Конструкция и монтаж стропильной системы двухскатной крыши

Многообразие современных строительных материалов позволяет возводить крыши самых причудливых форм, однако, наибольшим спросом сегодня пользуется именно двускатная кровля. Популярность данной конструкции заключается в том, что монтаж стропильной системы двухскатной крыши осуществляется достаточно просто и не требует значительных финансовых затрат. Это — решение получить один из самых оптимальных вариантов обустройства кровли.

Классификация двухскатных крыш ↑

Двухскатный тип крыши, или щипцовый, обычно представляет собой два симметрических ската расположенных под определенным углом. Такая конструкция очень удачна в плане отвода осадков с плоскостей, равномерного распределения нагрузок по площади, а при незначительном возвышении она имеет низкую парусность, что уменьшает ветровые нагрузки.

Но, кроме симметрических двухскатных вариантов, часто применяют более нестандартные типы конструкций щипцовых крыш.

  • Несимметричные кровли. Этот подвид накрытия имеет разные углы наклона плоскостей скатов. Ее назначение подчеркнуть архитектурные особенности дома, и оптимизировать чердачное пространство для использования его под жилые нужды.
  • Ломанный тип конструкции — это еще более удачный вариант для обустройства второго этажа под крышей. Скаты кровли с изменяющимися углами наклона значительно увеличивают полезный объем мансарды.
  • Полувальмовые или голландские крыши. Имеют те же два симметрических ската с дополнительными наклонами на фронтонах. Также используются для оптимизации жилого пространства чердака.

Проектируя щипцовую крышу как наиболее рациональную конструкцию, нужно исходить от того, будет использоваться чердак или нет. В последнем случае лучше всего остановиться на симметрическом типе двухскатной кровли, это позволит сократить смету на материалы, и затраты по времени сборки стропильной системы. А если нужно сделать жилым чердак, тогда уже подбирают один из щипцовых подвидов с ломаными плоскостями скатов.

Обратите вниманиеСтоит знать что, выбирая тип конструкции на стадии проекта, нужно еще и рассчитать оптимальный угол наклона скатов. Их можно располагать от 5 до 90 градусов, но, наиболее рациональным является  показатель в 35-45°. С таким наклоном с плоскостей кровли будет осуществляться беспрепятственное удаление осадков (дождя, снега) при приемлемой ветровой нагрузке (минимизирована парусность).

Детали стропильной системы

Существует много типов скатных конструкции, но двускатный вариант пользуется особенной популярностью из-за:

  • простоты расчетов;
  • схема стропильной системы может быть использована как базовая для других вариантов крыш;
  • конструкция не имеет швов и ребер, поэтому особенно надежно защищает от протекания, более ремонтопригодная и износоустойчивая, чем другие типы крыш;
  • под двухскатной кровлей достаточного размера можно обустроить жилую комнату – там может разместиться мансарда или дополнительный этаж.
Детали стропильной системы

Двухскатная кровля пригодна для жилых и подсобных зданий.

Разберем подробнее устройство стропильных систем двухскатных крыш. Конструкция стропильной системы двухскатной крыши складывается из тех же звеньев, что и у кровель других типов.

Мауэрлат — толстая балка квадратного сечения по периметру всего здания. Мауэрлат укладывают только на несущие стенки. Он распределяет нагрузку по всему зданию.

Мауэрлат укладывают не на сам кирпич, из которого сложены стенки, а на слой гидроизоляции.

Детали стропильной системы

Стропильная ножка или стропило — стоящая под углом балка. Одним концом она опирается на мауэрлат, а другим – на коньковую планку.

К ножкам с наружной стороны крепятся кобылки — рейки, служащие каркасом карниза. С внутренней стороны закрепляют опорный брусок, который упирается в мауэрлат и повышает прочность системы.

Стропильная опора — вертикальное звено стропильной системы двухскатной крыши, служит опорой для конькового бруса. Опоры могут стоять только по краям бруса или по краям и в центре.

