Двускатная крыша или щипцовая - это крыша на два ската, т.е. имеющая 2 наклонные поверхности (скаты) прямоугольной формы.
Каркас двухскатной крыши в силу конструктивных особенностей идеально сочетает в себе простоту устройства и обслуживания с надежностью и долговечностью. Эти и многие другие параметры делают строительство двухскатной крыши практичным и рациональным решением для частного и коммерческого домостроения.
В рамках этой статьи рассмотрим, как сделать стропильную систему двухскатной крыши своими руками. Для эффективного восприятия материала он представлен в виде пошаговой инструкции от А до Я, от выбора и расчетов, до монтажа мауэрлата и обрешетки под кровлю. Каждый этап сопровождается таблицами, схемами, чертежами, рисунками и фото.
Популярность крыши домиком обусловлена рядом преимуществ:
Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.
Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):
Наиболее 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.
Устройство 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.
Такая 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.
Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.
Места расположения элементов показаны на фото.
Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.
Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.
Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.
Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.
Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.
В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.
Совет. Важное назначение обрешетки - перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.
Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.
Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.
Технология их устройства определяется типом кровли.
При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.
Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.
Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.
Расчет параметров материала важный этап, поэтому приводим алгоритм расчета пошагово.
Важно знать: вся стропильная система состоит из множества треугольников, как наиболее жесткого элемента. В свою очередь, если скаты имеют различную форму, т.е. являются неправильным прямоугольником, то нужно разделить его на отдельные составляющие и посчитать нагрузку и количество материалов для каждого. После расчетов данные суммировать.
Нагрузка на стропила может быть трех видов:
Совет. Чтобы сделать запас прочности для стропильной системы лучше к расчету прибавить 10%.
Для справки: Вес некоторых кровельных материалов на 1 м.кв. представлен в таблице
Совет. Желательно, чтобы вес кровельного материала, приходящийся на 1 м.кв. площади крыши, не превышал 50 кг.
По сути, скат крыши подобен парусу и, если учесть ветровую нагрузку, вся конструкция крыши может быть разрушена.
Расчет проводят по формуле: ветровая нагрузка равна показатель по региону, умноженный на поправочный коэффициент. Эти показатели содержатся в СНиП «Нагрузки и воздействия» и определяются не только регионом, но и местом расположения дома. Например, на частный дом, окруженный многоэтажными зданиями, приходится меньше нагрузок. Отдельно стоящий загородный дом или дача испытывают повышенные ветровые нагрузки.
Расчет крыши на снеговую нагрузку проводится по формуле:
Полная снеговая нагрузка равна вес снега, умноженная на поправочный коэффициент. Коэффициент учитывает ветровое давление и аэродинамическое влияние.
Вес снега, который приходится на 1 м.кв. площади крыши (согласно СНиП 2.01.07-85) находится в пределах 80-320 кг/м.кв.
Коэффициенты, показывающие зависимость от угла наклона ската представлены на фото.
Нюанс. При угле наклоне ската свыше 60° нагрузка снега на расчет не влияет. Поскольку снег быстро сползет вниз и не повлияет на прочность бруса.
Нюанс. Одновременное действие многих факторов вызывает эффект синергии. Это стоит учесть (см. фото).
Следует учитывать, что кровля имеет существенный вес, который способен нанести вред остальному зданию.
Чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и подстропильных элементов нужно для создания необходимого запаса по прочности.
Угол наклона двухскатной крыши определяется в первую очередь кровельным материалом. Ведь каждый из них выдвигает свои требования.
Следует учесть, что увеличение угла увеличивает площадь пространства под крышей, но и количество материала. Что влияет на общую стоимость работ.
Нюанс. Минимальный угол наклона двускатной крыши должен составлять не меньше 5°.
Шаг стропил двускатной крыши для жилых домов может составлять от 60 до 100 см. Выбор зависит от кровельного материала и веса конструкции крыши. Тогда количество стропильных ног рассчитывается путем деления длины ската на расстояние между стропильными парами плюс 1. Полученное число определяет количество ног на один скат. Для второго число нужно умножить на 2.
Длина стропил для чердачной крыши рассчитывается по теореме Пифагора.
Параметр «а» (высота крыши) задается самостоятельно. Ее величина определяет возможность обустройства жилого помещения под крышей, удобством нахождения на чердаке, расходом материала на строительство крыши.
Параметр «b» равен половине ширины здания.
Параметр «с» представляет собой гипотенузу треугольника.
Совет. К полученному значению нужно добавить 60-70 см. для запилов и выноса стропильной ноги за стену.
Стоит отметить, что максимальная длина бруса - 6 м.п. Поэтому при необходимости брус для стропил можно сращивать (наращивание, стыковка, соединение).
Способ сращивания стропил по длине показан на фото.
Ширина стропил для крыши зависит от расстояния между противоположными несущими стенами.
Сечение стропил двускатной крыши зависит от нескольких факторов:
Определить сечение бруса для стропил, зная расстояние между стропилами и длину стропила можно с помощью нижеприведенных данных.
Совет. Чем больше шаг установки стропил, тем большая нагрузка приходится на одну стропильную пару. Значит, сечение стропил нужно увеличивать.
Размеры пиломатериала (бруса и доски) для двухскатной стропильной системы:
Для рассматриваемой конструкции крыши существует 2 варианта: наслонные и висячие стропила.
Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.
Применяются при ширине крыши не более 6 м.п. Установка висячих стропил выполняется за счет крепления ноги за несущую стену и коньковый прогон. Конструкция висячих стропил особенна тем, что стропильные ноги находятся под воздействием распирающего усилия. Висячие стропила с затяжкой, установленной между ногами, позволяют снизить его влияние. Затяжка в стропильной системе может быть деревянной или металлической. Часто затяжки ставят внизу, тогда они играют роль несущих балок. Важно обеспечить надежное крепление затяжки на стропильной ноге. Потому, что на нее тоже передается распирающее усилие.
