Двускатная крыша стропильная система под металлочерепицу

Крыша с двумя скатами наиболее распространенный вариант завершения коробки частного дома. При ее изготовлении важно грамотно подобрать сечения несущих элементов, выполнить надежное закрепление узлов и правильно выбрать тип конструкции. Стропильная система двухскатной крыши не имеет больших сложностей и вполне может быть изготовлена своими руками.

Подробный обзор

Стропильная система ломаной двухскатной крыши

Наклонные стропила называются так благодаря методу их монтажа: балки устанавливают в строениях со средней несущей стеной (промежуточной опорой). Существенно то, что концы наклонных элементов опираются на внешние несущие стены. Средняя часть балок – на промежуточные опоры. Висячие стропила закрепляются на опорах краев – на стенах, коньке кровли.

Конструкция висячих стропил работает на сжатие и на изгиб. Распирающее усилие снижается стяжкой, соединяющей стропила. В конструкции наклонных стропил балки работают на изгиб. Поэтому такая конструкция экономичней, чем все остальные.

Наиболее эффективным методом обустройства стропильной двухскатной крыши закономерно является комбинирование висячих и наклонных стропил. Такое сочетание снижает расход материалов и увеличивает прочность кровельной конструкции.

Классификация по типу ската

Второе разделение можно сделать в зависимости от того, как запроектирована линия ската. Виды здесь предполагают наличие двух вариантов:

Двухскатная крыша c ломаными и прямыми скатами

  1. С прямыми скатами. Самый простой для выполнения способ. Позволяет выполнить работу без серьезных затруднений. Минусом такого варианта кровли своими руками является уменьшение пространства мансарды.
  2. С ломаными скатами. Такие виды кровли более сложны в выполнении. Предполагается наличие линии, по которой изменяется угол наклона. Угол наклона нижней части ската нужно сделать большим, чем у верхней. Таким образом получается поднять потолок мансарды и увеличить свободное пространство. Монтаж кровли осуществляется с установкой дополнительного ригеля в месте перелома.

Эти виды предполагают выбор между ними в зависимости от пожеланий будущего владельца здания.

Стропильные системы

Двухскатная кровля должна прочной и относительно легкой, поэтому большое внимание уделяется устройству стропильной конструкции. Ее выполняют таким образом, чтобы крыша могла выдержать нагрузки и при этом не оказывала бы большого давления на фундамент здания. Устройство стропильной системы щипцовой крыши различается использованием опорных оснований для стропил. Существует три вида системы стропил:

  • висячая
  • наслонная
  • гибридная.

Соответственно, в конструкциях стропильных систем используют висячие, наслонные или одновременно оба вида стропил. Висячие стропила используются, когда расстояние между опорами составляет максимум 6,5 метра. Наслонные стропила устанавливаются при наличии несущей средней стены или столбчатых опор внутри. В первом случае закрепление стропил осуществляется с помощью стены и конька крыши, которые являются опорами для краев стропильных «ног». Второй способ установки используется в домах, имеющих среднюю несущую стену (промежуточную опору), на которую опирается средняя часть наклонных стропил.

Конструкция висячих стропил работает не только на изгиб, но и на сжатие.

  • стропильная система, включающая в себя:
    • стропильные ноги
    • вертикальные стойки
    • ригели
    • распорки
    • наклонные подкосы
    • коньковой прогон
  • мауэрлат – брус, который укладывается по периметру конструкции или подкладывается под стропильную ногу.

Элементы стропильной системы

В зависимости от вида кровли, конструктивные элементы разнятся. Без знания о назначениях каждого, устроить надежное покрытие дома – невозможно. Разберем подробно:

Мауэрлат

Основа стропильной системы. Представляет собой брус сечение не меньше 150 мм, или двутавровый швеллер, если конструкция крыши металлическая. Располагается на несущих стенах объекта. Его назначение – распределять нагрузку системы равномерно по всей конструкции дома.

