Первый этап: Определение снеговой нагрузки на крышу.

Висячие и наслонные стропила для крыши

Стропила двухскатных, вальмовых, мансардных и других сложных видов крыш могут быть висячими и наслонными. Стропильные ноги односкатных крыш, как правило, являются наслонными. Висячие стропила крыши вверху опираются друг  на друга и образуют так называемую стропильную ферму, а наслонные  вверху опираются на коньковый прогон (брус) или опорную стену.

Стропильные фермы дают возможность перекрывать пролеты помещений без несущих опорных стен посредине. При этом две противоположные стропильные ноги соединяются вверху между собой, а внизу крепятся к мауэрлату или балке перекрытия. Для придания конструкции необходимой жесткости такие стропильные ноги соединяются ригелями (накладками, затяжками). При длине стропил более 4,5 м их опирают на дополнительные стойки и подкосы.

Наслонные стропила также как и висячие могут крепиться к мауэрлату или балке, а вверху – на коньковый прогон, брус, который крепится на стойках опирающихся на внутреннюю стену дома или дополнительную балку. При больших пролетах их также усиливают дополнительными стойками и подкосами.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Стропильная система состоит из нескольких деталей, каждая из которых играет важную роль.

Кроме того, стропильная система двухскатной крыши может иметь дополнительные элементы, необходимые для укрепления конструкции:

• подкосы – брусья, расположенные под углом между стропилами и затяжкой;
• бабки – балки, установленные вертикально по центру стропильной системы (необходимы для крыш, ширина которых в пределах 6,0 – 7,5 м);
• ригель – устанавливаемая параллельно затяжке балка, стягивающая стропильные ноги (применяется для кровель шириной до 6 м).

Определение нагрузки на стропила

Вес кровельного пирога

Чтобы узнать нагрузку на стропила нашего дома, следует вначале вычислить вес кровельного пирога.

Такой расчет сделать несложно, если знать общую площадь кровли и материалы, которые используются при создании этого самого пирога.

Суммируется масса каждого слоя и умножается на поправочный коэффициент.

Равняется этот коэффициент 1.1.

Вот типичный пример расчета веса кровельного пирога.

Допустим, вы приняли решение в качестве кровельного материала использовать ондулин.

И это верно!

Ведь ондулин является надежным и недорогим материалом. Именно по этим причинам он так популярен среди застройщиков.

Итак:

1. Ондулин: его вес составляет 3 кг на 1 квадратный метр.
2. Гидроизоляция. Используется полимерно-битумный материал. Один квадратный метр ее весит 5 кг.
3. Слой утеплителя. Используется минеральная вата. Вес одного квадрата составляет 10 кг.
4. Обрешетка, доски толщиной 2.5 см. Вес 15 кг.

Суммируем полученные данные: 3+5+10+15= 33 кг.

Теперь полученный результат необходимо умножить на 1.1.

Наш поправочный коэффициент.

Итоговая цифра получается 34.1 кг.

Это вес одного квадратного метра кровельного пирога.

Общая площадь кровли, например, 100 кв. метров.

Значит, весить она будет 341 кг.

Это очень мало.

Вот в этом и есть одно из преимуществ ондулина.

Рассчитываем снеговую нагрузку

Момент очень важный.

Потому, что во многих районах нашей зимой выпадает довольно приличное количество снега.

А это очень большой вес, который обязательно учитывают!

Хотя такая нагрузка является переменной.

Для расчета снеговой нагрузки используется карта снеговых нагрузок.

Определяете свой регион и выполняете расчет снеговой нагрузки по формуле

S = Sg х µ.

В этой формуле:

— S является искомой снеговой нагрузкой;

Учитывается вес снега на 1 кв. метр.

Этот показатель свой в каждом регионе.

Все зависит от месторасположения дома.

Для определения массы и используется карта.

— µ — это коэффициент поправки.

Зависит показатель этого коэффициента от угла наклона кровли.

Если угол наклона скатов составляет меньше 25 градусов, то коэффициент равняется 1.

Еще о том, как определить угол наклона крыши..

Об уклоне плоской кровли по ссылке. Зачем нужен плоской крыше уклон и какова его минимальная величина.

