Крепление стропил к балкам перекрытия двухскатной крыши

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).

Описание элементов стропильной системы

Свое название стропильная кровля берет от названия главного элемента в конструкции. Стропила это брус с прямоугольным сечением, образующий верхний угол треугольной крыши.

Самая простая двускатная крыша представляет собой две прямоугольные плоскости, соединенные под углом и закрепленные поверх верхнего обреза стен. Стропила двускатной крыши принимают на себя не только вес всех элементов, но и давление или подъемную силу ветра, а зимой еще и тяжесть накопившегося снега. Запас прочности стропильной системы должен с лихвой перекрывать все возможные нагрузки, включая вес людей, приспособлений и механизмов, необходимых для возведения или ремонта крыши.

Элементы стропильной системы двухскатной крыши

Стропильная система двухскатной крыши состоит из следующих элементов:

• Мауэрлат. Брус хвойной породы, уложенный и закрепленный по периметру стен. Стропильная крыша опирается на него, и он играет основную роль в равномерном распределении веса конструкции на несущие стены строения. Сечение зависит от конкретной конструкции, но наиболее часто берется стандартное значение 10х10, 10х15 или 15х15 см. Мауэрлат устанавливается на анкеры или стержни с резьбой, закрепленные в стене. Крепление мауэрлата должно выдерживать усилие опрокидывающих нагрузок на крышу от действия ветра.
• Стропильные ноги. Чаще всего именно их имеют в виду, когда говорят стропила на крышу — это также брус хвойной породы, имеющий прямоугольное сечение. Размеры сечения: 15х5 см или 15х10 см. Стропильные ноги образуют треугольную крышу и несут тяжесть всей кровли, снега и ветровых нагрузок.
• Лежень. Укладывается на внутреннюю несущую стену и играет роль мауэрлата для равномерного распределения веса крыши по всем опорным стенам. Размеры сечения 10х10 см или 15х15 см.
• Стойки. Промежуточные опорные элементы, требующиеся для обеспечения нужной жесткости крыши. Размеры сечения — такие же, как у лежня.
• Затяжка. Не дает расползаться стропилам под действием веса кровли. Затяжка стягивает нижние части стропил и завершает конструкцию треугольника.
• Подкосы. Элементы прочности и жесткости конструкции, необходимые для пологих крыш с длинным скатом. Они устраняют провисание стропил и завершают конструкцию фермы большого пролета. Благодаря подкосам ферма может выдержать очень большие нагрузки. Когда монтируется двускатная крыша, стропильная система под металлочерепицу невозможна без этих важных компонентов.
• Обрешетка. Обеспечивает поперечное взаимное крепление стропильных ног, равномерно распределяет вес кровли на стропильные ноги. Учитывая специфику эксплуатации — для обрешетки лучше брать обрезные хвойные плотные пиломатериалы. В крайнем случае, подойдет и необрезная доска, но без коры и с малой шероховатостью. Под мягкую кровлю требуется сплошная обрешетка, без зазоров. Худший вариант — толстая влагостойкая фанера. Использовать для этой цели любой вид волоконно-стружечных плит ни в коем случае нельзя!
• Конек крыши. Является элементом крепления двух соседних скатов. Размеры и форма сечения конька определяется конструкцией кровли с учетом расчетного веса стропильной конструкции и кровли.
• Свес крыши и кобылки. Выступающие элементы крыши, защищающие стены от воздействия осадков и погодных факторов. Кобылки не испытывают серьезной нагрузки, но должны выдерживать вес свисающей кровли и водостоков, наполненных дождевой водой или снегом.

Конструкция системы стропил ↑

Как уже было отмечено, залогом прочности любой крыши является ее стропильная система. По  конструкции они подразделяются на наслонные и висячие.

Висячая ↑

Висячие стропила представляют собой брусья, имеющие только две точки опоры, а именно стены дома. На каждую ногу в этом случае действуют в основном нагрузки двух типов – изгиб и сжатие.

Висячие передают по горизонтали приходящуюся на них нагрузку (вес кровли, снеговую, ветровую) на свои точки опоры, то есть на стены, как разводящее усилие. Для снижения его влияния стропила соединяют деревянной или металлической затяжкой. В стропильное устройство ломаной двухскатной крыши подобные затяжки – балки перекрытия. При величине пролета от 8 м, под каждую ферму дополнительно устанавливают бабки с подкосами.

Наслонные стропила представляют собой брусья, имеющие промежуточную подпорку, которая опирается на дополнительные опоры или внутреннюю стену дома. Основное воздействие этой системы на опоры – изгиб. В несущей конструкции крыши можно использовать только наслонные, если промежуточные опоры находятся друг от друга на расстоянии до 6.5 м.

