Стропильная система: виды и монтаж для разных форм скатных крыш. Устройство и монтаж стропильной системы двухскатной крыши своими руками Навесная стропильная система двухскатной крыши чертеж

Двускатная крыша благодаря простой, надежной и презентабельной конструкции популярна уже много лет. В зависимости от величины наклона скатов, ее используют в регионах с различным количеством осадков. Стропильная система двускатной крыши обеспечивает естественный сход осадков.

1. Симметричная – оба ската имеют одинаковую длину и монтируются под одним углом. Такая крыша представляет равнобедренный треугольник с тупым или острым углом.
2. Ломаная крыша создается для размещения мансардной комнаты, ее стропильная система подразумевает сложную, двухуровневую конструкцию.
3. Различные углы скатов – это оригинальная конструкция, подчеркивающая необычную архитектуру дома.

Значение угла наклона

Угол наклона выбирается после анализа нескольких показателей: вида кровельного покрытия, количества осадков, ветровой нагрузки. Для регионов с обильными осадками рекомендуется маленький угол скатов, но не меньше 5 градусов. На крутой поверхности не задерживаются снежные массы. Пологие кровли с тупым углом скатов подойдут для ветреного климата.

Стропильная система двускатной крыши должна соответствовать принятым нормам безопасности и строиться согласно стандартам.

Системы стропил

Несущие элементы и стропила принимают на себя нагрузку от внешних сил и перераспределяют ее на стены здания. От их надежности зависит прочность всей крыши. При сооружении конструкции используют две системы устройства стропил:

• Висячие – стропильные ноги имеют две точки опоры на стенах здания. Они испытывают нагрузку на сжатие и изгиб. При расстоянии пролета, превышающем 8 метров, требуется установка бабки с подкосами. Чтобы снизить воздействие стропил на стены здания, их соединяют затяжкой.
• Наслонные – эти брусья имеют опору на внутреннюю стену или специальную конструкцию.

При невозможности использовать одну из систем в чистом виде, прибегают к гибридной конструкции, позволяющей чередовать висячие и наслонные стропила.

Устройство стропильной системы двускатной крыши позволяет провести расчеты самостоятельно, опираясь на знания геометрии. Для вычисления площади конструкции нужно установить длину ската. Количество необходимого материала зависит от угла наклона. Острый угол позволяет сэкономить, но при этом минимизируется чердачное пространство.

Высоту конька, длину стропил и площадь крыши рассчитаем с помощью геометрических формул. Для наглядности подойдет схема дома. Пример – возьмем угол наклона ската в 45 градусов, ширина дома (основание равнобедренного треугольника) – 6 м, длина – 10 м.

Сначала делим треугольник пополам высотой, опущенной из верхнего угла. Получается два прямоугольных треугольника, а один их катетов – искомая высота кровли. Высота делит равнобедренный треугольник пополам, значит, один катет – 3 м. Второй вычислим по формуле:

3 × tg 45 0 =3 м.

Зная катеты, по теореме Пифагора рассчитаем гипотенузу, которая является стропилом:

3 2 + 3 2 = X 2 .

Длина стропила будет равнять квадратному корню из 18, приблизительно 4, 25

Количество стропил высчитывается делением общей длины на шаг (0,6 м):

10: 0,6 = 16,6 – это значение нужно удвоить.

Площадь вычисляем, перемножив длину ската и дома и, умножив значение на 2:

4,25 × 10 × 2 = 85 м 2 .

Несущим основанием для крыши является мауэрлат – прочный брус сечением 150×150 мм из обработанных хвойных пород дерева. Его крепление выполняется на анкера, замурованные в верхнем ряду кладки. Они должны возвышаться на 2–3 см над брусом, чтобы обеспечить место для закручивания гайки. Под мауэрлат настилается слой рубероида для защиты от влаги. Между стенами укладывается поперечный брус, скрепляющий мауэрлат и оберегающий от продольных нагрузок. Для поддержания конька укладывают специальный брус вдоль ската – лежень, с сечением равным мауэрлату. При значительной ширине здания необходима установка прогонов.

Сечение стропил обусловлено шагом и длиной стропильного элемента, обычно это доски 50×150 мм. Стропильные фермы проще собирать на земле и готовыми подавать на крышу. Для шаблона берутся две доски, равные по длине стропилам, и соединяются гвоздем. Свободные концы укладывают на опоры, получившийся угол фиксируют перекладиной. Места и форму запилов отмечают при помощи второго шаблона, изготовленного из фанеры. Брусья скрепляются под нужным углом болтами, на них выполняются запилы, а после фермы поднимают наверх для монтажа.

Первыми устанавливаются стропила на фронтонах. К мауэрлату они крепятся с помощью уголков или скоб. Первые фермы выставляются строго по уровню. Между ними протягивается шнур, являющийся ориентиром для установки остальных элементов.

Чтобы придать достаточную жесткость всей конструкции к стропильной ноге крепятся подкосы и ригели. Коньковый прогон крепится болтами к каждой стропильной ферме. Этот соединительный элемент должен изготавливаться из прочного бруса.

При значительной ширине здания необходима установка прогонов, это горизонтальный брус размером в 50×150 мм, поддерживающий стропила. Для его монтажа устанавливают вертикальные стойки, опирающиеся на лежень. Эти элементы станут основой каркас для чердачного помещения.

Чтобы избежать стекания воды на стены, необходимо предусмотреть свес, для этого стропила делают свисающими на 30 см или прикрепляют дополнительные доски «кобылки».

На готовые стропила набивается обрешетка, для каждого кровельного материала подбирается нужный шаг, для битумной черепицы выполняется сплошной настил. Утепление кровли – важная часть строительства. Сократить до минимума теплопотери можно, грамотно уложив утеплитель. Для этого берется базальтовая вата, ширина материала равна шагу между стропилами, что позволяет быстро и надежно выполнить утепление. Обеспечить надежную защиту кровли от влаги поможет укладывание гидроизоляции.

