Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Устройство стропильной системы двухскатной крыши дома: видео

Что такое стропильная система?

Стропильная система для двускатной крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов, которые в совокупности составляют каркас конструкции.

Она изготавливается из древесины или металла в соответствии с расчетом нагрузок, которые будут воздействовать на них в процессе эксплуатации. Стропильный каркас кровли выполняет следующие функции:

  1. Придает кровельным скатам необходимый уклон. Традиционную форму в виде равностороннего прямоугольника двухскатной крыши придает именно стропильный каркас, формирующий уклон между основанием кровли и ее коньком. Расположенная под углом поверхность, позволяет снегу и воде свободно соскальзывать со ската.
  2. Распределяет нагрузку от веса кровельного пирога. Вес кровельного пирога с учетом снеговой нагрузки может достигать до 500 кг/м2, поэтому двухскатная кровля подвергается интенсивной нагрузке особенно в зимний период. Стропила двускатной крыши равномерно распределяют вес, который на них ложиться, а затем передают нагрузку на несущие стены и фундамент дома.
  3. Служит основой для крепления термоизоляции и кровельного материала. Стропильный каркас кровли служит своеобразным скелетом конструкции, вокруг которого строится ее «тело». Между стропильных ног должна устанавливаться термоизоляция, а на обрешетку фиксируется кровельное покрытие, которое защищает от проникновения влаги.

Обратите внимание, что конструкция стропильной системы двухскатной крыши достаточно сложна для проектирования и сборки, особенно если у мастера не хватает опыта. Ведь чтобы она была способна выдерживать интенсивные нагрузки, нужно правильно рассчитать сечение стропил и шаг стропил, учитывая уклон и длину скатов, используемый кровельный материал, а также составить чертеж, по которому будет выполняться сборка.

Конструкция двухскатной крыши
Конструкция двухскатной крыши

Виды стропильной системы двухскатной крыши

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

Виды системы крыши: с наслонными и висячими стропиВиды системы крыши: с наслонными и висячими стропилами

Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.

Висячие стропила

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

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

Наслонные стропила

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

{banner_link_1}

Комбинированные

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

Комбинированный вид стропильной системыКомбинированный вид стропильной системы

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

Элементы входящие в каркас крыши

Мауэрлат как его часто называют (фундамент для крыши) — опорный брус для стропил, установленный на верхнюю часть стен дома, равномерно распределяющий нагрузку на здание. В доме из дерева, мауэрлатом выступает последний ряд сруба.

Установка мауэрлата на кирпичные либо блочные стены производиться с помощью мощных анкеров. Мауэрлат изготавливается из высушенной древесины, обработанной защитным противопожарным и противогрибковым средством, сечением от 100х100мм. до 150х150 мм.

Стропильные ноги — устанавливаются парами, с двух сторон крыши и закрепляются на коньке, тем самым образуя стропильную систему (контур крыши).

Шаг их установки обычно находится в диапазоне 0,6-1,2 м., и зависит от типа используемого кровельного материала. Чем более тяжёлая будет кровля, тем меньший используется шаг. Стропила изготавливаются из обрезной сухой доски хвойных пород, толщиной от 50 мм. Для безопасности и долговечности конструкции так же необходимо использовать специальные пропитки для дерева.

