Как правильно установить стропила на двускатную крышу

Конструкция стропил двускатной крыши

Есть два главных типа стропильных систем для двускатной крыши: наслонная и висячая. В первом случае имеются центральные опоры, упирающиеся в продольную внутреннюю перегородку здания. Во втором случае таких опор нет и чердачное пространство свободно. В устройстве стропильной системы двухскатной крыши можно выделить некоторые основные детали, изготовленные из брусков различного сечения:

• мауэрлат служит для передачи нагрузки всей крыши на внешние стены здания. Он имеет вид квадратного в сечении бруса со стороной от 100 до 150 мм. К кирпичным или бетонным стенам его крепят с помощью анкеров, а в случае деревянных стен, роль мауэрлата могут играть брусья или бревна верхнего ряда внешних стен. В такой ситуации крепление стропил к мауэрлату производится сразу же без дополнительных элементов;

Виды стропильных опор

Стропила бывают двух видов: наклонные и висячие.

Наклонные стропила

У наклонных стропил опора с одной стороны приходится на внешнюю стену здания, а с другой – на внутреннюю. Для крепления стропил с мауэрлатом в стропильных ногах делают выпил. Размер его должен быть не менее 25% от высоты стропил.

Нередко связь стропил и мауэрлата фиксируют скобами, которые вбивают в одну и другую части конструкции.

Обратите внимание! Если стропила или мауэрлат изготовлены из лиственницы, то ни гвозди, ни скобы не применяют. Потому что эта древесина легко колется.

Висячие стропила

Висячие стропила имеют только одну точку опоры, на стену, через мауэрлат. Второй конец стропилы упирается «лбом» в коньковый узел, образованный  стропилом, установленным с противоположной стороны здания. У висячих стропил может создаваться распор от прогибания, в связи с тем, что они не имеют вторую точку опоры. Вот почему на них делается затяжка, берущая на себя распирающие силы.

Для зданий, имеющих ширину от шести до двенадцати метров, предпочтительна висячая конструкция стропил. При таком монтаже кровельные нагрузки со стропил посредством затяжки перераспределяются на опорную стену, мауэрлат. В этом случае нет необходимости делать выпил или врезку.

Если не хватает длины стропильной ноги, чтобы получился свес кровли необходимой длины, ее укорачивают на уровне мауэрлата. Свес делается с помощью небольших брусков (чурбачков).

Расчёт нагрузки на стропильную систему двускатной кровли

Стропильная система испытывает определённые нагрузки, которые можно разделить на два вида.

1. Постоянные нагрузки, действующие независимо от любых других факторов. Их величина определяется конструкцией кровельного пирога и состоит из веса гидроизолирующих и парозащитных плёнок, утеплителя, доборных элементов, крепежа и любых других элементов кровельного покрытия, включая финишное. На практике средний вес всех составляющих кровли дома составляет порядка 40–45 кг/м2. Более точно эту величину можно вычислить, просуммировав значения удельной нагрузки каждого используемого материала, которые можно взять из справочных таблиц. Рассчитывая вес кровли, рекомендуется заложить запас прочности величиной в 10%.

   При расчёте нагрузки учитывается вес каждого элемента кровельного пирога

2. Переменные нагрузки. К таковым относятся воздействия ветра и снега в зависимости от их интенсивности. По сути, кровля дома представляет собой парус, воспринимающие нагрузку от ветра. Сила непосредственного воздействия на кровлю по нормали зависит от угла наклона ската — чем он меньше, тем ниже нагрузка. Одновременно на подветренном скате возникают завихрения, и появляется нагрузка на крышу с обратным вектором воздействия. При ураганных ветрах усилие на отрыв может достигать 630 кг/м2. К переменным нагрузкам относятся и снеговые воздействия. Нужно заметить, что они также имеют чётко выраженные региональные показатели.

   Ветровые нагрузки являются фактором риска для кровель, поскольку они создают большие отрывающие и опрокидывающие усилия

Очевидно, что тщательный расчёт нагрузок от снега и ветра с учётом местных климатических условий жизненно необходим при выборе конструкции и материалов кровли. Эти нагрузки можно определить по карте, составленной на основании СНиП –85.