Они поддерживают стропильную систему, поэтому должны быть сделаны из прочного материала — бруса диаметром 15х15 см.

Детали стропильной системы

Стропильные прогоны — горизонтальные перекладины, лежащие на стойках. Под коньком поддерживают опоры, делая конструкцию жесткой.

Затяжки и подкосы — дополнительные элементы, соединяют части системы между собой, уменьшают напряжение ферм.

Лежни — особо прочные элементы системы выполняются из бруса 15х15 см или толстостенной трубы, соединяют стойки и подкосы.

Обрешеточные доски — служат основанием для кровельного пирога, настилаются на балки под углом 90о. Имеют небольшое сечение — 4-5 сантиметров.

Детали стропильной системы

Стропильные балки изготавливают чаще всего из древесины. Пиломатериал должен соответствовать строительным нормам, быть без сучков, иметь естественную влажность.

Непросушенная древесина сохнет прямо в конструкции, что приводит к деформации мансардной крыши и растрескиванию всех звеньев стропильной системы, включая несущие.

Разновидности: вальмовая и шатровая конструкции

Класс четырехскатных крыш объединяет два вида конструкций, напоминающих в плане квадратный и прямоугольный конверт.

Первая разновидность называется шатровой, вторая – вальмовой. На фоне скатных аналогов их выделяет отсутствие фронтонов, именуемых в кровельном деле щипцами. В сооружении обоих вариантов четырехскатных конструкций используются наслонные и висячие стропила, установка которых производится в соответствии со стандартными технологиями сооружения скатных стропильных систем.

Разновидности: вальмовая и шатровая конструкции

Характерные отличия в рамках четырехскатного класса:

У шатровой крыши все четыре ската имеют форму равнобедренных треугольников, вершины которых сходятся в одной наивысшей точке.

Читайте также:  Инструкция по утеплению мансардной крыши своими руками

Конька как такового в шатровой конструкции нет, его функцию выполняет центральная опора в наслонных системах или вершина висячей фермы.У вальмовой крыши пара основных скатов имеет трапециевидную конфигурацию, а вторая пара треугольную. От шатрового собрата вальмовая конструкция отличается обязательным присутствием конька, к которому примыкают трапеции верхними основаниями. Треугольные скаты, они же вальмы, примыкают к коньку вершиной, а их стороны состыкованы с наклонными сторонами трапеций.

Исходя из конфигурации крыш в плане, ясно, что шатровые конструкции принято водружать над квадратными строениями, а вальмовые над прямоугольными домами. В качестве покрытия подходят как мягкие, так и жесткие кровельные материалы. Характерную квадратную или прямоугольную форму повторяют чертежи стропильной системы четырехскатной крыши с четко обозначенным расположением элементов в плане и вертикальными проекциями скатов.

Разновидности: вальмовая и шатровая конструкции

Нередко вальмовые и шатровые системы вкупе используются в строительстве одного объекта или эффектно дополняют двускатные, односкатные, ломаные и другие крыши.

Опираться конструкции с четырьмя скатами могут непосредственно на верхний венец деревянного дома или на мауэрлат, служащий верхней обвязкой кирпичных или бетонных стен. Если под каждую стропилину можно найти верхнюю и нижнюю опоры, кровельный каркас сооружается по наслонной технологии.

Установка наслонных стропильных ног проще и доступней для неопытного домашнего кровельщика, которому необходимо учесть, что:

Вопросы крепления мауэрлата и тесно связанного с ним способа установки стропильных ног по правилам решаются на стадии проектирования дома. Если у строения нет внутренней несущей стены или нет возможности соорудить надежные опоры под центральную часть крыши, кроме висячей схемы сборки стропильной системы ничего не подойдет. Правда в большинстве случаев применяется наслонный метод сооружения, для реализации которого надо заранее предусмотреть несущую опору внутри строения.

Разновидности: вальмовая и шатровая конструкции

В устройстве стропильных систем для шатровых и вальмовых четырехскатных крыш используются специфические конструктивные элементы, это:

Диагональные стропильные ноги, формирующие хребтовые соединения скатов. В вальмовых конструкциях диагонали, они же накосные стропила, соединяют консоли конькового прогона с углами крыши.

В шатровых системах накосные ноги соединяют вершину с , или стропильные полуноги, устанавливаемые перпендикулярно карнизам. Опираются они на диагональные стропилины, располагаются параллельно друг дружке, потому отличаются разновеликой длиной. Нарожники формируют плоскости шатровых и вальмовых скатов.

Диагональными стропилинами и нарожниками пользуются также для сооружения ендов, только устраиваются тогда вогнутые углы крыши, а не выпуклые как вальмовые.

Разновидности: вальмовая и шатровая конструкции

Вся сложность сооружения каркасов для крыш с четырьмя скатами заключается в установке диагональных стропилин, определяющих результат формирования конструкции. Кроме того накосы обязаны стойко держать нагрузку в полтора раза большую, чем рядовые стропильные ноги скатных крыш.

Потому что они по совместительству работают коньком, т. е. опорой для верхней пятки нарожников.

Если вкратце описать процедуру строительства наслонного каркаса для четырехскатной крыши, то уложиться можно в несколько этапов:

Устройство мауэрлата по кирпичным или бетонным стенам.

Разновидности: вальмовая и шатровая конструкции

Процесс устройства мауэрлата по стенам из бревна или бруса можно упразднить, т. к. его с успехом может заменить верхний центральной опоры для шатровой конструкции или опорного каркаса основной части вальмовой обычных наслонных стропилин: пары для шатровой крыши и определенного проектным решением ряда для вальмовой диагональных стропильных ног, соединяющих углы систем с вершиной опоры или крайними точками по размеру и крепление нарожников.

В случае применения висячей схемы каркаса стартом строительства шатрового каркаса будет установка треугольной стропильной фермы по центру. Началом монтажа четырехскатной вальмовой стропильной системы станет установка ряда стропильных ферм.

Мауэрлат размеры и расчет материалов

Делаем стропила для двухскатной крыши

Крыша дома состоит из двух основных компонентов – стропильная система и мауэрлат. Мауэрлат представляет из себя основу, которая служит надёжным креплением для стропильных брусьев

При строительстве крыши, крайне важно детально просчитать размеры стройматериалов для точной и надёжной конструкции. Рассмотрим основные правила и советы измерения мауэрлата, для получения материала нужных размеров

Расчет размеров мауэрлата

Строительство крыши начинается именно с мауэрлата, он служит опорой для остальной крышной конструкции, обеспечивает её устойчивость и равномерно распределяет вес конструкции по стенам дома

Именно поэтому очень важно точно рассчитать размеры мауэрлата

Размеры мауэрлата зависят от следующих факторов:

  1. Параметры площади дома – его периметр и площадь.
  2. Тип конструкции крыши.
  3. Материал используемый в стропильной системе и для покрытия кровли.
  4. Климатические условия.
  5. Является площадь мансардной или нет.

Основным показателем для расчета мауэрлата является вид крыши. Крышная конструкция может быть разных типов, вот основные из них:

  1. Классическая – односкатная, двухскатная, трехскатная или четырехскатная крыша.
  2. Крестообразная.
  3. Складчатая.
  4. Плоская.
  5. Сферическая.
  6. Шатровая, полуовальная и вальмовая.
  7. Шпилеобразная.

Итак, для расчета мауэрлата требуется знать, для какого типа крыши он будет использоваться. Мы рассмотрим как рассчитывать размеры мауэрлата для классической двухскатной крыши. Но прежде чем перейти к рассмотрению мауэрлата для конкретного типа крыши, следует узнать расчетные параметры, общие для всех типов крыш.

А в этой статье рассказывается про устройство, гидроизоляцию и утепление мауэрлата.

Формула для расчета

Во время мерки мауэрлата во первых следует измерить его длину и периметр. Измерять следует верхнюю часть бруса. Минимальное сечение мауэрлата – 100×100 мм.

Далее следует рассчитать вес и объем деревянного бруса. Вот формула для вычисления данных показателей:

m = rV

  • r – плотность дерева,
  • V – объем мауэрлата,
  • m – как можно было догадаться представляет массу деревянного бруса.

Объем мауэрлата вычисляется по следующей формуле:

V = SL

  • S – сечение деревянного бруса,
  • L – его длина или периметр.
  1. Каких размеров бы не был мауэрлат, главное – расположить его на расстоянии как минимум 5 см. от внешней грани стены.
  2. Для большинства случаев подойдет антисептированный деревянный брус из лиственной древесины сечением 100×150 мм.
  3. Следует выложить деревянные брусья по всей длине стен, от одного конца дома до другого.
  4. Далее следует выполнить необходимые замеры, следя за тем, чтобы расстояние между брусьями было равномерным по всей длине укладки.

Рассмотрим как рассчитать параметры мауэрлата для двухскатной крыши.

А тут статья про крепление мауэрлата к газобетону.

В этом подразделе собрана вся информация о маталлических видах кровли.

Расчеты для двухскатной крыши

Двухскатная крыша является наиболее популярным и простым видом кровли. Благодаря наклонной конструкции, она обеспечивает естественный сток осадков в виде талого снега или дождевой воды, с поверхности крыши. Установка мауэрлата для двухскатной крыши требует немалых затрат и трудоёмкой работы, зато он обеспечивает долговечность и стойкость крышной конструкции.

Для двухскатной крыши подходят деревянные брусья сечением 10×10 или 15×15 см. Толщина мауэрлата не должна быть меньше 10 см, а отступ от края наружной грани стены должен составлять как минимум 6 см. При использовании гидроизоляционного материала, расстояние между слоями должно быть как минимум 40 см. Также следует установить стойки, врубленные в лежни. Расстояние между ними должно составлять от 3 до 5 метров.

Подводя итоги можно сказать, что для расчета мауэрлата следует учитывать множество факторов, определяющих подходящие параметры материала для крепления. В заключении приведем основные параметры мауэрлата, подходящие в большинстве случаев:

  1. Ширина мауэрлата не должна быть меньше 10 см.
  2. Оптимальное сечение деревянных брусьев – 10×15 см.
  3. Подходящий материал для мауэрлата – антисептированные брусья из лиственной древесины.
  4. При расчете массы и объема мауэрлата руководствуйтесь формулой приведенной выше.
  5. Отступ бруса от края стены должен составлять как минимум 5 см.
  6. Расстояние между брусьями мауэрлата должно быть равномерным на всех отрезках конструкции.

Мауэрлат: размеры и расчет материалов Мауэрлат служит основой для крышной конструкции. Установка мауэрлата всегда требует большой работы, но прежде всего требуется подобрать подходящие параметры материала.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

Системы с подстропильными балками

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

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

  • 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.
Конструкция стропильной системы двухскатной 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.
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
  • 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.

  • Подкос . Служит опорой для стойки.
Читайте также:  Козырек(навес) над крыльцом своими руками

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.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
  • 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.

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

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Технология их устройства определяется типом кровли.

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.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Как проводится расчет стропильной системы

Чтобы правильно определить параметры элементов, входящих в состав стропильной конструкции двухскатной крыши, необходимо понять, каким нагрузкам придется противостоять. Обычно выделяют три вида факторов, требующих обязательного учета – это постоянное, переменное и особое воздействие на стропильную систему.

Определение постоянных нагрузок

Как проводится расчет стропильной системы

Речь идет о нагрузках, оказывающих постоянное воздействие на кровельный каркас – это вес кровли, гидроизоляционного материала, обрешетки, утеплителя, пароизоляции и прочих элементов системы. Для всех этих факторов характерно постоянство и непрерывность воздействия благодаря их фиксированному весу. Точное определение длины стропилин подразумевает проведение расчета массы кровельного пирога. Для получения конечного результата необходимо по очереди вычислить, сколько весит 1 м2 каждого слоя.

Для примера можно взять определение массы кровли, где в качестве финишного покрытия используется ондулин. Каждое из значений можно взять приблизительно, так как требований по ювелирной точности в данном случае нет. В состав кровельного пирога входит ондулин, гидроизоляция (чаще всего речь идет о полимерно-битумных составах), утеплитель (в этом случае – базальтовая вата) и обрешетка, сделанная из досок толщиной 25 мм.

Вес отдельно 1 м2 каждого слоя:

Как проводится расчет стропильной системы
  • кровельный материал – 3,5 кг;
  • гидроизоляция – 5 кг;
  • утеплитель – 10 кг;
  • обрешетка – 14 кг.

Суммировав все эти показатели, получают общее значение: 3.5 + 5 + 10 + 14 = 32,5. Для того чтобы гарантировать прочность конструкции, к полученной сумме рекомендуется добавить 10%. Согласно рекомендациям профессиональных мастеров, при выборе материалов для кровельного пирога желательно не превышать уровень общей нагрузки в 50 кг/м2.

Расчет переменных нагрузок

Под переменными понимается сезонный тип нагрузок на крышу. Яркий пример – выпадение снега зимой, когда скапливающиеся на кровельной поверхности массы создают на нее дополнительную нагрузку. Для ее расчета существуют специальные карты с указанием средней массы выпадения снега для каждого региона страны. Весной, после повышения температуры, наблюдается снижение давления. К числу переменных относят и ветровую нагрузку, так как для этого погодного явления также характерна нестабильность воздействия. Для ее определения используется специальная формула с поправочными коэффициентами каждого из регионов.

Как проводится расчет стропильной системы

Угол наклона

Расчет подходящего угла наклона двухскатной крыши во многом зависит от того, какой кровельный материал используется: у каждого из них имеются свои эксплуатационные характеристики. При использовании мягкого покрытия наклон скатов должен находиться в пределах 5-20 градусов. Более жесткое покрытие из шифера, металлочерепицы или профнастила желательно укладывать под углом 20-45 градусов.

Как проводится расчет стропильной системы

Еще один важный фактор при определении степени крутизны скатов – климатические особенности региона. К примеру, если в местности, где постоянно дует сильный ветер соорудить кровлю большой высоты, в случае урагана ее может попросту сорвать. А вот если речь идет об обильных дождях и снегопадах, то чем круче скаты, тем быстрее с них будет сходить влага. Наиболее удобным во всех отношениях считается классический угол 45 градусов.

Шаг и длина стропилин

Стропильные ноги на двускатных крышах обычно размещаются на расстоянии 60-100 см друг от друга. На это влияют характеристики кровельного материала и общая масса конструкции крыши. Далее для определения количества стропилин производят деление размера ската на промежуток между стропильными парами, добавляя к полученному результату единицу. Для расчета длины стропил для крыши существуют специальные онлайн-калькуляторы. Также это можно сделать вручную, применив теорему Пифагора: искомый элемент в таком случае выступает гипотенузой прямоугольного треугольника. Ее длина определяется соотношением между катетом и косинусом противоположного угла.

Как проводится расчет стропильной системы

Сечение стропил

Для возможности адекватного расчета этого параметра и определялась совокупная нагрузка на стропильную конструкцию. По мере ее возрастания сечение стропилин приходится брать больше. Толщина бруса в какой-то мере зависит от шага и длины стропильной ноги. Специально для этого разработаны таблицы, дающие возможность провести быстрый расчет сечения, ориентируясь на длину и шаг монтажа. В учет необходимо взять материал изготовления (разные породы дерева имеют разную прочность) и тип используемых элементов (уровень сопротивления нагрузкам у бревна, бруса и клееного бруса различается).