Конек крыши — горизонтальная, верхняя линия соединения стропильных ног между собой. Высота его в начале и в конце по отношению к верхним точкам стен, не должна отличаться. Измерить это можно с помощью гидроуровня.
  1. Стойки – вертикально установленные опоры под стропильную систему. В зависимости от ширины, стойки могут устанавливаться, как только под коньковый брус, так и дополнительно в промежутке от конька до карниза крыши. Выполняются опоры из обрезной доски либо бруса.
  2. Кобылки — данные элементы стропильной системы требуются для продления стропильных ног, когда те слишком короткие и нет возможности сделать свес необходимой длинны. Присоединяются к нижней части стропил, путём нахлёста доски меньшего сечения и скрепления их друг с другом гвоздём.
  3. Прогоны – горизонтальный брус, скрепляющий ноги стропил. Крепится с внутренней стороны у основания конька, либо по центру стропильных ног.
  4. Затяжка – закрепленный снизу брус, соединяющий стропильные ноги, не позволяющий им расходиться.
  5. Лежень – опорный брус, лежащий горизонтально на несущей стенке внутри сруба, на который устанавливаются стойки, поддерживающие стропильную систему. Материал – брус сечением от 100х100мм. до 150х150 мм..
  6. Подкосы и стойки – дополнительные опоры под стропильные ноги, дающие конструкции дополнительную устойчивость, крепятся к затяжке или лежню.
  7. Обрешётка – конструкция из брусков или досок, необходимая для укладки кровли, крепятся перпендикулярно стропильным ногам, шаг зависит от типа кровли. Под гибкую черепицу используют фанерные листы, уложенные на стропила сплошным ковром.
Двускатная крыша своими руками — элементы стропиль
Двускатная крыша своими руками — элементы стропильной системы
Наличие вышеперечисленных составляющих в конструкции крыши зависит от её типа и размера. Существует два варианта установки стропильной системы на двухскатную крышу: наслонная и висячая. В первом варианте стропила крепятся: внизу к мауэрлату, вверху к коньковому брусу. Конёк должен поддерживаться или внутренней стеной или вертикальными стойками.

Висячие же стропила вверху опираются друг на друга, а внизу к затяжке либо балкам перекрытия. В домах построенных из дерева крепление стропил к мауэрлату делают скользящим, это позволит избежать нарушение каркаса крыши, когда дом будет давать усадку.

Двухскатная конструкция: мансардная крыша и из каких частей она состоит.

Двускатной мансардной крыше обеспечивает прочность и надежность система стропил, которая являет собой конструкцию, включающую в себя мауэрлат, сами стропильные ноги, обрешетку, лежни, затяжки, стойки и другие элементы.

Опора крыши — мауэрлат — представляет собой брус или бревно, на которое крепятся стропила и каркас крыши. Он играет значительную роль во всей конструкции, рассредотачивая нагрузку по плоскости стен и не позволяя скатам разъехаться под воздействием внешних факторов.

Монтаж мауэрлата возможно осуществить тремя способами: с помощью стальной проволоки, анкеров или шпилек. Как сделать мансарду с двухскатной крышей:

  • Скрученная стальная проволока за 4-5 рядов до окончания кирпичной кладки серединой укладывается в нее с шагом в 60-70 см. По застывании раствора и обретения кладкой достаточной прочности концы проволоки обвивают вокруг бруса и крепко скручивают поверх него.
  • Крепление анкерными болтами считается одним из наиболее эффективных и надежных. Единственный минус заключается в высокой цене самих анкеров. Этот вид монтажа предполагает крепление бруса непосредственно к армпоясу, в котором во время его заливки укрепляются анкерные болты. Перед тем как насадить брус, на него наносят разметку отверстий и просверливают их. Анкера сверху закручивают шайбой или приваривают.
  • Для того, чтобы максимально близко определить расположение анкерных болтов, возьмите ровную доску и, наложив на анкера, разметьте. После, приложив ее к нижнему краю бруса, проделайте в нем отверстия соответственно отметкам на доске.
  • Монтаж с помощью строительных шпилек используют при строительстве маленьких домиков, не предполагающих сильную внешнюю нагрузку. Шпильки особой Г-образной формы монтируют в кладку. В этом варианте крепления возможно дополнительное укрепление конструкции бетонной подушкой, не превышающей 400 мм в длину и 220 мм в высоту.
  • Для обеспечения точной разметки бруса, можно разместить его поверх шпилек и надавить или ударить каким-нибудь тяжелым предметом для образования вмятин с оборотной стороны под будущие отверстия. После насадки мауэрлата, шпильки закручиваются гайками. Важно не допустить загрязнения их резьбы, если применяется заливка бетоном.
    Крепление анкерными болтами

    Крепление анкерными болтами

Стропильные ноги это составные части крыши, которые одним концом упираются в стену дома, а другим под углом смыкаются с противолежащими стропильными ногами. Они составляют основу каркаса и опору будущей крыши.