Фотографии карнизных свесов кровли здесь. Чем подшиваются карнизные свесы.

При угле наклона 25 — 60 градусов коэффициент равняется 0.7.

Если угол наклона больше, чем 60 градусов, то коэффициент не учитывается.

Например, дом построен в Московской области.

Скаты имеют угол наклона 30 градусов.

Карта нам показывает, что дом располагается в 3 районе.

Масса снега на 1 кв. метр составляет 180 кг.

Выполняем расчет, не забывая про коэффициент поправки:

180 х 0,7= 126 килограмм на 1 кв. метр кровли.

Определение ветровых нагрузок

Для расчета нагрузок от ветра также используют специальную карту с разбивкой по зонам.

Используют такую формулу:

W=Wo х k.

Где

Wo – это нормативный показатель, определяемый по таблице.

В каждом регионе существуют свои таблицы ветров.

А показатель k – это поправочный коэффициент, который зависит от высоты дома и типа местности.

Пятый этап: Открываем вкладку «Строп.2» (откроется окно для расчета стропил с тремя точками опоры):

— Вносим изменения на схеме стропил в ячейки, залитые голубым цветом; — Выбираем размеры сечения стропил по аналогии с этапом 4. Из получившегося расчета важно отметить значение изгибающего момента и вертикальной нагрузки, действующих на стойку (эти цифры понадобятся при расчете стоек и балок перекрытия). — При нажатии вкладки «Арка» откроется окно расчета стропильной системы коньковой арки (два стропила и затяжка).

Из чего делать стропила?

Из чего делать стропила

Узел крепления к балке

Чаще всего стропила изготавливаются из хвойной древесины. Это сравнительно недорогой, достаточно прочный и простой в обработке материал

В случае самостоятельного изготовления стропил лучше всего использовать брус сечением 10х10 либо 15х15 см.

Также при выборе древесины нужно обращать внимание на ее влажность. Максимально допустимый показатель – 20%. При более высоких значениях материал даст усадку, что приведет к нарушению конфигурации всей кровельной системы.

Виды стропил

В соответствии с типом строения стропила делятся на наслонные и висячие. Основной формой стропильной системы является треугольник – самая жесткая геометрическая фигура.

При наличии пролетов больших размеров создаются стропильные фермы на основании наслонных, висячих конструкций, иногда – их комбинации.

yandex_partner_id = 182959; yandex_site_bg_color = ‘FFFFFF’; yandex_stat_id = 3; yandex_ad_format = ‘direct’; yandex_font_size = 1; yandex_direct_type = ‘vertical’; yandex_direct_limit = 1; yandex_direct_title_font_size = 3; yandex_direct_links_underline = true; yandex_direct_bg_color = ‘FCF3EE’; yandex_direct_title_color = ‘0066CC’; yandex_direct_url_color = ‘336740’; yandex_direct_text_color = ‘000000’; yandex_direct_hover_color = ‘0066FF’; yandex_direct_sitelinks_color = ‘FF3333’; yandex_direct_favicon = true; yandex_no_sitelinks = false; (»);

Наслонные стропила

Наслонные стропила боковиной стропильной ноги опираются на внешние несущие стены и расположенные с внутренней стороны несущие конструкции – колонны или стены (при их наличии) посредством системы стоек.

Если пролет (расстояние между внешними стенами) составляет не более 6 метров, то можно обойтись без стоек, в особенности если их не на что опирать.

В любом случае в центре необходимо установить коньковый брус, в котором будут сходиться противоположные ноги стропила. Поверх стен по периметру постройки укладывают подстропильный брус – мауэрлат.

В случае деревянных срубов его функции выполняет верхний венец. Для экономии рекомендуется под каждую ногу подкладывать одинаковые по сечению обрезки, а не использовать целый брус.

Мауэрлат необходимо крепить в армирующий пояс из бетона при помощи штырей или болтов. Крепление производится в вертикальном положении на глубину 40 см или на проволочных стяжках, которые необходимо закладывать уже на этапе возведения стен.

В месте, где должна быть произведена установка на мауэрлат, надо сделать выборку определенного размера и формы для укладки на подстропильный брус. Для придания дополнительной прочности узел крепят при помощи болтов, скоб или металлических накладок.

