Перед тем как приступить к изготовлению стропил для двухскатной крыши, необходимо разработать проект, а также ознакомиться со всеми элементами конструкции. Это включает проектирование основных узлов:
Стропильная система двухскатной крыши
Стропильная система представляет собой одну из наиболее простых конструкций крыш, применяемых в строительстве. Для ее монтажа используется лишь несколько основных элементов, хотя в зависимости от размеров крыши их количество может варьироваться. Процесс установки системы, будучи достаточно простым, все же требует наличия определенных знаний и навыков в области строительства двускатных крыш. Только опыт и глубокие познания в строительных технологиях могут гарантировать качественный результат при выполнении монтажа.
Параметры конструкции можно определить уже по названию: она состоит из двух скатов, которые обычно имеют прямоугольную форму. Специалисты, как правило, следят за тем, чтобы скаты были одинаковыми по размеру, однако в современном строительстве существуют также ассиметричные решения, где скаты могут отличаться по своим параметрам.
Скаты устанавливаются под определенным углом, известным как наклон. Коньковый брус представляет собой линию соприкосновения скатов и является еще одним важным элементом стропильной системы, располагаясь на самой высокой точке крыши — коньке.
Кроме того, существуют две боковые полости между скатами, которые называют фронтонами. Их характерная особенность заключается в треугольной форме. После завершения строительства крыши боковые стороны обшиваются различными панельными или листовыми материалами, такими как доски, ОСП, фанера и другие.
Cтропильная система двускатной крыши
Основой конструкции скатов являются стропильные ноги, или стропила. Обычно они изготавливаются из качественных деревянных досок или бревен, однако встречаются и стальные варианты. В домостроении чаще всего применяется древесина, так как она проста в обработке и по стоимости значительно выигрывает у металлических аналогов.
Тем не менее, двускатная крыша состоит не только из стропил. Такая конструкция включает в себя еще несколько обязательных элементов, которые мы рассмотрим подробнее в следующем разделе.
Специфика двухскатной крыши
Строительная конструкция двухскатной крыши является оптимальной для жилых домов. Она представляет собой две прямоугольные плоскости, которые снизу соединяются со стенами здания, а сверху — друг с другом. Под крышей можно легко обустроить мансардное помещение для летнего времяпрепровождения, а при наличии дополнительного утепления мансардный этаж можно преобразовать в полноценную жилую комнату. С полным списком видов кровли вы можете ознакомиться по представленной ссылке.
Рассмотрим преимущества и недостатки конструкции с двумя скатами.
Преимущества:
- Простота конструкции, что позволяет осуществлять легкий и быстрый монтаж, который можно выполнить даже самостоятельно;
- Упрощенный расчет проекта и расходных материалов;
- Необходимое количество материалов для устройства кровли невелико, что способствует уменьшению финансовых затрат;
- Легкость в обслуживании и ремонте;
- Эстетичный и привлекательный внешний вид;
- Возможность легкого обустройства мансарды и жилого помещения под кровлей;
- Подходит для любого вида загородного жилья;
- Конструкция крыши позволяет снегу и дождевой воде свободно стекать, что устраняет необходимость в обустройстве внутренних водостоков и значительно упрощает чистку крыши;
- Разнообразие в размещении скатов и углах наклона предоставляет большую свободу для дизайнерских решений.
Недостатки:
- Требуется усиленная конструкция стропильной системы и дополнительные несущие элементы при монтаже;
- Сложность в установке мансардных окон.
Мастера компании «МариСруб» предпочитают использовать двускатную кровлю в своих проектах. Ознакомьтесь с проектами дачных домов, загородных коттеджей и бань по следующей ссылке: http://marisrub.ru/proekts/all-proekts. В каталогах представлены разнообразные одноэтажные и двухэтажные строения, включая дома и бани с мансардой, а также помещения различной планировки, в том числе с встроенными гаражами и котельными.
Типы двухскатной кровли
Двускатные крыши различаются по форме и расположению стропил. В зависимости от формы выделяют несколько видов:
- Симметричная — традиционная кровля с двумя равнобедренными скатами;
- Ломанная или мансардная конструкция, которая предполагает создание жилого пространства на чердаке с установкой мансардных окон;
- Несимметричная крыша, где конек смещен в одну из сторон, придавая конструкции оригинальность;
- Разноуровневая система, требующая сложной установки, с различными уровнями скатов, не соединёнными в одном коньке;
- Полувальмовая — двускатная крыша с скошенными концами конька.
