Продумывая конструкцию стропильной системы, нужно обязательно иметь в виду ее общий вес и сложность монтажа. Если каркас в итоге получается не очень тяжелым, то его будет намного проще собрать на земле, а потом поднять на крышу самостоятельно или при помощи специального оборудования. Конструкцию, имеющую большой вес, будет гораздо целесообразнее собирать непосредственно на крыше.

Соединять верхние части стропил можно следующими способами:

1. Крепление встык. Данный метод крепления предполагает наличие надрезов на соединяемых краях стропил. Стропильные ноги соединяются в этих надрезах и фиксируются при помощи двух гвоздей. В дальнейшем соединение необходимо усилить пластиной.
2. Крепление внахлест. Такое соединение осуществляется посредством болтов или шпилек, которые затягиваются гайками и широкими шайбами. Стропила сходятся в одной точке и подводятся друг к другу краями, чтобы можно было выполнить их крепление.
3. Скользящее крепление. Данный способ крепления используется в деревянных домах. Дело в том, что здания из бревен или брусов дают усадку, а скользящий крепеж позволяет компенсировать ее без повреждений и перекосов стропильной системы. Стропила в верхней части устанавливаются с небольшим зазором и соединяются подвижным металлическим крепежом.
4. Крепеж к коньку. Если на здании уже смонтирован коньковый прогон, то собирать цельный каркас не нужно – процесс монтажа стропил в данном случае сводится к их поочередному креплению к коньку. Коньковый брус должен располагаться горизонтально, чтобы имеющиеся нагрузки распределялись равномерно.

Разновидности и устройство стропильной системы двухскатной крыши

В некоторых случаях монтаж наклонного бруса каркаса крыши может выполняться только по нижнему ярусу — к мауэрлату или по верхнему ярусу — друг к другу или к коньковому прогону. У специалистов эти стропила носят название висячих. Однако наиболее распространён другой вид каркаса. Он предполагает размещение под ноги дополнительной опоры в самом центре ската. С помощью этого метода можно изготовить изломанную форму крыши.

У специалистов двухскатные кровли подобной конфигурации получили название мансардных, а стропила — наслонных. С учетом характеристик эта конструкция является наиболее подходящей для загородного дома. При расчете расстояния между стропилами любого типа необходимо учитывать толщину выбранного бруса, длину скатов и прочие параметры. Чаще всего их располагают с шагом 60-80 см.

Подстропильная система каркаса

В случае возведения крупных объектов наряду с мауэрлатом в конструкцию стропил могут включать и другие поддерживающие элементы — прогоны, стойки и лежни. Причём каждый из этих видов имеет свои особенности в плане монтажа. Первые укладывают по горизонтали, вторые — по вертикали, а третьи размещают по балкам перекрытия. Впоследствии на лежни устанавливают с определенным шагом по всей длине кровли стойки. Они, в свою очередь, служат опорой для конькового прогона. Этот элемент чаще всего изготавливают из бруса размерами 100 x 150 мм.

Коньковый прогон

В процессе крепления стропил двускатной крыши в ее конструкцию часто включают и этот элемент. Не останавливает владельцев и то, что это повышает стоимость сооружения крыши. Объяснить это можно тем, что каркас кровли, который установлен с использованием прогона, получается более надежным и лучше выдерживает нагрузки различного характера.

В процессе монтажа этого элемента обязательно необходимо соблюдать определенные требования. От этого в значительной степени зависит геометрия кровли. На начальном этапе сборки крыши с коньковым прогоном выполняется монтаж крайних стоек фронтоном. После этого между ними натягивают жесткий шнур, который обязательно нужно проверить на горизонтальность. Далее переходят к креплению промежуточных стоек, следя за тем, чтобы и они располагались строго по уровню. Соблюдение этого требования является гарантией того, что и закрепляемый впоследствии к ним коньковый прогон также будет установлен строго в горизонтальной плоскости.

Обрешетка

Этот элемент также играет важную роль в конструкции кровли. Для изготовления обрешётки используются доску достаточно большой толщины. Самый распространенный вариант — пиломатериал сечением 2,5-5 см. Рейки со слишком большим или маленьким сечением не используют для обрешётки. Иначе это может привести к таким неприятным явлениям, как коробление или растрескивание. Самым оптимальным для обрешетки является материал шириной 20 см.

При расчете шага между досками, как и толщины, необходимо учитывать тип используемой обшивки. Монтаж разреженной обрешётки производится только под жесткие листы. В случае применения рубероида или очень тонкого металла устанавливают сплошную конструкцию. Тогда обрешетка изготавливается не из досок, а из листов толстой фанеры или ОСБ-плит.

Теплоизоляционный слой и гидроизолятор

Ввиду особенностей конструкции двускатной кровли для защиты внутреннего пространства от низких температур разрешается использовать любой доступный материал. Обычно в качестве такового выбирают минеральную вату. Менее популярным вариантом является пенополистирол. Еще реже работы по изоляции кровли проводят с помощью метода напыления пенополиуретана.

