Обзор существующей схемы стропил двухскатной крыши

Двухскатная крыша — самый востребованный тип кровли, который характеризует быстрый и легкий монтаж, высокие эксплуатационные свойства и привлекательный внешний вид. Универсальная конструкция кровли подойдет для дачного дома и загородного коттеджа, для бани и беседки в регионах страны с любым климатом!

Подробный обзор

Типы и конструкция стропил

Есть три типа стропил наслонные, висячие и скользящие.

Скользящие стропила применяются в основном только в деревянных бревенчатых домах. Их способ крепления позволят им перемещаться (скользить) вперед и назад на определенное расстояние. Это связано с особенностью деревянных домов.

Висячие стропила используются только в тех домах, где расстояния между стенами не превышает 6,5 м, так как опираются концами на противоположные стены здания.

Наслонные стропила опираются не только на стены здания, но и имеют промежуточную опору, при этом пролет между опорами должен быть 4,5 и более. Благодаря дополнительным опорам можно перекрыть пролет до 15 метров.

Опорой для стропил служит:

  • верхний венец в рубленых и брусчатых домах;
  • верхняя обвязка в каркасных домах;
  • мауэтлат (брус толщиной 100-150 мм) в каменных домах. Мауэрлат может укладываться по всему периметру здания или же только по стене, где опираются стропильные ноги.

Стропила, при необходимости, могут усилятся дополнительными элементами, такими как затяжками (ригелями) и подкосами. Это позволит избежать их провисания в процессе эксплуатации.

Односкатная и двускатная крыша: разница в стропильных системах

Для односкатной крыши возвести стропильную систему достаточно просто. Чаще всего стропила укладывают прямо на венец, без использования дополнительных опор и поддерживающих конструкций.

Именно поэтому максимальный угол наклона односкатной крыши ограничен 30 градусами: отсутствие дополнительных несущих конструкций и поддерживающих балок означает, что вся нагрузка ложится на стены здания и фундамент.

Оптимальный угол наклона – 15 – 25 градусов. Максимально допустимая длина пролета стропил не достигает и 6 м.

При возведении односкатной крыши обязательно учитывайте направление ветра и возможную дополнительную нагрузку от веса скопившегося на крыше снега.

Для домов, расположенных в регионах с сильными ветрами и малым количеством осадков, можно подгадать такой угол склона, при котором кровля очищается от снега за счет порывов ветра.

Двускатная крыша – это система из двух наклонных скатов, соединенных коньком. Одним из основных преимуществ такой конструкции является возможность более равномерного распределения нагрузки между стропильной системой и несущими стенами здания.

Кроме того, двускатный каркас позволяет опереть стропила друг на друга, что придает ему дополнительную прочность.

Общая прочность кровельной конструкции возрастает при приближении угла ската к 45 градусам. Именно такой наклон считается оптимальным для регионов с обильными осадками.

При повышении угла наклона, с одной стороны, значительно увеличивается устойчивость, поэтому можно брать больший стропильный шаг.

С другой стороны, повышается парусность крыши, поэтому для ветреных регионов оптимальный угол наклона не превышает 20 градусов.

Как правильно рассчитать количество пиломатериала для строительства крыши своими руками

Вряд ли среди читателей нашего блога найдутся те, кому нравится возить материал для каркаса крыши от поставщика по одной доске или, наоборот, после окончания строительства дома своими руками думать, куда деть лишних 2 кубометра пиломатериалов.

Предлагаем вспомнить детство, уроки математики и решить простейшую задачу, ответом на которую станет расчет пиломатериалов для строительства вашей крыши.

Условия задачи

Предположим, что у вас есть дом, на который необходимо водрузить крышу. Будет она двускатной, ширина одного ската 6м, а высота – 5 м.

Задача – рассчитать количество пиломатериалов, потребных для строительства каркаса крышиi , а именно : для стропил, обрешетки, ветровой доски, усиления обрешетки для конька и шипца.

Для упрощения задачи расчет будет вестись для одного ската. Ну и, конечно же, будем рассчитывать потребность в материалах для дальнейшего покрытия кровли ондулином.

Последнее условие крайне важно – размеры сечения элементов крыши напрямую зависят от веса кровельного материала. Игнорирование этого показателя может привести к разрушению не только крыши, но и стен дома. Не стоит рисковать.

Варианты решения задачи

Казалось бы, самый простой вариант решения – найти в интернете программу для расчета, заложить в нее данные, попить чайку, получить готовый расчет и радостно побежать покупать необходимые пиломатериалы.

Вариант, безусловно, хорош. Но программа не учитывает особенностей конкретной крыши:

— формы (крыша может быть, например вальмовой);

— необходимости устройства дополнительной обрешетки (например, для монтажа ендовы);

— необходимости оформления мест прохождения труб через кровлю.

