Узлы стропильной системы двухскатной крыши. Стропильная система: виды и монтаж для разных форм скатных крыш. Пример расчетов расходных материалов

Стропильная система двухскатной крыши предназначена для устройства кровли в виде двух прямоугольников, расположенных под определенным углом друг к другу в верхней части сооружения. Такую конструкцию довольно часто используют при строительстве частных малоэтажных домов, различных строений бытового и хозяйственного назначения. На промышленных и торговых предприятиях двухскатная крыша устанавливается на зданиях различного назначения, имеющих значительную длину, превышающую ширину в несколько раз. Конструкция содержит два ската различной длины. С фронтальной стороны устанавливается короткий скат с большим углом наклона, с тыльной — длинный, с меньшим углом наклона. Такая конфигурация позволяет основную часть атмосферных осадков направлять в нерабочую зону территории предприятия.

Рисунок 1. Схема кобылок.

Строительство двускатной крыши является одним из малозатратных вариантов, не требует значительных физических усилий.

Исполняется относительно просто при наличии небольшого опыта работы с материалом из древесины.

Типичные несущие элементы системы, специфические термины

Рисунок 2. Схема обрешетки.

При изготовлении деталей стропильной системы двухскатной крыши используется пиломатериал хвойных пород дерева. Древесину твердых пород использовать нежелательно из-за большого удельного веса. Большинство элементов имеет специфические названия, понятные в основном специалистам:

1. Лежень — брус сечением 150х150 мм, 180х180 мм. Укладывается на поверхность внутренней несущей стены. Предназначен для выравнивания поверхности и распределения нагрузок от стоек.
2. Стропильная нога, или стропило, — деталь из бруса или толстой доски. Основной элемент треугольной конструкции крыши, несущий главную нагрузку от снега, дождя, ветра и других атмосферных явлений. Расстояние между стропильными ногами может быть от 0,6 до 1,2 м. Величина шага в основном зависит отвеса кровельного материала, в некоторых случаях следует учитывать особенности материала кровли.
3. Мауэрлат — квадратный брус с размером сторон 150-180 см. Укладывается на поверхность наружных несущих стен. При установке необходимо закрепить при помощи анкерных болтов или другим надежным способом. Распределяет нагрузку от стропильных ног на несущие стены.

Все детали двухскатной крыши соединяются между собой различным способом. Ранее конструкции собирались в основном с использованием скоб, гвоздей, шпилек с резьбой. Сейчас производители строительных материалов предлагают большой ассортимент различных кронштейнов для сборки крыш любой конфигурации. Крепление большинства деталей выполняется саморезами необходимого диаметра и длины с усилением специальными шипами в кронштейнах.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные элементы системы стропил

Рисунок 3. Схема арки с тремя шарнирами.

Кроме несущих деталей в конструкциях используются дополнительные усиливающие элементы:

1. Кобылки (рис. 1) — используются для увеличения длины стропильных ног. Устанавливаются в нижней части для устройства карнизного свеса. Толщина кобылок несколько меньше размеров стропил.
2. Свес крыши, или свес карнизный, — элемент крыши, выступающий за край стены примерно на 40-50 см. Предназначен для защиты стен от атмосферных осадков.
3. Конек — элемент, соединяющий в верхней части все стропильные ноги системы. Устанавливается в горизонтальном положении.
4. Обрешетка (рис. 2) — доски или бруски, устанавливаемые для крепления кровли. Располагаются перпендикулярно стропильным ногам, дополнительно выполняя функцию их крепления. Принимают основное усилие от материала кровли, распределяют ее на стропила. Для устройства желательно применять обрезной пиломатериал. При ограниченных средствах можно использовать необрезной, очистив его от коры. Если кровля будет из мягкого материала, обрешетка изготавливается сплошной. Такой вариант можно сделать из досок или фанеры, обработанной защитными материалами от повышенной влажности. Когда применяется профнастил, обрешетку выполняют с определенным шагом, зависящим от веса материала и его конструктивных особенностей.
5. Подкосы — элементы из бруса или толстой доски, усиливающие основную конструкцию. Распределяют усилие от стропильных ног на несущие детали. Собранная конструкция из подкосов и затяжек получила название фермы — укрупненной детали с необходимым запасом прочности.
6. Стойки — изготавливаются из отрезков пиломатериала прямоугольного или квадратного сечения. Устанавливаются в вертикальном положении под сходом скатов. Нагрузка от углового соединения стропил крыши распределяется через стойки на внутреннюю несущую стену.
7. Затяжка — брусок или доска, выполняющие крепление стропил в висячей системе. Создает жесткую форму треугольника между стропильными ногами, компенсируя усилие на расползание.

Для изготовления дополнительных деталей можно использовать пиломатериал с сечением, аналогичным для несущих деталей. В целях экономии можно рассчитать и приобрести изделия меньшего сечения.

Вернуться к оглавлению

Два типичных способа устройства стропильных систем

Рисунок 4. Схема соединения нижних концов деталей.

Стропильную систему двускатной крыши можно устроить двумя основными способами:

• висячая стропильная система;
• система наслонного типа.

Висячая система используется для зданий с расстоянием между наружными стенами меньше 10 м, без внутренней несущей стены в середине постройки. При другой конфигурации здания применяется наслонная конструкция стропил.

Если в здании имеются колонны, расположенные по одной из центральных осей, возможно использование комбинированного варианта. Стропильные ноги, расположенные над колоннами, монтируются с упором на поверхность колонн, между ними устанавливаются висячие стропила.

Вернуться к оглавлению

Висячая стропильная система

В конструкциях этого типа установка стропильных балок выполняется на поверхность наружных стен. Недостатком способа является возникновение усилия, распирающего стены. Для компенсации нагрузки балки стягивают при помощи затяжки. Конструкция принимает вид жесткого треугольника, сохраняющего свою форму под воздействием нагрузок. В некоторых случаях роль затяжек могут выполнять балки перекрытия. Такая схема используется при устройстве в чердачном пространстве мансарды.

