Устройство стропильной системы двухскатной крыши

Преимущества

Двухскатные крыши стали сооружать очень давно. Такая конструкция имеет массу преимуществ:

  1. Выполнить строительство крыши может даже неопытный строитель.
  2. С материальной стороны приобретение всех стройматериалов будет не накладным.
  3. Устройство крыши – ее склон позволит избежать скопления снега и осадков.
  4. Двухскатная крыша подходит для любого проекта дома, независимо от формы основания.
  5. Выполнить ремонт крыши из двух скатов достаточно легко.
  6. Проявив фантазию, можно украсить крышу дополнительными декоративными элементами.

Основные виды крыш по конструктивному исполнению

Перед установкой нужно выбрать оптимально подходящую стропильную систему для кровли. Наибольшим спросом среди частных застройщиков пользуются скатные конструкции следующих видов по форме:

  • 1-скатные;

  • 2-скатные;

  • мансардные (ломаные двускатные);

  • шатровые;

  • вальмовые;

  • полувальмовые.

Рисунок 1. Основные виды крыш по конфигурации

Наиболее простыми по конструкции являются односкатные кровельные системы. При этом они требуют минимум финансовых и трудовых вложений на устройство. Однако учитывайте, что в здании с такой крышей невозможно обустроить полноценный чердак или, тем более, мансардный этаж.

Одни из самых популярных на сегодня крыш – двускатные и мансардные. Это обусловлено возможностью обустроить просторный чердак или большую мансарду. На такие конструкции расходуется меньше кровельного покрытия, однако требуется возведение фронтонов по торцевым сторонам дома. Также привлекает минимальная сложность монтажа.

Рисунок 3. Внешний вид двускатной (сверху) и мансардной крыши (снизу)

Шатровые кровли, как правило, имеют 4 ската в виде равнобедренных треугольников, сходящихся в одной точке сверху. Гармонично смотрятся на одноэтажных домах в классическом стиле. Характеризуются сложной стропильной системой, но повышенной устойчивость к ветровым нагрузкам.

Вальмовые и полувальмовые кровли тоже отличаются сложностью устройства, большим количеством конструктивных элементов в стропильной системе. Требует профессионального подхода к монтажу, без наличия определенных навыков самостоятельно построить качественную и надежную конструкцию будет очень сложно.

Рисунок 6. Полувальмовая крыша

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Классификация по типу ската

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

Двухскатная крыша c ломаными и прямыми скатами

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

Расчеты

Можно проводить расчет двухскатной крыши по онлайн – калькулятору, располагая на чертежах данные, которые «выдала» машина. Можно сделать это вручную, однако в этом случае вероятность ошибки возрастает, что скажется впоследствии на качестве возводимой конструкции.

Расчёты для чертежей содержат необходимые исходные данные:

  •  Длина фронтонной части дома (F);
  •  Длина по коньку (D);
  •  Высота конька (H);
  •  Длина стропильной ноги (L), а если необходимо – увеличение длины стропила для установки карнизного свеса с необходимой шириной (I);
  •  Все виды нагрузок.
  •  Шаг, по которому устанавливали стропила.
Читайте также:  Можно ли делать отверстия в плитах перекрытия?

Крутизна ската и высота конька

Проведем вычисления высоты конька крыши над мауэрлатом. Основой большей части коньковых узлов двухскатной кровли является треугольник, а на него действуют законы тригонометрии.

При симметричной крыше конёк располагается посередине между точками опоры стропил, поэтому используем формулу: f=F/2.

Если у вас скаты несимметричные, то на чертеже нужно сделать следующее:

  •  Линию F проецируем туда, где расположена линия конька крыши;
  •  Измеряем получившееся расстояние между ней и мауэрлатом с каждой стороны. Помните, что крутизна скатов будет различной;
  •  Теперь используем формулу H=f×tg a.

Можно доверить все вычисления машине, воспользовавшись калькулятором вычислений, а затем перенести данные на чертеж.

Длина стропильной ноги

Расстояние между каждой ногой стропил зависит от следующих параметров:

  •  Материала;
  •  Массивности конструкции;
  •  Климата региона.

Когда пролёт больше длины стропил, их можно удлинять. При этом высота сечения не может быть меньше, только толщина. Вариант менее рациональный – удлинить стропильный брус с использованием соединительных вставок или накладных брусков.

Расчеты длины стропильной ноги базируются на теореме Пифагора. Она позволяет вычислить длину гипотенузы при условии наличия данных катетов. Такой катет – один из 3 элементов:

  •  Высота конька;
  •  Высота верхнего узла;
  •  Высота верхнего края.

