Двускатная крыша своими руками: способы сооружения

Стропильная система двухскатной крыши – несложная конструкция, доступная для устройства своими руками даже начинающему застройщику. Нужно лишь предварительно сделать подсчеты, ознакомиться с деталями и этапами возведения кровли, подсчитать нужные для монтажа материалы. При расчетах, следует учесть, что несущая способность двухскатной крыши зависит от влияния на нее нагрузок от ветра, снега, веса материалов.

Основные правила

Одним из важнейших соединений в системе стропил является их прикрепление к мауэрлату.

От того, насколько прочным будет такое соединение, зависит прочность всей крыши, ее долговечность и безопасность людей.

При нарушении технологии может произойти опускание стропильных ног через какое-то время, крыша начнет деформироваться и существенно вырастает вероятность обрушения отдельных элементов.

Чтобы этого не произошло, следует неукоснительно соблюдать основные правила крепления:

  • в тех точках, где запилы прилегают к мауэрлату, следует соблюдать максимально возможную точность, чтобы обеспечить надежность такого соединения. Недопустимо использование всевозможных дополнительных элементов (прокладок, накладок и пр.), которые со временем под воздействием нагрузки могут деформироваться и вылететь, нарушив прочность соединения;
  • при выполнении монтажа стропил на мауэрлат, при креплении к раскосам, иным стропильным брусам, растяжкам и другим деталям следует использовать металлические пластины, уголки, болты, шпильки с надежной резьбой, кронштейны, которые специально для этих целей в специализированных магазинах и на рынках выбор крепежей очень широк. И для каждого вида соединений можно легко подобрать то, что вам требуется;
  • если при закреплении используются различные резьбовые соединения: болты, винты, шпильки и пр, то в обязательном порядке должны быть использованы шайбы, а при их отсутствии пластины из металла, которые не позволят гайке утопиться в древесный материал. Если нет металлических изделий, то могут быть использованы обрезки фанеры, которая отличается своей исключительной резьбовые соединения получили максимальную надежность, следует также использовать шайбы Гровера, которые не допустят непроизвольного расслабления такого соединения;
  • использовать гвозди или шурупы при установке стропильных ног можно лишь при создании временных соединений на очень непродолжительный период времени. Чтобы было удобнее монтировать стропильную того, как работы выполнены, шурупы и гвозди, как можно скорее следует заменить на надежные крепления при помощи пластин, уголков, болтов;
  • чтобы стропильные ноги при усадке стен скользили по стене, необходимо использовать специальные детали, именуемые «салазки». Использование таких деталей является обязательным, когда в качестве кровельного материала используется элитная черепица или когда будет выполняться устройство мягкой кровли;
  • до того, как приступить к закреплению, осуществляется «запиливание» седла на том участке, где стропило примыкает к мауэрлату. Такая мера поможет обеспечить надежное прилегание стропильной ноги к поверхности мауэрлата.В большинстве случаев кровельщики используют заранее изготовленный шаблон из прочной фанеры и выполняют запилы на всех стропильных ногах, если угол наклона скатов везде одинаков. Если же величины угла отличаются, то для каждого из скатов изготавливается отдельный запила не должна составлять более 25% ширины стропила;
  • для того чтобы существенно усилить места соединения стропильных ног с мауэрлатом и повысить сопротивляемость конструкции крыши к порывам ветра и иным атмосферным нагрузкам, используют специальные стальные уголки. Точно такие же приспособления используются при укладке стропильных ног на вертикальном кресле;
  • между собой соединение стропил в коньковом прогоне осуществляют встык, а для закрепления соединения используют стальные накладки;
  • на других участках, где стропильные ноги прилегают друг к другу (на диагональном стропиле, например), точно также требуется припиливание элементов выполнять с максимальной точностью, чтобы обеспечить плотное прилегание. Для закрепления соединения используют металлические пластины или уголки, и скручивают болтами.

Преимущества и недостатки полумансарды

Возведение мансардного или полумансардного этажа значительно сэкономит денежные затраты, в отличие от возведения полноценного этажа.

К преимуществам полумансардного этажа можно отнести несколько факторов. Существует возможность применения вертикального, то есть торцового полноценного остекления, без применения мансардных окон, которые являются довольно дорогим удовольствием. Также получается использовать пространство данного этажа более рационально, чем в мансардном этаже.

Типичный дом с полумансардой вместо второго этажа

Главным недостатком мансардных и полумансардных этажей является большая теплопотеря через кровельное покрытие. Но этот изъян легко устранить, проведя тщательную работу по устройству теплоизоляции, соблюдая все этапы и используя качественные и проверенные материалы.

