Конструкция стропильной системы на двухскатную крышу

Расчет

Нельзя недооценить важность расчетов стропильной системы двускатной крыши. В процессе проектирования необходимо вычислить полезную площадь и исходя из полученных данных решить, насколько высокими будут вертикальные стойки

В этом случае имеет значение несколько факторов.

Нагрузка

При возведении кровельной конструкции важно рассчитать максимальную нагрузку на крышу дома, на все стропила и перекрытия балками. Может понадобиться усиление стропил, тогда в проект вносятся коррективы

Например, может потребоваться использование дополнительных накладок или бруса с большим сечением, чем планировалось. Важен и вес всей стропильной системы. В этом случае расчет ведется с учетом не только сечения пиломатериалов, но и плотности и влажности древесины, определяется расстояние шага между стропилами.

На сегодняшний день существует специальная классификация нагрузок на кровельную систему:

1. Основная нагрузка касается веса стропильной конструкции, температуры нагрузки, снеговых и других погодных факторов.
2. Дополнительная нагрузка касается расчетов влияния ветра и гололеда.
3. Форс-мажорные нагрузки связаны с техногенными обстоятельствами (современная кровля должна выдержать все).

Уклон

Важно грамотно рассчитать угол наклона скатов. При стандартной ширине дома в 6-8 м угол скатов составляет 45 градусов, но этого мало для пространства в мансарде

При угле наклона в 60 градусов конструкция обойдется дороже, но вся крыша будет выполнена удачней. При 45 градусах наклона можно выбирать любые кровельные материалы. Если двускатная крыша изначально планируется асимметричной, то в чердачном пространстве можно спокойно обустроить жилую мансарду, но для этого надо посчитать полезную площадь. Выбирается обычно стандартная двускатная крыша. При этом важно учесть нагрузки на крышу из-за ветра и снега. При увеличении угла наклона скатов увеличится и расход материалов. Но и эксплуатационные характеристики такой кровли будут выгодно отличаться. Если планируется возвести двускатную крышу с неравными углами скатов, то все работы можно выполнить в оригинальном дизайне. Тем не менее, при проектировании лучше отталкиваться от классической конструкции в виде симметричной кровли с равнобедренным треугольником в основании.

Шаг

Шаг стропил, используемый при создании крыши, является одним из основополагающих при возведении конструкции. Существует зависимость шага стропильной системы от кровельного материала. В качестве последнего используется профнастил, шифер, мягкая кровля или металлочерепица.

Шифер для кровли используется повсеместно. Этот кровельный материал отличается относительной прочностью, невысокой стоимостью и устойчивостью к температурным перепадам. Однако материал обладает определенным весом, соответственно, необходимо обеспечить крышу мощной стропильной системой. Стоит учесть, что для шиферной кровли должно быть не менее трех точек опоры (по центру и по краям).

В последние годы достаточно большое распространение среди кровельных материалов получила металлочерепица. Материал прост в монтаже и отличается привлекательным внешним видом. Металлические листы для кровли удобно использовать, так как они имеют малый вес. В связи с этим расстояние между стропилами может быть большим (например, 600-950 мм с сеченным брусом 150х50 мм).

Покрытие из профнастила может быть выполнено из оцинкованного стального листа со специальным защитным покрытием (от внешних погодных воздействий). Современный профнастил отличается по цвету, ширине гофры. Внешне такое покрытие отличается по дизайну. Шаг между стропилами под профнастил будет зависеть от вида профиля, от углов наклона и конфигурации крыши. Для стропильной системы в этом случае используется брус сечением 50-75 мм. Это может быть и доска 20-50 мм шириной.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

• Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
• Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
• Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
• Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Выбор сечения стропил

Расчет нагрузок

Выбор материала

Рассчитываем угол наклона

Угол наклона склонов подбирается не в зависимости от эстетических предпочтений, а ориентируясь по погодным условиям, с учетом кровельного материала. Более крутые скаты 40-45 градусов сооружаются в районах с большим количеством снежного покрова, а более пологие 10-20 градусов в местах с сильным порывистым ветром.

