Безраспорная стропильная система двухскатной крыши

Ежедневно на земле появляются новые дома, которые строятся по абсолютно разным технологиям. Методом проб и ошибок люди выбирают для себя оптимальную конструкцию, которая будет долго и качественно им служить. Выбор системы строительства крыши – одни из важнейших вопросов, решаемых в процессе проектирования дома. В настоящее время востребованной становится стропильная система крыши, которая применяется уже довольно давно и имеет много плюсов.

Алгоритм расчета стропильной системы

Как уже выше упоминалось, расстояние между стропилинами задается на начальном этапе и зависит от характеристик утеплителей. Они влияют еще на один их важный параметр – ширину досок.

Она должна учитывать минимальную толщину утеплительного слоя с учетом климатической зоны расположения здания. Если в холодных регионах утеплитель должен иметь толщину 20 см и более, то для более теплого климата достаточно 10 см утеплителя. Соответственно, ширина доски для стропилин от 20 см до 10 см.

Практический совет. Всегда нужно учитывать стоимость пиломатериалов. Есть варианты, когда намного выгоднее для стропильных ног использовать доски шириной 10 см, а глубину ниши под утеплитель увеличивать за счет наращивания обыкновенными тонкими низкокачественными. Но во всех случаях главный критерий размеров – возможность держать максимальные расчетные нагрузки.

Расчет стропилин выполняется в несколько этапов.

Элементы стропильной системы

Мауэрлат. Монтаж нижней части стропил осуществляется путем прочной установки на мауэрлатный брус, который укладывается на верхнюю плоскость несущих стен. Между мауэрлатом и стеной обязательно должна находиться гидроизоляция. Чтобы мауэрлат прочно был прикреплен к стене, необходимо в ней установить резьбовые шпильки. Далее на выступающие концы насаживается брус, который затягивают гайками с широкой шайбой.

Схема крепления мауэрлата.

В большинстве случаев под мауэрлат используют брус с d18…20 см. Если же стропильные ноги устанавливаются с шагом 1,5…2 метра, тогда для места опоры можно использовать отдельные коротыши, длина которых составляет 60…80 см.

Коньковый прогон. Любая несущая конструкция кровли в своей вершине имеет коньковый прогон, который соединяет между собой вершины стропильных ног. Именно на него в дальнейшем и будет осуществлен монтаж конька крыши. Своими концами прогоны могут упираться в торцевые стены здания, на стены лестничных площадок либо на брандмауэрные стены, возведенные на всю высоту чердачного помещения в целях пожарной безопасности.

Схема устройства конькового прогона.

Если же по проекту имеются интервалы в поперечных стенах, возникает необходимость создать дополнительные опоры в виде стоек, подкосов и шпренгелей. Опорами в данном случае служат внутренние стены или кирпичный (железобетонный) столб, доходящий до верха чердака.

Коньковый прогон является одним из самых сильных элементов стропильной системы, поскольку наличие длинных пролетов увеличивает нагрузку, исходящую от всех стропильных ног. Чтобы создать прочную конструкцию, необходимо произвести точные расчеты и монтаж прогона в строгом соответствии с технологическим процессом.

Обычно для таких целей подбирается:

  • бревно d 20…26 см;
  • брусья, сечение которых не менее 18…26 см.

Фронтоны кровли могут иметь большую парусность. Уменьшить на них ветровую нагрузку могут диагональные связи. Для этого в каждом скате кровли устанавливается необходимое количество таких элементов. Ими могут быть 30…40 мм доски, монтаж которых выполнен к основанию стропильной ноги.

Схема комбинированной стропильной системы: Р и Р1 — сосредоточенные силы от веса прогонов и крыши на них вместе со снеговой, ветровой и пр. нагрузками (равны реакции опор прогонов).

Особого внимания требует изготовление стропильных конструкций для сырых деревянных срубов, где материалу необходима усадка. Конечно, можно на некоторое время отложить строительство и дать дереву подсохнуть, однако такой подход не всегда разумен. Выходом из положения будет монтаж скользящих опор либо компенсаторов усадки (винтовых домкратов). Что касается последнего способа, возникает необходимость в проведении высокоточных ручных работ квалифицированными специалистами. Поэтому на практике использование скользящих опор под стропильные конструкции считается самым приемлемым вариантом.