Кроме того, кровля может различаться по конструктивной системе стропил. Существуют наслонные и висячие стропила. Висячая конструкция имеет только две точки опоры в виде стен, поэтому нагрузка от крыши, снега и осадков распределяется на эти стены. Чтобы снизить давление, стропила соединяются металлическими или деревянными стяжками. Чем выше такая стяжка, тем она будет более крепкой и устойчива к нагрузкам, а расстояние между опорами может достигать до 6,5 метров.
Наслонная система состоит из брусьев с промежуточной подпоркой на внутренней стене дома. В этом случае обязательным является монтаж мауэрлата, который представляет собой брус размером 10х10 или 20х20 сантиметров, размещаемый под стропильной ногой или по периметру внешней стены дома, обеспечивающий равномерное распределение нагрузки крыши на стены.
Основные элементы
Стропильная нога — это брус прямоугольного сечения, размеры которого варьируются от 15х10 см. Она формирует основу треугольно-диагональной конструкции, которая принимает на себя нагрузки от ветра и снега. Рекомендуемый шаг стропильных перекладин под профнастил или металлочерепицу не должен превышать 1,2 метра. Максимальная частота установки — не чаще 60 см между ними, поскольку избыточная нагрузка от резко увеличившихся весов крыши может привести к преждевременному растрескиванию стен, что касается как основных строений, так и пристроек, расположенных рядом.
Горизонтальные и вертикальные своды, или перекладины, служат для дополнительного усиления конструкции. В отличие от односкатных крыш, которые не имеют конька, стропильные конструкции с двускатной крышей обязаны иметь эти детали для жесткости. Горизонтальные перекладины предотвращают раскачивание треугольников и ослабление конструкции, а вертикальные, помимо функционирования в качестве стен чердачного пространства, обеспечивают дополнительную жесткость и предотвращают вертикальное проседание крыши. Оба типа перекладин необходимы. В случае несуществующей мансарды вертикальные стойки должны быть кратковременными — не высотой в полтора метра, а всего в полметра.
Без этих элементов не обойдётся ни одна двускатная крыша, как и ни одна четырехскатная.
Также используются горизонтальные перекладины. Они выполняют роль балок и служат основой для потолочно-чердачного настила, предотвращая расползание треугольников стропильных конструкций, находящихся на разном расстоянии друг от друга. Кроме того, они передают нагрузку вертикальных перекладин от конька крыши на стены и на потолочно-чердачное перекрытие. Материал такой основы — брус размером 15х15 см, что соответствует мауэрлату, хотя возможно также использование уменьшенной версии — 10х15 см.
Наконец, продольная проставка (горизонтальная перекладина) для конька крыши располагается параллельно наружному настилу и соединяет стропильные треугольники в верхней части, препятствуя их раздвижению. Число таких проставок может составлять три — по одной с каждой стороны.
В итоге все элементы чердака и крыши образуют надежную и прочную конструкцию.
Обрешётка — это конструкция, выполняемая из необрезных досок или местами даже из горбыля, которая дополнительно скрепляет стропильные треугольники сверху. Однако основная её функция заключается в обеспечении ровности кровли и предотвращении повреждение гидроизоляционного слоя. Изготовление обрешётки также является обязательным этапом. Для смягчённой кровли, например, на основе битумного подстилающего слоя, собранной из металлочерепицы, используется сплошная обрешётка, выполненная из фанерных листов.
Конёк двускатной крыши, как и параллельные ему перекладины, располагается строго горизонтально и закрывает стык между листами металлочерепицы или профлистов в самой верхней точке крыши.
Свес крыши защищает подстенные конструкции от намокания в случаях осадков, однако он не в состоянии обеспечить защиту при боковом дожде. Не рекомендуется делать свес более 40 см, но при необходимости полная защита может быть достигнута за счет строительства навеса, соединенного с крышей.
Кроме того, если длины стропильных балок недостаточно для создания свеса в 40 см, его можно увеличить.
Обзор видов стропил
Стропильные конструкции делятся на висячие (выносные, идущие за пределами внешнего периметра стен) и наслонные. Оба типа конструкций широко используются при возведении как деревянных, так и монолитных каркасных зданий.
Висячие
Висячие стропила целесообразно применять для крыш шириной от 6 метров, что и является оптимальным расстоянием для их использования. Они устанавливаются на подконьковую перекладину с одной стороны и на несущую стену с другой. На такие структуры действуют те же силы, что и на распорные конструкции, что выделяет их среди наслонных. Затяжки для таких стропил выполняются из либо древесины, либо металла. При установке затяжных деталей с нижней части функция опорных балок выполняется ими.
Не забудьте надежно зафиксировать эти стяжки, иначе стены могут повредиться от падения под воздействием собственного веса стропильных конструкций.
Наслонные
Наслонная конструкция не имеет критических требований к расстоянию между более длинными стенами. Это достигается за счёт установки лежневых элементов и подпирающих перекладин. Лежень укладывается параллельно мауэрлату и принимает на себя часть нагрузки от крыши. Стропила упираются друг в друга в наивысшей точке и удерживаются вертикальными опорными брусьями. В данном случае стропильные перекладины обеспечивают сопротивление лишь изгибающим силам, что делает их монтаж более простым по сравнению с висячими стропилами.
Тем не менее, они требуют установки вертикальных стоек.
Комбинированные
Комбинированные стропильные системы применяются, когда крыша имеет сложную форму. Каждая секция конструкции, в отдельных случаях, рассчитывается отдельно. Это обеспечивает прочность и надежность потолка, чердака и крыши на десятки лет вперед. Для срубов могут понадобиться именно комбинированные стропильные конструкции, так как на целиком деревянные стены из клееного или цельного бруса мауэрлат не требуется.
Расчет элементов каркаса для двухскатной кровли
Если вы планируете строить двускатную крышу своими руками, заранее следует провести тщательные расчёты. Стропильная система простой двускатной крыши состоит из совокупности треугольных ферм; такая форма обеспечивает максимальную жёсткость конструкции. Расчет таких фигур производится очень просто. Но если у скатов форма разная, они образуют неправильные прямоугольники. В таком случае их разделяют на более простые геометрические фигуры, производят расчеты для каждой из них, а затем суммируют полученные данные (расчет стропильной системы двухскатной крыши можно выполнить с помощью калькулятора).
Необходимо учитывать, что чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и других компонентов потребуется для её прочности. Эти элементы увеличивают общую массу крыши, и в случае неправильных расчетов это может повредить несущие стены.
Нагрузка на стропила по схеме
Существует три типа нагрузок:
- Постоянная. Эта категория включает значения, которые остаются неизменными на протяжении всего срока эксплуатации кровли. К ним относятся масса кровельных материалов, утеплителей, а также гидроизоляционных и пароизоляционных материалов, обрешетки, систем водостока и внутренней отделки мансарды. Сумму всех этих элементов и можно считать ожидаемой нагрузкой. Среднее значение составляет примерно 40-45 кг/м², но не должно превышать 50 кг/м². Рекомендуется предусмотреть запас прочности, равный 10% от общей массы.
- Переменная. Эта нагрузка включает в себя интенсивность осадков, а также ветровую и снеговую нагрузки, которые могут значительно изменяться в зависимости от времени года и погодных условий.
- Особая. Данная группа включает экстремальные природные явления, такие как землетрясения, торнадо и сильные ветры. В таких случаях запас прочности должен быть значительно больше, чем обычно.
Подготовительные работы
Перед тем как приступить к установке стропил для двухскатной крыши своими руками, следует провести все необходимые подготовительные работы. Это включает проектирование конструкции скатов, создание сметы затрат, выбор нужных материалов и инструментов. Однако самым важным этапом окажется правильный расчет всех параметров.
Расчёт нагрузок на стропила для двухскатной крыши своими руками
Во время расчётов необходимо корректно посчитать нагрузку на каркас кровли. Существует три типа нагрузок:
- Постоянные. Эта нагрузка включает вес всех материалов, используемых для кровли: утеплителей, обрешётки, изоляционных пленок, кровельных материалов, доборных элементов, системы водостока и снегозадерживающих элементов, отделки мансардных элементов и т. д. Примерные величины нагрузок для некоторых кровельных материалов представлены в Таблице 1.