Укладка теплоизолятора требует использования опоры: если теплозащитный слой создаётся из минваты или полистирола, то обязательно нужно натянуть проволоку со стороны чердака. Крепление листов или плит теплоизолятора выполняется прямо между стропилами. Монтаж минеральной ваты осуществляется просто враспор. Не стоит оставлять без внимания зазоры между пенополистирольными листами и брусом — их заделывают специальной монтажной пеной, а в завершение проклеивают скотчем. Монтаж паро-и гидроизолятора выполняется с незначительным провисом в 2 см строго в горизонтальной плоскости. Эти работы проводят на завершающем этапе монтажа стропильной системы двухскатной крыши.

Популярные статьи  Укладка брусчатки своими руками: пошаговая инструкция

Выбор материала для изготовления стропил

Наиболее популярными являются деревянные системы стропил. Для таких конструкций дерево является самым надежным вариантом. Достоинствами материала являются легкость установки и ценовая доступность.

Для создания деревянных перекрытий лучшим материалом являются деревья хвойных пород, поскольку они с легкостью поддаются обработке.

Оптимальный вариант – деревянный брус, ширина которого составляет 10-15 см, а толщина – 5 см. Конкретный размер бруса определяется используемым кровельным покрытием, длиной стропил и углом их установки. В качестве материала используются также доски, которые, как правило, сшиваются.

Это в большей степени относится к строительству домов жилого назначения. Для промышленных построек и многоэтажных зданий чаще используются металлические стропила и некоторые другие материалы.

Обработка древесины

Для надежности и продления срока службы деревянной стропильной системы до монтажа материал должен быть обработан надлежащим образом. С этой целью применяют следующие составы:

• антибактериальные – их использование направлено на предупреждение процессов гниения под воздействием образующегося в подкровельном пространстве конденсата и воды;
• антипиретики, или противопожарные средства – призваны защищать древесину от возгорания.

Строительный рынок предлагает множество вариантов готовых составов. Для их нанесения лучше пользоваться обычной малярной кистью. Метод распыления в данном случае не годится, поскольку при этом древесина не пропитывается надлежащим образом.

При устройстве кровель зданий промышленного назначения и многоэтажек самым распространенным вариантом является металлическая стропильная система с технологией устройства стального каркаса.

По отношению к деревянным конструкциям металлические имеют ряд преимуществ, основными из которых являются:

• Высокий уровень пожаробезопасности. Используемые в качестве основы материалы совершенно не подвержены горению. В случае пожара металлические стропила могут в течение определенного времени сдерживать распространение огня, благодаря чему можно избежать обрушения кровельной конструкции.
• Нет необходимости в проведении антипиретической и антибактериальной обработки.
• Длительный эксплуатационный срок – достигается благодаря неподверженности материала развитию грибка. Что касается защиты от коррозии, для ее обеспечения на металл, служащий основой для изготовления стропил, наносится цинковое покрытие.
• Такие стропила можно монтировать независимо от времени года.
• Процесс монтажа стропильных систем из металла достаточно простой – для его осуществления требуется только дрель и шуруповерт.
• Благодаря небольшому весу стальной конструкции сокращаются нагрузки на несущие стены здания.

Целесообразность использования стропил из металла

Во время строительства многоквартирных домов устройство металлических стропил является отличным выбором. Они способны выдержать большие нагрузки, поэтому в качестве кровельного покрытия можно выбирать любой материал.

Однако в частном секторе подобное решение является большой редкостью, поскольку металлические конструкции не способствуют сохранению тепла, что значительно повышает расходы на отопление. При монтаже металлических систем необходимо учитывать этот момент. В вопросе теплозащиты деревянные стропильные системы обладают очевидным преимуществом: прекрасно сохраняют тепло, благодаря чему считаются экономически наиболее выгодными.

Усиление деревянных конструкций отдельными элементами из металла не оказывает существенного влияния на теплопроводность кровли в целом, поэтому такой прием вполне допустим, однако при этом между деревянными и металлическими конструкциями необходимо проложить слой изоляционного материала для предупреждения скопления конденсата в древесине, приводящего к ее гниению.

В случае установки металлических конструкций обязательным условием является их утепление, поскольку такие системы являются хорошими проводниками холода. Нередко стропила из металла применяются в качестве вставляемых под коньковый прогон дополнительных опор, так как эта часть здания подвержена наибольшим нагрузкам.

Несколько важных технических характеристик

Выбирая метод по установке стропил, необходимо оценить сложность проведения работ и вес будущей конструкции. Если изделие в собранном виде будет отличаться небольшим весом либо вы можете пригнать на участок специальную подъемную технику, то собирать стропила лучше всего на земле, а потом поднимать на крышу здания, где вы сможете сделать все остальные работы. Если же конструкция характеризуется большим весом, то ее придется собирать непосредственно на крыше – это проще и более безопасно.

