Конструкция и монтаж стропильной системы многощипцовой крыши

Среди большого разнообразия видов крыш наибольшей популярностью на протяжении нескольких столетий пользуется двухскатная крыша. Относительная простота конструкции, отличная устойчивость, приспособленность под разные климатические условия – весомые аргументы, проверенные многолетней строительной практикой. Стропильная система двухскатной крыши имеет некоторые особенности и нюансы при ее установке, которые и рассматриваются в данной статье.

Основные принципы конструкции

Многощипцовая крыша – это система стропил со скатами, которые связаны между собой. Применяется название шпиц или фронтон, но только если участок отделен от стены здания. Если стена имеет несколько щипцов или фронтонов, то она является многощипцовой.

Основные принципы конструкции

Количество щипцов не ограничивается. Но чаще всего конструкции состоят из двух, трех или четырех систем. Предназначение щипцов различается.

Основные принципы конструкции

Сам процесс монтажа сложен и затратен из-за особенностей конструкции, количества требуемых материалов.

Основные принципы конструкции

Сложность конструкции также повлияет на количество оставляемых обрезков после проведенных работ Источник

Основные принципы конструкции

Многощипцовые крыши – это частый выбор тех владельцев домов, которые могут себе позволить соорудить здание, чем-то похожее на замок. Но со временем появилась возможность использовать более простые конструкции для сооружения щипцов и в бюджетных загородных домах.

Основные принципы конструкции

Основные виды крыш по конструктивному исполнению

Перед установкой нужно выбрать оптимально подходящую стропильную систему для кровли. Наибольшим спросом среди частных застройщиков пользуются скатные конструкции следующих видов по форме:

  • 1-скатные;

  • 2-скатные;

  • мансардные (ломаные двускатные);

  • шатровые;

  • вальмовые;

  • полувальмовые.

Рисунок 1. Основные виды крыш по конфигурации

Наиболее простыми по конструкции являются односкатные кровельные системы. При этом они требуют минимум финансовых и трудовых вложений на устройство. Однако учитывайте, что в здании с такой крышей невозможно обустроить полноценный чердак или, тем более, мансардный этаж.

Одни из самых популярных на сегодня крыш – двускатные и мансардные. Это обусловлено возможностью обустроить просторный чердак или большую мансарду. На такие конструкции расходуется меньше кровельного покрытия, однако требуется возведение фронтонов по торцевым сторонам дома. Также привлекает минимальная сложность монтажа.

Рисунок 3. Внешний вид двускатной (сверху) и мансардной крыши (снизу)

Шатровые кровли, как правило, имеют 4 ската в виде равнобедренных треугольников, сходящихся в одной точке сверху. Гармонично смотрятся на одноэтажных домах в классическом стиле. Характеризуются сложной стропильной системой, но повышенной устойчивость к ветровым нагрузкам.

Вальмовые и полувальмовые кровли тоже отличаются сложностью устройства, большим количеством конструктивных элементов в стропильной системе. Требует профессионального подхода к монтажу, без наличия определенных навыков самостоятельно построить качественную и надежную конструкцию будет очень сложно.

Рисунок 6. Полувальмовая крыша

Виды системы стропил

Существует два основных типа системы стропил двускатной крыши, а также их сочетание. Чтобы сделать правильный выбор, следует рассмотреть все возможные варианты.

Висячие стропила рекомендуется использовать в ситуации, когда расстояние между внешними стенами не превышает 10 метров. Висячие стропила устанавливаются благодаря креплению ноги к несущей стене и коньковому прогону. Особенность висячей стропильной системы двухскатной крыши заключается в том, что на стропильные ноги воздействует распирающее усилие. Для снижения его влияния используются висячие стропила с затяжкой, которая располагается между ногами.

Чаще всего затяжки устанавливаются снизу и в такой ситуации они выполняют функцию несущих балок. Однако затяжки также подвергаются воздействию распирающей силы, и в подобной ситуации крайне важно обеспечить их надежное крепление к стропильной ноге. Следует помнить, что чем выше расположен этот элемент, тем большим окажется показатель прочности всей конструкции.

Наклонные стропила могут использоваться при создании любого типа крыши. Наклонная система предполагает наличие в конструкции таких элементов, как стойки и лежень, расположенный параллельно мауэрлату. Это необходимо для снижения нагрузки на всю конструкцию. Следует помнить, что наклонная система стропил работает исключительно на изгиб. При этом она является более простой в сравнении с предыдущей, хотя и требует установки стойки.

Читайте также:  Два способа – как выкопать дачный колодец своими руками

При создании крыши сложной конфигурации, стоит использовать комбинированный вид стропильной системы.

