Как устроена стропильная система двускатной крыши

Практичность, надежность и простота конструкции двускатной крыши делают ее доступной для самостоятельного возведения даже начинающему застройщику. В этой публикации будет подробно рассмотрена стропильная система двухскатной крыши: ее разновидности, конструктивные элементы и правила проведения расчетов.

Общие понятия

Прежде чем говорить об устройстве стропильной системы двухскатной крыши, стоит разобраться с самой конструкцией. Такой вариант крови считается самым распространенным. Причина такой популярности в преимуществах двухскатного варианта крыши. Среди них специалисты выделяют следующие плюсы:

  1. Практичность в использовании. Двухскатный вариант крыши создает довольно много свободного пространства на чердаке. Его можно с успехом использовать как в качестве кладовой, так и для проживания. В последнем случае часто используют ломаный вариант устройства стропильной системы двухскатной крыши.
  2. Так как скаты имеют оптимальный уклон, и на самой кровле нет существенных препятствий, с крыши будет эффективно отводится вода и сходить снег. Такая особенность позволяет снизить нагрузку на стропильную систему, а также упрощает обслуживание.
  3. При возведении можно использовать практически любой кровельный материал. Все плоскости двухскатной крыши имеют прямоугольную форму. Такая особенность позволяет выбрать любой вариант материала. При этом его расход более экономным, так как «обрезков» будет минимальное количество.
  4. Устройство стропильной системы двухскатной крыши не имеет сложных элементов. Проще этого варианта только конструкция плоской кровли.
  5. Также такой вариант обойдется дешевле, чем вантовая или четырехскатная крыша. Меньше затрат требует только все та же плоская кровля.

Какие варианты устройства стропильной системы для двускатной кровли бывают?

Также к преимуществам можно отнести и внешний вид. Двухскатная крыша считается традиционной и более привычной глазу. А если используется более сложный ломаный вариант, то внешний вид существенно выигрывает.

Если говорить о недостатках, то их не так уж много. В первую очередь специалисты отмечают то, что такую конструкцию трудно применить при сложной планировке дома. Двухскатная крыша прекрасно подходит для стандартного прямоугольного строения. Если дом имеет выступы или неровные (по архитектурным причинам) стены, то такой вариант крови использовать будет затруднительно.

Очень часто при строительстве частных домов выбирают простой двухскатный вариант крыши. Такая конструкция обходится дешевле, чем вальмовый или другой вид кровли. Кроме того, само устройство двухскатной крыши несложное, как в возведении, так и в обслуживании. Единственным минусом можно считать трудности использования подобного варианта при сложной планировке дома. Но тут можно подключить ваш творческий потенциал и найти выход из ситуации, при этом значительно улучшить внешний вид.

Стропильная система двускатной крыши

Классическая двускатная крыша представляет собой две наклонные плоскости, расположенные в форме равностороннего треугольника. Стропильная система – это каркас крыши, созданный из связанных между собой опорных элементов. В зависимости от предполагаемых нагрузок, воздействующих на крышу постройки в процессе эксплуатации, элементы каркаса могут быть изготовлены из древесины или металла.

Назначение стропильной системы

Стропильная система двускатной крыши решает три основные задачи:

  1. Придание кровельным скатам необходимого угла наклона, который позволяет выдерживать максимальные для данной местности снеговые и ветровые нагрузки, дает возможность беспрепятственному сходу воды и снега с кровельного материала.
  2. Равномерное распределение нагрузок на каркас здания, создаваемых весом кровельного пирога, атмосферными осадками, ветром.
  3. Создание основы для крепления теплоизоляции кровельного материала. Узлы стропильной системы двухскатной крыши с кровлей создают пространство, защищающее постройку от теплопотерь и проникновения влаги.

Правильно спроектированная стропильная система должна выдерживать весьма серьезные нагрузки, которые могут превышать 500 кг/м2.

Именно поэтому все расчеты, связанные с выбором материала, сечения и шага установки стропил, рекомендуем доверить профессионалам, имеющим разрешение и опыт в выполнении подобных работ.

Как уже отмечалось выше, разрез крыши с двумя скатами представляет собой равнобедренный треугольник. Горизонтальная плоскость треугольника опирается на стены постройки. Наклонные плоскости – это не что иное, как скаты крыши. Угол наклона скатов формируется углом между основанием кровли и ее коньком.

