Выбираем и возводим каркас крыши каркасного дома пошагово

Стропильная система – основа любой кровли. Сложность или доступность стропильной конструкции зависит от выбранного типа крыши. Сегодня мы поговорим о наиболее простом варианте – системе стропил для двухскатной крыши. Об устройстве кровельного каркаса, особенностях и функциях его элементов, и как выполняется стропильная система двухскатной крыши своими руками, рассказывают опытные специалисты.

Подробный обзор

Двускатная крыша: виды и преимущества

Напомним, что двускатная крыша – это вид кровли, состоящий из двух плоскостей (скатов), соединенных под углом определенного градуса. Она может быть простой (симметричной либо ассиметричной) и сложной – ломанной.

Рациональность выбора кровли из двух скатов определяется такими ее преимуществами:

Двускатная крыша: виды и преимущества
  • Экономичность и простота возведения, в сравнении с другими кровельными конструкциями.
  • Легкость и доступность обслуживания в любое время года.
  • Надежность и прочность при ветре, снегопаде, граде и прочих природных воздействиях.
  • Возможность обустройства мансарды.
  • Более качественная гидро- и теплоизоляция.

Выбор типа кровельной системы

Для того, чтобы определиться с типом кровельной системы, необходимо учитывать размеры и особенности самого здания. Крыша каркасного дома в первую очередь зависит от размера постройки и предпочтений владельца. Если здание будет иметь ширину более 6 метров, то для установки надежной кровли необходимо еще во время заливки фундамента сделать внутренние несущие стены – одну или две. Кровлю можно возводить своими руками.

Висячая стропильная система выбирается для небольших зданий. При таком типе, стропильные ноги каркасного дома опираются только на боковые стены дома. В результате, при большой ширине здания под тяжестью кровли возникает весьма опасный провис стропил.

Выбор стропильной системы огромен

Чтобы снизить риск провисания, для зданий шире 6 метров устраивают наслонную стропильную систему, при которой кровля имеет дополнительный упор на внутренние несущие стены. Как правило, это либо одна стена по центру, или две параллельные.

Составляющие стропильной системы и кровли

Стропильная система – это скелет крыши, от которого зависит безопасность жителей и надежность всего дома. Ее можно возвести своими руками, используя следующие материалы:

  • доска обрезная 50Х150 мм
  • брус 150Х150 мм

Все деревянные элементы должны быть в обязательном порядке обработаны огнебиозащитой и хорошо высушены. Лучше всего подходит древесина камерной сушки (или технической, как ее еще называют).

Элементы стропильной конструкции

Идеально подходит дерево хвойных пород, в которых присутствуют смолы, создающие дополнительную защиту от короедов.

Стропильная система состоит из следующих элементов:

  1. Стропильный ног.
  2. Прогонов.
  3. Стоек.

А сама конструкция каркаса крыши включает в себя еще чердачное перекрытие, решетку и обрешетку. Обратите внимание, что помещение под крышей может использоваться собственно как чердак, а может быть устроено как мансардное жилое помещение. Если на чердаке будет нежилое пространство, то для перекрытия пойдет доска 50Х150 мм.

Если же предполагается обустройство жилой мансарды или вы планируете в будущем вариант перевода чердака в жилое помещение (например, в кабинет), то для перекрытия необходимо брать брус 150Х150. Брус будет укладываться на мауэрлат, что сделает перекрытие весьма прочным.

Стропила и элементы кровли

Обрешетка выполняется, как правило, тоже брусом, однако выбирается сечение 40х40 или 50х50 мм. Такая толщина достаточна для того, чтобы выдержать любой вид кровельного материала.

При приобретении любых деревянных элементов, обратите внимание на качество. Брус должен быть ровным, без изгиба, без темных пятен и плесени. Даже небольшое искривление бруса может повлечь большие сложности при его укладке и последующих работ.

При работе со стропильной системой вам также понадобятся металлические шпильки (чтобы прикрепить брус к мауэрлату) с резьбой, крепежные элементы (саморезы, шпильки диаметром 8 и 10мм) для соединения стропил между собой, оцинкованные гвозди, скобы и кронштейны для крепления стропильных ног к мауэрлату.

Основные элементы, из которых состоит каркас двухскатной крыши

Стропильная система двухскатной крыши под строительство дома из бруса состоит из: стропильной ноги, мауэрлат, кобылки, конька, подкосов, стоек и обрешетки. Для того, чтобы собрать крышу своими руками, нужно представлять конструкцию полностью. Подробнее о каждом элементе поговорим ниже.

