Стропильная системы крыши своими руками пошагово

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу

Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Закладка мауэрлата

Монтаж стропильной системы малоэтажного дома начинается с закладки мауэрлата. Эти термином обозначают опорный брус, который монтируется на верхнюю обвязку несущих стен там, где на них опирается кровельный скат. Количество мауэрлатных брусьев, задействованных в конструкции, всегда совпадает с количеством скатов. Мауэрлат изготавливают из толстого деревянного бруса толщиной 10-15 см. Закладка этого элемента каркаса выполняется в соответствии со следующими правилами:

• Мауэрлат монтируется, только если коробка дома изготавливается из кирпича, бетона, газосиликата, пеноблока. В деревянных постройках роль мауэрлата исполняют верхние венцы сруба, прочно зафиксированные металлическими скобами или нагелями.
• Некоторые виды наслонных стропильных системы не предусматривают установку мауэрлата, так как они не оказывают распирающую нагрузку на стены сооружения.
• Между стеной дома и мауэрлата всегда прокладывают прочную гидроизоляцию, чтобы предотвратить оседание конденсата или загнивание древесины. Для этих целей используют пергамин, рубероид или толь.
• Не допускается выполнять врезку под стропильные ноги в мауэрлате, так как каждое нарушение целостности снижает прочность бруса.
• Крепление мауэрлатного бруса выполняют с помощью шпилек, вмурованных в стену дома, или длинными анкерными болтами.

Правила установки мауэрлата

Расчет

Нельзя недооценить важность расчетов стропильной системы двускатной крыши. В процессе проектирования необходимо вычислить полезную площадь и исходя из полученных данных решить, насколько высокими будут вертикальные стойки

В этом случае имеет значение несколько факторов.

Нагрузка

При возведении кровельной конструкции важно рассчитать максимальную нагрузку на крышу дома, на все стропила и перекрытия балками. Может понадобиться усиление стропил, тогда в проект вносятся коррективы

Например, может потребоваться использование дополнительных накладок или бруса с большим сечением, чем планировалось. Важен и вес всей стропильной системы. В этом случае расчет ведется с учетом не только сечения пиломатериалов, но и плотности и влажности древесины, определяется расстояние шага между стропилами.

На сегодняшний день существует специальная классификация нагрузок на кровельную систему:

1. Основная нагрузка касается веса стропильной конструкции, температуры нагрузки, снеговых и других погодных факторов.
2. Дополнительная нагрузка касается расчетов влияния ветра и гололеда.
3. Форс-мажорные нагрузки связаны с техногенными обстоятельствами (современная кровля должна выдержать все).

Уклон

Важно грамотно рассчитать угол наклона скатов. При стандартной ширине дома в 6-8 м угол скатов составляет 45 градусов, но этого мало для пространства в мансарде

При угле наклона в 60 градусов конструкция обойдется дороже, но вся крыша будет выполнена удачней. При 45 градусах наклона можно выбирать любые кровельные материалы. Если двускатная крыша изначально планируется асимметричной, то в чердачном пространстве можно спокойно обустроить жилую мансарду, но для этого надо посчитать полезную площадь. Выбирается обычно стандартная двускатная крыша. При этом важно учесть нагрузки на крышу из-за ветра и снега. При увеличении угла наклона скатов увеличится и расход материалов. Но и эксплуатационные характеристики такой кровли будут выгодно отличаться. Если планируется возвести двускатную крышу с неравными углами скатов, то все работы можно выполнить в оригинальном дизайне. Тем не менее, при проектировании лучше отталкиваться от классической конструкции в виде симметричной кровли с равнобедренным треугольником в основании.

Шаг

Шаг стропил, используемый при создании крыши, является одним из основополагающих при возведении конструкции. Существует зависимость шага стропильной системы от кровельного материала. В качестве последнего используется профнастил, шифер, мягкая кровля или металлочерепица.

Шифер для кровли используется повсеместно. Этот кровельный материал отличается относительной прочностью, невысокой стоимостью и устойчивостью к температурным перепадам. Однако материал обладает определенным весом, соответственно, необходимо обеспечить крышу мощной стропильной системой. Стоит учесть, что для шиферной кровли должно быть не менее трех точек опоры (по центру и по краям).

В последние годы достаточно большое распространение среди кровельных материалов получила металлочерепица. Материал прост в монтаже и отличается привлекательным внешним видом. Металлические листы для кровли удобно использовать, так как они имеют малый вес. В связи с этим расстояние между стропилами может быть большим (например, 600-950 мм с сеченным брусом 150х50 мм).

Покрытие из профнастила может быть выполнено из оцинкованного стального листа со специальным защитным покрытием (от внешних погодных воздействий). Современный профнастил отличается по цвету, ширине гофры. Внешне такое покрытие отличается по дизайну. Шаг между стропилами под профнастил будет зависеть от вида профиля, от углов наклона и конфигурации крыши. Для стропильной системы в этом случае используется брус сечением 50-75 мм. Это может быть и доска 20-50 мм шириной.