Основные конструктивные элементы

Для простоты понимания данной конструкции рассмотрим основные элементы стропильной системы двухскатной крыши:

  1. Стропильные ноги – основные конструкционные элементы каркаса, благодаря которым создается необходимый наклон плоскостей крыши. Плоскости, образованные стропильными брусами являются основой для монтажа настила.
  2. Мауэрлат – это элемент опорной конструкции, который крепится к верхнему торцу внешних стен постройки. Мауэрлат для двускатной крыши позволяет максимально равномерно распределить массу кровельной конструкции.
  3. Затяжки представляют собой поперечные элементы каркаса, соединяющие в единый узел попарно расположенные стропила. Основное назначение затяжек –  увеличения жесткости всей системы.
  4. Лежни располагаются параллельно мауэрлатам и связывают между собой затяжки. В качестве опоры они используют верхний торец внутренних несущих стен. Назначение – распределения воздействий на стропильную систему.
  5. Балки перекрытия, устанавливаются между мауэрлатами и лежнем. Служат основой для крепления пола в чердачном помещении и потолка помещений постройки. Балки устанавливаются на затяжки.
  6. Коньковый прогон связывает между собой верхние части стропил. Этот элемент конструкции применяется в большинстве схем возведения стропильной системы.
  7. Боковой прогон – дополнительная конструктивный элемент, поддерживающий стропила и снимающий с них часть нагрузки.
  8. Стойки (бабки) основные конструктивные элементы системы усиления каркаса, которые принимают на себя некоторые нагрузки от прогонов.
Читайте также:  Дефектная ведомость на ремонт кровли: образец

В некоторых схемах применяются вспомогательные конструкции – кобылки – обеспечивающие создание карнизного свеса крыши при нехватке длины стропильных ног.

Каркас крыши может быть представлен в виде трех узлов:

  1. Обрешетка – основа для крепления теплоизоляционного слоя и кровельного материала. Монтируется на стропила. Стропильные ноги нижним концом опираются на мауэрлаты, верхним – на подстропильную систему
  2. Основная стропильная система, выполненная в виде смонтированного стропильного бруса.
  3. Подстропильная система представляет собой определенный набор дополнительных элементов каркаса: прогоны и стойки. При увеличении длины пролета, используют дополнительные конструктивные элементы – подкосы.  Среди мастеров в ходу другое название подкосов – «подстропильные ноги». Независимо от названия, основная задача этих элементов – поддерживать боковые прогоны. Одним концом подкос упирается в стропильный брус, вторым – в лежень. Подкосы стропил играют важнейшую роль в каркасе крыши – предотвращают деформацию стропильной ноги и значительно увеличивают ее несущую способность.

Этапы монтажа

При монтаже стропильной конструкции можно руководствоваться следующей схемой:

Установка мауэрлата

Мауэрлатный брус укладывают по стене, к которой будут крепить стропила. В домах из пористых материалов (пенобетона, кирпича) мауэрлат необходимо устанавливать по всей длине. В других случаях достаточно уложить брус между стропильными ногами. В качестве креплений используют анкерные болты, деревянные нагели, металлические скобы, шпильки или арматуру, шарнирные крепления или проволоку.

Установка стропильных ног

Обычно стропильные пары собирают на земле, а затем поднимают на крышу. При большом весе стропил монтаж проводят наверху. Перед началом работы лучше нарисовать схему и сделать разметку на деревянных заготовках — так стропильные пары будут абсолютно одинаковыми.

Монтаж конькового узла

В зависимости от сложности схемы, здесь могут быть использованы разные технологии крепления: со стропильным брусом или без него, метод накладки или врубки, фиксация специальными крепежными элементами. Выбор зависит от предполагаемой нагрузки и типа кровельного покрытия.

Фиксация обрешетки

Расчет шага обрешетки производят с учетом особенностей кровельного покрытия. К примеру, под металлочерепицу требуется 350 мм, под шифер или профнастил — 440 мм. Для мягкой кровли необходимо сплошное покрытие. Ондулин менее требователен к этим показателям — при уклоне более 15 градусов обрешетка монтируется с шагом 610 мм.

Более подробная информация представлена в видео:

Какие различают стропилы

Есть пару разновидностей стропильных механизмов, которые включают каркас с обрешеткой. В основном для данных задач используется древесина, однако при огромной нагрузке и больших площадях наклонной поверхности данный материал не стоит использовать.

Тогда можно применять лишь древесину, вы можете благодаря большому количеству стропильных ножек и возрастанием площади сечений. К тому же выясняется иная нагрузка на несущие стены и фундамент. Снимать нагрузку с основы постройки и стены способны крепкие металлические постройки либо сочетания металла с древесиной.

