Как выполнить монтаж стропильной системы двухскатной крыши

Делаем чертежи и предварительные расчеты стропил вальмовой крыши

Нельзя начинать делать такой сложный монтаж без предварительных набросков и расчетов. Если нет опыта – расчет стропильной системы вальмовой крыши поможет сделать архитектор или другой специалист.

Это не только позволит наиболее точно спланировать расходы древесины и кровельных материалов, но и избежать других досадных ошибок.

При самостоятельном чертеже, если приходится это делать впервые, можно даже соорудить из картона уменьшенную копию будущей вальмовой крыши, чтобы визуально оценить ее достоинства и недостатки.

На этом этапе еще не поздно изменить угол наклона основных и боковых скатов, увеличить или уменьшить ее высоту, а также оптимизировать предстоящие расходы. Далее все коррективы вносятся в предварительный чертеж стропильной системы, делается «чистовик», используемый при монтаже.

Что такое стропильная система

Стропила или стропильная система представляет собой несущую конструкцию для скатной кровли, состоящую из деревянных и крепежных металлических элементов. Прочность такого каркаса позволяет выдерживать не только вес кровли, но и нагрузки, связанные с накоплением на ней снега, наледи и воздействием ветра. Чтобы правильно выбрать какую купить кровлю и стропила необходимо правильно оценить такие параметры конструкции как ее жесткость и массу.

Общий вес крыши на стропилах будет влиять на массивность, а значит стоимость сооружения фундамента. А жесткость стропильной конструкции будет зависеть от толщины ее элементов. Они не должны деформироваться под воздействием массы кровли и внешних воздействий, так как подвижность даже одной составляющей каркаса может стать причиной разрушения крыши в целом. Поэтому нужно стропила купить именно такие, которые обеспечат достаточную жесткость, но их масса не приведет к необходимости дополнительных расходов на усиление фундамента и стен дома.

Масса каркаса для кровли может потребовать усиления фундамента дома в будущем Источник stroidomsait.ru

Сегодня на рынке можно заказать под ключ готовые стропильные системы крыши. Купить их проще, чем делать все самостоятельно. Ведь несущая конструкция включает в себя множество основных и вспомогательных элементов:

• нога образующая уклон ската крыши;
• нарожники (укороченные ноги);
• прогон коньковый;
• прогон боковой;
• стойки;
• ригели, бабки;
• затяжку для скрепления стропильных ног конструкциях «висячего» типа;
• обрешетка, настилаемая перпендикулярно поверх ног;
• подкосы, для соединения ног и затяжки;
• кобылки, применяемые для получения свеса кровли;
• крепежные металлические пластины, уголки, шпильки, скобы и болты;
• подстропильные элементы (косые привязки, мауэлрат, лежни).

Металлические крепежные изделия – обязательные и ответственные элементы любой стропильной системы Источник krovmart.ru Выделяют следующие основные группы стропильных конструкций:

• висячие (опора на стены дома только концами балок);
• наслонные (опора на стены дома и на промежуточные опоры);
• висячие со шпалами (для получения более просторного чердачного пространства).

Проектирование и монтаж симметричной двухскатной кровли

Для основательных домов со сложной геометрией требуется профессиональный проект, где будут учтены различные факторы: роза ветров, статистика осадков, местоположение здания, используемые материалы и т.д. На коленке такой проект создать крайне сложно.

Снег не удержится под таким углом

Однако если же нужно спроектировать и самостоятельно построить небольшую кровлю для своего загородного домика, без каких либо изысков и сложных дизайнерских решений, то нужно лишь придерживаться некоторых общеизвестных истин и правил:

