Устройство стропильной системы крыши — расчет нагрузок

Конструктивно двускатная конструкция крыши наиболее простая в изготовлении. Она может иметь несколько отличающихся видов: ломаная, ассиметричная и симметричная, но в целом ее конструкция выглядит примерно одинаково во всех случаях. В отличии от других видов, устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками выполнить сможет любой, имеющий строительные навыки, человек.

Подготовительные мероприятия

Перед тем как приступить к непосредственной установке стропильной системы кровли, необходимо привести в порядок стены и перекрытия дома. Что имеется в виду? К примеру, материал, из которого сооружаются стены, зачастую имеет небольшое расхождение по размеру. Выполняя монтаж каждого венца или ряда, эти расхождения, как правило, накапливаются. Конечно же, их можно визуально и не заметить, но если применить отвес или уровень, то вы убедитесь в том, что стены дома имеют разную высоту (на 1 – 2 сантиметра), может быть и больше, и углы строения будут далеко не 90 градусов. Исходя из этого, перед тем как приступить к монтажу кровли, необходимо провести замеры всех стен и углов, после чего по максимуму выровнять все, что можно.

Если для возведения строения применялся пеноблок или кирпич, выравнивание делают с помощью цементно-песчаной стяжки. Если дом из дерева, выравнивание выполняется с помощью прокладок из древесины.

Все эти выравнивания необходимы для того, чтобы элементы стропильной системы можно было делать по шаблону, а не выполнять на месте подгонку каждого стропила. Кроме всего, инструкция по монтажу системы стропил предусматривает расчет нагрузки на каждый ее узел из условий, что изначальная поверхность строго горизонтальна, а примыкание стен (углы) – прямые. Если будут присутствовать расхождения, расчетные величины не смогут обеспечить необходимой надежности системы стропил.

Для устройства системы стропил кровли вам понадобятся следующие инструменты:

  • молоток;
  •  пила;
  • дрель;
  • шуруповерт;
  • измерительный инструмент (уровень, отвес и т.д.);
  • строительные леса.

Материалы:

  • цементно-песчаный раствор (при необходимости выравнивания поверхности);
  • гидроизоляционный материал;
  • брус (мауэрлат) с сечением 150х150 мм;
  • брус (стропило) с сечением 70х150 мм;
  • брус (прогон) с сечением 70х150 мм;
  • шпильки с резьбой М12;
  • металлические соединители для дерева;
  • металлические пластины;
  • гвозди 100 и 150 мм;
  • стяжные шпильки или болты.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Конструкция стропильных систем, в основном, может классифицироваться, как минимум, по двум признакам. Первая классификация, подразумевает вариант, опирания несущих элементов кровли. Двускатная стропильная система крыши, капитального строения, в данном случае, включает следующие виды:

  • С висячими стропилами;
  • с наслонными стропилами.

Варианты двускатных крыш с висячими и наслонными стропилами

Классификация стропильных систем по способу опирания

Устройство кровельной конструкции, с использованием наслонных стропил, предполагает опирание их, в двух точках. Данное кровельное сооружение, в этом случае, позволяет полностью избежать, возникновения серьезного распора. Для того, чтобы провести монтаж и качественно обустроить, таким образом, стропильную систему двухскатной крыши самостоятельно, нужны, в основном, следующие конструктивные элементы:

  • Стропильные ноги;
  • мауэрлат;
  • ригель;
  • при большом пролете несущих балок, промежуточные стойки и подкосы;
  • обрешетка и контробрешетка;
  • упорные бруски накладки.

