Как правильно сделать стропила для двускатной крыши

Для зданий большой площади двускатная кровля не обеспечивает требуемой защиты и надежности. Такая конструкция опирается только на 2 внешние несущие стены, поэтому нагрузка на стропила чрезмерно велика. Для большого дома лучше выбрать четырехскатную крышу, которая эффективно выдерживает атмосферные нагрузки и более равномерно распределяет давление на внешние несущие стены и фундамент.

Начинающий умелец может сделать множество ошибок в ходе строительства кровли вальмового типа. Виной тому даже не сложность конструкции или монтажа, а неправильное выполнение подготовительной проектной работы. Каждому профессиональному строителю известно: чтобы отрезать один раз, нужно отмерить, как минимум, семь. Поэтому своими руками строится только на основе инженерного расчета и составленного по нему плана. Далее читайте, как вычислить основные параметры крыши, подобрать сечение ее элементов и качественно выполнить монтаж.

Разновидности стропильных систем для четырехскатных крыш

Устройство стропильной системы зависит от формы четырёхскатной крыши. Наиболее распространены на сегодняшний день следующие конфигурации.

Разновидности стропильных систем для четырехскатных крыш
Разновидности стропильных систем для четырехскатных крыш
  1. Вальмовая структура. Все четыре ската занимают площадь от конька до карнизного свеса, при этом два боковых имеют трапециевидную форму, а два торцевых (вальмы) — треугольную. Особенностью стропильного вальмового каркаса является наличие двух пар установленных диагонально наслонных стропил, которые идут от края конька и служат опорами для нарожников и шпренгелей.

    Вальмовая четырёхскатная конструкция характеризуется тем, что скаты занимают всю площадь крыши — от конька до карнизов

  2. Голландская полувальмовая. Устройство с усечёнными торцевыми скатами, не достающими до карниза. Как правило, они меньше трапециевидных в 2–3 раза. Преимуществом такого строения четырёхскатной крыши является возможность установки в торцах дома обычного окна, а также отсутствие типичного для двускатных кровель острого выступа, что многократно повышает ветроустойчивость конструкции.

    Голландская полувальмовая крыша имеет усечённые треугольные скаты и часть фронтона, в который можно установить обычное вертикальное окно

  3. Датская полувальмовая. Характеризуется наличием в треугольных скатах фронтона у конька, который позволяет обеспечить полноценное естественное освещение подкровельного пространства без установки мансардных окон.
  4. Шатровая конструкция. Устанавливается на домах, имеющих квадратный каркас. Все четыре ската шатровой крыши представляют собой одинаковые равнобедренные треугольники, соединённые в одной точке. При возведении такой крыши важным аспектом является соблюдение симметрии.

    Структура четырёхскатной стропильной системы зависит от выбранной конфигурации крыши

Разновидности стропильных систем для четырехскатных крыш

Конфигурации четырехскатных кровель

Геометрическое исполнение такой крыши объединяет 4 наклонных плоскости, основаниями которых служат несущие стены дома по периметру. Существует несколько конфигураций, которые определяют форму и взаимное расположение наклонных поверхностей.

Вальмовая крыша

Конфигурации четырехскатных кровель

Простая конструкция, внешне отчасти напоминает двускатную: параллельно длинным стенам формируют 2 плоскости, которые соединяются по центру коньковым перекрытием. Противоположные фронтоны заменяют наклонными треугольниками-вальмами. Конструкция применяется для крупных по площади зданий, две стороны которых значительно превосходят другие по длине. 

Полувальмовая крыша

Отличается конфигурацией торцовых скатов. Основания треугольников поднимаются выше нижнего края конструкции. Оставшееся место заполняет фронтон. Углы при основании больших скатов вертикально срезаются. Это позволяет сделать под кровлей просторную мансарду и установить стеклопакет.

Конфигурации четырехскатных кровель

Шатровая крыша

Подходит для квадратных домов или зданий, у которых все стены приблизительно равны. Четыре ската представляют собой треугольники, соединенные вершинами в общей центральной точке. Горизонтальный конек у таких конструкций отсутствует.

Читайте также:  Как правильно сделать обрешетку под металлочерепицу монтеррей

На этих конфигурациях основано строительство всех четырехскатных крыш, в том числе комбинирование различных элементов в сложные конструкции.

Конфигурации четырехскатных кровель

Многие дачные беседки имеют форму правильного многоугольника, часто к ним возводят шатровую кровлю. Почему для небольшого сооружения используется четырехскатная крыша, объясняется практичностью и эстетической завершенностью такой конструкции. Строить кровлю с двумя наклонными поверхностями для дачной беседки непрактично: отсутствие закрытых фронтонов оставит часть сооружения незащищенной от осадков, например, во время косого дождя. Четырехскатная кровля в этом выигрывает.