Учитывайте, что чем круче склон, тем выше расход материалов, тем больше итоговая стоимость кровли

Обязательно во внимание принимают требования материала:

1. Черепица, шифер требуют уклона не менее 22 градусов, в противном случае, через стыки между элементами просачиваются осадки.
2. Металлочерепицу укладывают под углом не менее 14 градусов, так как она сильно страдает при порывах ветра, она может деформироваться или вообще слететь.
3. Мягкая кровля допускает угол наклона до 5-10 градусов, делая возможным покрытие ею склоны любой геометрии.
4. Ондулин считается одним из самых надежных материалов и может использоваться даже для крыши с уклоном менее 6 градусов.
5. Профлисты нельзя укладывать под углом менее 15 градусов, однако склоны даже с допустимым уклоном желательно обработать герметиком для лучшей гидроизоляции.

Угол наклона скатов двухскатной крыши

Монтаж двускатной стропильной системы

В настоящее время строительный рынок предлагает услуги по изготовлению стропильных ферм в индивидуальном исполнении для конкретных построек. Нужно отметить, что такая услуга имеет ряд преимуществ:

1. Гарантированное качество изделий, обеспеченное применением специального оборудования и технологий сборки.
2. Безопасность в противопожарном отношении, поскольку все детали ферм подвергаются антипиреновой обработке.
3. Увеличенный срок службы, который достигается антибактериальной обработкой изделий специальными составами.
4. Простота установки готовых ферм.

Единственным недостатком такого способа установки стропильной системы является относительно высокая стоимость изделий.

Для самостоятельного возведения двускатной крыши можно использовать готовые стропильные фермы, заказанные у профессиональных производителей

Сборка стропильных ферм на земле

Сборка стропил на земле используется в тех случаях, когда непосредственно у дома имеется ровная площадка достаточных размеров для изготовления ферм. При этом монтируются не полные фермы, а жёсткие конструкции из трёх-четырёх деталей, которые могут быть подняты к месту установки усилиями двух-трёх человек. Подъём производится при помощи канатов по слегам. Преимущество такого способа сборки состоит в возможности использования единого шаблона, чем обеспечивается высокая точность изготовления каждого элемента конструкции. Возможный вариант частичного монтажа ферм внизу выглядит следующим образом:

1. Изготовить стапель для сборки ферм. Он представляет собой три площадки, расстояние между которыми соответствует длине сопрягаемых деталей. Их можно собрать из нескольких досок или брусьев, располагаемых в одной горизонтальной плоскости.

2. Для сборки первой фермы нужно взять две стропильных ноги и затяжку — нижнюю или верхнюю.
3. Разложив детали на стапеле, разместить их в соответствии с чертежом фермы и скрепить гвоздями. Проверить заготовку фермы на соответствие размерам, указанным в техдокументации. При необходимости поправить расположение компонентов.

4. Выполнить окончательную фиксацию деталей в узлах фермы, используя дополнительные крепёжные пластины. Гвоздевые пластины можно устанавливать с использованием силовой струбцины, применяя дополнительные подкладки из толстолистовой стали под её губки.

5. Уложить детали второй фермы поверх первой и зафиксировать струбцинами, точно повторяя контуры нижней фермы, которая играет роль шаблона. После сборки второй фермы убрать её в сторону.

6. Изготовить необходимое количество ферм, повторяя операции из предыдущего пункта. Таким образом обеспечивается полное соответствие всех изготовленных ферм.

Монтаж стропильной системы по месту установки производится следующим образом:

1. На крышу поднимаются первые две фермы. Для этого можно использовать наклонный настил из нескольких брусьев и довольно прочные верёвки.

2. Первыми устанавливаются фронтонные фермы по концам крыши. Их нужно выставить строго вертикально и закрепить к мауэрлату временными укосинами.

3. Между фронтонными фермами натягивается строительный шнур перпендикулярно расположению стропильных ног.

4. Каждая последующая ферма устанавливается с соблюдением ранее рассчитанного шага стропил.

5. После установки последней фермы вся конструкция стропильной системы укрепляется прогонами, после чего временные крепления демонтируются.
6. Далее монтируются остальные элементы конструкции — укосины, коньковый брус, лежни, стойки и прочее, предусмотренное в проекте стропильной системы.

Дополнительную прочность крыше придаёт обрешётка, набиваемая в последнюю очередь.