Каким будет этот элемент и место его расположения, зависит от типа двухскатной крыши. Измеряют их с помощью строительного уровня.

Несмотря на кажущуюся простоту вычислений, лучше доверить их онлайн – калькулятору. Чтобы получить правильные расчеты двухскатной конструкции, достаточно ввести нужные данные в указанные поля. К тому же существуют специальные расчетные программы, которые «выдадут» нужные параметры без ввода данных. Для расчета достаточно в нужном месте поместить форму конструкции. Затем полученные данные отражают на чертежах.

Нагрузка на стропильную систему

Для того чтобы снизить нагрузку на стены, применяют упоры вертикального или углового типа. При использовании «усилителей» нужно изменять направление «негативного» воздействия усилий.

Вычисления ведутся с учетом 3 типов нагрузок:

  1. Постоянные. К их числу относят массу кровельных материалов, обрешетки и слоев утеплителя. При наличии эксплуатируемого чердака к этой нагрузке относят вес материалов для отделки. Чтобы узнать массу кровельных материалов, нужно изучить их технические характеристики. Так, металлические материалы – самые легкие, натуральная отделка в виде сланца или керамики – самая тяжелая.
  2.  Переменные. Вычисления сложные, так как часть нагрузки зависит от климатических условий, которые постоянно меняются, однако эти данные не учитываются. Сведения берут из справочника СНиПА, в котором размещены таблицы, составленные около 50 лет назад. За эти годы поменялись многие важные показатели: высота покрова снега, сила ветра и его преобладающее направление. Чтобы «подстраховаться» в этой непростой ситуации, архитекторы используют специальный коэффициент, который называют запасом прочности. Для правильных значений каждый элемент нужно умножать на 1.4. Эта цифра актуальна для жилых зданий. Истинную нагрузку от ветра и снега также вычисляют с помощью «подстраховки». Коэффициент поправки основывается на длине крыши. Учитывают также расположение дома.
  3.  Индивидуальные. Так называют нагрузки, возникающие при специфических условиях: торнадо, ураганах или других катаклизмах.

Расчет трех типов нагрузок ведется с учетом коэффициента запаса прочности по отношению всех конструкции: стоек, растяжек, прогонов и других. Только после того, как будут высчитаны все показатели, можно переходить к построению чертежа двухскатной кровли.

Несколько полезных рекомендаций непрофессиональному строителю

Чтобы стропильная система, выполненная своими руками, получилась надежной, воспользуйтесь следующими рекомендациями:

  • Используйте строительный отвес для контроля положения стропила.
  • Монтируя противоположные фермы, натягивайте между ними ориентир в виде шнура.
  • Жесткость каркасу придадут подкосы, расположенные между серединой стропильной ноги и стойкой. Фиксируют их гвоздями.
  • Заготавливая стропила заранее, следите, чтобы погрешность была минимальной, тогда элементы можно будет точно отрегулировать на месте.
  • Как только завершите монтаж стропильной системы, переходите к устройству гидроизоляции и укладке кровельного материала, чтобы не подвергать древесину неблагоприятным атмосферным воздействиям.

Двухскатная кровельная система — вариант универсальный для любого покрывного материала. Под такой тип крыши вполне возможно собрать и выполнить монтаж стропильной системы самостоятельно. Важно, только соблюдать в точности советы профессионалов.

Видео по сборке и установке стропильной системы двускатных крыш

Строится двухскатная крыша своими руками непросто: очень много тонкостей и нюансов, существуют разные способы крепления, наращивания. Описывать словами их дело неблагодарное. Это тот случай, когда лучше увидеть. Ниже вам предлагаем подборку видео, которые вам могут быть полезны.

Видео-отчет о том, как сделана двухскатная крыша

Рассказ владельца дома об этапах строительства. Есть интересные технические моменты, которые могут быть полезны.

Два типа соединения стропил: жесткое и скользящее

Как определить угол наклона стропил

Полный видео-отчет о сборке стропильной системы

Стропильная система двухскатной крыши своими руками

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

Стропильная система двухскатной крыши своими руками

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

Стропильная система двухскатной крыши своими руками

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».

Стропильная система двухскатной крыши своими руками

Для организации свеса кровли к стропилам добавляют доски — кобылки

Узлы деревянной кровли

Если вы хоть раз присутствовали на возведении крыши дома, то наверняка знаете, что стропильная система – своеобразный скелет кровли. На них укладывается кровельный пирог, покрытие, с обратной стороны возможно обшивается облицовочным материалом. За весь свой срок эксплуатации стропильные ноги держат колоссальные веса, которые при некоторых условиях могут доходить до отметки 200 килограмм на 1 квадратный метр. Такое значение может быть достигнуто, если хозяева не обслуживают крышу и на ней скопилось достаточно большое количество мусора, листвы и снега.

