Безраспорная стропильная система двухскатной крыши

Двухскатная крыша — самый востребованный тип кровли, который характеризует быстрый и легкий монтаж, высокие эксплуатационные свойства и привлекательный внешний вид. Универсальная конструкция кровли подойдет для дачного дома и загородного коттеджа, для бани и беседки в регионах страны с любым климатом!

Выбираем стропильную конструкцию

Прочность крыши определяется не только материалом, из которого сделаны стропильные ноги, но и схемой их сборки. К примеру, кто-то может решить, что металлические фермы будут самым надежным решением для настила кровли, однако следует помнить, что это создаст добавочную нагрузку на стены и фундамент, которые придется усиливать. Поэтому зачастую для стропил используют пиломатериалы, среди которых можно выделить брус, доски, а также планки разного сечения для обрешетки. Реже применяется кругляк.

Древесина достаточно прочна, но очень важно соразмерять площадь кровли с длиной и сечением опорных элементов. Именно поэтому мауэрлат (опорные горизонтальные балки по верхнему краю стен вдоль всего периметра дома) выбирается с большим запасом прочности. Кроме того, все части стропильной системы рассчитываются так, чтобы они выдерживали их собственный суммарный вес вместе с кровлей и дополнительной временной нагрузкой (длительной или непродолжительной). Все это должно быть учтено непосредственно в проекте дома.

Независимо от конструкции в ней используются только определенные элементы, а именно: стропильные ноги, стойки, устанавливаемые под углом подкосы, коньковая балка. Также необходимы ригели и подбалочники, которые обеспечивают жесткость каркаса крыши. Но поскольку основополагающим фактором является площадь кровли и ее наклон, расчеты ведутся только относительно стропил: их длины, сечения и угла к горизонту, а также расстояния между ними. Известно, что лучше всего оказывает сопротивление нагрузкам треугольник, поэтому именно эта фигура образуется с помощью ригелей, устанавливаемых в качестве поперечин между стропилами двускатной кровли.

Расчет стропильной системы Введите расстояние от мауэрлата до центральной опоры Введите высоту до конька

Специфика двухскатной крыши

Устройство двухскатной крыши оптимально подходит для жилого дома. Конструкция такой кровли представляет две прямоугольные плоскости, которые внизу соединяются со стенами постройки, а вверху — друг с другом. Под кровлей можно легко обустроить мансардное помещение для летнего отдыха, а при дополнительном утеплении чердак можно превратить и в жилую комнату. Какие еще виды кровли существуют, смотрите здесь.

А пока давайте рассмотрим плюсы и минусы, которые имеет конструкция с двумя скатами.

Специфика двухскатной крыши

Преимущества:

  • Простая конструкция кровли, которая обеспечивает легкий и быстрый монтаж. Установку кровли можно выполнить
  • самостоятельно;
  • Несложный расчет проекта и расходных материалов;
  • Устройство кровли не потребует большого количество материалов, что сократит расходы на строительство;
  • Простое обслуживание и ремонт;
  • Эстетичный внешний вид;
  • Под кровлей легко оборудовать мансарду и жилое помещение;
  • Подходит для любого вида загородного дома;
  • С поверхности кровли сходит снег и стекает дождевая вода. Конструкция не требует обустройства внутреннего водостока. А в чистке кровли вручную нет необходимости;
  • Возможность различного размещения скатов и размеров угла наклона дает простор фантазии и позволит получать любые виды дизайна.

Недостатки:

  • Нужна усиленная конструкция стропильной системы и дополнительные несущие элементы для монтажа;
  • Сложное устройство мансардных окон.
Специфика двухскатной крыши

Мастера компании “МариСруб” используют в строительстве в основном двускатную кровлю. С проектами дачных домов, загородных коттеджей и бань вы можете познакомиться по ссылке -proekts. В каталоге вы найдете широкий выбор одноэтажных и двухэтажный строений, домов и бань с мансардой, помещений различной планировки, в том числе и со встроенным гаражом, котельной и другими помещениями.

Виды системы стропил

Существует два основных типа системы стропил двускатной крыши, а также их сочетание. Чтобы сделать правильный выбор, следует рассмотреть все возможные варианты.

Висячие стропила рекомендуется использовать в ситуации, когда расстояние между внешними стенами не превышает 10 метров. Висячие стропила устанавливаются благодаря креплению ноги к несущей стене и коньковому прогону. Особенность висячей стропильной системы двухскатной крыши заключается в том, что на стропильные ноги воздействует распирающее усилие. Для снижения его влияния используются висячие стропила с затяжкой, которая располагается между ногами.