Сборка стропильных ног непосредственно по месту установки

Сборка стропил по месту применяется на крышах небольшого размера. При этом наверх подаются бруски-заготовки, из которых выпиливаются необходимые детали. Монтаж выполняется снизу вверх, начиная с установки стропильных ног. Горизонтальный уровень стропильной системы контролируется по натянутым шнурам, а вертикальность сборки ферм — строительным отвесом. Порядок монтажа такой же: сначала монтируются фронтонные фермы, затем остальные в любом удобном порядке.

Сборка стропильной системы непосредственно на крыше начинается с установки стоек и конькового прогона, на который укладываются стропила

В точности выполняя требования чертежей, можно смонтировать стропильную систему самостоятельно. В одиночку это сделать практически невозможно, поэтому участие одного или двух помощников обязательно.

Процесс работы

После того, как стропила подготовлены, приступаем к самому процессу монтажа. Всю работу следует делать в команде, лучше чтобы она состояла минимум из трех человек. В таком случае меньше риск получить травму и сам процесс будет происходить быстрее.

1. Чтобы облегчить и ускорить работу вначале делается шаблон. Две пары стропил поднимают на крышу. Далее, верхний их конец ставят на коньковый прогон, а нижний на мауэрлат. При этом выверяют угол наклона ската и расположение по вертикали. Верх стропил соединяют поперечной перемычкой. Снизу отмечают и выпиливают место соединения с мауэрлатом. Эту работу нужно провести правильно и аккуратно, от нее зависит все дальнейшие действия. Вместо стропил, для облегчения задачи, можно использовать две доски.
2. Далее, шаблон спускают вниз и с его помощью подгоняют две пары стропил. Вначале следует поставить торцовые элементы системы. Закреплять их сразу «накрепко» не нужно, только наживить. Лучше всего сделать это с помощью подпорок, которые устанавливаются с двух сторон стропил.
3. После этого выверяется ровность установки стропильных пар с торцов дома и между ними натягивают веревку, которая будет служить ориентиром для других составляющих системы.
4. Далее, собираются остальные стропильные ноги и их ставят на свое место. Где это делать? С таким вопросом сталкиваются многие «домашние» мастера. Легче всего собрать стропильные пары на земле, а потом поднять их на крышу. Но в этом случае без спецтехники не обойтись. Такая конструкция может весить двести и более килограмм. Поэтому, если крана нет, лучше поднимать все по частям, а сборку проводить на крыше.
5. После того, как выставили все по уровню, стропила следует закрепить с помощью гвоздей или других приспособлений. Лучше усилить это несколькими способами. В таком случае конструкция сможет прослужить дольше. Чаще всего гвозди дополняют скобами или металлическими планками. Некоторые специалисты рекомендуют дополнительно усиливать стыки толстой стальной проволокой.

Видео по теме:

Далее, приступают к установке подкосов, распорок и других дополнительных компонентов каркаса крыши. В заключении делается обрешетка и проводится монтаж гидроизоляции, утеплителя и кровельного материала.

Установка стропил для двухскатной крыши своими руками

Укладка мауэрлата на стены

Этот элемент крепится на несущей стене по всей ее протяженности. Если речь идет о бревенчатом доме, то мауэрлатом может служить верхний венец. Для зданий из газобетона или кирпича потребуется мауэрлат, равный длине стены. Иногда эту деталь можно укладывать между стропилами.

При недостатке длины материала для мауэрлата можно срастить несколько кусков. При этом края запиливают под 90º и стыкуют с помощью болтов – проволока, нагели или гвозди не годятся.

Есть два способа укладки мауэрлата поверх несущей стены:

• симметрично по центру;
• со смещением в нужную сторону.

Монтаж мауэрлата выполняется на предварительно уложенный гидроизоляционный слой из рубероида. Это защитит древесину от гниения.

Стоит ответственно отнестись к процессу крепления мауэрлата, поскольку при сильном ветре он должен выдерживать особенно большую нагрузку.

В качестве креплений для мауэрлата можно использовать такие расходники:

• Анкера, которые незаменимы для монолитных материалов.
• Деревянные нагели. Эти детали применяются в домах из бруса и бревен, хотя к ним требуются дополнительные крепления.
• Скобы.
• Арматура или специальные шпильки. Такой вариант предпочтителен для построек из пено- или газобетона.
• Вязальная или стальная проволока – это вспомогательный крепежный элемент, применяемый практически всегда.