Основные правила

Прочность и надёжность крыши – фактор, зависящий не только от правильности запила стропилин. Стоит учесть некоторые правила.

1. Деревоматериал и стальной крепёж должны обладать высоким качеством. Даже когда запил сделан под верным углом и по штатным расстояниям между гранями, скосами и отметками, от которых отталкивается мастер, сам брус может треснуть и/или прогнуться при штатной нагрузке. Экономия на уровне качества недопустима – стропила являются, наряду с мауэрлатом и подпорками, несущими элементами, на которые ляжет обрешётка, гидроизоляция и кровля. Учитываются также вес крепежа и динамические воздействия (мастера, обслуживающие крышу, и их инструментарий, ветер, дождь, снег, град и многое другое). В идеале стропила рассчитываются под максимальную нагрузку – в неё входит полуметровый слой слежавшегося снега, покрывающего кровельные листы.

2. Стыковые точки и участки в месте присоединения стропилин к мауэрлату не должны иметь трещин, сколов, размочаливания древесных волокон, сучков.

3. Приступая к крышным работам, позовите на помощь других людей (например, обратитесь в фирму, одной из специализаций которой являются крышные работы). Замена стропил, обрешётки – серьёзное занятие: даже обладая приспособлениями, облегчающими, к примеру, подъём новых досок и брусьев, владелец один вряд ли справится быстро и оперативно с возложенными на себя работами. Это верно как для односкатной, так и для многоскатной крыши частного дома.

Основные элементы стропильного каркаса

Стропильный каркас крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов из дерев или металла, которые придают конструкции форму, уклон, а также равномерно распределяют ее вес между несущими стенами. Его главным компонентом являются стропильные ноги, представляющие собой установленные под углом балки, которые соединяются попарно вдоль ската, образуя в верхней точке своего соединения конек. Существует две основных разновидности стропил:

• Наслонные. Наслонными стропилами называют опорные элементы, которые в конструкции крыши имеют две точки опоры – на коньковый прогон и мауэрлат. Стропильная система такого типа используется в сооружениях, имеющих внутри одну или более несущие стены, на которые можно «наслонить» стропила. Такое крепление стропил позволяет разгрузить их за счет использование дополнительных вертикальных опор.
• Висячие. Висячими называются элементы, которые имеют только одну точку опоры, располагающуюся там, где происходит крепление стропил к стене или мауэрлату. Стропильная система висячего типа испытывает нагрузку не только на изгиб, но и на распирание, поэтому она усиливается горизонтальными компенсирующими элементами (ригелями, затяжками, схватками).

Стропильная система двухскатной кровли

Виды крепежных элементов

Среди опытных кровельщиков не стихают споры, чем эффективнее выполнять крепление стропил к балкам перекрытия и мауэрлату.  Однако, в большинстве случаев загвоздка в том, что в данных условиях практичнее использовать – гвозди или саморезы. Оба эти крепежные элемента обладают своими достоинствами и недостатками:

• Гвозди хороши тем, что для их забивания необходим только молоток, который есть в каждом хозяйстве. Однако, некоторые мастера сетуют на то, что забивать их вручную слишком долго. Стоит напомнить, что для фиксации стропил используются специальные зазубренные гвозди, которые надежно сцепляются с древесиной.
• Для сборки стропильного каркаса используют оцинкованные саморезы, которые не боятся коррозии. За счет резьбы они прочно ввинчиваются в толщу древесины, надежно фиксируя элементы между собой. Завинчивать их быстро и удобно с помощью портативного шуруповерта. Минус этого вида крепежа в том, что при демонтаже удалять саморезы из дерева долго и муторно.

Крепежные элементы для фиксации стропил

Различные способы крепления стропильных ног

Основные виды соединений элементов

Для создания надёжной и функциональной стропильной системы любого типа необходимо правильно стыковать между собой все элементы. Только в этом случае они будут выполнять надлежащую функцию и предотвратят деформацию.

В верхней точке стропильные балки совмещаются и стыкуются путём врубки, встык или внахлёст. Этот узел конструкции называется коньковым. Крепление встык предполагает обрезку стропил под углом и скрепление их с помощью металлических или деревянных накладок. При соединение внахлёст же стропильные ноги накладываются друг на друга и соединяются болтами или шпильками, а ненужные углы обрезаются.

Соединение стропильных ног внахлёстИсточник orchardo.ru

Соединение врубкой вполдерева похоже на соединение внахлест. Но в этом случае верхушки стропил накладывают друг на друга после выпиливания выемок в половину толщины бруса. Потом выпиленные части соединяют, в них просверливают сквозное отверстие и стягивают их болтом.

Материалы изготовления

В жилых частных домах преимущественно используются деревянные стропильные системы. Конструкции на основе металлических блоков востребованы главным образом при значительной величине пролетов и при мощных кровельных нагрузках. Это уже скорее черта производственного сооружения. Стоимость металлических конструкций довольно велика, однако по надежности они сильно выигрывают у деревянных аналогов. Чаще всего за основу берут швеллеры.