Для новых построек, усадка которых пока не завершена (в особенности это касается домов из бруса и бревна), рациональным выбором является система скользящих стропил.

Стропильная нога крепится не жестко, а с использованием пластины с прорезями. Через них вкрученные в стропильную ногу болт или саморез имеют свободный ход.

Стропила крепятся с помощью шарниров и на коньковом брусе. Благодаря этому они не выгибаются и не ломаются при усадке, а просто принимают соответствующую новой конфигурации несущих стен форму.

Висячие стропила

Поскольку висячая система по конструкции отлична от наслонной, технология установки стропил также будет другой.

Концы висячих стропил опираются на стены постройки или мауэрлат без применения промежуточных опор. Они используются в строениях с легкими стенами.

В системе данного типа стропильные ноги работают на сжатие и изгиб. Поскольку конструкция создает передающуюся стенам горизонтальную распирающую нагрузку, для ее уменьшения применяют деревянную или металлическую затяжку, соединяющую стропильные ноги.

При этом единственным передающимся на стену усилием является вертикальное давление кровли. Затяжка может располагаться у основания стропильной ноги или выше нее.

Ее прочность должна повышаться в прямой пропорциональности с высотой расположения. При пролете больше 8 м устанавливается стойка с подкосами (бабка).

Преимуществом стропил висячего типа является возможность перекрывать ими пролеты больших размеров.

В данном случае до связывания подстропильными и коньковым брусьями они представляют собой совершенно автономную систему. Стропильные ноги могут опираться как на мауэрлат, так и на несущую стену.

Если ширина пролета не превосходит 6 метров, в роли затяжки может выступать балка перекрытия.

Если размеры пролета больше, то появляется необходимость дополнительного монтажа бабок, откосов и ригеля.

Чтобы соединить затяжки и бабки, используют скобу, которую пропускают под нижней частью затяжки. Для других узлов применяются способы крепления, используемые при работе с наслонными стропилами.

Как закрепить мауэрлат на стенах правильно

Монтаж мауэрлата отличается для деревянных и кирпичных домов. В деревянных постройках функцию мауэрлата могут выполнять верхние балки. Чтобы установить стропила на брёвна, достаточно в балках вырезать углубления. Пазы должны быть вырезаны точно под размер.

Для кирпичных домов технология немного усложняется:

Мауэрлат крепится следующим образом:

При монтаже важно, чтобы брусья складывались в треугольник правильной формы. Также следите, чтобы брусья располагались в одной плоскости по горизонтали. Если так сделать, то это существенно облегчит дальнейшие работы, а также придаст конструкции достаточную прочность. Далее нужно на брусьях разметить место, где будут располагаться стропила. Пазы следует вырезать по толщине бруса.

Монтаж двускатной крыши

Лучше будет, если проект кровли включит в себя и подробный план работ: расположение на стене несущего устройства – мауэрлата, порядок установки стропильной системы, монтаж обрешетки, порядок укладки пирога кровли.

Крепление мауэрлата

Несущие брусья из сосны, лиственницы иди дуба чаще всего имеют стандартную длину – 6 м. Для большинства построек их нужно соединять между собой.

Наиболее надежный способ – с запилом бруса (выборки древесины) и присоединением концов друг к другу внахлест. Половинки крепятся с помощью шайб и болтов М14, М12 и таким же способом соединяются по углам.

К стене крепится несколькими способами или их комбинацией:

Устройство висячих стропил

Стропильная конструкция такого типа нужна, когда в помещении под крышей не должно быть перегородок. Стропила не имеют поддержки в центре и опираются друг на друга или коньковую балку – висят.

В качестве креплений используются пластины из металла, анкеры, гвозди или прорезные шипы. Основная нагрузка передается на распорки у основания и затяжку, высота расположения которой зависит от величины сдерживаемого усилия.

Балки, горизонтально расположенные между стропилами, осуществляют усиление и стягивание стропильных ног. Возле конька крыши устанавливают дополнительные элементы из прочного бруса – ригели. Они выполняют функцию компенсации растягивающих воздействий.