Металлические

Как материал производства выбор останавливается на профиле из оцинкованной стали. Обрешетка со стропилами из этого материала отличаются влагоустойчивостью, прочностью и легкостью.

Допустимым шагом обычно является 200 см. Используется данный способ от 7 м. Использование гнутого типа профилей дает возможность сводить к минимуму затраты сырья.

Деревянные

Дерево незаменимо при обустройстве ската около 7-10 м.

Крепеж обычно гарантируется металлической деталью.

Допустимым шагом является около 0,8 м.

Комбинированные

Сочетание стропил из двух этих материалов дает возможность возводить систему, которая намного доступнее по цене, сравнивая сколько стоят металлические стропила.

Комбинированная система обустраивается с учетом некоторых правил: особой обработки применяемых деревянных деталей и использования гидроизоляции. Это нужно для того, чтобы увеличить эксплуатационные свойства дерева при ее рядом расположении к металлу.

Устройство стропильной системы. Нюансы

Двускатные кровли принципиально различаются только по способу устройства стропил — висячие или наслонные — что напрямую зависит от длины пролёта. В этом руководстве мы рассмотрим оба варианта и будем использовать набор базовых терминов.

Высота чердака — расстояние от верха стены (места опор стропил на стену), либо от верхней плоскости мауэрлата, либо от верхней плоскости балок перекрытия до верхней точки конька двускатной крыши.

Врубка — сопряжение (соединение) деревянных деталей за счёт создания анкера и посадочного места, либо сцепа или упора из тела дерева самого элемента. В основном места врубки усиливают различными анкерами — деревянный чоп, резьбовая тяга (шпилька), саморезы, турбовинты.

1 — вылет крыши; 2 — стена; 3 — балка; 4 — лежень; 5 — промежуточная стойка; 6 — высота чердака; 7 — центральная стойка или «бабка»; 8 — стропило; 9 — рабочая чать стропилы; 10 — конек; 11 — проекция рабочей части стропилы

Остальные базовые термины приведены в предыдущих статьях.

Читайте также:  8 способов установить водостоки, если крыша уже покрыта

Существенно повлиять на конструкцию стропил может их функция в опорной области. Опоры различают трёх видов.

1. Опора без врубки и среза. Применяется только на временных, подсобных зданиях, либо для кровли , не несущей существенных нагрузок. В таких случаях устанавливают мощный клин по размерам.

Опора без врубки: 1 — стропила; 2 — клин; 3 — балка; 4 — армопояс; 5 — мауэрлат

2. Опора на полный срез или концевая врубка. Стропила опираются на балку или мауэрлат на площадь всего среза или на торцевой зуб. В этом случае для создания свеса крыши наращивают кобылку или монтируют дополнительную контробрешётку. Обычно к такому способу прибегают в случае, когда длина ската примерно равна длине одной единицы материала (доски, бруса), принятого для стропильной ноги (как правило, 5-6 м). Это делается для того, чтобы не сращивать стропила в рабочей части.

Опора на полный срез или торцевой зуб: 1 — балка; 2 — торцевой зуб; 3 — клин; 4 — врубка; 5 — шпильки с гайками; 6 — стропила

3. Опора на промежуточную врубку. Стропильная нога остаётся сплошной от конька до края крыши, т. е. функцию свеса выполняет крайняя часть стропильной ноги. Наиболее распространённый вариант при длине ската более 5 метров. В этом случае сращивание стропил неизбежно. Врубка даёт дополнительный зацеп для жёсткости, а достаточная длина стропильной ноги гарантирует оптимальную длину вылета крыши. Глубина врубки в стропильную ногу не должна превышать 40% её высоты.

Опора на промежуточную врубку: 1 — мауэрлат; 2 — опорный брусок; 3 — шпильки с гайками; 4 — балка; 5 — клин; 6 — стропила

Для создания двускатной стропильной системы своими руками понадобится набор инструмента плотника:

  1. Электроинструмент — циркулярная пила, электролобзик, мощная дрель с набором «перьев» по дереву.
  2. Ручной инструмент — пилы, топор, молоток, кувалда, набор стамесок, слесарные ключи.
  3. Измерительный инструмент — рулетки, уровни, гидроуровень, правило, шнур, отвес.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Соединительные элементы

Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.

Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Соединительные элементы

Крепкая кровля: стропильная система крыши и её виды

Чтобы построенное здание прослужило не один год, ему необходим как надёжный фундамент, так и крепкая система кровли, противостоящая превратностям погоды. Крыша должна с достоинством выдерживать большие нагрузки: сильные снегопады, резкие порывы ветра, обильные ливни. Лучше всего для этого подходит стропильная система крыши.

