местностей с сильными ветрами и периодическими бурями. Действительно, ветру сорвать такую крышу непросто, и на участках карнизных свесов эта крыша практически не подтверждена разрушению.

За счет наличия нескольких угловых ребер, которые соединяются в коньке, обеспечивая дополнительную жесткость, вальмовая крыша обычно не подвергается деформации со временем.

У такой конструкции можно спокойно делать красивые широкие свесы, отводя дождевую воду от стен подальше. Еще один интересный момент: дом с вальмовой крышей кажется по высоте немного меньше, чем если бы он имел двускатную кровлю.

Особенности строительства крыш с углом

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

Наслонная и висячая стропильная система.

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

Сооружение по наслонной схеме

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

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

В деревянных зданиях функцию мауэрлата выполняет верхний венец или обвязка. Стропила нижним концом врубают в несущую балку, дополнительно закрепляют скобами и скрутками из проволоки. Подробней про устройство всех видов крыш, про кровлю читайте в соответствующем разделе перейдя по ссылке. Также рекомендуем прочитать статью про односкатную крышу и уже после решить, какой вид подходит вам под вашу постройку.

Систему усиливают прогонами, подкосами и стойками. К тому же это помогает уменьшить сечение стропил и прогибы. Соединяют элементы металлическим крепежом — гвоздями, скобами, болтами, накладками, кольцами, зубчатыми дисками.

Устройство крыши висячим методом

Висячие стропила монтируют при пролетах дома 6-14 м. Опираясь только на наружные стены, несущие балки воспринимают значительные распирающие усилия. Чтобы их распределить, в конструкцию вводят дополнительные горизонтальные и вертикальные элементы — ригели, затяжки, бабки (стойки, опирающиеся на затяжку).

Чем шире пролет строения, тем больше возникающие в конструкциях напряжения, сложнее устройство каркаса. До 6 м достаточно затяжек, совмещающих функции балок перекрытия. Свыше — вводится дополнительные ригели.В домах без внутренней несущей стены, превышающих ширину 9 м, систему крыши укрепляют бабками и подкосами. Фрагмент из двух стропил, затяжки и связей называется фермой.

В некоторых случаях мауэрлат не устанавливают. Готовые фермы монтируют на доску, уложенную по верху стены на слой врубают в затяжку или укладывают, скосив край. Закрепляют нагелями, накладками, хомутами.

Коньковый узел решается сложнее, чем в наслонных кровлях. Стропила врезают в горизонтальный брус, усиливают стык деревянными или металлическими висячей стропильной системы сложнее и дороже, чем безраспорной. Поэтому часто фермы устанавливают с шагом — 3-4 м, соединяют прогонами, по которым укладывают наслонные стропила. Этот способ называется комбинированным.

Достоинство висячих конструкций — возможность использовать чердачное пространство под мансарду.

Эскиз крыши

Прежде чем приступать к монтажу кровельной конструкции рекомендуем выполнить ее эскиз в масштабе. Этот эскиз будет своего рода макетом и инструкцией по созданию вальмовой крыши:

• Рисуем дом в двух проекция (анфас и профиль) соблюдая все пропорции в масштабе;
• Отмечаем на проекции анфас высоту конька и выбранный угол скатов;
• Определяемся с длиной конькового прогона на проекции дома в профиль;
• На схемах наносим шаг стропил, вычерчиваем все стропильные ноги;
• Дополняем эскиз необходимыми отметками для усиливающих элементов системы.

Данный эскиз не только поможет визуализировать будущую кровлю, но и станет своеобразной инструкцией по ее возведению. Кроме того, данный чертеж поможет определиться с необходимым количеством строительных материалов.

Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крыши

Схема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид ломаной вальмовой крыши (мансардного типа)

Разработка плана стропил

При разработке плана стропил выполняют следующие процедуры:

• Нанесение модульных координационных осей, к которым привязываются значения толщины капитальных стен здания. При этом вынос венчающего карниза используемой конструкции отображается на плане стен наружных в виде контурной линии;
• На плане вычерчиваются каналы дымовые и вентиляционные каналы и трубопроводы, расположение которых в обязательном порядке учитывается в процессе размещения элементов проектируемой системы стропил;
• Разрабатывают план выбранной формы крыши в виде эскиза, на котором должно также учитываться расположение стен. На план в виде линий наносятся конек, ендовы, ребра, а также следующие элементы:

1. Форма скатов крыши;
2. Направление уклона скатов;
3. Расположение слуховых окошек;
4. Расположение фронтонов и т.д.

• Используя план крыши, производят вычерчивание плана системы стропил, на котором должно быть указано размещение следующих элементов:

1. Подстропильная балка;
2. Мауэрлаты;
3. Стропильные ноги с кобылками и затяжками, опирающиеся на мауэрлаты;
4. Стойки, также как и продольные подкосы, обеспечивающие необходимую пространственную жесткость стропильной системы (отображаются в виде штриховой линии);

Поперечные сечения различных элементов принимают ориентировочные значения в зависимости от того, какой тип древесины будет использован при строительстве (доски, брусья или бревна). Шаг стропил, то есть расстояние между ними, выбирается в зависимости от того, какой именно строительный лес применяется при строительстве кровли, а также от веса используемого для покрытия материала:

• Шаг составляет 100-120 см;
• Шаг изготовленных из брусьев стропил – от 150 до 180 см.

Кроме того, расстояние между стропилами может изменяться при пропускании между ними труб дымохода или вентиляции.

Кроме того, данные трубы могут пропускаться путем прерывания стропильных ног, для этого их свободные концы опираются на перемычки из древесины, расположенные между соседними стропилами, для крепления которых выполняется специальный запил стропил.

В случае двускатных или щипцовых крыш слуховые окна размещаются во фронтонах, расположенных на торцах. Это повышает эффективность вентилирования чердачного помещения в теплое время года.

При разработке проекта четырехскатной крыши следует отобразить на плане такие элементы, как накосные диагональные ноги стропил, нарожники, опирающиеся на них, а также располагающиеся на вальмах слуховые окошки.

В случае, если в подкровельном пространстве оборудуется мансардный этаж, на плане следует отобразить также верхние балки обвязки стен каркаса, на которые будут опираться стропила.

Следует также учитывать, что разработка плана системы стропил должна выполняться параллельно разработке плана различных конструктивных разрезов проектируемого здания, которые должны быть связаны между собой.

• На чертеже стропильного плана проставляются значения расстояний между модульными осями проектируемого здания, к которым привязываются значения толщины стен. Размерные линии, на которых отмечается цепочка шагов между стропильными осями, наносятся на план ближе к его контуру. Внутри же плана указывают расстояния между стойками, трубами вентиляции и дымохода, а также между различными элементами конструкции стропильной системы. Кроме того, на плане необходимо отобразить выноски, на которых будут указаны значения длин и поперечных сечений перечисленных элементов.

Стропильная система является важнейшим элементом конструкции возводимой кровли, от правильности проектирования которой зависят такие показатели, как надежность крыши, ее безопасность и длительность срока эксплуатации.

Поэтому, не обладая требуемыми навыками и умениями, лучше не браться за составление плана стропил, а доверить выполнение данной работы квалифицированному специалисту, обладающему необходимым опытом.

При проектировании дома внимание следует уделить стропильной системе. Обязательно составляется так называемый план стропил, который включает все особенности сооружения конструкции, шаг стропильных ног и прочие моменты, необходимые для построения надежной и долговечной крыши, способной выдержать расчетные нагрузки.

Расчёт площади кровельного покрытия

Этот расчёт сводится к определению площадей трапеции (ската) и треугольника (вальмы).

Площадь трапеции и треугольника

Выполним расчёт для нашего примера.

1. Площадь одной вальмы при CD = 3,52 м и AB = 8,0 м, с учётом свеса 0,5 м:

• S = ((3,52 + 0,5) · (8 + 2 · 0,5)) / 2 = 18,09 м2

2. Площадь одного ската при BL = 12 м, CF = 7,044 м, ED = 2,478 м, с учетом свесов:

• S = (2,478 + 0,5) · ((12,0 + 2 · 0,5) + 7,044) / 2 = 29,85 м2

Суммарная площадь кровельного покрытия:

• SΣ = (18,09 + 29,85) · 2 = 95,88 м2

Совет! При покупке материала учитывайте раскрой и неизбежные потери. Материал, производимый элементами большой площади, для вальмовых крыш не самый оптимальный вариант.

Особенности составления чертежей некоторых типов двухскатных крыши

При планировании кровли и составлении чертежей, необходимо учитывать особенности устройства двухскатных крыш различных типов. Рассмотрим основные из них.

Классическая, с равной длиной скатов

Исходя из функционального назначения подкровельного пространства, равноскатная крыша может быть выполнена в двух вариантах, что отражается при составлении чертежа:

1. Мансардная крыша. Изначально предполагает устройство стропильной системы висячего типа, чтобы обеспечить максимальную полезную площадь помещения. Установка элементов, укрепляющих конструкцию, может быть устроена одним из перечисленных способов.

• Простые висячие стропила с ригелем. Горизонтальный распор устанавливается на уровне потолка или выше и служит элементом каркаса для внутренней обшивки;

  Примеры мансардной крыши

• Аттиковая конструкция. По углам устанавливаются опорные стойки, точка расположения которых устанавливается индивидуально, а на уровне планируемого потолка устанавливается ригель. По своему верхнему краю стойки укрепляются прогоном.
• Бесподвесочная конструкция. Отсутствие подпоров и ригелей допускается для устройства мансарды в небольших постройках.

При планировании и составлении чертежей мансардной кровли необходимо учитывать общий вес кровельного покрытия. Поскольку количество упорных элементов в данной кровле минимально, то не рекомендуется использовать для покрытия тяжёлые материалы.

• Чердачная. Может быть выполнена по любой технологии устройства стропил, поскольку отсутствует задача организации внутреннего пространства. Наиболее распространёнными способами сделать двускатную конструкцию кровли являются:

• Е-образная. Классическая, основным упором служит вертикальный столб, расположенный по центру, от основания которого устанавливаются подкосы враспор к стропилинам одной пары. Если центральная линия не совпадает с несущей внутренней стеной, то стойку также смещают и упирают непосредственно в стропило;

  Пример чердачной крыши

• W-образная. Предполагает устройство 4-х подкосов по линии стропильной пары. При этом два внутренних упираются в коньковый прогон, а их нижние края соединяются с парой внешних подкосов, которые, в свою очередь, закрепляются на стропилах;
• Перекрёстная конструкция. Выполняется путём установки подкосов от точки соединения стропила с мауэрлатом враспор на противоположную стропильную ногу.

При монтаже стропильных ферм для висячих стропил способы установки затяжек и подкосов разнообразны и выбор конкретной конструкции напрямую зависит от типа кровельного материала. Видео с чертежом и готовой конструкцией двухскатной крыши.

Кровля ломаного типа

Мансардная крыша, выполненная с изломом ската, или ломаная крыша своими руками может быть также рассчитана, прочерчена и построена. Внешняя сложность конструкции при тщательном планировании технологических элементов и точек соединения, оказывается в строительстве не сложнее, чем обычная равноскатная кровля. Чертежи ломаной кровли, прежде всего, должны отражать устройство каркаса из опорных стоек, а также дополнительные распорные элементы, необходимые при покрытии тяжёлыми кровельными материалами.

Пример кровли ломаного типа

Надо отметить, что монтаж двухскатной крыши является наиболее актуальным решением, чтобы обустроить жилое помещение и выполнить самостоятельную постройку. Таким образом, подробно составленный чертёж двухскатной крыши является фактическим руководством по строительству, как на стадии подготовки материалов, так и в процессе самого монтажа. Изначально продуманная общая конструкция кровли и способы соединения её элементов буду залогом качественно выполненных работ при минимальных трудозатратах.

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки. Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг.

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

• для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
• для металлочерепицы – 14 гр.;
• ондулин – 6 гр.;
• профнастил – 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50х100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу. Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Полезные советы

• Верное крепление стропил не менее важно, чем правильный расчет конструкции. Перед самостоятельным монтажом крыши стоит взять урок у опытного плотника и почитать обучающую литературу.
• При выборе шага стропил не забывайте о теплоизоляции. Все виды утеплителя способны немного сжиматься, поэтому покупать их можно по приблизительному размеру. Наиболее часто выпускаемые размеры – 60, 80, 100, 120 см.
• Для крыш с уклоном от 45 градусов и более можно не учитывать вес человека на крыше. Это снимает 175 килограмм расчетной нагрузки на квадратный метр и позволяет ставить стропила в среднем на 20% реже.
• Снежную и ветровую нагрузку в регионах России можно узнать по нормативным документам – картам в приложении Ж к СП “Нагрузки и воздействия”.
• В сети существует множество онлайн-калькуляторов для крыши, способных если не рассчитать верно все нюансы, то хотя бы посоветовать подбор верного сечения для стропила.

Как устроены висячие стропила

Если вы выбрали висячую систему, это накладывает свои ограничения при монтаже. В особенности, фермы следует собирать на земле. Только после сборки ферму можно поместить на своё законное место – над перекрытием. Технология монтажа предполагает составление чертежа. Составив чертёж, можно точно определить длину стропильных ног, а также высчитать угол их соединения между собой.

Существует простое правило, с помощью которого можно быстро узнать нужный угол соединения стропил. Умножьте угол наклона крыши на 2, и вы получите искомое значение. Оптимальным углом наклона крыши считается значение от 35 до 40 градусов. Чтобы противостоять сильным ветрам, угол наклона рекомендуется уменьшить до 20 или даже до 15 градусов.

Чтобы определить длину стропильных ног, понадобится узнать расстояние прогона, а также угол соединения. Вероятнее всего, что длина стропильных ног будет находиться в пределе от 0,5 до 0,6 м. Способы скрепления верхних концов стропил:

• внахлёст;
• встык;
• в лапу (вырезая пазы).

Чтобы прочно зафиксировать элементы, можно применять болты, а также стальные накладки. После монтажа верхних, а также нижних затяжек, готовую ферму можно установить над перекрытием.

Сперва нужно закрепить крайние фермы. Для обозначения и контроля вертикали рекомендуется использовать отвес. К мауэрлату фермы крепятся с помощью болтов. Также для этих целей можно применять металлические накладки. А для временной фиксации конструкции, можно использовать косой брус. Между стропилами нужно соблюдать точно одинаковое расстояние. Остальные стропила устанавливаются в порядке очереди, но после крайних. Только после того, когда все фермы будут надёжно закреплены, можно прибить доску по верхнему краю ската.

Длина доски должна быть на 20-30 см больше, чем габарит карниза. Для этих целей подойдёт доска с сечением 5*15 см. Аналогичную процедуру нужно повторить и для другой стороны крыши.

Особенности утепления конструкции

Шатровую крышу необходимо утеплять в любом случае. Минеральная вата, пенопласт и пеноплекс считаются основными утеплительными материалами. Если изделие будет утепляться минеральной ватой, то листы кладутся в отсеки между стропилами обязательно сверху вниз.