Конструкции висячих стропил можно выполнить в различных вариантах:

1. Простой вариант арки с тремя шарнирами (рис. 3) — конструкция представляет собой жесткий треугольник, двумя сторонами которого являются стропильные ноги. Основная нагрузка создает усилие на изгиб деталей. Усилие на третьей стороне направлено на растяжение конструкции, поэтому вместо деревянной детали можно использовать стальную стяжку. Соединение нижних концов деталей можно собрать различными способами (рис. 4), врезкой балок в затяжку, использованием деревянных элементов или металлических кронштейнов.
2. Усиленная конструкция (рис. 5) — двухскатная стропильная система, использующаяся для устройства крыш больших зданий производственного назначения с расстоянием между стенами больше 6 м. Для использования в жилых зданиях небольших размеров эта система не подходит. Особенностью конструкции является распределение веса затяжки на конек. Поскольку цельный пиломатериал необходимой длины (6 м и более) найти практически невозможно, затяжка изготавливается из отрезков. Соединение всех элементов выполняется прямой или косой врезкой. Центральная деталь называется бабкой. Соединение бабки с затяжкой выполняется цанговой скруткой с возможностью регулировки натяжения.
3. Устройство арки с затяжкой в верхней части стропильных балок (рис. 6) используется при оборудовании в чердачном пространстве мансарды. При этом усилие на растяжение в стропильных балках возрастает. Нижние концы балок крепятся к брусьям мауэрлата. Крепление должно ограничивать перемещение балок в стороны по брусу, но допускать скольжение поперек. Этим обеспечивается равномерное распределение нагрузки и устойчивость всей системы. Стропильные балки должны образовывать свес.

Разработано много вариантов устройства систем висячего типа. Большинство используется при относительно небольших размерах строений без несущих конструкций внутри зданий. Для построек большего размера нужно использовать систему стропил наслонного типа.

Практически любая современная крыша малоэтажного дома построена на стропильной системе каркаса. В теории устройство крыши можно выполнить в виде плоского потолочного перекрытия. Но простое изготовление конструкции такой крыши нивелировано массой недостатков, потребуется основательное увеличение теплоизоляционного слоя и обеспечение принудительного удаления снега и дождевой — талой воды. Даже при строительстве гаражей или хозпостроек к такому устройству крыши прибегают в крайних случаях, предпочитая более сложный стропильный вариант.

Почему стропильные системы так популярны

Стропильная система появилась, как результат естественного отбора среди множества различных вариантов построения каркаса. Современное устройство стропильной системы крыши основывается на нескольких базовых элементах конструкции:

• Стропильный каркас, представляющий собой набор балок одинаковой длины, образующих плоскость ската крыши. Стропила укладываются симметрично «шалашиком», верхним краем на самую высокую горизонтальную часть каркаса — коньковый прогон, и опираются на мауэрлат -толстую доску, пришитую на верхнюю горизонтальную плоскость кирпичной коробки здания;
• База или система креплений, на которые опирается стропильный каркас,состоит из мауэрлата, лежней и балок потолочного перекрытия на верхней части стен здания. Благодаря такому устройству нагрузка от веса кровли и стропил пере распределяется, выравнивается и передается на внутренние и наружные стены дома;
• Кровельная обрешетка совместно с дополнительными силовыми элементами - подкосами, распорами, ригелями служит для придания дополнительной жесткости стропильным балкам.

К сведению! Кроме того, из досок обрешетки формируется основа для укладки кровельного покрытия.

Для устройства стропильной системы крыши малоэтажного дома традиционно используются сосновые бревна и брусья. Это позволяет обеспечить легкое и одновременно жесткое устройство крыши. Попытки заменить деревянный брус стальным профилем приводят к утяжелению веса и стоимости стропильной системы минимум в два-три раза, а из-за многочисленных мостиков холода потребуется уложить дополнительный слой теплоизоляции.

Одной из наиболее популярных стропильных систем является устройство в виде двух или четырехскатной крыши с парным расположением стропил. В этом случае каркас из симметричных силовых элементов отлично воспринимает нагрузку в вертикальном и поперечном направлении по отношению к коньковому прогону.

Если преимущественное направление ветров на данной местности примерно одинаково, то возникающее из-за потока воздуха продольное усилие на устройство крыши чаще всего компенсируют, складывая фронтоны из кирпича. При сильном и переменчивом ветре более рационально применить четырехскатную вальмовую конструкцию.

Устройство и особенности стропильной системы

Понятно, что использование стропильной технологии направлено на формирование скатов крыши с наиболее рациональным для данной местности углом наклона ската. Чем круче угол наклона, тем быстрее и легче удаляются дождевая вода и снег.

Для оценки нагрузки можно использовать сведения метеорологической службы о мощности и максимальном давлении слоя снега на метре квадратном плоской крыши для различных регионов страны.

Для стропильной системы нагрузка на элементы стропильной системы снижается, исходя из угла наклона ската кровли:

1. Для вариантов с углом наклона до 10-20 о уменьшение давления массы снега крайне незначительно, в среднем на низкую кровлю приходится усилие в 80-90% от значения для плоской поверхности;
2. Для скатов кровли, установленных под наклоном в 25 о, нагрузка составит 70% от «плоской» величины, тогда как для угла в 65 о давление снега снизится на 70-80%;
3. На более крутых скатах давление вообще не берется во внимание, в этом случае расчет прочности стропильной системы делается на основе ветровой нагрузки.

Важно! Даже небольшой одноэтажный дом, с наклоном скатов кровли в 45о, расположенный в средней полосе России, при высоком уровне осадков получает дополнительную нагрузку от снега, достигающую 5 тонн.

Поэтому даже в небольших коттеджах и домах в качестве материала для устройства стропильной системы используют бревно или брус, сечением не менее 100-150 мм.

