Проектирование и строительство двухскатной крыши с использованием стропильной системы

Проектирование и строительство двухскатной крыши с использованием стропильной системы

Стропильная система двухскатной крыши представляет деревянный каркас, в основе которого расположены стропильные ноги. Между стропилами делают обрешетку, затем прокладывают гидро- и теплоизоляцию, а затем крепят кровельное покрытие (профнастил, ондулин, черепицу, шифер и пр.). Стропильные ноги устанавливают на мауэрлат.

Мауэрлат — деревянный брус, который укладывают по периметру внутренних стен. Длина бруса может соответствовать длине стены либо подгоняться под размер стропильной ноги. Важно укладывать мауэрлат на гидроизоляционный слой! В качестве гидроизоляции подойдет стандартная полиэтиленовая пленка или рубероид.

Сверху стропила упираются в коньковый прогон или конек кровли, который тоже изготавливают из бруса. Длина конька равна длине крыши. Схема стропильной системы предполагает, что скаты пересекаются и образуют горизонтальные и наклонные ребра. Горизонтальные свесы называются карнизами.

Кроме того, схема предусматривает наличие подкосов, угол которых при установке составляет 45 градусов. Они уменьшают нагрузку ветра и давление снега. Подкосы незаменимы в регионах с большим количеством снега и сильным ветром. Изготовление кровли из тяжелых материалов (например, из натуральной черепицы) предусматривает, что боковые прогоны делают в виде дуги или коромысла.

Для ветреных регионов схема устройства кровли также включает монтаж диагональных связей из досок, толщина которых варьируется в пределах 25-500 мм. Нижний край крепят к основанию стропильной ноги с одной стороны, а верхний — к середине ноги с противоположной стороны.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое стропильная система двухскатной крыши

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши считается несложной. Она состоит из разнообразных элементов, сделанных из деревянных элементов, обладающих разной длиной, конфигурацией и сечением. К основным узлам относится:

• Мауэрлат. Представлен брусом, обладающим сечением в форме квадрата. Для его создания обычно используется хвойная древесина. Его размеры варьируется от 10 до 15 см. Он укладывается вдоль всех несущих стен строения. Фиксируется он к ним с помощью анкеров или специальных стержней. Если сделать и прикрепить его правильно, то он будет равномерно распределять нагрузки от стропильных ног по всем стенам сооружения.
• Стропильные ноги. Создаются из бруса, обладающего в разрезе габаритами 15х10 или 15х5 см. При их грамотном соединении формируется контур кровли, имеющий форму треугольника. Он должен быть прочным и надежным, чтобы выдерживать серьезные нагрузки от осадков и ветра. Стропильные ноги надо крепить на расстоянии друг от друга примерно в 1 м.
• Лежень. Создается из квадратного деревянного бруса, сечение которого равно размерам мауэрлата . Он укладывается по горизонтали на несущую стену, находящуюся внутри строения. За счет него равномерно распределяется нагрузка, идущая от стоек кровли.
• Затяжка. Этот элемент применяется, если выбирается висячая конструкция. Он устанавливается сверху полученного треугольника из стропильных ног, что обеспечивает его устойчивость.
• Стойки. Для их создания используется квадратный брус. Они располагаются в вертикальном положении. На них приходится нагрузка от конька, после чего она передается несущей стене, находящейся внутри строения.
• Подкосы. Монтаж этих элементов необходим, чтобы получить специальный передаточный элемент, располагающийся между стропильными ногами и разными несущими деталями. За счет надежного их соединения с затяжкой, гарантируется создание крепкой конструкции.
• Обрешетка. Собирается из брусков или досок. Устанавливается перпендикулярно ногам стропил. Она обеспечивает передачу тяжести от кровли крыши ногам стропил. Желательно для создания этого элемента пользоваться обрезными досками. Если планируется создавать на крыше покрытие из мягких кровельных материалов, например, битумной черепицы, то непременно обрешетка должна быть сплошной.
• Конек. Он представлен самым верхним элементом всей крыши. За счет него соединяются два ее ската. Его сборка осуществляется за счет соединения ног стропил вверху крыши. Располагается обязательно в горизонтальном положении.
• Свес крыши. Он выступает от каждой стены строения примерно на 40 см. Монтаж его обусловлен необходимостью защитить стены от потоков воды в результате осадков.
• Кобылки. Обеспечивают возможность создания свеса крыши. Используются исключительно в ситуации, когда применяются короткие стропильные ноги, поэтому они удлиняются кобылками.

