Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство

Что такое стропильная система?

Стропильная система для каркасного дома включает в себя кровельную конструкцию, имеющую различные параметры и особенности установки. Основа любой кровли – это стропильные ноги. Именно они формируют скат крыши. Нужны в этой системе и вертикальные опоры. Эти детали и элементы передают часть нагрузки на стены и колонны.

Также необходимы будут подкосы и наклонные детали. В стропильной системе затяжка используется только для уменьшения усилия при распоре. Данная деталь соединяет стропильные ноги между собой. Форму лучше выбирать треугольную, так как она будет отличаться высокой прочностью.

Описание элементов стропильной системы

Свое название стропильная кровля берет от названия главного элемента в конструкции. Стропила это брус с прямоугольным сечением, образующий верхний угол треугольной крыши.

Самая простая двускатная крыша представляет собой две прямоугольные плоскости, соединенные под углом и закрепленные поверх верхнего обреза стен. Стропила двускатной крыши принимают на себя не только вес всех элементов, но и давление или подъемную силу ветра, а зимой еще и тяжесть накопившегося снега. Запас прочности стропильной системы должен с лихвой перекрывать все возможные нагрузки, включая вес людей, приспособлений и механизмов, необходимых для возведения или ремонта крыши.

Элементы стропильной системы двухскатной крыши

Стропильная система двухскатной крыши состоит из следующих элементов:

• Мауэрлат. Брус хвойной породы, уложенный и закрепленный по периметру стен. Стропильная крыша опирается на него, и он играет основную роль в равномерном распределении веса конструкции на несущие стены строения. Сечение зависит от конкретной конструкции, но наиболее часто берется стандартное значение 10х10, 10х15 или 15х15 см. Мауэрлат устанавливается на анкеры или стержни с резьбой, закрепленные в стене. Крепление мауэрлата должно выдерживать усилие опрокидывающих нагрузок на крышу от действия ветра.
• Стропильные ноги. Чаще всего именно их имеют в виду, когда говорят стропила на крышу — это также брус хвойной породы, имеющий прямоугольное сечение. Размеры сечения: 15х5 см или 15х10 см. Стропильные ноги образуют треугольную крышу и несут тяжесть всей кровли, снега и ветровых нагрузок.
• Лежень. Укладывается на внутреннюю несущую стену и играет роль мауэрлата для равномерного распределения веса крыши по всем опорным стенам. Размеры сечения 10х10 см или 15х15 см.
• Стойки. Промежуточные опорные элементы, требующиеся для обеспечения нужной жесткости крыши. Размеры сечения — такие же, как у лежня.
• Затяжка. Не дает расползаться стропилам под действием веса кровли. Затяжка стягивает нижние части стропил и завершает конструкцию треугольника.
• Подкосы. Элементы прочности и жесткости конструкции, необходимые для пологих крыш с длинным скатом. Они устраняют провисание стропил и завершают конструкцию фермы большого пролета. Благодаря подкосам ферма может выдержать очень большие нагрузки. Когда монтируется двускатная крыша, стропильная система под металлочерепицу невозможна без этих важных компонентов.
• Обрешетка. Обеспечивает поперечное взаимное крепление стропильных ног, равномерно распределяет вес кровли на стропильные ноги. Учитывая специфику эксплуатации — для обрешетки лучше брать обрезные хвойные плотные пиломатериалы. В крайнем случае, подойдет и необрезная доска, но без коры и с малой шероховатостью. Под мягкую кровлю требуется сплошная обрешетка, без зазоров. Худший вариант — толстая влагостойкая фанера. Использовать для этой цели любой вид волоконно-стружечных плит ни в коем случае нельзя!
• Конек крыши. Является элементом крепления двух соседних скатов. Размеры и форма сечения конька определяется конструкцией кровли с учетом расчетного веса стропильной конструкции и кровли.
• Свес крыши и кобылки. Выступающие элементы крыши, защищающие стены от воздействия осадков и погодных факторов. Кобылки не испытывают серьезной нагрузки, но должны выдерживать вес свисающей кровли и водостоков, наполненных дождевой водой или снегом.

Двухскатная крыша своими руками — преимущества

Для начала давайте попробуем разобраться, почему двухскатная крыша столь популярна сегодня, в чем её преимущества к примеру перед вальмовой или шатровой крышей и какой вид кровли ей подходит больше всего.

• Подходит большое количество типов кровельного материала;
• Простота конструкции позволяет сделать данную крышу своими руками;
• Возможность разместить второй (мансардный, чердачный) этаж;
• Простота укладки кровли на данную конструкцию.

Подготовительный этап

Для начала требуется определиться с размером крыши и углом её наклона. Для этого требуется учесть: количество выпадаемых осадков, снеговую и ветровую нагрузку вашего региона, а так же тип кровельного материала, который будет использоваться.