Виды стропильных систем

Конструкция стропильной системы каркаса крыши чаще всего выполняется по схеме с висячими или наслонными стропилами. Использование конкретной схемы определяется множеством факторов, среди которых определяющее значение играют размеры дома и потолочного перекрытия, наличие внутренних стен или перегородок, характер использования чердачного помещения.

Основные различия между наслонными и висячими стропилами сводятся к следующему:

В случае со свободной посадкой конца стропила на коньковый прогон каждая пара балок двухскатной крыши между собой не скрепляется, а врезается по скользящей схеме. В нижней части стропильные ноги крепятся к мауэрлату в виде жестко закрепленного шарнира, с помощью болтового соединения или гвоздей. Под нагрузкой такое устройство работает, как безраспорная стропильная система, благодаря тому, что любое вертикальное или боковое усилие на стропильную систему не приводит к появлению в опорных точках на мауэрлате горизонтальных распирающих сил.

Важно! Важной особенностью такого устройства каркаса является минимальное распирающее действие на стены дома, что необычайно важно для деревянных домов из бруса или бревна. Но практическая сборка такой конструкции требует максимально точного и тщательного соблюдения размеров и точности установки элементов.

Во втором случае наслонные балки на коньковом прогоне крепятся жестко с усиливающими накладками из металла или доски, примерно как в случае с висячими стропилами. Нижний край устанавливается на мауэрлате с вырезом на стропиле опорной поверхности и боковыми направляющими, предотвращающими скручивание доски или бруса.

Узлы стропильной системы

Чтобы обеспечить необходимую прочность устройства стропил, особенно для зданий с пролетами более 8-9 м длиной, требуется использовать бревна и брус значительной толщины, что делает сборку каркаса крыши очень тяжелым и дорогостоящим занятием. Проще и эффективнее установить дополнительные силовые элементы, компенсирующие прогиб или передающие основную часть усилия на менее нагруженные части каркаса.

Например, для компенсации прогиба стропильной ноги используют два основных элемента- подкосы и вертикальные стойки. В зависимости от устройства стропильной системы силовые стойки могут устанавливаться в центральной части и поддерживать коньковый прогон, принимая на себя часть нагрузки от веса каркаса. Элементы могут комбинироваться с подкосами в срединной части стропил, тем самым передавать нагрузку от боковых прогонов на затяжку или лежни — продольные брусы, опирающиеся на потолочное перекрытие или внутренние капитальные стены. Подкосы не врезаются в тело стропил, а крепятся гвоздями, болтами, саморезами через стальные пластины или деревянные накладки.

Вторым по популярности элементом для усиления висячих стропил является или поднятая затяжка. Этот элемент позволяет уменьшить горизонтальное распирающее действие стропильных ног и всей системы, в отличие от предыдущих, работает на растяжение, поэтому устройство крепится к боковой поверхности стропил с помощью хитрого самозатягивающегося узла, называемого полусковороднем.

Для наслонных стропильных балок используется похожий элемент, называемый схватка. Если устройство каркаса, длина и толщина стропильных балок не обеспечивают должной устойчивости треугольника, в этом случае приходится устанавливать дополнительную горизонтальную распорку - схватку. Такой способ усиления системы эффективен для противодействия неравномерным ассиметричным нагрузкам, например, сильному косому ливню или резким порывам ветра.

Для получения длинного потолочного бруса или затяжки, длиной более 8 м, часто приходится сращивать два шестиметровых куска по схеме, приведенной на рисунке.

Одной из проблем, характерной для висячих стропил при большой длине пролета, может быть прогиб в центре затяжки основания потолочного перекрытия. В этом случае прибегают к устройству подвеса или бабки. Несмотря на внешнюю схожесть со стойкой, этот элемент работает на растяжение, поэтому его сечение может быть значительно меньше. При установке бабки необходимо предусмотреть устройство натяжения, позволяющее выбрать зазоры и выровнять прогиб затяжки.

Крепление элементов стропильной системы в узлах и соединениях, как правило, выполняется с помощью гвоздей 150-200 мм, забиваемых под разным углом и расстоянии от края бруса. С обратной стороны гвоздь загибается с заворотом. Такое устройство крепежа позволяет избежать эффекта «самовытягивания» гвоздя из посадки в бревно или брус. Если в стропильной системе применяется брус, наиболее удобным будет выполнить соединение с помощью накладных стальных профилированных пластин, уголков и держателей.

В ряде случаев применение таких устройств позволяет выполнить временную или предварительную сборку стропильных балок на саморезах, точно вымерять размеры и места запилов, и только после этого сделать капитальный крепеж.

В прошлых статьях, в которых описывалось устройство крыши, мы уже говорили, что висячие стропила нижним концом опираются на мауэрлат, а верхние концы смежных стропил упираются (либо непосредственно, либо через коньковую доску) друг в друга. В самом упрощённом варианте это показано на рис.1:

Рисунок 1

Думаю, для всех очевидно, что при такой компоновке, появляются распирающие нагрузки на стены. Чтобы их уменьшить в стропильную ферму добавляют затяжки. Но давайте обо всём по порядку.

В качестве примера возьмём дом с полумансардой в Волгоградской области. Сумма снеговой и ветровой нагрузок составляет 155 кг/м 2 . Размеры коробки дома 8х10 метров. Толщина стен 50 см. Угол наклона скатов — 40° (см. рис.2):

Рисунок 2

ШАГ 1: Устанавливаем . В данной конструкции помимо обычных нагрузок на него будут действовать распирающие силы, стремящиеся сдвинуть его со стены. Для более надёжного закрепления, можно к анкерным болтам (либо шпилькам) добавить ещё металлические крепёжные пластины (см. рис.3). К стене пластины можно закрепить, например, рамными анкерами, а к мауэрлату можно и гвоздями, и саморезами, и ʺглухарямиʺ.

Рисунок 3

ШАГ 2: Определяем необходимое сечение стропил. Расчёт производим во вкладке ʺАркаʺ (см. рис.4):

Рисунок 4

Сечение стропил принято 50х200 мм с шагом 60 см.