Сборка ферм или стропильных пар

Сборка ферм может быть выполнена одним из методов:

• Брусья для стропил собираются и крепятся прямо на крыше здания. Этот процесс довольно трудоемок, поскольку все замеры, подрезку и сцепку брусьев придется делать на высоте. Однако можно обойтись своими силами, без привлечения техники.
• Фермы или стропильные пары можно закрепить на земле, а потом готовые элементы поднять на крышу здания. С одной стороны – это упрощает процесс установки стропил, а с другой – из-за большого веса конструкции ее подъем наверх потребует наличия специального оборудования.

Обратите внимание, что начинать сборку стропильных пар стоит только после нанесения разметки. А если заранее изготовить шаблон, для которого взять две доски, равные длине стропил, и соединить их между собой, то тогда все пары получатся абсолютно одинаковыми.

Монтаж стропил

После сборки и подъема на высоту выполняется установка стропил двухскатной крыши деревянного дома. Чтобы зафиксировать их на мауэрлате, в нижней части стропил делают запилы. Первыми устанавливают две фермы с противоположных концов крыши.

После этого между стартовыми парами натягивают веревку, по которой будут выравнивать все остальные стропильные фермы и устанавливать конек.

Теперь можно монтировать оставшиеся пары с соблюдением расчетного шага между ними. В тех случаях, когда сборку пар производят непосредственно на крыше, между двумя торцевыми фермами крепят коньковый прогон. На него впоследствии и производят установку стропил.

Порядок установки половинок стропил согласно мнениям профессионалов может отличаться. Некоторые предпочитают укладывать брусья в шахматном порядке, чтобы не перегружать фундамент и стены в процессе работы. Другие склоняются к последовательной установке пар стропил. Как бы то ни было, стропильные ноги могут нуждаться в подпорках и стойках – все зависит от размеров крыши и формы ферм.

Крепление конька

Конек – это элемент, который образовывается посредством крепления стропил в верхней точке. Как только все детали стропильной системы для двухскатной кровли будут установлены, следует выполнить капитальное закрепление всех элементов конструкции.

Установка обрешетки

Наличие обрешетки является обязательным при строительстве любой крыши. Она не только поддерживает кровельный материал и позволяет его надежно закрепить, но и дает возможность перемещаться по крыше в процессе работы.

Расстояние между отдельными досками выбирают, исходя из типа кровельного материала:

• мягкая кровля укладывается на сплошную обрешетку без зазоров;
• для металлочерепицы нужна обрешетка с шагом в 35 см (между двумя нижними рядами – 30 см);
• шифер и профнастил можно укладывать на обрешетку с шагом в 44 см.

Итоги

Таким образом, чтобы собрать стропильную систему для крыши с двумя скатами, следует учесть много нюансов и предусмотреть любые возможные осложнения. Надеемся, что наши советы помогут вам справиться с этой нелегкой задачей и создать качественную и долговечную крышу для вашего дома.

Угол наклона

Монтаж кровли начинают только после того, как составлен проект, выполнены расчеты и определен угол наклона. Угол определяют в зависимости от погодных условий региона, вида стройматериалов и пожеланий к дизайну. В местности с большим количеством осадков лучше делать большой угол наклона выше 45 градусов. Чем больше угол наклона, тем эффективнее будет сход снега и сток дождевых вод.

Для территории с сильными ветрами, угол, наоборот, делают меньше, вплоть до 5-15 градусов. Но учтите, что дома с уклоном кровли до 5-10 градусов выглядят не очень эстетично, особенно если в качестве покрытия используют простой и недорогой шифер. Шифер и черепица требуют угол минимум 25 градусов. А вот профнастил можно использовать для любой конструкции.

Учтите, что по техническим нормам угол двускатной крыши не должен быть менее 5 градусов!

По мнению экспертов, оптимальный угол составляет 35-40 градусов.

Виды стропильных систем для двухскатных крыш

Большинство стропильных систем для двухскатных крыш делится на два основных вида — висячая и наслонная. Первый вид является наиболее распространённым. Разберем подробно оба вида.