Преимущества и недостатки полувальмовой кровли

В чем преимущества полувальмовой крыши

Необычная и немного странная, на первый взгляд, кровля с полувальмовыми скатами изначально появилась в Дании и Голландии, как наиболее оптимальный вариант, способный противостоять климату с большим количеством тумана, дождя и снега, частыми морозами и регулярным обледенением кровли и фронтов.

Поэтому в полувальмовой крыше изначально заложены некоторые особенности конструкции, позволяющие бороться с влагой:

Преимущества и недостатки полувальмовой кровли
  • Дополнительные скаты отлично защищали верхнюю часть фронтона, примыкающего к коньку, от затекания воды, конденсирующегося тумана и сильных дождей с ветром;
  • Использование полувальм позволяло снизить давление воздушного потока на фронтоны в условиях сильного ветра;
  • Применение полувальмовой конструкции вместо полноценной четырехскатной крыши давало возможность уменьшить продольные габариты здания.

На первый взгляд, это не слишком важно для современных реалий, но еще недавно укороченный полувальмовый скат кровли был решением проблемы в условиях очень плотной городской застройки. Дизайн дома с укороченной крышей оказался достаточно привлекательным, поэтому датская кровля с черепицей или полувальмовая ломаная крыша уже давно стали классикой архитектуры.

Важно! Полувальмы достаточно эффективно отражают напора ветра.

Если попытаться заменить полувальмовую крышу двускатной, с плоским фронтонами, то последние будут испытывать нагрузку в несколько сот килограммов, что может привести при сильном ветре к выдавливанию облицовки стены.

Недостатки крыши с полувальмами

Помимо изящного дизайна и неплохой адаптации к плохим погодным условиям, у данного типа конструкции есть и определенные недостатки. Прежде всего, высокий профиль крыши. Изначально полувальмовые каркасы крыш были очень высокими. В современных конструкциях высота конька определяется заказчиком. Но даже при небольшой высоте установки коньковой балки монтаж полувальмовой крыши значительно сложнее, чем в случае двухскатных стропильных каркасов классической схемы.

Преимущества и недостатки полувальмовой кровли

Вторым существенным недостатком является увеличение количества швов и линий стыковки сопряженных скатов. В полувальмовой крыше их меньше, чем у шатровых или у классических четырехскатных схем, но все равно перечень мест для потенциальной протечки воды больше, чем у двухскатной системы.

Поэтому на верхние полувальмы крыш нередко устанавливают дополнительные козырьки, отражающие часть потоков дождевой воды и защищающие от намокания фронтоны и стены под ними.

Для четырехскатных полувальмовых крыш проектировщики нашли иное решение. Вместо козырьков они продлили две боковые скатные плоскости, в результате окно и верхняя кромка с планкой примыкания оказались под их защитой.

Назначение треугольной крыши

Чаще всего такую конструкцию кровельного пространства используют над различными пристройками к дому, такими как:

Назначение треугольной крыши
  • Веранда;
  • Терраса;

  • Крыльцо;
  • Гараж;
  • Зимний сад;
  • Вспомогательная территория (котельная и прочие пристройки).

Основная роль такого перекрытия кроме защиты от осадков — декоративная. То есть, при условии использования того же кровельного материала, что и на основной крыше, треугольная вальмовая кровля будет представлять собой органичное дополнение к архитектурной задумке дома.

Расчет угла наклона скатов и длины стропил

Значение наклона кровли подбирается исходя из климатических условий региона строительства. Четырехскатные вальмовые крыши без мансарды под углом 15–25° целесообразно устраивать на местности с сильными ветрами. Следует принять во внимание требования производителей кровельных материалов. Для каждого вида есть допустимые минимальные углы скатов по отношению к плоскости перекрытия.

Читайте также:  Как выполнить монтаж кровли из металлочерепицы

Высота конька рассчитывается по формулам, применимым к прямоугольным треугольникам в тригонометрии. В некоторых случаях выбирается сначала подходящая отметка верхней точки четырехскатной вальмовой крыши с чертежа, а затем уже вычисляется угол, под которым будут монтироваться скаты. В формуле а – является высотой конька, b – половиной ширины дома из плана. Исходя из величин а и b, по таблицам Брадиса для tg и ctg вычисляется угол наклона или высота конька.