Несущие конструкции крыши

Стропильная система — конструкция, состоящая из стропил и других элементов, воспринимающая и противостоящая всем видам нагрузок и передающая их на стены строения. Состоит из стропильных ферм.

Ферма — конструкция из скрепленных между собой брусьев или стержней.

Стропило (стропильная нога) — элемент стропильной фермы, воспринимающий, все виды нагрузок и передающий их на стены, и верхнее перекрытие строения, служат опорой для кровли. Нижним концом упирается в стену, а верхним соединяется под углом с противоположной стропильной ногой.

Стропила наклонные — имеют упор на концах и средней частью (в одной или нескольких точках).

Стропила висячие — опирающиеся в нижней части на затяжку или мауэрлат и в верхней коньковой части опираются друг на друга или на подконьковый прогон (без промежуточных опор).

Конёк — верхнее горизонтальное ребро крыши, соединяющее стропильные фермы.

Коньковая схватка — кусок доски/фанеры или металлической накладки соединяющий стропила в коньке.

Мауэрлат — брус, расположенный по периметру стены, на который опираются нижние концы наклонных стропил. Мауэлат позволяет распределить сосредоточенную нагрузку от стропил на весь участок стены.

Стойка — отрезок доски/бруса опирающийся на затяжку и поддерживающий стропильную ногу, служит для разгрузки стропил и для организации стен мансарды.

Бабка — центральная стойка, которая упирается в конёк.

Несущие конструкции крыши

Подкос — стойка под углом.

Ригель — отрезок доски, соединяющий стропильные ноги между собой. Служит для увеличения жёсткости стропильной фермы и препятствует разъезжанию стропильных ног.

Читайте также:  Вывод трубы дымохода через крышу из металлочерепицы

Затяжка — бревно/брус/доска соединяет стропильные ноги между собой. Отличается от ригеля тем, что затяжка опирается на мауэрлат и лежни.

Кобылка — отрезок доски, удлиняющий стропильную ногу для организации свеса крыши.

Слега — направляющая под натуральную черепицу.

Основание кровли — поверхность, на которую укладывается кровельное покрытие. Обычно выполняется в виде обрешетки или сплошного настила.

Обрешётка — подкровельный настил из досок или брусков, прикрепляемые к стропилам и служащие основанием для кровельного покрытия. Обрешётка воспринимает всю весовую нагрузку от кровли и через контробрешётку и черновой настил передаёт её на стропильную систему.

Контробрешётка — бруски минимальным сечением 30×50 мм, располагающиеся под обрешёткой, перпендикулярно ей и обеспечивающие вентиляцию подкровельного пространства и служащие для закрепления гидроизоляционной пленки.

Черновой настил — настил из досок, ДСП, ДВП или других видов плит, которые прибиваются непосредственно к стропильной системе и служит основой для гидроизоляционного материала и основанием для крепления контробрешётки.

Обрешётина — элемент обрешетки, который изготовляется из деревянных брусков, реек или планок из хвойных пород (без обзола и проходных сучков) не ниже второго сорта, на который укладывается черепица. Минимальное сечение бруска — 30×50 мм.

Особенности стропил для вальмовой крыши

При возведении четырехскатных вальмовых кровель необходима особая система стропил. Это обусловлено сложной геометрией таких крыш и тем, что их стропила должны выполнять различные функции.

Основными типами стропил для вальмовых конструкций являются:

Особенности стропил для вальмовой крыши

Диагональные накосные стропила – соединяют углы дома с торцами конькового бруса. С их помощью формируются ребра возводимой кровли. Эти элементы являются самыми длинными и наиболее прочными по сравнению с остальными стропилами, поскольку именно на них приходится основная часть нагрузки. Центральные рядовые стропила необходимы для соединения конькового бруса и мауэрлата по бокам скатов. Их установка должна осуществляться строго параллельно относительно друг друга. Угловые стропила, или нарожники – намного короче рядовых элементов. Их функцией является соединение мауэрлата со стропилами накосного типа, а не с коньком. Эти стропильные брусы определяют плоскости кровельных скатов.

Виды двухскатной крыши

Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.

Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):

1. Простая двускатная крыша — симметричная

Простая двускатная крыша — симметричнаяНаиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.

Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.

Явный недостаток – невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.

2. Простая асимметричная двускатная крыша

Простая асимметричная двускатная крышаУстройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.

3. Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломом

Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломомТакая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.

Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.

Виды стропильной системы двухскатной крыши

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

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.

Комбинированные

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