Дерево относится к дышащему материалу, которое даже после усадки может изменять свои свойства. Спровоцировать такие колебания может погодный фактор. Поэтому скользящее крепление для стропил компенсирует такие последствия. Но не стоит забывать, что монтаж шарнирных устройств требуется не только для нижней части стропильных ног. Необходимо предусмотреть такие соединения и в месте опоры с коньковой балкой.

Строительство крыши со сложными ломаными формами требует особого мастерства. В данном случае выполняется чередование наслонных и висячих стропильных ферм. Для повышения жесткости таких систем под коньковый прогон устанавливают стойку с подкосами, что позволяет увеличить расстояние между боковыми опорами на 12 метров.

Стропильная система может быть выполнена не только из дерева. В зависимости от назначения здания, она изготавливается из металла, железобетона или полимерного материала. Наиболее популярным материалом для стропильной конструкции крыши остается дерево. Поскольку изготовление стропил, последующий их монтаж и необходимая подгонка на месте особого труда не составляет. А экологические свойства материала являются последним фактором в пользу их применения.

Стропила, изготовленные из металла или железобетона, отличаются своим большим весом и сложностью крепления. Кроме того, в уже готовой конструкции отсутствует возможность подгонки размеров. Обычно они применяются для построек из камня или бетона. Полимерные стропила являются новинкой строительного рынка, практика применения которых не велика. Поэтому затруднительно оценить свойства этого материала, и, прежде чем использовать его, стоит все нюансы предусмотреть. Удачного строительства!

Читайте также:  Как покрыть крышу металлочерепицей своими руками

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Как устроена мансардная крыша (с чертежами и схемами) читайте тут. 

Установка стропил двухскатной крыши своими руками — видео

Как сделать стропильную систему своими руками? Какие бывают варианты крепления стропил? Из статьи вы узнаете, как устроить висячие или наслонные стропила и в каких случаях они применяются. Мы приведём примеры приёмов профессионалов при создании двускатной стропильной системы.

В предыдущих статьях мы рассказали о стропильной системе и об особенностях устройства двускатной кровли . В этой статье вы найдёте пошаговые руководства для монтажа своими руками. Чтобы в точности исполнить руководство, будут приведены необходимые термины, без понимания которых правильный монтаж будет невозможен.

Основные элементы

Стропило состоит из ряда отдельных элементов. Прежде всего, необходимо разобраться как они называются и какую роль выполняют:

  1. Мауэрлат. Это, своего рода фундамент всей системы. Благодаря ему вся нагрузка крыши распределяется равномерно на стены здания.
  2. Прогон. Служит в качестве скрепления стропильных ног. Боковые прогоны располагаются сбоку, а коньковые сверху.
  3. Стропильная нога. Этот элемент и определяет наклон всей крыши. Также она формирует ту или иную ее форму.
  4. Затяжка. Используется для того, чтобы ноги стропил не разъезжались.
  5. Подкосы и стойки. Позволяют стропильным ногам иметь достаточную прочность и жесткость.
  6. Обрешетка. Она набивается перпендикулярно стропильным ногам. На нее осуществляется крепление кровельного настила.
  7. Конек. Это верхняя точка скатов, в которой они соединяются. Для дополнительного его усиления, вдоль набивается сплошная обрешетка.
  8. Кобылки. Если длины стропильных ног недостаточно, то их применяют для создания свеса.
  9. Свес. Благодаря этому элементу стена защищается от попадания на нее дождя.

Установка стропил под металлочерепицу

Так как монтажные работы осуществляются на большой высоте, то при необходимости собрать каркас для несущей стропильной системы можно на земле, после чего поднять и зафиксировать ее на крыше. Для этих целей оптимальнее всего создать специальный шаблон либо схему стропильной системы под металлочерепицу из досок, согласно которой будет выполняться монтаж.

Установка стропил под металлочерепицу

Весь процесс осуществляется поэтапно:

  1. Первым делом доски поднимают над стеной строения, выравнивают и фиксируют при помощи гвоздей.
  2. Согласно проекту должно быть осуществлено выравнивание досок под определенным углом наклона, после чего происходит надежная фиксация всех элементов.
  3. В конечном итоге должна быть получена конструкция, которая по внешнему виду и форме напоминает стропильную систему. Изготовление обязательно должно выполняться с учетом произведенных расчетов.
  4. Затем необходимо опустить шаблон на землю и установить все чистовые элементы.
Установка стропил под металлочерепицу

Не стоит также забывать про установку опорных элементов, а именно, мауэрлата. Укладка выполняется на несущие стены в продольном положении. В качестве крепежных элементов используют специальные шпильки либо катанки.

Читайте также:  Обратный и воздушный клапаны для канализации в вопросах и ответах

Следующим этапом является монтаж конькового прогона, который используется в качестве опорной части для всех кровли. Для работ потребуется использовать брус либо отесанное бревно. В тех случаях, когда длина ската не превышает 6 м, то можно обойтись без дополнительных опорных элементов.

Установка стропил под металлочерепицу

Когда установка всех элементов подошла к концу, можно приступать к монтажу и дальнейшим монтажным работам по обустройству стропильной системы согласно прилагаемому шаблону.

Мауэрлат можно закрепить несколькими способами:

Установка стропил под металлочерепицу
  • жестким соединением – в данном случае должен быть использован брус либо уголки, намного реже используют гвозди и скобы, особенностью является тот факт, что потребуется дополнительно привязывать стропила к стене, используя для этих целей анкера;
  • скользящий способ – в таких случаях должно быть создано шарнирное соединение, выполнить его можно благодаря стыковке элементов с запилами.

Во время работы должно соблюдаться расстояние шага стропильной системы.

Установка стропил под металлочерепицу

Какие различают стропилы

Есть пару разновидностей стропильных механизмов, которые включают каркас с обрешеткой. В основном для данных задач используется древесина, однако при огромной нагрузке и больших площадях наклонной поверхности данный материал не стоит использовать.

Тогда можно применять лишь древесину, вы можете благодаря большому количеству стропильных ножек и возрастанием площади сечений. К тому же выясняется иная нагрузка на несущие стены и фундамент. Снимать нагрузку с основы постройки и стены способны крепкие металлические постройки либо сочетания металла с древесиной.

Металлические

Какие различают стропилы

Как материал производства выбор останавливается на профиле из оцинкованной стали. Обрешетка со стропилами из этого материала отличаются влагоустойчивостью, прочностью и легкостью.

Допустимым шагом обычно является 200 см. Используется данный способ от 7 м. Использование гнутого типа профилей дает возможность сводить к минимуму затраты сырья.

Деревянные

Дерево незаменимо при обустройстве ската около 7-10 м.

Крепеж обычно гарантируется металлической деталью.

Допустимым шагом является около 0,8 м.

Какие различают стропилы

Комбинированные

Сочетание стропил из двух этих материалов дает возможность возводить систему, которая намного доступнее по цене, сравнивая сколько стоят металлические стропила.

Комбинированная система обустраивается с учетом некоторых правил: особой обработки применяемых деревянных деталей и использования гидроизоляции. Это нужно для того, чтобы увеличить эксплуатационные свойства дерева при ее рядом расположении к металлу.

Обработка дерева для стропильной системы

Трудно найти более экологичный материал, чем древесина, но ее натуральность влечет за собой ряд проблем.

Основные из них при строительстве кровельных каркасов – склонность к гниению и высокая воспламеняемость.

Последняя характеристика особенно высока у хвойных пород древесины, которые чаще всего используются для стропильных систем, что связано с высоким содержанием смол.

Вот почему каждый миллиметр поверхности бруса должен пройти два вида обработки:

  1. антибактериальным составом, который предотвращает размножение микроорганизмов, участвующих в процессе гниения;
  2. противопожарной (антипиретической) пропиткой. Она не способна сделать материал полностью негорючим, но существенно отодвигает момент воспламенения, обеспечивая время на тушение огня.

Даже если вы приобретаете уже обработанную древесину, а во многих случаях так и случается, новые спилы все равно нуждаются в пропитке. В противном случае они станут слабыми местами всей конструкции.

Подверженность древесины разрушению волокон и утрате прочностных характеристик вследствие гниения или возгорания зависит в том числе и от преобладающего типа климата.

В регионах с повышенной влажностью выше опасность гниения древесины, а в засушливом жарком климате прежде всего стоит опасаться пожара.

Обработка дерева для стропильной системы

С учетом всех этих факторов и следует выбирать пропитки, которых на современном рынке достаточно большое количество.