На заметкуУстройство двухскатной крыши может предполагать наличие обоих типов как наслонных, так и висячих.

Наслонная конструкция легче, чем система висячая или комбинированная.

Схема также может содержать элементы будущей мансарды. Вертикальные стойки, укрепленные подкосами и ригелями, которые устанавливают в этом случае, могут служить в будущем частью мансарды. Опорой для них служат балки перекрытия. Читайте: Монтаж стропильной системы двухскатной крыши.

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Классификация по типу ската

Второе разделение, можно сделать по типу ската. Стропильная система двухскатной крыши, предполагает наличие двух видов конструкции:

Двухскатная крыша c ломаными и прямыми скатами

1. С прямыми скатами. Довольно простой и менее трудозатратный, вариант. Позволяет выполнить монтажную работу, быстро и без серьезных затруднений. Большим минусом, такого вида кровли, является маленькое пространство мансарды.
2. С ломаными скатами. Такой тип кровли дома, более сложный в исполнение. Предполагается наличие линии, которая позволяет изменять угол наклона. Его, в нижней части ската, нужно делать большим, чем в верхней. Такой подход, позволяет поднять потолок и серьезно увеличить полезную площадь мансарды. Монтаж, подобной стройконструкции, предполагает установку, в месте перелома, дополнительного ригеля.

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.

Обязательные предосторожности

Для обеспечения долговечности и надежности стропильную конструкцию под металлочерепицу обязательно обрабатывают специальным раствором, делать это лучше заранее, для того чтобы обработать все места, поскольку некоторые из них будут недоступны после закрепления.

Чтобы в стропилах не завелись жуки-точильщики, которые со временем могут источить всю деревянную часть крыши, нужно произвести обязательную обработку антисептиком. Своевременность обработки избавит вас не только от насекомых, но и от плесени и грибка, которые могут разрушить стропила еще быстрее, чем жуки-точильщики.

Необходимость обработки стропил специальными средствами в качестве защиты от огня не вызывает сомнения. Выбрав любую подходящую по своим свойствам пропитку и обработав стропила, вы можете быть уверены, что намного повысите их сопротивляемость к огню.

Каркас под ондулин, профнастил и мягкую кровлю

Относительно новыми на рынке материалов являются такие виды кровли, как профнастил и ондулин. При этом они с успехом используются как при устройстве двускатной, так и вальмовой крыши.

Вес этих материалов практически равен весу металлочерепицы, поэтому расчет ширины шага стропил будет подобным расчету при укладке металлических листов. Шаг стропил под профнастил определяется из диапазона 60 – 90 см, под ондулин – 60 – 100 см.

Достаточная толщина самих стропил при покрытии крыши ондулином и профнастилом – 50*200 мм.

Если необходимо увеличить расстояние между центрами стропил, то можно увеличить прочность поперечной обрешеткой.

Правило установки обрешетки под профнастил аналогично установке обрешетки под металлочерепицу: последнюю доску необходимо брать более широкую, чем остальные (как правило, на 15 см толще).

Видео:

Обрешетку под ондулин необходимо делать сплошной для увеличения сопротивляемости материала различным погодным условиям.

Говоря об устройстве стропильной системы под мягкую кровлю, стоит вспомнить о представленных на рынках видах такого материала: это рулонный тип кровли и битумная черепица.

Само название говорит о том, что для мягкой кровли необходимо очень прочное основание, которое позволит выдержать тяжелый снежный покров, порывы ветра и проливные дожди.

Главные требования, предъявляемые каркасам крыш под мягкую кровлю, – они должны быть прочными и ровными.

Прочность должна быть рассчитана на толщину снега, характерного для региона, в котором возводится строение, и на средний вес взрослого мужчины, чтобы была возможность устранения неполадок.

Ровной крыша должна быть по той причине, чтобы исключить возможность провисания под воздействием вышеописанных погодных явлений.

Между осями стропил для каркаса крыши с мягкой кровлей шаг должен быть небольшим, не более 50 см.

Если шаг все же больше, потребуется сделать черновую обрешетку, на которую будет смонтирована уже основная, сплошная.

Контробрешетка поможет мягкой кровле не прогнуться и на порядок увеличит срок ее службы. Для сплошной обрешетки чаще используют доску 30 мм либо плиту ОСБ 20 мм.

Если мягкая кровля предусмотрена как покрытие для вальмовой крыши с организацией мансардного пространства, то необходимо подумать о ее утеплении, продумав подшивку для прокладки утеплителя, гидро- и пароизоляции.

Это все тонкости устройства каркаса крыши под мягкую кровлю.

Расчет шага в зависимости от кровельного материала

Для каждого покрытия разрабатываются собственные нормы и размеры, предъявляемые к стропильной системе. Основными факторами являются прочность материала, его вес и устойчивость к внешним нагрузкам. Рассмотрим основные виды покрытий.