По карте можно определить величину ветровой и снеговой нагрузки в регионе строительства

Отмеченные на картах значения снеговой и ветровой нагрузки для каждого района называются нормативным. Для того чтобы получить расчётную снеговую нагрузку, нормативную величину нужно умножить на специальный коэффициент, который учитывает угол наклона крыши. Этот коэффициент равен:

• 1 при уклоне менее 25o;
• 0,7 при угле наклона от 25 до 60o;
• 0 для более крутых скатов.

Расчётная ветровая нагрузка определяется умножением нормативного значения на коэффициент, учитывающий высоту здания и тип местности, в которой ведётся строительство.

Таблица: поправочный коэффициент для расчёта ветровой нагрузки (учёт высоты здания и типа местности)

	Высота здания, м
Зона	5	5–10	10–20
А (побережья водоёмов и другие открытые участки, территории без лесных массивов (степи, тундра и пр.)	0,75	1	1,25
B (участки с лесом, городскими домами и другими препятствиями для ветра (в том числе рельефными складками) высотой от 10 м)	0,5	0,65	0,85
C (плотно застроенный городской массив, в котором средняя высота зданий составляет 25 м)	0,4	0,4	0,55

Удельную нагрузку наиболее популярных кровельных материалов можно взять из следующей таблицы.

Таблица: весовые показатели некоторых материалов для крыши

Наименование кровельного материала	Масса 1 м2, кг
Пролимерно-битумная мягкая черепица	7–8
Рулонно-битумные полимерные кровли	4–8
Металлочерепица	4–6
Ондулин	3–4
Лист профилированный, фальцевая кровля	4–6
Черепица цементно-песчаная	40–50
Черепица керамическая	35–40
Шифер	10–14
Сланцевые материалы	40–50
Медные листовые материалы	8

Учитывать особенности воздействия разных видов нагрузок можно только в совокупности, поэтому расчёты подобного характера нужно доверить опытному специалисту.

Подробнее о том, как правильно произвести расчёты, читайте в нашей статье — Надёжный косяк: расчёт стропильной системы двускатной крыши.

Видео: расчёт стропильной системы

Конструктивные элементы двухскатных крыш

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

Мауэрлат

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

Стропильная нога

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

Лежень

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

Затяжка

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

Стойки

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

Подкосы

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

Обрешетка

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

Конек крыши

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

Свес крыши

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

Кобылки

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

Установка стропильной системы ↑

Способы монтажа мауэрлата ↑

В домах, которые сложены из бревен или бруса, опорой нижней части стропил служит верхний венец, а в кирпичных или каменных – специальный опорный брус, мауэрлат. Его укладывают на гидроизоляционную прокладку с внутренней стороны стены по чердаку. Мауэрлат фиксируют к стене:

• посредством армирующего пояса (на бетон шпильками),
• на шпильки, вмурованные в кладку стен,
• с помощью катанки.

Шпилька представляет собой металлический прут с резьбой. Ее длину выбирают из расчета, что одной половиной шпилька будет вмурована в стену, а выступающей части должно на 3–4 см хватить, чтобы поверх мауэрлата закрутить гайку.

Коньковый прогон ↑

Конструкция двухскатной крыши своей верхней частью опирается на так называемый коньковый прогон. Он представляет собой бревно или брус, к которому крепят верхние концы стропильных ног. Именно этот прогон будет в дальнейшем служить коньком крыши.

• При длине дома до 6 м допускается готовить коньковый прогон из единого бруса или бревна. Он может при этом опираться в два фронтона без дополнительных опор.
• При длине дома более 6 для монтажа составного конькового прогона используют строительные фермы.

Дополнительные элементы ↑

• Боковые прогоны служат дополнительной опорой для самой системы. Опорой для них служат либо строительные фермы, либо фронтоны дома. Если конструкция тяжелая, прогоны делают в виде «строительного подъема» или коромысла.
• Подкосы помогают разгрузить стропила в центре. Их устанавливают под все “ноги” под углом в 45° и больше. Таким образом можно устраивать двухскатную крышу до 14 м.
• Раскосы (диагональные балки) укрепляют стропила и помогают фронтонам противостоять сильным ветровым нагрузкам. Опора их верхней части – угол фронтона, нижней – центральная балка перекрытия.

