Стропильная система двускатной крыши: расчет и монтаж

В процессе постройки любого строения (жилого или технического) кровля является одной из важнейших составляющих. Ведь именно на нее возложена основная функция защиты здания от внешних погодных условий. Плюс ко всему, крыша – это архитектурный элемент, непосредственно влияющий на внешний вид всего строения и придающий ему уникальность.

Существует несколько наиболее часто встречающихся видов кровли, но самой распространенной является двускатная крыша. Причина такой популярности легко объяснима: конструкция ее проста, надежность вполне достаточна для жилья, монтаж обходится недорого и доступен даже начинающим мастерам-строителям.

Стропильная система двускатной крыши – это ее каркас. Она сообщает жесткость кровельному пирогу и распределяет нагрузку на стены таким образом, чтобы обеспечить прочность всей конструкции и стойкость к внешним факторам – ветру и дождю. Существуют модификации для различных построек, благодаря этому можно подобрать оптимальный вариант и при этом практически не изменить стоимость проекта.

Элементы стропильной системы двускатной крыши

Двускатная крыша состоит из двух ровных плоскостей в виде прямоугольников, составленных вместе так, чтобы образовывать угол. Угол подбирается в основном исходя из погодных факторов: на более крутой крыше меньше задерживаются снег и дождь. С двух других сторон образуются фронтоны – элементами крыши они не являются, заполняются кирпичом или обшиваются к примеру деревом.

Вся совокупность поддерживающих и опорных фрагментов – досок и балок, называется стропильной системой. В двускатной крыше устройство стропильной системы включает такие виды составляющих:

Мауэрлат – основание, удерживающее всю систему, изготавливается из бруса сечением не меньше, чем 100–150 мм. Опирается на стены и передает им нагрузку.
Стропила – каркасные составляющие. В качестве материала применяются доски из того же дерева с размером 50*100 мм. При монтаже они образуют треугольник – основной несущий фрагмент каркаса. Дистанция между ними определяется массой кровли и варьируется от 60 до 120 см.
Затяжка – нижняя часть треугольника, скрепляет стропильные ноги. Обычно изготавливаются из дерева, но в отдельных случаях – из металла. Применяется при разработке стропильной системы висячего вида.
Прогоны – деревянные поперечины, скрепляющие стропильные ноги.
Конек – объединяет скаты в месте стыка.
Стойки – вертикальные опоры, используются для поддержки стропил и передачи давления. Материал – брус такого же сечения, как и для мауэрлата. Монтаж стропильной системы в этом случае сложнее, но и двускатная крыша более надежна.
Лежень – конструктивный элемент наслонной крыши. Укладывается на внутреннюю перегородку, если она есть.
Кобылки – отрезки досок, формирующие скат. Применяются при распорном способе установки или в целях экономии: в этом случае стропила могут быть меньше по длине.
Обрешетка – основание для укладки кровли, изготавливается из досок или фанеры. Закрепляется перпендикулярно стропилам. По весу кровли выбирается тип настила – сплошной или разреженный.

Разновидности стропильной системы

По сути дела, главной задачей конструкции является передача нагрузки. Степень жесткости каркаса определяется величиной нагрузок, а, значит, и применение тех или иных деталей. Чем крупнее здание и сложнее условия, тем более надежным должен быть каркас.

Но для двускатной крыши выделяют два вида стропильной системы. Применение их определяется архитектурой строения:

Висячая – передача нагрузки производится только на капитальные стены, дополнительные поддерживающие детали не используются. Жесткости здесь добиваются, устанавливая стойки, ригели и подкосы. Виды и число поддерживающих составляющих рассчитываются в зависимости от длины пролета. Так при величине до 7 м монтаж каркаса включает в себя затяжку и ригель в верхней части треугольника. При длине до 12 м монтируется стойки и подкосы, больше 12 м – вертикальные стойки, ригели и подкосы. Усиленные каркасы возводятся, если предполагается устройство мансардных помещений.

Наслонная – сооружается в том случае, когда в доме есть внутренние капитальные перегородки. Система устраивается таким образом, чтобы нагрузка приходилась и на эту внутреннюю стену. Для этого на мауэрлат закрепляется лежень, а на нем монтируются вертикальные балки.

Цена стропильной системы двускатной крыши определяется степенью сложности проекта и размерами здания. Чем более жесткая конструкция возводится, тем больше будет стоить проект.

Наклон крыши

При разработке схемы стропильной системы для двускатной крыши особое внимание уделяется углу наклона. Величина его напрямую зависит от климатических условий.

При устойчивых ветрах сооружаются более пологие крыши. Таким способом избегают части аэродинамических нагрузок и предупреждают возможность срыва кровли.
При обильных осадках – дождь, снег, предпочтительнее монтировать крышу с более крутым углом наклона, так как она не удерживает на своей поверхности снег и дождь.
Максимальный угол строительные нормы не ограничивают, минимальный составляет не менее 5 градусов. Материал кровли также закрепляется не при всякой величине угла, на что нужно обратить внимание.

Разработка проекта

Расчет стропильной системы двускатной крыши требует чертежа. Желательно выполнить его с соблюдением масштаба: схема проще корректируется и помогает в вычислениях. При этом учитывается рекомендованная высота конструкции – 1/3 от длины постройки, угол ската и виды кровли. Вычисления проводятся в два этапа: оценка нагрузок и вычисление объема материалов.

Что составляет нагрузку

Виды нагрузок классифицируются как временные и постоянные. К первым относится давление, которые создает ветер и осадки – учитываются средние показатели. Вторые представляют собой совокупную массу всех составляющих крыши.

Постоянные нагрузки требуют лишь тщательного учета веса и объема материала. Временные вычисляются по методу повышающих коэффициентов. Сложное устройство и тяжелые климатические условия предполагают обращение к специалисту. Цена на расчеты вполне доступна, конструкция разрабатывается профессионально, а грамотный проект избавит от ошибок при работе.

Нагрузка на стропильную систему состоит из:

массы кровли;
веса обрешетки;
массы теплоизолятора, паро- и гидроизоляционной прослойки;
веса потолочной отделки;
размерных параметров: длины стропил, пролета, угол наклона ската;
ветровой нагрузки – рассчитывается с учетом повышающего коэффициента, так как она изменяется в зависимости от положения ската;
снеговой – зависит от климата региона. Средняя величина содержится в справочнике. На результат влияет величина угла ската. Так, при 30 градусов, используется уже понижающий коэффициент, так как снег не задерживается на наклонной поверхности, а, значит, его массу можно не учитывать.

Расчет материалов для стропильной системы

По готовому проекту стропильной системы двускатной крыши вычисляется нужное количество бруса, тепло-. и гидроизолятора, досок или фанеры.

Общие рекомендации таковы:

брус для мауэрлата, леженя, вертикальных опор – минимум 100 х 100 мм;
для прогонов и затяжек нужен брус с сечением в 50 х 100 мм;
ригели, подкосы, кобылки вырезаются из бруса размером не менее 100 х 100 мм.

Число стропил вычисляется путем деления общей длины пролета на шаг между стропилами. Схема, выполненная с соблюдением масштаба очень удобна для расчета подпорных и поддерживающих составляющих. Измерить величину угла на эскизе значительно проще, чем вычислять по тригонометрическим формулам.

Сборка стропильной системы двускатной крыши

В бревенчатом доме под основание допускается использовать верхний брус. Чтобы сделать возможным его монтаж на кирпичных стенах, вмуровываются металлические стержни с резьбой и перед укладкой бруса поверхность гидроизолируется. В строении из пенобетона понадобится устройство армирующего кольца.

При сборке стропильной системы двускатной крыши главным является тщательно следование разработанному проекту. Сам монтаж достаточно прост и, как правило, обходится без привлечения тяжелой техники.

Мауэрлат укладывается на стену и крепится при помощи шпилек. Углы основания должны быть точно перпендикулярными, горизонтальность проверена уровнем. По балкам основания отмечаются места фиксации стропил.

На концах стропил вырезаются выемки глубиной в 2/3 бруса и соответствующей ширины. Затем стропила собираются в треугольники, скрепляются металлическими накладками и болтами. Монтаж начинают с боковых фрагментов, затем устанавливают промежуточные. Если предусматривает проект, то собираются кобылки.

Треугольники соединяются: сначала проводится монтаж балки конька, потом прогонов и кровельного настила. Последовательность сборки проверяют по чертежу стропильной системы двускатной крыши. Наслонная система собирается в ином порядке. Здесь отправной точкой выступает лежень. На него фиксируют вертикальные балки, а на них – коньковый брус. В последнюю очередь собираются стропильные ноги.

На предложенном видео монтаж стропильной системы освещается более подробно.

Устройство каркаса зависит от длины пролета, характеристик здания, назначения чердачного пространства. Для этого применяются разные схемы. В самом простом варианте, где чердак остается нежилым, используется трехаршинная арка: стропила стыкуются порой даже без затяжки. А вот при обустройстве мансард конструкция монтируется иначе: стягивающий элемент фиксируется не внизу, а наверху.

Выбрать оптимальную схему нужно после учета всех возможных нагрузок и способов ее передачи. Ошибка в вычислениях обходится слишком дорого: каркас теряет жесткость, деформируется под ветром и вся работа по его сооружению оказывается напрасной. Удачного Вам строительства!

Монтаж стропильной системы двускатной крыши: видео