Полумансардный этаж также будет стоить дороже, чем устройство мансардного этажа, но дешевле, чем устройство полноценного этажа.

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.

Читайте также:  Как самостоятельно утеплить крышу изнутри

Весь крепежный материал должен быть изготовлен из высококачественного материала и иметь защиту от коррозии.

Основные конструктивные элементы и виды двускатной крыши

Двускатная крыша является одним из наиболее простых видов крыш. Даже новички, вооружившись нужной информацией, вполне могут справиться с её сооружением своими руками. Рассмотрим основные конструктивные элементы такой крыши, их виды и способы монтажа

Несущими конструкциями любой крыши, в том числе и двускатной, являются  стропила, которые чаще всего бывают деревянными.

Стропила двускатной крыши могут быть  висячими (А) и наслонными (Б) (рис. 1): Рис.1 Онсовные несущие элементы крыши: 1 -стропила; 2 — мауэрлаты; 3 — перекрытие; 4 — затяжка; 5 — накладка; 6 — стойка; 7 — прогон.

Наслонные стропила

Двускатная крыша  с наслонными стропилами, обычно, устраиваются в домах, имеющих средние опорные стены. Она экономична и относительно проста в изготовлении. При таком способе сооружении двускатной крыши верхние концы стропильных ног опираются на прогон, уложенный по стойкам, установленным по средине крыши на несущую стену. В некоторых случаях роль стоек может выполнять опорная стенка из кирпича или другого строительного материала. Особенно часто это бывает при сооружении крыши в разных уровнях.

При сооружении такой крыши дома своими руками, для наслонных стропил можно использовать доски или брус сечением 50…100х180…220 мм или круглый лес диаметром 130-180 мм.

Конструкция крыши определяется с учётом  уклона кровли, длины перекрываемого пролёта, сечения стропил и обрешётки и вида кровельного материала.

Шаг стропил обычно выбирают 70-120 см и зависит он от их сечения,  расстояния между опорами и угла наклона кровли.

Висячие стропила или стропильные фермы

Двускатная крыша с висячими стропилами отличается с тем, что вверху стропильные ноги опираются друг на друга и крепятся между собой без необходимости монтажа стоек и прогона посредине крыши.

Крыши дома с висячими стропилами или стропильными фермами требуют более тщательного изготовления узлов, особенно затяжек. При неправильном их изготовлении сила горизонтального распора может даже опрокинуть стены.

Достоинством крыш с висячими стропилами является  их способность перекрывать пролёты более 6 метров без промежуточных опор, что обеспечивает свободную планировку дома и позволяет уменьшить затраты на устройство устройстве крыши дома в двух уровнях стропильные фермы с промежуточной опорой позволяют более полно использовать чердачное пространство. При этом затяжка входит в состав междуэтажного перекрытия.

Крыша каркасного дома своими руками: кровля и стропильная система

Данная строительная конструкция имеет свои особенности при сравнении с крышей жилого дома из кирпича, шлакоблоков или монолитного бетона. Дело в том, что крыша – довольно массивное сооружение, опирающееся всем своим весом на стены дома.

Кроме того, через крышу на коробку строения передаются нагрузки от ветра и снега.

И если стены каменного или бетонного дома без особого напряжения выдерживают такую нагрузку, то стены каркасного дома не столь прочны и требуют более вдумчивого отношения к проектированию и устройству каркаса крыши.

Перед тем, как начать проектировать и устраивать крышу, необходимо выбрать её форму. Существующие крыши любых строений делятся на два больших класса: плоские и скатные.

Плоские – это такие крыши, наклон которых не превышает 3-5%, то есть, практически отсутствует естественный сток и необходимы дополнительные мероприятия для удаления атмосферных осадков в виде дождя, снега и т. п.

Данный вид крыш имеет свои преимущества: они просты по конструкции, их каркас и кровля относительно дёшевы, ветровая нагрузка на них минимальна. В то же время, плоские крыши требуют более тщательного выполнения работ по гидроизоляции покрытия и квалифицированной реализации проекта водоотведения.

Кроме того, с них необходимо удалять снег, так как толстый его слой может вызвать разрушение каркаса крыши.