Нога стропильная

Стойка стропильная

Вертикальный брус или трубы. В зависимости от варианта двускатной крыши стойки могут располагаться по центру и/или бокам. Принимают часть веса всей стропильной системы, оттого и величина сечения – 150 мм.

Прогоны стропильные

Горизонтальные балки, укладываемые на стойки и под конек для поддержки стропильных ног. Обеспечивают конструкции жесткость и снимают напряжения ферм.

Затяжки и подкосы

Соединительный брус для стропил. Действие аналогично – снятие напряжение бруса или металла и придание конструкции жесткости.

Лежни

Установочная опора для стоек и подкосов. Чтобы надежно соединить эти два элемента, требуется брус большого сечения – 150 мм или толстостенная труба внушительного диаметра.

Обрешеточный брус

Элементы, настилаемые перпендикулярно на стропила. Служат для установки выбранного кровельного покрытия и создания многослойного защитного пирога. Сечение небольшое – 40–50 мм.

Если задуманная конструкция крыши изготавливается из деревянных брусьев, следует внимательно отнестись к качеству древесины при приобретении – брус не должен иметь вкраплений сучков, быть изготовленным из мягких пород дерева.

Также древесина должна иметь естественную влажность, иначе начнет сохнуть прямо в конструкции системы, растрескиваясь, деформируя модель кровли, лишая ее надежности и безопасности.

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.

Читайте также:  Контробрешетка под металлочерепицу: нюансы монтажа

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.

Дополнительные факторы

При расчете шага стропил обращают внимание не только на тип кровельного покрытия. Учитывается множество других моментов, данные о которых можно найти в справочниках и СНиПах. Вот некоторые из факторов:

  1. Снеговые и ветровые нагрузки. Чем больше выпадает снега зимой и чем сильнее дуют ветра, тем меньше должно быть расстояние между балками. Но, если увеличить угол уклона крыши свыше 45°, тогда разрешается увеличить шаг.
  2. Выбор утеплителя. Для снижения расходов на плиты утеплителя рекомендуется учитывать их стандартные размеры. Выпускают маты шириной 600, 800 и 1200 мм. Если пренебречь этим условием, тогда появится большое количество подрезов, мостики холода и строительство затянется.
  3. Качество пиломатериала. Тут принимается во внимание порода древесины, сорт и сечение. Как уже говорилось выше, на прочность влияет то, насколько хорошо была высушена балка. Закупая древесину, обращайте внимание на ровность и наличие порока в виде сучков и следов от вредителей.
  4. Балки перекрытия и затяжки. Если под двухскатной крышей обустраиваете мансардный этаж, тогда максимально расстояние между стропилами должно быт 0,75 метра.

Расчет расстояния между балками для двухскатной и односкатной крыши различается. Даже если делает несколько скатов, для каждого необходимо сделать расчет индивидуально. Особенно это относится к зданиям с разной длиной карнизов.

Принимая во внимание все эти факторы можно определить через какое расстояние устанавливать стропила. Хотя все расчеты можно сделать самостоятельно, так как справочные данные есть в свободном доступе, лучше обратиться к профессионалам. Они имеют опыт в проектировании, быстрее определят необходимое расстояние между стропилами. Так, вы избежите возможных ошибок и будете уверены в безопасности.

Особенности проектирования двухскатной крыши

При планировании и подготовке проекта будущего дома необходимо учитывать несколько основных моментов, от которых будет зависеть устройство стропильной системы двухскатной крыши, а также количество и состав необходимого пиломатериала.

  1. Из чего изготовлено строение? Это важно, поскольку необходимо изначально определить оптимальный способ крепления стропильной системы к зданию. Если материалом будущего дома будет бревно или брус, то верхний венец послужит мауэрлатом.
  2. Каково функциональное назначение подкровельного пространства? От ответа на этот вопрос зависит тип стропильной системы и расположение её основных элементов, а также необходимость утепления кровли. Если в подкровельном пространстве планируется располагать жилое помещение, то возможны два основных варианта конструкций:
  • строительство стандартной кровли с двумя одинаковыми скатами, в этом случае для увеличения площади стены нижнего этажа поднимают выше уровня перекрытия;
  • устройство двухскатной мансардной крыши, при этом делают двухскатную крышу ломаного типа с более сложной конфигурацией стропильной системой.

    Пример ломаной крыши с мансардой

Реже для комфортного обустройства мансардного этажа применяют разно уровневое строение кровли.

  • Длина фронтальной стены здания и высота конька. Данные параметры позволяют вычислить длину деревянной стропильной ноги. Если ее расчётная длина больше, чем величина стандартного пиломатериала, который составляет 6 м, стропила требует удлинения и устройства стропильной системы по висячей технологии.
  • Планируемый материал внешнего покрытия. От этого также зависит подбор конфигурации кровли и основных материалов для её устройства, поскольку каждое кровельное покрытие имеет свою технологию крепления, а также различный вес. При этом более тяжёлое покрытие требует большего угла ската, а также конструкции стропильной системы с приподнятой затяжкой.

    Виды материалов для кровли

  • Угол уклона. Он выбирается как с учётом общего дизайн проекта здания, так и в зависимости от местности расположения будущего дома на участке. Например, в местности с повышенными ветрами целесообразно делать кровлю более покатой, а в местах с большим количеством атмосферных осадков угол необходимо увеличивать.

Все вышеперечисленные моменты необходимо учитывать суммарно на стадии проектирования здания, чтобы обеспечить оптимальное соотношение функциональных качества кровли со стоимостью её постройки.

Частые ошибки при монтаже стропильной системы

Перед монтажом стропильной системы нужно иметь понятие о самых распространённых ошибках при возведении крыши, поскольку они портят внешний вид дома, снижают несущую способность главных элементов, а следовательно, и безопасность конструкции.

Видео: ошибки и просчёты при установке стропил мансардной крыши

Наиболее известные ошибки при сооружении стропильных конструкций:

  1. Чтобы свободно передвигаться в подкровельном пространстве, посередине нередко вырубают длинные участки готовых затяжек безупречно изготовленных ферм. Из-за этого несущий каркас становится шатким, поскольку разрезанные затяжки не мешают расхождению конструкции. В результате расползания могут появиться трещины в перекрытиях, и если их не заделать вовремя, то стропильная система просто рухнет. Для ликвидации негативных последствий нужно заменить вырезанные по неведению участки полосовой сталью, чтобы вернуть затяжкам способность и дальше работать на растяжение.
  2. Грубой ошибкой является слабое крепление мауэрлата к армопоясу. Если мауэрлатный брус по небрежности не укреплён «намертво» анкерными болтами, то под давлением наклонных стропил он опрокинется и повлечёт за собой всю крышу.
  3. Пренебрежение к формированию ж/б пояса жёсткости на промежуточной несущей стене из-за чего балки перекрытия начнут проседать, а крыша — разъезжаться.
  4. Чтобы стойки не продавливали перекрытия, под них нужно помещать прокладки длиной не менее 1,8 м. Установка коротких прокладок приведёт к тому, что стойки начнут передавать нагрузку не на балочные перекрытия, а на настил, вследствие чего перекрытия деформируются.
  5. Неправильный расчёт стропильной конструкции или выбор древесины плохого качества, из-за чего появляются прогибы. Впоследствии исправить такую ошибку очень сложно и финансово затратно. Придётся разгрузить стропильную конструкцию в повреждённом месте, приподнять её домкратом и установить деревянные стойки под прогнутые стропила, а затем забить клинья между стойкой и поперечным брусом и усилить выровненные стропила накладками.
  6. При устройстве мансардных окон или облицовке фронтонов зачастую сосновые доски «в шпунт» для удобства сборки располагают пазом вверх, чего делать категорически нельзя. При такой укладке в швы начнёт просачиваться влага, оказывающая разрушительное воздействие на элементы стропильной конструкции.
  7. Невыверенная геометрия стен и скатов, отсутствие ветровой балки, неправильное опирание нарожников и неверно выполненные подкосы, которые обеспечивают жёсткость конструкции и перераспределяют нагрузки.

    При возведении стропильного каркаса можно избежать многих ошибок, если иметь на руках готовый проект дома и не экономить на материалах

Видео: как избежать ошибок при обустройстве стропильного каркаса

В этой статье рассмотрены ключевые элементы и особенности стропильного каркаса. Но это небольшая ознакомительная часть. Чтобы учесть при монтаже все нюансы, обращайтесь к опытным строителям и грамотным проектировщикам. Тогда все кровельные элементы будут соответствовать нормативам, а крыша станет надёжной, необычайно привлекательной и стильной визитной карточкой дома. Удачи вам.

Расчет расстояния между стропилами для металлочерепицы

Шаг стропилы под металлочерепицу – расстояние от одной стропильной ноги к другой, если выражаться иначе, то данное расстояние кровельщики называют шагом стропильной системы. Данное расстояние напрямую зависит от выбранного типа покрытия кровли. Как показывает практика, для всех кровельных материалов, в том числе и для металлочерепицы, данный размер варьируется в пределах от 0,6 до 1,2 м. Однако важно понимать, что лучше всего осуществлять точные расчеты расстояния для каждого материала отдельно – обязательно должен быть индивидуальный подход.

Перед тем как приступить к монтажным работам, необходимо не только определить расстояние между стропилами, но и понять, какое количество материала потребуется для ног. Чтобы узнать шаг стропил двускатной крыши под металлочерепицу либо односкатной, рекомендуется придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Первым делом высчитывают длину ската кровли из металлочерепицы. Замеры, как правило, осуществляют по карнизу крыши.
  2. После этого имеется возможность выбрать произвольный шаг. Важно брать во внимание тот факт, что пределы шага для металлочерепицы могут варьироваться от 0,6 до 1 м. Например, изначально возникла необходимость придерживаться расстояния в 0,8 м. Длину ската стоит разделить на выбранное значение для шага стропильной системы. Допустим, что длина ската составляет 12 м, получается, что 12/0,8 и получается 15. После этого к полученному значению потребуется прибавить 1. В том случае, когда число получается дробным, то его обязательно стоит округлить в большую сторону. Таким образом, получается 15+1=16. Данное значение показывает, сколько именно на кровле должно быть установлено стропильных ног. Затем потребуется взять длину ската и разделить ее на полученное количество ног. Получается, что 12/16 и получается 0,75 м.

Многие специалисты рекомендуют доверить данные работы профессионалам, что позволит получить в дальнейшем желаемый результат. Важно понимать, что имеется высокая вероятность того, что будут допущены ошибки, что в конечном итоге негативно скажется на готовой конструкции крыши.

Внимание! Как показывает практика, такие расчеты можно использовать для любых кровельных материалов.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

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

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.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.

  • 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.

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

Технология их устройства определяется типом кровли.

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.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

С наслонными стропилами

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

С наслонными стропилами

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

С наслонными стропилами

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

С наслонными стропилами

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Чем обработать деревянные конструкции

Одним Из наиболее важных этапов строительства является обеспечение защиты деревянных несущих конструкций от различных негативных факторов. Первым их них является гниение (появление грибка) и насекомые. Для этого дерево вначале обрабатывается растворами, предотвращающими накапливания влаги в дереве («Аквастоп»), после чего дереву дают высохнуть. Далее обработка проводится специальными антисептическими растворами. При этом обработку следует производить в несколько слоев. Антисептики предотвратят появление короедов и других жучков, вредящих дереву.

Еще одним важным этапом является защита от возгорания. Для этого существуют специальные пропитки которые повышают сопротивляемость дерева огню. Так же, как и в предыдущем случае, рекомендуется обработать брусья и доски двойным слоем. Важно знать, что обрабатывать дерево следует до начала строительства крыши, чтобы дерево успело пропитаться и подсохнуть.