Мауэрлат

Основные элементы, из которых состоит каркас двухскатной крыши

Мауэрлат- это основная несущая часть конструкции каркаса двускатной крыши. Состоит она из бруса, располагающегося по всему периметру дома, на несущих стенах. Под строительство дома из клееного бруса или другого вида пиломатериалов крепится при помощи привязки и металлических скоб.

Читайте также:  Утепление мансарды для зимы: инструкция и советы

Через мауэрлат нагрузка со всей стропильной системы переходит на несущие стены дома. Размер мауэрлата для деревянного дома подойдет 100х100 мм или 150х150 мм. Используют для этого узла хвойные породы древесины. Перед укладкой брус обрабатывают антисептиком и гидроизолируют при помощи битумной ленты.

Стропильная нога

Вес всей конструкции крыши через ноги передается на мауэрлат. Стропильные ноги монтируют с шагом 60-120 см, в зависимости от тяжести и крепления будущей кровли. Чем она тяжелее, тем чаще шаг монтажа ног стропильной системы.

Основные элементы, из которых состоит каркас двухскатной крыши

Конек

Для деревянной двускатной крыши в качестве конька используют брус сечением 100х100 мм. Его предварительно обрабатывают антисептиком.

Кобылка

Кобылка — это элемент, который играет роль свеса крыши. Эту часть крепят к стропильной ноге, если ее длины не хватит для формирования свеса минимум 200 мм. Если стропильной ноги хватит, то можно не монтировать кобылку.

Основные элементы, из которых состоит каркас двухскатной крыши

Для монтажа используются доски меньшего размера и сечения, чем ноги. Кобылка делает монтаж каркаса проще, так как балки для ног уже не нужны большой длины. Если крыша собирается своими руками, то специалисты рекомендуют выбрать именно такой вариант.

Лежень

В монтаже используется материал сечением в 100х100-150х150 мм.

Стойки

Основные элементы, из которых состоит каркас двухскатной крыши

Затяжки

Затяжки, соединенные с ногами каркаса, имеют форму треугольника. Это крепежный элемент в системе. Именно благодаря затяжкам ноги не разбегаются в разные стороны под давлением конструкции и кровли.

Подкосы

Подкосы состоят из кусочков досок, монтированных под углом. С помощью подкосов нагрузка от стропильных ног перераспределяется к несущим стенам. В соединении с затяжками подкосы образуют фермы. Ферма состоит из нескольких подкосов и одной затяжки. Используют фермы для передачи нагрузки, если пролеты слишком большие.

Основные элементы, из которых состоит каркас двухскатной крыши

Обрешетка

Делают обрешетку из досок или не толстых брусков. В стропильной системе обрешетка крепится перпендикулярно ногам к ним. При помощи обрешетки нагрузка от кровельной конструкции (кровля, утепление, пароизолятор — как правильно утеплить крышу дома читайте тут), ровно распределяется по всем стропильным ногам. Еще одна функция обрешетки — это соединение стропильных ног между собой в единую систему. В качестве обрешетки подойдет даже не обрезная доска. Но предварительно нужно счистить с нее кору.

Если кровля будет рулонная, например битумная, то вместо досок в качестве обрешетки используют листы фанеры или OSB. Так подложка под кровлю приобретает жесткую и ровную поверхность, по которой легко раскатать тот же рубероид.

Все перечисленные части каркаса двухскатной конструкции перед монтажом просушивают и обрабатывают антисептическими пропитками, делать это можно своими руками. В противном случае стропильная система быстро загниет.

Особенности монтажа стропильной системы деревянного дома

Способ крепления стропильной системы деревчнного дома

Чтобы стропило свободно двигались при усадке, длинную его часть крепят строго параллельно его краю, о опрору размещают строго перпендикулярно. При необходимости под нее вырезается площадка. Размечают крепление так, чтобы крюк оказался в крайнем нижнем положении или около него. Крепят на специальные саморезы, которые идут в комплекте (обычные не подходят). Если монтаж производится на бревно, чтобы стропильная нога не соскользнула по нему, в нижней части вырезается полукруглое отверстие, на которое она будет опираться.

Ассиметричная кровля

Конструкция представляет собой принципиально ту же симметричную, но отличается расположением конька, вследствие чего, стороны асимметричной кровли отличаются между собой уклоном и размерами. Работа по установке достаточно непростая, главным образом из-за смещенного такая кровля, несмотря на сложность монтажа в конечном итоге компенсируется оригинальным и красивым внешним видом.