Для эффективной защиты строения от любых погодных условий очень важно качество материала из которого они изготовлены.

ВНИМАНИЕ!
При установке конструкции, следите за качеством материала и обязательно обработайте древесину инсектицидными и защитными растворами. Помните, что небольшое количество личинок жуков, поедающих дерево, способны разрушить конструкцию в течение нескольких лет.

Лежень представляет собой брус, располагаемый в горизонтальном положении на опорные стены внутри строения. Все давление стоек системы стропил ложится на него, которое он, в свою очередь, пересылает опорной стене.

При монтаже лежня применяют брус сечением от 100х100 до 150х150 мм.

Перед креплением лежня важно установить положение срединной линии, на которой будет располагаться лежень. Замеры необходимо производить относительно мауэрлата, потому что при его помощи корректировались ошибки периметра. От боковых и фронтонных мауэрлатов надо отмерить расстояние, определенное проектом.

Под брусом стоит осуществить двойную изоляцию от влаги.

Монтаж лежня производят креплением его к внутренним стенам с использованием скоб или проволочных скрутков, которые можно предварительно заложить при строительстве дома или крепить с помощью анкеров.

Если стены дома пенобетонные или построены из прочих легких материалов, прежде монтажа лежня стоит изготовить армпояс и выпустить анкерные крепления, с помощью которых и будет произведена его установка. В случае установки под лежень кирпичных столбиков, крепится он так же к внутренним опорным стенам.

Мауэрлат

Мауэрлат

План двускатной конструкции

План двускатной конструкции

Кровельное покрытие

Выбор типа кровли происходит на основании экономических и индивидуальных (эстетических) соображений, а также зависит от угла ската крыши. Например, для мягких кровель не гарантируется устойчивость при уклонах свыше 45°.

На сегодняшний день на рынке строительных материалов наиболее распространенными являются:

  • керамическая черепица;
  • металлическая черепица;
  • профнастил;
  • битумный шифер (ондулин);
  • фальцевые листы;
  • рулонная битумная кровля.

Методы монтажа различаются в зависимости от выбранного материала, однако практически во всех случаях укладка кровли происходит от карниза к коньку, чтобы обеспечить достаточный нахлест и защиту от затекания осадков. Также используемый крепеж обязательно должен быть сделан из оцинкованных или нержавеющих материалов и оснащен эластичной уплотняющей шайбой.

Инструменты для возведения стропильной системы

Для монтажа стропильной системы двухскатной крыши понадобятся следующий набор инструментов:

  • рулетки, разной длины 5, 10, 20 метров;
  • маркеры, карандаши;
  • шнур, для натяжки;
  • молотки, разных назначений, гвоздодер;
  • ножницы, для раскроя;
  • кровельный нож;
  • шпатель;
  • скотч;
  • ножовки, электропила, электродрель с различными сверлами и насадками;
  • шуруповёрт с насадками;
  • разметки, уровни горизонтальный и вертикальный;
  • рейки, линейки;
  • пена монтажная;
  • страховочный ремень и веревка – для безопасной работы.

Весь инструмент на кровле содержать в сумке для инструментов, в целях безопасности.

Как рассчитать угол

Наклон ската применяется при расчетах элементов стропильной системы. Он определяется в градусах или процентах, поэтому нужно провести некоторые математические действия.

Двускатная крыша в разрезе представляет собой равнобедренный треугольник (если скаты одинаковые). Ее условно можно разделить на 2 прямоугольных треугольника. Одна из сторон Н — высота до уровня конька, другая L — половина пролета дома. Они измеряются по готовым стенам и фронтону. Требуется рассчитать длину стропила B, которую можно найти исходя из тригонометрических формул.