Порядок монтажа ↑

Стропила можно устанавливать двумя способами:

• собрать ферму на земле и поднять ее наверх;
• собрать фермы прямо на месте установки.

Выбор способа установки, конечно, за исполнителем, однако, в любом случае при создании однотипных ферм удобнее использовать шаблон, согласно которому стропила будут подрезаться и соединяться.

Сделать подобный шаблон совсем нетрудно.

• Для этого берут две доски, чуть длиннее стропил, подымают наверх и устанавливают наподобие будущего строения.
• Выравнивают их по вертикали так, чтобы верхушка конька при этом была установлена в соответствии с чертежом, доски соединяют одним гвоздем.
• Опуская или подымая концы досок, добиваются требуемого угла наклона и соединяют доски при помощи поперечной планки и таким образом зафиксируют их в нужном положении.
• Чистовой вариант подгоняют под этот шаблон и соединяют.

Технология крепежа к мауэрлату ↑

Крепление – один из важных моментов при монтаже крыши. Стропила крепят к мауэрлату двумя способами.

Жесткое принципом данной технологии является исключение каких-либо воздействий на соединение – изгибов, поворотов, сдвигов. Такой статичности можно достигнуть выполняя крепления стропил при помощи уголков или опорных брусов. Можно также выполнить запилы на стропилах, использовать скобы, вбивать гвозди. Дополнительно крепят к стене проволокой или анкерами.

Скользящее (шарнирное). Такое крепление, имеющее 2 степени свободы, особо рекомендуется для деревянных домов. Движущейся частью в данной конструкции являются стропила. Его выполняют при помощи специального запила, закрепляя место сцепления двумя гвоздями, забиваемыми под углом, или металлической пластины, снабженной отверстиями для гвоздей и другими.

Фермы сначала монтируют в начале и в конце строения, после чего натягивают между ними шнур. Уровень горизонта должен получиться идеально ровным. Если обнаружится перекос, одну из ферм можно немного приспустить. Все другие стропила устанавливают под этот шнур с заданным в проекте шагом. После чего монтируют дополнительные элементы: подпорные балки, раскосы, рамы и ригеля.

В качестве примера, посмотрите видео: «Двухскатные крыши: монтаж стропильной системы».

На заметкуЗатруднений в установке простого каркаса не возникнет, если знать, каким образом устроена двускатная крыша — стропильная система под металлочерепицу, профнастил, ондулин или другое покрытие с учетом технических и технологических особенностей той или иной кровли.

© 2021

Гидроизоляция двухскатной крыши

После обрешетки стропильной системы конструкцию необходимо гидроизолировать. Изоляция выполняется либо из рубероида и подобных ему материалов, либо из специально предназначенных для этого пленок. Покрытие натягивается слева направо и снизу вверх, и прикрепляется к обрешетке скобами. Стыки проклеиваются строительным скотчем. Как правило, на двухскатной кровле предусматривается водоотводящая система. Если таковая присутствует, то кронштейны водоотводящих желобов крепятся к обрешетке перед укладыванием кровельного покрытия своими руками.

Висячая система наиболее популярна в небольших легких строениях, так как ставится быстрее и проще первого варианта, который используется в зданиях, на которые предполагается сильная нагрузка.

