Стропильная система двухскатной крыши, ее конструкция, схема и устройство + Видео

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Места расположения элементов показаны на фото.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши – схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши – схема 3

Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.

Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже. Затяжка – соединяет стропильные ноги и придает им жесткость

Затяжка – соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

Прогон:

Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

Стойка для стропил – вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет

Важное назначение обрешетки – перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.. Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе. Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Выбор материала

В основе стропильных конструкций лежит древесина. Существуют жесткие стандартны качества и размеров материала:

влажность дерева должна быть меньше 18%;
на каждом метре доски должно быть не больше 3-х сучков, их диаметр не должен превышать 3 см;
недопустимы сквозные трещины;
глубина несквозных трещин должна быть меньше половины длины доски.

У бруса должно быть сечение от 4 до 15 до 10 на 25 см. Показатель зависит от того, на каком расстоянии ноги будут располагаться друг от друга, а также от числа нагрузок от осадков на определенную область крыши.

При выборе материала внимание уделяется трещинам, сколам и другим дефектам. Найти ровную древесину невозможно

Важно, чтобы максимальная длина сучков не превышала трети толщины бруса

Что влияет на стропила

Перед тем как приступать к изготовлению стропил, следует определиться с их видом, способом крепления и линейными размерами. Только в этом случае можно быть уверенным в прочности и безопасности конструкции.

Как влияют различные факторы на параметры стропилин?

Физический фактор
Краткое описание влияния на параметры стропилин

Величина нагрузки на крышу

Стропила должны выдерживать снеговые и ветровые нагрузки. Во время расчетов нужно брать из таблиц строительных норм и правил фактические максимальные значения снегового покрова, учитывать силу и розу ветров. Данные позволяют узнать общую нагрузку на скат крыши в зависимости от его площади и угла наклона. Далее уже можно определить размеры стропилин, их количество и шаг. При этом обязательно закладывается коэффициент запаса прочности. Дело в том, что пиломатериалы не имеют стабильных и одинаковых значений прочности, слишком много непредвиденных факторов влияют на эти показатели. Для большинства случаев для изготовления стропильных ног используются доски 50×150 мм или 50×200 мм.

Тип крыши

Двускатные крыши могут быть наслонными и висячими. Для висячих крыш нужно делать стропила из более прочных досок

При этом принимается во внимание метод фиксации элементов к мауэрлату. Если делается врубка, то ширина досок должна увеличиваться на величину врубки

Дело в том, что пропил в этом месте автоматически уменьшает ширину материала, воспринимающего нагрузки. Если на доске толщиной 200 мм сделать поперечный пропил длиной 60 мм, то в расчет принимается только оставшаяся ширина 140 мм. Соответственно, если при расчете нагрузок выбраны стропила из досок 200 мм, но во время крепления делаются непредусмотренные пропилы 60 мм, то ширина заготовок для стропилин увеличивается до 260 мм. Это замечание делается для тех, кто любит злоупотреблять различными зарубками и пропилами для упорных площадок концов стропилин. В настоящее время есть много специальных приспособлений, позволяющих прочно зафиксировать стропилину в нужном положении без запиливания.

Назначение здания

Для жилых зданий стропилины должны иметь запас по прочности в размере не менее 1,4 от расчетных значений. Для нежилых сооружений коэффициент понижается до 1,2. Вывод – размеры стропильных досок на домах больше, чем на гаражах и иных пристройках.

Назначение чердачных помещений

Жилые чердачные помещения (мансарды) должны иметь утепленную крышу. Ширина стропилин должна соответствовать толщине утеплительного слоя. Одновременно нужно корректировать шаг между стропильными ногами в зависимости от стандартной ширины утеплителя. Если в данной климатической зоне оптимальная толщина утеплителя крыши 200 мм, то такую же ширину рекомендуется выбирать и для стропилин. Различные наращивания узких стропильных ног во время утепления кровли не считаются правильным решением.

Эти знания помогут принимать правильные решения как во время изготовления стропил, так и во время их фиксации непосредственно на месте. Ошибки в строительстве стропильной системы слишком дорого обходятся, не стоит проявлять излишнюю самоуверенность.

Типы каркасов щипцовой крыши

Различают 2 типа каркаса для двухскатной крыши: наслонный и висячий. Первый рекомендуют, когда в строении есть несущие внутренние стены. При устройстве такой системы, по центру устанавливают вертикальную балку, через которую вес кровли передается нагруженной стене, находящейся посредине здания. Обычно такое решение принимают, когда между наружными стенами здания больше 10 м.
В домах, ширина которых не превышает 10 м, обычно нет внутренних нагруженных стен. В этом случае устанавливают висячие стропила, которые опираются на несущие наружные стены. При этом возникают, негативно действующие на стены, распирающие усилия. Чтобы свести на нет это явление, между стропильными ногами монтируют нижние и верхние затяжки таким образом, чтобы образовался треугольник. Иногда в качестве нижних затяжек используют балки перекрытия, что дает возможность устроить на крыше мансардное помещение.