Преимущества и недостатки асимметричной двухскатной кровли

Несомненно, что появляется возможность значительно увеличить жилую площадь. Но в тоже же время нагрузка будет неравномерной, и требует основательного предварительного расчета.

Калькулятор двухскатной крыши и расчёт стропильной системы онлайн

Двускатная крыша – это сложная, большая по площади строительная конструкция, требующая профессионального подхода к проектированию и выполнению работ. Самые большие затраты идут на стройматериалы для стропил, обрешетки, утеплителя, гидроизоляции, кровельного материала. Наш калькулятор двухскатной крыши позволит Вам высчитать количество материала.

Использование калькулятора экономит время для проектирования крыши, и ваши деньги. Окончательный чертеж в 2D формате будет руководством при выполнении работ, а 3D визуализация даст представление о том, как будет выглядеть крыша. Прежде, чем ввести данные в онлайн калькулятор, необходимо иметь представление об элементах крыши.

Параметры стропил

Чтобы произвести расчет стропильной системы двухскатной крыши, нужно учесть:

  • нагрузку крыши;
  • шаг между стропилами.
  • вид кровельного покрытия

Рекомендуемая ширина доски стропил:

  • 100-150 мм при длине пролета не более 5 м, и при дополнительный подпорках.;
  • 150-200 мм при длине пролета более 5 м, при шаге более 1 м, и если угол не большой.

Важно! Расстояние между стропилами двускатной крыши обычно устанавливают 1 м, но при уклоне крыши более 45 градусов шаг стропил можно увеличить до 1,4 м. При пологих крышах шаг делают 0,6-0,8 м.

Стропильные ноги крепятся на мауэрлат, который идет по периметру дома. Для него берется или доска параметрами 50х150 мм, или брус 150х150 мм (для распределения нагрузки)

Читайте также:  Расчет арочного навеса из профильной трубы

Параметры обрешетки

Для металлочерепицы создается разреженная обрешетка доской, ширина которой 100мм, в толщина 30 мм. Доска набивается с шагом, который должен соответствовать продольной оси модуля металлочерепицы – 35 см (супермонтеррей).

Для гибкой черепицы обрешетку выполняют с большим шагом, так как поверх её будет укладываться ОСП или фанера сплошным ковром.

Важно! При выборе материалов обращать внимание на показатели влагостойкости и минимальной толщины.

При устройстве теплых крыш между гидроизоляцией и кровлей делается контробрешетка бруском, толщина которого должна быть 30-50мм.

Параметры кровельного покрытия

  • Чтобы выполнить расчет кровли двухскатной крыши, нужно знать размеры кровельного материала и величину нахлестов.
  • Металлочерепицу для жесткой кровли выпускают шириной 118 мм (рабочая 110), а вот длина может быть разной. Завод-изготовитель под заказ может нарезать любую длину.
  • Гибкая черепица для мягкой кровли имеет разные размеры, поэтому нужно смотреть конкретный материал
  • Что касается выбора утеплителя, то для России рекомендуется толщина минимум 100 мм, а правильная будет 150-200мм.

Как проводится расчет стропильной системы

Чтобы правильно определить параметры элементов, входящих в состав стропильной конструкции двухскатной крыши, необходимо понять, каким нагрузкам придется противостоять. Обычно выделяют три вида факторов, требующих обязательного учета – это постоянное, переменное и особое воздействие на стропильную систему.

Определение постоянных нагрузок

Как проводится расчет стропильной системы

Речь идет о нагрузках, оказывающих постоянное воздействие на кровельный каркас – это вес кровли, гидроизоляционного материала, обрешетки, утеплителя, пароизоляции и прочих элементов системы. Для всех этих факторов характерно постоянство и непрерывность воздействия благодаря их фиксированному весу. Точное определение длины стропилин подразумевает проведение расчета массы кровельного пирога. Для получения конечного результата необходимо по очереди вычислить, сколько весит 1 м2 каждого слоя.

Для примера можно взять определение массы кровли, где в качестве финишного покрытия используется ондулин. Каждое из значений можно взять приблизительно, так как требований по ювелирной точности в данном случае нет. В состав кровельного пирога входит ондулин, гидроизоляция (чаще всего речь идет о полимерно-битумных составах), утеплитель (в этом случае – базальтовая вата) и обрешетка, сделанная из досок толщиной 25 мм.

Вес отдельно 1 м2 каждого слоя:

Как проводится расчет стропильной системы
  • кровельный материал – 3,5 кг;
  • гидроизоляция – 5 кг;
  • утеплитель – 10 кг;
  • обрешетка – 14 кг.

