Конструкция неравномерной крыши. Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов. Подкосы – крепость конструкции

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

Двускатная крыша: виды и преимущества

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

Рациональность выбора кровли из двух скатов определяется такими ее преимуществами:

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

Необходимый теоретический минимум для возведения стропильной системы

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

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

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

Мауэрлат – основа всех основ

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

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

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

Подробности узнать можно из видео:

Лежень – базовый распределитель нагрузки

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

Мастер-класс по монтажу лежней смотрите на иллюстрации:

Стропильные ноги – ребра кровельного скелета

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

Процесс монтажа стропил можно посмотреть на этом видео:

Конек – маленький нюанс с большим значением

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

Стойки – приемники основных нагрузок

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

Прогоны – поддержка стропил

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

Затяжка – соединитель стропильного элемента

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

Подкосы – крепость конструкции

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

Обрешетка – основа для кровельного пирога

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

Элементы свеса – завершающие моменты

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

Пошаговое руководство по монтажу стропильной системы двускатной крыши

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

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

1 этап: Расчеты и составление проекта

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

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

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

2 этап: Приобретение и подготовка необходимых материалов и инструментов

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

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

3 этап: Монтаж стропильной конструкции крыши

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

Установка стропильной системы: пошаговое руководство

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

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

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

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

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

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

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

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

А вот как крепить стропила к мауэрлату:

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

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

Подробнее о процесс монтажа стропил смотрите в этом видеоролике:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Значение угла наклона

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

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

Системы стропил

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

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

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

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

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

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

3 × tg 45 0 =3 м.

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

3 2 + 3 2 = X 2 .

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

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

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

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

4,25 × 10 × 2 = 85 м 2 .

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео

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

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

Конструкция крыши

Любая малоэтажная жилая постройка строится так, чтобы при минимальных затратах материалов получить большой срок ее службы и максимум полезного пространства. С этой точки зрения особый интерес представляют собой чердачные помещения, позволяющие удвоить полезную площадь без каких-либо дополнительных изменений. С другой стороны, конструкция крыш, стропильные системы которых рассчитаны на создание жилой мансарды, будет более сложной.

Сегодня при строительстве загородных домов используется несколько видов крыш:

• Односкатные. Это самый простой вариант, поскольку здесь часто можно обойтись без конькового бруса и даже без ряда других элементов, обязательных в других случаях. Обычно подобные решения используются при строительстве подсобных помещений, пристроек и гаражей, однако они подходят и для жилых домов, имеющих небольшую площадь.

Крыши данного типа являются одними из самых экономичных. Они требуют минимального количества кровельного материала и древесины, которая используется для стропильных конструкций.

• Двухскатные. Это – второй по сложности создания тип крыши, поскольку здесь требуется выполнить лишь два ската, да и стропильная система, как правило, ничем особенным не отличается. Крыши такого типа являются одними из самых популярных в современном загородном строительстве, поскольку, несмотря на свою простоту, отлично справляются с ветровой и снеговой нагрузкой, а также подходят для создания мансарды.
• Четырехскатные. К данной категории относятся вальмовые, шатровые и ломаные крыши. В последнем случае стоит оговорить, что речь идет о разновидности двускатной кровли, которая за счет излома получила четыре ската. Подобные сооружения сложнее чем два предыдущих варианта, однако и эстетичность постройки вместе с ними выше.
• Щипцовые и многоскатные. Сложные узлы крепления стропил, специальная технология устройства и необходимость в тщательном расчете – причины, по которым такие крыши возводят лишь профессионалы. Самостоятельно попробовать построить что-то такое конечно можно, но лишь в том случае, если вы являетесь специалистом в данной области.

Выбор типа крыши зависит от особенностей климата в данном регионе и ветровой нагрузки. Второй момент – это угол наклона скатов, который зависит от расположения постройки, наличия рядом массивов зданий или деревьев и климата.

Угол наклона скатов

Идеальный вариант для любой крыши – это такая конструкция, которая потребует минимального внимания владельца. Как правило, привлекательными являются самоочищающиеся крыши, поскольку они позволяют не беспокоиться о том, что скапливается большое количество снега.

Накоплением снега нельзя пренебрегать, поскольку его масса после интенсивного снегопада может составлять до 200 кг на м2, а значит, только очень прочные стропила выдержат подобный вес.

Альтернативой является устройство оригинальной крыши по типу альпийских домиков, имеющих очень большой наклон скатов, опускающихся часто почти до земли. Нужно отметить, что для получения эффекта удаления снега потребуется угол в 45 градусов. В этом случае осадки будут скатываться по покрытию под собственным весом.
С другой стороны увеличение наклона скатов приводит к повышенному расходу кровельных и строительных материалов. Более того, если мансарду планируется строить, то и утеплитель обойдется дорого, ведь чем больше высота конька, тем выше расход этого материала. Кроме стоимости скатной крыши на выбор наклона влияет ее вид. Для неэксплуатируемых кровель не требуется использовать большое количество утеплителя, однако и повышение угла наклона себя не всегда оправдывает.

Основным признаком неэксплуатируемой крыши является другая схема стропильной системы и отсутствие зазора между перекрытием и внешней защитной конструкцией. Обычно это плоские кровли или те, которые имеют очень малый наклон. Их главный недостаток заключается в том, что при интенсивных снегопадах могут образовываться сугробы, которые не только создадут нагрузку на перекрытие, но и устроят «наводнение» во время оттепели.

Тип кровельного материала потребуется определить заранее, поскольку он должен учитываться при расчете угла наклона стропил. Обычно для многощипцовых конструкций выбираются гибкие материалы и битумные покрытия. Например, металлочерепица, профнастил или оцинкованное железо. Другие варианты, такие как шифер или черепица лучше подходят для крыш, имеющих простую конфигурацию.

Классическая черепица сегодня используется редко, поскольку она требует достаточно большого угла наклона скатов, находящегося в пределах от 30 до 60 градусов.

Битумные материалы могут использоваться даже при малых углах наклона (от 8 градусов), а предельная для них величина составляет 18 градусов. Металлочерепица и асбоцементные листы применяются при углах от 14 до 60 градусов. На рассмотрении кровельных материалов мы не будем останавливаться подробно, поскольку данный вопрос уже освещен на нашем сайте.

Распорные и безраспорные наслонные стропила

Это два типа стропил, один из которых выбирают с учетом формы дома, крыши и размеров будущей конструкции. Наслонные стропила – это вариант, подходящий для односкатных или двухскатных крыш. Главная их особенность заключается в том, что используется две точки опоры. С одной стороны стропильная нога опирается на конек крыши, а с другой – на стену дома.
Безраспорные наслонные стропила монтируются таким образом, чтобы избежать распирающего давления на стену дома. Обычно стропильные конструкции крыши создаются с использованием одного из следующих вариантов:

• Стропильная нога упирается в мауэрлат. Она подшивается бруском и фиксируется за счет врубки зубом. Кроме того выполняется дополнительная страховка проволокой. Верхняя часть бруса монтируется на коньковый прогон. Крепление производится с использованием принципа скользящей опоры.
• Низ стропила крепится за счет использования подвижного соединения. В качестве точки монтажа может использоваться не только мауэрлат, но и штучные бруски. Верхняя же часть фиксируется болтом, гвоздями или другим способом после того, как будет уложена на коньковый прогон.
• Третий вариант предполагает установку наслонных стропил с жестким креплением к прогону. Здесь могут использоваться гвозди, шпильки или другой крепеж.

Если толщина стропил, которая была выбрана первоначально, окажется недостаточной, то в процессе работ можно использовать подпорки, которые монтируются под слишком длинные элементы в тех местах, где ожидается максимальный прогиб.

Наслонные стропила бывают распорными. В этом случае предполагается создание такой конструкции, где на стены дома будет передаваться распирающее усилие. Способ монтажа в этом случае тот же, что и в предыдущем, однако крепление стропильных ног выполняется неподвижным, поэтому вся система получит внутреннее напряжение. Стоит сказать, что подобный вариант является переходной схемой, разделяющей безраспорные наслонные стропила и висячие.

Висячие стропила

Такая конструкция стропильной системы будет идеальной в том случае, когда необходимо перекрывать большие пролеты, протяженность которых превышает 7 м. В такой ситуации есть только одна точка опоры для стропильной ноги – стена. Верхняя же часть бруса соединяется со встречным элементом, расположенным на другом скате. Вариантов стыков используется несколько: вполдерева, прорезным шипом, металлическими пластинами.
Чтобы стропильные ноги были надежно зафиксированы необходимо соединить их с помощью затяжки. Обычно – это прочная балка, которая крепится к нижней части данных элементов. Конечно, её можно расположить и выше, однако в этом случае нагрузка будет расти, а значит, потребуется увеличивать и вес балки. В такой ситуации может использоваться один из следующих вариантов монтажа стропильных ног:

• Стропильная нога соединяется с мауэрлатом с помощью дополнительного запила и надежно удерживается с помощью гвоздей. Второй вариант предполагает использование металлических уголков. Затем верхние части стропил соединяются встык, а нижние удерживаются затяжкой. В данном случае верх стропильных ног может прижиматься и к коньковому прогону, который будет опираться на бабки.
• Затяжки устанавливаются так, что пятки стропильных ног упираются вырубленным зубом в края затяжек, которые, в свою очередь, крепятся к мауэрлату. Верхние части стропил удерживаются с деревянными накладками.
• На роль затяжек могут выбираться балки перекрытия. В этом случае их концы должны выноситься за пределы стен не менее чем на 55 см. Вырубка гнезда для зуба выполняется не ближе 25-40 см от края стены.
• В домах из бревен крепление стропильной ноги производится на верхний венец через соединение шип-гнездо. Могут также использоваться специальные металлические крепления, например ползунки, салазки и т.д. Последний вариант позволят элементам конструкции двигаться и избежать возникновения дополнительных напряжений.

Сами затяжки могут представлять собой цельные балки или составные элементы. Сращивание брусков производится любым удобным способом, например косым зубом, внахлест и т.д. Установка затяжек может выполняться не только на уровне пяток стропил, но и в любом другом месте.

Если используются стропила для крыши, размеры которых более восьми метров, то мы рекомендуем создавать конструкцию из бабки и подкосов, а также применять стойки и ригели, которые способствуют повышению надежности стропильной системы.

Стропила для разных видов крыш

Наиболее простым вариантом является конструкция односкатной крыши, стропила которой упираются на стены здания. Длина данных элементов не может превышать 4.5 метров, но существует и решение для перекрытия больших площадей. В таком случае рекомендуется применять подпорки или стойки, которые будут удерживать протяженную конструкцию.
Большинство двускатных крыш похожи друг на друга как близнецы, однако их внутреннее строение может сильно отличаться. Сегодня используют четыре варианта:

1. Применяют коньковый прогон, на который опираются ноги стропил. Скаты усиливаются за счет использование подстропильных ног, а прогон удерживается стойками. Сами стойки устанавливаются на лежень. Ширина крыши такого типа может достигать 10 м.
2. Второй вариант предполагает использование подстропильных ног, нижние части которых упираются в стойку конькового прогона, а верхние в схватку (затяжку), соединяющую стропильные ноги ближе к коньку. В этом случае ширина крыши увеличивается до 14 м.
3. Коньковый прогон отсутствует. Его заменяет брус, расположенный под одним из скатов. Кроме того, используется затяжка, подстропильные ноги и стойка, опирающаяся на лежень. Углы наклона подстропильных ног варьируются в пределах от 45 до 53 градусов. Данный вариант по сравнению с предыдущим не дает особого выигрыша в ширине крыши, однако подходит в том случае, когда опорная стена расположена не по центру постройки, а смещена в сторону.
4. В том случае, когда требуется покрыть широкие постройки, могут применяться симметричные конструкции, использующие два прогона, расположенных параллельно под стропильными ногами скатов. Такие двускатные крыши предполагают использование двух затяжек, верхняя из которых соединяет стропила, а нижняя – стойки и подстропильные ноги. Ширина конструкции в этом случае может достигать 16 м.

Расстояние между стропилами выбирается с учетом их длины и сечения. Например, для сечения 40х150 мм необходим шаг 60 см, для 50х150 – 90 см, а для 100х150 – 215 см.

Вальмовая крыша – это еще один распространенный сегодня вариант, который хорошо зарекомендовал себя для загородных домов. Она отличается тем, что не имеет фронтонов, место которых занимают дополнительные скаты – вальмы. В общем случае конструкция предполагает наличие прогона, и обычных стропил на основных скатах и вальмовых стропил на боковых. Вальмовые стропила опираются на длинные диагональные элементы, где стыкуются с верхними частями обычных стропильных ног. Для таких крыш рекомендуется использовать усиленную обвязку.
Ломаная крыша завершает список, поскольку имеет достаточно сложную конструкцию. Здесь используется способ, предполагающий создание каркаса для стропильных ног, состоящего из горизонтального бруса и вертикальных стоек, после чего производится установка остальных элементов. Верхняя перекладина П-образного каркаса выступает в роли перекрытия мансарды, но на нее опирается и стойка конька.

Расстояние между стропилами стропильной системы в этом случае следует выбирать с учетом нагрузки действующей на крышу, толщины используемого бруса и угла наклона скатов.

Выше были рассмотрены основные вопросы, касающиеся устройства стропильной системы для различных видов крыш, поэтому данный материал может использоваться в качестве краткого пособия, позволяющего быстрее разобраться в вопросах строительства кровли.

Практически любая современная крыша малоэтажного дома построена на стропильной системе каркаса. В теории устройство крыши можно выполнить в виде плоского потолочного перекрытия. Но простое изготовление конструкции такой крыши нивелировано массой недостатков, потребуется основательное увеличение теплоизоляционного слоя и обеспечение принудительного удаления снега и дождевой — талой воды. Даже при строительстве гаражей или хозпостроек к такому устройству крыши прибегают в крайних случаях, предпочитая более сложный стропильный вариант.

Почему стропильные системы так популярны

Стропильная система появилась, как результат естественного отбора среди множества различных вариантов построения каркаса. Современное устройство стропильной системы крыши основывается на нескольких базовых элементах конструкции:

• Стропильный каркас, представляющий собой набор балок одинаковой длины, образующих плоскость ската крыши. Стропила укладываются симметрично «шалашиком», верхним краем на самую высокую горизонтальную часть каркаса — коньковый прогон, и опираются на мауэрлат -толстую доску, пришитую на верхнюю горизонтальную плоскость кирпичной коробки здания;
• База или система креплений, на которые опирается стропильный каркас,состоит из мауэрлата, лежней и балок потолочного перекрытия на верхней части стен здания. Благодаря такому устройству нагрузка от веса кровли и стропил пере распределяется, выравнивается и передается на внутренние и наружные стены дома;
• Кровельная обрешетка совместно с дополнительными силовыми элементами - подкосами, распорами, ригелями служит для придания дополнительной жесткости стропильным балкам.

К сведению! Кроме того, из досок обрешетки формируется основа для укладки кровельного покрытия.

Для устройства стропильной системы крыши малоэтажного дома традиционно используются сосновые бревна и брусья. Это позволяет обеспечить легкое и одновременно жесткое устройство крыши. Попытки заменить деревянный брус стальным профилем приводят к утяжелению веса и стоимости стропильной системы минимум в два-три раза, а из-за многочисленных мостиков холода потребуется уложить дополнительный слой теплоизоляции.

Одной из наиболее популярных стропильных систем является устройство в виде двух или четырехскатной крыши с парным расположением стропил. В этом случае каркас из симметричных силовых элементов отлично воспринимает нагрузку в вертикальном и поперечном направлении по отношению к коньковому прогону.

Если преимущественное направление ветров на данной местности примерно одинаково, то возникающее из-за потока воздуха продольное усилие на устройство крыши чаще всего компенсируют, складывая фронтоны из кирпича. При сильном и переменчивом ветре более рационально применить четырехскатную вальмовую конструкцию.

Устройство и особенности стропильной системы

Понятно, что использование стропильной технологии направлено на формирование скатов крыши с наиболее рациональным для данной местности углом наклона ската. Чем круче угол наклона, тем быстрее и легче удаляются дождевая вода и снег.

Для оценки нагрузки можно использовать сведения метеорологической службы о мощности и максимальном давлении слоя снега на метре квадратном плоской крыши для различных регионов страны.

Для стропильной системы нагрузка на элементы стропильной системы снижается, исходя из угла наклона ската кровли:

1. Для вариантов с углом наклона до 10-20 о уменьшение давления массы снега крайне незначительно, в среднем на низкую кровлю приходится усилие в 80-90% от значения для плоской поверхности;
2. Для скатов кровли, установленных под наклоном в 25 о, нагрузка составит 70% от «плоской» величины, тогда как для угла в 65 о давление снега снизится на 70-80%;
3. На более крутых скатах давление вообще не берется во внимание, в этом случае расчет прочности стропильной системы делается на основе ветровой нагрузки.

Важно! Даже небольшой одноэтажный дом, с наклоном скатов кровли в 45о, расположенный в средней полосе России, при высоком уровне осадков получает дополнительную нагрузку от снега, достигающую 5 тонн.

Поэтому даже в небольших коттеджах и домах в качестве материала для устройства стропильной системы используют бревно или брус, сечением не менее 100-150 мм.