Какие материалы используются для строительства стропильной системы двухскатной крыши

Технология устройства стропильной системы для двухскатной крыши имеет различия в использовании опорных оснований для стропил. Различают висячую и наслонную систему стропил. Соответственно, стропильные системы используют в своей конструкции висячие, либо наслонные стропила. Существует и третий вариант — гибридный, когда в стропильной системе установлены оба типа.

Висячие стропила используют в сооружениях с расстоянием между опорами не более 6-6.5 метров.

Наслонные стропила устанавливают в зданиях с несущей средней стеной или со столбчатыми опорами внутри.

Несущими элементами конструкции в двухскатной крыше являются стропильная система и мауэрлат.

Стропильная система включает в себя такие элементы как: стропильные ноги, вертикальные стойки, наклонные подкосы, ригели, распорки, коньковой прогон. Все эти элементы, соединенные в единую конструкцию и формируют стропильную систему, как таковую.

Материал, из которого изготавливают стропила и другие элементы конструкции, может быть выполнен из дерева, железа и железобетона.

Перед использованием материала необходимо обратить внимание на то, чтобы попавшиеся сучки не превышали по своей длине трети толщины материала!

Мауэрлат – это брус с сечением от 100×100 мм до 200×200 мм, который подкладывается под стропильную ногу или прокладывается по всему периметру конструкции. Его предназначение — распределение равномерной нагрузки на наружные стены.

Монтаж мауэрлата происходит на верхнем стенном обрезе. Установка происходит либо по оси стены, либо со смещением к наружной или внутренней грани стены (но не более 50 мм от наружной грани). Перед установкой мауэрлата, под него подкладывают гидроизоляционный материал, в качестве которого, чаще всего, выступает рубероид. Соединение звеньев мауэрлатов должно быть прочным и происходит с помощью прямых замков.

Какие этапы создания стропильной системы двухскатной крыши

Смешение понятий, путаница в названиях — проблема, с которой сталкиваются при самостоятельном строительстве крыши. Внешне простая конструкция двускатной стропильной системы требует внимания к строению узлов. Можно найти стандартные размеры основных элементов, но без понимания принципов их соединения, правильный выбор сечения балок не гарантирует отсутствия проблем при эксплуатации кровли.

Стропильная система или стропило — это скелет крыши, конструкция, состоящая из стропильных ног, горизонтальных, наклонных и вертикальных элементов.

Стропило:

• является основанием для кровельного покрытия;
• принимает и перераспределяет нагрузки, включая снеговую и ветровую нагрузки, вес ковельного пирога, вес самого стропила;
• организует возможность для вентиляции и проветривания подкровельного пространства.

Двухскатная крыша

Такая крыша состоит из двух пересекающихся плоскостей, скатов. Плоскости могут отличаться линейными размерами, площадью, градусом наклона (уклоном). Пересекаясь, скаты образуют ребра. Часть фасада здания, заключенная между скатами кровли — щипец, отсюда второе название — двущипцовая кровля.

Треугольную форму крыше придают при помощи:

• стропильных ног;
• продольных балок, слег, в брусовом или бревенчатом доме.

За исключением некоторых рубленых зданий, главный несущий элемент двухскатной конструкции — стропильные ноги (стропилины), которые устанавливают под углом к горизонтали. Такой угол называют уклоном.

Плюсы конструкции

Устройство стропильной системы простой двухскатной крыши предполагает минимальное количество соединений (ребер). Здесь нет ендовы — пониженного пересечения скатов, по которому стекает вода в многощипцовых кровлях. Значит, меньше возможностей для протекания. При правильно подобранном угле и организованном вентилировании кровли классическая двущипцовая крыша сама избавляется от снежного покрова.