Основные соединительные узлы

Стропильный каркас называют системой, потому что все его элементы тесно взаимосвязаны и зафиксированы, в результате чего конструкция крыши приобретает устойчивую форму, жесткость и высокую несущую способность. Каждый соединительный узел между его частями является уязвимым местом, которое может легко деформироваться под нагрузкой, поэтому все крепления должны выполняться строго по технологии. Опытные мастера выделяют типы соединений в конструкции кровли:

1. Крепление стропил к коньковому брусу. Этот соединительный узел характерен только для наслонных стропильных систем, в которых верхней частью стропильная нога опирается на коньковый прогон, закрепленный на вертикальных стойках. Крепление стропил к нему может выполняться с помощью металлических накладок, гвоздей или скользящих креплений-ползунов.
2. Крепление стропил к мауэрлату. Наиболее важным крепежным узлом стропильного каркаса считается место соединения мауэрлатного бруса со стропильными ногами. Зафиксировать стропила на нем можно с помощью гвоздей, металлических уголков или деревянных брусков.
3. Соединение стропил между собой. Чтобы удлинить стропильные ноги, если длина ската превышает стандартную длину пиломатериалов, их собирают из нескольких элементов, соединенных между собой с помощью гвоздей, клея или металлических накладок.
4. Соединение стропильных ног с вспомогательными опорными элементами. В конструкции стропильного каркаса стропила могут соединяться с затяжкой, ригелем или подкосами для увеличения жесткости, прочности и несущей способности.

Учтите, что любые запилы, выполняемые, чтобы прикрепить стропила к балкам, мауэрлату или другим конструктивным элементам каркаса приводят к уменьшению их прочности, поэтому опытные мастера рекомендуют соединять их между собой с помощью уголков и накладок.

Несколько полезных рекомендаций непрофессиональному строителю

Чтобы стропильная система, выполненная своими руками, получилась надежной, воспользуйтесь следующими рекомендациями:

• Используйте строительный отвес для контроля положения стропила.
• Монтируя противоположные фермы, натягивайте между ними ориентир в виде шнура.
• Жесткость каркасу придадут подкосы, расположенные между серединой стропильной ноги и стойкой. Фиксируют их гвоздями.
• Заготавливая стропила заранее, следите, чтобы погрешность была минимальной, тогда элементы можно будет точно отрегулировать на месте.
• Как только завершите монтаж стропильной системы, переходите к устройству гидроизоляции и укладке кровельного материала, чтобы не подвергать древесину неблагоприятным атмосферным воздействиям.

Двухскатная кровельная система — вариант универсальный для любого покрывного материала. Под такой тип крыши вполне возможно собрать и выполнить монтаж стропильной системы самостоятельно. Важно, только соблюдать в точности советы профессионалов.

Подготовка и обработка пиломатериала для каркаса

Монтаж стропильной системы выполнить несложно, имея под рукой чертеж крыши, необходимые материалы и обладая опытом работы со столярными и плотницкими инструментами.

При выборе древесины для каркаса кровли предпочтение следует отдать предварительно высушенным доскам без гнили и с минимальным количеством сучков.

При этом категорически запрещается применять пиломатериал с большими выпадающими сучками, значительно снижающими прочность деталей.

При желании стропила, стойки, мауэрлат и другие элементы можно предварительно прострогать. Обработка антисептическими составами и антипиренами в два слоя обязательна.

Наносить протравы жидкой консистенции кистью или валиком сложно и занимает много времени. Гораздо эффективнее использовать окунание. Для этого из обрезных досок сечением 200х25 и длиной 6 метров изготавливают корыто, внутри которого одним куском расстилают полиэтиленовую пленку и фиксируют ее по краям строительным степлером.

В полученную емкость выливают несколько канистр антисептика, погружают в раствор пиломатериалы и, таким образом, проводят обработку за один раз. По инструкции запрещено смешивать составы с различным действием для ускорения пропитки.

Сборка стропильных ферм

У строителей нет единого мнения о том, где собирать фермы из стропил. Одни делают их на земле и уже готовые конструкции поднимают наверх для установки, другие предпочитают выполнять все работы на месте будущей крыши. Оба способа допустимы. Более безопасным является первый вариант, менее затратным – второй, так как для подъема крупногабаритных ферм потребуется кран-манипулятор, что сопряжено с дополнительными расходами.

Независимо от места выполнения работ первый шаг заключается в подготовке шаблонов для запиливания торцов деталей под определенным углом или необходимой формы. С учетом заданных параметров отмеряют нужную длину пиломатериалов и отрезают столярной ножовкой или циркулярной пилой.