Равномерно распределить нагрузку на стены и фундамент здания помогает мауэрлат.

Чтобы поддержать длинные затяжки, в конструкцию встраивают элементы, называемые бабками. Они располагаются под самым коньком кровли.

Большие пролеты нуждаются в дополнительных подкосах и стойках, поддерживающих стропила. Конструкции собирают в арки разных форм.

Варианты крепления висячих стропил к мауэрлату

Стропильные ноги крепятся к мауэрлату рядом способов:

1. Врубка стропил в несущий брус по заранее подготовленному шаблону.
2. Если наклон ската больше 35°, можно использовать «двойной зуб». В месте расположения на балке крайнего упора вырезается шип. На самой балке устанавливается 2 упора, а в стропильной ноге делается отверстие.
3. Крепление с помощью хомутов и болтов. На балке делают выемку, в которую ставится срезанная по торцу стропилина.

Независимо от способа, лучше придерживаться следующих рекомендаций:

• глубина, на которую допустимо зарубать стропила, не должна превышать 1/3 ширины;
• для надежного соединения в каждом узле лучше применять 2 способа крепежа;
• не всегда допустимо использовать шаблонные варианты, бывает, что требуется подогнать отдельно каждую ногу.

Устройство наслонных стропил

Если в постройке имеются промежуточные опоры и внутренние несущие стены, то для того, чтобы сделать крышу, применяют наслонную стропильную систему. Она отличается от висячей тем, что содержит опорные стойки под коньковым брусом и стропилами (подстропильные элементы).

Конструкции могут быть как симметричными, так и несимметричными. Кроме того, существуют:

• безраспорные системы, в которых распирающее горизонтальные усилия не передается на стены, а стропильная нога работает только на изгиб;
• распорные системы – они содержат распор, передающий нагрузку на стены при прежних напряжениях изгиба и сжатия.

Возможно использование гибридных конструкций, объединяющих наслонные и висячие.

Монтаж обрешетки

Обрешетка бывает разреженной и сплошной, одно- и двухслойной. Выбор зависит от материала кровли.

Для изготовления сплошной обрешетки используют:

• ДВП;
• ДСП;
• ОСП;
• фанеру повышенной влагостойкости.

Разреженную делают из доски или бруса, металла.

Элементы крепятся к стропильным ногам с помощью гвоздей и саморезов. Шаг обрешетки зависит от материала покрытия и толщины доски. Для 20 мм он составляет 30 см, для 30 мм – 120 см.

Обрешетка и утепление

Чтобы крыша двухскатная своими руками была надёжной, обязательно утеплите её. В роли утеплителя можно использовать различные материалы, например, очень популярную минеральную вату или другие варианты на её основе. Обязательно следует предусмотреть наличие паро- и гидроизоляционного слоя.

Гидроизоляционный слой укладываем непосредственно на стропила и фиксируем его. Далее прокладываем маты из теплоизоляционного материала, располагая их между стропил с надёжной фиксацией. Далее укладываем слой пароизоляции, который располагаем с внутренней стороны кровли. Соединения слоёв фиксируем при помощи специальной клейкой ленты. Поверх изоляционного материала можно сразу смонтировать отделочный слой, а можно отложить этот этап на потом.

Теперь переходим к обрешетке. Вдоль существующих стропил укладываем брус — контробрешетку. В задачу этого элемента входит создание зазора между кровельным материалом и изоляцией. Это помогает отводу влаги, образующейся в результате конвекции тёплого воздуха от потолка и чердака.

Далее монтируем непосредственную обрешетку. Здесь уже всё зависит от того, какой именно кровельный материал вы собираетесь выбрать. Например, для черепицы шаг обрешетки должен быть около 50 мм, а для шифера или широкой плитки — от 100—150 мм. Другими словами, нужно обязательно учитывать размеры и вес будущего кровельного материала. В некоторых случаях можно делать вообще сплошную обрешетку. Кстати, такой вариант считается универсальным, то есть подходящим для любых видов покрытия. Но это значительно увеличивает расход строительного материала и сам вес всей крыши.