Совет.
Чем выше расположена затяжка, тем большей прочностью она должна обладать.
Если затяжку не установить, несущие стены могут попросту «разъехаться» от давления, создаваемое стропильной системой.
Применяются при обустройстве крыш любых размеров. Конструкция наслонных стропил предусматривает наличие лежня и стойки. Лежень, лежащий параллельно мауэрлату принимает на себя часть нагрузки. Таким образом, стропильные ноги как бы приклонены друг к другу и поддерживаются стойкой. Стропильные ноги наслонной системы работают только на изгиб. Да и простота монтажа также склоняет чашу весов в их пользу. Единственный недостаток - наличие стойки.
Ввиду того, что современные крыши отличаются большим многообразием форм и сложностью конфигураций, используется комбинированный вид стропильной системы.
После выбора вида стропильной системы можно точно рассчитать количество материалов. Результаты расчетов записать. При этом профессионалы рекомендуют составлять чертежи на каждый элемент кровли.
После того, как рассчитаны стропила двускатной крыши, можно приступать к монтажу. Процесс разобьем на этапы и дадим характеристику каждому из них. Получится своеобразная пошаговая инструкция, содержащая дополнительные сведения по каждому этапу.
Брус устанавливается по длине стены, на которую будут опираться стропила.
В срубах из бревна роль мауэрлата играет верхний венец. В зданиях, построенных из пористого материала (газобетон, пенобетон) или кирпича, мауэрлат устанавливается по всей длине несущей стены. В других случаях его можно устанавливать между стропильными ногами.
Материал подготовлен для сайта www.сайт
Поскольку длина мауэрлата превышает стандартные размеры пиломатериалов, его приходится сращивать.
Соединение мауэрлата друг с другом делается как показано на рисунке.
Запил брусьев производится только под углом в 90°. Соединения происходит с применением болтов. Гвозди, проволока, деревянные нагели не используются.
Установка мауэрлата выполняется на верху стены. Технология монтажа предусматривает несколько способов крепления мауэрлата:
Совет.
Мауэрлат не может размещаться ближе, чем 5 см. до наружного края стены.
Чтобы защитить брус для мауэрлата от повреждения его укладывают на слой гидроизоляционного материала, в качестве которого чаще всего выступает обычный рубероид.
Надежность крепления мауэрлата важный аспект строительства. Это связано с тем, что скат крыши подобен парусу. Т.е., он испытывает сильную ветровую нагрузку. Следовательно, мауэрлат нужно крепко зафиксировать на стене.
Анкерные болты. Идеальны для монолитного строения.
Деревянные нагели. Используются для срубов из бревна и бруса. Но, они всегда используются с дополнительными крепежами.
Скобы.
Шпилька или арматура. Применяется в том случае, если коттедж построен из пористых материалов (газобетон, пенобетон).
Скользящее крепление (шарнирное). Связка таким способом позволяет обеспечить смещение стропильных ног при усадке дома.
Отожженная проволока (вязальная, стальная). Используется как дополнительное крепление в большинстве случаев.
Монтаж выполняется двумя способами:
Совет. Прежде чем собирать стропильные ноги, нужно нанести разметку. Очень удобно использовать для этих целей шаблоны. Собранные по шаблону стропильные пары будут абсолютно одинаковы. Для изготовления шаблона нужно взять две доски, длина каждой из которых равна длине одного стропила, и соединяются между собой.
Собранные пары поднимаются наверх и устанавливаются на мауэрлат. Для этого внизу стропильных ног нужно сделать запил.
Совет. Поскольку прорези на мауэрлате ослабят его, можно делать запилы только на стропильной ноге. Чтобы запил был одинаковым и плотно прилегал к основанию нужно использовать шаблон. Его вырезают из фанеры.
Способы крепления стропильной ноги показано на рисунке.
Начинать установку стропильных пар нужно с противоположных торцов крыши.
Совет. Чтобы правильно установить стропильные ноги, лучше использовать временные подкосы и распорки.
Между закрепленными парами натягивается бечевка. Она упростит монтаж последующих стропильных пар. А также, обозначит уровень конька.
Если стропильная система монтируется непосредственно на крыше дома, то после установки двух крайних стропильных ног устанавливается опора конька. Далее к нему крепят половины стропильный пар.
Стоит отметить, что в этом вопросе мнения профессионалов расходятся. Одни советуют использовать шахматный порядок крепления, что позволит равномерно распределить увеличивающуюся нагрузку на стены и фундамент более равномерно. Такой порядок предполагает установку одного стропила в шахматном порядке. После того, как часть стропильных ног установлена, монтируют недостающие части пары. Другие, настаивают на том, что нужно делать последовательный монтаж каждой пары. В зависимости от размера конструкции и конфигурации фермы, усиление стропильных ног выполняется подпорками и стойками.
Нюанс. Соединяются дополнительные элементы конструкции с помощью вырубки. Фиксировать их предпочтительно строительными скобами.
При необходимости можно удлинить стропильную ногу.
Способы сращивания стропильных ног показаны на фото.
Совет. Способ, которым удлиняется мауэрлат (запил под 90°) в данном случае применять нельзя. Это ослабит стропило.
Коньковый узел кровли изготавливается путем соединения стропильных ног вверху.
Устройство конька крыши:
После того, как установлена стропильная система делаем капитальное закрепление всех конструктивных элементов.
Монтируется обрешетка в любом случае, и предназначена для более удобного перемещения по крыше в процессе выполнения работ, а также для крепления кровельного материала.
Шаг обрешетки зависит от вида кровельного материала, например:
Как видим, несмотря на кажущуюся простоту, монтаж стропильной системы двускатной крыши содержит много подводных камней. Но, опираясь на приведенные рекомендации, вы сможете без проблем построить надежную конструкцию своими руками.
