Двускатная крыша: стропильная система под металлочерепицу

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Элементы конструкции

Двускатная крыша имеет прямоугольные наклонные поверхности, что позволяет дождевой и талой воде быстро стекать. В состав ее конструкции входит довольно большое количество элементов:

  • Мауэрлат — распределяет и передает нагрузки, созданные стропильной системой на стены здания. Чаще всего элемент изготавливается из бруса хвойных пород размером 100×100 или 150×150 мм. Брус располагается по всему периметру сооружения и крепится посредством анкеров либо металлических стержней.
  • Стропильная нога — каркас всех типов крыши создается с помощью стропил. Основной задачей этого элемента является равномерная передача нагрузки, созданной весом крыши, ветром и осадками на мауэрлат. Стропила двухскатной крыши чаще всего изготавливаются из досок сечением 100×150 или 50×150 мм. В соответствии с используемым материалом кровли, шаг монтажа стропил составляет от 60 до 120 см.
  • Конек — предназначен для соединения двух скатов и создается после крепления всех стропильных ног.
  • Кобылки — являются продолжением стропил и предназначены для создания свеса крыши. Они должны быть установлены в том случае, если стропильные ноги имеют недостаточную для формирования свеса длину. Благодаря применению кобылок, появляется возможность использовать стропила меньшей длины.
  • Свес — необходим для отвода талой и дождевой воды от стен, что предотвращает их преждевременное разрушение.
  • Лежень — расположен на внутренних стенах и предназначен для распределения нагрузки, создаваемой стойками крыши. Чаще всего изготавливается из бруса сечением 100×100 или 150×150 мм.
  • Стойки — вертикальный элемент стропильной системы крыши, необходимый для передачи нагрузки от конька к внутренним стенам.
  • Подкосы — необходимы для распределения и передачи нагрузки от стропил к несущей стене.
  • Затяжка — удерживает стропила, не позволяя им разъезжаться. Вместе с подкосами формирует прочную конструкцию, называемую ферма.
  • Обрешетка — необходима для распределения веса всей крыши между стропилами, обеспечивает их соединение.

Вальмовая крыша – преимущества и недостатки

Плюсы:

  • большая жесткость конструкции. Достигается за счет угловых ребер, соединяющихся возле опорной балки конька;
  • возможность обустройства более выступающих свесов, что обеспечивает дополнительную защиту стен дома;
  • эстетическая привлекательность.

Минусы:

  • сложность расчета и монтажа;
  • более высокая стоимость реализации проекта;
  • уменьшение площади чердачного помещения (в частности в месте установки диагональных опор);
  • невозможность устройства мансарды;
  • естественное освещение возможно только посредством установки окон в кровельном пироге.

Поскольку недостатки не критические – четырехскатная крыша вальмового типа активно практикуется в современном строительстве частных домов.

Устройство и схема кровли

Перед тем как построить крышу, желательно подобрать оптимальный вариант конструкции с точки зрения надежности и разумного расхода лесоматериалов. Для этого нужно выполнить некоторые расчеты и разработать собственный проект с чертежами и размерами. Но сначала давайте разберемся в терминологии и выясним, какие элементы входят в состав стропильной системы скатной кровли, изображенной на схеме:

  • мауэрлат – опорная балка для стропил, укладываемая на стены по длине здания;
  • стропильные ноги – наклонные балки, образующие скаты и несущие нагрузку кровельного покрытия;
  • затяжки (ригели) – горизонтальные перемычки, устанавливаемые для повышения жесткости;
  • вертикальные стойки служат для создания дополнительных точек опоры;
  • коньковый брус и прогоны связывают соседние стропила в единый каркас;
  • раскос – наклонное ребро жесткости;
  • лежень – то же, что мауэрлат, используется на бетонных перекрытиях как дополнительный конструктивный элемент;
  • кобылка – удлинение стропильной ноги, образующее карнизный свес.

Примечание. Далеко не в каждой постройке применяются все указанные детали. Бывают простые конструкции, состоящие только из мауэрлата, стропил и затяжек. Мы рассмотрим их далее.

В круглой части стены вырезаются пазы для монтажа крыши

В каркасных, рубленых и прочих деревянных домах роль мауэрлата играет верхняя стеновая балка или бревно. Каждая секция, состоящая из 2 стропильных ног (верхний пояс) и затяжки (нижний пояс), называется фермой. Эти элементы связываются друг с другом прогонами.