Расчет стропил крыши

При подсчете объемов необходимых строительных материалов нужно учитывать выбранное кровельное покрытие, размеры крыши, а также природное воздействие на ее поверхность. Чаще всего для подобных целей используется специальный строительный калькулятор, с помощью которого можно определить расстояние между стропилами крыши, а значит, и их количество.

Для проведения вычислений нужно знать длину стропильного элемента и его сечение. Как правило, сечение стропил для крыши составляет 50х150 миллиметров, 75х125 миллиметров или 100х150 миллиметров. Конкретные параметры определяются величиной нагрузок на стропильную систему мауэрлата применяется брус с квадратным сечением в 100х100 или 150х150 миллиметров, прогоны выполняются из брусьев в 100х100 или 100х200 миллиметров, а для затяжек используются элементы с сечением в 50х150 миллиметров.Посмотрите видео на данную тему:

Итак, чтобы понять, как рассчитать стропила на крышу, стоит ознакомиться со специальной программой для строительных вычислений. Выяснив все необходимые данные еще во время проекта вы избавите себя от конструкторских проблем со стропилами в процессе стройки.

Выбор материала кровли

После того, как определен внешний вид кровли, можно приступить к выбору материала. Существует несколько видов современных покрытий. В списке, приведённом ниже, варианты материалов приведены в порядке убывания средней рыночной стоимости.

1. Керамическая черепица. Керамика, как материал кровли, имеет долгую историю. Керамическая крыша надёжна и долговечна. Минусами этого материала является цена и большая масса. Под кровлю из керамической черепицы придётся устраивать усиленную стропильную систему и обрешётку;
2. Цементно-песчаная черепица. Обладает практически всеми характеристиками керамической, но стоит чуть меньше;
3. Гибкая битумная черепица. Обладает хорошими звукоизоляционными характеристиками. Благодаря шероховатой поверхности черепица способна не давать снегу съезжать с крыши. Требует сплошной обрешётки, обычно используется слой влагостойкой фанеры. Нельзя использовать на кровлях с большими уклонами;
4. Металлическая черепица. По сравнению с предыдущими покрытиями, обладает меньшим весом. Легко монтируется. Минусом металлической кровли является то, что во время дождя она может быть слишком шумной.
5. Фальцевая кровля. Самый привлекательный вариант в плане стоимости. Требует специальной квалификации при монтаже, так как непрофессионалу будет сложно качественно выполнить соединения. Монтаж более трудоёмкий, чем у металлической и гибкой черепицы. Такая же «шумная», как и металлическая черепица.

Материал кровли полностью зависит от желаний и возможностей заказчика. Исключение составляют кровли со слишком большим или слишком маленьким уклоном, так как все материалы имеют ограничения по углу наклона ската.

Особенности конструкции

Традиционный для Руси вариант – двускатная крыша. Скатами называют плоские части кровли, имеющие постоянный уклон к уровню горизонта. Угол наклона необходимо точно рассчитать, он может варьироваться от 10-15 до 60-80 градусов. Несоблюдение заданных параметров приводит к негативным последствиям:

• С увеличением угла наклона в большую сторону изменяется длина стропил и, соответственно, высота крыши. Это, в свою очередь, ведет к росту нагрузки на каркас дома и крепления. К тому же из-за высокой парусности острая кровля сильно подвержена воздействию ветра. В регионах, где преобладают мощные ветровые порывы, такая конструкция может обрушиться и нанести вред здоровью людей.
• Устройство кровли с уклоном менее 10 градусов также не рекомендуется: крыша не выдержит давления снега, скапливающегося на ее поверхности. В местах с обильными осадками оптимальный угол ската составляет 45-60 градусов.

Таким образом, правильный уклон обеспечит двускатной крыше долговечность и безопасность. Основанием для расчета этого показателя служат соответствующие таблицы ветровой и снеговой нагрузки для того или иного региона.

В последние годы популярность для частного домостроения приобретает устройство ломаной крыши, получившей название мансардной. Такая двускатная конструкция позволяет организовать в подкровельном пространстве полноценное жилое помещение большой площади и высоты, а также обустроить просторный балкон со стороны одного из фасадов дома.

При этом стропильные фермы для мансардной конструкции более сложные и массивные, требуют тщательного расчета и крепления.