Важно не допустить появление щелей. По возможности для закрепления используют степлер. Такая процедура выполняется по всей площади. Для высокой надежности следует выбирать тот материал, который отвечает нижеприведенным требованиям:

• при сжатии материала не должно быть никакого дефекта;
• устойчивость к огню;
• высокая плотность;
• препятствие для проникновения влаги;
• теплопроводность не должна быть высокой;
• воздухопроницаемость.

Конструкция опорных точек накосов стропил

Верхней частью накосная стропильная нога упирается в коньковый брус. Конструктивные особенности вальмовой крыши позволяют сделать это несколькими способами:

• Если конструкция крыши имеет один коньковый прогон, то накос упирается на консоль конька.
• Если стропильная система имеет два коньковых прогона и рядовые стропилины из досок, то накосы должны упираться на шпренгель, основание которого лежит на коньковых прогонах.
• Если конструкцией предусмотрено наличие двух прогонов, а стропила выполнены из бруса, то вместо шпренгеля используют прибоину. Этот элемент выполняется из обрезка доски толщиной более 5 см и соединяет между собой рядовые стропилины недалеко от конька.

Коньковый прогон и диагональные стропила вальмовой крыши

В зависимости от способа посадки верхнюю часть накоса подрубают. Крепить диагонали можно гвоздями, при этом допускается усиление скруткой из проволоки или металлическим хомутом.

В нижней части диагональные стропилины вальмовой крыши с опиранием на мауэрлат крепятся с помощью металлических скоб или уголков непосредственно к мауэрлату или к специально установленной угловой балке.

Sources:://-sistema/ ://-sistema/

Как спроектировать стропильную систему и стропила?

Проектировать расположение стропил довольно сложно. Данная задача подразумевает наличие специальных умений и знаний. Для создания схемы следует достоверно рассчитать количество осадков и силу ветра, а также оптимальный вес всей системы.

Именно поэтому обеспечения наибольшей эффективности и, естественно, долговечности фермы можно добиться только в том случае, если схема расположения стропильных элементов была составлена грамотным специалистом, обладающим высокой квалификацией и большим стажем выполнения таких работ.

Самыми основными моментами, которые должны быть учтены при составлении проекта кровли жилища, являются:

Виды стропильных систем по форме.

• углы наклона скатов;
• вид необходимой крыши;
• материал, который применяется для покрытия кровли;
• правильный выбор стропильных сечений;
• верный расчет конструкций стропильной системы.

Величина наклона скатов напрямую связана с расчетом прочности несущей конструкции, а также выбором материала, которым будет покрываться кровля.

Большая часть подобных материалов имеет значительное влияние на план стропильной системы, поэтому материал для покрытия следует подбирать на этапе проектирования.

Схема расположения стропильных элементов должна быть рассчитана тщательнейшим образом в период проектирования кровли, т. к. ошибки, которые были допущены во время оценки нагрузок, могут привести как к деформации стропил и к нарушению покрытия кровли в момент эксплуатации жилища, так и к обрушению крыши целиком.

Несущие кровельные конструкции, которые состоят из таких элементов как стропила и обрешетка, способны обеспечить ее прочность и устойчивость.

Делаем расчеты

Очередной важный этап – расчеты. Для этого предварительно составляется схема здания со всеми его параметрами. Для вычислений необходимо использовать формулу Пифагора. В первую очередь необходимо сделать расчет высоты конька крыши. За основу берутся такие вычисления: h = b × tg α/2. Показатель «α» указывает на угол скатов, а «b» на длину конструкции, находящаяся между стропилами с торцевой плоскостью.

Также определяется длина стандартного стропила (СС). За основу берутся следующие вычисления: e = b/2 × cos α. В этом случае «b» подразумевает длину конструкции, «α» угол скатов, а «е» длина СС.

Площадь ската определяется по такой схеме: S = 2еа. Здесь «е» указывает на длину СС, а «а» на длину между стропилами по длине всего здания. Таким образом, определяется показатель S.