Сооружение надёжной стропильной системы является одной из самых сложных задач при возведении крыши загородного дома, дачи или гаража. И тем не менее не спешите опускать руки - сегодня мы будем опровергать расхожее мнение о том, что подобная работа не по силам новичку. Зная правила расчёта, распиловки и монтажа кровельного каркаса, вы сможете построить крышу ничуть не хуже специалистов. В свою очередь, мы постараемся не только рассказать об устройстве, проектировании и особенностях строительства стропильных систем различных типов, но и поделимся секретами опытных мастеров.
Любая, даже самая захудалая крыша имеет в своей основе прочный силовой каркас, называемый стропильной системой. От того, насколько правильно будет смонтирована эта конструкция, зависит жёсткость крыши, а значит, и способность выдерживать даже самую сильную ветровую и снеговую нагрузку.
Стропильная система представляет собой силовой остов кровли, который воспринимает всю ветровую и снеговую нагрузку
Лучшим материалом для изготовления стропил (ферм) считается брус или толстая доска из древесины хвойных пород . И этому есть своё объяснение - сосновый или еловый пиломатериал обладает относительно небольшим весом, а наличие природных смол делает его довольно долговечным. Даже если брус будет иметь небольшую остаточную влажность, его не поведёт при высыхании, что является не менее важным фактором, чем удобство в работе и длительный срок службы.
В зависимости от размера крыши опорные элементы конструкции могут иметь сечение от 50х100 мм до 200х200 мм и более. Кроме того, протяжённость кровли прямо влияет на количество стропил, ведь они устанавливаются с небольшим шагом - от 60 см до 1,2 м.
Основное требование, которое выдвигается к деревянному остову, - это способность противостоять изгибу и кручению. По этой причине для ферм деревянного каркаса лучше всего подходит форма треугольника. При этом они могут состоять из нескольких частей:
Дополнительные элементы стропильной системы делают кровельный каркас более прочным, жёстким и устойчивым
Выбирая конструкцию кровельного каркаса, важно найти ту самую золотую середину, которая позволит получить прочную и надёжную конструкцию при минимальных затратах. По этой причине можно немного отступать от устоявшихся канонов, если дело не касается жёсткости всего сооружения. Например, вполне можно обойтись без кобылок, а карнизный свес сформировать за счёт более длинных стропильных ног. Или же использовать не сплошной мауэрлат, а отрезки бруса, уложенные только в местах крепления стропильных ног - всё зависит от инженерной смекалки и опыта кровельщика.
В зависимости от конструкции крыши и назначения чердачного помещения деревянный каркас может состоять из стропил нескольких типов:
Чтобы сделать взвешенный выбор, необходимо разбираться в особенностях стропильных систем различных типов и знать сильные и слабые стороны каждой конструкции.
Поскольку принцип крепления висячих стропил не предполагает дополнительных точек поддержки, такая конструкция используется для строений шириной не более 6 м. Монтаж безопорных ферм предусматривает крепление каждой пары ног к противоположным капитальным стенам, в то время как их верхние части фиксируются непосредственно к коньковому прогону.
Кровельный каркас с висячими стропилами передаёт на стены лишь вертикальные усилия, поэтому имеет более простые узлы крепления к несущим стенам
В процессе эксплуатации на висячие стропила действует сила, стремящаяся раздвинуть конструкцию. Чтобы скомпенсировать распирающее усилие, между стропильными ногами устанавливают ригель из деревянного бруса или металлической профильной трубы. Если чердачное помещение будет использоваться в хозяйственно-бытовых целях, то верхнюю перемычку крепят как можно ближе к коньку, а нижние края пар стропильных ног соединяют затяжками. Подобная схема позволяет увеличить полезную высоту чердака, абсолютно не снижая прочности каркаса. К слову, если нижние перемычки сделать из бруса сечением более 100х100 мм, то их можно будет использовать ещё и в роли несущих балок. Необходимо обеспечить надёжное соединение затяжек и стропильных ног, поскольку на место их крепления также действуют значительные распирающие усилия.
Наслонные стропила предполагают установку как минимум одной опоры, поэтому их используют для зданий с внутренними несущими стенами . Максимальная длина единичного пролёта не должна превышать 6,5 м, в противном случае пострадает прочность и жёсткость кровельного каркаса. Чтобы увеличить ширину крыши, стропильную систему укрепляют промежуточными опорами. Даже одна дополнительная стойка позволяет увеличить ширину кровли до 12 м, а две - более чем на 15 м.
Система с наслонными стропилами является идеальным вариантом, когда требуется соорудить кровлю большой ширины
Устойчивость наслонных ферм можно увеличить за счёт подстропильной рамы с прогонами, стойками и подкосами. Кроме того, эта стропильная система требует гораздо меньших затрат на пиломатериалы. Универсальность, прочность и экономичность давно уже оценили как строительные компании, так и индивидуальные застройщики, чаще всего используя в своих проектах кровельные конструкции с наслонными балками.
Сегодня крыши загородных домов удивляют изяществом дизайна, причудливостью форм и разнообразием конфигураций. Соорудить столь сложные конструкции можно лишь одним способом - сочетая в одном каркасе стропильные системы обоих типов.
Сочетание наслонных и висячих ферм позволяет получить стропильную систему любой конфигурации
Даже для возведения не самой сложной ломаной кровли используются сразу обе стропильные системы. Расположенные с боков прямоугольные треугольники являются наслонными стропильными конструкциями. А соединяются они за счёт верхней стяжки, которая одновременно играет роль затяжки для верхних висячих стропил.
Поскольку при сооружении крыш используются два типа кровельных каркасов, рассмотрим технологию монтажа каждой конструкции в отдельности. Однако прежде чем приступить к строительным работам, необходимо изучить способы крепления элементов конструкции между собой.
