Двускатная крыша: стропильная система под металлочерепицу

Конструкция стропильного каркаса крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые образуют фермы. Шаг, величину сечения между стропилами и другими опорами определяет расчет нагрузок, которым они подвергаются в процессе эксплуатации. Кровельный каркас выполняет следующие функции:

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).

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция стропильных систем, в основном, может классифицироваться, как минимум, по двум признакам. Первая классификация, подразумевает вариант, опирания несущих элементов кровли. Двускатная стропильная система крыши, капитального строения, в данном случае, включает следующие виды:

  • С висячими стропилами;
  • с наслонными стропилами.

Варианты двускатных крыш с висячими и наслонными стропилами

Устройство кровельной конструкции, с использованием наслонных стропил, предполагает опирание их, в двух точках. Данное кровельное сооружение, в этом случае, позволяет полностью избежать, возникновения серьезного распора. Для того, чтобы провести монтаж и качественно обустроить, таким образом, стропильную систему двухскатной крыши самостоятельно, нужны, в основном, следующие конструктивные элементы:

  • Стропильные ноги;
  • мауэрлат;
  • ригель;
  • при большом пролете несущих балок, промежуточные стойки и подкосы;
  • обрешетка и контробрешетка;
  • упорные бруски накладки.

В верхней точке, устройство предполагает опирание на ригель. В нижней точке, установка предусматривает опору – мауэрлат. Качественно собрать, данную конструкцию, самостоятельно, можно только в двух случаях:

Варианты сборки наслонной системы двускатной кровли

  1. В первом случае, наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами, не слишком большое. То-беж, подобное будет кстати, для небольшой постройки, где длина строения, позволяет выполнить устройство деревянного ригеля, в 6 метров. Если пролеты больше, то в качестве ригеля, можно устанавливать металлические балки. Или-же, деревянные брусья, с использованием промежуточных стоек. Их нужно располагать, в среднем, каждые 2 метра.
  2. Второй случай, когда доступен монтаж наслонной системы, двускатной кровли – это наличие, в середине, капитального строения, несущей стены. Устройство, подобного варианта, предусматривает передачу некоторой нагрузки, на внутреннюю стену. Такое обустройство, стропильной системы, подойдет для зданий, с достаточно большой шириной, где есть стеновое ограждение, посередине.

Висячие стропила

Второй, более сложный и трудоемкий, вариант – висячие стропила. Они на много сложны в расчете, но позволяют обустройство, подкровельного пространства, в доме со свободной планировкой. Подобная конструкция, предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части, кровельного сооружения. Система, предполагает опирание стропил, только в нижней точке. В верхней части, несущие балки надежно фиксируются промеж собой. Установка, подобной кровли, напоминает ферму. Конструкция стропил, работает на распор. Поэтому, очень важно, предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку, на несущие стены здания. Выполнить это, можно следующим образом:

  1. Обустройство монолитного пояса по обрезу стен;
  2. Надежно закрепить мауэрлат, двускатной кровли, к стенам дома;
  3. Для снижения распорного напряжения, устанавливается схватка.

Монтаж висячей стропильной системы двускатной кровли

Схватка (стяжка), является одним из значимых элементов, подобной двускатной кровли. Она значительно снижает напряжение и предотвращает, под действием распора, разращение стен. Располагают схватки, в основном, следующим образом: в уровне перекрытия или потолка мансарды.

Стоит заметить, что второй вариант, является менее надежным. Связано это тем, что если монтаж элемента выполнен на большую высоту, то стропила сильнее оказывают воздействие на разращение стен. Если схватка слишком длинная, тогда требуется ее, должным образом, усилить. Для этого, устанавливается – подвесок, соединяющий конек, с серединой затяжки. Тем самым, предотвращая ее провисание.

Только, стропильная система двухскатной крыши, с висячими стропилами, позволяет выполнить монтаж, после предварительной сборки ферм на земле.

Такой вариант сборки и монтажа, подойдет, если есть в наличии подъемная техника. Поскольку, готовая конструкция двускатной стропильной системы, слишком габаритная и тяжелая, чтобы совершить ее подъем самостоятельно.

Разновидности конструкций двускатных крыш

Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.

  • Простая равносторонняя двускатная конструкция

Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты

Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью.

Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки.

Читайте также:  Плюсы и минусы пустотных и ребристых плит перекрытия

Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.

  • Простая асимметричная двускатная конструкция

Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей

Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении.

Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов.

К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.

  • Ломаная двускатная конструкция

Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома

Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение.

Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил.