В связи с этим наиболее рациональным вариантом остается самостоятельный расчет.

Читайте также:  Какой должен быть минимальный угол наклона крыши из профнастила

Рассчитываем количество пиломатериала для стропил

Поскольку мы решили класть на кровлю самый легкий и удобный в монтаже материал – ондулин – можно выставлять стропила с шагом в 600 мм по центрам. Берем калькулятор, делим ширину крыши на шаг, получаем цифру десять. Добавляем еще одно стропило на край крыши. Следовательно, нам необходимо 11 стропил длиной 6 мм.

Рассчитываем количество пиломатериала для обрешетки

Если крыша, на которой выполняется монтаж ондулина, имеет уклон более 15 градусов, обрешетка монтируется с шагом 600 мм по осям. Путем простейших математических расчетов, прибавив одну полосу обрешетки для крепления конька, получаем, что нам необходимо 54 погонных метра бруса.

Рассчитываем количество пиломатериала для ветровой доски

Тут все просто. Длина ската 6 метров. Необходим напуск не менее 70 мм внизу и примерно 100 мм вверху для зарезания и аккуратного стыка с ветровой доской второго ската. Итого не оба края ската необходимо 12.4 погонных метра ветровой доски.

Рассчитываем объем необходимых пиломатериалов

Для начала определимся с сечением необходимых пиломатериалов. Поскольку мы взяли самый легкий кровельный материал – ондулин — для стропил достаточно будет бруса сечением 150х150мм. Для обрешетки возьмем наиболее распространенный в России брус сечением 50х50мм. Ветровую доску сделаем сечением 25х150 мм.

Дабы наш уважаемый читатель при расчетах не нервничал, путаясь в знаках до и после запятой, размещаем две таблицы. Они помогут вычислить необходимый объем.

Небольшое отступление. В настоящее время большинство пиломатериалов производящихся в России имеют длину 6 м. Пилят, конечно, и другие размеры. Но в основном на заказ. Поэтому мы предположим, что на ближайшей лесопилке есть только шестиметровый пиломатериал. Именно его объемы приводятся в таблицах.

Таблица количества бруса в кубическом метре пиломатериалов.

Размер бруса (мм)

количество брусов при длине 6 м в кубометре пиломатериалов

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки. Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг.

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

  • для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
  • для металлочерепицы – 14 гр.;
  • ондулин – 6 гр.;
  • профнастил – 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50х100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Таблица размеров стропил, в зависимости от шага их установки

Длина

стропил, мм

Расстояние между стропилами, мм Размер сечения бруса стропил, мм
до 3000 1200 80 × 100
до 3000 1800 90 × 100
до 4000 1000 80 × 160
до 4000 1400 80 × 180
до 4000 1800 90 × 180
до 6000 1000 80 × 200
до 6000 1400 100 × 200

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу. Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Установка маэурлата и стропил

Монтаж любой стропильной системы начинают с укладки маэурлата. Сначала в месте укладки прокладывают рубероид или полиэтиленовую пленку в два-три слоя для обеспечения гидроизоляции. На верхний обрез стены устанавливают бруски. Сечение брусьев варьируется в пределах 10Х10 — 20Х20 сантиметров. При этом расстояние между брусками и наружными стенами должно составлять 50-60 сантиметров. Крепление делают при помощи болтов, гаек, шайб и металлических накладок.

Сечение брусьев для мауэрлата и стропильных ног определяют в зависимости от назначения чердачного помещения. Так, если площадка будет нежилой, можно использовать размеры 10Х10 или 13Х13. Для обустройства жилой площади берут сечение не менее 15Х15 сантиметров. Важно, чтобы брусья были из хорошо высушенной древесины с влажностью до 2,5%! Только такие материалы не деформируются со временем.

Самый лучший вариант стропильной системы для двухскатной крыши — сочетание стропил наклонного и висячего вида. Такая конструкция усилит надежность и прочность кровли, снизит расходы на строительные материалы. К балкам кровли крепят стропила, причем число стропил и балок должно совпадать! После установки одной ноги, приступайте к возведению противоположной. Такой метод сэкономит время и снизит боковые нагрузки на конек. Крепление стропильных ног делают при помощи саморезов и гвоздей.

Читайте также:  Инструкция как делать монтаж сэндвич панелей

При монтаже устанавливают промежуточные стойки. Кстати, они станут каркасом для стен мансарды. После установки стропил осуществляют крепление конька при помощи болтов, металлических скоб или уголков.

Еще немного о важных элементах крыши

Диагональные перекрытия — картинка

Дополнительные диагональные перекрытия называются раскосами, с помощью которых укрепляется стропильная система двухскатной крыши, и увеличиваются характеристики противостояния ветру фронтонами. Верхняя часть раскосов упирается во фронтоны, а нижняя – в центральное перекрытие.