Висячая стропильная система двухскатной крыши

Данный вид кровельных конструкций используется исключительно в случае, когда стены дома находятся на расстоянии до 10 м друг от друга и между ними нет опорных перекрытий. Стропила (ноги) стыкуются только с боковыми частями дома в виде мауэрлата. Минусом двухскатной крыши с висячими стропилами является возможность ее повреждения из-за распирающей нагрузки, так как между стропилами в данном случае не предусмотрены растяжки.

Наслонная стропильная система двухскатной крыши

Отличием наслонных конструкций является наличие дополнительной подпорки в виде стены или другой опоры. Наслонная стропильная система устанавливается с опорами, которые крепятся на промежуточные стены. Данная конструкция позволяет закрывать большие пролеты без ущерба жесткости всей стропильной системе.

Отдельно стоит рассказать еще о нескольких видах двухскатных крыш. По конструкции двухскатная крыша может быть выполнена в следующих вариантах:

• симметричная двухскатная крыша;
• ассиметричная двухскатная крыша;
• двухскатная ломаная крыша.

Отличия данных конструкций понятны из названия. В зависимости от проекта вашего дома и от дизайнерских решений крыша может быть ассиметричной, то есть иметь разные углы наклона в основании. Такая крыша немного сложнее в монтаже, нежели обычная симметричная крыша, имеющая в своем основании равнобедренный треугольник, но опытному мастеру не составит труда возвести такую конструкцию.

Также весьма распространена двухскатная ломаная крыша. Стропила такой крыши как бы немного обломаны у основания. Такие крыши практически не задерживают на себе осадки и позволяют выиграть в чердачном пространстве для обустройства мансарды.

Некоторые правила соединения

Чтобы гарантировать прочное и долговечное крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши, нужно соблюдать несколько правил:

1. Любой крепеж из металла должен гарантировать надежную, жесткую фиксацию к дереву, поэтому он просто обязан быть качественным.
2. Размеры всех запилов в мауэрлате следует тщательно выверять и проверять. Надежный крепеж возможен, если глубина его составляет не менее 1/3 толщины бруса. Это правило касается материала, имеющего размеры 150х150 мм, или более.
3. Глубина запила, который делается в стропилах, не должна превышать ¼ ширины досок. Этот узел, обычно только для висячих ног, требует дополнительной фиксации металлическими уголками.
4. Для соединения всех деревянных элементов помимо болта необходима шайба либо специальная металлическая пластина. Эти элементы предотвратят утапливание в древесину шляпки крепежа, а эта ситуация уже чревата ослаблением конструкции.
5. Использовать только саморезы и/или гвозди не рекомендуется, так как данное крепление будет не слишком надежным. Его нужно усилить уголками, пластинами либо другими металлическими элементами.
6. Если кровельный материал имеет большой вес, то, независимо от вида стропильной системы, следует выбирать скользящие соединения.

Крепление стропил к мауэрлату двухскатной крыши будет надежным и беспроблемным, если обеспечить достаточную жесткость и прочность конструкции, не менее важно большое количество качественных крепежных элементов. В этом случае экономия на материалах — непозволительная «роскошь», она может привести к тому, что срок эксплуатации кровли значительно сократится, а жить в таком здании будет попросту опасно

Чтобы поближе познакомиться с темой, лучше посмотреть этот видеоролик, в котором все очень хорошо показано и «разжевано»:

Укладка теплоизоляционного материала своими руками

Для сохранения тепла в чердачном пространстве и во всем доме необходимо провести работы по утеплению стропильной системы двухскатной крыши каркасного дома.

Вначале крепят слой пароизоляционного материала, который защитит утеплитель от паров поднимающегося теплого воздуха. Фиксация выполняется на внутренней стороне стропилин с помощью строительного степлера. Места стыков проклеивают двухсторонним скотчем.

Между стропилинами укладывают теплоизоляционный материал.

Чтобы предотвратить проникновение атмосферных осадков к утеплителю, необходим слой гидроизоляции, который укладывают поверх утеплителя. Рекомендуемый материал — диффузионная мембрана. При использовании армированной пленки между гидроизоляцией и утеплителем необходимо делать зазор около 2 сантиметров.