Обозначения основных конструктивных элементов

Устройство кровли

Ендова – место внутреннего соединения скатов, они являются одним из ключевых узлов. Им приходится выдерживать существенную нагрузку от скопления снега, поэтому снизу выполняется поддержка из системы подпорок и подкосов. Гидроизоляция узла имеет огромное значение, по ендовам проходит вся стекающая по кровле вода. Любая ошибка конструкции обернется протечкой.

Ребра – представляют собой наружный угол соединяемых скатов. Одним из сложнейших мест в конструкции многощипцовой крыши считается пересечение конькового бруса, к которому примыкает ендова. Конек – это одно из ребер кровли.

Щипец – участок стены, ограниченный скатами, он получается в форме треугольника и не отделяется от стены карнизом.

Обозначения основных конструктивных элементов

Мауэрлат – несущее основание всей кровли, распределяющее нагрузку на стены и фундамент.

Стропила – наслонные, висячие и диагональные.

Обрешетка – каркас из бруса, необходимый для крепления кровельного материала и утепления.

Крепление стропилин к мауэрлату

Разместив первые две стропилины, нижними концами их временно прикрепляют к мауэрлату. В верхней части стропилин под определенным углом делают надрез, чтобы обе ноги стропил были скреплены с нахлестом, и образовалась цельная плоскость в вертикальной проекции. После чего стропила скрепляются обычными гвоздями.

Чтобы получить правильный надрез, стропилины приставляют одну к другой, размечают, получая линии их будущих надрезов. Закончив разметку, оба бруса стропилин обрезают на половину их толщины.

Виды узлов крепления стропил к мауэрлату

Остальные стропильные пары-фермы возможно заготовить еще на земле – так как шаблон-трафарет стропильной фермы уже готов. После разметки и соединения всех пар стропилин начинают их установку на обеих фронтонных стенах. Прикрепление стропилин к мауэрлатному брусу выполняется гвоздями.

Чтобы выставить все стропильные фермы горизонтально на одной линии, и чтобы они не утратили необходимую форму, установку ферм выполняют строго по горизонтали, а между размещенными на фронтонах стропильными фермами натягивают шнур – он поможет контролировать уровень установки по горизонтали. Иногда возникает необходимость отрегулировать монтажа стропильных ферм по высоте. Для этого под ноги стропилин подкладывают небольшие отрезки досок необходимой высоты.

Расстояние между стропильными фермами, как правило, составляет 70 сантиметров (место установки размечают на мауэрлате простым карандашом). Для этого расстояния иногда делают временную разметку – на доску наносят отметки с требующимся расстоянием, затем ее временно прибивают к верху стропилин.

Это тоже важно знать: Крепление стропила для бани: рекомендации по установке своими руками

Если шаг между стропилинами очень большой, то такое «висячее» перекрытие иногда дополнительно укрепляют при помощи затяжек-брусков, устанавливаемых строго в горизонтальном виде. Между собой пары стропил, в этом случае, нужно соединить горизонтально возле конька спецдоской– сформировав его узел.

Стропильная система многощипцовой крыши

Главная особенность стропильной конструкции многоскатной крыши — внутренние рёбра пересечения скатов, ендовы. В зависимости от того, под каким углом примыкают друг к другу скаты, проектируются узлы соединения элементов стропильной конструкции.

Стропильная система многощипцовой крыши

Стропильная система многощипцовой крыши

Стропильные системы симметричных многощипцовых крыш проще изготавливать с наслонными стропилами

Стропильная система многощипцовой крыши

Установка ендовы и примыкание к ней стропил не представляют значительной сложности при условии использования современного деревообрабатывающего инструмента и предварительного расчёта крыши.

Стропильная система многощипцовой крыши

Видео: монтаж стропильной конструкции с ендовой

Стропильная система многощипцовой крыши

Узлы примыкания двух частей крыши могут быть в простейшем случае реализованы с помощью только деревянных элементов и точной подгонки углов.

Стропильная система многощипцовой крыши

Стропильная система многощипцовой крыши

В стропильной системе многощипцовой крыши для образования внутреннего угла примыкания скатов используют накосные стропила ендовы и укороченные стропильные балки — нарожники

Стропильная система многощипцовой крыши

Для более сложных вариантов крыш, перекрывающих большие площади и несущих значительные эксплуатационные нагрузки, применяют металлические уголки и пластины. Обязательно выполнять расчёты несущей способности таких конструкций и разрабатывать детальные планы раскладки стропил, прогонов и других несущих элементов.