Здесь сразу может появиться вопрос. Откуда мы берём расстояние от конька до затяжки (ригеля). Оно у нас равно 2 метра. Ранее на сайте мы уже говорили, что прежде чем приступать к возведению крыши, нам нужно на бумаге сделать её чертёж, обязательно в масштабе (с соблюдением всех пропорций). Если умеете, можно нарисовать на компьютере. Далее по этому чертежу, мы определяем все интересующие нас размеры и углы.

Затяжки устанавливаются между висячими стропилами, чтобы уменьшить распирающие нагрузки на стены. Чем ниже стоит затяжка, тем больше от неё пользы. Т.е. тем меньше распирающей нагрузки приходится на стены. Но так как в нашем примере затяжки ещё выполняют роль потолочных балок мансардного этажа, то и высоту их расположения мы определяем исходя из нужной нам высоты потолков. Я взял эту высоту 2,5 метра (см. рис.5):

Рисунок 5

ШАГ 3: Изготавливаем шаблон нижнего запила стропил. Для этого берём обрезок доски нужного нам сечения длиной около метра, прикладываем его к мауэрлату под нашим углом наклона скатов 40° (ориентируйтесь по фронтону) и делаем разметку, как показано на рисунке 6:

Рисунок 6

Необходимые нам вертикальные и горизонтальные линии (показаны синим цветом) проводим при помощи уровня. Глубина запила 5 см.

Итак, делаем шаблон.

ШАГ 4: Устанавливаем коньковую доску, посредством которой все стропила будут связаны между собой. Для начала необходимо наметить место её установки.

Берём изготовленный ранее шаблон и прикладываем его к мауэрлату. Нас интересует размер, показанный на рисунке 7 (здесь он равен 18 см):

Рисунок 7

Нижнюю точку на мауэрлате назовём точкой «А».

Переносим полученный размер наверх фронтона, делаем разметку в соответствии с рисунком 8:

Рисунок 8

Правый нижний угол обозначим как точка «В». Теперь мы можем измерить расстояние от пола мансардного этажа до точки В (длина временных стоек).

Устанавливаем строго вертикально временные стойки из доски 50х200 и кладём на них коньковую доску такого же сечения. Под стойки для их фиксации можно положить доску, закреплённую простыми дюбель гвоздями к плитам перекрытия (см. рис.9). Сильно крепить не нужно, потом её уберём. Расстояние между стоек не более 3-х метров.

Рисунок 9

К фронтонам коньковую доску крепим металлическими кронштейнами. Устойчивость стоек обеспечивается укосинами.

Возможно, Вы могли где-нибудь видеть, как висячие стропила устанавливаются без коньковой доски (см. рис. слева). Мне этот способ прекрасно знаком, раньше мы тоже так делали.

Но когда попробовали вариант с коньковой доской, остановились на нём. Несмотря на то, что уходит какое-то время на установку стоек и коньковой доски, последующий монтаж стропил выполнять гораздо удобнее и быстрее. В итоге по времени Вы выигрываете. К тому же конструкция получается более устойчивая и более геометрически ровная.

ШАГ 5: Изготавливаем и устанавливаем стропила.

Стропило делаем так: берём доску нужной длины, прикладываем к одному концу шаблон, размечаем и делаем нижний запил. Затем рулеткой измеряем расстояние между точками «А» и «В» (см. рис.7-8). Переносим этот размер на нашу заготовку и делаем верхний запил. Угол, который нам нужен для верхнего запила, есть на нашем шаблоне (см. рис.10). У нас он равен 90°+40° = 130°

Рисунок 10

Таким образом мы ставим все стропила (см. рис.11)

Рисунок 11

Соединение стропил с мауэрлатом здесь выглядит не так, как было, например, Думаю, Вы уже поняли, что это обусловлено наличием распирающих нагрузок, которых в том варианте не было. Однако в будущих статьях Вы увидите, что такой вариант является всего лишь одним из возможных, а не единственно правильным. Мы будем использовать и более привычные нам запилы. Главное надёжно закрепить стропила на мауэрлате.

В верхней точке стропила будут выступать за коньковую доску. Можно вогнать между ними небольшие бруски, а можно оставить как есть. Это, в принципе, роли никакой не играет (см. рис.12):

Рисунок 12

К коньку стропила крепим гвоздями, либо саморезами. Каких либо дополнительных крепёжных элементов здесь ставить не обязательно. Вообще в данной конструкции благодаря нижнему запилу, стропила получаются как бы зажатыми между мауэрлатом и коньковой доской.

ШАГ 6: Устанавливаем затяжки.

Делаем их из досок того же сечения, что и стропила. Какие-то врубки и запилы здесь делать не обязательно. Затяжки делаем накладывающимися на стропила. Крепим их несколькими гвоздями и стягиваем резьбовой шпилькой диаметром 12-14 мм (см. рис.13):

Рисунок 13

Таким образом устанавливаем все затяжки и убираем наши временные стойки, на которые ставили коньковую доску:

Рисунок 14

Теперь можно догадаться о назначении маленьких окошек в верхней части фронтона. Через них будет осуществляться вентиляция утеплителя, который будет лежать на потолке полумансардного этажа (между затяжками).

ШАГ 7: Прикрепляем к нижним концам стропил кобылки карнизного свеса (см. рис.15). Делаем их из досок сечением 50х100 мм. Длину кобылки делаем такую, чтобы получить карнизный свес нужной нам ширины (40-50 см), и чтобы она накладывалась на стропило не менее чем на 50 см. Крепим кобылку несколькими гвоздями и стягиваем 2-мя резьбовыми шпильками. В средней части, для дополнительного упора на стену можно закрепить гвоздями либо саморезами к кобылке небольшой брусок.

Рисунок 15

Обратите внимание, в месте соединения кобылки свеса с мауэрлатом, мы не делаем на ней запил, т.к. это уменьшит её и без того не большое сечение. Здесь мы предварительно делаем небольшой пропил в самом мауэрлате (см. рис. 16):

Рисунок 16

Чтобы карниз получился ровным, используйте шнурку. Сначала поставьте крайние кобылки, затем натяните между ними шнурку и ставьте все остальные. На рисунке 17 шнурка показана синим цветом.

Рисунок 17

Шаг 8: Следующие действия нам уже известны по прошлым статьям. Выставляем кобылки на фронтон и крепим ветровые доски (см. рис. 18):

Рисунок 18

ШАГ 9: Сейчас мы можем оставить карнизы в том виде, в котором они находятся.

Давайте посмотрим ещё один вариант исполнения карнизных свесов (см. рис. 19):

Рисунок 19

Такие ʺсерьгиʺ делаются из дюймовых досок шириной 10-15 см. Крепим их при помощи саморезов.

Таким образом, теперь нам остаётся подшить к карнизам снизу пояса для сайдинга; закрепив на стропилах защитную плёнку, сделать контробрешётку и обрешётку; покрыть крышу кровельным материалом. Эти шаги мы рассматривали в прошлых статьях. Думаю, повторяться здесь и при рассмотрении других конструкций крыш в будущем, смысла нет.

Монтаж крыши – это сложный многоэтапный процесс. Чтобы самостоятельно собрать и установить стропильную систему, необходимо тщательно изучить способы соединения элементов, просчитать длину стропил и угол уклона, подобрать соответствующие материалы. Если нет нужного опыта, браться за сложные конструкции не стоит. Оптимальный вариант для жилого дома небольших размеров – крыша двухскатная своими руками.

Стандартная крыша такого типа состоит из следующих элементов:

Мауэрлатом называется брус, уложенный сверху на стены вдоль периметра постройки. Он закрепляется с помощью замурованных в стену стальных стержней с резьбой или анкерными болтами. Брус должен быть изготовлен из хвойной древесины и иметь квадратное сечение 100х100 мм либо 150х150 мм. Мауэрлат принимает на себя нагрузку от стропил и передает ее наружным стенам.

Стропильные ноги — это длинные доски сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Они крепятся между собой под углом и придают крыше треугольную форму. Конструкция их двух стропильных ног называется фермой. Количество ферм зависит от длины дома и вида кровельного покрытия. Минимальное расстояние между ними равняется 60 см, максимальное – 120 см. При расчете шага стропильных ног следует учитывать не только вес покрытия, но и ветровую нагрузку, а также количество снега в зимний период.

Расположен в наивысшей точке крыши и чаще всего представляет собой продольный брус, соединяющий между собой оба ската. Снизу брус поддерживают вертикальные стойки, а по бокам крепятся концы стропил. Иногда конек состоит из двух досок, которые прибивают к верхней части стропил с обеих сторон и соединяют под определенным углом.

Стойки – вертикальные брусья сечением 100х100 мм, расположенные внутри каждой фермы и служащие для передачи нагрузки от прогона конька на несущие стены внутри дома.

Подкосы делают из обрезков бруса и устанавливают под углом между стойками и стропилами. Подкосами укрепляются боковые грани фермы, повышается несущая способность конструкции.

Затяжка – балка, соединяющая нижние части стропил, основание треугольника фермы. Вместе с подкосами такая балка служит для упрочнения фермы, повышает ее устойчивость к нагрузкам.

Лежнем называется длинный брус сечением 100х100 мм, уложенный вдоль центральной несущей стены, на который опираются вертикальные стойки. Лежень используют при монтаже наслонных стропил, когда прогон между наружными стенами составляет больше 10 м.

Обрешетка представляет собой набитые на стропила доски или брус. Обрешетка бывает сплошной и с зазорами, в зависимости от вида кровли. Крепится она всегда перпендикулярно направлению стропил, чаще всего по горизонтали.

Если между наружными стенами не больше 10 м и посередине нет несущей стены, устраивают висячую стропильную систему. При такой системе верхние концы смежных стропил запиливают под углом и соединяют между собой при помощи гвоздей, исключая монтаж стоек и конькового бруса. Нижние концы стропильных ног опираются на внешние стены. Благодаря отсутствию стоек, чердачное пространство можно использовать для обустройства мансарды. Очень часто функцию затяжек выполняют балки перекрытия. Для упрочнения конструкции рекомендуется устанавливать верхнюю затяжку на расстоянии 50 см от конька.

При наличии центральной опорной стены более оправдано обустройство наслонной стропильной системы . На стену укладывают лежень, на него крепят опорные стойки, а к стойкам прибивают коньковый брус. Этот способ монтажа довольно экономичен и более прост в исполнении. Если потолки во внутренних помещениях проектируются на разных уровнях, стойки заменяют кирпичной стеной, разделяющей чердак на две половины.

Процесс монтажа крыши включает несколько этапов: крепление мауэрлата к стенам, сборку стропильных ферм, установку стропил на перекрытия, устройство конька, крепление обрешетки. Все деревянные элементы перед началом сборки тщательно обрабатывают любым антисептическим составом и просушивают на воздухе.

Для работы понадобится:

• брус 100х10 мм и 150х150 мм;
• доски 50х150 мм;
• доски толщиной 30 мм для обрешетки;
• рубероид;
• металлические шпильки;
• электролобзик и ножовка;
• молоток;
• гвозди и саморезы;
• угольник и строительный уровень.

В деревянных домах функции мауэрлата выполняют бревна последнего ряда, что существенно упрощает рабочий процесс. Для установки стропил достаточно вырезать на внутренней стороне бревен пазы соответствующего размера.

В кирпичных домах или зданиях из блоков монтаж мауэрлата происходит следующим образом:

Брусья мауэрлата должны образовывать правильный прямоугольник и находиться в одной горизонтальной плоскости. Это облегчит дальнейший монтаж крыши и обеспечит конструкции необходимую устойчивость. В завершение на брусьях делают разметку под стропила и вырезают пазы по толщине бруса.