Скатные крыши имеют уклон более 5% и делятся в свою очередь на односкатные, двухскатные и т.д., по числу наклонных плоскостей. Преимуществами крыш с уклоном являются, во-первых, их высокие эксплуатационные характеристики, во-вторых, кровля может быть изготовлена из самых разнообразных материалов, что достаточно важно как с эстетической, так и конструкторской точки зрения. К недостаткам скатных крыш следует отнести сложность устройства их основания, что особенно наглядно проявляется при строительстве каркасных домов.

В данной статье мы рассмотрим основные вопросы проектирования и строительства каркаса скатной крыши, как наиболее подходящей для каркасного дома.

Функции

Естественно, что главное назначение любой крыши – защитить дом и его конструктивные детали от атмосферных осадков и утеплить его. Для этого конструкция крыши должна быть прочной, надёжной и долговечной. Скатная крыша должна обеспечивать равномерное распределение нагрузки как от внешних факторов (снег, ливень, ветер), так и веса самой конструкции по стенам дома.

Кроме того, пространство между обрешёткой, на которой размещается кровля, и потолком должно быть достаточно хорошо утеплено, чтобы минимизировать теплообмен между внутренними помещениями и улицей. Немаловажная функция крыши – сбор и отвод в специально предусмотренные места дождевой или талой воды.

Всевозможные отливы, желоба и водосточные трубы необходимо предусмотреть ещё на стадии проектирования каркаса крыши.

Конструкция

Если говорить вкратце, то крыша каркасного дома, который мы строим сами, состоит, во-первых, из опорных балок, которые лежат на стенах и называются мауэрлатами, во-вторых, из стропильной системы, то есть совокупности наклонных балок (досок), объединённых в пространственную конструкцию поперечными и продольными распорками, в-третьих, из обшивки и, в-четвёртых, из водонепроницаемого слоя, который называется кровля. Кроме того, на крыше монтируются отливы и водостоки. Выступающая за пределы стен часть крыши снизу подшивается декорирующими материалами, а чердачное пространство заполняется утеплителем. То есть, крыша представляет собой довольно сложное сооружение, ошибки в проектировании и строительстве которого могут дорого обойтись владельцу дома.

Основой скатной крыши является её каркас – стропильная система. От правильного расчёта и монтажа данной конструкции зависит надёжность и долговечность исполнения крышей дома своих функций. Существует целая система проектно-конструкторских расчётов элементов каркаса, но для наших целей – крыша каркасного дома своими руками – достаточно будет той информации, которая приведена ниже применительно к каждой части сооружения.

Читайте также:  Покрыть крышу профнастилом своими руками — как правильно?

Особенности установки

Деревянная кровля – это результат нескольких производственных операций. Для их выполнения необходимы инструменты для работ по дереву, а также специальные приспособления. Ее долговечность, устойчивость во многом обусловлены грамотной организацией монтажных работ: будь то удобная оснастка или качество соединения узлов деревянных конструкций кровли.

В процессе монтажных работ используются различные способы соединения деталей, к примеру, простые гвозди, шипы или другое.

Рассмотрим устройство основных узлов деревянной кровли: замков, врубок, шипов.

Плотничий замок . Места соединения деталей из дерева приобретают прочность, повышая тем самым жесткость сооружения. Различают два вида замков

  • внакладку. Они самые простые по исполнению. В обиходе чаще можно услышать другое название – вполдерева, поскольку выборка на заготовке в виде прямоугольника выполняется на половину ее толщины. Детали внакладку можно соединять под углом в 90˚, Т-образно либо крестообразно. После соединения заготовок их скрепляют либо гвоздями или нагелями, либо на клею. Вариант скрепления зависит от предполагаемых нагрузок в месте сопряжения;
  • в сковородень. Это более сложный вариант для исполнения, но, с другой стороны, эти замки устойчивы к высоким эксплуатационным нагрузкам. Чтобы соединить детали, имеющие одинаковую толщину, применяют простой сковородень. На одной из заготовок вырезают с торца трапецию, на другой – гнездо, аналогичное как по форме, так и по размерам. Если простой сковородень дополнить прирезкой, то можно будет соединять также детали с разной толщиной. Гнездо в данном случае по глубине должно соответствовать толщине первой заготовки.

Шиповое соединение – самое эстетичное, однако для их исполнения необходима высокая квалификация. Оно состоит из двух элементов – шипа и гнезда или проушины, расположенных на двух деталях. Шип – это выступ, который находится на конце первой и входит в проушину на второй. Шипы и гнезда необходимо подогнать так, чтобы при плотном вхождении друг в друга волокна древесины не разрушались. Если посадка будет чересчур тугой, древесина в промежутках между элементами соединения может отслаиваться, если же она будет свободной – получится непрочное соединение.