Причина их популярности — экономичность и легкость производства. В некоторых случаях за основу берут бревна, вырабатываемые из стволов сечением от 10 до 20 см (дерево предварительно зачищают и обрабатывают). По соображениям прочности иногда используют также стропила из клееного бруса, который в плане напоминает прямоугольник либо квадрат — такое строение упрощает выкладку на обрешетку.

Ширина. От основания вычисляется ширина кровли:

• Монтаж конструкции на большие балки позволяет сформировать необходимый свес, это в свою очередь определяет габариты.
• Монтаж системы на мауэрлат высчитывается сложением проекций свеса и ширины коробки.

Монтаж материалов на мауэрлат также должен проводиться по предварительным расчетамИсточник builderclub.com

Мауэрлатом выступает венец, который делается из прочного бревна или широкого бруса. Карнизные свесы могут делаться из стропильных ног, также для этого может использоваться кирпичный выступ. Ширина свеса вычисляется из выбранного типа кровельного материала и стен. Для шифера свес до 10 см, керамической черепицы до 60 см, профлиста до 50 см, битумной черепицы до 40 см. при увеличении свеса требуется его усиление, например, опорными столбами или подкосами.

Определение уклона. Расчет размера крыши двускатной осуществляется с определением угла наклона скатов, который может составлять 10-60 градусов. В основном используют равное значение для обеих сторон. Эффекта симметрии добиваются благодаря созданию разноразмерных скатов.

При определении крутизны скатов учитывают следующие факторы:

• Покрытие, свес и обрешетка. Тип кровли влияет на выбор технологии сборки и обустройства основы.
• Вес кровли и пирога. Покрытие дает нагрузку на основание, чем больше уклон, тем меньше нагрузка на перекрытие.
• Климатические условия региона. Крутые крыши быстро отводят воду и снег, но они подвергаются действию ветра.

Рассчитывая крутизну скатов, берут во внимание будущий «пирог» покрова крышиИсточник goldkryshi.ru

Эти факторы имеют большое значение на выбор угла наклона, и они учитываются при проведении всех расчетов.

Высота конька. Чердак в основном используется для обслуживания крыши. По требованиям безопасности от перекрытия до вершины должно быть не меньше 1,6 м. При такой высоте удобно проводить осмотр кровли и она полностью соответствует противопожарным требованиям.

Расчет расходных материалов. Особенности возведения подобной крыши накладывает некоторые коррективы на первоначальный расчет требуемых материалов.

При возведении кровли первоначальный расчет материалов может потребовать коррективовИсточник yandex.ru

Однако в предварительной смете надо учитывать следующие материалы для:

• мауэрлата и лежня – пиломатериал сечением 100х150-200х200 мм, дополнительный запас 5%;
• стропилин – пиломатериалы 25х150-100х150 мм, запас до 20%;
• опоры, затяжки, подкосы – бруски или доски 50х100-100х100 мм, запас до 10%;
• обрешетка – зависит от покрытия, может быть сплошной или разреженной;
• гидроизоляция – в рулонах, метраж определяется исходя из крутизны и типа кровли;
• кровельное покрытие – учитывается площадь скатов;
• обшивка свесов и фронтонов;
• расходный материал (саморезы, анкеры, уголки, шпильки, гвозди и так далее).

дополнительно необходимо наличие некоторых фасонных элементов, при помощи которых делаются сквозные проходы через крышу. Для теплого типа кровли дополнительно учитывается тепло- и пароизоляция, контробрещетка и внутренняя обшивка.

Видео описание

Пример расчета материалов для крыши на онлайн-калькуляторе в видео:

Специалисты для проведения таких операций используют формулы расчета двускатной крыши. В других случаях применяют специальные онлайн калькуляторы

Однако в независимости от выбранного варианта очень важно работать с мастером в данной сфере. В процессе проведения расчетов требуется помнить о многих важных нюансах, которые могут иметь большое значение на конечный результат

Допущенная одна ошибка в расчетах может привести к серьезным проблемам. В лучшем случае придется просто докупить материал, в худшем – потребуется перестройка конструкции. Иногда допущенные ошибки ведут к тому, что уже в скором времени может потребоваться капитальный ремонт всей крыши и замена подкровельных материалов.

Допущенные ошибки при расчете и возведении крыши впоследствии могут обойтись дорогоИсточник pinterest.com

Заключение

Рассчитать двускатную кровлю с необходимым количеством материалов и конструкцией самостоятельно невозможно. Используя онлайн-калькуляторы можно примерно узнать все необходимые параметры. Однако точные данные смогут предоставить только специалисты. Работа с мастером позволит добиться лучшего результата, безопасной кровли, которая прослужит много лет. Лучше заранее договориться с мастером и вместе провести все расчеты, указать те параметры, которые вы хотите и озвучить свое виденье будущей кровли. Немаловажными будут советы специалиста, который предложит самый оптимальный и выгодный вариант.

С висячими стропилами

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

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

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

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

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

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

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

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

Для мансардных крыш

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

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

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

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

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

Для больших домов

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

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

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

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

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

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

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

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