Двухскатная крыша: популярное решение при строительстве домов с жилым чердачным помещением

Разновидности стропильного каркаса двускатной крыши

Двускатная крыша представляет собой конструкцию, у которой две прямоугольные плоскости, называемые скатами, установлены под заданным углом к стенам, а в качестве фронтонов выступают треугольные части здания.

Крыша с двумя скатами — самая распространённая конструкция, которая безупречно сочетается с любым ландшафтом и прекрасно защищает от непогоды

Для крыш с двумя скатами существует огромное разнообразие архитектурных и технологических решений

Видео: стропильная система двускатной мансардной крыши

Но в последнее время благодаря дизайнерским фантазиям и современным кровельным материалам частные дома всё чаще венчаются необычными двускатными конструкциями, которые становятся изюминкой экстерьера, притягивая взгляды своей оригинальностью и красотой.

Двускатные крыши с необычной стропильной конструкцией отличаются оригинальным внешним видом, однако такая их форма уменьшает полезную площадь чердачного помещения

Независимо от конфигурации стропильная система должна выполнять своё главное предназначение — принимать все нагрузки и равномерно передавать их через опоры на стены и фундамент

По строению несущую систему двускатной крыши разделяют на два вида.

Наслонная стропильная система монтируется чаще всего при необходимости перекрытия пролётов длиной до 7 м в зданиях с внутренними капитальными стенами

Под висячий стропильный каркас мауэрлат прокладывать необязательно, достаточно положить на гидроизоляционный слой доску, чтобы выровнять поверхность и увеличить площадь опоры для стропил или ферм

Нередко помимо основных видов используется комбинированная стропильная система, включающая в себя отдельные звенья обеих конструкций.

В комбинированной стропильной системе одновременно используются характерные элементы наслонных и висячих конструкций

По материалу стропильная система скатной крыши бывает:

деревянной, чаще всего из древесины хвойных пород влажностью не более 20–22%;
металлической, состоящей из ферм и прогонов;

Стропильная система двускатной крыши изготавливается преимущественно из древесины, тем не менее в климатических регионах с повышенной влажностью рекомендуется устройство металлических или комбинированных стропильных каркасов

Стропильные железобетонные фермы представляют собой несущие конструкции повышенной прочности, которыми перекрывают большие пролёты

Если вы решили возводить крышу своими силами, то начинать нужно с формирования эскиза и понимания особенностей двускатной конструкции в целом и каждого её элемента в отдельности.

Возведение двускатной крыши следует начинать с изготовления эскиза с нанесением на него основных габаритов здания

Что собой представляет двускатная крыша

Из названия становится понятным, что конструкция крыши – это два ската, имеющие прямоугольную форму в плоскости. Чаще скаты имеют одинаковые размеры, но существуют так называемые асимметричные конструкции, в которых скаты по габаритам отличаются друг от друга.

При этом скаты установлены друг к другу под определенным углом, который называют наклоном. Линией соприкосновения является коньковый брус, являющийся частью стропильной системы. По-простому его называют коньком, и он является наивысшей точкой крыши.

Боковые плоскости, сформированные скатами, называются фронтонами. Они имеют треугольную форму. После сооружения крыши боковины облицовывают листовыми или панельными материалами: фанера, ОСП, даже доски и прочее.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу

Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Сборка конькового участка четырехскатной крыши

Центральный отрезок крыши вальмового типа является не чем иным, как традиционной двухскатной конструкцией. Следовательно, ее сборка выполняется по технологии для скатных кровель. Хотя подобная конструкция обычно предусматривает наличие лежня, на котором размещаются опоры под конек, в данном примере функции такого элемента возложены на центральную балку перекрытия.

Коньковый участок крыши выполняют так:

Сначала собирают опорную конструкцию под стропила, которые верхними пятками будут упираться в коньковую балку. Сам конек будет поддерживаться тремя опорными столбами, из которых средний монтируется непосредственно на центральном брусе перекрытия. Чтобы правильно установить два крайних столба, под них поверх перекрытия размещают поперечные бруски, по длине охватывающие не менее 5 балок. Подкосы обеспечивают дополнительную устойчивость конструкции. Опорные элементы каркаса изготавливают из бруса сечением 100×150 мм, а подкосы – из досок 50×150 мм.
Чтобы все стропила были одинаковыми, для их нарезки изготавливают шаблон. Для этого доску нужной длины примеряют на месте монтажа, делают разметку запилов, после чего по ней выполняют нарезку всех стропилин.
Готовые стропила опирают на коньковую балку местом врубки, а нижнюю часть закрепляют на выносе.

Обычно балки перекрытий размещают перпендикулярно коробке, чтобы упор стропильных ног в центральной части крыши приходился именно на них. Поскольку в рассматриваемом примере стропила стыкуются с выносом, необходим монтаж дополнительных опор. Их размещают таким образом, чтобы перераспределить нагрузку со стропил и опор на стены.

В конце нужно установить с каждой стороны по три ряда выносов. После этого к балкам перекрытий и выносам строго горизонтально крепится карниз, облегчающий дальнейшие работы с крышей.