Сверху на фермах делается обрешетка из досок, куда потом настилается выбранный кровельный материал – металлочерепица, профнастил, шифер или бюджетный вариант – ондулин. Под покрытием предусматриваются вентиляционные зазоры, и при необходимости – утепление.

Читайте также:  Как построить крышу дома своими руками?

Как правильно комбинировать гидроизоляцию и вентиляцию подкровельного пространства

Разновидности конструкций двускатных крыш

Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.

  • Простая равносторонняя двускатная конструкция

Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты

Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью.

Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки.

Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.

  • Простая асимметричная двускатная конструкция

Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей

Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении.

Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов.

К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.

  • Ломаная двускатная конструкция

Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома

Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение.

Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил.

Оба ската «изломаны» — явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения

Мансардная ломаная стропильная система способна обеспечить для строения полноценный второй этаж с просторными комнатами, а при усиленном утеплении они могут использоваться в любое время года.

Как рассчитать высоту двухскатной крыши

И так, мы разобрались с типами крыш и выбрали материал, которым будем ее укрывать. Но встает вопрос, а какой высоты строить крышу, что бы она была комфортной и безопасной в эксплуатации. Вот о том, как рассчитать высоту двухскатной крыши, мы и поговорим в этой статье.

Какое значение имеет высота крыши

Оказывается, высота крыши имеет большое значение. Во-первых, чем больше угол ската, тем меньше будет залеживаться зимой снег. Во-вторых, от ее значения зависит комфорт использования мансардного пространства, если у вас второй этаж жилой. В-третьих, затраты на работы по укрытию крыши, так как чем выше конек, тем больше материалов потребуется использовать. В-четвертых, большая площадь покрытия крыши будет испытывать значительную ветровую нагрузку. Чтобы компенсировать риски придется делать мероприятия по усилению конструктива крыши.

Мы уже с вами рассмотрели различные типы крыш. Давайте рассмотрим расчет высоты фронтона крыши на примере двухскатной крыши. Двухскатная крыша имеет два ската, которые опираются на отдельно стоящие, налегающие друг на друга пары стропил. Пары связаны между собой обрешеткой. С торцов крыши выполнены фронтоны. Они завершают фасад дома. У двухскатной крыши фронтоны треугольной формы. На фронтонах обычно располагаются слуховые окна, если подкрышное пространство не эксплуатируется или окна мансарды, если второй этаж жилой.

Расчет высоты двухскатной крыши

Для правильного расчета высоты двухскатной крыши, необходимо определиться с углом наклона скатов. Этот показатель можно посмотреть в нормативных документах, которые называются «Свод правил », регламентирующих этот вид работ. Он основывается на СНиП

07-85* “Нагрузки и воздействия”. В документе описана формула расчета снеговой нагрузки для двускатной кровли и формула ветрового воздействия. В зависимости от региона и его погодных особенностей, допустимый показатель угла наклона крыши разный.

В центральных регионах России этот показатель колеблется от 30 до 45 градусов.

Определив наклон скатов, можно произвести расчет высоты конька. Здесь вам придется вспомнить школьный курс геометрии.  Если представить крышу в виде треугольника, нужная высота конька будет являться неизвестным катетом «a», который поделит его площадь на два прямоугольных треугольника. Формула расчета катета выглядит так: a=b*tg α. Второй катет «b» мы найдем, если разделим ширину дома пополам. Проектирование двускатной крыши обычно выполняется по длинной стороне строения. Зная градус уклона, мы, воспользовавшись таблицей, определим тангенс угла.

Подставив все необходимы данные в формулу, мы сможем посчитать искомую величину.

Читайте также:  Доступные цвета профнастила для покрытия кровли дома

Решим задачу: какова будет высота двухскатной крыши  при следующих условиях:

Дано: дом 10х12, угол наклона кровли 40 градусов.

Ширину дома, равную 10 метров, делим пополам. Следовательно, катет b=5. Тангенс 40 градусов равен 0,84.

Итого, оптимальная высота конька получится: а=5*0,84=4,2 метра.

Вот видите как просто, даже калькулятор не понадобился.

Когда дом считается одноэтажным

Может так случиться, что расчетная высота конька будет не достаточной для оптимальной эксплуатации мансардного этажа. В этом случае вы можете немного поднять точку примыкания крыши к боковой стене второго этажа над уровнем пола. Для того, чтобы дом остался одноэтажным, и вы меньше платили налоги за площадь второго этажа, точка примыкания должна быть меньше 1,5 метра.