Очень важно правильно соединить верхние части стропил. Эта работа может быть выполнена нескольким методами. Прежде всего крепление стропил встык, когда на противоположных стропильных ногах делают зарезы под требуемым углом

Следом стропилины нужно состыковать по полученным торцам и закрепить на несколько гвоздей. Для более безопасного соединения закрепите изделия с помощью металлической накладки

Прежде всего крепление стропил встык, когда на противоположных стропильных ногах делают зарезы под требуемым углом. Следом стропилины нужно состыковать по полученным торцам и закрепить на несколько гвоздей. Для более безопасного соединения закрепите изделия с помощью металлической накладки.

Можно крепить стропильные ноги внахлест – в этом случае элементы конструкции соприкасаются между собой плоскостями. В случае если вы собираетесь делать стропильную систему в доме с фронтами, которые выполнены из бревна, то стропила нужно ставить на стены, используя метод скользящего крепежа. Благодаря этому вам удастся избежать деформации крыши в случае усадки дома.

Если вы решили воспользоваться данным методом, то нужно учитывать, что его довольно сложно сделать своими руками. Крепеж производится следующим образом: «ноги» стропил нужно разместить с зазором, скрепив их между собой с помощью специализированного подвижного металлического элемента. Теперь приступаем к непосредственному строительству стропильной системы своими руками.

Конструктивные элементы стропильной системы

Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.

Мауэрлат

Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.

Популярные статьи  Как установить посудомоечную машину самостоятельно

Мауэрлат

Стропильные ноги

Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.

Стропильные ноги

Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.

Наращивание стропил

Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.

Что такое стропильные фермы

Затяжки рассчитываются на растяжение.

Затяжка на стропилах

Прогоны

Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.

Коньковый прогон

Опоры для стропил

Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.

Опоры для стропил

Лежни

Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.

Лежень на схеме

Обрешетка

Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.

Обрешетка крыши

Как усилить стропила двухскатной крыши

Усиливать стропила двухскатной крыши необходимо, когда расчет нагрузки произведен неверно или обнаружены дефекты каркаса.

Усиление можно произвести с помощью:

• Балок, которые устанавливаются с целью переноса на них нагрузки;
• Монтажа подкосов с наклонным креплением с упором в лежень;
• Наложения двухсторонних реек;
• Увеличения сечения бруса стропила в месте опор на подкос путем наложения обшивки из досок гвоздями или болтами;
• Стенок из досок, которые крепят к стропилам в местах ожидаемого скопления снега для увеличения несущей способности стропил.

Можно прибегнуть к усилению бруса мауэрлата и основания стропильного бруса

За счет повышенной влажности и снижения вентиляции эти части каркаса более подвержены гниению, поэтому при обустройстве кровли необходимо особое внимание уделить гидроизоляции и вентиляционным выходам

Усиление стропил

Полезное видео

В данном видео вы узнаете как установить стропила для двускатной крыши.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

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

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

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

Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Выбор сечения стропил

Расчет нагрузок

Выбор материала

Рассчитываем угол наклона

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

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

Обязательно во внимание принимают требования материала:

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

Угол наклона скатов двухскатной крыши

Инструкция по возведению стропил

Несущие элементы кровли должны надежно крепиться к обвязке, для чего используется несколько способов. Если обустраивается крыша деревянного дома своими руками, то стропила могут быть исключительно наслонными.

Все дело в двух взаимоисключающих правилах:

• Стропила деревянных домов могут фиксироваться исключительно шарнирно;
• Фиксация висячих стропил может осуществляться только жестким образом.

Именно поэтому при обустройстве зданий, выполненных из дерева, может использоваться только наслонная стропильная система, установленная на шарнирах. Для монтажа такой крыши придется приобрести специальные элементы (обычно их называют салазками), которые обеспечат самостоятельное выравнивание кровли при усадке дома.

Создаваемая своими руками крыша одноэтажного дома, стены которого выполнены из кирпича или камня, может обустраиваться по любой схеме, но наибольшая эффективность достигается при жесткой фиксации стропильных ног. Установка каркасной системы может выполняться как с врубкой, так и без нее.

Для создания крыши с врубкой нужно сначала подрубить стропила таким образом, чтобы он плотно прилегли к мауэрлату. Выносить карниз в таком случае придется посредством кобылок, которые крепятся к стропильным ногам хотя бы с метровым нахлестом. Фиксация элементов конструкции может выполняться при помощи любых крепежей, но лучшим вариантом будут металлические уголки, закрепленные саморезами.

Если же кровля будет устанавливаться без врубки, то кобылки не потребуются – необходимый вылет каркаса будет выполнен за счет самих балок. Этот вариант несколько проще в обустройстве, поскольку для него не требуется точная подгонка всех элементов. Чтобы стропила хорошо прилегали к мауэрлату, применяются упоры или отдельные доски. Крепить элементы лучше так же, как и в предыдущем случае.