При выборе висячей стропильной системы необходимо собрать фермы на земле, а затем установить над перекрытиями. Сначала нужно составить чертеж и высчитать длину стропильных ног и угол их соединения. Обычно угол наклона крыши составляет 35-40 градусов, но на открытых, сильно продуваемых участках его уменьшают до 15-20 градусов. Чтобы узнать, под каким углом соединять стропила, следует угол наклона крыши умножить на 2.

Зная длину прогона между внешними стенами и угол соединения стропил, можно высчитать длину стропильных ног. Чаще всего она равняется 4-6 м с учетом карнизного свеса шириной 50-60 см.

Верхние концы стропил можно скрепить несколькими способами : внахлест, встык и «в лапу», то есть, с вырезом пазов. Для фиксации используют металлические накладки или болты. Далее монтируют нижние и верхние затяжки, а затем готовые фермы поднимают наверх и устанавливают над перекрытиями.

Первыми крепятся крайние фермы: с помощью отвеса стропила выставляют по вертикали, регулируют длину свеса и прикрепляют к мауэрлату болтами или стальными накладками. Чтобы в процессе монтажа ферма не сдвинулась, ее укрепляют временными укосинами из бруса. После установки крайних стропил выставляют остальные, соблюдая между ними одинаковое расстояние. Когда все фермы закреплены, берут доску сечением 50х150 мм, длина которой на 20-30 см больше длины карниза, и прибивают ее по верхнему краю ската. То же самое делают с другой стороны крыши.

Первый вариант: на стропильной ноге в месте прилегания к мауэрлату вырезают прямоугольный паз на 1/3 ширины бруса. Отступив от верха коробки 15 см, в стену вбивают стальной костыль. Стропило выставляют по уровню, совмещают пазы, затем накидывают сверху хомут из проволоки и притягивают брус вплотную к стене. Концы проволоки надежно закрепляют на костыле. Нижние края стропил аккуратно срезают дисковой пилой, оставляя свес 50 см.

Второй вариант: верхние ряды стен выкладывают со ступенчатым карнизом из кирпичей, а мауэрлат располагают вровень с внутренней поверхностью стены и вырезают в нем паз под стропило. Край стропильной ноги обрезают по уровню верхнего угла карниза. Этот способ проще остальных, но свес получается слишком узким.

Третий вариант: балки потолочных перекрытий выпускаются за край наружной стены на 40-50 см, а стропильные фермы устанавливают на балки. Концы стропильных ног обрезают под углом и упирают в балки, фиксируя металлическими накладками и болтами. Этот способ позволяет немного увеличить ширину чердачного помещения.

Устройство наслонных стропил

1 показана врубка подкосов стропил в лежень, уложенный по промежуточным опорам, и на фиг. 2 — опирание стропильной ноги на мауэрлат

Порядок работ при монтаже наслонной стропильной системы:

Когда основные элементы закреплены, поверхность стропил обрабатывают антипиренами. Теперь можно приступать к изготовлению обрешетки.

Для обрешетки подходит брус 50х50 мм, а также доски толщиной 3-4 см и шириной от 12 см. Под обрешетку обычно укладывают гидроизоляционны й материал, чтобы защитить стропильную систему от намокания. Гидроизоляционну ю пленку настилают горизонтальными полосами от карниза до конька крыши. Материал стелется с напуском 10-15 см, после чего стыки скрепляются скотчем. Нижние края пленки должны полностью закрывать концы стропил.

Между досками и пленкой необходимо оставить вентиляционный зазор, поэтому сначала на пленку набивают деревянные рейки толщиной 3-4 см, располагая их вдоль стропил.

Следующий этап – обшивка стропильной системы досками; их набивают перпендикулярно рейкам, начиная от карниза крыши. На шаг обрешетки влияет не только вид кровельного покрытия, но и угол наклона скатов: чем больше угол, тем больше расстояние между досками.

После завершения монтажа обрешетки приступают к обшивке фронтонов и свесов. Закрыть фронтоны можно досками, пластиковыми панелями, вагонкой, водостойкой фанерой или профнастилом – все зависит от финансовых возможностей и личных предпочтений. Крепится обшивка к боковой части стропил, в качестве крепежей используются гвозди или саморезы. Свесы также подшиваются различными материалами – от дерева до сайдинга.

Видео — Крыша двухскатная своими руками

Стропильная система – основа любой кровли. Сложность или доступность стропильной конструкции зависит от выбранного типа крыши. Сегодня мы поговорим о наиболее простом варианте – системе стропил для двухскатной крыши. Об устройстве кровельного каркаса, особенностях и функциях его элементов, и как выполняется стропильная система двухскатной крыши своими руками, рассказывают опытные специалисты.

Двускатная крыша: виды и преимущества

Напомним, что двускатная крыша – это вид кровли, состоящий из двух плоскостей (скатов), соединенных под углом определенного градуса. Она может быть простой (симметричной либо ассиметричной) и сложной – ломанной.

Рациональность выбора кровли из двух скатов определяется такими ее преимуществами:

• Экономичность и простота возведения, в сравнении с другими кровельными конструкциями.
• Легкость и доступность обслуживания в любое время года.
• Надежность и прочность при ветре, снегопаде, граде и прочих природных воздействиях.
• Возможность обустройства мансарды.
• Более качественная гидро- и теплоизоляция.

Необходимый теоретический минимум для возведения стропильной системы

Конструкция скатной крыши выполняется из металлических или деревянных балок. Металл – более «проблемный» материал. Он утяжеляет всю кровельную систему, быстро охлаждается и нагревается, более сложен в монтаже и требует применения профессионального сварочного оборудования. Исходя из этого, в строительстве частных домов (особенно, своими руками) используется преимущественно древесина.