Таблица 1. Нагрузка на стропила в зависимости от материала кровли
Важно! Рекомендуется при проектировании конструкции рассчитывать нагрузку на 1 м² не более 50 кг, чтобы не увеличивать нагрузку на стены и не требовать закладки заглубленного фундамента.
- Переменные. Эти нагрузки появляются только в определенных условиях, например, при осадках, ремонте или обслуживании крыши, ветровых нагрузках и т. д. При их расчете стоит использовать максимальные значения искомых величин.
Полезная информация! При монтаже стропил для двускатной крыши своими руками необходимо учитывать ветровые нагрузки. Для их расчета нужно использовать средние показатели по региону, умноженные на поправочный коэффициент, указанный в СП 2.01.13330.2011. Также следует учитывать расположение здания, так как отдельно стоящие дома подвергаются максимальным нагрузкам от ветра.
Согласно СП 2.01.13330.2011 нагрузка снега рассчитывается как полная снеговая нагрузка, умноженная на поправочный коэффициент, учитывающий ветровое и аэродинамическое давление. Вес снега на 1 м² может колебаться от 80 до 320 кг.
Важно! Если угол наклона скатов превышает 60°, снеговую нагрузку учитывать не следует.
- Особые нагрузки. Эти нагрузки определяются сейсмической и/или штормовой активностью. В средней полосе России этими нагрузками можно пренебречь, при этом рекомендуется проводить запас прочности в 10-15%.
Определение угла наклона скатов
Угол наклона крыши определяется, прежде всего, исходя из кровельного материала. Обычно стараются выбирать уклон на основании следующих критериев:
Этап установки стропил двускатной крыши своими руками: видео и фото всех этапов работ
Монтаж стропил двускатной крыши выполняется после того, как завершены все этапы подготовительных работ и расчётов. Пошаговая инструкция монтажа включает следующие этапы:
- Крепление мауэрлата;
- Подготовка конструктивных элементов;
- Установка стропильных ног;
- Монтаж обрешётки.
Способы крепления мауэрлата
Методы крепления мауэрлата зависят от используемого материала стен. При строительстве из бревен или дерева венцовая обвязка может выполнять функцию мауэрлата. Если стены возводятся из пенобетона или кирпича, установка мауэрлата производится с использованием специальных стальных штырей по всему периметру внешних стен, либо в соответствии с центральной осью здания. В любом случае он должен быть установлен на расстоянии 50 мм от внешнего края.
В большинстве случаев возникает необходимость удлинения балок. Наиболее удобным вариантом является крепление в лапу, которое выполняется под углом 90° или 180°. Для этого нужно срезать половину толщины балки на расстояние, равное удвоенной размерности большей стороны сечения, затем соединить балки, сверлить отверстия для нескольких болтов подходящего диаметра, расположив их в одном ряду, и крепить на болты.
После установки мауэрлата необходимо позаботиться о защите дерева от влаги. Для этого его обрабатывают битумом или укладывают гидроизоляционный материал внахлест, оставляя зазор 10-15 см.
Внимание! Устанавливая стропила для двускатной крыши своими руками, имейте в виду, что в древесине остаётся определённое количество влаги, который при прямом контакте с металлом может вызвать коррозию. Для предотвращения этого необходимо наносить защитное покрытие на металл.
Крепление мауэрлата можно осуществлять с помощью анкерных болтов, стальных скоб, деревянных нагелей, шпилек, шарниров или проволочной обвязки.
Процесс изготовления стропильных пар
Чтобы обеспечить надёжное крепление балок скатов, нужно тщательно подогнать пары по размерам. Подгонку можно выполнять на земле или непосредственно на месте монтажа. Первый вариант лучше подходит для небольших конструкций. Стропила для двускатной крыши своими руками изготавливаются на ровной поверхности с использованием удобных инструментов, что обеспечивает высокую точность и практически идеальную стыковку пар. Для подъёма их наверх можно использовать подручные средства или специальные подъёмные механизмы.