Подкосы необходимы для уменьшения нагрузки на стропильные ноги, их установка под углом в 45 градусов и выше позволяет значительно сократить ветровые нагрузки и давление снежных масс на кровлю, поэтому в северных регионах страны такие элементы крыши просто незаменимы.

Если крыша состоит из скатов различной площади, то и угол их наклона не будет равным. Следовательно, для наибольшей прочности такой конструкции в местах «перелома» возводят вертикальные стойки, на которые опираются боковые прогоны. Чаще всего такие конструкции строят для мансардных помещений.

В местностях, отличающихся постоянным сильным ветром, стропильные системы в обязательном порядке укрепляют диагональными связями, представляющими собой доски, толщина которых от 25 до 50 мм. Нижний край доски закрепляется к пятке стропильной ноги, а верхний – к середине противоположных стропил.

Виды двухскатной крыши

Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.

Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):

1. Простая двускатная крыша — симметричная

Простая двускатная крыша — симметричнаяНаиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.

Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.

Явный недостаток – невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.

2. Простая асимметричная двускатная крыша

Простая асимметричная двускатная крышаУстройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.

3. Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломом

Ломаная двускатная крыша, с наружным и/или внутренним изломомТакая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.

Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.

Крепление стропил к мауэрлату: немного «матчасти»

Для начала, предлагаем рассмотреть иллюстрацию, на которой показаны два вида стропильных систем:

Место крепления стропильной ноги с основой называется опорным узлом. Таких узлов в системе много, но мы коснемся подробно именно нижних креплений рамы со стропилами. Мауэрлат и стропильные ноги практически всегда изготавливаются из древесины, реже – из металла. Дерево использовать выгоднее и удобней, так как этот материал легок по весу, прост в монтаже и долговечен при правильной установке и эксплуатации.

Виды опорных узлов по уровню жесткости

Опорные узлы — места, в которых стропила крепится к элементам крыши:

В случае железных соединений, узлы являются неподвижными, жесткими (сварка или болты). Дерево – материал более мягкий и динамичный, который может набухать, рассыхаться и деформироваться. В связи с этим, специалисты рекомендуют выполнять опорные узлы с поправкой на возможные изменения формы древесины. Такие узлы могут иметь разную степень подвижности:

  • Узел нулевой подвижности – жесткое крепление уголками с обеих сторон, при котором крепление стропила к мауэрлату остается неподвижным.
  • Соединение первой степени подвижности – балка может вращаться по кругу.
  • Соединение второй степени подвижности – круговое вращение со смещением, предусматривается установление специальных ползунов или салазок.
  • Подвижное соединение третьей степени – возможность горизонтального, вертикального и кругового движения.

Для любого узла, будь он подвижный, либо нет, следует применять, как минимум, два вида фиксации. Например, зарубленные планки дополнительно фиксируются изнутри с помощью опорного бруса, а динамичные соединения укрепляются болтами и специальными стальными уголками.

Функциональные стропила: подробный расчет

Подходим к главному вопросу: какое расстояние должно быть между стропилами крыши жилого дома? Вот здесь запаситесь терпением и внимательно изучите все нюансы.

Пункт 1. Длина стены и выбор шага стропил

Первым делом шаг установки стропил на крыше жилой постройки обычно выбирают конструктивно размеру здания, хотя и с учетом многих других факторов.

Например, проще всего устанавливать стропила с шагом 1 метр, поэтому для стены длиной 6 метров ставится стандартно 7 стропил. В тоже время можно сэкономить, поставив их с расстоянием 1 и 2 метра, и получится ровно 5 стропил. Можно поставить также с расстоянием 2 и 3 метра, но зато усилить обрешеткой. Но крайне нежелательно делать шаг стропил более 2 метров.

Читайте также:  Выбор материалов для наружной отделки балкона

Пункт 2. Влияние снеговых и ветровых нагрузок на форму крыши

Итак, мы остановились на том, что среднее расстояние между стропилами обычной крыши – 1 метр. Но, если в местности значительная снеговая или ветровая нагрузка, или крыша более-менее пологая или просто тяжелая (например, покрыта глиняной черепицей), тогда такое расстояние необходимо уменьшить до 60-80 см. А вот на крыше с уклоном более 45 градусов его можно даже увеличить на расстояние 1,2 м-1,4 м.

Почему это так важно? Давайте разберемся. Дело в том, что воздушный поток сталкивается на своем пути со стеной под крышей здания, и там происходит завихрения, после чего ветер ударяет в карнизный свес крыши. Получается, что ветровой поток как бы огибает скат крыши, но при этом стремясь ее приподнять. И в крыше в этот момент возникают силы, которые готовы ее сорвать или опрокинуть – это две наветренные стороны и одна подъемная.