В конструкции только один вид стропильных ног. Устанавливают их попарно в одинаковом положении, поэтому простота монтажа дополняет список преимуществ.

Хуже двускатная кровля переносит ветровые нагрузки. Особое внимание при проектировании уделяют прочному креплению стропила к стенам дома, установке ветровых связей. Ветровые связи — это диагональные элементы, которые крепят под стропильные ноги, соединяя их. Связи воспринимают ветровые нагрузки, располагают их часто буквой V.

Примеры стропила двущипцовых крыш

Комбинирование дополнительных элементов, подкосов, стоек, изменяет устойчивость и прочность конструкции, позволяет перекрывать сооружения разной ширины.

Какие факторы влияют на выбор материалов для строительства стропильной системы двухскатной крыши

Стропильная система двухскатной крыши

Стропила – основной элемент несущей конструкции крыши, для их изготовления желательно использовать максимально прочный и качественный материал – древесину 1 сорта. Однако нормативные документы разрешают и применение древесины более низкого сорта, нужно лишь учесть это при расчете нагрузок. Можно схитрить и купить пиломатериал более низкого сорта для подкосов, не несущих больших нагрузок, и немного сэкономить таким образом. Главное, чтобы балки перекрытия были без сюрпризов по качеству!

Дерево – горючий материал, который, к тому же, очень любим разнообразными насекомыми и микроорганизмами. Поэтому, древесина для стропил должна быть обязательно пропитана антипиренами и биоцидами. Идеальный вариант – это пропитка (импрегнация) в вакууме. В условиях пониженного давления жидкость легко проникает глубоко в толщу материала и надежно защищает его. Также неплох метод пропитки путем окунания в емкость с раствором. Обычно этими двумя методами пользуются в промышленных условиях, после чего доски продают уже обработанными и высушенными. Хотя самодельную ванну из досок и пленки можно соорудить и в условиях стройплощадки. Также «по месту» доступен и метод обработки кистью или краскопультом.

Ошибкой будет наносить пропитку на уже смонтированную стропильную систему, доски или бруски должны быть пропитаны и высушены до начала монтажа!

Для стропил используют обычный брус толщиной 50 мм. Его ширина будет зависеть от конструкции стропил и предполагаемой нагрузки. Чаще всего она лежит в пределах 200-250 мм. Также можно использовать обрезную доску или клееный брус. Для производства последнего деревянные ламели склеивают вместе с помощью меламиновых смол – это придает клееному брусу эксплуатационные свойства премиальных пиломатериалов! Очень ценно, что из клееной древесины можно изготовить прочные стропила любой длины.

Из клееной древесины изготавливают также двутавровые балки – более легкие, чем цельнодеревянные изделия той же толщины.

Выбор материалов для строительства стропильной системы двухскатной крыши зависит от нескольких факторов:

• Нагрузка на крышу: величина снеговой и ветровой нагрузки, а также вес кровельного материала.
• Дизайн и конструкция крыши: форма, размеры и тип крыши, а также наличие дополнительных элементов, таких как мансарда или чердак.
• Климатические условия: температура, влажность и количество осадков в регионе.
• Бюджет и доступность материалов: стоимость и доступность различных материалов в регионе.
• Требования к пожарной безопасности: необходимость использования материалов с повышенной пожарной безопасностью.

При выборе материалов для стропильной системы двухскатной крыши также следует учитывать следующие факторы:

• Прочность и долговечность: материалы должны быть прочными и долговечными, чтобы выдерживать нагрузки и воздействие окружающей среды.
• Влагостойкость: материалы должны быть устойчивы к влаге и не подвергаться гниению или разрушению.
• Пожарная безопасность: материалы должны быть обработаны антипиренами и биоцидами, чтобы предотвратить возгорание и распространение огня.
• Экологическая безопасность: материалы должны быть экологически безопасными и не наносить вреда окружающей среде.

На основе этих факторов можно выбрать оптимальные материалы для строительства стропильной системы двухскатной крыши, такие как:

• Древесина 1 сорта: прочная и долговечная, но может быть дорогостоящей.
• Клееный брус: прочный и долговечный, а также может быть изготовлен из различных видов древесины.
• Обрезная доска: доступная и прочная, но может быть менее долговечной, чем другие материалы.