Симметричная модель двускатной крыши является самым простым в возведении и надежным при эксплуатации вариантом. Нагрузка в стропильной системе распределяется равномерно, что позволяет продлить время службы конструкции. Наглядные видео уроки помогут освоить тонкости работы.

Видео

В этом видео объясняется, как строить стропильную систему двускатной крыши:

В этом видеоролике вы можете увидеть стропильную систему на примере одной двускатной крыши:

Стропильная система – основа любой кровли. Сложность или доступность стропильной конструкции зависит от выбранного типа крыши. Сегодня мы поговорим о наиболее простом варианте – системе стропил для двухскатной крыши. Об устройстве кровельного каркаса, особенностях и функциях его элементов, и как выполняется стропильная система двухскатной крыши своими руками, рассказывают опытные специалисты.

Двускатная крыша: виды и преимущества

Напомним, что двускатная крыша – это вид кровли, состоящий из двух плоскостей (скатов), соединенных под углом определенного градуса. Она может быть простой (симметричной либо ассиметричной) и сложной – ломанной.

Рациональность выбора кровли из двух скатов определяется такими ее преимуществами:

• Экономичность и простота возведения, в сравнении с другими кровельными конструкциями.
• Легкость и доступность обслуживания в любое время года.
• Надежность и прочность при ветре, снегопаде, граде и прочих природных воздействиях.
• Возможность обустройства мансарды.
• Более качественная гидро- и теплоизоляция.

Необходимый теоретический минимум для возведения стропильной системы

Конструкция скатной крыши выполняется из металлических или деревянных балок. Металл – более «проблемный» материал. Он утяжеляет всю кровельную систему, быстро охлаждается и нагревается, более сложен в монтаже и требует применения профессионального сварочного оборудования. Исходя из этого, в строительстве частных домов (особенно, своими руками) используется преимущественно древесина.

Есть два основных варианта выполнения стропильной системы для двухскатной крыши – устройство висячего типа (у каждой стропильной ноги есть две точки опоры) и наслонный способ (стропила соединены внизу затяжкой, образуя треугольную ферму, посередине установлена несущая балка). Наслонная конструкция необходима, если между несущими стенами имеется расстояние больше 10 метров. Посмотрите на изображение:

Их чего состоит система стропильных элементов? Представим 3Д проекцию. Скелет крыши состоит из мауэрлата (стропильной основы), стропильных ног, конька, стоек, прогонов, лежня, затяжек, подкосов и обрешетки. Мауэрлат, лежень и затяжки – нижние детали системы, на которых возводится вся будущая крыша. Сначала ознакомьтесь с иллюстрацией ниже, а затем рассмотрим каждый элемент отдельно:

Мауэрлат – основа всех основ

Мауэрлат представляет собой брус из цельного дерева (преимущественно хвойных пород) сечением 10-15 см. Это оптимальные размеры для нужной прочности и долговечности всей кровельной конструкции. Брус укладывается на несущие стены дома для перераспределения на них распорной нагрузки.
Есть два способа монтажа брусков стропильной основы – с передачей нагрузки на стены и без передачи тяжести. Выбор варианта крепления мауэрлата должен зависеть от тяжести кровельной системы, покрытия, толщины несущих стен и периметра крыши.

При последнем варианте мауэрлат укладывается в карман, ближе к внутренней грани стены, и крепится на деревянные пробки скобами (каждая пробка соответствует размеру кирпича и является частью верхнего ряда кирпичной кладки).

Бруски, принимающие нагрузку, монтируются на несущие стены сверху с помощью анкеров. Мастера советуют класть жесткую раму на бетонное основание в виде пояса в стене. Под мауэрлат обязательно укладывается качественная гидроизоляция.

Подробности узнать можно из видео:

Лежень – базовый распределитель нагрузки

Лежень выполняет функции, сходные с мауэрлатом, и имеет такие же размеры. Балки укладываются на внутренние несущие стены, чтобы равномерно распределять нагрузки от вертикальных стоек и подкосов.

Мастер-класс по монтажу лежней смотрите на иллюстрации:

Стропильные ноги – ребра кровельного скелета

Стропила можно назвать главной составляющей кровельного каркаса. Этот элемент нельзя не использовать или заменить другой деталью. Ноги стропил – это деревянные брусья, размер сечения которых может варьироваться от 5 до 15 см. Стропила опираются на мауэрлат и соединяются между собой коньком.

Процесс монтажа стропил можно посмотреть на этом видео:

Конек – маленький нюанс с большим значением

Завершающий элемент стыка двух скатов называют коньком крыши. Это ребро, расположенное вертикально в самой верхней точке кровли. В месте примыкания стропил монтируется коньковый прогон. После на него и устанавливается конек крыши. Этот элемент скрепляет стропила, выполняет вентиляционную функцию и придает кровле эстетичность.

Стойки – приемники основных нагрузок

Стойки – мощные балки, принимающие часть нагрузки стропильной конструкции. Они устанавливаются вертикально, как правило, по центру фермы. Если проект предусматривает мансарду, то стойки размещают с двух сторон, ближе к скатам крыши. Когда мансарда делится на две комнаты, то стойки располагают и по центру и по бокам.

Прогоны – поддержка стропил

Коньковый и боковые прогоны служат усилителем жесткости стропильных ферм. Чем больше нагрузка на систему (снежные зимы, тяжелое кровельное покрытие, большая площадь крыши и пр.), тем больше прогонов должно быть установлено на скатах крыши.

Затяжка – соединитель стропильного элемента

Эта деталь конструкции выполняет функцию фиксации стропил у основания. Таким образом, формируется стропильный треугольник – ферма. Затяжки могут не устанавливаться в системах наслонного типа.

Подкосы – крепость конструкции

Подкосы служат опорой стойкам и укрепляют все элементы конструкции. Специалисты рекомендуют устанавливать подкосы под углом 450. Это повышает прочность системы и защищает ее от деформации под влиянием снежных масс и ветра.

Обрешетка – основа для кровельного пирога

Обрешетка – горизонтальные деревянные рейки сечением 40-50 мм, расположенные на скатах перпендикулярно стропилам. Главное предназначение обрешетки – фиксация кровельного материала. От его типа и зависит частота и толщина обрешеточных реек. Кроме того, обрешетка помогает передвигать материалы во время кровли и служит дополнительным элементом прочности конструкции.

Элементы свеса – завершающие моменты

Край кровельной системы называется свесом. Это выступ стропильной системы над стеной примерно на 40 см. Короб свеса состоит из таких элементов: кобылки (рейки соединения со стропилами), лобовые и карнизные доски. Предназначение свеса – защита стен от намокания во время дождей и таяния снега.

Пошаговое руководство по монтажу стропильной системы двускатной крыши

Для начала предлагаем ознакомиться с иллюстрацией, которую мы приготовили для вас:

А теперь рассмотрим три основных этапа процесса устройства стропильной системы простой двускатной крыши:

1 этап: Расчеты и составление проекта

Начинать работу следует с подготовки проекта крыши. Он будет содержать все размеры, формы и типы креплений элементов конструкции. Для создания качественного проекта нужно произвести такие расчеты:

1. Расчет постоянных и переменных нагрузок на стропильную систему. К постоянным нагрузкам относят вес кровли и отделочных материалов (мансарда также учитывается дополнительно). Переменные нагрузки – это сила ветра, дождя, снега и пр. Максимальной можно считать основную нагрузку до 50 кг на квадратный метр кровли, а переменную – до 300 кг (учитывая возможные снежные завалы).
2. Учет сейсмической активности, штормовых ветров и особенностей месторасположения дома. Например, если дом окружен другими зданиями, то нагрузка на кровлю значительно снижается.
3. Выбор угла наклона двухскатной крыши. При расчете угла наклона во внимание берутся такие факторы: чем выше угол, тем больше материалов уйдет на крышу (и денег, соответственно); наклон зависит от кровельного материала – чем мягче кровля, тем меньше угол наклона (например, для мягкой черепицы выбирается угол 5-200, а если вы используете шифер или ондулин, необходимо выбрать наклон 20-450).
4. Расчет шага и длины стропил. Длина шага между стропильными фермами варьируется от 60 до 100 см. Чем тяжелее покрытие кровли, тем чаще нужно распределять стропила. Для расчета длины стропилины используем теорему Пифагора, принимая стропильную ногу за гипотенузу треугольника. Первой стороной будем считать половину ширины дома, а второй – выбранную высоту крыши. Затем к найденной нами гипотенузе прибавим еще 60-70 см запаса.

Когда все расчеты произведены, нужно сделать чертеж деталей, соединений и всего проекта в целом.

2 этап: Приобретение и подготовка необходимых материалов и инструментов

Для работы необходимо приобрести пиломатериал, согласно расчетам, болты, уголки, анкера и прочие соединительные детали, и подготовить соответствующие инструменты (дрели, уровни, метры, лобзик и пр.). Древесина для несущих балок и стропил должна быть цельной и качественной – сучки и червоточины недопустимы.

Антисептическая, противокоррозионная и противопожарная обработка древесины – обязательный момент на этом этапе. С материалом можно начинать работу через сутки после обработки.

3 этап: Монтаж стропильной конструкции крыши

Монтировать кровельный каркас лучше в сухую не ветреную погоду, чтобы не сталкиваться с дополнительными сложностями во время работы. На этом этапе мы остановимся более подробно и рассмотрим пошаговую инструкцию монтажа стропильной системы.

Установка стропильной системы: пошаговое руководство

Шаг 1. Укладка мауэрлата и лежня. Лежня может и не быть, если внутри дома больше нет несущих стен. Перед тем, как уложить мауэрлат на стены, необходимо выстелить гидроизоляционный материал, например, рубероид. Отмеряем ленту нужной ширины, отрезаем и стелим гидроизоляцию на край стены (где будет установлена рама).

Размечаем балки нужного сечения и длины, делаем обрезку и начинаем формировать раму основы. Мауэрлат должен располагаться с внешнего края стены (если запланирована висячая конструкция) или в специальной нише на стене перед порогом (если система кровли — наслонная). Лежни под стойки укладываются на внутренние несущие перегородки. Крепится мауэрлат к стене и деревянным пробкам скобами, шпильками и анкерами.

И предлагаем ознакомиться с иллюстрацией, которую мы для вас подготовили:

Укладывая раму по всей длине стены, мы можем столкнуться с необходимостью соединений бруса основы. Выполнять их следует путем распила брусков под углом строго в 90 градусов. Крепление осуществляем качественными болтами.

Как не повредить кирпич или блоки при поднятии досок для крыши?

Выберите край стены, через который удобнее всего подавать балки для кровельного каркаса. Этот край нужно защитить деревянным угольником. Подойдут два обрезка черновой доски длиной около метра, которые нужно сбить между собой под прямым углом. Наденьте угольник на внешний край рабочей стены. Теперь можно поднимать доски, не боясь повредить ими стены или подоконники.

Шаг 2. Монтаж стропил. Первым делом необходимо установить крайние стропила. Для того, чтобы стропила держались ровно, устанавливаем стойки по центру. Стойки крепим к мауэрлату с помощью железного уголка и саморезов. Эта временная деталь убирается после установки всех стропил. Скрепляем крайние стропилины ригелями и устанавливаем коньковый прогон. Тип крепления – металлический уголок, саморезы и шпильки.

На иллюстрации показан процесс монтажа стропильных ног и крепление стропил к прогону:

А вот как крепить стропила к мауэрлату:

Между крайними фермами обязательно нужно натянуть строительную нить, по которой мы будем ровнять все стропилины ската.

Теперь монтируем все стропильные элементы по заранее размеченной схеме. Стыкуем стропила над коньковым прогоном.

Подробнее о процесс монтажа стропил смотрите в этом видеоролике:

Укрепить стропильные ноги поможет система специальных стоек. На мауэрлат крепятся деревянные бруски из досок такой же толщины, что и стропила. Бруски должны быть закреплены с шагом, равным выбранному расстоянию между стропильными ногами по разметке. Длина каждой доски – примерно 40 см. Эти стойки будут передавать нагрузку на мауэрлат и несущие перекрытия. Бруски нужно закрепить к основе стальными уголками. Теперь стропильные ноги нужно установить так, чтобы один бок каждой прилегал к стойке. Затем с другой стороны каждой стропилины крепим такую же стойку и схватываем все три детали шпильками 12 мм.

После монтажа всех ног стойки подрезаются заподлицо скосу стропилин со стороны улицы. Изнутри между стойками образуется пустой угол, который нужно закрыть деревянным треугольником (можно использовать обрезки от скосов).

Все стропильные ноги следует дополнительно укрепить ригелями, стойками, подкосами и усилить стыки металлическими пластинами. Полный процесс укрепления стропил можно посмотреть на видео:

Шаг 3. Гидроизоляция и обрешетка. На готовые стропильные ребра нужно уложить качественный гидроизоляционный паропроницаемый материал под обрешетку. Заход изоляционного полотна (лист на лист) делается на 15 см. На гидроизоляцию набивается контр обрешетка из деревянных реек по ребрам стропил. Сверху устанавливается обрешетка из таких же реек перпендикулярно к стропильным ногам.

При монтаже каркаса нужно учитывать наличие дымохода и обязательную вентиляцию конька. Расстояние между досками обрешетки в среднем – 300 мм. Такая схема подходит для всех видов твердой кровли. При выборе мягкого кровельного материала обрешетка делается сплошной из листов влагостойкой фанеры.

Стропильная система готова. Теперь пришла очередь монтажа кровельного материала, внутреннего утепления крыши и обустройства мансарды (если таковая предусмотрена проектом).

Итак, пришло время ответить на главный вопрос нашей темы: а стоит ли делать это все своими руками? Не верьте тому, кто скажет вам, что это – легко и просто. Но если у вас золотые руки и огромное желание сделать качественную крышу «для себя», то вперед! Желаем вам удачи!

Проектируя любое жилое строение, архитекторы особое внимание уделяют крыше, так как она выполняет не одну, а сразу несколько функций, в зависимости от ее конструктивных особенностей. Нужно сказать, что далеко не всех будущих домовладельцев удовлетворяет обычная двухскатная крыша, хотя ее можно назвать самой надежной, так как она имеет всего две скатные плоскости и один стык между ними. Многих привлекают более сложные конструкции, которые добавляют строению особую привлекательность и оригинальность. Другие, более практичные домовладельцы, предпочитают мансардные конструкции, которые одновременно способны выполнять роль кровли и второго этажа.

Основой любой крыши является индивидуальная стропильная система, имеющая свои конструктивные особенности. Сделать выбор нужного каркаса крыши будет значительно проще, если заранее разобраться какие же виды и схемы стропильных систем используются в строительной практике. После получения подобной информации станет более понятно, насколько сложны такие конструкции в монтаже. Особенно это важно знать, если каркас для крыши предполагается возводить самостоятельно.

Основные функциональные задачи стропильных систем

При обустройстве скатных конструкций крыш, стропильная система является каркасом для покрытия и для удержания материалов «кровельного пирога». При грамотном монтаже каркасной конструкции будут создаваться необходимые условия для правильной и неутепленных типов кровель, защищающих стены и внутреннее пространство дома от различных атмосферных воздействий.

Кровельная конструкция также всегда является завершающим архитектурным элементом экстерьерного оформления строения, своим видом поддерживая его стилистическое направление. Тем не менее, конструктивные особенности стропильных систем в первую очередь должны соответствовать требованиям прочности и надежности, которым должна соответствовать крыша, и лишь затем уже – эстетическим критериям.

Каркас стропильной системы формирует конфигурацию и угол наклона крыши. Эти параметры во многом зависят от природных факторов, характерных для конкретного региона, а также от желания и возможностей домовладельца:

• Количество осадков в разные периоды года.
• Направление и средняя скорость ветра в местности, где будет возводиться постройка.
• Планы по применению пространства под крышей – обустройства в нем жилых или нежилых помещений, или же использования его лишь в качестве воздушной прослойки для термоизоляции расположенных ниже помещений.
• Разновидность планируемого материала кровельного покрытия.
• Финансовые возможности домовладельца.

Атмосферные осадки и сила потоков ветра дают весьма чувствительную нагрузку на строение кровли. Например, в регионах с обильными снегопадами не стоит выбирать стропильную систему с небольшим углом наклона скатов, так как снеговые массы будут задерживаться на их поверхности, что может привести к деформации каркаса или кровельного покрытия или к протеканиям.

Если же местность, где будет производиться стройка, славится своими ветрами, то лучше выбирать конструкцию с небольшим уклоном ската, чтобы случающиеся резкие порывы не сорвали отдельных элементов крыши и кровли.

Основные элементы конструкции крыши

Детали и узлы стропильных систем

В зависимости от выбранного вида стропильной системы, используемые элементы конструкции могут значительно разниться, однако, существуют детали, которые присутствуют и в простых, и в сложных системах крыш.

К основным элементам стропильной системы скатной крыши относятся:

• Стропильные ноги, формирующие скаты кровли.
• - деревянный брус, закрепляемый на стенах дома и служащий для фиксации на нем нижней части стропильных ног.

• Конек - это стык каркасов двух скатов. Он обычно является самой высокой горизонтальной линией крыши и служит опорой, на которой закрепляются стропила. Конек может быть сформирован стропилами, скрепленными между собой под определенным углом или же зафиксированными на коньковой доске (прогоне).
• Обрешетка - это рейки или брус, монтируемые на стропила с определенным шагом и служащие основой для настила выбранного кровельного материала.
• Подпорные элементы, куда можно отнеси лежни, прогоны, стойки, подкосы, стяжки и другие детали, служат для повышения жесткости стропильных ног, поддержки конька, связывания отдельных деталей в общую конструкцию.

Кроме упомянутых деталей конструкции, в нее могут быть включены и другие элементы, функции которых направлены на упрочнение системы и оптимальное распределение нагрузок крыши на стены строения.

Стропильная система подразделяется по нескольким категориям в зависимости от разных особенностей своей конструкции.

Чердачное пространство

Прежде чем перейти к рассмотрению разных видов крыш, стоит разобраться, каким может быть чердачное пространство, так как многие собственники с успехом используют его в качестве хозяйственных и полноценных жилых помещений.

Конструкцию скатных крыш можно разделить на бесчердачные и чердачные. Первый вариант называется именно так оттого, что пространство под крышей имеет небольшую высоту и используется только в качестве утепляющей сверху помещения здания воздушной прослойки. К таким системам обычно относится или же имеющая несколько скатов, но расположенных под очень незначительным углом.

Чердачная конструкция, имеющая достаточно большую высоту конька, может использоваться по-разному, быть утепленной и неутепленной. К таким вариантам можно отнести мансардный или же двухскатный вариант. Если выбирается кровля с высоким коньком, то в обязательном порядке необходимо учитывать ветровые нагрузки в регионе, где выстроен дом.

Уклон скатов

Чтобы определить оптимальный наклон скатов крыши будущего жилого строения, в первую очередь нужно присмотреться к уже выстроенным малоэтажным соседским домам. Если они стоят уже не один год и стойко выдерживают ветровые нагрузки, то их конструкцию смело можно брать за основу. В том же случае, когда владельцами поставлена цель создать эксклюзивный оригинальный проект, непохожий на стоящие рядом постройки, необходимо ознакомиться с конструктивными и эксплуатационными особенностями различных стропильных систем и произвести соответствующие расчеты.

Следует учитывать, что от того, насколько велик уклон скатов крыши, зависит изменение касательных и нормальных значений силы ветра — чем круче угол наклона, тем большее значение имеют нормальные силы и меньше касательные. Если крыша пологая, то на конструкцию больше влияет касательная нагрузка ветра, так как увеличивается подъемная сила с подветренной стороны и уменьшается с наветренной.

Зимняя снеговая нагрузка тоже должна быть учтена при проектировании кровли. Обычно этот фактор рассматривается в комплексе с ветровой нагрузкой, так как с наветренной стороны снеговая нагрузка будет гораздо ниже, чем с подветренного ската. Кроме этого, на скатах существуют места, где обязательно будет собираться снег, давая большую нагрузку на эту область, поэтому ее следует укрепить дополнительными стропилами.

Уклон скатов крыш может варьироваться от 10 до 60 градусов, и он должен быть выбран не только с учетом консолидированной внешней нагрузки, но и в зависимости от кровельного покрытия, которое планируется использовать. Этот фактор учитывается потому, что кровельные материалы различаются по своей массе, для их закрепления требуется различное количество элементов стропильной системы, а значит, будет разниться и нагрузка на стены дома, и насколько она будет большой, тоже зависит от угла уклона крыши. Немаловажное значение имеют и особенности каждого покрытия по сопротивляемости проникновению влаги – многим кровельным материалам в любом случае необходимо тот или иной уклон для обеспечения свободного схода ливневой воды или тающего снега. Кроме этого, выбирая уклон крыши, нужно заранее продумать то, как будет осуществляться процесс очистки и ремонтных работ на кровле.

Планируя тот или иной угол скатов крыши нужно знать, чем меньше стыков между листами покрытия, и чем они герметичнее, тем меньше можно делать уклон ската, конечно, если не предполагается устроить в чердачном пространстве жилое или хозяйственное помещение.

Если же для покрытия кровли используется материал, состоящий из небольших элементов, например, керамическая черепица, то уклон скатов нужно делать достаточно крутым, чтобы вода никогда не задерживалась на поверхности.

Учитывая вес кровельного материала, нужно знать – чем тяжелее покрытие, тем угол скатов должен быть больше, так как в этом случае нагрузка правильно распределится на стропильную систему и несущие стены.

Для покрытия крыши могут быть использованы следующие материалы: или профильный лист, оцинкованная сталь, волнистые асбестобетонные и битумно-волокнистые листы, цементная и керамическая черепица, рубероид, мягкая кровля и другие кровельные материалы. Ниже на иллюстрации показаны допустимые углы крутизны скатов для различных типов кровельных покрытий.

Базовые конструкции стропильных систем

В первую очередь стоит рассмотреть базовые виды стропильных систем относительно расположения стен дома, которые применяются во всех конструкциях крыш. Базовые варианты разделяют на наслонную, висячую, а также комбинированную, то есть включающую в свою конструкцию элементы и первого, и второго типа систем.

крепления для стропил

Наслонная система

В постройках, где предусмотрены внутренние несущие стены, чаще устанавливается наслонная стропильная система. Монтировать ее гораздо проще, чем висячую, так как внутренние несущие стены обеспечивают для ее элементов надежную опору, а кроме того, для этой конструкции потребуется меньшее количество материалов.

Для стропил в этой системе определяющей опорной точкой является коньковая доска, на которой они и закрепляются. Безраспорный вид наслонной системы может быть обустроен в трех вариантах:

• В первом варианте верхняя сторона стропил фиксируется на коньковой опоре, называемой скользящей, а нижняя их сторона закрепляется путем врубки к мауэрлату. Дополнительно стропила в нижней части фиксируется к стене с помощью проволоки или скоб.

• Во втором случае стропила в верхней части подрезаются под определенным углом и соединяются между собой при помощи специальных металлических пластин.

Нижний же край стропильных ног крепится к мауэрлату подвижными креплениями.

• В третьем варианте стропила жестко скрепляются в верхней части брусками или обработанными досками, расположенными горизонтально, параллельно друг другу с обеих сторон соединенных под углом стропил, а между ними защемляется коньковый прогон.

В нижней части для закрепления стропил, так же, как и в предыдущем случае, применяются скользящие крепления.

Необходимо пояснить, почему для фиксации стропил на мауэрлате часто используются именно скользящие крепления. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от излишнего напряжения, так как стропила не зафиксированы жестко, и при усадке строения они имеют возможность сдвигаться, не деформируя при этом общей конструкции кровельной системы.

Этот вид крепления применяется только в наслонных системах, что также отличает их от висячего варианта.

Однако в некоторых случаях для наслонных стропил применяют распорную систему, в которой нижний конец стропил жестко фиксируется к мауэрлату, а чтобы снять нагрузку со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Этот вариант и называется комплексным, так как включает в себя элементы наслонной и висячей системы.

Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать величину превышения Lbc"

Базовая длина (горизонтальная проекция ската)

Планируемый угол уклона кровли α (градусов)

Калькулятор расчета длины стропила

Расчет проводится на основании величин горизонтальной проекции (Lсд) и высоты стропильного треугольника, определенной ранее (Lbc).

При желании можно включить в расчет и ширину карнизного свеса, если он создается за счет выступающих стропил.

Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину стропила"

Величина превышения Lbc (метров)

Длина горизонтальной проекции стропила Lсд (метров)

Условия расчета:

Требуемая ширина карнизного свеса (метров)

Количество свесов:

Двускатная стропильная система

Двускатные стропильные системы - самые популярные для одноэтажных частных домов. Они аккуратно смотрятся, хорошо вписываются в любой стиль постройки, надежны и могут быть использованы, в зависимости от угла их уклона, для обустройства чердака под жилые комнаты, подсобные помещения или же просто для создания воздушной прослойки, удерживающей тепло в здании.

саморезы по дереву

Стропильная система двухскатной крыши предназначена для устройства кровли в виде двух прямоугольников, расположенных под определенным углом друг к другу в верхней части сооружения. Такую конструкцию довольно часто используют при строительстве частных малоэтажных домов, различных строений бытового и хозяйственного назначения. На промышленных и торговых предприятиях двухскатная крыша устанавливается на зданиях различного назначения, имеющих значительную длину, превышающую ширину в несколько раз. Конструкция содержит два ската различной длины. С фронтальной стороны устанавливается короткий скат с большим углом наклона, с тыльной — длинный, с меньшим углом наклона. Такая конфигурация позволяет основную часть атмосферных осадков направлять в нерабочую зону территории предприятия.

Рисунок 1. Схема кобылок.

Строительство двускатной крыши является одним из малозатратных вариантов, не требует значительных физических усилий.

Исполняется относительно просто при наличии небольшого опыта работы с материалом из древесины.

Типичные несущие элементы системы, специфические термины

Рисунок 2. Схема обрешетки.

При изготовлении деталей стропильной системы двухскатной крыши используется пиломатериал хвойных пород дерева. Древесину твердых пород использовать нежелательно из-за большого удельного веса. Большинство элементов имеет специфические названия, понятные в основном специалистам:

1. Лежень — брус сечением 150х150 мм, 180х180 мм. Укладывается на поверхность внутренней несущей стены. Предназначен для выравнивания поверхности и распределения нагрузок от стоек.
2. Стропильная нога, или стропило, — деталь из бруса или толстой доски. Основной элемент треугольной конструкции крыши, несущий главную нагрузку от снега, дождя, ветра и других атмосферных явлений. Расстояние между стропильными ногами может быть от 0,6 до 1,2 м. Величина шага в основном зависит отвеса кровельного материала, в некоторых случаях следует учитывать особенности материала кровли.
3. Мауэрлат — квадратный брус с размером сторон 150-180 см. Укладывается на поверхность наружных несущих стен. При установке необходимо закрепить при помощи анкерных болтов или другим надежным способом. Распределяет нагрузку от стропильных ног на несущие стены.

Все детали двухскатной крыши соединяются между собой различным способом. Ранее конструкции собирались в основном с использованием скоб, гвоздей, шпилек с резьбой. Сейчас производители строительных материалов предлагают большой ассортимент различных кронштейнов для сборки крыш любой конфигурации. Крепление большинства деталей выполняется саморезами необходимого диаметра и длины с усилением специальными шипами в кронштейнах.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные элементы системы стропил

Рисунок 3. Схема арки с тремя шарнирами.

Кроме несущих деталей в конструкциях используются дополнительные усиливающие элементы:

1. Кобылки (рис. 1) — используются для увеличения длины стропильных ног. Устанавливаются в нижней части для устройства карнизного свеса. Толщина кобылок несколько меньше размеров стропил.
2. Свес крыши, или свес карнизный, — элемент крыши, выступающий за край стены примерно на 40-50 см. Предназначен для защиты стен от атмосферных осадков.
3. Конек — элемент, соединяющий в верхней части все стропильные ноги системы. Устанавливается в горизонтальном положении.
4. Обрешетка (рис. 2) — доски или бруски, устанавливаемые для крепления кровли. Располагаются перпендикулярно стропильным ногам, дополнительно выполняя функцию их крепления. Принимают основное усилие от материала кровли, распределяют ее на стропила. Для устройства желательно применять обрезной пиломатериал. При ограниченных средствах можно использовать необрезной, очистив его от коры. Если кровля будет из мягкого материала, обрешетка изготавливается сплошной. Такой вариант можно сделать из досок или фанеры, обработанной защитными материалами от повышенной влажности. Когда применяется профнастил, обрешетку выполняют с определенным шагом, зависящим от веса материала и его конструктивных особенностей.
5. Подкосы — элементы из бруса или толстой доски, усиливающие основную конструкцию. Распределяют усилие от стропильных ног на несущие детали. Собранная конструкция из подкосов и затяжек получила название фермы — укрупненной детали с необходимым запасом прочности.
6. Стойки — изготавливаются из отрезков пиломатериала прямоугольного или квадратного сечения. Устанавливаются в вертикальном положении под сходом скатов. Нагрузка от углового соединения стропил крыши распределяется через стойки на внутреннюю несущую стену.
7. Затяжка — брусок или доска, выполняющие крепление стропил в висячей системе. Создает жесткую форму треугольника между стропильными ногами, компенсируя усилие на расползание.

Для изготовления дополнительных деталей можно использовать пиломатериал с сечением, аналогичным для несущих деталей. В целях экономии можно рассчитать и приобрести изделия меньшего сечения.

Вернуться к оглавлению

Два типичных способа устройства стропильных систем

Рисунок 4. Схема соединения нижних концов деталей.

Стропильную систему двускатной крыши можно устроить двумя основными способами:

• висячая стропильная система;
• система наслонного типа.

Висячая система используется для зданий с расстоянием между наружными стенами меньше 10 м, без внутренней несущей стены в середине постройки. При другой конфигурации здания применяется наслонная конструкция стропил.

Если в здании имеются колонны, расположенные по одной из центральных осей, возможно использование комбинированного варианта. Стропильные ноги, расположенные над колоннами, монтируются с упором на поверхность колонн, между ними устанавливаются висячие стропила.

Вернуться к оглавлению

Висячая стропильная система

В конструкциях этого типа установка стропильных балок выполняется на поверхность наружных стен. Недостатком способа является возникновение усилия, распирающего стены. Для компенсации нагрузки балки стягивают при помощи затяжки. Конструкция принимает вид жесткого треугольника, сохраняющего свою форму под воздействием нагрузок. В некоторых случаях роль затяжек могут выполнять балки перекрытия. Такая схема используется при устройстве в чердачном пространстве мансарды.

Конструкции висячих стропил можно выполнить в различных вариантах:

1. Простой вариант арки с тремя шарнирами (рис. 3) — конструкция представляет собой жесткий треугольник, двумя сторонами которого являются стропильные ноги. Основная нагрузка создает усилие на изгиб деталей. Усилие на третьей стороне направлено на растяжение конструкции, поэтому вместо деревянной детали можно использовать стальную стяжку. Соединение нижних концов деталей можно собрать различными способами (рис. 4), врезкой балок в затяжку, использованием деревянных элементов или металлических кронштейнов.
2. Усиленная конструкция (рис. 5) — двухскатная стропильная система, использующаяся для устройства крыш больших зданий производственного назначения с расстоянием между стенами больше 6 м. Для использования в жилых зданиях небольших размеров эта система не подходит. Особенностью конструкции является распределение веса затяжки на конек. Поскольку цельный пиломатериал необходимой длины (6 м и более) найти практически невозможно, затяжка изготавливается из отрезков. Соединение всех элементов выполняется прямой или косой врезкой. Центральная деталь называется бабкой. Соединение бабки с затяжкой выполняется цанговой скруткой с возможностью регулировки натяжения.
3. Устройство арки с затяжкой в верхней части стропильных балок (рис. 6) используется при оборудовании в чердачном пространстве мансарды. При этом усилие на растяжение в стропильных балках возрастает. Нижние концы балок крепятся к брусьям мауэрлата. Крепление должно ограничивать перемещение балок в стороны по брусу, но допускать скольжение поперек. Этим обеспечивается равномерное распределение нагрузки и устойчивость всей системы. Стропильные балки должны образовывать свес.

Разработано много вариантов устройства систем висячего типа. Большинство используется при относительно небольших размерах строений без несущих конструкций внутри зданий. Для построек большего размера нужно использовать систему стропил наслонного типа.

Кровельные конструкции – один из сложнейших в проектировании, монтаже узлов жилого сооружения. Кровля первой принимает на себя «удар», защищая дом от осадков, ветра и холода, поэтому от ее герметичности, долговечности, качества зависит комфорт всех домочадцев. Основа надежной крыши – стропильная система, которая придает конструкции форму, задает оптимальный уклон, а также служит для крепления гидроизоляционного материала. Состав и взаимное расположение элементов каркаса зависят от конфигурации кровли. В этой статье мы расскажем, какие виды стропильных систем бывают, а также чем они отличаются друг от друга.

Стропильная система – совокупность опорных элементов, поддерживающих геометрию крыши, каркас кровельной конструкции, придающий ей жесткость, нужный уклон. Состав, толщину сечения, расположение частей «костяка» кровли определяют с помощью расчетов, учитывающих постоянные и временные нагрузки. Стропильный каркас выполняет следующие функции, определяющие функциональность крыши:

1. Задает геометрию, уклон. Стропильные ноги каркаса придают крыше необходимый угол наклона и форму, способствующие облегченному сходу снега или атмосферных осадков с поверхности. Именно от каркаса зависит, сколько щипцов или скатов будет иметь кровля, а значит именно этот элемент конструкции определяет ее внешний вид.
2. Служит основанием для крепления гидроизоляционного материала. Обрешетка стропильного каркаса используется для фиксации финишного покрытия крыши.
3. Равномерно распределяет вес крыши. Взаимосвязанные элементы стропильной системы равномерно распределяют, а затем перенаправляют нагрузку от финишного покрытия и вес снежной массы между несущими стенами сооружения, не допуская перекоса или деформации конструкции.
4. Обеспечивает функционирование кровли. Строение каркаса, учитывающее особенности устройства крыши и кровельного покрытия, обеспечивает поддержку, аэрацию и защиту от конденсата.

Учтите, что грамотно спроектированная стропильная система – залог долговечности, надежности и механической прочности крыши, поэтому ее проектирование и монтаж доверяют профессиональным архитекторам. Опытные мастера считают, что качественный каркас намного важнее финишного кровельного покрытия, поэтому экономить на нем не стоит.

Критерии выбора

Устройство стропильной системы отличается большим количеством вспомогательных элементов и повышенной сложностью. Оно составляется согласно расчету постоянных и временных нагрузок, действующих на конструкции, проекту, учитывающему выбранный кровельный материал, а также факторы внешней среды. При выборе вида стропильного каркаса принимают во внимание следующие критерии:

• Климатические условия в регионе, где ведется строительства. Чтобы кровля выдержала вес снега и воды во время обильных ливней, определяется среднегодовое количество осадков в зимний и летний период.
• Ветровая нагрузка. Для выбора оптимальной конструкции кровли определяют преобладающую розу ветров в районе строительства, а также учитывают среднюю скорость воздушных порывов.
• Характер использования пространства под кровлей. На этом этапе определяется, будет ли оборудоваться жилая мансарда в подкровельном помещении или неотапливаемый чердак.
• Разновидность финишного покрытия. Для каждого материала рассчитывается оптимальный угол наклона скатов, учитывающий его форму и способ крепления.
• Бюджет застройщика. Стропильная система – одна из самых затратных по материалу и работе часть конструкции крыши, поэтому вид определяют финансовые возможности застройщика.

Опытные мастера считают, что бороться с природой бесполезно, вы все равно останетесь в проигрыше, поэтому во главу угла при выборе типа стропильного каркаса ставят климатические условия в местности, где ведется стройка. Если регион ветреный, то угол наклона скатов делают пологим, а если снежный – более крутым.

Материалы

Стропильная система – обязательный элемент скатных кровель любой формы и конфигурации, состоящий из вертикальных опор, горизонтальных затяжек и стропильных ног, обеспечивающих поддержку и надежное крепление кровельному материалу. Материал, используемый для изготовления каркаса, должен обладать легким весом, высокой прочностью, несущей способностью, а также устойчивостью к воздействию влаги. Наиболее подходящими вариантами считают:

1. Древесина. Дерево – природный, экологически безопасный материал, который отличается легким весом и прочностью. Для изготовления каркаса применяют бруски квадратного сечения 100х100 мм или 150х150 мм, доски сечением 50х150 мм твердых пород. Существенным недостатком деревянных элементов каркаса является то, что они прогибаются под собственным весом при большой длине, а также обладают слабой устойчивостью к воздействию влаги.
2. Металл. Металлические стропильные системы дороже деревянных, они используются в основном при большой площади скатов и большом весе кровельного материала. Высокая несущая способность металлического профиля или уголка позволяет увеличивать шаг между элементами каркаса без потери прочности конструкции. Чтобы снизить вероятность распространения ржавчины, применяются коррозионностойкие виды металла.

Обратите внимание! Дерево считается наиболее подходящим материалом для изготовления стропильного каркаса крыши жилых построек, так как оно обладает 3 важными качествами: легким весом, прочностью, воздухопроницаемостью. Чтобы увеличить устойчивость древесины к воздействию влаги, нужно провести обработку элементов стропильной системы глубоко проникающим антисептиком.

Устройство

Устройство стропильной системы крыши состоит из множества взаимосвязанных элементов, которые поддерживая друг друга, придают конструкции жесткость, необходимую прочность, а также распределяю вес кровельного материала равномерно между несущими опорами. Состав каркаса, величина сечения отдельных элементов и их размещение зависят от типа финишного покрытия, уклона ската и способа использования подкровельного пространства. Обычно каркас состоит из:

• Мауэрлата. Мауэрлатом называют подстропильный брус, который крепится поверх верхнего венца или ряда несущих стен дома. Он изготавливается из прочной, твердой древесины хвойных пород. Крепят мауэрлат с помощью длинных металлических шпилек или анкерных болтов.
• Леженя. Лежнем называют мауэрлатный брус, расположенный не на внешних несущих стенах, а на внутренних перегородках. На лежень устанавливают центральные стойки, поддерживающие конек крыши.
• Стоек. Стойками называют вертикальные опорные элементы, которые поддерживают коньковый прогон или центральную часть стропильных ног каркаса.
• Стропил. Стропильные ноги опираются на мауэрлат и коньковый прогон, располагаясь под углом к основанию кровли.
• Ригеля и затяжки. Эти терминами называют горизонтальные элементы каркаса, стягивающие между собой попарно стропильные ноги. Ригель располагается в верхней части стропил, прямо под коньком, он толще и прочнее затяжки, размещающейся гораздо ниже.
• Подкосов. Подкос устанавливают под углом к стропилам, чтобы предотвратить их прогибание под действием собственного веса. Одним концом они упираются в ногу, а вторым – в стойку или затяжку.

Важно! Самая простая стропильная система состоит только из мауэрлата, стропил и конькового прогона. С увеличением сложности кровли повышается количество дополнительных элементов, упрочивающих конструкцию, а также компенсирующих нагрузки на прогиб и распирание.

Виды

Конфигурация каркаса крыши зависит от архитектурных особенностей перекрываемого сооружения. Кровля должна учитывать количество несущих опор внутри или снаружи дома, чтобы равномерно распределить ложащуюся на них нагрузку. Различают следующие виды стропил:

Учтите, что финальный вид стропильного каркаса из деревянных или металлических элементов зависит от количества скатов и разновидности крыши. Наиболее простыми вариантами считают односкатную и двухскатную кровлю, а сложными – вальмовую, полувальмовую, шатровую.

Видео-инструкция