На момент строительства крыши она обязана выдерживать вес нескольких рабочих и их оборудование. Такая нагрузка сугубо индивидуальна, ведь трудно предугадать точные цифры, если не знаешь сколько будет весить рабочие или какое оборудование они возьмут с собой. Поэтому очень часто крыши сооружаются в таком ключе, чтобы какой бы ни была высокой нагрузка, она смогла ее выдержать. Только в таком случае работа и дальнейшая эксплуатация будет проходить в спокойном и безопасном режиме.

Следующий по важности элемент называется мауэрлат или по-другому – опорный брус. Он является своеобразным фундаментом для всей кровли. Данный элемент обязан быть прочным, поэтому в большинстве случаев для его заготовки используются хвойные породы древесины. Мауэрлат может крепиться к стене множеством способов, но самые популярные и простые это: крепеж при помощи закладных деталей или анкеров. Для первого способа в процессе строительства стен закладываются специальные металлические детали, и выпускаются в конце.

Опорный брус держит стропильные балки, а значит на него приходится их вес и нагрузка, которую они способны выдержать. Расчет по подбору стропильных элементов довольно прост и в то же время сложен. Посчитать одно уравнение очень легко, но вот обнаружить все нюансы и вставить их в формулу бывает не всегда возможно, поэтому многие застройщики просто берут продукты с большим сечением и не заморачиваются. Это отчасти верно, но как быть если и этого будет недостаточно. Решить данную проблему можно, при помощи всяческих распорок и подпорок.

Узлы деревянной кровли

Коньковый узел очень важная часть любой крыши. Он не только является защитой двух плоскостей от пыли и влаги, но и позволяет влажному воздуху покинуть чердачное помещение. Это особенно важно, когда покрытие или что-то в кровельном пироге полностью изолирует материалы от влаги. Влажному воздуху не остается ничего другого как начать конденсироваться и разрушать все элементы стропильной системы.

ВАЖНО: Перед устройством деревянных элементов очень важно обработать их защитными составами. Антисептики защищают структуру пиломатериалов от гниения и размножения вредных микробов, а антипирены увеличивают устойчивость к возгоранию.

Способы фиксации висячих стропил на мауэрлате

Висячие стропила могут крепиться к мауэрлату несколькими способами:

  • На стропилах выпиливают паз, а в стену на расстоянии 15 см от верхнего края забивают металлический штырь. Стропило выставляют на мауэрлате, обвязывают проволокой и притягивают к стене. Проволоку обматывают вокруг штыря.
  • Второй способ предполагает выкладку кирпичного ступенчатого карниза. Мауэрлат при этом укладывают по внутреннему краю стены и делают в нем паз для стропильной ноги.
  • При использовании третьего варианта стропила упираются в балки перекрытия, которые имеют выпуск за периметр дома до полуметра. Балки спиливаются под углом и крепятся болтами. Посредством этого способа собирается крыша без мауэрлата своими руками.

Порядок подготовки основания

В разрезе устройство плоской кровли состоит из несущего покрытия и основания, на которое в определенном порядке укладывают слои гидро-, паро- и теплоизоляции. Чаще всего несущим покрытием является железобетонная плита, стальной профлист, гораздо реже используют покрытие из древесных материалов.

Если основание из железобетона имеет дефекты, делают цементно-песчаную стяжку, после чего поверхность становится ровной.

В зависимости от материала, сверху которого выполняют стяжку, отличается ее толщина:

  • если это бетон, то слой составляет от 10 до 15 миллиметров;
  • когда используются жесткие плиты утеплителя – 15-25 миллиметров;
  • при наличии нежестких теплоизоляционных материалов – 25-30 миллиметров.

Когда устройство плоской крыши предусматривает наличие уклона не более 15 процентов, стяжку выполняют в первую очередь на разжелобках, а потом только на скатах. Если наклон превышает 15 процентов, порядок создания стяжки обратный – сначала выравнивают скаты, а только потом занимаются обустройством ендов и разжелобков.

На плоских крышах современных домов всегда есть выступающие элементы – трубы дымоходов, стенки парапетов, вентиляционные шахты и т.д. Их следует оштукатурить минимум на 25-сантиметровую высоту. К верхней кромке оштукатуренной поверхности монтируют рейки, предназначенные для крепления рулонного ковра. Стяжку с целью улучшения сцепления между ковром и основанием очищают от мусора, высушивают и грунтуют мастиками для кровель.