1. Чем выше кровля, тем больше ветровая нагрузка. Чем ниже – тем выше снеговая
2. Выше крыша – больше чердачное пространство, а соответственно и полезное
3. Стандартный шаг между стропилами 60 см между осями последних
4. Для стропил используют доску 150х50мм, брус для опор 100х100мм., маурлаты из бруса не менее 150х150мм
5. Чем дешевле доска, тем больше геометрическая погрешность (около 1 см)
6. Стропила и опоры допускается наращивать
7. Чем длиннее используемая доска, тем больше нужно развязок и ригелей
8. На соединительные узлы действует две основные силы: на сдвиг и на отрыв
9. Стропило надёжней держится, если в нём сформировать посадочное место
10. Специальные крепёжные шурупы – вещь отличная, но дорогая. Гвозди и скобы недороги и прошли проверку временем, жало последних нужно загибать
11. Болтовым крепежом конёк стропил не стягивают – со временем может лопнуть
12. Дерево не любит лежать на кирпиче или камне, – оно со временем превратится в труху. Гидроизоляция не уберёт мостик холода, нужна теплоизоляция – тогда конденсата не будет
13. Свежесрубленный сруб даёт усадку, поэтому не следует жёстко фиксировать стропила (делать в них посадочные места) к маурлату, иначе конёк крыши уведёт

Порядок монтажа “классического” навесного варианта

Анкера справятся

Работа с монтажом не сложная, с ней может справиться два человека. Что нельзя сказать о подготовке и транспортировке материала на место.

1

Прежде всего, по периметру несущих стен укладываются маурлаты (по уровню). Между кирпичной стеной и деревянным брусом укладывают теплоизолирующий материал, чтобы убрать мостик холода, тем самым удаляя возможность возникновения на стыке камня и дерева конденсата. Это убережёт древесину от гниения, а кирпич от разрушения.

В качестве крепежа могут выступать:

• болтовые шпильки, заранее зафиксированные в стену
• анкерные болты, закрепляемые непосредственно по месту
• металлические армированные П-пояса или обычная металлическая проволока, стянутая монтажкой

Монтаж стропильной системы

После наступает этап подготовки стропил: подгонка по длине и формирование посадочных мест для маурлата. Поскольку конькового прогона в этой технологии не предусмотрено, а на весу проделывать манипуляции с разметкой проблематично, – всё равно ошибёшься, и плоскость получится волнообразная,  – то формируют временный прогон из 50й доски.

2

С помощью шнура отбивают середину потолочного пространства и по уровню устанавливают временные бабки, к которым пришивают 50ю доску. Следует учитывать все размеры, чтобы коньковая доска была выставлена ровно посередине и на необходимую высоту. По ней будут размечаться и выставляться все пары стропильных ног.

Сначала прогон, а потом остальное

3

Приставляя каждую доску к прогону и маурлату делается разметка для пропила посадочных мест. Для ускорения работ на данном этапе, можно использовать ранее подготовленный трафарет. Для его изготовления можно использовать угольник “Свенсона”.

4

Конёк формируется упором друг в друга парных стропил. Для этого приставив пару по месту, с помощью уровня по оси прогона чертят перпендикуляр на одной доске. После отпила, приставляют её обратно и по ней делают разметку на второй доске. Отпиливают, устанавливают обратно и сколачивают доски.

Разметка доски

5

После монтажа каждой пары устанавливают верхний ригель. Для чего приставляют доску на необходимой высоте, выставляют по горизонтали по уровню, размечают и делают в этом месте пропил для посадочного места, пришивают, лишнее спиливают.

Запил делается только для несущего ригеля. Для остальных затяжек эта операция не обязательна, достаточно использовать гвозди и скобы.

6

Шаг между осями стропильных ног составляет 60 см.

7

Дальнейшие действия по формированию кровельного “скелета” аналогичны”.

Также для облегчения понимания принципа монтажа рекомендуется ознакомиться со следующим информативным роликом:

Строительство каркасного дома. Стропильная система. Строй и Живи

Почему стропильные системы двухскатной крыши так популярны? Обзор преимуществ и ключевых отличий (Фото & Видео)

Лежанка для Собаки: описание ключевых моментов, пошаговые инструкции изготовления своими руками (140+ Фото & Видео) +Отзывы

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Диагональные стропила

Обустройство стропильной системы вальмовой крыши своими руками требует монтажа различных видов стропил, таких, как:

• накосные (диагональные балки, формирующие треугольный скат);
• центральные вальмовые;
• боковые;
• укороченные (нарожники).