Тематический материал:

• • Соломенная крыша своими руками
  • Ломаная крыша своими руками

Первую готовую ферму устанавливают вертикально на одном из фасадов дома и крепят к мауэрлату. Для удобства и надежности соединения можно к лицевой стене поставить и прибить пару толстых досок, которые не дадут стропилам опрокинуться. Фиксируют ферму к мауэрлату в нужном положении с помощью укосин и проставок.

Схема стропильной системы

Следующая стропильная пара крепится с учетом шага установки. Чтобы не измерять каждый раз необходимую величину, заранее заготавливают куски досок заданной длины и фиксируют их к мауэрлату между фермами. После установки всех стропил верхнюю часть опор соединяют коньковым прогоном. Для повышения прочности конструкции по бокам монтируют продольные бруски.

На этом установка стропил завершена. Остается только обшить фермы снаружи обрешеткой из необрезных досок, брусков или листов фанеры и ОСП, уложив утеплитель и пароизоляцию. Подробнее об этом читайте в других статьях.

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 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.

Мансардные окна

При планировании мансарды стоит учитывать рекомендации СНиПа. Они рекомендуют площадь окон делать не меньше 10% от площади пола. Так что если мансарда будет разделена на несколько помещений в каждом должно быть окно.

Устройство мансардных окон в крыше

Плюсы наклонного мансардного окна:

• большее количество света, не такие резкие границы света и тени;
• поверхность крыши остается ровной, не усложняется ее рельеф;
• относительно легкая установка.

Чем круче наклон относительно пола, тем меньше должна быть высота окна

Ширина рамы окна должна быть на 4-6 см меньше, чем шаг между стропилами. Тогда его легко можно будет установить, не нарушая строение каркаса. Если окно буде шире, необходимо делать усиленную балку над ним, рассчитать нагрузку.

Если нужно иметь большее по площади окно, проще поставить два нешироких рядом. Смотрятся они ничуть не хуже, чем одно большое, а проблем будет меньше.

Два окна рядом смотрятся ничуть не хуже, чем одно широкое

При установке окна-дормер геометрия крыши усложняется: появляется ендова сверху и по бокам. Из-за этого стропильная система становится более сложной и при планировании и при сборке. Возрастает также сложность укладки кровельного покрытия. Все ендовы — места самого вероятного появления протечек. Потому тут необходимо все делать очень тщательно. В регионах с большим количеством снега желательно над такими окнами устанавливать снегозадержатели: чтобы при резком сходе их не снесло.

Устройство вертикального окна-дормера в мансардной крыше

Плюс такого окна: возле него можно стоять в полный рост. Но света они пропускают меньше, сложнее становится рельеф и крыша становится более проблемной.

Утопленное окно обычно используют, если делают через него выход на балкон. В других случаях такой способ устройства — не лучший вариант: света попадает мало, тени получаются очень глубокими, что для глаза утомительно, геометрия тоже становится сложнее, хотя и не в такой степени, как в предыдущем варианте.

Самый простой способ — сделать окно в торцевой части мансарды. В этом случае не нужна усиленная рама или армированные стекла. Вполне достаточно просто качественных стекол. Именно этот вариант чаще всего можно увидеть на дачных мансардах: это самый недорогой вариант, который запросто реализуется своими руками.

Соединение стропил с мауэрлатом в зависимости от стропильной конструкции

Стропильная система для строительства крыши здания может иметь огромное множество вариантов. Это обеспечивается достаточно легкой обработкой дерева как строительного материала. Обобщенно можно выделить несколько видов таких систем: балки, арки, фермы и даже рамы.

В любом конкретном варианте стропильной крыши есть свои отличия в устройстве сопряжения стропил с мауэрлатом. Для зданий малых размеров (сарай, гараж, небольшой дачный домик и т. д.) можно сделать это соединение самому, руководствуясь выше перечисленными способами крепежа.

Для более ответственных зданий и сооружений производится расчет всех элементов сопряжения, включая металлический крепеж. По произведенному расчету подбирается материал, размер и количество необходимых деталей конструкции. Именно поэтому в таких случаях лучше доверить расчет конструкции специалистам.