Тангенс угла ската относительно горизонтали:

tgα= H/L

По таблице Брадиса или помощью с инженерного калькулятора находим соответствующее значение угла в градусах. Например, высота крыши 3 м, ширина дома 9 м, половина пролета 9/2=4,5 м.

tgα=3/4,5=0,6667

Этому тангенсу соответствует угол 34°, то есть крыша имеет средний уклон. Можно использовать функцию косинуса и посчитать длину стропила как B= L / соs 34° = 4,5/0,829=5,42 м.

Также информация об угле наклона нужна, чтобы сориентироваться в кровельных материалах.

Для расчета длины стропил ( и проверки) можно воспользоваться вторым способом — теоремой Пифагора:

B²=H²+L²= 9+20,25=29,25, откуда B =√29,25=5,41 м — длина стропила (без свеса).

Чтобы исключить попадание осадков на стены, нужно добавить не менее 40 см для свеса. Получаем для своего здания минимальную длину стропил 5,81 м при угле наклона ската 34°. Для удобства можно принять B=6 м, чему соответствует стандартная доска.

Водосточная система

Водосточная система крыши позволяет уменьшить негативное влияние влаги на нижние элементы кровли, сохранить красивый вид фасада здания, а также способствует отведению воды от основания. Для начинающих мастеров, основной сложностью на данном этапе работ является установка кронштейнов желобов.

В случае, если монтаж кровельного материала не был произведен, то крепеж фиксирует на нижних рядах обрешетки. Этот вариант наиболее оптимален, поскольку при необходимости ножка кронштейна может быть согнута для достижения правильного угла наклона желоба.

Если же кровельное покрытие уже было смонтировано, то можно попробовать установить крепежные изделия на боковую поверхность стропила или использовать лобовую доску. В первом варианте, применяются кронштейны на ножке, загнутой на 90° для более удобного крепления. Во втором – по периметру крыши на краю карниза устанавливается доска, на которую крепится профиль с крюками. При этом во избежание переливания воды в желобе, крюки должны быть закреплены так, чтобы кровля перекрывала водосток на половину или треть его ширины.

Также следует отметить, что последний способ возможен только в случае, если стропильные ноги имеют достаточно большой размер в сечении, например, 120×50 или 150×50 мм.

Гидроизоляция

Укладывается непосредственно на стропильные ноги при помощи мелких гвоздей или строительного степлера. Работы следует проводить снизу верх с перекрытием нижнего слоя на 10-15 см, чтобы исключить попадание влаги под материал. Натяжение должно быть достаточно сильным для того чтобы влага не скапливалась на поверхности – провисание не должно превышать 2 см. Тем не менее, не стоит слишком сильно воздействовать материал, поскольку его легко повредить.

Рекомендуется использовать высококачественную пародиффузионную мембрану, которая помимо влагозащиты обеспечивает парообмен и способствует созданию благоприятного подкровельного микроклимата. Швы следует обязательно обрабатывать герметизирующей лентой.

Особенности конструкции двускатных кровель

Такая кровля состоит из двух наклонных плоскостей, расположенных под определённым углом. По торцевым стенкам устраиваются фронтоны, являющиеся вертикальным продолжением стен. По форме они представляют собой равнобедренные или произвольные треугольники, если скаты устроены под разными углами к горизонтали. В случае устройства двускатной ломаной крыши, фронтоны имеют форму трапеций.

При построении кровли создаётся стропильная система, являющаяся опорным элементом кровельного пирога. Стропильная система может быть выполнена в виде висячих стропил, если внутри коробки здания нет капитальных перегородок. При их наличии устраивается настильный каркас, когда пролёт опирается на три и более точек.

В зависимости от конфигурации здания двухскатная крыша может возводиться по разным схемам

Угол наклона двухскатной крыши

Выбор приемлемого угла наклона крыши является значимой задачей, но у многих строителей она отходит на второй план, что неверно. Стандартными считаются так называемые щипцовые сооружения, имеющие прямые скаты. Оптимальный угол наклона двухскатной крыши составляет в среднем 30°-45° (за основу берется угол в основании равнобедренного треугольника).