Стропильные врубки применяют в конструкции стропильных ног. Способ выполнения врубок этого типа имеет некоторые особенности, поскольку балки стропил и перекрытий расположены под углом. При устройстве крыш чаще применяют упоры и так называемые лобовые врубки, так как они очень надежны и при этом выполнить их не составит труда.

Это тип соединения, где усилия от одной детали передаются другой детали без посредствующих рабочих связей. Если же речь идет о монтажных нагрузках, то для их передачи необходима установка вспомогательных креплений из металла: болтов, скоб, штырей или другого.

На заметку

При строительстве деревянной кровли бревенчатых домов, узлы кровельного покрытия выполняют с помощью таких же креплений.

Подготовка к началу работ

Перед тем как сделать двухскатную крышу потребуется подобрать материалы. Монтаж начинается с выбора древесины. Чтобы построить своими руками надежную конструкцию, устойчивую к внешним факторам потребуется выполнить следующие рекомендации:

Для строительства лучше выбрать хвойные породы первого или второго сорта

  • правильно будет выбрать материалы хвойных пород древесины (ель, сосна, лиственница более устойчивы к гниению);
  • сборка конструкции ведется из древесины первого или второго сорта, применение третьего для ответственных элементов недопустимо;
  • лучше выбирать те пиломатериалы, которые произведены в северных регионах, чем сложнее условия произрастания дерева, тем плотнее его структура;
  • стараются выбирать тот материал, который срублен в конце холодного периода года (февраль-март).

Далее стоит выбрать сечение стропильной ноги. Оно зависит от следующих моментов:

  • нагрузка от снегового покрова (снеговой район);
  • масса кровельного покрытия;
  • шаг стропил;
  • пролет (расстояние между опорными точками);
  • толщина утеплителя.

Таблица средних значений стропильных ног Теплоизоляционный слой требуется при проектировании в подкровельном пространстве дома жилого помещения – мансарды. Чаще всего выполняется установка своими руками минераловатного материала для повышения теплоизоляционных характеристик. При этом важно обеспечить вентиляционный зазор между теплоизолятором и кровельным покрытием. Высота стропильной ноги не должна быть меньше, чем толщина утеплителя. Для увеличения просвета вводят такой элемент системы как контробрешетка – брусок, который прибивается параллельно стропильной ноге и увеличивает ее высоту.

Наиболее удобный шаг стропил для частного дома тот, который обеспечивает расстояние между ними в свету 0,58 м.

Это позволяет правильно установить плиты минеральной ваты без подрезок и доборных элементов. Для такого шага можно привести следующие рекомендации по сечению в зависимости от пролета:

  • пролет 3 м – размер стропила 40х150 мм;
  • 4 м – 50х150 мм;
  • 5 м – 50х175 мм;
  • 6 м – 50х200 мм.

Важно знать следующее: на несущую способность и сопротивление изгибу больше влияет высота, чем ширина. При необходимости увеличить несущую способность эффективнее наращивать высоту. Еще один элемент, сечение которого потребуется подобрать – обрешетка. Самым оптимальным значением станет толщина 32 мм. При повышенной нагрузке значение увеличивают до 40 мм.

Остальные составляющие стропильной системы дома назначаются конструктивно, исходя из того, какие пиломатериалы имеются в наличии. Но при этом стоит все-таки учитывать прочностные требования.

Сразу же после покупки материала, перед тем как начнется сборка системы, потребуется обработать своими руками все элементы специальными составами.

Двускатная, как и любая другая кровля дома нуждается в следующих видах защиты:

  • антисептическая, производится в обязательном порядке, позволяет предотвратить процессы гниения и возникновения плесени и грибка (даже если не установка планируется через какое-то время после покупки древесины, обработка выполняется незамедлительно);
  • антипиренная, выполняется по желанию, но очень важна, повышает способность дерева сопротивляться возгоранию, чем увеличивает безопасность строения.

Принцип расчета

На подготовительном к строительству этапе нужно заранее выполнить расчет стропил с балками перекрытия. В проектировании каркаса кровли учитываются климатические и другие особенности конкретного региона, характерная для него снеговая, ветровая нагрузка. На основании этих данных и СНиПа, определяющих относительные и допустимые прогибы, и будет выполняться расчет сечения для всех элементов системы: кровельных балок, стропил, других частей фермы. Требуется также выполнить и конструкционные вычисления, определяющие шаг укладки для балок. А межбалочное расстояние в свою очередь определяет шаг для размещения стропильных ног.