Виды стропильных систем

Конструкция стропильной системы каркаса крыши чаще всего выполняется по схеме с висячими или наслонными стропилами. Использование конкретной схемы определяется множеством факторов, среди которых определяющее значение играют размеры дома и потолочного перекрытия, наличие внутренних стен или перегородок, характер использования чердачного помещения.

Основные различия между наслонными и висячими стропилами сводятся к следующему:

В случае со свободной посадкой конца стропила на коньковый прогон каждая пара балок двухскатной крыши между собой не скрепляется, а врезается по скользящей схеме. В нижней части стропильные ноги крепятся к мауэрлату в виде жестко закрепленного шарнира, с помощью болтового соединения или гвоздей. Под нагрузкой такое устройство работает, как безраспорная стропильная система, благодаря тому, что любое вертикальное или боковое усилие на стропильную систему не приводит к появлению в опорных точках на мауэрлате горизонтальных распирающих сил.

Важно! Важной особенностью такого устройства каркаса является минимальное распирающее действие на стены дома, что необычайно важно для деревянных домов из бруса или бревна. Но практическая сборка такой конструкции требует максимально точного и тщательного соблюдения размеров и точности установки элементов.

Во втором случае наслонные балки на коньковом прогоне крепятся жестко с усиливающими накладками из металла или доски, примерно как в случае с висячими стропилами. Нижний край устанавливается на мауэрлате с вырезом на стропиле опорной поверхности и боковыми направляющими, предотвращающими скручивание доски или бруса.

Узлы стропильной системы

Чтобы обеспечить необходимую прочность устройства стропил, особенно для зданий с пролетами более 8-9 м длиной, требуется использовать бревна и брус значительной толщины, что делает сборку каркаса крыши очень тяжелым и дорогостоящим занятием. Проще и эффективнее установить дополнительные силовые элементы, компенсирующие прогиб или передающие основную часть усилия на менее нагруженные части каркаса.

Например, для компенсации прогиба стропильной ноги используют два основных элемента- подкосы и вертикальные стойки. В зависимости от устройства стропильной системы силовые стойки могут устанавливаться в центральной части и поддерживать коньковый прогон, принимая на себя часть нагрузки от веса каркаса. Элементы могут комбинироваться с подкосами в срединной части стропил, тем самым передавать нагрузку от боковых прогонов на затяжку или лежни — продольные брусы, опирающиеся на потолочное перекрытие или внутренние капитальные стены. Подкосы не врезаются в тело стропил, а крепятся гвоздями, болтами, саморезами через стальные пластины или деревянные накладки.

Вторым по популярности элементом для усиления висячих стропил является или поднятая затяжка. Этот элемент позволяет уменьшить горизонтальное распирающее действие стропильных ног и всей системы, в отличие от предыдущих, работает на растяжение, поэтому устройство крепится к боковой поверхности стропил с помощью хитрого самозатягивающегося узла, называемого полусковороднем.

Для наслонных стропильных балок используется похожий элемент, называемый схватка. Если устройство каркаса, длина и толщина стропильных балок не обеспечивают должной устойчивости треугольника, в этом случае приходится устанавливать дополнительную горизонтальную распорку - схватку. Такой способ усиления системы эффективен для противодействия неравномерным ассиметричным нагрузкам, например, сильному косому ливню или резким порывам ветра.

Для получения длинного потолочного бруса или затяжки, длиной более 8 м, часто приходится сращивать два шестиметровых куска по схеме, приведенной на рисунке.

Одной из проблем, характерной для висячих стропил при большой длине пролета, может быть прогиб в центре затяжки основания потолочного перекрытия. В этом случае прибегают к устройству подвеса или бабки. Несмотря на внешнюю схожесть со стойкой, этот элемент работает на растяжение, поэтому его сечение может быть значительно меньше. При установке бабки необходимо предусмотреть устройство натяжения, позволяющее выбрать зазоры и выровнять прогиб затяжки.

Крепление элементов стропильной системы в узлах и соединениях, как правило, выполняется с помощью гвоздей 150-200 мм, забиваемых под разным углом и расстоянии от края бруса. С обратной стороны гвоздь загибается с заворотом. Такое устройство крепежа позволяет избежать эффекта «самовытягивания» гвоздя из посадки в бревно или брус. Если в стропильной системе применяется брус, наиболее удобным будет выполнить соединение с помощью накладных стальных профилированных пластин, уголков и держателей.

В ряде случаев применение таких устройств позволяет выполнить временную или предварительную сборку стропильных балок на саморезах, точно вымерять размеры и места запилов, и только после этого сделать капитальный крепеж.