Какие особенности конструкции двухскатной крыши с использованием стропильной системы

Двускатная крыша пользуется большой популярностью, так как ее возведение считается относительно простым и быстрым этапом в строительстве дома. Разные виды двускатной кровли позволяют выбрать подходящий вариант для конкретной постройки. Поставить такую кровельную конструкцию не составит большого труда, если имеется даже небольшой опыт в строительстве, но в одиночку, конечно, не справиться. Все работы выполняются поэтапно, с учетом особенностей такой крыши.

Особенности

При возведении двускатной крыши устанавливается стропильная система и основные детали кровельной конструкции. Сюда относится каркас (в виде стропил с подкосами), мауэрлат. Делают их из качественной древесины – это брусья 150х150 мм и доски сечением 50х150 мм. Традиционными считаются двускатные крыши симметричного типа, имеющие прямые скаты (щипцовая кровля). Угол наклона скатов такой кровли доходит до 45 градусов, что позволяет избежать нагрузок на конструкцию (например, при снегопадах и ветре).

Другие виды двускатной кровли, например, с ломаными скатами, позволяют оборудовать мансарду под крышей. В этом случае скаты сверху кровли представляют собой более пологие откосы, а снизу – с резким уклоном. Ломаная двускатная крыша должна возводиться на более сложную и прочную конструкцию. При строительстве несимметричной кровли конек крыши выполняется со смещением от центра. Делается это с учетом конструктивных особенностей здания.

Виды

Каркасная конструкция двускатной крыши может быть:

• наслонной;
• висячей.

Характерно, что в большинстве строений используется стропильная система наслонного типа, внутри которой есть несущие стены. Каркас, таким образом, служит промежуточной опорой. При ширине крыши не больше 10 м обычно используется одна опора. Крыша шириной больше 10 м имеет несколько пропорционально расположенных опор. Каркас в виде стропильной системы висячего типа возможен в том случае, когда строение может обойтись одной опорой, не имея внутренних несущих стен. Такая кровля выстраивается из двух поясов – верхнего (два стропила), нижнего (жестко соединенные затяжки). Опираются стропила на мауэрлат, а концы стропил выходят на наружные стены.

Двускатная ломаная кровля может иметь усиление в виде опорных рам, которые не дают провисать наклонной крыше. Так можно получить более прочную конструкцию. Висячая ломаная крыша имеет дополнительные опорные рамы, к которым устанавливаются стены мансарды. Опорная рама, которая расположена под несущей стеной внутри, берет на себя часть нагрузки, что позволяет немного облегчить конструкцию кровли.

Какие преимущества имеет строительство двухскатной крыши с использованием стропильной системы

Мансардной она называется потому, что обустраивать жилое помещение под такой крышей – это оптимальный вариант. Если рассматривать ее снаружи, не вдаваясь в тонкости стропильной системы, то крыша имеет также два разнонаправленных ската, но с переломом в верхней части. При этом, начало ската от конька до перелома имеет пологий угол наклона, а далее, до свеса – более крутой. Торцы выглядят, как фронтоны, имеющие форму прямоугольника снизу, и треугольника сверху.

Особенности конструкции

Стропильный каркас у ломаной крыши намного сложнее, чем у классической. Дороже обходится и ее обшивка, так как на линии излома требуется применение особых мер по гидроизоляции. Сам каркас состоит из секций, которые опираются на мауэрлат и дополнительно на балки межэтажного перекрытия. Каждая секция состоит из двух опорных ног (крутой скат) и двух в своде (пологий скат).

В месте излома секции устанавливается горизонтальная перемычка, которая в будущем будет служить основой для потолка мансарды. Также каждая секция подпирается двумя вертикальными стойками, которые верхней частью упираются в место излома крыши, а нижней – на балки межэтажного перекрытия. Аналогично с двухскатной стропильной системой соседние секции соединяются продольными перемычками и дополнительными укосинами между собой.