Суммировав все эти показатели, получают общее значение: 3.5 + 5 + 10 + 14 = 32,5. Для того чтобы гарантировать прочность конструкции, к полученной сумме рекомендуется добавить 10%. Согласно рекомендациям профессиональных мастеров, при выборе материалов для кровельного пирога желательно не превышать уровень общей нагрузки в 50 кг/м2.

Расчет переменных нагрузок

Под переменными понимается сезонный тип нагрузок на крышу. Яркий пример – выпадение снега зимой, когда скапливающиеся на кровельной поверхности массы создают на нее дополнительную нагрузку. Для ее расчета существуют специальные карты с указанием средней массы выпадения снега для каждого региона страны. Весной, после повышения температуры, наблюдается снижение давления. К числу переменных относят и ветровую нагрузку, так как для этого погодного явления также характерна нестабильность воздействия. Для ее определения используется специальная формула с поправочными коэффициентами каждого из регионов.

Как проводится расчет стропильной системы

Угол наклона

Расчет подходящего угла наклона двухскатной крыши во многом зависит от того, какой кровельный материал используется: у каждого из них имеются свои эксплуатационные характеристики. При использовании мягкого покрытия наклон скатов должен находиться в пределах 5-20 градусов. Более жесткое покрытие из шифера, металлочерепицы или профнастила желательно укладывать под углом 20-45 градусов.

Как проводится расчет стропильной системы

Еще один важный фактор при определении степени крутизны скатов – климатические особенности региона. К примеру, если в местности, где постоянно дует сильный ветер соорудить кровлю большой высоты, в случае урагана ее может попросту сорвать. А вот если речь идет об обильных дождях и снегопадах, то чем круче скаты, тем быстрее с них будет сходить влага. Наиболее удобным во всех отношениях считается классический угол 45 градусов.

Шаг и длина стропилин

Стропильные ноги на двускатных крышах обычно размещаются на расстоянии 60-100 см друг от друга. На это влияют характеристики кровельного материала и общая масса конструкции крыши. Далее для определения количества стропилин производят деление размера ската на промежуток между стропильными парами, добавляя к полученному результату единицу. Для расчета длины стропил для крыши существуют специальные онлайн-калькуляторы. Также это можно сделать вручную, применив теорему Пифагора: искомый элемент в таком случае выступает гипотенузой прямоугольного треугольника. Ее длина определяется соотношением между катетом и косинусом противоположного угла.

Как проводится расчет стропильной системы

Сечение стропил

Для возможности адекватного расчета этого параметра и определялась совокупная нагрузка на стропильную конструкцию. По мере ее возрастания сечение стропилин приходится брать больше. Толщина бруса в какой-то мере зависит от шага и длины стропильной ноги. Специально для этого разработаны таблицы, дающие возможность провести быстрый расчет сечения, ориентируясь на длину и шаг монтажа. В учет необходимо взять материал изготовления (разные породы дерева имеют разную прочность) и тип используемых элементов (уровень сопротивления нагрузкам у бревна, бруса и клееного бруса различается).

Читайте также:  Как сделать обрешетку под металлочерепицу: шаг, монтаж, устройство

Распорная система

Распорную систему мы имеем возможность создать, применяя несколько безраспорных стропильных систем с заменёнными в них различными степенями систем. Получаем шарнирную опору для использования её в качестве распорной системы, крепко-накрепко зафиксированной гвоздями. Все составляющие системы остаются неизменны, даже напряжения стропильных систем и соответственно изгиба. Но в этой ситуации образуется распор, который раздвигает стенки постройки.

Распорная система

Система, имеющая в своём составе разные виды стропил, называется смешанной. Зато распорная система обладает высокой устойчивостью к различным нагрузкам, только мауэрлат нужно обязательно зафиксировать на поверхности стены сооружения.

Распорная система

Чтобы значительно снизить распор на стенки, рекомендуется установить прогоны, обязательно жёсткие, которые можно получить, если добавить побольше стоек или балок.

Распорная система

Выводы

Не стоит спешить с расчетами, если у вас нет никаких практических навыков, то результаты программ можно использовать как рекомендации. Очень полезно ознакомиться с параметрами кровельных систем уже построенных зданий. Выберите для себя походящий стиль и попроситесь к владельцу на экскурсию.

Конструкцию стропил можно посмотреть в уже отстроенном здании

Выводы

Если у него есть мансардное помещение и стропильная система не видна, то можно получить практическую консультацию у опытных строителей.