На заметку! Чем угол наклона крыши будет меньше, тем лучше конструкция будет выдерживать эти нагрузки. Однако слишком маленький угол наклона не позволит в полном объёме использовать мансардное помещение, поэтому необходимо найти золотую середину.

Перед тем как приступить к строительству крыши необходимо ознакомиться с тем, что такое стропильная система и из чего она состоит. В соответствии с проектом плана дома, разрабатывается будущая конструкция и форма крыши.

Двухскатная крыша состоит из двух наклонных плоскостей (скатов), расположенные под углом друг к другу, соединённые в районе конька. В торцах крыши образуются треугольные фронтоны.

Шаг брусьев несущей конструкции кровли

Чтобы определить расстояние между брусьями несущей конструкции кровли, следует обратить пристальное внимание на такие моменты, как:

• вес кровельных материалов;
• длина и толщина бруса — будущей стропильной ноги;
• градус наклона кровли;
• уровень ветровой и снеговой нагрузок.

Через 90–100 см стропила принято располагать в случае выбора лёгкого кровельного материала

Нормальным для стропильных ног считается шаг в 60–120 см. Выбор в пользу 60 или 80 см делают в случае строительства кровли, наклоненной на 45˚. Таким же маленьким шаг должен быть при желании покрыть деревянный каркас крыши тяжёлыми материалами вроде керамической черепицы, асбоцементного шифера и цементно-песчаной плитки.

Таблица: шаг стропил в зависимости от длины и сечения

Основные узлы

Стропильные конструкции мансардных крыш не зависимо от проекта включают в себя множество сопряжений и стыковых узлов, они соединяются между собой, врубаются в затяжку и мауэрлат, имеют вспомогательные элементы системы: ригели, бабки, опоры либо подкосы, дополнительно скрепляются скобами, болтами, хомутами. Устройство стропильной системы мансардной крыши должно предусматривать равномерное распределение всех нагрузок на основание и несущие конструкции строения.

Схема стропильной системы мансардной крыши, основные узлы и элементы

В зависимости от архитектурного решения, определяется вид мансардной крыши, в свою очередь от конфигурации кровли зависит не только внутренний интерьер мансарды, ее полезная площадь, но и какой вид стропильной системы применим в каждом конкретном случае: висячий или наслонный.

Наслонная система, опирание ноги на коньковый брус и мауэрлат

Наслонные стропильные ноги опираются на несущие стены мансарды, а в середине поддерживаются промежуточными опорами, в таких системах нагрузки передаются исключительно на изгиб. Висячие опираются только на мансардные стены, обычно устанавливаются при монтаже мансардного этажа, где нет внутренней несущей стены, они не создают горизонтальную нагрузку, только на сжатие и изгиб.

Висячая система устраивается, если расстояние между опорами-стенами не более 6,5 м, установка дополнительной опоры дает возможность перекрыть мансарду шириной до 12 метров, если требуется перекрыть более широкий участок, то на каждые 3 метра устанавливается своя опора.

Висячие и наслонные стропила мансардной крыши

Если по проекту мансарды предусмотрен не один, а несколько уклонов, как в классической мансардной крыше, то обычно чередуются висячие (верхние) и наслонные (нижние) стропила.

Посмотрите, как устанавливается стропильная система мансардных крыш, видео урок поможет разобраться во всех тонкостях устройства ломаной конструкции.

Несущие элементы системы обеспечивают прочность и устойчивость всей конструкции мансардной крыши. У мансардной крыши несущими элементами являются: обрешетка, стропила, мауэрлат. Конструктивные особенности системы определяются  видом мансардной крыши: односкатной, вальмовой, многоскатной, щипцовой и пр.

Стропильная система мансардной крыши, схема расположения узлов односкатного перекрытия

Форма крыши мансарды зависит от перекрываемой площади и архитектурного замысла, для обустройства полноценной мансарды лучше выбирать простые виды мансардных крыш, чтобы балки и стойки не загромождали пространство внутри.

Мансарда, стропильная система вальмовой четырехскатной крыши

Типы двухскатных классических крыш

Типы двухскатов

Если с принципиальным устройством всё понятно, то по конкретным решениям нужно ещё разбираться. Здания бывают разнообразные, и для каждого требуются конкретные решения. Различных схем существует очень много, но все их можно разделить на два типа по одному критерию: крепление конька. Рассмотрим их более подробно.

Система наслонных стропил

Наслонная система

Следует сразу отметить, что эта конструкция любима кровельщиками за её надёжность и простой монтаж.

Основа для крепления стропильных пар в этой системе являются маурлаты и коньковый прогон, который устанавливается на вертикальные балки, которые в свою очередь крепятся на лежень.

Таким образом, получается следующая картина – каждая пара стропил крыши жёстко крепится в трёх местах: два узла на маурлатах и одно на коньковом прогоне. Получается очень крепкая конструкция, с отличным запасом прочности.

В зависимости от длины стропил и угла наклона скатов конструктив может дополняться усиливающими элементами: затяжками, ригелями, подкосами, подстропилами и т.д. Также при отсутствии в здании капитальной внутренней перегородки в качестве лежня допустимо использование потолочной балки.

Висячая стропильная система

Наслонная система

Принципиальное отличие от наслонной системы является то, что в качестве опоры для стропил только маурлаты, т.е. деревянные брусья, жёстко зафиксированные на торцах внешних стен дома. Вверху, на коньке у стропил опоры нет, они лишь сколачиваются между собой, и как бы “висят” в пространстве, – это и является определяющих критерием данной технологии.

Эта система используется при возведении небольших по ширине зданий, как правило, это не более 7-8 метров. При увеличении этих значений при этой технологии потребуется устанавливать дополнительные элементы – ригели и затяжки, которые в некоторой степени будут преобразовывать силы давления на внешние стены и более равномерно распределяют нагрузку.

Чем больше ширина здания, тем большим количеством усиливающих элементов будет оснащена кровля. На схеме выше наглядно показано отношение ширины укрываемого пролёта к количеству дополнительных деталей.

Подготовка к началу работ

Перед тем как сделать двухскатную крышу потребуется подобрать материалы. Монтаж начинается с выбора древесины. Чтобы построить своими руками надежную конструкцию, устойчивую к внешним факторам потребуется выполнить следующие рекомендации:

Для строительства лучше выбрать хвойные породы первого или второго сорта

• правильно будет выбрать материалы хвойных пород древесины (ель, сосна, лиственница более устойчивы к гниению);
• сборка конструкции ведется из древесины первого или второго сорта, применение третьего для ответственных элементов недопустимо;
• лучше выбирать те пиломатериалы, которые произведены в северных регионах, чем сложнее условия произрастания дерева, тем плотнее его структура;
• стараются выбирать тот материал, который срублен в конце холодного периода года (февраль-март).

Далее стоит выбрать сечение стропильной ноги. Оно зависит от следующих моментов:

• нагрузка от снегового покрова (снеговой район);
• масса кровельного покрытия;
• шаг стропил;
• пролет (расстояние между опорными точками);
• толщина утеплителя.

Таблица средних значений стропильных ног

Теплоизоляционный слой требуется при проектировании в подкровельном пространстве дома жилого помещения – мансарды. Чаще всего выполняется установка своими руками минераловатного материала для повышения теплоизоляционных характеристик

При этом важно обеспечить вентиляционный зазор между теплоизолятором и кровельным покрытием. Высота стропильной ноги не должна быть меньше, чем толщина утеплителя

Для увеличения просвета вводят такой элемент системы как контробрешетка – брусок, который прибивается параллельно стропильной ноге и увеличивает ее высоту.

Это позволяет правильно установить плиты минеральной ваты без подрезок и доборных элементов. Для такого шага можно привести следующие рекомендации по сечению в зависимости от пролета:

• пролет 3 м – размер стропила 40х150 мм;
• 4 м – 50х150 мм;
• 5 м – 50х175 мм;
• 6 м – 50х200 мм.

Важно знать следующее: на несущую способность и сопротивление изгибу больше влияет высота, чем ширина. При необходимости увеличить несущую способность эффективнее наращивать высоту

Еще один элемент, сечение которого потребуется подобрать – обрешетка. Самым оптимальным значением станет толщина 32 мм. При повышенной нагрузке значение увеличивают до 40 мм.

Остальные составляющие стропильной системы дома назначаются конструктивно, исходя из того, какие пиломатериалы имеются в наличии. Но при этом стоит все-таки учитывать прочностные требования.

Сразу же после покупки материала, перед тем как начнется сборка системы, потребуется обработать своими руками все элементы специальными составами.

Двускатная, как и любая другая кровля дома нуждается в следующих видах защиты:

• антисептическая, производится в обязательном порядке, позволяет предотвратить процессы гниения и возникновения плесени и грибка (даже если не установка планируется через какое-то время после покупки древесины, обработка выполняется незамедлительно);
• антипиренная, выполняется по желанию, но очень важна, повышает способность дерева сопротивляться возгоранию, чем увеличивает безопасность строения.

Возведение стропильной системы

Стропильная система мансардной крыши возводится по определенной схеме, включающей в себя такие шаги, как монтаж мауэрлата, стропильных ног, прогонов, ригелей, опорных стоек и других узлов каркаса.

Монтаж мауэрлата

Перед укладкой мауэрлата стены в обязательном порядке гидроизолируют. При этом можно использовать как рулонные материалы, так и битумные мастики. Установка мауэрлата выполняется вплотную к внутренней стороне стены. Крепится эта часть стропильной системы чаще всего на анкерные болты.