Выше уже упоминалось о том, что висячие стропила чаще всего используются при сооружении небольших или нетребовательных строений. Бревенчатый сруб в этом случае является практически идеальным вариантом, поскольку можно обойтись без мауэрлата. Нижнюю часть стропильных ног крепят к верхнему венцу или выступающим за периметр стен краям потолочных балок (матиц). В последнем случае затяжку необходимо сдвинуть вверх - это позволит напустить брус поверх финишного бревна и сделать чердак более удобным.
Для увеличения высоты чердачного помещения затяжка должна быть установлена как можно ближе к вершине кровли
От того, насколько качественно будет проведена подготовка балок под стропильные ноги, зависит геометрия скатов. Выровнять опорные поверхности поможет шнур, натянутый между вбитыми в крайние балки гвоздями .
Перед установкой ферм опорные поверхности выравнивают по шнуру
Способ крепления стропил зависит от множества факторов - типа опорных балок, их сечения, особенностей кровельного свеса и т. д
Для того чтобы упростить процесс разметки и монтажа кровельного каркаса, используют вертикальные рейки, установленные по осевой линии кровли
Для того чтобы стропила имели одинаковые размеры и конфигурацию, их делают по предварительно изготовленному шаблону. Для его изготовления предлагаем воспользоваться следующей инструкцией:
Простейший шаблон позволяет получить кровельные фермы одинакового размера и конфигурации
Для того чтобы конструкция успешно справлялась с распирающими нагрузками, упорный зуб на конце стропильной ноги заводят в углубление на балке перекрытия
Для крепления ферм используется несколько способов - всё зависит от типа опорных балок, конструкции кровельного каркаса и сечения его элементов
Для крепления ригеля к стропилам используются накладки из отрезков дюймовой доски
После того как шаблон будет опущен на землю, его разбирают и по нанесённой разметке выполняют запилы. Кроме того, сооружают отдельное лекало, по которому будут обрезаться концы стропильных ног. Изготовлением и сборкой висячих стропил чаще всего занимаются внизу, поднимая на крышу готовые конструкции. Если же вес и габариты собранных ферм не позволяют затащить их наверх вручную, то сборку ведут на месте. При этом составные части стропильной системы фиксируют гвоздями размером от 100 до 200 мм.
Для того чтобы поднять и установить фермы, понадобится помощь хотя бы одного человека. Выполнить примерку и выставить стропила по отвесу в одиночку является чрезвычайно трудной задачей - придётся не один раз крепить их к распоркам и многократно спускаться с крыши, чтобы проконтролировать отклонение от вертикальной плоскости.
С помощью стропильного зуба удаётся получить настолько надёжное соединение, что для окончательной фиксации можно использовать всего один гвоздь
Поднимая собранные стропила наверх, сначала монтируйте крайние элементы конструкции, а затем - центральные и промежуточные. Для усиления конструкции под каждую ногу устанавливают опору:
Выставив висячие стропила по уровню, их фиксируют временными распорками. После этого нижние концы балок прибивают к матице или балкам перекрытия.
Различные временные конструкции существенно упрощают процесс установки стропил по уровню
Прибегать к новомодным способам фиксации при помощи разнообразных уголков и перфорированных пластин не стоит. Надёжный «дедовский» метод крепления при помощи гвоздей длиной 200 мм или строительных скоб будет намного лучше как в плане прочности и надёжности, так и по стоимости. На этом этапе не стоит волноваться о том, что конструкция выглядит хлипко . После того как будут установлены остальные элементы стропильной системы и выполнена обрешётка, конструкция приобретёт необходимую жёсткость и устойчивость.
Процесс изготовления и установки наслонных стропил в целом очень похож на сооружение висячего кровельного каркаса. Основное отличие находится в верхней точке и связано оно с тем, что вершины наслонных балок опираются на коньковый прогон. При этом соединение с последним выполняется несколькими способами:
Если конструкцией деревянного каркаса предусматривается опора ферм на боковой прогон, то стропила соединяются встык, а в местах примыкания к прогону выполняются углубления .
Для крепления наслонных стропил используют гвозди, строительные скобы или накладки из дерева и металла
Для обеспечения прочности конструкции врубки не должны быть слишком глубокими . Специалисты рекомендуют выполнять углубления не более чем на четверть толщины бруса или треть ширины доски.
Индивидуальные застройщики чаще всего прибегают к установке стропил следующим способом:
Для разметки удобно использовать строительный угольник. После того как будет выбран масштаб, на сторонах прямоугольного треугольника откладывают значения подъёма ската и половины пролёта. Благодаря этому удастся получить угол уклона ската, не прибегая к математическим вычислениям.
Для изготовления стропил предлагаем воспользоваться наиболее удобным методом:
На первый взгляд, этот способ является весьма мудрёным. Однако даже беглого ознакомления с приведённой инструкцией достаточно для того, чтобы овладеть им в совершенстве. Конечно, отложить необходимые расстояния и сделать разметку можно и расчётным способом, однако при вычислении углов и расстояний запутаться будет намного проще.
Следует помнить, что выполненные в стропильных ногах запилы должны быть абсолютно одинаковыми, иначе уклон кровли будет неравномерным. Для этого можно использовать деревянный брусок в качестве шаблона. Важно только, чтобы его толщина не превышала 1/3 толщины заготовки.
Для самых распространённых углов наклона скатов существуют шаблоны, над расчётом конфигурации которых уже поработали профессионалы. Воспользовавшись одним из таких лекал, вы сможете существенно упростить задачу по разметке углов врубок.
Шаблоны с нанесёнными углами врубок позволяют упростить процесс изготовления стропил
При выборе бруса для габаритных кровельных ферм приходится искать разумный компромисс между длиной и толщиной стропил. Причиной этому являются особенности стандартного ряда пиломатериалов, в котором более длинные балки имеют увеличенное сечение. С другой стороны, их применение не всегда оправдано как технологически, так и ввиду увеличения стоимости конструкции. Выходом из сложившейся ситуации является удлинение стропильных ног методом сращивания. От того, насколько правильно будет выполнен стык, зависит жёсткость и механическая прочность бруса, поэтому соединение выполняют строго по определённой методике.
Способ сращивания косым прирубом заключается в том, что на сопрягаемых частях брусьев формируются наклонные вырезы (запилы). Выполнять их следует особо тщательно - после совмещения обеих частей бруса не должно оставаться зазоров, иначе в месте соединения появится деформация.
При сращивании косым прирубом между сопрягаемыми поверхностями не должно быть щелей и просветов, которые могут ослабить стропило и вызвать его деформацию
При выполнении запилов оставляют небольшой поперечный участок высотой не менее 15% от толщины стропила - наличие торцевой части сделает соединение более прочным. Для расчёта оптимальной длины косого среза необходимо высоту бруса в месте реза умножить на два. Крепление прируба выполняют гвоздями, хомутами или болтовыми соединениями.
Чтобы удлинить стропило методом сплачивания (сшивания), края досок соединяют внахлёст и по центру зоны примыкания устанавливают стойку. Крепление элементов выполняют при помощи гвоздей, которые забиваются по определённой схеме:
Соединение досок сплачиванием позволяет обойтись без дополнительных накладок, однако требует установки дополнительной опоры по центру области примыкания
Для того чтобы после стыковки брус успешно справлялся с эксплуатационными нагрузками, длину участка сплачивания (T) рассчитывают по формуле T = 0.42 × L, где L - протяжённость перекрываемого пролёта.
Соединение лобовым наращиванием заключается в том, что края отдельных частей стропила тщательно торцуются и совмещаются встык. Для крепления используются накладки из пиломатериала толщиной не менее 1/3 сечения основного бруса. Длина накладок определяется по формуле L = 3 × h, где h - ширина доски.
При сращивании лобовым упором монолитная конструкция получится только при правильном размещении крепёжных элементов
Фиксацию всех частей выполняют при помощи гвоздевого боя или болтовых соединений. В первом случае гвозди забивают двумя параллельными рядами, стараясь размещать крепёж зигзагом. Резьбовое соединение выполняют в шахматном порядке, определяя число болтов в зависимости от длины накладок.
Чтобы нарастить стропильную ногу, совсем необязательно использовать обе части одинакового сечения. При составном наращивании одинарный элемент можно удлинить за счёт двух досок, которые пришивают на его боковые плоскости. Возникающий при этом просвет заполняют обрезками пиломатериала длиной l = 2 × h с шагом L = 7 × h, где h, как и прежде, является толщиной удлиняемого элемента.
Составное наращивание стропил позволяет крепить ригели, опоры и другие элементы конструкции наиболее удобным способом
Приступая к самостоятельному проектированию и монтажу стропильной системы, обязательно проконсультируйтесь с опытными кровельщиками относительно особенностей возведения крыш в вашей местности. Возможно, их советы уберегут вас от неприятностей и помогут сэкономить время и деньги. В свою очередь, предлагаем несколько рекомендаций, которые помогут сделать конструкцию более надёжной и долговечной:
Современные материалы и технологии позволяют возвести крышу любой конфигурации и назначения. Учитывая подобное разнообразие, детально рассмотреть все варианты в рамках одной статьи попросту невозможно. Тем не менее, основываясь на рассмотренных здесь базовых принципах строительства, вы без труда справитесь с самой сложной конструкцией. Главное - проявить внимание к мелочам, быть внимательным и аккуратным в работе. И тогда кровля будет не только надёжной функциональной надстройкой, но и подлинным украшением вашего дома.
Благодаря разносторонним увлечениям пишу на разные темы, но самые любимые - техника, технологии и строительство. Возможно потому, что знаю множество нюансов в этих областях не только теоретически, вследствие учебы в техническом университете и аспирантуре, но и с практической стороны, так как стараюсь все делать своими руками.
Обустройство двускатной крыши считается весьма практичным и верным решением при строительстве здания жилого или коммерческого назначения. Такой вариант сочетает в себе относительную простоту исполнения и надежность, легкость в обслуживании и долгий срок службы. В данном материале мы расскажем о том, как выполнить монтаж стропильной системы двухскатной крыши своими руками, каковы ее разновидности, и как вычислить размеры отдельных ее элементов. Наша пошаговая инструкция позволит разобраться с любыми осложнениями, которые могут возникнуть в процессе работы.
Кровля с двумя скатами отличается целым перечнем достоинств:
Рассмотрим основные типы кровель с двумя скатами, стропильная система в которых будет несколько отличаться по исполнению.
Это самая простая двускатная крыша, однако, наиболее надежная и востребованная. Симметричные скаты позволяют распределять нагрузку на мауэрлат и несущие стены равномерно. В данном случае тип и толщина утепляющего слоя не влияют на выбор кровельного материала. Толстые брусья стропил имеют достаточный запас прочности, поэтому не будут прогибаться. Кроме того, распорки можно устанавливать по своему усмотрению.
Среди недостатков данного варианта можно отметить лишь слишком острый угол скатов, который затрудняет использование чердачного этажа и создает «глухие» зоны, не имеющие применения.
Если угол наклона скатов сделать более 45º, можно задействовать некоторые неиспользуемые участки пространства. Появится возможность даже обустроить жилое помещение на чердаке. Однако потребуются некоторые дополнительные расчеты, поскольку нагрузка на стены станет неравномерной.
Подобная конфигурация дает возможность разместить под крышей просторную мансарду или чердак. Вместе с тем, в данном случае потребуются более сложные инженерные расчеты.
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши предполагает наличие таких составных деталей:
Схема установки стропильной системы двухскатной крыши существенно облегчит все строительные работы. Как будет выглядеть такая схема крыши , зависит от разновидности кровли.
Обратите внимание, что материал для стропильной системы должен быть максимально качественным, обработанным антипиреновыми и антисептическими средствами. На балках для стропил, мауэрлата и стоек не должно быть сучков или трещин. На обрешетке допускается лишь малое количество сучков, прочно сидящих в древесине.
Этот элемент крепится на несущей стене по всей ее протяженности. Если речь идет о бревенчатом доме, то мауэрлатом может служить верхний венец. Для зданий из газобетона или кирпича потребуется мауэрлат, равный длине стены. Иногда эту деталь можно укладывать между стропилами.
При недостатке длины материала для мауэрлата можно срастить несколько кусков. При этом края запиливают под 90º и стыкуют с помощью болтов – проволока, нагели или гвозди не годятся.
Есть два способа укладки мауэрлата поверх несущей стены:
Монтаж мауэрлата выполняется на предварительно уложенный гидроизоляционный слой из рубероида. Это защитит древесину от гниения.
Стоит ответственно отнестись к процессу крепления мауэрлата, поскольку при сильном ветре он должен выдерживать особенно большую нагрузку.
В качестве креплений для мауэрлата можно использовать такие расходники:
Сборка ферм может быть выполнена одним из методов:
Обратите внимание, что начинать сборку стропильных пар стоит только после нанесения разметки. А если заранее изготовить шаблон, для которого взять две доски, равные длине стропил, и соединить их между собой, то тогда все пары получатся абсолютно одинаковыми.
После сборки и подъема на высоту выполняется установка стропил двухскатной крыши деревянного дома. Чтобы зафиксировать их на мауэрлате, в нижней части стропил делают запилы. Первыми устанавливают две фермы с противоположных концов крыши.
После этого между стартовыми парами натягивают веревку, по которой будут выравнивать все остальные стропильные фермы и устанавливать конек.
Теперь можно монтировать оставшиеся пары с соблюдением расчетного шага между ними. В тех случаях, когда сборку пар производят непосредственно на крыше, между двумя торцевыми фермами крепят коньковый прогон. На него впоследствии и производят установку стропил.
Порядок установки половинок стропил согласно мнениям профессионалов может отличаться. Некоторые предпочитают укладывать брусья в шахматном порядке, чтобы не перегружать фундамент и стены в процессе работы. Другие склоняются к последовательной установке пар стропил. Как бы то ни было, стропильные ноги могут нуждаться в подпорках и стойках – все зависит от размеров крыши и формы ферм.
Конек – это элемент, который образовывается посредством крепления стропил в верхней точке. Как только все детали стропильной системы для двухскатной кровли будут установлены, следует выполнить капитальное закрепление всех элементов конструкции.
Наличие обрешетки является обязательным при строительстве любой крыши. Она не только поддерживает кровельный материал и позволяет его надежно закрепить, но и дает возможность перемещаться по крыше в процессе работы.
Расстояние между отдельными досками выбирают, исходя из типа кровельного материала:
Итоги
Таким образом, чтобы собрать стропильную систему для крыши с двумя скатами, следует учесть много нюансов и предусмотреть любые возможные осложнения. Надеемся, что наши советы помогут вам справиться с этой нелегкой задачей и создать качественную и долговечную крышу для вашего дома.
Двускатная крыша – одна из наиболее популярных в индивидуальном строительстве. Возводить ее довольно просто, материала уходит немного, а защиту от дождя, снега и ветра она обеспечивает хорошую. Строительство крыши можно рассматривать, как отдельный этап, состоящий из ее проектирования, расчета необходимых материалов, установки стропильной системы, утепления, и укладки кровельного материала.
Стропильная система – скелет крыши, и только при ее правильном расчете и креплении возможна долгая служба всей кровли, без перекосов, протечек и обвалов. Установку стропил лучше всего поручить бригаде профессионалов, однако если это невозможно, реально это седлать своими силами, но без помощников, в любом случае, не обойтись.
Чтобы наиболее точно рассчитать необходимое количество материала, стоит нарисовать (самостоятельно или в специальной программе) план стропильной системы и его раскладку. Учитывая длину досок и брусьев, можно так скомпоновать элементы, что количество отходов будет минимально.
Для изготовления стропильных балок используется древесина высшей категории – без сучков и трещин. Стандартные размеры материала 50*150 мм при длине до 6 м, если же балки должны быть более 6 м, то нужны доски шириной 180 мм во избежание провисания.
Внимание нужно уделить не только качеству древесины, но и крепежным элементам. Саморезы для крепления конструкции должны быть от проверенного производителя, с прокладками от 2 мм и более. Также нужно учесть необходимость антисептической и противопожарной обработки древесины.
При возведении стропил понадобятся инструменты:
Стропильная система для больших и маленьких крыш будет несколько отличаться по конструкции, также ее устройство зависит от наличия опорной балки и ее расположения, угла скатов.
Основные элементы стропильной системы:
Стропила могут быть висячими и наслонными. Висячие крепятся концами к стенам дома и коньку крыши, при большой их длине приходится компенсировать нагрузки на изгиб и сжатие стяжками, соединяющими стропильные ноги. Наслонные стропила можно возводить в домах, внутри которых есть несущие стены и можно использовать опорную балку, на которую крепится стойка. Концы стропил опираются на эту стойку и на внешние стены дома, средняя часть поддерживается опорами. Оптимально, если в конструкции есть и висячие, и наслонные стропила, это делает крышу более прочной.
Первым делом на внешние стены крепят мауэрлат при помощи анкерных болтов. Желательно, чтобы он был цельным или с минимумом соединений, это повысит прочность конструкции. Мауэрлат должен располагаться абсолютно ровно, так как от этого зависит точность установки всей крыши. При необходимости под него могут вставляться прокладки, в выступающие части стесываются. В дальнейшем к мауэрлату будут крепиться стропильные ноги.
Использование конструкции стропил с прогоном повышает надежность кровли и упрощает сборку, так как можно монтировать каждую пару стропил отдельно. Прогон устанавливается в высших точках фронтальных стен и крепится при помощи металлических уголков и анкерных болтов. Его концы должны быть гидроизолированы.
Перед сборкой стропил нарезают заготовки, стараясь использовать материал так, чтобы количество отходов было минимальным. При необходимости доски можно удлинять, уделяя внимание надежности соединения, например при помощи накладок или внахлест. Располагаться оно должно не менее чем в метре от любого из краев. Соединение лучше не располагать ровно посередине, так как несущая способность ноги снижается, оптимальное расположение – треть от общей длины.
Стропила собирают согласно чертежам, шаблоны (углы, под которыми элементы должны располагаться друг к другу) очень упрощают эту работу. Проще всего проводить сборку стропильных секции на земле, поднимая затем их наверх. Однако для этого может потребоваться лебедка или несколько помощников.
Вначале все элементы раскладываются друг относительно друга так, как они будут располагаться в готовой секции. Тщательно подгоняются углы и зазоры. Затем гвоздями крепятся накладки к верхней части стропил, посередине ноги соединяются стяжками. В каждое гвоздевое соединение должно быть вбито не менее 5 гвоздей. К нижней части ног прикручиваются временные планки.
Стропила поднимают постепенно. Сначала на 30 градусов, затем при помощи страховки и тросов до 60. На этом этапе на обратную сторону закрепленной с помощью тросов конструкции прибиваются ригели и стяжки. Затем секция поднимается до вертикального положения, которое проверяется при помощи уровня и конструкция фиксируется болтами и уголками к прогону и к мауэрлату.
Выставлять стропила можно двумя способами:
При первом устанавливаются первая и последняя секции, между ними натягивается шнур и по нему монтируются все остальные части.
При втором – стропильные секции устанавливаются над одной половиной дома, а вторая половина конструкция висит на прогоне и к ним прислоняется. Далее монтируется первая секция с противоположной стороны, и постепенно остальные, такой процесс напоминает закрывание штор и заканчивается в середине крыши.
После монтажа стропильной системы можно приступать к изготовлению обрешетки, пароизоляции и утеплению.
Сегодня крыши загородных домов могут иметь практически любую форму. Более того, почти все из них могут быть созданы своими руками, однако объединяет подобные конструкции и то, что монтаж стропильной системы является обязательной частью работ. Этот вопрос вызывает немало сложностей, поэтому в данной статье мы приведем особенности конструкции стропильной системы крыши, укажем правила и нюансы выполнения полного перечня работ по ее устройству.
Мауэрлат – это первое, о чем следует задуматься, когда предполагается монтаж стропил. Он является основанием, на которое передают часть нагрузки стропильные ноги. Кроме того, данная конструкция предназначена для равномерного распределения веса крыши по верхней части стен дома.
Как правило, мауэрлат представляет собой бревно или брус, который укладывается по периметру внешних стен. Стоит сказать, что это не единственный вариант устройства оснований для стропильных ног, но другие способы оказываются намного более дорогостоящими.
Когда производится установка стропильной системы, именно мауэрлат позволяет добиться необходимых параметров основания для крыши с минимальными затратами, поэтому данная технология получила широкое распространение в загородном строительстве.
Мауэрлат может обрабатываться различными пропитками, но попадание влаги все равно способно вызвать снижение его срока службы. Для того чтобы такой ситуации не возникало, применяют гидроизоляцию, которая обычно выполняется из рубероида, укладываемого под брус в пару слоев.
Перед тем как выполнять монтаж стропильной системы нужно подготовить место для установки мауэрлата. Обычно основание для него – это армированный пояс, имеющий небольшой отступ от стены дома. В роли мауэрлата можно использовать брус, пропитанный антисептиками, сечением 10х15 см. Лучше, если древесина будет лиственных пород.
Предварительно производится раскладка бруса по периметру крыши между фронтонами. Здесь нужно убедиться, что все элементы основания крыши лежат на одинаковом расстоянии, а их положение проверить по уровню.
Стропиловка крыши может быть выполнена только после того, как основание из бруса будет надежно зафиксировано. Для этого сегодня может использоваться несколько способов, однако наибольшей популярностью пользуются анкерные болты, которые укрепляются в армированный пояс во время его заливки. Для монтажа в брусе высверливаются отверстия, позволяющие зафиксировать мауэрлат с помощью гаек и шайб на анкеры.
При самостоятельном строительстве непросто добиться вертикальности анкеров, заливаемых бетоном. Эта проблема решается просто: когда производится монтаж стропильной системы, необходимо вдоль группы болтов уложить длинную доску, а их положение выставить с помощью угольника.
После того, как бетон наберет должную прочность, устанавливается мауэрлат. Для того чтобы в ходе данной процедуры не возникало перекосов, рекомендуется использовать подставки из небольших дощечек, расположенные под всем брусом. Их вынимают по одной.
Перед тем, как начнется установка стропил, вы должны уже определиться с их типом. Фактически вариантов всего два – наслонные и висячие. Задача стропил – это удержание всех элементов крыши. Если речь идет о небольшой постройке, то достаточно использовать простые стропила, однако для перекрытия протяженных помещений используют уже стропильные фермы, которые образуются за счет использования различных дополнительных элементов.
Установка стропильной системы производится в соответствии с уклоном кровли, ожидаемой нагрузкой от снега и ветра, а также учитывается тип кровельного покрытия и функции чердачного помещения.
Висячие стропила – это конструкция, которая опирается только на две точки, например, на стены постройки, а промежуточные подпорки не используются. Очевидно, что в том случае, когда угол наклона скатов менее 45 градусов, горизонтальная составляющая усилия, передаваемого стенам, будет больше вертикальной, а значит, потребуется принимать определенные меры. Обычно способ нивелировать подобное воздействие вырабатывают еще до того как ставить стропила. Наиболее простым вариантом являются затяжки, которые соединяют стропильные ноги. Это могут быть и деревянные элементы, и конструкции из металла. Место расположения подобных усилителей зависит от назначения чердачного помещения. Например, если необходимо создать мансарду, то затяжки находятся у основания стропильных ног, а в других случаях могут быть и выше.
Чем выше будет расположена затяжка, тем более прочной она должна быть. Этот же момент нужно учитывать при выборе способа соединения со стропилами.
Когда выполняется монтаж стропильной системы наслонного типа, требуется третья точка опоры, которой обычно является стойка, смонтированная под коньком. Особенность такой конструкции заключается в том, что она может быть использована только там, где есть центральная несущая стена или какие-то надежные опоры, проходящие под коньком. В противном случае применение её нецелесообразно.
Перед тем как сделать стропила нужно запастись всем необходимым для выполнения работ на высоте. Конечно, кто-то скажет, что 3-5 метров, отделяющих крышу загородного дома от земли – это не самая большая проблема, однако стоит учитывать, что потребуется поднимать и складировать инструменты и элементы конструкций. Лучше всего для такой цели подойдут строительные леса, но нельзя забывать и про индивидуальную страховку, особенно, когда производится стропиловка крыши двухэтажного дома.
В ходе подготовки нужно озаботиться и созданием чертежей конструкции крыши. Даже если планируется всего лишь двухскатная кровля для небольшого загородного домика, чертеж позволит избежать каких-либо ошибок. Не стоит и говорить о том, что более массивные и сложные сооружения без проекта не возьмется строить даже бригада профессионалов.
На роль стропил обычно выбираются брус сечением 50х200, но перед тем как будет выполнена установка стропильной системы необходимо произвести ряд расчетов. В первую очередь потребуется вычислить степень влияние ветровой нагрузки, оценить возможное количество снега на крыше зимой и тоже включить его в расчеты.
Технология монтажа достаточно проста, и включает в себя следующие этапы:
Зарезка на месте соединения верхней части стропил выполняется следующим образом:
Затяжка может выполняться из нескольких досок, соединенных между собой. Такая перемычка получается достаточно прочной, а также имеет необходимую длину. Монтаж стропильной системы может производиться с использованием гвоздей шпилек и болтов. Контроль расстояния между затяжками производится так же, как и между верхними частями стропил.
Длинная затяжка может прогнуться под собственным весом, поэтому необходимо использовать доску для соединения данного элемента и конька стропильной пары.
Карнизный свет – это очень важный элемент любой кровли, однако он выполняется после того, как завершается монтаж стропил. Для получения свеса потребуется нарастить стропильную ногу за счет использования доски (кобылки).
Для того чтобы карнизный свес отводил талую и дождевую воду от дома и предохранял стены от намокания потребуется вылет не менее 40 см, а лучшим вариантом будет более чем полуметровая его длина. Кобылка – это доска, которая может быть даже тоньше, чем стропильная нога. Она фиксируется с небольшим просветом на гвозди, а выступающие с другой стороны их концы лучше загнуть.
Если есть возможность, то продумать создание карнизного свеса нужно до того как сделать стропила. В этом случае появляется возможность реализовать другой вариант – использовать для стропильных ног более длинный брус, что позволит вынести его в роли карнизного свеса.
Стропильные ноги, которые фиксировались на гвозди, после завершения всех работ можно переводить уже не на временное, а на постоянное крепление. Для этого подойдет так называемая шинка, представляющая собой полосу из металла. Ей можно обернуть брус, а концы закрепить шурупами или гвоздями. Такое крепление поможет сохранить крышу на месте даже в том случае, когда ветер будет очень сильным.
Тот, кто знает, как установить стропила правильно, может порекомендовать и другой метод. Это проволока, зафиксированная с внутренней стороны стен. Обычно для таких целей применяется стальная проволока 4..6 мм диаметром, привязываемая к металлическим ершам, забитым в стену.
Создание стропильных конструкций этого типа производится из окоренного леса имеющего диаметр 18 см. Желательно, чтобы сами бревна были ровными, без кривизны, гнили и червоточин. Незначительные неровности устраняются обработкой топором по шнуру.
Преимуществом подобного подхода является отсутствие необходимости выполнять сращивание стропил по длине, поскольку размера бревен обычно хватает. Максимальная длина круглого леса может достигать 6.5 м. Когда пролеты большие, то затяжка выполняется сборной из нескольких бревен. Подкосы и стойки делают из обрезков, однако на эту роль могут подойти и короткие бревна. Разметку лучше производить по шаблону, изготовленному из металла или фанеры. Когда разметка завершена, производится создание точек врубки, которые необходимо зачистить при помощи топора.
Сращивание стропил по длине – это не единственный сложный момент, поскольку даже сечение их потребуется рассчитывать. В общем случае существует три причины, оказывающие влияние на сечение бруса:
Пред тем как сделать стропила нужно тщательно проанализировать информацию о постройке и климатических условиях в регионе, поскольку классический вариант может не всегда подойти. Наиболее распространенная ситуация – это использование уклона не менее 30 градусов и шага более 1.2 м.
В этой статье было рассказано, как сделать стропильную систему, а также рассмотрены те моменты, которые вызывают наибольшие трудности. В случае необходимости она может быть использована как опорный материал.