Стропильная система многощипцовой крыши

Стропильная система многощипцовой крыши

Грамотно выполненый проект многощипцовой кровли — залог прочности конструкции и долгого срока службы

Система с висячими стропилами для двухскатной крыши

Такая система отлично подходит для двускатных крыш с пролетом, длиной менее 6 м, при этом внутри дома нет промежуточных стен. В качестве нижней опоры для стропил используется мауэрлат, а в верхней части – они опираются друг на друга. Для уменьшения распирающего усилия стропил на стены дома, используется затяжка. Затяжки для балок устанавливают внизу стропил.

Читайте также:  Как правильно уложить шифер на крышу видео

Вместе с тем, эти элементы используются и как балки перекрытия. Стоит отметить, что железобетонное перекрытие верхнего этажа тоже может выступать в роли затяжки. Если затяжку установить выше, то она уже называется ригелем. Если расстояние между внешними стенами превышает 6 метров, возникает необходимость в использовании опорных стоек и раскосов для удержания стропил. Вместе с тем, размер стропил для двухскатной крыши по длине в месте за подпоркой не должен превышать 4,5 м.

Стоит выделить ряд важных фактов о конструкции висячих стропил:

  • Упор для свеса крыши не стоит располагать на нижней части свисающих за пределы стен стропильных ног. Для этих целей оптимально подойдет кобылка. В таком случае нога сможет опираться на поверхность мауэрлата всей плоскостью. Диаметр бруса для кобылок, как правило, не превышает сечение стропил.
  • На скат крепится ветровая доска, по направлению от конька к мауэрлату. Уклон делается от чердака. Это нужно, для придания крыше жесткости, чтобы она не деформировалась под действием ветра.
  • Если в вашем распоряжении имеются деревянные стропила с влажностью, превышающей 18 %, имейте в виду, что стропильная система, после того как дерево высохнет, может начать шататься. В этой связи, при соединении деревянных элементов, в качестве крепежа используйте не гвозди, а болты, так как их можно в любой момент подтянуть. Лучше всего, конечно, подойдут ершенные гвозди или саморезы.

Кровля с тремя скатами

Трехскатная система – это своеобразная конструкция крыши для дома, терассы, коттеджа, которая образована тремя скатами, один из которых треугольный, два дополнительных трапециевидные. У данной конструкции две основные части: двухскатная кровля и вальма, которой накрывается не накрытая площадь дома. Самым главным параметром в такой крыше является расчет правильного сочетания конструкции.

Необходимо учесть, какой размер может быть у двухскатной крыши, вальмы и общий наклон трехскатной системы. Если измерения проведены неправильно, то кровля будет неустойчивой.

Трехскатная конструкция состоит из:

  1. Треугольного вальмового ската;
  2. Бокового ската трапециевидной формы;
  3. Конька кровли;
  4. Наклонного ребра.

Стропильная система трехскатной крыши принципиально не сильно отличается от стандартной двухскатной. Она начинает устанавливаться после монтажа мауэрлата. Перед началом работ на стены здания необходимо установить «пояс» из железа, который поддержит армированную конструкцию при установке. Если Вы работаете бревнами или брусьями, то такой пояс не нужен. Дерево намного легче, чем металл, кроме того, мауэрлатом в таком случае выступают венцы стен дома (верхние окончания).

Кровля с тремя скатами

Стропила трехскатной крыши бывают:

  1. С накосом;
  2. Диагонального расположения.

Первый вариант характеризуется направлением к углам стен, которые размещены внутри здания, а второй к тем, что располагаются снаружи. По большему счету, такие стропильные системы устанавливают на кровлях с ендовами и вальмовыми системами.

Диагональные трехскатные стропила длиннее, чем накосные системы, но зато для их строительства может использоваться система наращивания досок. Главной особенностью стропильной системы крыши с тремя скатами является то, что соединение трех стропил осуществляется в одной точке, которая должна являться либо началом, либо окончанием коньковой доски. Исходя из такой конструкции, определяется центральное (основное стропило) и дополнительные (скатные). Видео: вид трехскатной кровли террасы

Делаем расчеты

Стропильная система многощипцовой крыши сложная конструкция. Поэтому без предварительного составления ее схемы обойтись не получиться. Но прежде всего, следует произвести все основные расчеты. Прежде чем составить план будущей стропильной системы многощипцовой крыши, следует выяснить следующие основные параметры:

  1. Высота расположения конька. Для этого следует использовать такие показатели, как ширина дома или пристройки (в зависимости от того, для какого строения выполняется расчет) и угла наклона ската. Очень часто проводят обратные расчеты. Первоначально определяют желаемую высоту дома, а потом высчитывают угол уклона ската. При этом следует учесть, что ширина основного дома и пристройки будет разной. А это значит, что и угол наклона стропильной системы многощипцовой крыши для каждой постройки будет отличаться. В этом и есть сложности подобного устройства.
  2. Далее, следует выяснить длину основных стропил. Этот параметр легко вычислить из формулы Пифагора. При этом длина стропил для основного здания и пристройки будет отличаться.
  3. Также следует рассчитать длину ендова. Здесь будут располагаться накосные стропила. Здесь также будет использоваться теорема Пифагора. Ендова будет гипотенузой. Сам треугольник состоит из длины стропила основного здания и половины ширины пристройки.
  4. Между коньком и накосными стропилами располагаются нарожники. Их длину также следует выяснить с использованием теоремы Пифагора. Нарожники будут представлять собой укороченные стропила.
Делаем расчеты

Также вычисляется общая площадь кровли. Она будет составлять сумму площадей всех скатов многощипцовой крыши. Это значение необходимо, чтобы рассчитать, сколько кровельного материала вам понадобиться при монтаже, читайте дополнительный материал: расчет стропильной системы.

Читайте также:  Двускатная крыша дома своими руками расчет

Как ставить стропила на крышу

Установка стропил двускатной крыши состоит из следующих этапов:

  1. Изготовление шаблона стропильной фермы. Необходимо поднять две доски на потолочное перекрытие, а затем соединить их между собой с одного края при помощи гвоздей. Далее нужно установить свободные концы досок на опорную балку и зафиксировать угол между досками. Для этого необходимо прибить поперечную перемычку. Затем нужно опустить полученный шаблон на опорную балку и отметить угол подрезки стропильных ног с помощью карандаша. Следует отметить, что от качества выполненного шаблона будет зависеть прочность и надежность всей кровельной конструкции.
  2. Спустить сделанный шаблон вниз и начать изготовление стропил. Шаблон нужно хорошо скрепить, чтобы его при спуске не нарушился угол между стропилами. Первую изготовленную стропильную ферму поднимают на постройку и устанавливают на основание.
  3. Отметить место среза на мауэрлате и стропильных ногах и выполнить срез с помощью бензопилы. Далее необходимо начать сборку очередной стропильной фермы.
  4. Установить на мауэрлатный брус по краям здания первые две стропильные фермы. Стропила, установленные по краю мауэрлатного бруса закрепляют с двух сторон с помощью подпорок. Затем натянуть между ними шнур для определения уровня. Стропильные фермы должны быть установлены перпендикулярно основанию перекрытия.
  5. Собирать остальные стропильные фермы нужно после того, как выставлен уровень и проверены все крепления. Стропила не будут смещаться, если между ними забить по две доски. Далее необходимо закрепить поперечные планки и подпорки.
  6. Выполнить монтаж пароизоляционного, теплоизоляционного и гидроизоляционного слоя. Кровельный материал крепится к обрешетке. Ее шаг зависит от выбранного материала для кровли.

В данном видео рассказывается о том, как ставить стропила на крышу:

В индивидуальном строительстве двускатные крыши встречаются намного чаще, чем прочие варианты. Объяснение кроется не только в практичности для наших широт, но и в конструкции стропильной системы.

Для обустройства двускатной кровли стропила укладываются по простейшей схеме, не требуя ни серьезных расчетов, ни выполнения сложных монтажных работ.

При этом расход материала будет минимальным, а прочность конструкции – максимальной.

Несмотря на всю простоту конструкции, под двускатную крышу можно создавать стропильные системы нескольких типов.

Здесь выбор будет зависеть от того, каким образом планируется использовать чердачное пространство и каковы особенности проекта самого дома.

Так, скаты кровли можно сделать равными или различной длины. Последний вариант придает экстерьеру коттеджа оригинальность и позволяет лучше приспособиться к розе ветров и климатическим особенностям.

По видам конструкций стропильных систем двускатные кровли делятся на следующие основные группы:

Наслонные стропила

Подобная стропильная система применяется в домах, имеющих в своей средней части продольную капитальную стену. В этом случае от конька через вертикальные элементы передается на центральную несущую стену. Сам конек при этом принимает на себя вес стропильных ног, избавляя всю систему от необходимости устройства поперечин.

Висячие стропила

Данный вариант наиболее практичен при ширине дома от 6 до 14 м. Небольшая допустимая ширина дома для такой системы объясняется значительной нагрузкой на стены. Стропила всем своим весом опираются на стены, предел прочности которых не безграничен.

Для снижения нагрузок на стены в конструкцию висячих стропил вводят дополнительные элементы усиления: подкосы, затяжки, бабки, ригели и т. п. Усиливающие узлы могут располагаться произвольным образом, поэтому зачастую на них возлагают двойную функциональную нагрузку. Для примера: устанавливаемые в нижней точке стропильной системы затяжки с успехом справляются еще и с ролью балок потолочного перекрытия.