Боковые стропильные ноги изготавливают из доски и устанавливают аналогично элементам обычной скатной кровли с висячей или наслонной конструкцией. Центральные вальмовые стропила представляют собой наслонные элементы. Чтобы сделать нарожники, применяются бруски или доски, которые крепятся к диагональным балкам и мауэрлату.

схема стропильной системы вальмовой крыши

Как сделать стропила для вальмовой крыши? Чтобы правильно смонтировать данный вид кровельной конструкции, требуется точно рассчитать сечение и угол наклона накосных балок. Размеры элементов зависят от длины перекрываемого пролета.

Технология сборки

Степень сложности и последовательность сборки стропильного каркаса кровли зависит прежде всего от конструкции и вида стропил. Чтобы выполнить монтаж своими руками, лучше выбирать более простые двухскатные конструкции. Если внутри дома предусматриваются несущие стены, то можно использовать наслонную стропильную систему. Сборка каркаса происходит в несколько этапов:

Закладка мауэрлата и лежня

На этом этапе важно прочно зафиксировать опорные брусья вдоль несущих стен металлическими шпильками или анкерами.
На лежень, уложенный на внутреннюю несущую стену устанавливают вертикальные стойки с шагом 1,2-1,5 метра. Чтобы они сохраняли вертикальное положение, устанавливают временные подпорки.
На стойки сверху укладывают коньковый прогон

Он стягивает между собой вертикальные опоры и служат основой для монтажа стропильных ног.
Монтируют стропильные ноги. Один конец стропила прикрепляют к мауэрлату, а другой – на коньковый прогон.
Перпендикулярно стропилам приколачивают обрешетку, на которую укладывают кровельное покрытие.

Технология сборки стропильного каркаса

Утепление двухскатной крыши

Двускатная крыша, особенно, если предполагается использовать чердак в качестве жилой мансарды, должна быть утеплена. Выбранный утеплитель всегда укладывают после слоя гидроизоляции. Используют один из способов укладки:

• между стропилами;
• поверх них;
• под стропилами.

Первый — самый распространенный. При нем, сначала измеряют расстояние между ногами стропильной конструкции, после чего отмеряют материал нужной длины с небольшим запасом.

Укладку производят внахлест, без щелей, двигаясь снизу вверх. Между утеплителем и гидроизоляцией соблюдают просвет в 2 см. Поверх укладывают пароизоляцию, которую укрепляют контробрешеткой.

Требования к качеству стропил

Для изготовления стропил используют обрезные доски различного сечения. Наиболее часто встречаются детали сечением 50х150 или 50х200.  Брус квадратного или прямоугольного сечения не применяется, так как он не может обеспечить необходимую прочность конструкции или значительно утяжелит ее. Устанавливают стропила своими руками всегда на ребро. В этом направлении детали более прочны и не подвержены изгибу.

Монтаж стропильной системы хозпостройки

Для работы лучше выбирать доски хвойных пород. Связано это с несколькими их особенностями:

При этом категорически не рекомендуется использовать влажную древесину. В процессе высыхания даже доска 50х150 или брус могут значительно изменить свою геометрию и испортить всю крышу. Максимальная величина содержания воды – 18%.

Требования к строительным материалам

Для устройства стропильной системы лучшим вариантом будет использование пиломатериалов из хвойных пород древесины — сосны, ели или лиственницы, I — III сорта.

Материал для стропил берется не ниже II сорта, мауэрлат изготавливается из досок или бруса II сорта, для стоек и прогонов берется материал II сорта, обрешетка изготавливается из пиломатериала II-III сорта, это зависит от кровли. Ригели, затяжки выполняют из материала I Сорта. На накладки, подкладки можно применять материал III сорта.