В верхней точке, устройство предполагает опирание на ригель. В нижней точке, установка предусматривает опору – мауэрлат. Качественно собрать, данную конструкцию, самостоятельно, можно только в двух случаях:

Варианты сборки наслонной системы двускатной кровли

  1. В первом случае, наслонная система возможна, если расстояние между фронтонами, не слишком большое. То-беж, подобное будет кстати, для небольшой постройки, где длина строения, позволяет выполнить устройство деревянного ригеля, в 6 метров. Если пролеты больше, то в качестве ригеля, можно устанавливать металлические балки. Или-же, деревянные брусья, с использованием промежуточных стоек. Их нужно располагать, в среднем, каждые 2 метра.
  2. Второй случай, когда доступен монтаж наслонной системы, двускатной кровли – это наличие, в середине, капитального строения, несущей стены. Устройство, подобного варианта, предусматривает передачу некоторой нагрузки, на внутреннюю стену. Такое обустройство, стропильной системы, подойдет для зданий, с достаточно большой шириной, где есть стеновое ограждение, посередине.
Классификация стропильных систем по способу опирания

Висячие стропила

Второй, более сложный и трудоемкий, вариант – висячие стропила. Они на много сложны в расчете, но позволяют обустройство, подкровельного пространства, в доме со свободной планировкой. Подобная конструкция, предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части, кровельного сооружения. Система, предполагает опирание стропил, только в нижней точке. В верхней части, несущие балки надежно фиксируются промеж собой. Установка, подобной кровли, напоминает ферму. Конструкция стропил, работает на распор. Поэтому, очень важно, предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку, на несущие стены здания. Выполнить это, можно следующим образом:

  1. Обустройство монолитного пояса по обрезу стен;
  2. Надежно закрепить мауэрлат, двускатной кровли, к стенам дома;
  3. Для снижения распорного напряжения, устанавливается схватка.

Монтаж висячей стропильной системы двускатной кровли

Схватка (стяжка), является одним из значимых элементов, подобной двускатной кровли. Она значительно снижает напряжение и предотвращает, под действием распора, разращение стен. Располагают схватки, в основном, следующим образом: в уровне перекрытия или потолка мансарды.

Классификация стропильных систем по способу опирания

Стоит заметить, что второй вариант, является менее надежным. Связано это тем, что если монтаж элемента выполнен на большую высоту, то стропила сильнее оказывают воздействие на разращение стен. Если схватка слишком длинная, тогда требуется ее, должным образом, усилить. Для этого, устанавливается – подвесок, соединяющий конек, с серединой затяжки. Тем самым, предотвращая ее провисание.

Читайте также:  Греющий кабель для труб: виды, подключение и монтаж к водопроводу

Только, стропильная система двухскатной крыши, с висячими стропилами, позволяет выполнить монтаж, после предварительной сборки ферм на земле.

Такой вариант сборки и монтажа, подойдет, если есть в наличии подъемная техника. Поскольку, готовая конструкция двускатной стропильной системы, слишком габаритная и тяжелая, чтобы совершить ее подъем самостоятельно.

Устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками

Перед тем, как начинать устройство стропильной системы двухскатной крыши своими руками необходимо определиться с ее типом и рассчитать потребность в материалах. Висячую систему устраивают в тех случаях, когда в конструкции здания не предусмотрена внутренняя несущая стена, или если необходимо просторное чердачное пространство, например для строительства мансарды. Количество пиломатериала рассчитывают, исходя из площади перекрытия и высоты крыши.

Стропильные ноги можно скрепить между собой на земле, а не «по месту». Это дает возможность более точно выдержать углы по шаблону. В случае висячей конструкции, этот способ единственно возможный. Смонтированные на земле треугольники просто устанавливаются на предназначенные для них места и закрепляются.