Антибактериальные составы могут защищать от различных типов микроорганизмов, включая различные виды грибка.

Многие производители предлагают универсальные составы, защищающие древесину одновременно от биологических и огневых факторов риска, что упрощает обработку.

Видео:

При выборе пропиток важно учитывать их безопасность. Широко распространенные в прошлом медный купорос и бихромат калия не только изменяют цвет древесины, но и достаточно токсичны.

Составы можно наносить кистью или распылять. В последнем случае важно учитывать тип пульверизатора – большая часть наносимого состава из бюджетных пульверизаторов не попадет на обрабатываемую поверхность, поэтому необходимо нанести несколько слоев.

Одно из преимуществ металлических стропильных систем в том, что они в специальной обработке не нуждаются.

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.

Читайте также:  Рейтинг лучших вентиляционных дефлекторов на 2021 год

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.

Как правильно выбрать древесину для стропил?

Как несущий элемент кровли стропильная конструкция предусматривает высокую прочность, поэтому особое внимание уделяется выбору материалов. Специалисты рекомендуют подобрать для стропильных ног, подкосов, стоек, затяжек и других конструктивных частей системы различные по характеристикам виды пиломатериала.

Основные требования к выбору пиломатериала

Стропильная конструкция должна быть прочной, так как подвергается значительным нагрузкам как под воздействием веса материала кровли, так и погодных явлений. Не менее важна и легкость системы, чтобы исключить чрезмерные нагрузки на фундамент и несущие элементы строения. Чаще всего для этих целей используют пиломатериал из сосны или ели, так как:

  • строительные ресурсы из этих пород древесины располагают необходимой прочностью;
  • сырье легко обрабатывается;
  • доски не деформируются из-за неравномерного напряжения, так как волокна древесины этих пород относительно прямые.

Еще одним плюсом в пользу использования сосны и ели для стропильной конструкции считается доступность продукции.

Что лучше для стропил: брус, бревно или доска?

Для сооружения стропильной системы в приоритете брус, так как из него можно собрать конструкцию с максимальными характеристиками прочности. Из-за высокой стоимости брус применяют лишь в исключительных случаях, к примеру:

  • если обустраивается крыша сложной конфигурации;
  • если объект предусматривает большую площадь;
  • если планируется обшивка из тяжелых материалов, например, керамической черепицы.

Бревна практически не применяют при обустройстве стропил, так как работа с изделиями этой категории сопряжена с определенными сложностями. К тому же сруб как материал достаточно тяжелый, и подходит едва лишь для обустройства бревенчатых домов. В основном при строительстве загородного жилья стропильную систему сооружают из досок толщиной 40-60 мм.

Важный момент – уровень влажности древесины

Как правильно выбрать древесину для стропил?

Для стропил требуется хорошо просушенный пиломатериал, при этом максимальный показатель влажности не должен превысить 20%. Чтобы добиться нужный параметров, древесина подвергается аппаратной сушке.

При выдерживании материала в камере под воздействием высоких температур характеристики прочности изделия несколько снижаются.

Притом от жара погибают вредители-насекомые и микроорганизмы, наличие которых чревато известными последствиями для конструкций из древесины.

Качество доски для стропильной системы

Хвойная древесина делится на 5 классов, для стропил используют материал 1, 2 и 3 класса. Затяжки, как конструктивный элемент под значительной нагрузкой, выполняют из досок исключительно высокого качества.

Стропильные стойки и ноги сооружают из ресурсов 1-2 сорта. Для подкосов подойдет продукция 3 класса, как и для других дополнительных элементов системы, на которые не распределяются ощутимые нагрузки.

Несущие части конструкции выполняются из досок толщиной от 4 см, ширина пиломатериала варьируется в пределах 10-15 см.

Перед использованием древесину обязательно обрабатывают антисептиками и антипиренами, чтобы исключить риск биологического разрушения и обеспечить огнестойкость. Также важно подготовить пиломатериал в нужном количестве с учетом отходов при конструировании.

Так, специалисты рекомендуют заготовить древесину на 10% больше запланированного объема, чтобы избежать проблем с нехваткой ресурсов. Покупать стройматериал стоит на ближайших торговых площадках, что позволяет оптимизировать расходы на транспортировку.

При этом следует помнить, что при перевозке и хранении древесины необходимо обеспечить защиту от атмосферных воздействий.