Профнастил

Что такое висячие стропила и расчет конструкции

Шаг стропил под профнастил может колебаться от 0,6 до 0,9 м. Конечный результат зависит от дополнительных условий, о которых поговорим ниже. Если по каким-то причинам шаг должен быть больше, добавляют поперечную доску с большим сечением. При этом обычно сами стропила выбирают размерами 50х100 или 50х150 мм.

Помимо стропилин, применяют обрешетку 30х100 миллиметров. Промежуток между досками должен быть около 0,5 метра. Он может быть и больше, все зависит от типа профнастила и высоты волны. Доски обрешетки, выступающие за границы карниза, должны иметь толщину на 1,5 см больше обычного. Это делается из расчета необходимости крепления вентиляции, дымохода или водостока.

Керамическая черепица

Главной сложность проектирования стропильного каркаса под керамическую черепицу является большой вес материала ля крыши. Он тяжелее профнастила в 10 раз и на квадратный метр приходится от 40 до 60 кг.

Под такое покрытие используют сухие балки, с влажностью всего 15%. Их сечение должно быть либо 50х150, либо 60х180 мм. При таких показателях максимально допустимое расстояние между стропилами может быть 1,3 метра. Минимальный допустимый шаг, через который можно ставить стропила, составляет 0,8 м. На окончательное решение влияет уклон кровли: при 15° шаг делают 0,8 м, при 75° — 1,3 м.

В расчет также принимается длина стропильной ноги, чем она короче, тем больший промежуток, и наоборот. Кроме того, если уклон меньше 45°, и планируется передвижение по поверхности, балки ставятся с шагом не больше 0,85 м.

Расстояние между досками обрешетки подбирается так, чтобы каждое пересечение черепицы имело собственное основание. Стандартная длина материала равна 400 мм, а величина нахлеста при монтаже колеблется между 55 и 90 мм. Получается что расстояние между центральными осями обрешетки может быть либо 310, либо 345 миллиметров.

Металлочерепица

Устройство и размер шага обрешетки под металлочерепицу

В последние годы особо остро стоит вопрос: как определить расстояние между стропилами под металлочерепицу?. Она имитирует более дорогой керамический материал, но при этом имеет положительные свойства профнастила. Монтаж такого покрытия прост и не требует больших финансовых затрат. Все это делает материал привлекательным для крыш частных домов.

Масса металлочерепицы меньше керамической, поэтому требуется более простой каркас. Уменьшается сечение балок до 50х150 мм и увеличивается шаг между обрешеткой. Шаг стропил под металлочерепицу колеблется между 0,6 и 0,95 м.

Для металлочерепицы специалисты рекомендуют использовать утеплитель толщиной метра. Все же, если планируете сделать жилую мансарду установите маты или плиты толщиной 0,2 м.

Ондулин

Допустимый шаг для покрытия из ондулина составляет 0,6—0,9 метра. Стандартное сечение стропил — 50х200 миллиметров. Такие размеры позволят выдержать создаваемую нагрузку кровельного пирога на двускатную крышу.

Поверх контробрешетки крепят обрешетку из брусков размерами 40х50 миллиметров. Шаг между центральной осью составляет 600 мм.

Расчет кровли и материалов

Расчет сложной двухскатной кровли проводить самостоятельно довольно сложно. Поэтому при установке нестандартной крыши лучше обратитесь к специалистам. А вот расчет классической конструкции с двумя скатами выполнить гораздо легче.

Площадь и уклоны кровли рассчитывают следующим образом:

• Определяют длину каждого ската. Для это вычисляют расстояние между крайней точкой карниза и нижним краем конька;
• На размеры высоты до конька влияет расстояние между стропильными ногами. Для вычисления высоты, половину расстояния между стропильными ногами умножают на тангенс угла наклона;
• Сечение бруса определяет длина стропил и расстояние между стропильными ногами;
• Длина бруса вычисляется делением высоты конька на синус угла уклона;
• При расчете учитывают каждый элемент кровли, среди которых парапеты, свесы и другие детали. Обращайте внимание только на те конструкции, которые увеличивают объем крыши. При расчета не учитывают мансардные окна, дымоходы и вентиляционные шахты;
• Выбирают и рассчитывают количество кровельного покрытия. Учтите, что после покрытия черепицей или рулонным материалом длина каждого ската уменьшается примерно на 0,7 метров.

Для расчетов вам потребуются следующие формулы:

Нк = Lпр х tgA,

где Нк — высота конька, Lпр — половина длины пролета дома (расстояния между стропильными ногами), tgA — тангенс угла уклона

Lc = Hк / sin A,

где Lc = длина стропил, Нк — высота конька, sin A — синус угла наклона.

Необходимые данные для расчетов вы найдете в таблице:

Угол уклона	Синус угла (для расчета длины стропил)	Тангенс угла (для расчета высоты конька)
15о	0,26	0,26
20о	0,34	0,36
25о	0,42	0,47
30о	0,5	0,59
35о	0,57	0,76
40о	0,64	0,86
45о	0,71	1
50о	0,77	1,22
55о	0,82	1,45

После создания проекта, расчета кровли и выбора стройматериалов приступают к монтажу конструкции. Далее рассмотрим, как устанавливается стропильная система двухскатной крыши из профнастила и другого материала.

Виды стропильных систем

При строительстве любого здания на усадьбе, будь то дом, баня или летняя кухня, приходится уделять большое внимание выбору типа кровли.

Несмотря на то, что плотники, которых привлекают к выполнению строительно-монтажных работ, обладают достаточным опытом, на каждом новом объекте им приходится приспосабливаться к конкретным условиям. Особенно в тех ситуациях, когда дом возводится без детальных чертежей.

Выбор сечения балки перекрытия и способ крепления стропил делается по аналогии с другими объектами.

Прежде чем начинать монтаж кровельной системы, выбирается определенный тип кровли – металлочерепица, ондулин или традиционная профилированная сталь.

Перечень кровельных материалов можно продолжить.

В этом контексте важно подчеркнуть, что выбирать конкретный материал необходимо с учетом габаритов здания. Одно дело, когда требуется покрыть баньку размером 3х4 м.

В этом случае дешевле использовать балки перекрытия небольшого сечения, крепление стропил к балкам выполнить с помощью металлических уголков, а в качестве кровельного материала взять рубероид с насыпкой.

При строительстве особняка большой площади подобный подход не годится. Для такого объекта важно выбрать соответствующую стропильную систему, которая будет надежной и легкой.

Проектируя конструкцию кровли, рассчитывая сечение балок перекрытия и способы крепления стропил, необходимо учитывать следующие параметры:

• собственную массу стропильной системы;
• массу кровельного материала;
• величину атмосферных нагрузок.

Это очень важный этап в процессе проектирования дома. От полученных расчетов зависят объем и глубина залегания фундамента, а также толщина стен.

Можно поступить и по-другому, когда сруб уже готов и осталось только смонтировать кровлю. В такой ситуации надо выбрать одну из двух стропильных конструкций – с висячими стропилами либо с наслонными.

Висячие стропила можно использовать для относительно небольших построек. Если ширина дома не превышает 6 м, то выбирается данная система.

Нижняя часть стропильной ноги крепится на мауэрлат, а вверху выполняется опирание одного стропила на другое. Мауэрлат – это деревянный брус, который уложен наверху стен по периметру дома.

Видео:

Чтобы уменьшить распирающее усилие стропил на стены, в конструкции предусмотрен поперечный брус, который называется затяжка.

Наслонными конструкциями оборудуют большие дома, шириной от 10 м и более. При этом внутри здания посередине должна иметься стена или специальные колонны.

Монтаж вальмовой крыши

При обустройстве вальмовой крыши нога стропильная нередко оказывается длиннее 6 м. Здесь требуется выполнить наращивание. Две стропильные доски спаривают. При этом требуется выполнить их усиление. Эта процедура предполагает обустройство подкосов. Это вертикальные стойки, которых в конструкции устанавливают не больше 2 штук.

Эти элементы усиления опираются на подкладку из древесины. Она монтируется на перекрытие или на затяжку. Диагональные стропильные элементы всегда оказываются длиннее, чем рядовые. Они подвергаются нагрузке, которая в 1,5 раз больше обычной. Поэтому процедура усиления в этом случае просто незаменима.

Ознакомившись с таким элементом, как нога стропильная, каждый начинающий строитель сможет вникнуть глубже в процесс возведения кровли. При соблюдении всех строительных норм и правил можно добиться высокого качества конструкции.

Постройка любого дома завершается возведением крыши, для которой необходимо сделать стропильную систему. В ее конструкцию входят: мауэрлат, стропильные ноги, подкосы, затяжки, нарожники, стойки, шпренгели, обрешетка и другие элементы, обеспечивающие жесткость и прочность.

Стропильная нога в разных конструкциях крыш может называться накосной (диагональной) или рядовым стропилом. Размеры стропильной ноги подбирают исходя из постоянных и переменных нагрузок, которые в дальнейшем будут воздействовать на кровлю. Это необходимо для того, чтобы стропила получились достаточно прочными, чтобы выдержать воздействие.

• вес покрытия;
• масса прочих элементов стропильной конструкции;
• вес гидро- и пароизоляционных материалов;
• массу отделки потолка, если имеется мансардное помещение.