Монтаж стропильной системы своими руками

Порядок проведения работ при сооружении стропильной конструкции может быть следующий:

  • установка и крепление мауэрлата на наружные стены. Он укладывается с той стороны, куда планируется делать наклон крыши. Предпочтительно, чтобы эти стены были параллельны внутренней несущей стене здания. Под брус необходимо положить слой гидроизоляции любого типа;

  • укладка лежня производится аналогично сооружению мауэрлата;

 Устройство стропил для сруба

  • на лежень вертикально устанавливаются стойки. Закрепить их можно в паз или металлическими уголками. От высоты стоек напрямую зависит угол, под которым наклонена кровля, поэтому если требуется сделать крышу с заданным углом, то вычислить высоту стоек можно с использованием простейших тригонометрических формул. К примеру, для угла в 45 градусов, необходимо, чтобы высота стоек была равна расстоянию между мауэрлатом и лежнем. Расстояние между стойками должно соответствовать желаемому расстоянию между стропилами двускатной крыши;

  • все стойки соединяются между собой коньком, который должен лечь строго горизонтально.

На этом устройство основных несущих элементов можно считать законченным. Следующим этапом в устройстве стропильной системы двухскатной крыши своими руками является установка стропил.

 Стропильная система для двухскатной крыши

Установка стропил двухскатной крыши своими руками

Как уже было сказано ранее, стропильные ноги можно скреплять между собой внизу на земле. Для этого изготавливается шаблон из небольших брусков с заданным углом и длиной. Затем по нему делается необходимое количество стропильных ног. Если система висячая, то они еще соединяются затяжками. После этого производится установка стропил двухскатной крыши своими руками на место и закрепление их на коньке.

                    Схема строения стропил для двухскатной крыши

Крепление стропил к мауэрлату

Обеспечить надежность всей конструкции можно, только если все соединения и крепления выполнены грамотно и качественно. Одним из самых ответственных мест во всей конструкции является точка, где стропильная нога контактирует с мауэрлатом. В этом месте равнодействующая всех сил, действующих на кровлю, направлена в направлении стропильной ноги, «смотрящей» под углом вниз. Поэтому стропила со временем могут разъехаться. Задача стоит такая, чтобы эту равнодействующую направить перпендикулярно стен, то есть в направлении действия силы тяжести.

Сделать это можно двумя способами:

  1. Упереть стропильную ногу под углом в мауэрлат и прибить гвоздями. В этом случае нужно будет делать кобылки, так как свес не образуется.

  2. Сделать прямоугольный вырез в стропильной ноге, которым она будет упираться в мауэрлат. Такая конструкция более надежная.

 Удлинение стропильных ног с помощью кобылок

Крепление стропил к мауэрлату любым из этих способов позволит избежать деформации стропильной конструкции.

Устройство обрешетки и мелких элементов

Когда вся основная конструкция уже установлена и нет сомнений в ее надежности, можно приступить к монтажу остальных элементов. Вначале можно закрыть фронтоны досками. Это позволит обрезать пиломатериал «по месту» более ровно. Если требуется монтаж кобылок для устройства свеса, то производятся и эти работы. К кобылкам крепят карнизную доску и подшивают карниз.

Обрешетку делают из досок с необходимым шагом или сплошную. Начиная с нижней, прибивают доски на нужном расстоянии друг от друга. Первая доска должна быть прибита строго параллельно карнизу.

Если нет возможности приобрести большое количество обрезного материала, то обрешетку можно делать и из необрезной доски. Важно только, чтобы кора была удалена, а первая доска все равно была обрезная.

Монтаж стропил двускатной крыши дело ответственное, так как от этого зависит прочность и долговечность всей сооруженной конструкции. Выполнить эту работу нужно качественно.

Поделиться:

  • Facebook
  • Telegram
  • Twitter
  • Pinterest

Типы двухскатной кровли

Конструкция двускатной крыши различается по форме и расположению стропил. По форме выделяют следующие виды:

  • Симметричная — стандартный тип кровли с двумя скатами в виде равнобедренного треугольника;
  • Ломанная или мансардная конструкция предполагает устройство жилого помещения на чердаке и монтаж мансардных окон;
  • Несимметричная крыша подразумевает, что конек размещен не по центру, а сдвинут в одну из сторон. Такая конструкция смотрится более оригинально;
  • Разноуровневая система более сложная в установке, и предполагает, что скаты такой крыши не соединяются в одном коньке и располагаются на разных уровнях;
  • Полувальмовая – двухскатная крыша со скошенными концами конька.
Типы двухскатной кровли

Кроме того, кровля бывает различной по сооружению стропильной системы. Так, выделяют наслонные и висячие стропила. Висячая конструкция имеет только две точки опоры в виде стен. Поэтому вес кровли, нагрузка снега и осадков приходится именно на эти стены. Чтобы снизить давление, стропила соединяют металлической или деревянной стяжкой. Чем выше такая стяжка, тем она крепче и прочнее. Расстояние между опорами при этом составляет до 6,5 метров.

Читайте также:  Как оборудовать чердак под комнату для детей

Наслонная система состоит из брусьев с промежуточной подпоркой на внутреннюю стену дома. При данной конструкции требуется обязательный монтаж мауэрлата. Мауэрлат – это брус с сечением 10х10 или 20х20 сантиметров, который подкладывают под стропильную ногу или устанавливают по периметру наружной стены дома. Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку кровли на стены.

Зависимость шага стропил от материала кровли

Существует большое количество видов кровельного покрытия. Большинство из них заметно устарели и мало используются в современном строительстве. Наиболее популярными на сегодняшний день считаются:

Необходимо учесть, что профлист и профнастил представляют собой одну группу профилированного покрытия. Некоторые источники считают их разными наименованиями одного и того же материала, другие разделяют их по высоте волны. У профлиста высота волны больше, а профнастил несколько более плоский. Первый вид может использоваться не только как кровельное покрытие, но и в качестве материала для строительства заборов, ограждений, металлических гаражей и т.п.

Профнастил имеет меньшую волну и предназначен для укладки в качестве кровли. Оба материала имеют общую специфическую особенность – профилирование выполнено только в продольном направлении, что расширяет их возможности и позволяет делать кровлю для круглых крыш и навесов.

Кровля из профнастила Это может быть интересно!

В статье по следующей ссылке читайте про разновидности крыш гаража и способы формирования плоских и односкатных моделей.

Шаг стропил двускатной крыши под профнастил выбирается с учетом этой особенности материала. Если величина будет слишком завышенной, появится возможность провисания кровли между стропилами. Кроме того, появится чрезмерная нагрузка на планки обрешетки, которые могут быть не готовы к ней. Важным параметром также становится площадь ската. Шаг стропил односкатной крыши под профнастил намного меньше, чем у двускатной кровли, поскольку длина опорных элементов и величина нагрузки у нее значительно возрастают и требуют повышенного количества опор.

Металлочерепица внешне напоминает полотно из натуральной керамической черепицы. По всем своим эксплуатационным качествам она очень похожа на профнастил или профлист, но в физическом отношении она имеет важную особенность – наличие не только продольных, но и поперечных волн. Это позволяет несколько увеличить шаг между стропилами двухскатной крыши под металлочерепицу, или руководствоваться при выборе размерами теплоизолятора.

При использовании шифера или ондулина шаг стропил принимают соответственно степени жесткости этих материалов. Как вариант, увеличивают плотность укладки обрешетки, или устанавливают сплошной вариант из толстой фанеры.

Расстояние между стропилами для мансардной крыши

Стропила мансардной кровли на себя принимают вес кровельного пирога, давление снега, ветровую нагрузку.

Но, поскольку чердачное помещение является жилым, то стропильная система имеет оригинальную конструкцию.

Расстояние между стропилами для мансардной крыши

Шаг стропил в случае применения мансардной крыши может равняться 120 см, если используется легкий кровельный материал.

Если же материал используется тяжелый, то устанавливают стропильные ноги с интервалом в 60 — 80 см.

Если пролет имеет большую величину – 5 метров и более, то под стропила устанавливают подкосы.

Расстояние между стропилами для мансардной крыши

В принципе, расчет шага стропильных ног выполнить несложно.

Большинство онлайн – калькуляторов, которые предназначены для расчета параметров стропильной системы, одновременно рассчитывают и шаг стропил.

Достаточно вбить параметры своей кровли в определенные поля и готово!

Расстояние между стропилами для мансардной крыши

Но следует знать, что программы и онлайн калькуляторы существуют как бесплатные, так и требующие оплаты!

Видео о монтаже стропильной системы.

Что еще почитать по теме?

Расстояние между стропилами для мансардной крыши

Как рассчитать высоту конька Расчет вальмовой кровли четырехскатной крыши с чертежом Расчет балки на прогибПонравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях: Facebook Twitter Вконтакте Одноклассники Google+

Монтаж стропильной системы

Установка стропил может производиться одним из двух способов:

  • Сборка конструкции на земле, с дальнейшим подъемом на крышу по наклонным доскам при помощи лебедки. В этом случае целесообразно уложить ферму на стены так, чтобы затяжка сразу попадала на свое место, а затем поднять её лебедкой и закрепить посредством обрешетки или временных досок с другими установленными элементами.

Собираем стропила своими руками на земле

  • Производить монтаж стропил прямо на крыше. Обычно этот вариант начинается с установки конька и прогонов, на которые впоследствии укладываются стропильные брусья. Такая работа требует одновременного участия 2-3 человек, тщательной разметки места установки всех элементов и продуманной последовательности действий. После установки основных элементов монтируются распорки и подкосы.

Устанавливаем стропила двускатной крыши

Каркас под ондулин, профнастил и мягкую кровлю

Относительно новыми на рынке материалов являются такие виды кровли, как профнастил и ондулин. При этом они с успехом используются как при устройстве двускатной, так и вальмовой крыши.

Читайте также:  Гибкая черепица: состав, особенности, мнение экспертов

Вес этих материалов практически равен весу металлочерепицы, поэтому расчет ширины шага стропил будет подобным расчету при укладке металлических листов. Шаг стропил под профнастил определяется из диапазона 60 – 90 см, под ондулин – 60 – 100 см.

Достаточная толщина самих стропил при покрытии крыши ондулином и профнастилом – 50*200 мм.

Если необходимо увеличить расстояние между центрами стропил, то можно увеличить прочность поперечной обрешеткой.

Правило установки обрешетки под профнастил аналогично установке обрешетки под металлочерепицу: последнюю доску необходимо брать более широкую, чем остальные (как правило, на 15 см толще).

Каркас под ондулин, профнастил и мягкую кровлю

Видео:

Обрешетку под ондулин необходимо делать сплошной для увеличения сопротивляемости материала различным погодным условиям.

Говоря об устройстве стропильной системы под мягкую кровлю, стоит вспомнить о представленных на рынках видах такого материала: это рулонный тип кровли и битумная черепица.

Само название говорит о том, что для мягкой кровли необходимо очень прочное основание, которое позволит выдержать тяжелый снежный покров, порывы ветра и проливные дожди.

Главные требования, предъявляемые каркасам крыш под мягкую кровлю, – они должны быть прочными и ровными.

Прочность должна быть рассчитана на толщину снега, характерного для региона, в котором возводится строение, и на средний вес взрослого мужчины, чтобы была возможность устранения неполадок.

Ровной крыша должна быть по той причине, чтобы исключить возможность провисания под воздействием вышеописанных погодных явлений.

Между осями стропил для каркаса крыши с мягкой кровлей шаг должен быть небольшим, не более 50 см.

Если шаг все же больше, потребуется сделать черновую обрешетку, на которую будет смонтирована уже основная, сплошная.

Каркас под ондулин, профнастил и мягкую кровлю

Контробрешетка поможет мягкой кровле не прогнуться и на порядок увеличит срок ее службы. Для сплошной обрешетки чаще используют доску 30 мм либо плиту ОСБ 20 мм.

Если мягкая кровля предусмотрена как покрытие для вальмовой крыши с организацией мансардного пространства, то необходимо подумать о ее утеплении, продумав подшивку для прокладки утеплителя, гидро- и пароизоляции.

Это все тонкости устройства каркаса крыши под мягкую кровлю.

Расчет ветровой нагрузки

Для того чтобы противостоять снеговой нагрузке потребуется достаточно прочная стропильная система и надежная обрешетка, а также конструкция, которая создается только после проведения тщательных расчетов, но с ветровой нагрузкой ситуация несколько иная. Проблема здесь не в том, чтобы защитить крышу от продавливания, а в надежной ее фиксации. Ветер скорее сорвет крышу, если крепление стропил было недостаточно надежным.

Чем выше крыша и больше углы ее наклона, тем сильнее ветровая нагрузка. Однако следует различать давление ветра и подъемную силу.

Давление ветер оказывает при больших углах наклона конструкции, а при малых углах скатов возникает подъемная сила, которая при сильном ветре может превратить вашу крышу в планер и унести. Вычисляется коэффициент сопротивления ветровой нагрузке по следующей формуле: Wp=C*W*k, где C – аэродинамический коэффициент, используемый при расчетах сил, действующих на наветренные и подветренные скаты, W – давление ветра, а k – поправочный коэффициент. Последние два параметра можно получить из специальных таблиц, которые приведены в СНиП. Параметр C бывает больше или меньше нуля. Положительный он в том случае, когда ветер давит на поверхность ската, а отрицательный – когда воздух плавно стекает при небольшом угле наклона.

Для противодействия усилиям, развиваемым ветром, нужно надежно фиксировать элементы конструкции крыши. Например, используются металлические штыри, вмурованные в стены, к каждому из которых привязывается стропильная нога с использованием вязальной проволоки.

Если в том районе, где возводится дом, нет сильных ветров, то привязывать стропильные ноги можно через одну, поскольку такой способ крепления позволит защитить крышу от случайных сильных порывов.

Основные соединительные узлы

Стропильный каркас называют системой, потому что все его элементы тесно взаимосвязаны и зафиксированы, в результате чего конструкция крыши приобретает устойчивую форму, жесткость и высокую несущую способность. Каждый соединительный узел между его частями является уязвимым местом, которое может легко деформироваться под нагрузкой, поэтому все крепления должны выполняться строго по технологии. Опытные мастера выделяют типы соединений в конструкции кровли:

  1. Крепление стропил к коньковому брусу. Этот соединительный узел характерен только для наслонных стропильных систем, в которых верхней частью стропильная нога опирается на коньковый прогон, закрепленный на вертикальных стойках. Крепление стропил к нему может выполняться с помощью металлических накладок, гвоздей или скользящих креплений-ползунов.
  2. Крепление стропил к мауэрлату. Наиболее важным крепежным узлом стропильного каркаса считается место соединения мауэрлатного бруса со стропильными ногами. Зафиксировать стропила на нем можно с помощью гвоздей, металлических уголков или деревянных брусков.
  3. Соединение стропил между собой. Чтобы удлинить стропильные ноги, если длина ската превышает стандартную длину пиломатериалов, их собирают из нескольких элементов, соединенных между собой с помощью гвоздей, клея или металлических накладок.
  4. Соединение стропильных ног с вспомогательными опорными элементами. В конструкции стропильного каркаса стропила могут соединяться с затяжкой, ригелем или подкосами для увеличения жесткости, прочности и несущей способности.
Основные соединительные узлы

Учтите, что любые запилы, выполняемые, чтобы прикрепить стропила к балкам, мауэрлату или другим конструктивным элементам каркаса приводят к уменьшению их прочности, поэтому опытные мастера рекомендуют соединять их между собой с помощью уголков и накладок.