Плюсы

Главный плюс – увеличенное пространство внутри. Площадь мансарды при ломаной крыше почти соответствует площади первого этажа.

Минусы

Из недостатков стоит отметить только сложность реализации и повышенные расходы на материалы из-за особенностей стропильной системы.

Как выбрать подходящую стропильную систему для двухскатной крыши

Наслонная стропильная система двухскатной крыши каркасного дома, и не только каркасного, собирается не на крыше, а на земле. Все дело в том, что сложно подогнать элементы между собой, когда у них нет опоры на одном конце. Для этого придется сооружать дополнительную опорную конструкцию временного типа. Это затраты времени, сил и средств, никому не нужные.

Поэтому парные стропила, они же в собранном виде носят название фермы, собираются в плоскости земли. Так как конструкция фермы – это треугольник, в симметричной кровле к тому же равнобедренный, то собрать его не составит большого труда. Основная задача производителя работ – соблюсти размерные параметры элементов фермы. Потому что подгонять фермы на крыше будет сложнее, если между ними достаточно большие размерные погрешности.

• Поднимают стропила в сборе на крышу подъемным краном или другим приспособлением.

Монтаж наслонных стропил Источник pallazzo.su

• Сначала устанавливают две крайние фермы по фронтонам дома, выставляют их между собой по высоте и закрепляют к балкам перекрытия подпорками и укосинами (временными).
• Натягивают между верхними точками двух ферм нить, по которой монтируют остальные стропильные треугольники.

Остальное, как и в случае с висячими стропильными ногами: набивается обрешетка и кровельный материал.

Расчет стропильных ног

Важное подготовительное мероприятие, от которого зависит несущая способность системы в целом. Самостоятельно провести расчет, если вы в этом не разбираетесь, невозможно. Поэтому обыватели пользуются онлайн калькуляторами либо таблицами. В основе расчетных манипуляций лежит сечение брусков (в мм) или досок, зависящее от длины ног и шага установки.

Зависимость такая: чем длиннее ноги и больше расстояние между ними, тем больше должно быть сечение брусов. К примеру:

• шаг установки 2,15 м, длина стропилы 3 м, для этого используют брус сечением 100х150 мм;
• шаг 1,4, длина 3, сечение 75х125 мм;
• шаг 2,15, длина 5 м, сечение 100х250;
• шаг 0,9, длина 5,5, сечение 50х200 мм.

Для каждой позиции найдется свой параметр применяемых брусков. Таблицы есть в свободном доступе.

Схема распределения стропильных ног Источник chaos-heart.ru

Уклон скатов

Определить уклон конструкции двухскатной крыши непросто. Учитывают вид кровельного покрытия. Зависимость такая:

• если используется асбоцементный шифер, то угол должен быть не меньше 22°, снижение данного параметра приведет к протечкам в местах стыковки соседних листов;
• металлочерепица – угол в 14°;
• профнастил - 12°;
• битумная черепица – угол не должен превышать 15°, в противном случае появляется вероятность сползания покрытия с обрешетки;
• рулонный материал (рубероид, толь и прочие) – наклон в пределах 3-25°.

Но здесь есть один нюанс. Чем круче крыша, тем меньше нагрузок действует на ее скаты, потому что дождевая вода и снег быстро сходят с поверхностей. Но при этом увеличивается парусность конструкции. То есть ветровые нагрузки увеличиваются. При этом высокие крыши – это возрастание затрат на стройматериалы, которые повышают себестоимость сооружения.

Угол наклона скатов крыши Источник arhplan.ru

Строительство крыши частного дома: виды конструкций, этапы монтажа и распространенные ошибки

Разноскатные крыши

Двускатная кровля с разными скатами сегодня встречается достаточно часто. Нельзя сказать, что они лучше симметричных, но оригинальность конструкции сделала их популярными. Добавим, что такие кровли более сложны, чем традиционные с одинаковыми скатами.

Делятся эти крыши на три вида:

1. Несимметричные. У них коньковый прогон располагается посередине дома. Скаты располагаются друг к другу под одним углом наклона. Но один из них всегда длиннее другого.