Проблема, как рассчитать высоту двухскатной крыши, стоит у многих будущих домовладельцев. Определить высоту крыши совершенно не сложно если пользоваться приведенной методикой в моей статье. Надеюсь я помог вам разобрать с ней. В следующей статье я расскажу о тепловом насосе.

Виды стропильных систем для двухскатной крыши

Насланные стропила

Опираются на мауэрлат и стойки, установленные на внутреннею стену, с равным стропилам шагом. Для придания жесткости при пролетах 6 м, дополнительно ставят подкосы.

Схема наслонных стропил двускатной крыши

Висячие стропила

Если здание небольшой ширины, можно устраивать стропильную систему, когда стропила опираются на мауэрлат или стены, без промежуточных опор. Максимальный пролет – 9 метров. Такие кровли иногда, можно устраивать без мауэрлата. Стропила устанавливаются на стену, с использованием прокладок, на стропила в таком варианте, действует изгибающий момент.

Что бы разгрузить, ставятся деревянные или металлические накладки. Они надежно укрепляют угол. Для висячих стропил большего пролета устанавливается бабка и подкосы. Для висячих систем, стропило устраивают большего сечения, и пиломатериал выбирают не ниже I II сорта.

Схема висячих стропил двускатной крыши

Система с наслоннными стропилами

Подходит для типа крыш, пролёт которых составляет от 10 до 16 м. Стропила могут устанавливаться под любым углом, а в доме наличие несущих стен или колонн обязательно. В верхней точке стропила опираются на коньковый прогон, поддерживаемый внутренней стенкой либо стойками, а в нижней части на мауэрлат.

Нагрузки в такой конструкции вертикальные, поэтому необходимости в установке затяжек нет. Для укрепления стропильных ног, устанавливаются ригели и подкосы.

Пошаговая инструкция монтажа

На стены дома по всему периметру, а так же на внутреннюю, на анкерные болты крепят мауэрлат и лежень, дополнительно скрепляя его с внутренней стороны крепкой пластиной из металла.

Под мауэрлат необходимо подложить гидроизоляционный материал, чаще всего используют рубероид. Материалом мауэрлата и лежня служит брус сечением от 100 до 150 мм.

Двускатная крыша своими руками — крепление мауэрлата

На мауэрлат и лежень, напротив стропильных ног, размещаются балки перекрытия. Изготавливаются они из обрезной доски 50х150 мм. Для дальнейшего безопасного передвижения на них можно положить черновой пол, закрепив его обязательно саморезом либо гвоздём.

Под коньковый прогон на лежень ставят стойки, скрепляя их с лежнем мощными металлическими уголками, пластинами либо гвоздями, шаг установки не более 2 метров. Стойки (опоры), используя уровень выравнивают по вертикали, и временно закрепляют их любым подходящим способом. Затем на  вертикально установленные опоры кладется прогон (коньковый брус) и скрепляется аналогичным способом.

Двускатная крыша своими руками — установка вертикальных стоек под конёк

Из обрезной доски изготавливают стропильные ноги. Сперва делается шаблон одной ноги, где измеряется угол спила крепления к коньковому брусу и мауэрлату. Получившийся шаблон необходимо примерить с обеих сторон крыши в местах крепления стропил.

Если запил выполнен верно, то по шаблону изготавливаются остальные стропила. В том случае когда мауэрлат и коньковый брус установлены строго горизонтально, примерку шаблона во всех местах можно не производить.

двухскатная крыша своими руками — схема крепления основных узлов

Если у доски имеется достаточная длинна, то свес с крыши оставляют не менее 30 см., в противном случае возникнет необходимость в удлинении стропилы путём крепления к ней дополнительной доски (кобылки).

Система с наслоннными стропилами

В коньке стропила скрепляются друг с другом при помощи пластин из металла и гвоздей. В креплении стропил к мауэрлату используются металлические скобы, один конец которых вгоняется в доску второй вбивается в мауэрлат, дополнительно можно использовать уголки и гвозди.

Если ширина крыши большая, стропила укрепляются подкосами, которые под углом крепятся к опорной стойке, стоящей на лежне, и самой стропиле. После того как все стропила установлены, еще раз измеряется их длинна и если необходимости в её корректировке нет, то к торцам доски прибивается ветровая планка.

Важно! Стропила наслонного типа выдерживают большие нагрузки, чем система с висячими стропилами, поэтому данную конструкцию выбирают при строительстве больших домов с присутствием мансардного этажа и утепленной кровлей.

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).

Читайте также:  Красивые дома с односкатной крышей – 14 116 фото фасадов

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.

Самостоятельный монтаж двухскатной крыши

Стропила соединяются пазами и дополнительно металлическими креплениями

Пошаговый порядок монтажа кровельной конструкции рассмотрен на примере простейшего варианта без дополнительных элементов. С небольшими поправками он подойдет и для обустройства двускатных крыш с мансардой. Сборные элементы конструкции монтируются в следующем порядке:

  1. Согласно чертежу устанавливаются крайние стропильные пары, после чего они фиксируются временными креплениями. Правильность их установки и вертикальность проверяется по отвесу.
  2. Между крайними изделиями натягивается строительный шнур, позволяющий контролировать точность выставления остальных стропильных пар.
  3. Фермы поочередно монтируются по одной с каждой стороны.
  4. Расположение очередной арки тщательно выверяется во всех плоскостях, после чего она связывается с предыдущими парами стропил.
  5. Промежуточные элементы монтируются таким же образом и связываются брусками-перемычками с уже установленными конструкциями.

По завершении монтажных работ по верхней части арочной системы ставится коньковый брус.

Для соединения стропильных ног используются заранее подготовленные металлические пластины, оформленные в виде уголков. Максимально нагруженные узлы крепятся на болты, а все остальные – с помощью саморезов. Гвозди потребуются лишь для временной фиксации монтируемых частей сооружения.

Самостоятельный монтаж двухскатной крыши

Крепление элементов конструкции возможно с помощью мягкой проволоки, болтов и шпилек или стальных скоб.

При применении первого варианта необходимо запастись мягкой проволокой 3-4 мм толщиной, концы которой закладываются кирпичами стен или помещаются в монолитный пояс. Длина оставшейся снаружи части делается такой, чтобы ее хватило на обертывание бруса и закрутку катанки.

Крепление на болты считается более надежным, но оно потребует дополнительных затрат сил и средств. Крепежные детали закладываются непосредственно в монолитный пояс деревянного дома, после чего монтируемый брус укладывается на них. До этого в заранее намеченных местах подготавливаются соответствующие разметке отверстия, а при посадке мауэрлата на место следят за их совпадением. По завершении монтажа элементов двухскатной мансардной крыши, например, они надежно затягиваются гайками.

В случае использования стальных скоб потребуются деревянные бруски, пропитанные антисептиком. К ним крепится нижняя часть скобы, а верхняя заводится прямо на мауэрлат.

Помимо элементов крепления перед постройкой дома важно ознакомиться со способами удлинения мауэрлата конструкции. Стандартный размер этого элемента кровли составляет 6 метров, тогда как стены одноэтажного строения могут быть длиннее. Для его наращивания применяется особый вид соединения, называемый “прямым замком”. Для образования такого сочленения у одного из соединяемых элементов выпиливается нижняя часть с торца, а у второго – верхняя. Согласно инструкции по сборке кровельной конструкции соединение по такой схеме выполняется на болтах. Таким же способом делаются угловые соединения. Метод состыковки, называемый “срез под углом”, использовать в этом случае нежелательно.

Расчет параметров стропил

Отталкиваться в данном случае нужно от шага, который выбирается с учетом конструкции крыши индивидуально. На этот параметр влияет выбранный кровельный материал и общий вес крыши.

Варьировать такой показатель может от 60 до 100 см.

Чтобы вычислить количество стропил необходимо:

  • Узнать длину ската;
  • Разделить на выбранный параметр шага;
  • К результату прибавить 1;
  • Для второго ската, показатель умножить на два.

Следующий параметр для определения — это длина стропил. Для этого нужно вспомнить теорему Пифагора, по ней проводится данный расчет. Для формулы необходимы такие данные:

  • Высота крыши. Эту величину выбирает каждый индивидуально в зависимости от необходимости обустраивать жилое помещение под крышей. Например, такая величина будет равняться 2 м.
  • Следующая величина – это половина от ширины дома, в данном случае – 3м.
  • Величина, которую необходимо узнать – это гипотенуза треугольника. Высчитав этот параметр, отталкиваясь от данных для примера, получается 3, 6 м.

Важно: к полученному результату длины стропил, следует прибавить 50-70 см с расчетом на запил.

Кроме того, следует определить какой ширины выбирать стропила для монтажа.

Стропила можно изготовить своими руками, как это сделать, вы можете прочитать здесь .

Для такого параметра нужно учитывать:

  • Нагрузку крыши;
  • Тип древесины, выбранной для конструкции;
  • Длину стропила;
  • Расстояние шага расположения стропил.