Стропильная система двускатной крыши

Что из себя представляют висячие стропила?

Стропила — основная часть конструкции крыши, воспринимающая на себя всю нагрузку. Выбор висячих или наслонных конструкций зависит от наличия внутренних несущих стен в здании. Если они есть, тогда стропила будут через стойку опираться на них и такая схема называется наслонной. В противном случае основаниям служат только внешние несущие стены, при этом максимальное расстояние между ними может быть до 14 метров.

Хотя висячие стропила находятся под уклоном, они не распирают стены, а передают лишь строго вертикальные нагрузки. Это достигается за счет применения растяжки в основании крыши. Их изготавливают из брусьев и в зависимости от требуемой длины могут быть цельными или составными. Если требуется использовать двойную растяжку, тогда делают соединение внахлест, косым или прямым зубом, накладками и так далее.

Сами стропильные ноги могут быть сделаны из бревен, бруса или обрезной доски. Перед тем как использовать, их обрабатывают специальными средствами, защищающими от плесени, грибка, воспламенения и гниения.

Висячая стропильная система применима в жилых домах, торговых складах и на промышленных объектах.

Монтаж мауэрлата и стропильной системы

Мауэрлат укладывается после того как были проведены работы по выравниванию чердака и размещению гидроизоляционного настила.

Благодаря размещению по периметру чердачного помещения мауэрлата все непрямые углы можно исправить.

В качестве материала используются брусья. Толщина подбирается под обрез стен.

Когда вы укладываете мауэрлат под бортик карниза, следует быть особо внимательным.

Следите, чтобы конструкция была безраспорной, потому что подкладывать дополнительные элементы нельзя. Придется разобрать часть внешней кладки стены и поднять внутреннюю часть стены.

Установка мауэрлата

Монтаж утеплителя

Утеплять чердачное помещение нужно в том случае, если вы собираетесь его обживать. В первую очередь стоит определиться с материалом, используемым в качестве теплоизоляции. Лучшим решением будут специальные базальтовые плиты.

Плотность утеплителя нужна не менее 30-40 км на кубический метр, иначе неизбежно ее проседание в будущем. А толщина – 150 мм. Также в кровлю устанавливается специальная пленка, чтобы защитить от промокания.

Пошаговый монтаж утеплителя

Монтаж обрешетки и контробрешетки

После того как установлена основа обрешетки, для усиления конструкции нужно устанавливать контробрешотку. Это необходимо если наклонный угол большой.

Контробрешетка устанавливается из мелких брусьев, которые накладываются поверх основной обрешетки, уже на уложенный гидроизоляционный слой. При установке контробрешетки между кровлей и основой образуется вентиляционное пространство, позволяющее повысить срок эксплуатации.

Монтаж обрешетки

Монтаж гидроизоляции и пароизоляции

Ломаная крыша своими руками требует установку гидроизоляции. Чтобы защитить крышу от проникновения влаги между кровлей и основой прокладывается специальный слой из рубероида или пленки. Контроборешетка помогает лучшей вентиляции, чтобы избавиться от эффекта парообразования.

Самой распространенной системой защиты от испарений является трехслойная конструкция — гидробарьер.

1. Армированная решетка. Ее плетут из полиэтиленовых волокон.
2. Антиконденсат или поробарьер.

Устанавливается гидроизоляция на стропила или обрешетку.

Монтаж гидроизоляции

Особенности использования

Наслонная стропильная конструкция применяется тогда, когда возникает срочная необходимость перекрыть пролёты с наибольшей длиной, существует необходимость в применении стоек, прибавляющих устойчивости.

Более подходящей конструкционной чертой представляется применение скользящей опоры, что разрешает соединение различных переходных стропил к мауэрлату. Практически не попадаются длинные пролёты в собственном строительстве сооружений. Из этого следует, что наилучшим из всех вариантов является использование специализированных наслонных стропил. Главный компонент техники строительства — это опирание на мауэрлат строительных ног. Когда сооружение из дерева, эту способность берёт на себя верх.

Такого рода стыковочный узел представляется более значимым в наслонной стропильной концепции. Применение ригеля даёт возможность повысить величину пролёта вплоть до 8 метров, в обстоятельствах одной опоры — вплоть до 12-ти метров, а рядом с применением 2-х опор — вплоть до 16 метров.

Проектирование и монтаж симметричной двухскатной кровли

Для основательных домов со сложной геометрией требуется профессиональный проект, где будут учтены различные факторы: роза ветров, статистика осадков, местоположение здания, используемые материалы и т.д. На коленке такой проект создать крайне сложно.

Снег не удержится под таким углом

Однако если же нужно спроектировать и самостоятельно построить небольшую кровлю для своего загородного домика, без каких либо изысков и сложных дизайнерских решений, то нужно лишь придерживаться некоторых общеизвестных истин и правил:

1. Чем выше кровля, тем больше ветровая нагрузка. Чем ниже – тем выше снеговая
2. Выше крыша – больше чердачное пространство, а соответственно и полезное
3. Стандартный шаг между стропилами 60 см между осями последних
4. Для стропил используют доску 150х50мм, брус для опор 100х100мм., маурлаты из бруса не менее 150х150мм
5. Чем дешевле доска, тем больше геометрическая погрешность (около 1 см)
6. Стропила и опоры допускается наращивать
7. Чем длиннее используемая доска, тем больше нужно развязок и ригелей
8. На соединительные узлы действует две основные силы: на сдвиг и на отрыв
9. Стропило надёжней держится, если в нём сформировать посадочное место
10. Специальные крепёжные шурупы – вещь отличная, но дорогая. Гвозди и скобы недороги и прошли проверку временем, жало последних нужно загибать
11. Болтовым крепежом конёк стропил не стягивают – со временем может лопнуть
12. Дерево не любит лежать на кирпиче или камне, — оно со временем превратится в труху. Гидроизоляция не уберёт мостик холода, нужна теплоизоляция – тогда конденсата не будет
13. Свежесрубленный сруб даёт усадку, поэтому не следует жёстко фиксировать стропила (делать в них посадочные места) к маурлату, иначе конёк крыши уведёт

Порядок монтажа “классического” навесного варианта

Анкера справятся

Работа с монтажом не сложная, с ней может справиться два человека. Что нельзя сказать о подготовке и транспортировке материала на место.

1

Прежде всего, по периметру несущих стен укладываются маурлаты (по уровню). Между кирпичной стеной и деревянным брусом укладывают теплоизолирующий материал, чтобы убрать мостик холода, тем самым удаляя возможность возникновения на стыке камня и дерева конденсата. Это убережёт древесину от гниения, а кирпич от разрушения.

В качестве крепежа могут выступать:

• болтовые шпильки, заранее зафиксированные в стену
• анкерные болты, закрепляемые непосредственно по месту
• металлические армированные П-пояса или обычная металлическая проволока, стянутая монтажкой

Монтаж стропильной системы

После наступает этап подготовки стропил: подгонка по длине и формирование посадочных мест для маурлата. Поскольку конькового прогона в этой технологии не предусмотрено, а на весу проделывать манипуляции с разметкой проблематично, – всё равно ошибёшься, и плоскость получится волнообразная,  – то формируют временный прогон из 50й доски.

2

С помощью шнура отбивают середину потолочного пространства и по уровню устанавливают временные бабки, к которым пришивают 50ю доску. Следует учитывать все размеры, чтобы коньковая доска была выставлена ровно посередине и на необходимую высоту. По ней будут размечаться и выставляться все пары стропильных ног.

Сначала прогон, а потом остальное

3

Приставляя каждую доску к прогону и маурлату делается разметка для пропила посадочных мест. Для ускорения работ на данном этапе, можно использовать ранее подготовленный трафарет. Для его изготовления можно использовать угольник “Свенсона”.

4

Конёк формируется упором друг в друга парных стропил. Для этого приставив пару по месту, с помощью уровня по оси прогона чертят перпендикуляр на одной доске. После отпила, приставляют её обратно и по ней делают разметку на второй доске. Отпиливают, устанавливают обратно и сколачивают доски.

Разметка доски

5

После монтажа каждой пары устанавливают верхний ригель. Для чего приставляют доску на необходимой высоте, выставляют по горизонтали по уровню, размечают и делают в этом месте пропил для посадочного места, пришивают, лишнее спиливают.

Запил делается только для несущего ригеля. Для остальных затяжек эта операция не обязательна, достаточно использовать гвозди и скобы.

6

Шаг между осями стропильных ног составляет 60 см.

7

Дальнейшие действия по формированию кровельного “скелета” аналогичны”.

Также для облегчения понимания принципа монтажа рекомендуется ознакомиться со следующим информативным роликом:

Строительство каркасного дома. Стропильная система. Строй и Живи

Почему стропильные системы двухскатной крыши так популярны? Обзор преимуществ и ключевых отличий (Фото & Видео)

Веранда пристроенная к дому – расширяем жизненное пространство: проекты, советы как создать своими руками (200 оригинальных фото идей)

Обоснование выбора висячих стропильных систем

Висячая стропильная система хотя и считается в своем исполнении самой сложной, но иногда ее применением является необходимым.

Данный вид стропил монтируется, в основном в зданиях с отсутствием внутренних опор (несущих стен).

Они опираются на внешние стены, центральная опора у них отсутствует.

В данном исполнении стропильные ноги упираются в коньке одна в другую, создавая большое распирающее усилие, передаваемое на стены.
В этом случае делается затяжка (горизонтальный брус), которая соединяет отдельные детали и нейтрализует распор.

Она может быть выполнена как из деревянных досок, так и металлической.

Важно!

Нагрузки на затяжку будут тем больше, чем выше она расположена, поэтому нужно постоянно следить за качеством креплений.

При изготовлении стропил для стен жилых домов используется в основном деревянный брус.

Лучше для его изготовления брать материал хвойных высокосмолистых пород, имеющих в своем составе натуральный антисептик.

Материал должен пройти положенный срок выдержки во избежание дальнейшей деформации в процессе эксплуатации.

Все составляющие стропил должны быть тщательно связаны один с другим.

Для креплений применяются врубки, профили, болты, гвозди и нагели.

Если есть возможность применения дополнительной техники (подъемный кран), то стропильную ферму собирают на строительной площадке (для наиболее качественного исполнения) и поднимают на стены готовой.

В остальных случаях сборка деталей проходит уже на перекрытии с использованием временных закреплений.

Висячие стропила устанавливаются на больших пролетах, размеры которых при сборке колеблются в пределах 6 – 10 м (с применением ригеля или без него). Опорой внизу служат внешние стены, а вверху они соединяются в коньковом элементе.

Висячие стропильные системы с применением шпал используют для освобождения помещений чердака.

Шпалы упираются в прогоны расположенные на балках.

Расчет стропильной системы

При создании проекта односкатной либо двухскатной крыши в первую очередь выбирают тип стропильной конструкции, угол наклона кровельных скатов, а также материалы для строительства конструкции. При вычислении расстояния между стропилами следует учесть нагрузки, которые будут воздействовать на крышу постройки в ходе эксплуатации.

К постоянным нагрузкам относится:

• Вес кровельного материала;
• Вес стройматериалов, из которых построен стропильный каркас крыши;
• Вес утеплителя, пароизоляции, гидроизоляции;
• Вес отделочного материала мансарды или жилого чердачного помещения.

На крышу сооружения также воздействуют следующие временные нагрузки:

• Вес снега;
• Ветровая нагрузка;
• Вес работника, выполняющего обслуживание и ремонт кровли.

Для правильного расчета шага стропил нужно учитывать сечение элементов возводимой конструкции, наличие теплоизоляции крыши, тип обрешетки и кровельного покрытия. Расчеты следует выполнять на основании СНиП 2.01.85 «Нагрузки и воздействия».

Характеристики древесины для стропильных систем

Для устройства стропильной системы двухскатной крыши своими руками или с привлечением строителей в первую очередь необходимо позаботиться о закупке пиломатериалов

При выборе необходимо обращать внимание на такие особенности:

• Древесину необходимо осматривать на наличие трещин и сучков. По нормам допустимо не более 3-х сучков на 1 погонный метр бруса или доски диаметром до 3 см. Также допустимы сквозные трещины не более половины длины пиломатериала.
• Длина пиломатериалов должна быть не более 4,5 м для лиственных и 6,5 м для хвойных пород древесины.
• Для элементов, которые будут выполнять несущие функции площадь поперечного сечения должны быть не меньше 40 см2, а минимальный размер по одной из сторон – 5 см.
• Древесину твердых пород лиственных деревьев, которая прошла антисептическую обработку, целесообразно использовать для ответственных элементов конструкции – мауэрлаты, прогоны.

Основные требования, предъявляемые к пиломатериалам – они должны быть ровные и сухие.

Чтобы установить систему стропил для крыш правильно и без ошибок используют любые пиломатериалы, которые соответствуют указанным требованиям, но существуют и стандартные значения, которые описываются в сортаменте. Все данные указаны в таблице (размеры в мм).

Ширина	Толщина
	250								250
	250	225	200						200
	250	225	200	200					175
	250	225	200	200	150				150
	250	225	200	200	150	125			125
275	250	225	200	200	150	125	100		100
275	250	225	200	200	150	125	100	75	75
275	250	225	200	200	150	125	100	75	60
275	250	225	200	200	150	125	100	75	50
275	250	225	200	200	150	125	100	75	44
275	250	225	200	200	150	125	100	75	40
275	250	225	200	200	150	125	100	75	32
275	250	225	200	200	150	125	100	75	25
		225	200	200	150	125	100	75	22
				175	150	125	100	75	19
					150	125	100	75	16

При индивидуальных заказах выпускают и элементы других размеров. Также допустимо производить и пиломатериалы большой длины (до 9,5 м).

Расчёт сечений стропил и прочих элементов системы стропил

Сечение стропил зависит от следующих параметров:

• Длина стропильных ног;
• Шаг, с которым установлены стропила каркасного дома;
• Расчетная величина различных нагрузок в данной местности.

Приведенные в таблице данные не являются полноценным расчетом системы стропил, они являются лишь рекомендуемые для использования при расчетах, когда стропильные работы будут производиться для простых кровельных конструкций.

Приведенные в таблице значения соответствуют максимально возможным нагрузкам на систему стропил для Московской области.

Приведем для системы стропил размер прочих элементов конструкции стропил:

• Мауэрлат: брусья сечением 150х150, 150х100 или 100х100 мм;
• Диагональные ендовы и ноги: брусья сечением 200х100 мм;
• Прогоны: брусья сечением 200х100, 150х100 или 100х100 мм;
• Затяжки: брусья сечением 150х50 мм;
• Ригели, выступающие в качестве опор для стоек: брусья сечением 200х100 или 150х100 мм;
• Стойки: брусья сечением 150х150 или 100х100 мм;
• Доски короба карниза, подкосы и кобылки: брусья сечением 150х50 мм;
• Подшивочные и лобовые доски: сечение (22-25)х(100-150) мм.

Разновидности конструкций висячих стропил

Выбор той или иной схемы для устройства висячих стропил зависит пролета между несущими стенами. Чем больше это расстояние, тем сложнее конструкция и большее количество дополнительных элементов требуется.

Базовая трехшарнирная треугольная арка

Это основа всей конструкции, имеет форму треугольника. Собирается из двух стропильных ног, которые скрепляются в коньке. Нижние части соединяются деревянной затяжкой. Максимально допустимая высота в коньке равна шестой части длины пролета. При этом такую конструкцию разрешается использовать только в зданиях между стенами которого не больше 6 метров.

В таком изделии стропила испытывают только изгибающие нагрузки, а затяжка — растягивающие. В основании разрешается использовать металлический прут, или тяж. Но обычно оставляют дерево, так как оно выполняет роль балок для чердачного перекрытия.

Шарнирная арка с бабкой

Такая система применяется в зданиях с пролетом больше 6 метров. Затяжка такой длины будет сильно прогибаться, а чтобы избежать этого используют бабку. Обычно подвес изготавливают из бруса, но в некоторых ситуациях берут металлический прут. Элемент из металла хорошо переносит растягивающие нагрузки, имеет небольшой вес.

При помощи бабки кровельщики настраивают степень прогиба горизонтальной части. На такой длине затяжку делают из двух равных частей, и стыкуют их точно под подвесом. Применяют разные соединения узлов: косые или прямые прирубы, закрепленные болтами. Между собой подвес и затяжку закрепляют хомутом.

Шарнирная арка с приподнятой затяжкой

Этот вариант подразумевает установку затяжки недалеко от конька. Хотя в этом положении деталь испытывает большие нагрузки, но так появляется возможность обустроить мансардный этаж. Настроить высоту потолков можно поменяв высоту крепления затяжки.

В такой ситуации стропилины приходится опираться на мауэрлат. Так как с увеличением нагрузки, повышением влажности и температуры меняются размеры балок используют скользящее соединение. Они изготавливаются из металла и крепятся напрямую к мауэрлату и стропилам. Благодаря такой конструкции крыша сохраняет свою геометрию и может «дышать».

Зимой, на скатах, висячие стропила с затяжкой испытывают различную снеговую нагрузку. Из-за этого появляется угроза перекоса и появления протечек. Поэтому в подобных конструкциях концы стропил выносят за пределы стен.

При устройстве мансардного этажа с приподнятой затяжкой, балка служит основой для крепления потолка. Для того чтобы она не провисала используют более толстые брусья. В некоторых ситуациях устанавливают подвесы, соединяющие затяжку и конек. Если балка слишком длинная используют несколько навесных креплений.

Шарнирная арка с ригелем

Единственное отличие в этой конструкции от предыдущей заключается в способе реализации узлов крепления стропильных ног. Они жестко закрепляются на мауэрлате и больше не могут свободно менять свое положение. Для этого используют гвозди, саморезы, металлические накладки.

В связи с изменением способа крепления, действие нагрузок так же изменяется. Теперь стропила распирают несущие стены. Из-за этого затяжка начинает испытывать сжатие и в такой позиции она называется ригелем.

Если расчеты показывают большую нагрузку, тогда в дополнение к крыше с ригелем в нижней части конструкции устанавливают классическую затяжку. В таком случае крепление к мауэрлату не понадобится. Получается первая описанная конструкция с дополнительной балкой под коньком.

Арка с бабкой и подкосами

Пролеты длиной до 9 до 14 метров требуют усиление конструкции подкосами. В этой ситуации начинают прогибаться стропильные балки. При наслонной конструкции крыши подкосы упирают во внутреннюю несущую стену. В нашем случае единственным доступным упором является бабка. Тут изменяются все нагрузки, действующие на каркас: стропила давят на подкосы, они растягивают подвес и притягивают конек, далее нагрузка распределяется по стропилам, сжимая их.

Все схемы висячих стропильных систем требуют точного расчета, учитывающего внешние и внутренние нагрузки. Единственным недостатком можно считать сложность монтажа. Приходится либо подавать готовые конструкции краном, либо собирать их на высоте. Но, в некоторых ситуациях других вариантов собрать крышу нет.

Практические советы

Если нужно сделать мансардную крышу с применением наслонных стропил, обязательным условием является установка брусового каркаса внизу, а вверху стропильные ноги следует прятать в коньковый прогон.

Если вам нужно соединить стропильную ногу с мауэрлатом, используйте защемление. Можете соединить его металлическим материалом. Для этого существует способ, заключающийся в использовании большого торцевого угла. Он в будущем обеспечит возможность стропилам взаимно упираться.

Применяется наслонный тип вкупе с соединением, подразумевающим за собой просверливание отверстий для болтов.

Что это такое?

Стропила – это основной несущий элемент скатной крыши, который принимает на себя основную нагрузку, испытываемую этой конструкцией. Система стропил бывает двух типов – висячей или наслонной. Выбирать между ними приходится, исходя из того, имеются ли внутренние стены в строящемся сооружении, которые могут служить опорой для частей крыши. Система висячих стропил применяется, если таких стен нет, и здесь опорой будут служить лишь внешние стены строения. То есть центральной опоры как таковой эти стропила не имеют и опираются с одной стороны на стену, с другой – на противоположно расположенное стропило. Крепление отдельных элементов производится при помощи прорезных шипов, гвоздей, анкеров или пластин из металла.

Висячие стропила разной длины

Висячие стропила обычно используются для покрывания пролетов шириной 7-10 м. Сфера применения может быть различной – такая система применяется для сооружения кровель на складах, промышленных зданиях, жилых домах.

Кровля, выполненная с висячими стропилами

Система с висячими стропилами

Несмотря на то, что такие стропила устанавливаются под уклоном, они не действуют на стены как распорки – передают только вертикальные нагрузки. Этого удается достичь благодаря использованию растяжек, изготовленных из бруса, располагаемых в основании кровли.

Висячие стропила с затяжкой

Стропильные элементы изготавливаются из бруса, досок или бревен, металла. В обязательном порядке перед началом монтажных работ материал должен быть обработан специальными защитными составами, которые обеспечат дереву длительный срок службы. Они защитят его от грибка, плесени. Если обработать материал противопожарными составами, то дом обретет дополнительную защиту от возгораний.

Параметры стропильной системы двускатной кровли всегда ориентируются на конкретные условия эксплуатации

Варианты конструкций

Простота установки и ремонта висячих стропил обусловлена тем, что их можно помещать непосредственно на дубовую доску, которая монтируется на верх кирпичной стены. Деревянный элемент имеет сечение 50х50 мм. Благодаря такой особенности можно существенно удешевить процесс постройки и ремонта.

Простая арочная конструкция

Основное требование при создании такой конструкции – скрепление опорного элемента с затяжкой следует выполнять согласно определенным СНиПам.

Второе условие, соблюдаемое в процессе установки стропильной системы – точка, где соединяется затяжка и стропильная нога, должна находиться непосредственно над подкладочной доской. При этом конек следует выполнять на высоте, не большей, чем 1/6 часть длины затяжки. Довольно часто узел скрепления затяжки со стропильной ногой выполняется врезанием одним или «двойным» зубом. Прочность соединения при этом отличается средними показателями.

Врезку «двойным» зубом используют, когда затяжка довольно тонкая, или для нее выбрана древесина, уязвимая к механическим воздействиям. Узел скрепляется болтами. Может применяться обшивание досками или металлическими листами.

Узел соединения следует заранее подготовить. Его также точно подгоняют еще до монтажа на дом. Практически все работы ведутся с использованием шаблонных стропил, по которым отмечаются места врубки и соединения элементов. В коньке стропильные балки соединяют при помощи сопряжения их концов. Это обуславливает высокую жесткость скрепления.

Арочная конструкция с элементами усиления

Благодаря использованию подвески вместо одной затяжки можно использовать две, имеющие меньшую длину. Соединение затяжек и подвески происходит в Т-образном узле конструкции. В месте, где осуществляется скрепление этих элементов, устанавливают хомут для подвеса или бабки. Благодаря подвесу силы, действующие на конструкцию вертикально, частично переносятся на коньковое соединение.

Для больших пролетов используются длинные висячие стропила с затяжкой. Чтобы компенсировать прогиб балок конструкции, используют дополнительные узлы подкосов. К стропилам они крепятся достаточно жестко. Для этого используется специальный узел крепления.

Приподнятые затяжки

Устройство крыши на стропилах висячего типа отличается сложностью выполнения. В таких системах намного больше узловых соединений. Сопряжение элементов должно быть максимально точным. Схемы монтажа таких конструкций используются для постройки крыш в домах жилой мансардой.

Создание системы стропил с приподнятыми затяжками требует немалого опыта подобных работ. Эта схема отличается тем, что в ней затяжка не крепится к нижним концам стропильных балок, а врезается в них чуть выше середины. При этом используются косые пазы. Подобные узлы крепления получили название «полусковородные». Места соединения усиливаются болтами.

Затяжка крепится очень жестко, поэтому в точках опоры стропильных ног необходимо выполнить специальный узел соединения. В одной из точек опоры выполняется скользящее соединение. Это необходимо, чтобы равномерно распределить нагрузку между стропильными балками. Опорные ползуны могут изготавливаться с выносом конца стропил за стену.

Если мансарда будет утепляться, а потолок нижерасположенного помещения – гидроизолироваться, затяжки следует усилить узлом подвески. Ее монтируют с применением металлических хомутов.

Важно! Такая конструкция достаточно сложна, поэтому во время расчета характеристик узлов следует пригласить строителя-конструктора.