Стропильная система двускатной крыши своими руками: обзор конструкций висячего и наслонного типа

С висячими стропилами

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

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

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

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

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

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

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

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

Для мансардных крыш

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

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

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

Для больших домов

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

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

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

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

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

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

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

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

Конструкция двухскатной кровли

Двускатная крыша

Принципиальное устройство двухскатов элементарно, и заключается в наличии у крыши двух наклонных прямоугольных плоскостей, по которым и происходит сброс атмосферных осадков, будь то снег или вода.

Эти плоскости сходятся сверху в одной горизонтальной линии, называемой “коньком”. При построении такой геометрической формы с торцов скатов неизбежно образуется два вертикальных треугольника – фронтона.

Виды двухскатов

Отличия крепления стропил

1

Классическая – наиболее распространённая конструкция. При такой компоновке крыша формируется с симметричными скатами, т.е. с одинаковой их крутизной.

В своём строительстве простой “двухскат” может формироваться двумя способами:

• наслонная
• висячая

Более подробно эти системы будут рассматриваться ниже.

Крыша каркасного дома

Преимуществ такой вариации налицо:

• Простота в проектировании. С расчётами справиться практически каждый, владеющий азами математики. Существует множество готовых проектов, которые находятся в открытом доступе
• Надёжность конструкции. Минимальное количество соединительных узлов делает её прочной и долговечной
• Простота монтажа. Ничего “хитрого” здесь нет – элементов немного, узловые соединения элементарны, инструмент простой, крепёж доступен
• Классический дизайн всегда в моде. К тому же при желании домовладелец легко может изменить облик дома, поменяв угол наклона скатов кровли

2

Ассиметричные формы – это необычно. Однако при нарушении симметрии нарушается баланс в распределении нагрузки, что неизбежно влечёт за собой значительное усложнение в несущем “скелете” всего конструктива. Самостоятельно рассчитать такой проект крайне сложно. В этом случае придётся воспользоваться услугами профессионалов

Асимметрия – это красиво

3

Мансардный тип кровли – ещё одна разновидность. От классической вариации она отличается тем, что скатную поверхность создают ломанной.

Конструкция её несколько сложнее, чем у классических аналогов, но также доступна для простого обывателя, который решил своими силами её спроецировать и скомпоновать.

Главное отличие от классики заключается в том, что мансардный тип сочетает обе технологии, используемые для строительства стропильных крыш.

Терминология и элементы

Варианты исполнения

Для полноценного изучения кровельной тематики без специальной терминологии не обойтись. В цели наглядности ниже представлена схема с примерами использования описываемых элементов.

Основные элементы стропильных систем

• Маурлат – элемент практически любой кровельной конструкции. Выполняется из деревянного доски или бруса, жёстко крепится по периметру торца внешних стен постройки. Главное его предназначение – равномерно распределять нагрузку на несущие стены здания. Именно к этому элементу крепятся все стропильные ноги кровли
• Стропила – несущий каркас для кровельного покрытия. Устанавливают их парно, соединяя между собой в верхней части, называемой коньком. Нижняя часть их, как уже упоминалась крепиться к маурлату. Выставленные с определённым шагом стропила, служат основой для обрешётки, на которой в дальнейшем будет крепиться кровельный материал

Узлы стропильной системы

Почему стропильные системы двухскатной крыши так популярны? Обзор преимуществ и ключевых отличий (Фото & Видео)

• Ригель и (или) затяжка. Элементы усиления конструкции. Устанавливаются горизонтально, врезаются в стропильные пары, крепятся на гвозди, болтовые соединения и т.п. В случае необходимости, для придания дополнительной жёсткости дублируются два-три раза (верхний – средний – нижний)
• Стойка или бабка – служит в роли как основной, так и дополнительной вертикальной опоры. Они устраняют прогибы каркаса
• Прогоны – брус, одна или две сшитые доски, а также может быть и отдельная конструкция. В простых вариантах коньковый прогон пришивается к узловым соединения верхней части стропильных ног, в более сложных он подпирается бабками (вертикальными стойками), которые в свою очередь крепятся к лежню
• Лежень – это прогонная балка, т.е. брус, лежащий по всей длине крыши. Формируется для дополнительной фиксации и усиления всей кровельного формирования. Укладываться может как на несущую перегородку здания, так и лишь на внешние стены (в двух местах)
• Подкосы – усиливающая деталь. Применяют в случаях, когда стропильные ноги обладают повышенной длинной, когда есть необходимость дополнительно усилить и исключить их прогиб. Чем сложнее крыша, тем больше этих деталей может потребоваться

Многолетние цветы (ТОП-50 видов): садовый каталог для дачи с фото и названиями | Видео + Отзывы

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция может быть классифицирована по двум признакам. Первый из них — способ опирания несущих элементов. Двускатная стропильная система крыши дома в этом случае включает следующие виды:

• с наслонными стропилами;
• с висячими стропилами.

Виды двускатной крыши с наслонными и висячими стропилами

Устройство кровли с использованием наслонных стропил предполагает их опирание в двух точках. Конструкция в этом случае позволяет избежать возникновения серьезного распора. Чтобы сделать монтаж своими руками потребуются следующие основные элементы:

• стропильные ноги;
• мауэрлат;
• ригель;
• промежуточные стойки и подкосы при большом пролете несущих балок;
• обрешетка и контробрешетка;
• накладки упорные бруски.

В верхней точке монтаж предусматривает опирание на ригель. Установка также предусматривает опору в нижней точке — мауэрлат. Собрать такую конструкцию для дома своими руками можно только в двух случаях:

Варианты сборки наслонной системы двускатной кровли

1. Наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами не большое. То есть такой монтаж подойдет для небольшого дома своими руками. Наибольшая длина строения, которая позволяет выполнять устройство деревянного ригеля без дополнительных усилений — 6 м. При больших пролетах потребуется в качестве ригеля устанавливать металлические балки. При использовании деревянного бруса необходимо будет предусматривать промежуточные стойки, которые располагают в среднем через 2 метра. Избежать этого можно только при использовании в качестве ригеля клееного бруса достаточно большого сечения. В этом случае становится невозможной свободная планировка пространства — стойки посередине помещения убрать нельзя.
2. Второй вариант, когда возможен монтаж наслонной системы двускатной кровли своими руками — это наличие стены в середине дома. Устройство в этом случае предусматривает, что брус, на который будут опираться стропила в верхней точке, передаст нагрузку на внутреннюю стену. В этом случае несущая конструкция не должна быть спутана с перегородкой. Перегородка опирается на перекрытия, а установка стены дома своими руками предполагает ее опирание непосредственно на фундаменты. Такое устройство подойдет для зданий с достаточной шириной, где есть смысл устанавливать стеновое ограждение посередине.

Второй вариант — висячие стропила. Они более сложны в расчете, но позволяют устройство в подкровельном пространстве дома свободной планировки. Конструкция предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части. Монтаж предполагает опирание стропил только в нижней точке. В верхней части несущие балки надежно соединяются между собой. Установка такой системы напоминает ферму

Конструкция работает на распор, поэтому важно предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку на стены дома. выполнить это можно с выполнением следующих мероприятий:

• устройство монолитного пояса по обрезу стен;
• необходимо сделать надежное закрепление мауэрлата двускатной кровли к стене дома своими руками;
• для устранения распора устанавливается схватка.

Монтаж висячей стропильной системы

Схватка или стяжка становится одним из значимых элементов двускатной кровли дома. Она предотвращает разращение стен под действием распора. Можно выделить следующие виды схваток:

• расположенные в уровне перекрытия мансарды;
• расположенные в уровне потолка мансарды.

Стоит отметить, что второй вариант обеспечивает меньшую надежность, поскольку, чем выше выполнен монтаж элемента, тем сильнее стропила оказывают на него воздействие. Если схватка получается слишком длинной, необходимо сделать ее усиление своими руками. Для этого производится монтаж дополнительных элементов двускатной кровли дома — подвесок. Они соединяют конек с серединой затяжки, чем предотвращают ее провисание.

Стропильная система двухскатной крыши с висячими стропилами позволяет выполнить монтаж с предварительной сборкой ферм на земле, после чего поднять их на крышу и сделать закрепление.

Такой вариант подойдет только при наличии подъемной техники, поскольку готовые двускатной кровли дома станут слишком габаритными и тяжелыми для подъема своими руками.

Монтаж стропил двухскатной крыши

Перед началом установки стропил происходит крепление мауэрлатов к продольным стенам с помощью анкерных болтов. Далее необходимо определиться с оптимальным сечением стропильных ног, которое зависит от их длины и расстояния между ними. Для этого можно воспользоваться приведенной ниже таблицей, которая позволяет подобрать сечение стропильных ног в зависимости от их длины. Если необходимо, чтобы пиломатериалы имели другую ширину и длину стропильных ног, то требуемый размер достигается путем их сращивания (наращивания) при помощи крепежных элементов.

Если будет использоваться утеплитель, то необходимо подобрать рациональное расстояние между стропилами таким образом, чтобы как можно меньше пришлось обрезать теплоизоляционный материал.

Установка стропил двухскатной крыши происходит в следующем порядке:

1. Вначале делается шаблон, по которому будут собираться стропильные фермы. Для этого берутся две доски (длина доски равна длине стропильной ноги) и соединяются с одного края между собой одним гвоздем.
2. Получившаяся конструкция (ножницы), свободными краями досок кладется на опоры, в места, где будут опираться стропильные ноги. Полученный, финальный угол – угол наклона ската крыши, необходимо зафиксировать с помощью нескольких гвоздей, а для лучшей фиксации угла, закрепить между досками поперечную перекладину.
3. Далее делается еще один шаблон, с помощью которого, будут выполняться монтажные запилы на стропилах. Проще всего его изготовить из фанеры.
4. На стропилах вырезают монтажные запилы при помощи шаблона и соединяют между собой под углом наклона ската. Получившийся треугольник называют стропильной фермой, который поднимают на крышу с помощью вспомогательных конструкций (лестница, лаги и т.п.) и крепят к мауэрлату.
5. В самом начале устанавливают две крайние фронтонные фермы. Для их правильной горизонтальной и вертикальной установки используют временные подкосы, которые к ним крепят.
6. Между крайними вершинами ферм протягивают шнур, который служит для обозначения будущего конька, а также для уровня остальных промежуточных стропил.
7. Далее поднимаются и устанавливаются остальные стропильные фермы на ранее подсчитанном расстоянии (не менее 0.6 м) друг от друга.
8. Громоздкие конструкции, в зависимости от необходимости, укрепляются ригелями, подпорами, подкосами и т.п.
9. Коньковый брус (прогон) устанавливают на специальных опорах. Дальше к нему крепятся промежуточные, диагональные и короткие стропила.

Расчет нагрузок и угла наклона

Правильный и точный расчет стропильной системы двухскатной крыши – залог будущей прочности и надежности вашего дома. При проектировании сложной кровельной конструкции ее расчет должен производить только профессионал. Расчет двухскатной крыши с небольшой площадью можно рассчитать самостоятельно с помощью несложных инструкций и применением простых формул. В конечном итоге, при самостоятельном подсчете, все равно лучше обратиться за советом к специалисту, чтобы быть окончательно уверенным в надежности и прочности будущей кровли.

В самом начале определяются с углом наклона кровельных скатов. Угол наклона в 5-15°; подходит для небольшого числа кровельных покрытий. Ввиду этого вначале выбирается кровельный материал, а уже потом рассчитывается стропильная система. При угле наклона выше 45° подходит любое кровельное покрытие, но вместе с этим растут и материальные расходы.

Также необходимо точно подсчитать временные нагрузки — ветровые и снеговые. Пределы снеговой нагрузки лежат в диапазоне 80-320 кг/м 2 и зависят от климатического района. На кровле с углом наклона не более 25° коэффициент перехода от снегового покрова на крышу равен 1. Для крыш с уклоном 25-60° коэффициент принимается равным 0.7.

К примеру, при нагрузке снегового покрова на земле 120 кг/м 2 нагрузка на кровле с углом наклона 25-60° составит 120×0.7=84 кг/м 2 .

Ветровая нагрузка подсчитывается при использовании коэффициента изменения ветрового давления и аэродинамического влияния.

Подсчитывается вес кровельного пирога — постоянная нагрузка, которая включает в себя вес обрешетки, контробрешетки, утеплителя, кровельного материала, а также, в случае с мансардой, вес внутренней отделки потолков. Средняя величина постоянной нагрузки колеблется в пределах 40-50 кг/м 2 .

Таким образом, подсчитывается общая нагрузка, которая состоит из постоянной и временной нагрузок. Исходя из общей нагрузки на квадратный метр кровли, подбирается сечение стропильных ног.

В любом случае, при расчете стропильной системы двухскатной крыши, необходимо доверить работу специалистам, также можно воспользоваться справочниками в сети и специализированными интернет ресурсами.

Технологические особенности

У газоблоков хрупкая структура. Поэтому обустройство перекрытий начинается с формирования армирующего пояса из железобетона. С его помощью удается равномерно распределить нагрузку вдоль несущих стен и увеличить их прочностные характеристики. После этого приступают к устройству самого перекрытия.

Создание армопояса

При монтаже верхнего ряда используются U-образные газоблоки. Если такие изделия временно отсутствуют в продаже, можно в обычных блоках вырезать углубление соответствующей формы. После того как U-образные блоки уложены, в подготовленное углубление закладывается армирующий каркас. Для его изготовления используются четыре продольных прута, соединяемых вместе в единую конструкцию.

Как только блоки установлены, выполняют заливку бетонной смеси. На подготовленный таким образом армопояс производится укладка балок и лаг.

Монтаж перекрытия

Монтажные работы по формированию перекрытия выполняются в следующей последовательности:

• Брус для изготовления балок и лаго предварительно обрабатывается специальным составом. Он должен быть хорошо просушенным и иметь подходящие размеры.
• Концы бруса, который соприкасается с газоблоком, подпиливают под углом 60 градусов и оборачивают рубероидом за исключением мест среза. Рубероид предотвратит стирание древесины.
• Укладываются крайние балки с выдержкой заранее заданного шага. Пространственное положение каждой балки проверяется с помощью уровня. Балки крепятся к армопоясу с помощью металлических уголков, пластин или шпилек.
• К нижней части балок крепится накат, а затем утепляется. Для этих целей используют минеральную вату.
• Балки соединяются с лагами. Количество последних должно быть достаточно для фиксации укладываемого сверху материала: фанеры или ДСП. Фиксация лагов осуществляется по-разному. Можно использовать гвозди и шурупы.

После того как установка лагов завершена, приступают к обшивке перекрытия. Если обустраивается пол в доме на первом этаже, сверху укладывается напольное покрытие. Если перекрытия между первым и вторым этажом, снизу крепится вагонка, а сверху укладывается половой материал.

Таким образом, установка перекрытий в доме из газобетона выполняется по определенным правилам. Это позволит перераспределить эксплуатационную нагрузку и увеличит срок службы строения. Если опирание деревянных балок производится на газобетон, такой дом прослужит сравнительно немного из-за преждевременного разрешения стен. А в процессе эксплуатации периодически могут возникать определенные проблемы.

Межэтажный армопояс под обычные плиты перекрытия должен быть самым мощным, так как на него передается нагрузка от перекрытий, стен второго этажа и кровли. Рекомендуемая толщина – 200-250 мм и высота 200-300мм. Продольная арматура – 12 диаметра.

Отметим, что для одноэтажного дома межэтажные армопояса не требуется.

Для деревянных перекрытий толщину армопояса можно немного уменьшить, так как сами деревянные балки и деревянный настил весят гораздо меньше, чем бетонный. Задача армопояса в данном случае – равномерное распределение точечных нагрузок от балок.

Рекомендуемая толщина армопояса – 150-200 мм и высота от 150 мм. Продольная арматура – 10-12 диаметра.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

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

Места расположения элементов показаны на фото.

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

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

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

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

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

Варианты фермы стропильной системы крыши

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

Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

Прогон:

Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Подкос. Служит опорой для стойки.

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

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

Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет

Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.. Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе

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

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

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Разновидности креплений

Дерево — природный материал, который в процессе выравнивания влажности и высыхания дает значительную усадку, из-за чего линейный размеры сооружения изменяются. Именно поэтому опытные мастера рекомендуют возводить крышу для брусовых и бревенчатых домов, спустя год после постройки, когда процесс усадки переходит из активной в пассивную фазу. Если зафиксировать деревянные элементы каркаса жестко, то после высыхания крыша дома может деформироваться. Поэтому для соединения стропил используют следующие виды креплений:

1. Жесткие. Жесткими креплениями называют такие разновидности крепежной фурнитуры, которые не способны компенсировать изменения размеров древесины в процессе высыхания. Они обеспечивают прочную, надежную фиксацию, однако, они могут стать причиной деформации каркаса, приводящей к изменению геометрии кровли, протечкам или даже обрушению конструкции. К этой разновидности крепежа относятся металлические уголки, металлические накладки и деревянные «чурки».
2. Подвижными. Подвижными крепления называют способы фиксации, которые за счет скользящих вдоль своей оси деталей могут компенсировать изменение размеров стропильного каркаса в процессе усадки сооружения. Каркас, закрепленный с помощью ползунов или салазок, «дышит» вместе с домом, подстраиваясь под его размеры, не давая деформаций. С помощью таких креплений можно возводить крыши для деревянных домов, не прошедших процесс усадки.

Скользяща стропильная система