Есть два основных варианта выполнения стропильной системы для двухскатной крыши – устройство висячего типа (у каждой стропильной ноги есть две точки опоры) и наслонный способ (стропила соединены внизу затяжкой, образуя треугольную ферму, посередине установлена несущая балка). Наслонная конструкция необходима, если между несущими стенами имеется расстояние больше 10 метров. Посмотрите на изображение:

Их чего состоит система стропильных элементов? Представим 3Д проекцию. Скелет крыши состоит из мауэрлата (стропильной основы), стропильных ног, конька, стоек, прогонов, лежня, затяжек, подкосов и обрешетки. Мауэрлат, лежень и затяжки – нижние детали системы, на которых возводится вся будущая крыша. Сначала ознакомьтесь с иллюстрацией ниже, а затем рассмотрим каждый элемент отдельно:

Мауэрлат – основа всех основ

Мауэрлат представляет собой брус из цельного дерева (преимущественно хвойных пород) сечением 10-15 см. Это оптимальные размеры для нужной прочности и долговечности всей кровельной конструкции. Брус укладывается на несущие стены дома для перераспределения на них распорной нагрузки.
Есть два способа монтажа брусков стропильной основы – с передачей нагрузки на стены и без передачи тяжести. Выбор варианта крепления мауэрлата должен зависеть от тяжести кровельной системы, покрытия, толщины несущих стен и периметра крыши.

При последнем варианте мауэрлат укладывается в карман, ближе к внутренней грани стены, и крепится на деревянные пробки скобами (каждая пробка соответствует размеру кирпича и является частью верхнего ряда кирпичной кладки).

Бруски, принимающие нагрузку, монтируются на несущие стены сверху с помощью анкеров. Мастера советуют класть жесткую раму на бетонное основание в виде пояса в стене. Под мауэрлат обязательно укладывается качественная гидроизоляция.

Подробности узнать можно из видео:

Лежень – базовый распределитель нагрузки

Лежень выполняет функции, сходные с мауэрлатом, и имеет такие же размеры. Балки укладываются на внутренние несущие стены, чтобы равномерно распределять нагрузки от вертикальных стоек и подкосов.

Мастер-класс по монтажу лежней смотрите на иллюстрации:

Стропильные ноги – ребра кровельного скелета

Стропила можно назвать главной составляющей кровельного каркаса. Этот элемент нельзя не использовать или заменить другой деталью. Ноги стропил – это деревянные брусья, размер сечения которых может варьироваться от 5 до 15 см. Стропила опираются на мауэрлат и соединяются между собой коньком.

Процесс монтажа стропил можно посмотреть на этом видео:

Конек – маленький нюанс с большим значением

Завершающий элемент стыка двух скатов называют коньком крыши. Это ребро, расположенное вертикально в самой верхней точке кровли. В месте примыкания стропил монтируется коньковый прогон. После на него и устанавливается конек крыши. Этот элемент скрепляет стропила, выполняет вентиляционную функцию и придает кровле эстетичность.

Стойки – приемники основных нагрузок

Стойки – мощные балки, принимающие часть нагрузки стропильной конструкции. Они устанавливаются вертикально, как правило, по центру фермы. Если проект предусматривает мансарду, то стойки размещают с двух сторон, ближе к скатам крыши. Когда мансарда делится на две комнаты, то стойки располагают и по центру и по бокам.

Прогоны – поддержка стропил

Коньковый и боковые прогоны служат усилителем жесткости стропильных ферм. Чем больше нагрузка на систему (снежные зимы, тяжелое кровельное покрытие, большая площадь крыши и пр.), тем больше прогонов должно быть установлено на скатах крыши.

Затяжка – соединитель стропильного элемента

Эта деталь конструкции выполняет функцию фиксации стропил у основания. Таким образом, формируется стропильный треугольник – ферма. Затяжки могут не устанавливаться в системах наслонного типа.

Подкосы – крепость конструкции

Подкосы служат опорой стойкам и укрепляют все элементы конструкции. Специалисты рекомендуют устанавливать подкосы под углом 450. Это повышает прочность системы и защищает ее от деформации под влиянием снежных масс и ветра.

Обрешетка – основа для кровельного пирога

Обрешетка – горизонтальные деревянные рейки сечением 40-50 мм, расположенные на скатах перпендикулярно стропилам. Главное предназначение обрешетки – фиксация кровельного материала. От его типа и зависит частота и толщина обрешеточных реек. Кроме того, обрешетка помогает передвигать материалы во время кровли и служит дополнительным элементом прочности конструкции.

Элементы свеса – завершающие моменты

Край кровельной системы называется свесом. Это выступ стропильной системы над стеной примерно на 40 см. Короб свеса состоит из таких элементов: кобылки (рейки соединения со стропилами), лобовые и карнизные доски. Предназначение свеса – защита стен от намокания во время дождей и таяния снега.

Пошаговое руководство по монтажу стропильной системы двускатной крыши

Для начала предлагаем ознакомиться с иллюстрацией, которую мы приготовили для вас:

А теперь рассмотрим три основных этапа процесса устройства стропильной системы простой двускатной крыши:

1 этап: Расчеты и составление проекта

Начинать работу следует с подготовки проекта крыши. Он будет содержать все размеры, формы и типы креплений элементов конструкции. Для создания качественного проекта нужно произвести такие расчеты:

1. Расчет постоянных и переменных нагрузок на стропильную систему. К постоянным нагрузкам относят вес кровли и отделочных материалов (мансарда также учитывается дополнительно). Переменные нагрузки – это сила ветра, дождя, снега и пр. Максимальной можно считать основную нагрузку до 50 кг на квадратный метр кровли, а переменную – до 300 кг (учитывая возможные снежные завалы).
2. Учет сейсмической активности, штормовых ветров и особенностей месторасположения дома. Например, если дом окружен другими зданиями, то нагрузка на кровлю значительно снижается.
3. Выбор угла наклона двухскатной крыши. При расчете угла наклона во внимание берутся такие факторы: чем выше угол, тем больше материалов уйдет на крышу (и денег, соответственно); наклон зависит от кровельного материала – чем мягче кровля, тем меньше угол наклона (например, для мягкой черепицы выбирается угол 5-200, а если вы используете шифер или ондулин, необходимо выбрать наклон 20-450).
4. Расчет шага и длины стропил. Длина шага между стропильными фермами варьируется от 60 до 100 см. Чем тяжелее покрытие кровли, тем чаще нужно распределять стропила. Для расчета длины стропилины используем теорему Пифагора, принимая стропильную ногу за гипотенузу треугольника. Первой стороной будем считать половину ширины дома, а второй – выбранную высоту крыши. Затем к найденной нами гипотенузе прибавим еще 60-70 см запаса.

