Безраспорная стропильная система двухскатной крыши

Стропильная система является своеобразным «скелетом» и основанием для покрытия крыши. На примере простой двускатной крыши, мы расскажем об особенностях подбора и расчета материалов и необходимых компонентов, а также рассмотрим методы решения возможных проблем при монтаже.

Описание элементов стропильной системы

Свое название стропильная кровля берет от названия главного элемента в конструкции. Стропила это брус с прямоугольным сечением, образующий верхний угол треугольной крыши.

Самая простая двускатная крыша представляет собой две прямоугольные плоскости, соединенные под углом и закрепленные поверх верхнего обреза стен. Стропила двускатной крыши принимают на себя не только вес всех элементов, но и давление или подъемную силу ветра, а зимой еще и тяжесть накопившегося снега. Запас прочности стропильной системы должен с лихвой перекрывать все возможные нагрузки, включая вес людей, приспособлений и механизмов, необходимых для возведения или ремонта крыши.

Элементы стропильной системы двухскатной крыши

Стропильная система двухскатной крыши состоит из следующих элементов:

  • Мауэрлат. Брус хвойной породы, уложенный и закрепленный по периметру стен. Стропильная крыша опирается на него, и он играет основную роль в равномерном распределении веса конструкции на несущие стены строения. Сечение зависит от конкретной конструкции, но наиболее часто берется стандартное значение 10х10, 10х15 или 15х15 см. Мауэрлат устанавливается на анкеры или стержни с резьбой, закрепленные в стене. Крепление мауэрлата должно выдерживать усилие опрокидывающих нагрузок на крышу от действия ветра.
  • Стропильные ноги. Чаще всего именно их имеют в виду, когда говорят стропила на крышу — это также брус хвойной породы, имеющий прямоугольное сечение. Размеры сечения: 15х5 см или 15х10 см. Стропильные ноги образуют треугольную крышу и несут тяжесть всей кровли, снега и ветровых нагрузок.
  • Лежень. Укладывается на внутреннюю несущую стену и играет роль мауэрлата для равномерного распределения веса крыши по всем опорным стенам. Размеры сечения 10х10 см или 15х15 см.
  • Стойки. Промежуточные опорные элементы, требующиеся для обеспечения нужной жесткости крыши. Размеры сечения — такие же, как у лежня.
  • Затяжка. Не дает расползаться стропилам под действием веса кровли. Затяжка стягивает нижние части стропил и завершает конструкцию треугольника.
  • Подкосы. Элементы прочности и жесткости конструкции, необходимые для пологих крыш с длинным скатом. Они устраняют провисание стропил и завершают конструкцию фермы большого пролета. Благодаря подкосам ферма может выдержать очень большие нагрузки. Когда монтируется двускатная крыша, стропильная система под металлочерепицу невозможна без этих важных компонентов.
  • Обрешетка. Обеспечивает поперечное взаимное крепление стропильных ног, равномерно распределяет вес кровли на стропильные ноги. Учитывая специфику эксплуатации — для обрешетки лучше брать обрезные хвойные плотные пиломатериалы. В крайнем случае, подойдет и необрезная доска, но без коры и с малой шероховатостью. Под мягкую кровлю требуется сплошная обрешетка, без зазоров. Худший вариант — толстая влагостойкая фанера. Использовать для этой цели любой вид волоконно-стружечных плит ни в коем случае нельзя!
  • Конек крыши. Является элементом крепления двух соседних скатов. Размеры и форма сечения конька определяется конструкцией кровли с учетом расчетного веса стропильной конструкции и кровли.
  • Свес крыши и кобылки. Выступающие элементы крыши, защищающие стены от воздействия осадков и погодных факторов. Кобылки не испытывают серьезной нагрузки, но должны выдерживать вес свисающей кровли и водостоков, наполненных дождевой водой или снегом.

Конструкция системы стропил ↑

Как уже было отмечено, залогом прочности любой крыши является ее стропильная система. По  конструкции они подразделяются на наслонные и висячие.

Висячая ↑

Висячие стропила представляют собой брусья, имеющие только две точки опоры, а именно стены дома. На каждую ногу в этом случае действуют в основном нагрузки двух типов – изгиб и сжатие.

Висячие передают по горизонтали приходящуюся на них нагрузку (вес кровли, снеговую, ветровую) на свои точки опоры, то есть на стены, как разводящее усилие. Для снижения его влияния стропила соединяют деревянной или металлической затяжкой. В стропильное устройство ломаной двухскатной крыши подобные затяжки – балки перекрытия. При величине пролета от 8 м, под каждую ферму дополнительно устанавливают бабки с подкосами.

Наслонные стропила представляют собой брусья, имеющие промежуточную подпорку, которая опирается на дополнительные опоры или внутреннюю стену дома. Основное воздействие этой системы на опоры – изгиб. В несущей конструкции крыши можно использовать только наслонные, если промежуточные опоры находятся друг от друга на расстоянии до 6.5 м.

Читайте также:  Автономная канализация в частном доме своими руками: система очистки

На заметкуУстройство двухскатной крыши может предполагать наличие обоих типов как наслонных, так и висячих.

Наслонная конструкция легче, чем система висячая или комбинированная.

Схема также может содержать элементы будущей мансарды. Вертикальные стойки, укрепленные подкосами и ригелями, которые устанавливают в этом случае, могут служить в будущем частью мансарды. Опорой для них служат балки перекрытия. Читайте: Монтаж стропильной системы двухскатной крыши.

Конструкция

Простейшая щипцовая крыша — это двускатная крыша, не имеющая фронтонов на торцах.

В такой конструкции щипцом называется верхняя треугольная часть стены.

Если же она отделена карнизом — это будет уже фронтон.

Самый простой пример многощипцовой кровли — соединение двух покрытий двускатного вида под прямым углом.

Сверху такое сооружение представляет собой крестообразную фигуру.

Ендова — это внутренний угол, образованный между двумя скатами.

Зимой в них скапливается наибольшее количество снега, а летом — мусора.

Следует уделять внимание их гидроизоляции, так как протечки чаще всего возникают именно тут.

Ребро покрытия образуется соединениями скатов, в отличие от ендовы оно представляет собой наружный угол, например, конек или соединение двух скатов на четырехскатной крыше.

Самая сложная и ответственная часть всей конструкции — это стропильная система, ее следует рассчитывать и изготавливать с повышенной точностью и внимательностью.

Как правило, в ней встречаются либо висячие.

Стропильную систему мы рассмотрим отдельно.

Продолжаем об особенностях

При установке вспомогательных диагональных стропил обязательно образуются новые элементы конструкции, называемые разжелобками, которые в простонародье имеют имя «снежный мешок». Они играют очень важную роль, поэтому подойдите к их устройству с крайней внимательностью. Ведь при неверной установке ваша крыша очень скоро даст течь.

Верхняя часть конструкции кровли соединяется коньковым прогоном. Он получается в результате сплочения пары деревянных брусков или досок. При необходимости возможна установка вспомогательных прогонов.

Закончив установку всей стропильной системы, необходимо раскатать пленку гидроизоляции под углом 90о к скату, т.е. перпендикулярно.

Советуем завести слой за край на 15-20см и обязательно совершить заклеивание стыков при помощи специальных соединительных лент.

Контробрешетка осуществляется брусками 50х50мм или досками 32х100мм после укладки гидроизоляции. Учтите, что обрешетка для разных видов кровельного покрытия отличается, поэтому выберите подходящий тип.

Параметры стропильной системы

При изготовлении многощипцовой крыши могут применяться как двускатные, так и вальмовые схемы. Самый простой вариант – когда из центра одного ската выносится смотровое окно. Если подробно изучить схему строительства такой крыши, то будет несложно воссоздать более сложный вариант с несколькими смотровыми окнами.

Основными элементами стропильной системы любой многощипцовой крыши являются:

  • мауэрлат – брус, закрепляемый на верхней части стены дома, служащий опорой для стропильных ног;
  • стропила – формируют внешний вид скатов крыши;
  • балки перекрытия чердака;
  • коньковый брус или прогон – располагается в высшей точке стропильной конструкции;
  • бабки – опорные стойки конькового прогона;
  • ригели – обеспечивают повышенную жесткость крыши, их также называют затяжки;
  • дополнительные стойки для стропильных ног – используются для придания жесткости конструкции и одновременно применяются при возведении стен в мансарде.
Параметры стропильной системы

Расчет конструкции проводится по правилам:

  1. Для начала вам нужно определить высоту конька и ширину здания или пристройки к нему по фронтонной стене. Затем рассчитайте угол ската кровли. Если вам изначально неизвестна высота конька, то рассчитывать ее нужно исходя из угла ската.
  2. Теперь следует перейти к расчету рабочей длины стропильных ног – от мауэрлата до конька. При этом расчет нужно делать отдельно для щипца и основной крыши.
  3. Сложнее всего вычислить длину стропильной ноги, которая будет одновременно являться ендовой. Она располагается на внутреннем углу между двумя отделами крыши. Вам придется вспомнить школьный курс геометрии и теорему Пифагора. Постройте на схеме прямоугольный треугольник, где ендова – гипотенуза, длинный катет – стропильная нога основного отдела крыши, а расстояние между стропилом и ендовой – короткий катет. В нашем случае возьмем за последнюю величину половину ширины пристройки. Вспоминая школьный курс, вычисляем длину гипотенузы. Она равна сумме квадратов катетом, то есть необходимо возвести во вторую степень длину стропильной ноги и половину ширины пристройки, а потом сложить полученные цифры.
  4. Между коньком и накостными стропилами устанавливаются нарожники. Их длину проще всего рассчитать при помощи онлайн-калькуляторов, которые встречаются на строительных сайтах. Некоторые мастера не используют предварительные расчеты, а монтируют их уже во время сборки.
  5. Если за счет стропил будет формирован карнизный свес, то необходимо увеличить длину стропильных ног, чтобы организовать его.
Читайте также:  Вентиляционный дефлектор своими руками: чертежи турбодефлекторов

На последнем этапе расчетов всегда проводится определение площади поверхности крыши. Этот параметр необходимо знать, чтобы приобрести нужное количество гидроизоляционного материала, утеплителя и финального кровельного покрытия. Эта площадь складывается из величин поверхности всех свесов. В трехщипцовой конструкции складывают площади двух прямоугольников и двух трапеций.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

С наслонными стропилами

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

С наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

С наслонными стропилами

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

С наслонными стропилами

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

С наслонными стропилами

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

С наслонными стропилами

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Как сделать двухскатную крышу (фотоотчет) читайте тут. 

Крепление стропила

Важным этапом возведения стропильного перекрытия крыши считается обустройство свесов карнизов, которые нужны для защиты домостроения от влаги, стекающей с кровли. Если стропилины не имеют достаточной длины для обустройства свесов, то их удлиняют досками-кобылками искусственно.

Такая «кобылка» не должна быть длиной меньше 40 см, а лучше всего, когда ее длина — 60 см. Шириной «кобылка» может быть меньшей, чем ширина стропилины.

Жесткое крепление стропил на уголок

К стропильным ногам «кобылку» прикрепляют гвоздями с незначительным просветом, последний во время монтажа заполнится прокладкой — вкладышем.

После обустройства свесов карниза стропилины закрепляют на мауэрлате окончательно. В этих целях можно использовать стальную полоску, оборачиваемую вокруг стропилиной ноги с левой стороны и справа. Эту полоску прикрепляют гвоздями или саморезами на внутренней стороне капитальных стенок домостроения. Такой крепеж предотвратит возможный отрыв покрытия крыши во время сильного порывистого ветра.

Вместо стальной полосы используют металлическую проволоку – это будет дешевле. Крепление такой проволоки осуществляется аналогично со стальной полосой. Диаметр стальной проволоки должен быть не меньше 0,6 см.

Важно: знать хорошо, как выполняется монтаж стропильной системы крыши, последовательность выполнения его этапов.

Достоинства

Устройство многощипцовой кровли отличается повышенной сложностью, однако, ее монтаж может принести пользу, если правильно выполнить расчет и определить уклон скатов. Такая конструкция обходится дороже, чем другие виды крыш, но ее оригинальный внешний вид сторицей окупают затраты. Достоинствами многощипцовых крыш считают:

  • Экономия пространства. Конструкция многощипцового типа позволяет более рационально, чем другие виды крыш, использовать подкровельное пространство для организации мансарды.
  • Возможность использования вертикально освещения на мансарде. Если дом оборудуют мансардой, то чаще всего приходится устанавливать мансардные окна, которые стоят дорого, но дают мало света. Вертикальное освещение, монтируемое на дополнительных щипцах, с успехом решают эту проблему.
  • Улучшенный отток воды и сход снега. Крутые скаты позволяет снегу и воде самотёком соскальзывать с крыши, облегчая ее обслуживание.
  • Эффектный внешний вид. Дом с многощипцовой кровлей выгодно отличается от однотипных «соседей», с помощью этого архитектурного элемента он обретает индивидуальность.
Читайте также:  Как изготовить узел прохода дымохода через кровлю крыши

Учтите, многощипцовая крыша, если правильно выполнить расчет и монтаж, выдерживает интенсивные весовые, ветровые и снеговые нагрузки. Однако, множество дополнительных элементов приводит к тому, что весит она больше, чем остальные виды кровли.

Виды крыш

На выбор типа крыши заметное влияние оказывает климат.

Плоское решение уместно в областях с минимумом ежегодных осадков. Отсутствие или минимальный (не более 3º) уклон в местности с большим их количеством приведет к скапливанию воды на крыше. Впоследствии она может начать протекать.

К нашим широтам больше подходит скатная конструкция. Угол наклона зависит от количества выпадающих осадков, обычно составляет не менее 10º. В частном доме устройство крыши нередко подразумевает несколько скатов.

Архитектурой дома может предусматриваться чердак. В этом случае крыша отделяется от жилой части чердачным перекрытием. Бесчердачная крыша одновременно является перекрытием верхнего этажа.

Составляя проект крыши, нужно определиться, как использовать пространство под ней. От того, планируется ли располагать на нем жилое помещение или кладовку, зависит подходящая форма и конструкция.

Односкатная крыша наклонена в одну сторону под углом 20-30º. Скат должен располагаться навстречу ветрам. Отличный выбор для дома с разновысотными стенами. Эта простая конструкция эффективно использует площадь, упрощает монтаж дымохода и последующую достройку этажей.

Из недостатков можно выделить не самый интересный вид. Необычный подход (комбинация скатов на разных уровнях, использование металлочерепицы) позволят добиться привлекательного результата.

Довольно распространенный в наших широтах вариант – двускатная крыша. Угол наклона варьируется в пределах 25-45º, точная величина зависит от количества осадков в регионе.

Уклон должен способствовать ее естественному очищению от снега и воды. Эта конструкция подходит для оборудования чердака, быстро и недорого монтируется, открывает широкие возможности для дизайна.

Четырехскатная вальмовая крыша оригинально выглядит, защищает фасад от осадков и не боится сильного ветра. Под ней можно обустроить мансарду или чердак, но их площадь будет меньше, чем в двускатном варианте. Минус конструкции – сложность и трудоемкость возведения.

Оригинальная полувальмовая крыша объединяет последние два вида. Она имеет трапециевидный фронтон, за счет которого устойчива к капризам погоды. Может иметь два или четыре ската. За эффектным внешним видом скрывается сложность монтажа и кровельной отделки.

Шатровая представляет собой подобие шатра или пирамиды в виде четырех треугольных скатов. Соответственно, дом должен иметь форму прямоугольника или квадрата. Хорошим вариантом покрытия станут металлочерепица или шифер.

Многощипцовая крыша имеет привлекательный внешний вид и подходит для домов нестандартной архитектуры с пристройками. Сложность конструкции, включающая множество скатов и углов с разным наклоном, делает ее монтаж доступным только опытному мастеру.

Красивая и необычная купольная или коническая крыша подойдет к строению круглой или многогранной формы. Прочной и сейсмоустойчивой конструкции не страшны преподносимые погодой сюрпризы.

Главные минусы – невозможность организации чердака и чрезвычайная сложность монтажа. Редко используется в частных домах.

Виды крыш можно комбинировать. Перед архитектором открываются широкие возможности для создания функционального и эстетичного варианта. Обратная сторона медали – возведение, проектировка и обслуживание сопряжены с изрядными трудностями.

Что такое многощипцовая крыша

Многощипцовая крыша имеет сложное строение, образованное пересечением нескольких осей. Такая конструкция, в отличие от остальных скатных крыш, имеет несколько коньков, каждый из которых соединяет плоскости на отдельном участке.

Многощипцовые крыши используются на различных типах зданий:

  • Сложные в плане постройки, имеющие несколько крыльев или изломов;
  • Обычные прямоугольные в плане здания, снабженные несколькими фронтонами со сложным строением кровли;
  • Здания, имеющие пристройки или поздние дополнения.
Что такое многощипцовая крыша

Вариантов конструкции многощипцовых систем насчитывается великое множество. Применяются многоуровневые композиции, когда каждая часть находится в своей плоскости и примыкает к следующей через участок стены.

Иногда необходимость в наличии дополнительных плоскостей вызывается наличием эркеров или сложной формой фасада здания. Для постройки такой системы требуются навыки и опыт, позволяющие избежать ошибок или просчетов.