От выбора угла наклона будет зависеть, насколько хорошо верхняя часть дома станет противостоять следующим факторам:

  • нагрузка от ветра и дождя;
  • давление выпавшего снега;
  • вес отдельного объекта, находящегося на крыше, например, человека.

Первые два пункта необходимо учитывать с особой тщательностью, так как просчет в выборе наклона крыши может стоить больших финансовых потерь и здоровья в случае обрушения.

Пример: чем больше угол, тем меньше нагрузка на кровлю от осадков, однако возрастает угроза повреждения ветром из-за создаваемой парусности (крышу просто может сдуть). Также повысится шумовой эффект, если кровельным материалом выбран металл.

Важно обратить внимание на рекомендации производителей, касающиеся использования того или иного продукта. Взгляните подробнее:

  • Рулонные материалы: предварительно рассчитывается количество слоев. Чем их больше, тем ниже можно делать крышу. Двойной настил — от 10-15°;
  • Наборные элементы: к ним относится черепица (в том числе мягкая) и шифер. Угол наклона стропил выставляется от 20°;
  • Металлочерепица: придерживаться следует уклона от 14°;
  • Профнастил: его листы должны размещаться под углом от 12°;
  • Ондулин: разрешается придерживаться показателя от 6°.

Таким образом при проектировании крыши и выборе угла наклона важно заранее знать каким кровельным материалом вы будете ее покрывать.

Расчет двухскатной крыши

Часто у начинающих строителей перед проектированием и расчетами на закупку материала возникают вопросы по поводу того, как узнать длину стропил двухскатной крыши. Для этого важно на этапе проектирования знать, какой будет ширина здания, для  подбора стропил стандартного размера, чтобы не пришлось их сращивать, жертвуя их несущей способностью. Вместе с этим нужно не забыть об угле наклона крыши. Все эти факторы в конечном итоге будут влиять на расчет длины.

Итак, для вычисления длины стропил такой крыши нужно разделить треугольник, образованный стропильной системой на два прямоугольных треугольника. Дальше, зная ширину здания и угол наклона крыши можно определить высоту конька двухскатной крыши. Зная два катета прямоугольного треугольника и используя теорему Пифагора, можно вычислить гипотенузу каждого прямоугольного треугольника, которая и является необходимой длиной стропил нашей крыши. В итоге, для определения окончательной длины, к полученному значению нужно прибавить еще 30-50 см. для обеспечения свесов крыши.

Все проведенные расчеты по определению высоты конька (она же высота фронтона) и длины стропил наглядно показаны на изображении:

онлайн калькулятор расчета двухскатной крышиДля облегчения сложных самостоятельных расчетов и исключения случайных ошибок, мы специально создали онлайн калькулятор расчета двухскатной крыши, который помимо расчета длины стропил обладает следующими функциями:

  • Определение площади покрытия крыши и веса выбранного кровельного материала;
  • Определение угла наклона крыши и выдача рекомендаций по поводу того, подходит ли выбранный материал покрытия для данного угла наклона или нет;
  • Определение длины стропил, необходимого их количества, минимального сечения стропил и веса стропильной системы;
  • Определение количества рядов обрешетки, количества досок обрешетки, примерного веса обрешетки и необходимого количества пиломатериала.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что двухскатная крыша является наиболее дешевым и универсальным видом кровли для частного дома. Есть примеры, когда с помощью подручных средств люди возводили двухскатную крышу самостоятельно в одиночку. Но все же советуем вам пользоваться помощью специалистов в таких вопросах, ведь грамотно сделанная крыша над головой — это комфорт и уют в доме.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная
Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра в
Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

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.

Таблица размеров стропил, в зависимости от шага их установки

Длина

стропил, мм

Расстояние между стропилами, ммРазмер сечения бруса стропил, мм
до 3000120080 × 100
до 3000180090 × 100
до 4000100080 × 160
до 4000140080 × 180
до 4000180090 × 180
до 6000100080 × 200
до 60001400100 × 200

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.