Мауэрлат монтируется вплотную к внутренней стороне стены

[su_label type=»success»]На заметку:[/su_label] [su_highlight background=»#CEF3CE»]Чтобы выполнить точную разметку отверстий под болты, брус необходимо положить сверху анкеров и постучать по нему молотком. В результате на древесине останутся вмятины отметки.[/su_highlight]

Правила установки стропил

Стропила мансардной крыши бывают висячими либо наслонными. Элемент первого типа своей нижней частью опирается на мауэрлат, а верхней в верхнюю часть другого стропила. Наслонные стропила в системе не производят распирающего давления на стены дома, так как в верхней части упираются в коньковый прогон или верхний прогон ломаной кровли.

Наслонные и висячие стропила крыши

После того, как мауэрлат будет надежно закреплен, приступают к установке стропил мансардной крыши.

Крепление стропильного элемента снизу может выполняться жестким методом. При этом используется дополнительная балка, на которую опирается нога. Одновременно она фиксируется к мауэрлату с помощью оцинкованных уголков.

Стропила для мансарды могут быть прикреплены к мауэрлату также скользящим способом. В этом случае чаще всего используются специальные крепления, называемые «салазками».

Стропила в деревянных домах крепятся к стене скользящим способом

[su_label type=»info»]На заметку:[/su_label] [su_highlight background=»#CFE7FC»]Скользящее крепление позволяет ноге немного сдвигаться при усадке дома, что предотвращает деформацию ферм. Используется оно чаще всего при возведении мансардной кровли брусчатых и бревенчатых домов.[/su_highlight]

Наверху стропила в системе могут крепиться встык над коньковым прогоном, к самому коньковому прогону по одной либо внахлест. В первом случае верхняя часть элемента обрезается под углом. При креплении внахлест доски не обрезаются.

Мансарда. Стропильная система с закреплением встык и внахлест

Таким образом монтируется стропильная система мансардной крыши. Видео демонстрирует этот процесс пошагово.

Установка обрешетки

Сборка каркаса мансардной крыши заканчивается монтажом обрешетки, которая может быть сплошной или разреженной. Эта часть кровли выполняется обычно из доски. Чаще всего длина обрешетки чуть меньше длины ската. При установке обрешетки предусматривается место для окон мансарды. Для ее крепления используют гвозди (по два на каждой стропильной ноге).

[su_label type=»important»]Важно:[/su_label] [su_highlight background=»#FDD2CD»]Набивать доски обрешетки следует со смещением. То есть таким образом, чтобы в соседних рядах стыки не были расположены на одной стропильной ноге.[/su_highlight]

Для обрешетки мансардной кровли используется доска

Очень редко, но иногда в частном домостроении используются металлические стропила мансардных крыш. При этом в качестве мауэрлата применяется мощный швеллер. Металлические стропильные ноги привариваются к нему с использованием уголков.

Конструктивные элементы двухскатных крыш

В общем-то, все эти элементы двускатных крыш представляют собой доски, бруски и балки различной длины, формы и сечения. Рассмотрим их все по порядку.

Мауэрлат

Это хвойный брус квадратного сечения, размер которого обычно составляет 10 или 15 сантиметров. Его кладут вдоль каждой из несущих стен, прикрепляя к ним стержнями на резьбе или анкерами. Предназначение данного элемента – равномерная передача нагрузки от ног стропил к несущим стенам.

Стропильная нога

Это брус, в разрезе имеющий размеры 15 сантиметров на 5 (или 10) сантиметров. Именно из таких элементов собирается наш треугольный контур кровли, который несет всю тяжесть ветра, града, снега и прочих превратностей погоды. Чтобы достойно выдерживать эти нагрузки, стропильные ноги располагают с шагом от 0,6 до 1,2 метра. Чем более увесистой предполагается кровля, тем меньше данное расстояние. Кроме этого, шаг стропил, в некоторых случаях, будет зависеть от конструктивных особенностей используемого кровельного покрытия.

Лежень

Квадратный брус для этого элемента имеет такое же сечение, как и для мауэрлата – 10/10 или 15/15 сантиметров. Его горизонтально кладут на внутреннюю несущую стену, дабы равномерно распределить нагрузку от кровельных стоек.

Затяжка

Данный элемент применяется для висячих стропильной системы. Он завершает треугольник стропильных ног, не позволяя ему расползаться.

Стойки

Брус для них берется квадратный, такой же, как для предыдущего элемента. Стойки размещаются вертикально, беря на себя нагрузку от конька и передавая ее несущей стене внутри дома.

Подкосы

Эти элементы выполняют роль передаточного звена между ногами стропил и несущими элементами. Соединив затяжку и подкосы, получают ферму – весьма крепкий элемент. Даже при наличии большого пролета ферма стойко вынесет все нагрузки.

Обрешетка

Перпендикулярно ногам стропил кладут бруски (или доски) обрешетки. Передавая всю тяжесть кровли стропильным ногам, данный элемент конструкции дополнительно их скрепляет. Предпочтительнее для обустройства обрешетки брать обрезные бруски или доски. Но за неимением лучшего сгодится и доска необрезная – но со снятой корой. Ну, а в случае мягкого кровельного покрытия (к примеру, черепица на битумной основе) обрешетку делают сплошной. Для этого берут влагостойкие фанерные листы.

Конек крыши

Конек это верхнее место крыши соединяющее два ската крыши. Образуется он путем соединения стропильных ног в верхней части крыши. Он расположен горизонтально.

Свес крыши

Данный элемент, выступающий от стен на расстояние примерно 40 сантиметров, не дает дождевым потокам намочить эти стены.

Кобылки

И вновь «лошадиное» название. Эти элементы конструкции стропильной системы двухскатной крыши нужны для организации свеса крыши. Необходимость в них появляется лишь тогда, когда стропильные ноги слишком короткие, и для свеса их не хватает. Тогда эти ноги удлиняют кобылками, которые представляют собой доски несколько меньшего сечения.

Расчет стропильной системы

По факту, стропильная система – это соединенные воедино треугольные элементы, отличающиеся максимальной жесткостью. Если двухскатная крыша обладает ломаной конструкцией, неправильные прямоугольники нуждаются в разбивке на отдельные составляющие с последующим расчетом нагрузок по каждой части. На заключительном этапе данные суммируют.

Определение постоянных и временных нагрузок

Неотъемлемое условие установки стропил – определение нагрузок на двухскатную крышу. Их разделяют на постоянные, переменные и особые. Составляющие величины постоянных нагрузок – вес обрешетки, отделочных материалов мансарды, утеплителя и прочих элементов, в целом формирующих вес кровли. В среднем этот показатель нагрузки на стропила составляет 40-45 кг м2.

Совет! Расчет прочности двухскатной конструкции предусматривает 10% запас.

Ориентируясь на показатели таблицы с указанием веса отдельных материалов для покрытия кровли, следует придерживаться максимального показателя нагрузки 50 кг на 1 м2 площади крыши.

Само название переменных нагрузок говорит об их непостоянном действии. Сюда относят силу ветра, действие снежного покрова и другие виды интенсивного влияния погодных условий. Двухскатная крыша подобна парусу, неправильно рассчитанный угол наклона способен спровоцировать ее разрушение под воздействием сильного ветра. Для расчета этого параметра обращаются к показателям, указанных в СНиПе «Нагрузки и воздействия», учитывая сопутствующие факторы (местоположение дома на открытом пространстве или среди многоэтажек). Определение влияния снежного покрова на двухскатную крышу представляет произведение веса снега и поправочного коэффициента, который учитывает аэродинамические воздействия. Согласно СНиП, вес снега колеблется в пределах 80-560 кг/м2. Зависимость коэффициентов от угла наклона крыши представлены на следующем рисунке:

Если угол превышает 60о, этот параметр не учитывается ввиду невозможности задержки снежного покрова на двухскатной конструкции. Особые нагрузки предусматриваются в регионах с повышенной сейсмической активностью, при возможных штормовых ветрах или торнадо, что не характерно для большинства территорий.

Вычисление технических параметров стропил

Установка стропил отталкивается от формы двухскатной крыши, чем она сложнее, тем больше подстропильных элементов включает система. При использовании мягкой кровли, угол наклона крыши не превышает 20о, более крутые конструкции предполагают установку ондулина, металлочерепицы или стандартного шифера.

Выбор шага стропил зависит от примененного материала для кровли и веса двухскатной конструкции, он варьируется в пределах 0,6-1,0 м. Количество ног определяется делением длины крыши на промежуток между стропильными парами с последующим добавлением 1. Полученный результат показывает количество ног на одну сторону крыши, для определения общего показателя цифру удваивают.

Установка стропил не обойдется без определения их длины, для чего применяют теорему Пифагора (с2=а2+ b2), где:

• Высота крыши (а) выбирается исходя из возможности дальнейшей эксплуатации чердачного помещения.
• Половина ширины дома обозначим b.
• Гипотенуза (с) представляет искомую величину – длину стропил.

Замечание! Полученный результат следует увеличить на 0,6-0,7 м для запилов и выноса элемента стропил за стену.

Если для установки стропильной ноги не хватает максимально длины бруса 6 пм, применяют его сращивание путем стыковки или наращивания.

Определяя сечение стропил, учитывают следующие факторы:

• постоянные и переменные нагрузки:
• установка какого кровельного материала будет производиться;
• вид используемой древесины;
• длина стропильных ног и шаг между ними.

Таблица, приведенная ниже, поможет определить искомый параметр:

Анализируя данные, выявляется закономерность: увеличение шага установки стропил пропорционально увеличивает нагрузку на каждую ногу, следовательно, ее сечение должно расти.

Примерные сечения отдельных элементов стропильной системы двухскатной крыши приведены ниже:

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Расчет параметров материала важный этап, поэтому приводим алгоритм расчета пошагово.

Расчет стропильной системыВажно знать: вся стропильная система состоит из множества треугольников, как наиболее жесткого элемента. В свою очередь, если скаты имеют различную форму, т.е. являются неправильным прямоугольником, то нужно разделить его на отдельные составляющие и посчитать нагрузку и количество материалов для каждого. После расчетов данные суммировать.

1. Расчет нагрузки на стропильную систему

Нагрузка на стропила может быть трех видов:

• Постоянные нагрузки. Их действие будет всегда ощущаться стропильной системой. К таким нагрузкам относят вес кровли, обрешетки, утеплителя, пленок, доборных элементов кровли, отделочных материалов для мансардного этажа. Вес кровли является суммой веса всех его составляющих элементов, такую нагрузку проще учесть. В среднем величина постоянной нагрузки на стропила равна 40-45 кг/

Совет. Чтобы сделать запас прочности для стропильной системы лучше к расчету прибавить 10%.

Для справки: Вес некоторых кровельных материалов на 1 представлен в таблице

Совет. Желательно, чтобы вес кровельного материала, приходящийся на 1 площади крыши, не превышал 50 кг.

• Переменные нагрузки. Действуют в разные периоды и с разной силой. К таким нагрузкам относят: ветровую нагрузку и ее силу, снеговую нагрузку, интенсивность осадков.

По сути, скат крыши подобен парусу и, если учесть ветровую нагрузку, вся конструкция крыши может быть разрушена.

Ветровая нагрузка на крышу

Расчет проводят по формуле: ветровая нагрузка равна показатель по региону, умноженный на поправочный коэффициент. Эти показатели содержатся в СНиП «Нагрузки и воздействия» и определяются не только регионом, но и местом расположения дома. Например, на частный дом, окруженный многоэтажными зданиями, приходится меньше нагрузок. Отдельно стоящий загородный дом или дача испытывают повышенные ветровые нагрузки.

2. Расчет снеговой нагрузки на кровлю

Расчет крыши на снеговую нагрузку проводится по формуле:

Полная снеговая нагрузка равна вес снега, умноженная на поправочный коэффициент. Коэффициент учитывает ветровое давление и аэродинамическое влияние.

Вес снега, который приходится на 1 площади крыши (согласно СНиП ) находится в пределах 80-320 кг/

Схема расчета снеговой нагрузки на крышу

Нюанс. При угле наклоне ската свыше 60° нагрузка снега на расчет не влияет. Поскольку снег быстро сползет вниз и не повлияет на прочность бруса.

• Особые нагрузки. Учет таких нагрузок проводится в местах с высокой сейсмической активностью, торнадо, штормовыми ветрами. Для наших широт достаточно сделать запас по прочности.

Оценка состояния и несущей способности стен и фундамента

Следует учитывать, что кровля имеет существенный вес, который способен нанести вред остальному зданию.

Определение конфигурации кровли:

• простая симметричная;
• простая ассиметричная;
• ломаная.

Чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и подстропильных элементов нужно для создания необходимого запаса по прочности.

{banner_advert_2}

3. Расчет угла наклона крыши

Угол наклона двухскатной крыши определяется в первую очередь кровельным материалом. Ведь каждый из них выдвигает свои требования.

• мягкая кровля – 5-20°;
• металлочерепица, шифер, профнастил, ондулин – 20-45°.

Следует учесть, что увеличение угла увеличивает площадь пространства под крышей, но и количество материала. Что влияет на общую стоимость работ.

Расчет угла наклона крыши

Нюанс. Минимальный угол наклона двускатной крыши должен составлять не меньше 5°.

5. Расчет шага стропил

Шаг стропил двускатной крыши для жилых домов может составлять от 60 до 100 см. Выбор зависит от кровельного материала и веса конструкции крыши. Тогда количество стропильных ног рассчитывается путем деления длины ската на расстояние между стропильными парами плюс 1. Полученное число определяет количество ног на один скат. Для второго число нужно умножить на 2.

6. Расчет длины стропил крыши

Длина стропил для чердачной крыши рассчитывается по теореме Пифагора.

Параметр «а» (высота крыши) задается самостоятельно. Ее величина определяет возможность обустройства жилого помещения под крышей, удобством нахождения на чердаке, расходом материала на строительство крыши.

Параметр «b» равен половине ширины здания.

Параметр «с» представляет собой гипотенузу треугольника.

Совет. К полученному значению нужно добавить 60-70 см. для запилов и выноса стропильной ноги за стену.

Стоит отметить, что максимальная длина бруса – 6 м.п. Поэтому при необходимости брус для стропил можно сращивать (наращивание, стыковка, соединение).

Способы сращивания стропил по длине

Ширина стропил для крыши зависит от расстояния между противоположными несущими стенами.

7. Расчет сечения стропил

Сечение стропил двускатной крыши зависит от нескольких факторов:

• нагрузки, о ней мы уже писали;

• вида применяемого материала. Например, бревно выдерживает одну нагрузку, брус – другую, клееный брус – третью;

• длины стропильной ноги;

• вида древесины, которая используется в строительстве;

• расстояния между стропилами (шага стропил).

Определить сечение бруса для стропил, зная расстояние между стропилами и длину стропила можно с помощью нижеприведенных данных.

Сечение стропил — таблица

Совет. Чем больше шаг установки стропил, тем большая нагрузка приходится на одну стропильную пару. Значит, сечение стропил нужно увеличивать.

Размеры пиломатериала (бруса и доски) для двухскатной стропильной системы:

• толщина (сечение) мауэрлата – 10х10 или 15х15 см.;

• толщина стропильной ноги и затяжки – 10х15 или 10х20 см. Иногда используют брус 5х15 или 5х20 см;

• прогон и подкос – 5х15 или 5х20. В зависимости от ширины ноги;

• стойка – 10х10 или 10х15;

• лежень – 5х10 или 5х15 (в зависимости от ширины стойки);

• толщина (сечение) обрешетки крыши – 2х10, 2,5х15 (в зависимости от кровельного материала).

Какие материалы нужно подготовить?

После разработки проекта будет понятно, брус с каким сечением следует использовать, какой кровельный материал лучше выбрать, какой должна быть обрешетка кровли. Придется приобрести большое разнообразие пиломатериалов: брус для формирования мауэрлата, обрезные доски для стропильной системы, доски для обрешетки. Их нужно правильно подобрать, чтобы конструкция получилась долговечной и надежной.

Советы по выбору пиломатериалов:

• лучше всего для строительства мансарды подходят хвойные породы дерева — сосна, ель — они достаточно прочные и жесткие, чтобы выдержать всю нагрузку;
• древесина должна быть хорошо просушена — влажность ее не должна превышать 20%;
• материал должен быть без сучков, трещин, следов биологического поражения и других дефектов.

Перед монтажом все деревянные элементы ломаной крыши обрабатываются антипиренами и антисептическими средствами, а также пропитками от гниения. Такую обработку следует периодически повторять, чтобы не пришлось заменять несущие элементы конструкции.

Кроме основного материала, нужно запастись металлическим крепежом для соединения стропил с мауэрлатом и между собой, изоляционными и кровельными материалами.

Разновидности двухскатных крыш

Рассмотрим основные типы кровель с двумя скатами, стропильная система в которых будет несколько отличаться по исполнению.

Симметричная двускатная крыша

Это самая простая двускатная крыша, однако, наиболее надежная и востребованная. Симметричные скаты позволяют распределять нагрузку на мауэрлат и несущие стены равномерно. В данном случае тип и толщина утепляющего слоя не влияют на выбор кровельного материала. Толстые брусья стропил имеют достаточный запас прочности, поэтому не будут прогибаться. Кроме того, распорки можно устанавливать по своему усмотрению.

Среди недостатков данного варианта можно отметить лишь слишком острый угол скатов, который затрудняет использование чердачного этажа и создает «глухие» зоны, не имеющие применения.

Крыша с двумя ассиметричными скатами

Если угол наклона скатов сделать более 45º, можно задействовать некоторые неиспользуемые участки пространства. Появится возможность даже обустроить жилое помещение на чердаке. Однако потребуются некоторые дополнительные расчеты, поскольку нагрузка на стены станет неравномерной.

Мансардная крыша

В верхней части имеет небольшой уклон. Далее делается излом, после которого крыша опускается под острым углом. Такая крыша сложна конструктивно, но позволяет значительно увеличить пространство чердака.

Крыша ломаная с внешним или внутренним изломом

Подобная конфигурация дает возможность разместить под крышей просторную мансарду или чердак. Вместе с тем, в данном случае потребуются более сложные инженерные расчеты.

Четырёхскатная крыша

Также называется вальмовой. Отсутствуют фронтоны. Похожа на двускатную крышу, у которой с торцов сделаны ещё два ската. Популярна в южных регионах, поскольку хорошо выдерживает повышенные ветровые нагрузки.

Любое конструирование по сути является поиском компромисса между многими факторами: стоимостью, технологичностью, весом, прочностью, различными потребительскими качествами.

А у потребителей строительных услуг бывают разнообразные требования и эстетические пристрастия. В результате схемы устройства крыш разнообразятся дополнительными видами, например полувальмовыми, многощипцовыми (многоконьковыми, ендовыми), купольными, шатровыми.

Монтаж обрешётки – что важно знать и как правильно делать

Для изготовления обрешётки рекомендуется использовать брус с площадь сечения 5*5 см. Также в работе понадобятся доски. Рекомендуемая толщина и высота досок – 4*12 см. Важно стропильную систему оградить от попадания влаги. Чтобы уберечь дерево от намокания, под обрешётку можно уложить гидроизоляционный материал. Гидроизоляцию на крышу нужно настилать постепенно, горизонтальными полосами, направляясь от карниза, заканчивая коньком. Стелить материал будет правильно, если напускать его на 10-15 см больше. Скрепить стыки можно с помощью скотча. Концы стропил при этом должны оказаться полностью закрыты нижним краем плёнки.

Важно между досками и плёнкой оставить зазор для вентиляции.

Далее следует этап, когда стропильную систему обшивают досками. Набивать доски нужно перпендикулярно по отношению к рейкам. Начинать следует от карниза. Правильный шаг обрешётки следует выбирать, исходя из типа кровельного покрытия и ориентируясь на угол наклона скатов. Расстояние между досками можно делать тем шире, чем больше угол.

Когда монтаж обрешётки будет выполнен, можно приступить обшивать фронтоны и свесы. Для закрытия фронтонов подходят такие материалы:

• доски;
• панели из пластика;
• вагонка;
• профнастил;
• водостойкая фанера.

Размеры стропил

Минимальный размер стропила для крыши дома должен быть 50х150 мм (40х150 мм), обычно применяют стропила 50х200 мм. При больших пролетах кровли могут использоваться стропила 50х250 мм или же сдвоенные, то есть две доски соединяются вместе с помощью гвоздей. Также возможен вариант использования брусков с размерами 100х150 мм. Чтобы точно знать какой размер стропил нужно выполнить расчет. Для этого собирается вся нагрузка (см. выше), которая воздействует на стропило и вычисляется нужное сечение.

Если же делать расчет нет желания, то можно воспользоваться табличными значениями, по крайней мере это лучше, чем принимать размеры наугад.

Задавшись шагом стропил и зная длину можно определить размер сечения стропилы. Данный вариант является не точным и желательно его подтвердить расчетом!

Установка стропил своими руками

Разберем примерную схему монтажа стропильной конструкции.

Сначала необходимо уложить мауэрлат – брус, на котором будет держаться практически полностью система стропил. Мауэрлат нужно уложить сверху стен по периметру всего помещения, в нем должны быть установлены специальные крепления на расстоянии не более 120 см.

Для улучшения гидроизоляции под мауэрлат подкладывают слой рубероида, а также можно воспользоваться другими материалами гидроизоляционного свойства.

Брус нужно уложить рядом со шпильками. Затем отметить те места, где будут отверстия. После того, как отверстия просверлены, необходимо шпильки продеть в мауэрлат, но так, чтобы шпилька немного выступала, а выступ был бы небольшим (в несколько миллиметров). Затем мауэрлат необходимо зафиксировать при помощи гаек и шайб.

Когда мауэрлат будет уже окончательно установлен, можно приступать к следующему этапу, а именно, креплению стропил к мауэрлату.

Стропильную ногу нужно установить в определенное положение и зафиксировать к мауэрлату при помощи кронштейнов, которые изготавливаются из оцинкованной стали. Для этого нужно подготовить саморезы и скобы.

Кронштейн нужен для того, чтобы предотвратить, в случае чего, смещения стропил, размещенных вдоль мауэрлата. Скоба тоже нужна для предотвращения смещений.

Аналогичным образом, при помощи кронштейнов, закрепляются стропила с коньковой частью крыши.

Усиление коньковой части крыши

Чтобы дополнительно усилить коньковую часть крыши, а также ее крепление, это можно сделать при помощи рейки, которая может соединять противоположные стропила в нечто похожее на букву «А».

Чтобы максимально надежно соединить стропила между собой, можно также использовать шпильки. При этом они должны быть, как минимум, около 8 миллиметров, если в качестве кровельного материала используется ондулин или другие легкие материалы. Если же предполагается крышу покрыть черепицей из керамики, то тут конечно же шпильки должны быть намного длиннее, не менее 10, а то и 12 миллиметров.

Для предотвращения смещений стропил в пределах одного узла крепления лучше использовать сразу две шпильки.

Иногда, может случиться и такая ситуация, когда потребуется удлинение бруса. В этом случае брусья должны соединяться внахлест, но при этом особо прочными шпильками, а диметр у этих шпилек должен быть, как минимум, 10 миллиметров.

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м 2 кровельного покрытия, обрешетки. Важно что бы вес на 1 м 2 кровли был в пределах 40-45 кг.

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

• для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
• для металлочерепицы — 14 гр.;
• ондулин — 6 гр.;
• профнастил — 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA . Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA .

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50×100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Длина

стропил, мм

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу. Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

(голосов пока нет)

Загрузка...

Новые статьи

Инструкция по сборке обрешетки для кровли из профлиста

Монтаж керамической и минеральной черепицы БРААС

Водоотвод с крыши – виды систем и технология установки на скатную кровлю

Утепляем кровлю – основные правила и выбор утеплителя

В тишине и быстро: как и зачем менять шестерни в механической коробке