Подготовка к устройству крыши

Устройство крыши начинается на этапе проектирования всего строения. Прежде всего, необходимо определиться с видом кровельной конструкции – ее внешней формой, а также типом стропильной системы. С учетом площади самого строения рассчитывается высота крыши, углы наклона скатов

Принимается во внимание возможность использовать чердачное помещение как жилое

Все эти моменты далее реализовываются в проектной схеме, по которой затем будет производиться расчет необходимых материалов. Этот процесс требует особого внимания, так как здесь имеет место финансовая сторона проекта. Неправильный раскрой приведет к большому количеству отходов.

При расчетах учитываются стандартные размеры пиломатериалов и кровельного покрытия.

Кроме всего прочего, нужно принять во внимание все факторы, связанные с нагрузкой – вес осадков, кровельной конструкции в целом, а также вес человека, который будет заниматься монтажом. Угол наклона определяет высоту крыши

Здесь нужно учитывать климатические особенности региона. Не рекомендуется делать его больше 45 градусов. Чем эта величина выше, тем больше материала потребуется для стропильной системы, нуждающейся в этом случае в надежном укреплении. Кроме того, расход кровельного материала также будет значительно выше

Угол наклона определяет высоту крыши. Здесь нужно учитывать климатические особенности региона. Не рекомендуется делать его больше 45 градусов. Чем эта величина выше, тем больше материала потребуется для стропильной системы, нуждающейся в этом случае в надежном укреплении. Кроме того, расход кровельного материала также будет значительно выше.

Например, уклон скатов составляет 40 градусов при ширине строения в 8 метров. В этом случае ½ ширины дома умножается на коньковый коэффициент 0,839.

0.839х4=3.356 – это и будет высота крыши.

Расчет стандартной двускатной крыши производится довольно просто. За основу в данном случае берется равнобедренный треугольник. Зная ширину и высоту крыши можно вычислить площадь всей конструкции и количество требуемого материала. Высота ската умножается на его ширину. Затем полученная величина удваивается. Это и будет площадь поверхности кровли.

После всех этих подготовительных процедур можно приступать к подготовке необходимых материалов, в число которых входят:

брус деревянный – 150х150 мм;
доска обрезная – 150х50 мм;
материал для гидро- и пароизоляции;
утеплитель;
кровельное покрытие;
снегозадержатели;
вентиляционные элементы;
антисептические составы.

Далее, подготавливается набор инструментов:

ножовка;
молоток;
карандаш;
рулетка;
шуруповерт;
саморезы;
гвозди;
строительный скотч;
нож и ножницы для кровельного материала;
шпатель;
монтажная пена.

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

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.

Особенности конструкции

Две наклонные поверхности двускатной крыши в верхней части соединяются коньком. Нижние ее края опираются на верхнюю часть стен дома. Причем расположение поверхностей относительно друг друга может быть асимметричным. На угол наклона влияет несколько факторов.

Климатические особенности местности. В районах, где дожди явление нечастое этот параметр может составлять 25-40 градусов. В регионах же с обильным количеством осадков эта величина должна быть несколько выше – 45-60 градусов. Следует также учитывать силу ветра. Чем выше угол наклона, тем больше вероятности разрушения кровли при частых и сильных порывах ветра.
Материал покрытия. Как правило, он подбирается при планировании строительства. При проектировании этот фактор необходимо учитывать обязательно.
Стоимость. Чем больше величина уклона, тем выше будет конструкция крыши. Из этого вытекает, что материалов для ее строительства потребуется несколько больше.

Вся конструкция крыши состоит из нескольких элементов, связанных между собой в процессе монтажа:

Мауэрлат – это брус, имеющий квадратное сечение, в функции которого входит распределение нагрузки на несущие стены постройки.
Балки перекрытия представляют собой доски, устанавливаемые на мауэрлат в горизонтальном положении.
Стропильные ноги – основная составляющая конструкции крыши, которая и формирует ее контур. Этот элемент передает нагрузку, вызванную погодными условиями и весом кровельного покрытия, на мауэрлат. Эти показатели влияют на ширину шага стропильных ног при монтаже.
Конек – важная деталь кровельной конструкции, монтируется горизонтально по линии соединения двух скатных поверхностей. Формирование его производится на стадии монтажа стропильных ног.
Кобылки – небольшие по размеру и сечению доски. Используются для образования свеса в том случае, если длина стропильных ног недостаточна для этого. Таким образом, кобылки являют собой как бы продолжение стропильной балки.
Свес крыши выступает за поверхность стены не меньше, чем на 400 мм. Благодаря этому элементу конструкции дождевые осадки стекают с кровли, не попадая на стену.
Лежень укладывается в горизонтальном положении на внутреннюю несущую стену, распределяя тем самым нагрузку, исходящую от стоек.
Стойки – вертикально расположенные брусья, выполняющие функцию распределения нагрузки от конька и скатов.
Затяжка укрепляет стропильную конструкцию, удерживая ее от возможности разъехаться и являет собой треугольник.
Подкосы, соединяясь с затяжкой образуют фермы, благодаря которым вся система способна выдержать нагрузки при наличии больших пролетов.
Обрешетка крепится на стропила перпендикулярно. Для ее монтажа используются доски или брусья.

Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство