Стропильная система: виды и монтаж для разных форм скатных крыш

Разновидности конструкций двускатных крыш

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

Простая равносторонняя двускатная конструкция

Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты

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

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

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

Простая асимметричная двускатная конструкция

Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей

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

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

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

Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома

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

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

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

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

С висячими стропилами

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

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

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

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

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

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

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

Для мансардных крыш

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

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

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

Для больших домов

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

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

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

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

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

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

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

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

Советы по созданию проекта кровли

Пример выполненного проекта кровли

Вот несколько полезных советов, которые стоит учесть, проектируя кровлю:

Далеко не все обладают умением рисовать и чертить, поэтому, чтобы разработать проект стоит воспользоваться компьютерными программами, созданными для проектирования. Например, Аркон или Автокад

В этом случае, будет достаточно только выбрать необходимый вид кровли, а программа подберет стандартные заготовки, в которые можно вносить необходимые изменения.
Необходимо с особым вниманием подойти к разработке стропильной системы, ведь именно от нее зависит прочность и надежность конструкции.
Подбирая материал для кровли крыш и цвет покрытия необходимо придерживаться общего стиля, в котором построен дом.

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)

Схема стропильной системы вальмовой крыши

Вальмовые четырехскатные кровли превосходят по сложности возведения обычные двускатные модели. Это объясняется сложностью точной стыковки всех четырех скатов под требуемым уклоном. Такие крыши имеют два больших ската в форме трапеции и два торцевых ската в форме треугольника. При формировании стропильной системы и возникают основные трудности устройства вальмовой крыши.

Проект дома с вальмовой крышей учитывает, что уклон скатов должен находиться в пределах от 10 до 60 градусов. На выбор угла наклона влияет количество атмосферных осадков, материал кровельного покрытия, а также то, будет ли использоваться подкровельное пространство под мансардное помещение. В регионах с большим количеством осадков уклон должен быть не менее 45 градусов.

Схемой вальмовой крыши должны быть предусмотрены форма сечения, размеры и точное расположение всех конструктивных элементов каркаса. Помимо этого, в чертежах стропильной системы вальмовой крыши отражается длина конькового прогона, высота крыши, угол наклона скатов, ширина пролетов, методы усиления конструкции и специфика крепления элементов.

Схематическая конструкция вальмовой крыши

Учитывая, что накосные стропильные ноги имеют большую длину и являются опорными для нарожников, они нуждаются в усилении. Для этого применяют шпренгель, балку которого врезают в мауэрлат, а стойкой подпирают накосную ногу. Для усиления стропильной системы практикуют использование ветровой балки. Ее фиксируют с внутренней стороны центральных стропил по диагонали преимущественно с ветреной стороны дома.

В случае когда стропила имеют длину более 4,5 м для их усиления используют диагональные подкосы, применение которых позволяет выбрать для стропил брус меньшего сечения. Подкосы упираются в затяжки (балки перекрытия), которые не дают стропилам разъехаться. Если затяжки крепятся ближе к коньковому ригелю, они могут служить в качестве основания под обшивку потолка мансардного этажа.

В схеме стропил вальмовой крыши обосновывается целесообразность использования наслонных или висячих стропил, а также применения дополнительных усиливающих элементов. Если при расчетах выясняется, что параметры бруса не соответствуют требуемой нагрузке, возможно применение клееных или наборных стропильных балок. Эти модифицированные элементы значительно массивней и могут иметь большую длину.

Стропильная система дома с вальмовой кровлей

Если домостроение не имеет промежуточной несущей стены, то используют висячие стропильные ноги, которые опираются только на две опоры (на две стены дома). В этом случае стропила испытывают нагрузку на сжатие и изгиб. Ввиду того что стропильные ноги создают распирающие усилие на стены, применяют деревянную затяжку, которая соединяет между собой стропила. Обычно ее устанавливают внизу у основания стропильных ног.

Когда строение имеет промежуточную несущую стену или средние опорные столбы, используют схему наслонных стропил. В этом варианте стропила одним концом опираются на наружные стены, а для средней части ног опорой являются колонны или внутренняя несущая стена. При такой конструкции стропильные элементы работают на изгиб, подобно балке.

По сравнению с крышей, где используют висячие стропила, конструкция с наслонными стропильными ногами является более легкой. На возведение такой кровли расходуется меньше материалов, что уменьшает затраты на строительство. Возможно использование комбинированной стропильной системы в одной конструкции. Это происходит когда одна часть дома имеет внутреннюю несущую стену, а другая — нет. Для устройства крыши над таким строением используют оба варианта стропил.

Схема деревянных наслонных стропил с упором на один прогон для вальмовой крыши

Схему стропил вальмовой крыши с выносом применяют, когда необходимо произвести увеличение карниза. В этом случае стропильные ноги будут упираться в балки перекрытия. При устройстве вальмовой крыши с опиранием стропил на балки перекрытия такой элемент как мауэрлат можно полностью исключить из конструкционной схемы. Вместо него предлагается применение деревянных выравнивающих прокладок.

Инструкция по строительству крыши

Первым делом важно определить конструкцию будущей крыши, необходимые для ее возведения материалы и крепежные детали, а также их количество. Можно рассчитать приблизительный бюджет работ. Установка самой конструкции начинается с возведения основы под стропила

Это, так называемый, армированный пояс. Он изготавливается из бетона, усиленного металлической сеткой и повторяет контуры стен. Его задача не только создавать дополнительную основу для стропил, но также снимать лишнюю нагрузку с хрупких оконных проемов и усиливать всю конструкцию в целом

Установка самой конструкции начинается с возведения основы под стропила. Это, так называемый, армированный пояс. Он изготавливается из бетона, усиленного металлической сеткой и повторяет контуры стен. Его задача не только создавать дополнительную основу для стропил, но также снимать лишнюю нагрузку с хрупких оконных проемов и усиливать всю конструкцию в целом.

Следующий этап – установка системы стропил. Как правило, собирают на земле и уже в готовом виде поднимают наверх. Нижние концы балок должны выступать за внешний край стены на некоторое расстояние. Делается это для организации карнизных свесов. Следует внимательно соблюдать пропорции при сборке конструкции. От этого зависит не только внешний вид вашего строения, но и устойчивость.

Далее следует установка обрешетки, на которую впоследствии будут крепиться гидроизоляционные и кровельные материалы. В качестве гидроизоляции может быть использован обыкновенный кровельный битум. Обрешетка бывает двух видов: сплошная и разреженная. Выбор одного из них зависит от того, какая кровля для крыши эркера вам необходима. Для гибких материалов лучше делать сплошную обрешетку. Тогда как для металлочерепицы или профлиста подойдет и разреженная (ячеистая). В последнюю очередь устанавливаются ендовые планки. Они соединяют кровлю эркерной крыши с основной. Благодаря им обеспечивается надежная изоляция стыков. Под них не будет затекать вода и попадать грязь, что позволит слою гидро- и звукоизоляции прослужить вам гораздо дольше. Прямоугольная или вальмовая крыша дома делается примерно по такому же алгоритму. Разница будет только в форме стропил и их количестве.

Виды стропильных систем

Стропильные системы отличаются по многим факторам, их состав зависит от особенностей планировки деревянного или кирпичного дома, совокупного веса кровельного пирога, материала, из которого изготавливается каркас, а также вида кровельного покрытия.

Важной характеристикой конструкции считается их несущая способность, определяющая, какой вес они могут выдержать без деформации. По характерным особенностям различают следующие виды стропильных систем:

Наслонная

Стропильным каркасом наслонного типа называют каркас, стропила которого имеют 2 точки опоры. Верхний конец ноги опирается на коньковый прогон, устанавливаемый на вертикальные стойки, закреплённые на внутренних стена. А нижним концом она устанавливается на мауэрлат.

Сборка стропильной системы наслонного типа на двухскатную крышу возможна, только если внутри дома располагается не менее 1 несущей перегородки или капитальной колонны. Такую конструкцию часто называют безраспорной, потому что вторая точка опоры стропил компенсирует распирающую нагрузку на стены дома, которую предполагает висячая схема установки каркаса.

Стропильные ноги наслонного типа испытывают нагрузку только на изгиб, который можно ликвидировать различными подкосами. Наслонная стропильная система позволяет перекрывать дома шириной до 14 метров.

Наслонная система двускатной кровли

Висячая

Висячая стропильная система отличается тем, что ее стропила опираются только нижним концом на мауэрлатный брус, установленный на наружные несущие стены. Верхний конец стропильных ног такой конструкции ни на что не опирается, а как бы висит в воздухе, из-за чего возникает 2 типа нагрузки: на изгиб и на распирание.

Распирающая нагрузка такой схемы расположения элементов на наружные стены настолько велика, что компенсировать ее приходится с помощью многочисленных ригелей и завязок, за счет которых происходит завязывание стропильных пар между собой.

Устройство двускатной крыши с висячими стропилами состоит из треугольных ферм, жесткая форма которых не подвергается нагрузкам. Считается, что сложность висячей схемы намного выше.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками монтируется без труда, если правильно рассчитать шаг стропил, то есть расстояние между стропилами и величину их сечения.

Висячая стропильная система двускатной кровли

Комбинированная

Сочетая в себе лучшее от той и другой системы, признана самой надежной. Применяют ее в случаях, когда внутри помещения в качестве опоры внутри дома используются не стены, а колонны. Тогда висячие и наслонные стропила можно чередовать, чтобы усилить конструкцию за счет дополнительных элементов, не увеличивая расход строительных материалов.

Комбинированная стропильная система

Как выбрать кровельные материалы для деревянной кровли

Существуют различные виды покрытия для деревянной крыши. Они значительно отличаются по своим свойствам и возможностям. Для того, чтобы вы имели представление о деревянных кровельных покрытиях, некоторые из них будут рассмотрены далее:

Гонт

Состоит из небольшого размера пластин. Между собой они связываются шипами или пазами. Для изготовления гонта используются самые прочные, долговечные и надёжные породы древесины.

Это покрытие имеет один значительный недостаток: крыша из гонта очень пожароопасна. Однако бороться с этим можно, покрывая поверхность планок специальным составом.

Из достоинств стоит отметить длительный срок службы, а также качественную звукоизоляцию. К тому же гонт обладает низкой теплопроводностью, что делает его хорошим утеплителем. Такие характеристики являются типичными для всех деревянных кровельных покрытий.

Гонт состоит из небольших пластинИсточник sinergidom.ru

Шиндель

По форме, представляет собой колотые пластины. Такой материал отличается различным размером составных частей. Это кровельное покрытие имеет самый длительный срок службы среди деревянных материалов.

Примечательно, что изготавливается шиндель способом ручного кола. Для его производства применяются такие породы, как осина, лиственница или дуб. Выбирается только зрелое отборное сырьё с большой плотностью годичных колец. К тому же это покрытие отличается малым количеством сучков.

Для производства Шинделя применяется сосна, осина, лиственница и дубИсточник goldkryshi.ru

Лемех

Является одной из разновидностей шинделя. Отличается он тем, что имеет сложную форму. Его верхняя часть представляет собой расширение, а нижняя имеет ажурные края. Такая дощечка внешне напоминает лопатку, а её края часто имеет закруглённую форму. Для изготовления чаще всего применяется такое сырьё, как сосна и ель.

Для производства Лемеха применяется сосна и ельИсточник 90zavod.ru

Тес

Это одно из самых простых деревянных кровельных покрытий. Представляет собой обычную обрезную доску из сосны или ели. Однако самые надёжные тесовые крыши делаются из лиственницы, хотя она стоит дороже и обрабатывать её труднее.

Деревянная кровля из этого материала практически полностью поглощает шум дождя, а также тес является экологически чистым материалом. Обустройство тесовой крыши является довольно простым процессом и не требует значительных трудозатрат.

Проблема в том, что она создаёт большую нагрузку на стены дома из-за своей немаленькой массы.

Тес практически полностью поглощает шум дождяИсточник stroicod.ru

Создание проекта

Перед тем, как сделать стропила для крыши частного дома своими руками, необходимо создать рабочий проект конструкции, учитывающий климатические условия в местности, где идет строительство, способ использования чердачного помещения, а также вид кровельного покрытия. Все эти факторы учитываются в расчёте нагрузок, оказывающих влияние на каркас кровли. Чтобы определить необходимую несущую способность и создать проект крыши, необходимо определить:

• Совокупную нагрузку на стропила. Для этого постоянные нагрузки (вес самой стропильной системы, утеплителя, кровельного материала и гидроизоляции) суммируют с временными нагрузками (снеговой, ветровой и стихийной нагрузкой). Общий вес кровельного пирога при использовании термоизоляции может доходить до 700 кг.
• Высоту конька кровли. Этот показатель рассчитывают, исходя из желаемого уклона скатов и ширины перекрываемого сооружения. Также на высоту конька влияет способ использования чердака: если в нем оборудуется жилая мансарда, конек должен располагаться не ниже 250 см от перекрытия.
• Уклон скатов. Угол наклона кровельных скатов рассчитывают как частное высоты конька и половины основания крыши. Этот фактор зависит от климатических условий в регионе строительства, а также характеристик кровельного материала.

Расчет нагрузок

Расчет уклона

Расчет угла наклона кровельных скатов