Когда все расчеты произведены, нужно сделать чертеж деталей, соединений и всего проекта в целом.

2 этап: Приобретение и подготовка необходимых материалов и инструментов

Для работы необходимо приобрести пиломатериал, согласно расчетам, болты, уголки, анкера и прочие соединительные детали, и подготовить соответствующие инструменты (дрели, уровни, метры, лобзик и пр.). Древесина для несущих балок и стропил должна быть цельной и качественной – сучки и червоточины недопустимы.

Антисептическая, противокоррозионная и противопожарная обработка древесины – обязательный момент на этом этапе. С материалом можно начинать работу через сутки после обработки.

3 этап: Монтаж стропильной конструкции крыши

Монтировать кровельный каркас лучше в сухую не ветреную погоду, чтобы не сталкиваться с дополнительными сложностями во время работы. На этом этапе мы остановимся более подробно и рассмотрим пошаговую инструкцию монтажа стропильной системы.

Установка стропильной системы: пошаговое руководство

Шаг 1. Укладка мауэрлата и лежня. Лежня может и не быть, если внутри дома больше нет несущих стен. Перед тем, как уложить мауэрлат на стены, необходимо выстелить гидроизоляционный материал, например, рубероид. Отмеряем ленту нужной ширины, отрезаем и стелим гидроизоляцию на край стены (где будет установлена рама).

Размечаем балки нужного сечения и длины, делаем обрезку и начинаем формировать раму основы. Мауэрлат должен располагаться с внешнего края стены (если запланирована висячая конструкция) или в специальной нише на стене перед порогом (если система кровли — наслонная). Лежни под стойки укладываются на внутренние несущие перегородки. Крепится мауэрлат к стене и деревянным пробкам скобами, шпильками и анкерами.

И предлагаем ознакомиться с иллюстрацией, которую мы для вас подготовили:

Укладывая раму по всей длине стены, мы можем столкнуться с необходимостью соединений бруса основы. Выполнять их следует путем распила брусков под углом строго в 90 градусов. Крепление осуществляем качественными болтами.

Как не повредить кирпич или блоки при поднятии досок для крыши?

Выберите край стены, через который удобнее всего подавать балки для кровельного каркаса. Этот край нужно защитить деревянным угольником. Подойдут два обрезка черновой доски длиной около метра, которые нужно сбить между собой под прямым углом. Наденьте угольник на внешний край рабочей стены. Теперь можно поднимать доски, не боясь повредить ими стены или подоконники.

Шаг 2. Монтаж стропил. Первым делом необходимо установить крайние стропила. Для того, чтобы стропила держались ровно, устанавливаем стойки по центру. Стойки крепим к мауэрлату с помощью железного уголка и саморезов. Эта временная деталь убирается после установки всех стропил. Скрепляем крайние стропилины ригелями и устанавливаем коньковый прогон. Тип крепления – металлический уголок, саморезы и шпильки.

На иллюстрации показан процесс монтажа стропильных ног и крепление стропил к прогону:

А вот как крепить стропила к мауэрлату:

Между крайними фермами обязательно нужно натянуть строительную нить, по которой мы будем ровнять все стропилины ската.

Теперь монтируем все стропильные элементы по заранее размеченной схеме. Стыкуем стропила над коньковым прогоном.

Подробнее о процесс монтажа стропил смотрите в этом видеоролике:

Укрепить стропильные ноги поможет система специальных стоек. На мауэрлат крепятся деревянные бруски из досок такой же толщины, что и стропила. Бруски должны быть закреплены с шагом, равным выбранному расстоянию между стропильными ногами по разметке. Длина каждой доски – примерно 40 см. Эти стойки будут передавать нагрузку на мауэрлат и несущие перекрытия. Бруски нужно закрепить к основе стальными уголками. Теперь стропильные ноги нужно установить так, чтобы один бок каждой прилегал к стойке. Затем с другой стороны каждой стропилины крепим такую же стойку и схватываем все три детали шпильками 12 мм.

После монтажа всех ног стойки подрезаются заподлицо скосу стропилин со стороны улицы. Изнутри между стойками образуется пустой угол, который нужно закрыть деревянным треугольником (можно использовать обрезки от скосов).

Все стропильные ноги следует дополнительно укрепить ригелями, стойками, подкосами и усилить стыки металлическими пластинами. Полный процесс укрепления стропил можно посмотреть на видео:

Шаг 3. Гидроизоляция и обрешетка. На готовые стропильные ребра нужно уложить качественный гидроизоляционный паропроницаемый материал под обрешетку. Заход изоляционного полотна (лист на лист) делается на 15 см. На гидроизоляцию набивается контр обрешетка из деревянных реек по ребрам стропил. Сверху устанавливается обрешетка из таких же реек перпендикулярно к стропильным ногам.

При монтаже каркаса нужно учитывать наличие дымохода и обязательную вентиляцию конька. Расстояние между досками обрешетки в среднем – 300 мм. Такая схема подходит для всех видов твердой кровли. При выборе мягкого кровельного материала обрешетка делается сплошной из листов влагостойкой фанеры.

Стропильная система готова. Теперь пришла очередь монтажа кровельного материала, внутреннего утепления крыши и обустройства мансарды (если таковая предусмотрена проектом).

Итак, пришло время ответить на главный вопрос нашей темы: а стоит ли делать это все своими руками? Не верьте тому, кто скажет вам, что это – легко и просто. Но если у вас золотые руки и огромное желание сделать качественную крышу «для себя», то вперед! Желаем вам удачи!