Обратите внимание! Пиломатериал должен быть сухим с влажностью не более 20 %. Перед установкой его следует обработать огнезащитными составами и антисептиками против грибковых заболеваний

Хранить пиломатериал нужно под навесом, обеспечив защиту от солнца и влаги. Площадку для складирования выровнять, пиломатериал переложить подкладками для вентиляции.

Для монтажа потребуются крепежные элементы: стяжки, пластины, шпильки, болты с шайбами и гайками, саморезы с прокладками ЕРDМ, толщиной 2,8мм, монтажная лента, кронштейны оцинкованные.

Кронштейны применяются при креплении мауэрлата, крепят их гвоздями или саморезами.

КР уголки служат для прикрепления стропил к мауэрлату, препятствуют смещению стропил.

Как вычислить длину стропил двускатной крыши

Жёсткость конструкции стропильной системы является обязательным требованием, и её обеспечение исключает прогиб при воздействии нагрузок. Стропила прогибаются в случае допущенных ошибок в расчётах конструкции и величины шага, с которым устанавливается стропильный брус. В случае, когда данный дефект выявлен после окончания работ, необходимо укрепить конструкцию с помощью подкосов, тем самым вы увеличите её жёсткость. При длине стропильного бруса более 4,5 м применение подкосов является обязательным, так как прогиб будет образовываться в любом случае под воздействием собственного веса бруса

Данный фактор обязательно принимается во внимание при выполнении расчётов

Длина стропил зависит от месторасположения их в системе

Определение расстояния между стропилами

Стандартный шаг, с которым выполняется установка стропил в жилом доме, составляет порядка 600–1000 миллиметров. На его величину влияет:

• расчётная нагрузка;
• сечение бруса;
• характеристика кровли;
• угол наклона крыши;
• ширина материала утеплителя.

Не рекомендуется искусственно уменьшать или увеличивать шаг стропил

Определение необходимого числа стропил происходит с учётом шага, с которым они будут устанавливаться. Для этого:

1. Выбирается оптимальный шаг установки.
2. Длина стены делится на выбранный шаг и к полученному значению прибавляется единица.
3. Полученное число округляется до целого.
4. Повторно делится длина стены на полученное число, тем самым определяется нужный шаг монтажа стропил.

Площадь стропильной системы

При вычислении площади двускатной крыши требуется учитывать такие факторы:

1. Суммарную площадь, которая состоит из площади двух скатов. Исходя из этого определяют площадь одного ската и полученное значение умножают на число 2.
2. В случае, когда размеры скатов различаются между собой, площадь каждого ската находится индивидуально. Суммарная площадь вычисляется сложением полученных значений для каждого ската.
3. В случае, когда один из углов ската больше или меньше 90о, для того чтобы определить площадь ската, его «разбивают» на простые фигуры и вычисляют их площадь по отдельности, а затем складывают полученные результаты.
4. При вычислении площади не учитывается площадь дымоходных труб, окон и вентиляционных каналов.
5. Учитывается площадь фронтонных и карнизных свесов, парапетов и брандмауэрных стен.

Расчёт стропильной системы зависит от типа крыши

Например, дом имеет длину 9 м и ширину 7 м, стропильный брус имеет длину 4 м, свес карниза — 0,4 м, свес фронтона — 0,6 м.

Значение площади ската находится по формуле S = (L_дд+2×L_фс) × (L_c+L_кс), где:

• L_дд – длина стены;
• L_фс – длина свеса фронтона;
• L_c – длина стропильного бруса;
• L_кс – длина свеса карниза.

Получается, что площадь ската равна S = (9+2×0,6) × (4+0,4) = 10,2 × 4,4 = 44,9 м2.

Суммарная площадь крыши составляет S = 2 × 44,9 = 89,8 м2.

Размер двускатной кровли рассчитывают с целью определения требуемого количества кровельного материала. С увеличением угла наклона крыши увеличивается и расход материала. Запас должен составлять порядка 10–15%. Он обусловлен укладкой внахлёст. Для определения точного количества материала с учётом наклона скатов лучше всего использовать справочники.