Оба ската «изломаны» — явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения

Мансардная ломаная стропильная система способна обеспечить для строения полноценный второй этаж с просторными комнатами, а при усиленном утеплении они могут использоваться в любое время года.

Обеспечение устойчивости крыши

На кровлю всегда действуют значительные нагрузки, поэтому конструктивная устойчивость чрезвычайно важна. Такая стабильность осуществляется при помощи различных деталей, которые дополнительно усиливают каркасную систему: раскосы и подкосы, различные диагональные детали, связывающие основные.

Все деревянные детали конструкции стропильной системы и всей кровли перед монтажом проходят тщательную обработку специальными смесями. Цель обработки – увеличить время службы деревянных деталей крыши. Для этого их обрабатывают антигрибковыми противомикробными растворами. Также деревянные элементы проходят обработку для уменьшения восприимчивости к огню.

Построить двухскатную мансарду сложнее, чем простую двухскатную крышу. Расчет площади двухскатной крыши

Разумеется, необходим предварительный расчет площади будущей крыши, чтобы приобрести нужное количество материала из дерева, утеплителей, пленок гидроизоляционных и паронепроницаемых. Рассчитать материал для двухскатной крыши нетрудно, потому что такая форма крыши не имеет сложных изгибов. В расчет не берутся мелкие детали, такие как проемы для дымоходов и вентиляции или для мансардных окон.

Для правильного подсчета следует расстояние конькового прогона умножить на длину от верха конька до перекрытия потолка. Полученное произведение этих данных означает сечение по вертикали подкрышного пространства, его максимальную площадь. Данную величину следует разделить на синус угла, который образуют стропила. Таким образом, определяется площадь одной стороны двухскатной крыши.

Количество необходимого материала для работы зависит от его разновидности и назначения.

Вариант #— сооружение по наслонной схеме

Основная задача реализации наслонной схемы строительства крыши над коробкой с фронтонами заключается в установке конькового прогона, который может быть:

  • Замурованным во фронтонные стенки. Торцы прогона укладываются в созданные специально под них ниши на деревянные подкладки. С обоих краев балка отесывается под углом 60º и окутывается рубероидом или подобным гидроизоляционным представителем. Между материалом стены и деревянной подкладкой аналогично должна быть гидроизоляционная прослойка. Отесанные торцы балки не нужно ничем обертывать, чтобы обеспечить вентиляцию. Деревянным краям прогона в нишах запрещено лежать впритык со стенками, чтобы из-за разницы в теплотехнике материалов не появился конденсат с последующим гниением древесины.
  • Пропущенным через стены. Прогон укладывается в сквозные отверстия, устроенные в стенах. По аналогии древесину от материала стены обязана отделять водоотталкивающая прослойка. Сначала настилается гидроизоляция, затем устанавливается деревянная подкладка, сверху которой располагается прогон, обернутый в месте пересечения стены гидроизоляцией.

читать статью:

Второй вариант с пропущенным через стенки коньковым прогоном считается предпочтительным в отношении распределения напряжений. Находящиеся снаружи коробки края балки работают как консоли, стремящиеся выгнуть балку вверх. Действующая на прогон в пределах пролета нагрузка старается прогнуть его вниз.

Направленные в противоположные стороны силы компенсируются, в результате пропущенный через стенки прогон практически не провисает и не деформируется. Второй внушительный плюс: выпуски балки за контур постройки самопроизвольно создают свес кровли. Хотя в первом варианте свес достаточно просто формируется путем выноса краев обрешетки за периметр коробки.

Как построить двускатную крышу наслонного типа над домом с фронтонами

Для изготовления прогонов и с последующим встраиванием в стены, и с пересечением их лучше использовать бревно. В нем сохранена структура волокон. Потому и несущая способность выше, чем у клееного бруса или собранной из доски балки.

Высоту установки прогона выбирают согласно архитектурным особенностям крыши. Чаще всего на мансардных объектах располагают в 2,2-2,5м от запланированной линии пола над перекрытием первого этажа.

Как правильно сделать двухскатную крышу своими руками над полумансардой

Читайте также:  Как правильно перекрыть крышу гаража — выкладываем все нюансы

Применение наслонной технологии заставляет обращать пристальное внимание на стены, предназначенные служить опорой для прогона. Особенно, если под нишей или сквозным отверстием располагается окно. Над оконным проемом независимо от его размера необходимо устроить не менее 6 рядов кладки с армирующей сеткой. Над проемами в бетонных стенах должны быть ж/б перемычки.

Как грамотно сделать двухскатную крышу для дома с каменными фронтонами

Способы крепления стропил к мауэрлату

Сам мауэрлатный брус крепят к стене следующим образом:

  • выполняют по периметру ж/б армопояс;
  • вмуровывают в него металлические шпильки;
  • насаживают брус на шпильки;
  • фиксируют сверху гайками.

Крепление стропил к мауэрлату с запилом – жесткое (не скользящее). Можно использовать, когда на точку крепежа не воздействуют крутящие силы.

В месте крепления стропила к мауэрлату двухскатной крыши вырезают седло по форме мауэрлатного бруса. Форма выреза, углы наклона границ варьируется в зависимости от угла ската. Рекомендуется заранее сделать шаблон и по нему выпиливать седла на всех стропилах.

Обратите внимание

В самом мауэрлате ничего выпиливать нельзя, это важный несущий элемент. Варианты крепления:

  • зафиксировать соединение тремя гвоздями. Один забивают вертикально в середине, два – по бокам стропильной ноги под углом;
  • установить с обеих сторон уголки;
  • использовать дополнительный подпорный брусок.

Крепление стропил к мауэрлату без запила выполняют с помощью «салазок». Такой вариант часто используется на бревенчатых срубах, где функцию мауэрлата выполняет верхнее бревно с круглым сечением.

Скользящий элемент состоит из двух перфорированных частей: уголок с петлей и кронштейн. Средние размеры:

  • высота 9 сантиметров;
  • ширина – 4;
  • длина – 9-16;
  • толщина стали 2 миллиметра.

Уголок монтируют на мауэрлат петлей наверх, кронштейн – на стропило, чтобы средняя часть оказалась в петле. Фиксируют гвоздями. Теперь при движении стропила вследствие усадки планка кронштейна будет смещаться в петле.

Крепление стропил односкатной крыши выполняется аналогично, если кровля укладывается на стены разной высоты. Если стены одинаковые, можно сначала сколотить на земле треугольную ферму, состоящую из балки перекрытия, стойки и самого стропила. При большой длине ската понадобится еще минимум один горизонтальный прогон.

Стропильные фермы – основа основ

Это понятие объединяет в себе ряд конструктивных элементов, так как они состоят из обрешетки, стоек и раскосов. По сути, эта жесткая конструкция и есть скелет кровли. В зависимости от размеров и личных пожеланий выделяют четыре вида ферм. Если ширина дома составляет от 12 до 24 м, тогда наиболее подходящими будет сегментная или трапециевидная форма.

Стропильные фермы разных размеров

Огромную роль играет и материал. Наиболее часто используется древесина. В этом случае монтаж балок происходит путем врубки и последующей фиксации гвоздями, саморезами и иными крепежными элементами. Однако не во всех случаях актуально применение дерева. Так, если длина пролета превышает 16 м, тогда более подходящими будут фермы с растянутыми металлическими стойками, так как обеспечить надежные крепления деревянных элементов в этом случае будет тяжело. Еще пользуется популярностью комбинированный тип, в котором одновременно используются и деревянные, и металлические детали.

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.

Плоская кровля

Традиционное расположение слоев в конструкции плоской крыши.

Такой тип кровли широко используется как в обустройстве жилых, так и производственных зданий. Он хорош тем, что имеет простой монтаж, доступную стоимость и дополнительную полезную площадь, которую можно использовать для устройства кафе, спортивной площадки, автостоянки, выращивания зеленых насаждений и пр. Водосток обычно внутридомовой, а край очерчен парапетом. Уклон крыши до 3% для обеспечения лучшего слива дождевой и талой воды.

Читайте также:  Армирование бетонной плиты: расчет материала и технология укладки

Существует два способа устройства основания плоской крыши: бетонное перекрытие (монолит или бетонные плиты) и балочное (как при скатной конструкции, но с минимальным углом наклона).

Бетонное перекрытие должно иметь теплоизоляцию в виде листов каменной ваты или пенопласта, которые укладываются поверх основания крыши. Следующим слоем служит армировочная стяжка. Завершает конструкцию гидроизоляционное покрытие.

Такой тип плоской кровли очень надежный и долговечный, может быть использован как терраса, но недостатком является большой вес, который подразумевает крепкий фундамент и прочные несущие стены здания.

Балочный способ возведения плоских крыш в основании имеет стропила (деревянные балки или двутавры из металла), а сверху настил из фанеры или OSB. Между балок кладется утеплитель.

В сравнении с бетонной крышей, балочное перекрытие менее надежно и со временем может давать прогиб, ведущий к деформации крыши.

Как соединяют узлы в коньковой части?

Существует три основных типа крепления в коньковых частях кровельной системы:

  1. Соединение встык.
  2. Крепление на основе конькового прогона.
  3. Коньковый стык внахлест.

С целью крепления первым способом обрезают коньковую часть с верхнего края под углом, который является одинаковым с углом ската крыши. Затем его упирают в необходимое стропило, которое должно быть тоже обрезано под углом, но с противоположной стороны кровли. Для обрезки углов иногда используют специальный шаблон.

Статья по теме: Пластиковых дверей устройство: характеристики

Как соединяют узлы в коньковой части?

Гвозди для соединения стропил под коньком должны быть размером 150 мм и больше, их понадобится две штуки. Каждый гвоздь забивается в стропила в их верхней части под соответствующим углом. Острый конец прибитого гвоздя обычно входит в срез стропила с противоположных сторон. Укрепления конькового стыка можно добиться путем наложения на него пластины из металла сбоку либо деревянной накладки так, чтобы достаточно было притянуть ее с помощью болтов либо гвоздей.

Схема вариантов крепления стропил к стене.

Соединение вторым способом, то есть через коньковый прогон, связано с укреплением стропил на коньковом брусе. Прогон представляет собой одну из дополнительных опорных балок или брусов, который является подпоркой стропил. Он располагается параллельно коньку или мауэрлату. Способ отличается от предыдущего тем, что между стропилами, которые спилены под углом, укладывается коньковая балка, что является трудоемким процессом, поэтому данный способ используется реже.

Более распространен способ, который схож с первым, но отличается он тем, что крепление производится внахлест, а метод стыка не применяется. Стропила должны при этом соприкасаться торцами, а не боковыми поверхностями. Стянуть стропила следует болтом или шпилькой, гвоздями. Это соединение применяется многими мастерами на практике.

В целом устанавливать стропила на мауэрлате можно путем создания конструкций кровельных стропильных систем, которые являются распорными либо безраспорными. Это определяет выбор соответствующего способа соединения мауэрлата и стропил, которые можно аналогично укрепить к коньку.

Основные недочеты при монтаже узлов крепления стропильной системы

Проблема выбора способа крепления стропильной системы к конструкции строения является очень важной при создании узлов крепления. Зачастую при создании узлов мауэрлат служит опорой для стропил. Крепление мауэрлатного бруса осуществляется «намертво» с помощью анкерных болтов к армированному поясу жесткости.

Как соединяют узлы в коньковой части?

Схема конькового соединения стропильной системы.

Возможным недочетом является незаанкерованный пояс жесткости, что может привести к опрокидыванию мауэрлатного бруса и нарушению устойчивости кровельной стропильной системы. Происходит расшатывание крыши, а кровля при этом сползает. Из-за ошибочного размещения анкерных болтов или неправильно выполненных отверстий крепление является уже неэффективным.

Статья по теме: Ламинат для водяного теплого пола: какой выбрать лучше, подогрев и укладка, теплопроводность и маркировка

Если гайки навинчивают с перетягом на болты, то узел крепления становится непрочным и подвергается скорому разрушению. Для создания узла крепления при этом иногда применяется проволочная скрутка.

При строительстве стропильной системы следует соблюдать безопасность соединений.

Например, если стропильная конструкция совмещается с перекрытием без учета несущей способности перекрытия чердака, то это является наиболее опасным моментом, который может повлечь разрушение постройки.

Как соединяют узлы в коньковой части?

Узел крепления стропил к мауэрлату.

Если затяжку меняют на сборную железобетонную балку перекрытия, предназначенную на изгиб, то использование сборных железобетонных балок должно быть эффективным за счет их жесткого закрепления в армированном поясе жесткости перекрытия, который устроен с использованием арматурного каркаса. Его ось должна идти в одном направлении с действующими силами.

Вместе с тем наличие недочетов в процессе создания стропильной системы, которая является несущей деревянной конструкцией перекрытия, зачастую возникает по причине недопонимания функций, выполняемых затяжкой и ригелем во всей кровельной системе. Затяжка отличается от ригеля тем, что она представляет собой продольную, а ригель — поперечную балку.

Строительство стропильной системы связано с созданием распорной системы, работающей по принципу расхождения внизу плоскостей, что происходит под влиянием не только их собственного веса, но и нагрузки, которая приходится на линию пересечения плоскостей, чему должна препятствовать поперечная балка, то есть затяжка.

Приступая к устройству крыши, следует выяснить все моменты, связанные с допущением определенных ошибок, возникающих при выполнении работ по устройству стропильной системы. Устройство кровли дома связано с возможными трудностями и недочетами, не позволяющими достичь поставленной цели.