Чаще всего затяжки устанавливаются снизу и в такой ситуации они выполняют функцию несущих балок. Однако затяжки также подвергаются воздействию распирающей силы, и в подобной ситуации крайне важно обеспечить их надежное крепление к стропильной ноге. Следует помнить, что чем выше расположен этот элемент, тем большим окажется показатель прочности всей конструкции.

Наклонные стропила могут использоваться при создании любого типа крыши. Наклонная система предполагает наличие в конструкции таких элементов, как стойки и лежень, расположенный параллельно мауэрлату. Это необходимо для снижения нагрузки на всю конструкцию. Следует помнить, что наклонная система стропил работает исключительно на изгиб. При этом она является более простой в сравнении с предыдущей, хотя и требует установки стойки.

При создании крыши сложной конфигурации, стоит использовать комбинированный вид стропильной системы.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши — онлайн калькулятор

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши? Расчет двухскатной крыши вы можете произвести с помощью нашего онлайн помощника.

Вы сможете рассчитать не только количество кровельного материала, но так же систему обрешетки и стропил.

Калькулятор производит расчет кровли двухскатной крыши.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши — онлайн калькулятор

Прежде чем приступить к расчетам, в верхнем правом углу калькулятора нужно выбрать кровельное покрытие.

Ниже представлены калькуляторы для других видов крыш:

Обозначения полей в калькуляторе

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. 

Прочность стропил

Схема крепления стропил: болтом и хомутом, двойным зубом.

Стропильная система состоит из стропил, представляющих наклонную балку, на которую обычно воздействует равномерно распределенная нагрузка. Зимой такую нагрузку может создавать снег. Ветер создает на каркас неравномерную и, к тому же, динамическую нагрузка. Сосредоточенная нагрузка на стропила может быть создана весом рабочего и материалов во время ремонтных работ.

При известных нагрузках расчет поперечного сечения стропил разной длины особой трудности не представляет, но беда в том, что предсказать максимальную нагрузку, воздействующую на конкретное стропило и весь каркас, не представляется возможным. Однако имеются данные, подтвержденные многолетним опытом, по которым и определяют поперечное сечение стропил из брусков и досок. Входными параметрами для определения сечения стропила S (мм×мм) являются: расстояние между стропилами ΔL (м) и длина стропила l (м).

Следует отметить, что в настоящее время двускатные крыши утепляют, поэтому и расстояние между стропилами иногда определяют по размерам пакетов утеплителя.

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши, учитывая нагрузки – правила расчета

В статье пойдет речь о том, как рассчитать стропила на двухскатную крышу и вычислить различные нагрузки, приходящиеся на кровлю.

Крыша в здании предназначена для удержания внешних нагрузок и их перераспределения на несущие стены или опорные сооружения. К таким нагрузкам относится вес кровельного пирога, масса самой конструкции, вес снежного покрова и так далее.

Крыша располагается на стропильной системе. Так называется каркасная конструкция, на которую фиксируется кровля. Она принимает все внешние нагрузки, распределяя их по опорным сооружениям.

Читайте также:  Монтаж карниза на стену своими руками пошаговая инструкция

Стропильная система двухскатной крыши включает в себя следующие элементы:

  • Мауэрлат;
  • Подкосы и раскосы;
  • Боковые и коньковые прогоны;
  • Стропильные ноги.

Стропильной фермой называется конструкция, включающая в себя все перечисленные элементы за исключением мауэрлата.

Расчет нагрузок двухскатной крыши

Перед тем, как рассчитать длину стропил двухскатной крыши и прочие параметры, необходимо определить нагрузки, приходящиеся на кровлю дома, вернее, на стропильные ноги. Их принято разделять на постоянные и переменные.

Переменные нагрузки на кровлю

Переменными называются такие нагрузки, которые действуют на крышу не постоянно, а сезонно. Ярким примером является снег в зимнее время. Снежные массы оседают на кровле, создавая дополнительное воздействие. Но весной они тают, соответственно, давление снижается.

К переменным нагрузкам относится и ветер. Это тоже погодное явление, которое действует не всегда. И таких примеров очень много. Поэтому важно учитывать переменные нагрузки при расчете длины стропил двускатной крыши. При вычислении нужно брать во внимание множество различных факторов, воздействующих на крышу здания.

Теперь подробнее рассмотрим снеговые нагрузки. При расчете данного параметра нужно использовать специальную карту. Там размечена масса снежного покрова в различных регионах страны.

Для вычисления данного вида нагрузки используется следующая формула:

S = Sg х µ

Где Sg — показатель местности, взятый по карте, а µ — поправочный коэффициент. Он зависит от уклона крыши: чем уклон сильнее, тем меньше коэффициент поправки. И тут есть важный нюанс — для крыш с уклоном от 60o его совсем не учитывают. Ведь с них снег будет просто скатываться, а не скапливаться.

Вся страна разделена на районы не только по массе снега, но и по силе ветров. Имеется специальная карта, на которой можно узнать данный показатель в определенной местности.

При расчете стропил кровли ветровые нагрузки определяются по следующей формуле:

W = Wo * x

Как рассчитать длину стропил двухскатной крыши, учитывая нагрузки – правила расчета

Где x — коэффициент поправки. Он зависит от месторасположения строения и его высоты. А Wo — параметр, выбранный по карте.

Расчет размеров стропильной системы

Когда с расчетом всех видов нагрузок покончено, можно переходить вычислению размеров стропильной системы. Выполнение работы будет отличаться в зависимости от того, какая конструкция крыши планируется.

В данном случае рассматривается двухскатная.

Сечение стропильной ноги

Расчет стропильной ноги основывается на 3 критериях:

  • Нагрузки из предыдущего раздела;
  • Удаленность перил;
  • Длина стропил.

Существует специальная таблица сечений стропильных ног, в которой можно узнать данный показатель, основываясь на вышеописанных критериях.

Длина стропил в двускатной крыше

Теперь разберемся, как рассчитать кровлю двухскатной крыши. Для такой конструкции требуется монтаж более сложной стропильной системы.

При расчетах вручную потребуются базовые знания геометрии, в частности — теоремы Пифагора. Стропило — гипотенуза прямоугольного треугольника. Ее длину получится узнать, если разделить длину катета на косинус противолежащего угла.

Рассмотрим конкретный пример:

Требуется расчет длины стропил двухскатной крыши для дома с шириной 6 м, у которого наклон скатов равен 45o. Пусть L будет длиной стропил. Подставим все данные в формулу.

L = 6 / 2 / cos 45 ≈ 6 / 2 / ≈ метра.

К полученному значению нужно прибавить длину козырька. Она приблизительно равна 0.5 м.

+ 0.5 = метра.

На этом исчисление длины стропил для двухскатной крыши закончено. Это был ручной способ выполнения задачи. Существуют специальные компьютерные программы, предназначенные для автоматизации данного процесса. Проще всего использовать «Аркон». Это полностью бесплатная программа, с которой легко разберется даже плохо разбирающийся в компьютерах человек.

Достаточно просто указать вводные параметры на основании размеров дома. Программа самостоятельно выполнит расчеты и покажет необходимое сечение, а также длину стропил двускатной крыши.

Установка стропильной системы двухскатной крыши

Во-первых, установка и монтаж стропильной системы должны производиться по предварительному проекту в соответствии с чертежом. Также в проекте должны быть указаны все размеры, углы, расстояния и т. д. По этому проекту будет производиться закупка и подготовка материала, а также планирование и проведение работ.

Во-вторых, расчет стропильной системы двухскатной крыши лучше доверить специалисту. Как правило, общий проект дома включает устройство кровли, однако часто эту функцию выполняет организация, которая будет заниматься монтажом и установкой конструкции. В таком случае проект кровли должен быть согласован с общим архитектурным планом.

В-третьих, экономить на качестве пиломатериала не следует. Сырье для всех элементов стропильной системы должно быть высококачественным, иметь невысокую влажность. Не допускаются доски и брусья с гнилью, сучками, трещинами, дефектами от насекомых и другими недостатками.

Установка начинается с крепления бруса мауэрлата. Встречаются как сплошные покрытия, так и отдельные подкладки под стропильные ноги. Предпочтительнее все же установка сплошного мауэрлата, так как он распределяет нагрузку равномерно. Брусья сращиваются прямым замком и закрепляются друг с другом болтами.

Двускатная крыша применяется наиболее часто, особенно, если дом в плане представляет собой прямоугольник

Далее делают временный настил из досок, который способен выдержать вес взрослого человека. После этого пары стропил скрепляются под нужным углом друг с другом. Крепление может производиться внахлест болтами или встык с использованием забитых навстречу гвоздей. При креплении встык балки должны быть обрезаны максимально точно, чтобы не было щелей.

Нижняя часть стропила зарезается в месте крепления к мауэрлату таким образом, чтобы оно упиралось плоскостью зареза в балку и не съезжало вниз. Также можно делать прорезь в мауэрлате, однако на прочность соединения эта мера особо не влияет. Крепление стропила к балке мауэрлата делают так: забивают два гвоздя в боковые плоскости стропильной доски так, чтобы они вошли в мауэрлат, а третий гвоздь вбивают в вертикальную плоскость стропила перпендикулярно его оси, притягивая доску к балке.

Стыки и соединения можно укреплять металлическими пластинами, а стропила притягивать к мауэрлату скобами. Если предусмотрен коньковый прогон (балка, проходящая под верхним углом крыши), то под него также делается пропил в стропилах. Если длина стропила превышает 4,5 метра, целесообразно укрепление системы с помощью ригеля. Для ломаной крыши в месте разлома устанавливают промежуточный прогон, который опирается на стойки. Промежуточные прогоны распираются затяжками, параллельными нижней. Также промежуточный прогон следует устанавливать, если длина стропила превышает 6 метров.

Когда установлены стропила, прогоны и стойки, стропильные доски подпираются подкосами. Стойки упираются в лежни, которые передают нагрузку стенам дома.

В последнюю очередь набивается обрешетка. Шаг обрешетки зависит от материала кровли: для рулонных покрытий обрешетка делается практически сплошной, с шагом до 10 мм, для шифера шаг составляет до 500 мм, контробрешетка также делается с шагом 500 мм. Для металлочерепицы достаточно однослойной обрешетки, для других материалов лучше использовать двухслойную. Сплошная обрешетка, вне зависимости от материала кровли, делается в местах пересечений и стыков (ребра, ендовы, конек, разжелобки).

Для мягкой кровли необходима сплошная обрешетка

После того как обрешетка готова, можно приступать к паро- и гидроизоляции, утеплению и монтажу кровельного материала.

Стропильная крыша с мансардой

Чтобы полностью использовать пространство под крышей можно спроектировать мансарду.

Мансардный этаж – это этаж в чердачном пространстве. Фасад мансарды полностью или частично образуется поверхностями крыши. Согласно нормативным документам, чтобы помещение считалось мансардой, линия пересечения плоскости крыши и наружной стены не должна находиться выше, чем 1.5 м от уровня пола. Если это требование не выполнено, пространство будет считаться обычным этажом.

Кровля мансардного этажа отличается от кровли чердачного наличием в своей конструкции утеплителя. Чаще всего для утепления мансардной крыши используются минераловатные плиты.

Освещение мансардного пространства может осуществляться тремя способами:

  1. оконные проёмы во фронтонах;
  2. слуховые окна;
  3. мансардные окна.

Слуховое окно – это оконная конструкция, которая имеет каркас, монтируемый одновременно со стропильной системой. Этот каркас выполняется из дерева. Слуховое окно имеет собственную маленькую крышу, которая может быть двускатной или цилиндрической. Сам стеклопакет устанавливается вертикально.

Мансардное окно – это окно, специально предназначенное для использования на стропильной кровле. Оно устанавливается в плоскость ската в наклонное положение. Мансардное окно должно выдерживать расчётную снеговую нагрузку. Лучше не использовать такой тип окон в кровлях с небольшим уклоном.

Мансардные стропила

Mансардa – это жилое помещение, которое располагается на крыше и дает возможность увеличения используемого пространства здания без существенных финансовых затрат. При этом необходимо, чтобы стропильная система крыши мансарды была достаточно прочна и соответствовала стандартам надежности.

Качество главных защитных функций кровли напрямую зависит от данных показателей. Оптимальной с точки зрения выгодности считают мансардную крышу, все углы скатов которой отличаются друг от друга.

Мансардные стропила бывают наслонными и висячими.

Схема стропильной системы мансардной крыши: 1- прогон; 2 – наслонные стропила; 3 – стойка; 4 – балка перекрытия мансарды; 5 – балка перекрытия этажа.

Использование наслонных уместно в зданиях с промежуточной несущей стеной. Эти стропила упираются на внутреннюю стену или специальные опоры и на внешнюю стену дома. Применение наслонной системы возможно только при расстоянии между несущими стенами не более 7 метров.

Висячие стропила применяют при отсутствии внутренних капитальных стен. Наиболее простые образцы состоят из нижнего пояса (затяжки) и стропил. В роли опор выступают мауэрлаты.

Систему стропил укрепляют проволокой, вмонтированной в стену, и скобами, учитывая при этом степень возможной нагрузки. При строительстве каркаса используют доски. Их длина рассчитывается в зависимости от длины пролета между фермами.

Мансардная крыша очень популярна при возведении частных жилых домов по нескольким причинам:

  • монтаж данной конструкции не представляет сложности даже для неопытных строителей;
  • мансардная крыша не требует особых финансовых затрат;
  • в результате можно получить дополнительный этаж, весьма удобный для проживания.

Мансардное помещение можно организовать в уже готовом здании, не касаясь несущих конструкций. Достаточно снести крышу и возвести на ее месте новую. Такой вариант следует учитывать уже при планировании постройки.