Читайте также:  Как самому сделать расчёт водостока для скатной кровли

Как видим, возвести систему стропил крыши вполне реально и своими руками, если изучить весь процесс пошагово: от покупки материала до определения выдерживаемой конструкцией здания нагрузки и способов крепления стропил к балкам перекрытия.

Рекомендуем посмотреть видео об установке стропил:

Расчет (угол, нагрузка, длина)

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

  • Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
  • Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
  • Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
  • Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

Помните, что перед тем, как рассчитать стропила на крышу, нужно определиться с основными параметрами конструкции. В частности, необходимо точно знать высоту конька и уклон крыши, а также размеры перекрываемого помещения. Результатом выполнения расчета элементов крыши должен стать подробная схема стропильной системы, отражающая их размеры и углы между ними.

Способы крепления стропил к мауэрлату

Для начала отметим, что возможно два основных типа крепления к мауэрлату: скользящие и жесткие.

В скользящих само крепление состоит из пары отдельных элементов, один из которых способен свободно перемещаться по отношению к другому.

По своей конструкции они бывают закрытыми и открытыми.

Это уголок, с одной стороны которого сделана специальная проушина в виде щели, а другой поверхностью его прикрепляют к мауэрлату. В щелевидной проушине фиксируется петля из металла, оснащенная отверстиями, с помощью которых она крепится к стропилу. Незакрепленная, свободная вертикальная сторона уголка позволяет стропилу слегка смещаться при необходимости, не нагружая и не деформируя своим воздействием стены.

Принцип устройства открытого крепления в целом такой же. Отличие заключается в том, что никакая петля в проушину не вставляется. После монтажа верхняя часть полки уголка загибается вниз для фиксации соединения.

Жесткие крепленияЖестких креплений имеется значительно большее количество видов. Наиболее подходящий выбирают исходя из различных факторов: тяжести и массивности деревянных составляющих, выбранного метода установки стропил.

Сюда относятся всевозможные разноразмерные уголки из металла, LK крепления, держащие установленные с помощью запила стропила. При этом последние не повреждаются гвоздями или крепежными саморезами.

Крепления LK выполняются в разных размерах, и под любую толщину доски или бруска без труда можно подобрать оптимальный. Независимо от размеров таких креплений для их изготовления всегда используется металл одной толщины – 2 мм. Разобраться в них несложно – разные размеры крепежа обозначаются по-разному.

Способы крепления стропил к мауэрлату

Надо заметить, что такие крепления удобны не только для фиксации мауэрлата и стропил. Также они подходят для фиксации мауэрлата с балками перекрытия. Основное преимущество такого крепежа – максимальная надежность и жесткость соединения частей из дерева.

Фиксация на мауэрлате стропил с запилом посредством уголков должна осуществляться с двух сторон. Только так можно гарантировать требуемую жесткость.

Выпускаются также уголки, которые служат для фиксации стропил без запилов. Они имеют большую высоту полок, для их крепления нужно больше саморезов. Изготавливаются они из металла в 2; 2,5 или даже 3 мм толщиной.

Способы крепления стропил к мауэрлату

Еще один интересный вариант крепления стропил. Они устанавливаются между двумя досками, спиленными под заданным углом, а внизу дополнительно фиксируются LK-креплениями или металлическими уголками. Такая фиксация обеспечивает отличную жесткость и высокую надежность. Данный способ хорош, когда требуется закрепить стропило под определенным углом, слегка подняв его над плоскостью мауэрлата, при этом зафиксировав его на внешнюю вертикальную сторону.

Еще один способ используется, когда мауэрлат сделан из не очень большого бруса. Такой брусок можно усилить посредством деревянных подкладок различной толщины. Отрезки досок присоединяются гвоздями или саморезами к мауэрлату в тех местах, где встанут стропильные ноги.

Тогда в стропилах проделываются специальные вырезы необходимой глубины и формы. Можно надежно прикрепить стропильные ноги к стене посредством прочной проволоки из стали, которая надежно крепится на стальной костыль, надежно вбитый.

Способы крепления стропил к мауэрлату

Стропила можно скобами прикрепить к мауэрлату. Этот метод используется довольно давно, и считается довольно распространенным. Если все сделать правильно, такая стропильная система будет служить много лет. Скобы бывают разной величины, также они могут вбиваться в различных местах.

Перфорированную ленту TM можно считать вспомогательным крепежным элементом. Ее применяют, если требуется дополнительная фиксация крепежного узла, для его усиления. В отдельных случаях она оказывается незаменимой.