Расчет угла наклона скатов и длины стропил

Определить длину стропильной ноги L можно, имея значение пролета, отметку верхней точки крыши или угла наклона по двум формулам. Если известна высота конька: L=L1+L2.

Меньший угол наклона характерен большой длиной стропил.

Расчет угла наклона скатов и длины стропил

Как рассчитать стропила крыши

Перед тем, как начать делать каркас крыши своими руками, нужно высчитать длину и толщину балок.

Расчет сечения балок

Сечение стропильных балок напрямую связано с их длиной и шагом крепления. Для определения соотношения этих показателей существуют специальные калькуляторы с помощью которых не сложно произвести расчет и ГОСТы.

Расчет соотношения длины и сечения балок в виде таблицы:

Длина стропильной балки, м Сечение используемого материала, мм Шаг стропильной ноги, м
Брус или доска Бревно
От 1-3 80х100, 90х100, 90х160 100, 150, 160 1 – 1,35
От 3-4 80х160, 80х180, 90х180 160, 180 1,40 – 1,70
От 4-5 80х200, 100х200 200 1,40 – 1,75
От 5-5,8 100х200 200 1,10 – 1,40
От 5,9-6,5 120х220 240 1,10 – 1,40

Судя по цифрам, если длина стропила большая, то расстояние межу ними уменьшается, а сечение увеличивается. Если взять стропила меньшего сечения и не произвести нужный расчет, то с годами крыша просядет.

Отпиливать балки- ноги после того, как сделан расчет, нужно одной длины и монтировать каждую пару стоит на оной прямой линии.

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

Читайте также:  Как делается ломаная мансардная крыша своими руками

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. 

Подготовительный этап

Чтобы определиться с конфигурацией и размером крыши, необходимо учесть снеговую и ветровую нагрузку в имеющихся климатических условиях – чем меньше угол наклона, тем лучше конструкция противостоит нагрузкам. Но малый угол наклона (40 градусов и менее) не позволяет в полной мере использовать чердачное помещение.

Форма и конструкция крыши разрабатываются в соответствии с проектным планом дома: ключевые точки опоры стропильной системы кровли должны совпадать с линиями и точками расположения несущих конструкций нижележащего этажа. Таким образом, необходимо принять во внимание ширину дома, наличие продольной несущей стены по центру.

Если чердак не планируют задействовать в качестве дополнительной полезной площади для постоянного или сезонного проживания, можно выполнить надежную крышу с наслонными стропилами. В этом случае стропила крепятся к коньковому прогону, который поддерживают стойки, опирающиеся на внутреннюю несущую стену.

Висячие стропила – наиболее практичный и экономичный вариант для легких построек. В этом случае стропильные ноги попарно связываются между собой ригелями – горизонтальными перемычками, которые обеспечивают необходимую жесткость конструкции. Система с висячими стропилами опирается на боковые стены сооружения.

Если ширина дома превышает 6 метров, помимо ригелей, который выступают в качестве основы для потолка, выполняется установка прогонов и стоек. Прогон представляет собой горизонтальный брус, выступающий в качестве дополнительной опоры для стропил, образующих скат кровли. Монтаж прогона требует использования стоек.

Если требуется строительство простой и надежной крыши, оптимально подходит двускатная конструкция с углом наклона 45-50°. Такая стропильная система пригодна для монтажа на жилых домах и постройках различного назначения. При расчете материалов необходимо принять во внимание, что стропильная система должна быть достаточно легкой, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на фундамент, но при этом прочной. Сечение пиломатериалов следует выбирать исходя из размеров стропильной конструкции.

Завершение постройки полувальмы

Кровельный пирог полувальмовой крыши

Окончание устройства голландской крыши, как и любой другой, включает в себя укладку обрешетки, пароизоляционного материала, а также утеплителя, гидроизоляционной пленки и непосредственно самой кровли. Необходимо свободное пространство под коньком для циркуляции воздуха и вентиляции.

Обратите внимание!Пароизоляционную пленку лучше использовать с фольгированной стороной, которая защитит от влаги теплоизоляционный слой.

Завершение постройки полувальмы

Утеплителем могут послужить пенополистирольные плиты, стекловолокно или базальтовые плиты. Поверх них для защиты от влаги и конденсата настилают конденсатную пленку либо диффузионную мембрану. В качестве гидроизоляции до сих пор используют также и рубероид, но так как его свойства недолговечны, лучше от него отказаться в пользу более современных материалов.

Далее из деревянных реек выполняют контробрешетку для закрепления гидроизоляции и устройства зазора для вентиляции. Поверх контробрешетки делают основную обрешетку, по которой производят закрепление кровельного материала.