Есть еще одна сила, которая возникает от давления ветра и действует перпендикулярно склону, стараясь словно вдавить скат крыши вовнутрь. И чем больше угол наклона ската кровли, тем больше имеют значение безопасные силы ветра и меньше касательные. А чем больше угол ската, тем реже нужно ставить стропила.

Понять, делать вам высокую крышу или пологую, поможет эта карта среднего значения ветровой нагрузки:

Второй момент: в российском регионе на стандартную крышу дома постоянно воздействует такое атмосферное явление, как снег. И здесь тоже вам нужно учитывать, что снеговой мешок обычно скапливается больше на какой-то стороне крыши, чем на другой.

Вот почему в таких местах, где возможен такой мешок, нужно вставлять спаренные стропильные ноги либо делать сплошную обрешетку. Проще всего определить такие места по розе ветров: с наветренной стороны ставят одиночные стропила, а с подветренной – спаренные.

Если вы впервые строите дом, тогда не найдетесь на собственное мировоззрение, а определите среднестатистическую снеговую нагрузку для своей местности согласно официальным данным:

Пункт 3. Вопрос утепления и стандартной ширины матов

Если крышу вы будете утеплять, тогда шаг стропил целесообразно ставить под стандартные размеры плит утеплителя, а это 60, 80 см и 120 см.

Современные утеплители сегодня продают стандартной ширины, обычно по такому же стандартный шаг стропил. Если потом брать их и подгонять под уже существующие параметры, тогда будет много отходов, щелей, мостиков холода и прочих проблем.

Пункт 4. Качество и прочность используемого пиломатериала

Огромное значение также имеет то, какой именно материал вы используете для строительства стропильной системы. Так, для каждой породы древесины существует своя нормативная документация, которая касается ее несущей способности:

Функциональные стропила: подробный расчет

Т.к. для изготовления стропильной системы крыши в России чаще всего используется сосна и ель, их прочность на изгиб и особенности использования уже давно прописаны. Если же вы будете использовать древесину других пород, то можно будет выводить поправочный коэффициент.

Технология монтажа двускатной крыши

Прежде чем обустраивать стропила для двухскатной крыши своими руками, проводят укладку мауэрлата. В ситуации если кровля возводится на деревянном доме из бруса или профилированного бревна, его роль берёт на себя верхний элемент стены.

Если же стены кирпичные, предварительно вделывают в кладку стальные прутья с резьбой для последующей фиксации мауэрлата к основанию. Шаг составляет порядка 1-1,5 м – этого вполне достаточно для надёжной фиксации. Сечение стержня должно составлять 10 и более мм, прижим мауэрлата выполняют с помощью шайб и гаек. Обратите внимание – обязательно наличие двух слоев гидроизолятора (рубероида) межу стеной и мауэрлатом.

Стены, изготовленные из керамического или пенобетонного блока, покрывают сверху слоем армированного бетона, высотой порядка 20-30 см, предварительно устанавливая внутрь него стальные прутки с резьбой. Для балок мауэрлата характерна абсолютная параллельность касательно друг друга – в противном случае размеры стропильных ног будут иметь различную длину.

Перед началом установки ног по мауэрлату выполняют предварительную разметку, после чего переходят к подготовке самих ног. В нижней их части выполняют особый вырез, повышающий площадь опоры на основание. Размер его составляет 1/3 от ширины стропильной ноги. Вырез должен быть ровным, более удобно проводить его с задействованием специального шаблона.

Если конструкцией предусмотрены висячие деревянные стропила, сборку их проводят заблаговременно. Соединение ног выполняют посредством стальных накладок или больших болтов, обеспечивая при этом наибольшую степень сжатия. После того, как все стропильные треугольники смонтированы, переходят к их установке. Изначально выставляют крайние элементы, после чего заполняют промежуток внутренними стропильными ногами. Временную фиксацию осуществляют за счёт укосин, с последующей их уборкой по завершению мероприятия.

После этого на стропильные ноги ставят кобылки, посредством которых будет сформирован кровельный свес. В завершение укладывают обрешётку и закрепляют по коньку массивную доску, формируя, таким образом, единую конструкцию.

Если же задействуют деревянные стропила наслонного типа, то изначально монтируют лежень, располагая поверх него опоры, на которые затем ставят коньковый брус. Все компоненты фиксируют с помощью укосин. Установку стропильных ног проводят на выстроенную конструкцию, при этом длина их должна слегка превышать требуемую – это позволит после соединения двух стропил убрать излишек посредством дисковой пилы. Благодаря такому методу можно значительно повысить скорость выполнения монтажных мероприятий.

В заключение проводят зашивку фронтонов, кровельного свеса и монтируют выбранный кровельный материал. На этом работы по обустройству двускатной стропильной системы можно считать завершёнными.