Крыша – очень сложный и ответственный архитектурный элемент любого строения, не нужно с ним экспериментировать. Ошибки могут становиться причиной появления очень неприятных ситуаций, для их ликвидации потребуется много усилий, времени и финансовых средств. Намного выгоднее со всех точек зрения обратиться за помощью к профессионалам, чем самостоятельно заниматься такими сложными расчетами.

Контакты

Расчет стропильной системы

По факту, стропильная система — это соединенные воедино треугольные элементы, отличающиеся максимальной жесткостью. Если двухскатная крыша обладает ломаной конструкцией, неправильные прямоугольники нуждаются в разбивке на отдельные составляющие с последующим расчетом нагрузок по каждой части. На заключительном этапе данные суммируют.

Определение постоянных и временных нагрузок

Неотъемлемое условие установки стропил — определение нагрузок на двухскатную крышу. Их разделяют на постоянные, переменные и особые. Составляющие величины постоянных нагрузок — вес обрешетки, отделочных материалов мансарды, утеплителя и прочих элементов, в целом формирующих вес кровли. В среднем этот показатель нагрузки на стропила составляет 40-45 кг м 2 .

Совет ! Расчет прочности двухскатной конструкции предусматривает 10% запас.

Расчет стропильной системы

Ориентируясь на показатели таблицы с указанием веса отдельных материалов для покрытия кровли, следует придерживаться максимального показателя нагрузки 50 кг на 1 м 2 площади крыши.

Само название переменных нагрузок говорит об их непостоянном действии. Сюда относят силу ветра, действие снежного покрова и другие виды интенсивного влияния погодных условий. Двухскатная крыша подобна парусу, неправильно рассчитанный угол наклона способен спровоцировать ее разрушение под воздействием сильного ветра. Для расчета этого параметра обращаются к показателям, указанных в СНиПе «Нагрузки и воздействия», учитывая сопутствующие факторы (местоположение дома на открытом пространстве или среди многоэтажек). Определение влияния снежного покрова на двухскатную крышу представляет произведение веса снега и поправочного коэффициента, который учитывает аэродинамические воздействия. Согласно СНиП, вес снега колеблется в пределах 80-560 кг/м 2 . Зависимость коэффициентов от угла наклона крыши представлены на следующем рисунке:

Если угол превышает 60 о, этот параметр не учитывается ввиду невозможности задержки снежного покрова на двухскатной конструкции. Особые нагрузки предусматриваются в регионах с повышенной сейсмической активностью, при возможных штормовых ветрах или торнадо, что не характерно для большинства территорий.

Вычисление технических параметров стропил

Установка стропил отталкивается от формы двухскатной крыши, чем она сложнее, тем больше подстропильных элементов включает система. При использовании мягкой кровли, угол наклона крыши не превышает 20 о, более крутые конструкции предполагают установку ондулина, металлочерепицы или стандартного шифера.

Выбор шага стропил зависит от примененного материала для кровли и веса двухскатной конструкции, он варьируется в пределах 0,6-1,0 м. Количество ног определяется делением длины крыши на промежуток между стропильными парами с последующим добавлением 1. Полученный результат показывает количество ног на одну сторону крыши, для определения общего показателя цифру удваивают.

Установка стропил не обойдется без определения их длины, для чего применяют теорему Пифагора (с 2 =а 2 + b 2), где:

Расчет стропильной системы
  • Высота крыши (а) выбирается исходя из возможности дальнейшей эксплуатации чердачного помещения.
  • Половина ширины дома обозначим b.
  • Гипотенуза (с) представляет искомую величину — длину стропил.

Замечание ! Полученный результат следует увеличить на 0,6-0,7 м для запилов и выноса элемента стропил за стену.

Если для установки стропильной ноги не хватает максимально длины бруса 6 пм, применяют его сращивание путем стыковки или наращивания.

Определяя сечение стропил, учитывают следующие факторы:

  • постоянные и переменные нагрузки:
  • установка какого кровельного материала будет производиться;
  • вид используемой древесины;
  • длина стропильных ног и шаг между ними.

Таблица, приведенная ниже, поможет определить искомый параметр:

Шаг установки стропил (м)

Длина стропильной ноги, м

Расчет стропильной системы

Анализируя данные, выявляется закономерность: увеличение шага установки стропил пропорционально увеличивает нагрузку на каждую ногу, следовательно, ее сечение должно расти.

Примерные сечения отдельных элементов стропильной системы двухскатной крыши приведены ниже: