Устройство стропильной системы крыши

Специалист по кровельным и гидроизоляционным технологиям

Особенности конструкции

Вальмовая кровля – это одна из разновидностей крыши, имеющей четыре ската. Но при этом два ската выполнены в форме трапеции, а другие два – треугольные (вместо фронтонов), которые также называются вальмами. Отсюда и название – вальмовая кровля. Главное, чтобы торцовые скаты занимали все пространство от карниза до конька. Если же до карниза они не достают, то такая крыша будет называться полувальмовой. Если вальмовую крышу разрезать, то в этой проекции она будет выглядеть как обычная двускатная треугольной формы.

Вальмовая крыша — стропильная система

Вальмовая кровля – это не только прочная защитная конструкция для здания, она еще предназначена и для его украшения, а также способна придать ему особый шарм и индивидуальность.

Каждому ли дому подходит вальмовая крыша

На заметку! В России чаще всего используются более простые варианты кровель – например, двускатные. А вот в Европе вальмовые крыши очень широко распространены. Впрочем, и в нашей стране увидеть такие кровли в последние годы можно все чаще.

Что такое вальмовая кровля

Достоинства вальмовой кровли заключаются, прежде всего, в следующем:

  • красивый внешний вид;
  • отличная защита строения от воздействия осадков;
  • высокая прочность и способность отлично противостоять ветровым и снеговым нагрузкам;
  • конструкция вальмовой крыши очень жесткая благодаря наличию угловых ребер;
  • у такой кровли можно сделать далеко выступающие свесы, а это – дополнительная защита строения от осадков.

Архитектурные и технические особенности вальмовой крыши

Но, как водится, даже у самого хорошего варианта всегда есть и свои недостатки. Например, вальмовая крыша – это достаточно сложная конструкция, ее непросто рассчитать и установить. Из-за того, что материала на нее тратится больше, она обойдется дороже, чем обычная двускатная. Также важно понимать, что чердачное помещение под ней будет небольшим из-за установки дополнительных опор. Потому, кстати, и полноценную мансарду под такой крышей не сделать. В целом, в ряде случаев эти недостатки не являются критическими, и вальмовая крыша обустраивается последнее время очень часто.

Конструкция вальмовой крыши

Какими бывают двускатные крыши?

На первый взгляд кажется, что придумать что-то необычное из двух скатов и двух фронтонов довольно сложно, но это не так. Двускатные крыши могут быть:

  • Асимметричными. При этом конек расположен не над осью симметрии дома, а где-то сбоку. Более пологий скат можно продолжить далеко за пределы фасада, заботливо укрыв им, например, гараж или террасу.
  • Ломаными. Каждый их скат сформирован из двух плоскостей с разными углами наклона относительно горизонтали. Это отличное решение для оборудования под крышей жилого помещения, такой тип крыши иногда так и называют — мансардным.
  • Разноуровневыми. Это довольно необычный тип крыш, который предполагает наличие внутренней несущей стены, на которую на разной высоте опираются скаты. По сути, это комбинация из двух односкатных крыш. Выглядит она необычно, отличается особой прочностью и устойчивостью.

Двускатная крыша

Крыша двускатная – это конструкция с противоположными скатами, соединенными в коньке. Характерной особенностью является наличие треугольных фронтонов боковых стенок, закрывающих крышу в плоскостях, перпендикулярных коньку. Различают основные виды двухскатных крыш – симметричные (когда участки равны, и наклонены под одинаковым углом) или несимметричные.

Данная конструкция характерна для традиционной архитектуры, но присутствует и в современных, минималистских зданиях, в первую очередь благодаря простоте, которая влияет на удобство и снижение стоимости строительства. В домах, где угол наклона крыши составляет 35 – 45°, обычно обустраивают мансарду. Двускатная крыша имеет много преимуществ, среди которых самые важные:

  • благодаря возможности адаптации чердака на жилые цели, получают дополнительную площадь;
  • простая конструкция облегчает строительства дома, а также позволяет без особых трудностей достроить к зданию гараж или навес;
  • большая и простая площадь облегчает обустройство кровли;
  • при проведении кровельных работ на двускатной крыше, получается мало отходов материалов, поэтому выбор покрытия неограниченный;
  • такой тип крыши также обеспечивает эффективное удаление снега и дождевой воды.

Немаловажно для здания и то, что благодаря сильному наклону, вентиляция между кровлей и ветроизоляцией намного проще, чем в случае других типов крыш.

Установка висячих стропил

На стены укладывается гидроизоляция (обычно рубероид) и анкерным соединением монтируется мауэрлат. Можно сделать сразу напольное перекрытие, чтобы иметь площадку для монтажа крыши. Обычно (но не всегда, иногда применяются так называемые “скользячки” – это особенно актуально для домов из бруса) в стропилах делается выемка (врезка) для стыковки с мауэрлатом. Для креплений используют болты, ригели и металлические пластины.

Необходимо сначала выставить первые два стропила, затем сделать по образцу шаблон и подготовить остальной материал. Вторую пару стропил устанавливают по другому фронтону крыши. Две пары стропильных ног соединяют бечевкой. Это будет ориентир для других элементов. Снизу стропил монтируют коньковый брус. Приготовленные по шаблону стропила поднимаются на каркас и укрепляются к мауэрлату и коньку.

Когда вся система стропил будет выставлена и проверена правильность вертикалей и горизонталей, можно затягивать крепления до конца, устанавливать подкосы, стойки и делать обрешетку. Все элементы кровельного каркаса укрепляются не только саморезами или гвоздями, но и металлическими накладками.

При подготовке стропильных ног необходимо помнить, что они должны выступать за стену на 30 см. Хотя это расстояние может быть и больше, если мы хотим получить лучшую защиту стены от намокания, только надо не забывать что это также увеличивает парусность крыши. Это избавит вас от лишних работ по наращиванию стропил (с помощью кобылок), которые выполняются из такого же деревянного бруса.

После установки каркаса на крышу укладывают гидроизоляцию, утеплитель и финишный настил. Если все расчеты выполнены правильно, а все элементы кровли укреплены надежно, то крыша устоит перед любой непогодой. Раз в год необходимо проверять состояние кровли и проводить при необходимости ремонтные работы с кровлей.

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

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).

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.

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.

Читайте также:  Как построить деревянную ферму для кровельной системы

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.

Расчет нагрузок и угла наклона

Проектирование сложной кровельной конструкции требует профессионального расчета. Но расчет стропильной системы двускатной крыши небольшой площади можно произвести самостоятельно, используя для этого несложные инструкции и простые формулы. Закончив такой подсчет, желательно проконсультироваться у специалиста, чтобы окончательно убедиться в надежности будущей кровли. В первую очередь следует определиться с углом наклона скатов. Небольшой (5°-15°) наклон подходит только для некоторых видов кровельных покрытий, поэтому следует сначала выбрать кровельный материал, а затем рассчитывать стропильную систему. Очень важно грамотно подсчитать временные (ветровые и снеговые) нагрузки. Пределы снеговой нагрузки зависят от климатического района и лежат в пределах 80-320 кг/м2. Для кровли с наклоном до 25° применяется коэффициент перехода от снежного покрова на крышу, равный 1. Для крыш с большим уклоном коэффициент равен 0,7. Например, если нагрузка снегового покрова на землю составляет 130 кг/м2, то нагрузка на кровле с наклоном 25°-60° составляет 130×0,7=91 кг/м2. Для подсчета ветровой нагрузки используется коэффициент изменений ветрового давления и аэродинамических влияний. Помимо временных нагрузок обязательно рассчитывается постоянная нагрузка, которую создает вес кровельного пирога. Он включает в себя вес обрешетки и контробрешетки, теплоизоляционного слоя, кровельного материала, а в случае с мансардой – и вес внутренней отделки потолков. В среднем величина постоянной нагрузки составляет 40-50 кг/м2. Большое значение в строительстве двухскатной крыши имеет угол ее наклона. Он должен определяться не столько архитектурными особенностями строения, сколько климатическими особенностями региона и видом устанавливаемой кровли. Крутой угол наклона крыши необходим в тех регионах, для которых характерны частые выпадения осадков. Пологие скаты подходят для районов с сильными ветрами, где необходимо разгрузить крышу от ветровых нагрузок. Величина угла наклона скатов щипцовой крыши колеблется в пределах 5°- 90°. Наиболее распространены крыши с углом наклона 35°- 45°.

Этот вариант наиболее экономный в расходовании строительных материалов и обеспечивает равномерную нагрузку по всему периметру постройки.

Чердачное помещение при таком угле наклона имеет холодный тип и не пригодно для проживания. Стропильную систему двускатной крыши можно рассчитать самостоятельно, воспользовавшись справочниками и специализированными Интернет ресурсами. Но в любом случае необходимо посоветоваться со специалистом. Ведь крыша здания – главнейший элемент его конструкции, который должен быть прочным и надежным. В заключении представляю вам наглядный видео-урок по устройству и монтажу стропил двускатной крыши:

Что еще почитать по теме?калькулятор расчета угла наклона крыши Висячие стропила конструкция и узлы Расчет ломаной крышиПонравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях: Facebook Twitter Вконтакте Одноклассники Google+

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.

Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Выбор сечения стропил

В конструкциях различных типов стропильная нога называется по-разному (рядовым стропилом, накосной стропильной ногой). В любом случае до ее устройства следует произвести необходимые расчеты.

Расчет на прочность должен основываться на учете нагрузок временного и постоянного характера, которые будут оказывать воздействие на кровлю.

В постоянные нагрузки входят:

  • общий вес элементов конструкции стропил;
  • вес гидро- и пароизоляционных материалов;
  • вес кровельного покрытия;
  • в случае устройства мансардного помещения – вес материалов для отделки потолка.

Во временные нагрузки входят:

  • максимальная ветровая и снеговая нагрузка для конкретного региона;
  • вес обслуживающих кровлю строителей и инструментов;
  • вес устраиваемого на кровле инженерного оборудования: дымоходов, вентиляционных систем, зенитных фонарей, аэраторов и т.д.;
  • вес ограждений, переходных мостиков, трапов, которые нужны для проведения ремонтных работ и последующей эксплуатации кровли.

Основываясь на полученном значении нагрузок, производят расчет стропильных ног, их длины, поперечного сечения, определяемых выбранным материалом, типом кровли и стропил (висячих или наслонных). Кровли сложных конфигураций иногда включают в себя разные виды стропил.

Длина стропильных ног в первую очередь определяется размерами здания и величиной угла уклона кровельных скатов, получаемого от выбранной формы кровли. В основном стропила стараются делать максимум 6-метровой длины: имеющийся в продаже пиломатериал обладает именно такими параметрами. В тех случаях, когда размеры строения требуют большей величины, производится наращивание стропил. Значительные по длине стропильные ноги бывают у диагональных (накосных) стропил, используемых при строительстве кровель вальмового или полувальмового типа.

Сечение стропильной ноги выбирается в зависимости от ряда факторов:

  • постоянных и временных нагрузок;
  • конкретного вида кровельного материала;
  • типа кровельной конструкции;
  • размеров строения;
  • величины уклона скатов;
  • особенностей климатического региона;
  • качества материала, из которого изготавливаются стропильные ноги.

При устройстве стропильной системы в основном применяется сосновая древесина без больших сучков и синевы. Оптимальная влажность материала – 20-22%. Такое требование обусловлено возможностью изменения формы и размеров дерева по мере усыхания, что может привести к деформации возведенной кровли.

yandex_partner_id = 182959; yandex_site_bg_color = ‘FFFFFF’; yandex_stat_id = 3; yandex_ad_format = ‘direct’; yandex_font_size = 1; yandex_direct_type = ‘vertical’; yandex_direct_limit = 1; yandex_direct_title_font_size = 3; yandex_direct_links_underline = true; yandex_direct_bg_color = ‘FCF3EE’; yandex_direct_title_color = ‘0066CC’; yandex_direct_url_color = ‘336740’; yandex_direct_text_color = ‘000000’; yandex_direct_hover_color = ‘0066FF’; yandex_direct_sitelinks_color = ‘FF3333’; yandex_direct_favicon = true; yandex_no_sitelinks = false; (»);

В настоящее время есть множество фирм, предлагающих услуги по проведению расчетов системы стропил. Это можно сделать и самостоятельно, воспользовавшись онлайн калькуляторами. После ввода в программу нужных размеров она выдает готовые результаты сечения, шага, длины стропил.

При возведении частных домов в основном применяют доски, сечение которых составляет 50 х 150 мм. Они подходят для кровель любых конфигураций.

Длина шага стропильных ног составляет приблизительно 1 метр. Величина зависит от типа кровельного покрытия, величины уклона и количества снега.

Например, при угле уклона больше 45 градусов стропильный шаг будет равняться 1,2-1,4 м. Для областей с обильными осадками в зимнее время расстояние сокращается до 0,6-0,8 м с учетом возможной снеговой нагрузки.

Следует учитывать также кровельный материал. Наибольшим весом обладает натуральная черепица: при ее выборе в качестве покрытия для кровли величина сечения стропильных ног должна увеличиваться при большей длине стропильных ног и их шага.

Конек крыши — что это за кровельный элемент?

Конек крыши дома — это доборный элемент, предназначенный для оформления соединения скатов крыши в самой верхней позиции. Он занимает главенствующее положение, объединяя плоскости и логически завершая их стык.

Выполняет две основные функции:

Конек крыши — что это за кровельный элемент?
  • Защита от протечек, проникновения дождевой или талой воды в подкровельное пространство.
  • Обеспечение необходимого зазора для вентиляции подкровельного пространства, чтобы происходил вывод паров из элементов кровельного пирога и имелась возможность просушки утеплителя.

Обе задачи, на первый взгляд, исключающие друг друга, успешно выполняются при правильном монтаже конька, который исключает попадание воды под покрытие крыши, организуя штатный отвод, и допускает свободный проход воздуха для удаления водяного пара из кровельного пирога. Одновременность действия по двум направлениям обеспечивается формой конька, разработанной в процессе многолетней эксплуатации в разных климатических условиях.

Устройство висячей стропильной системы

Длина стропил определяется по расстоянию между внешними несущими стенами и углу соединения стропильных ног. Оптимальной считается длина 4-6 метров, учитывая карнизный свес в 50-60 см. Эти параметры стоит учитывать при решении задачи, как сделать большую крышу.

Вверху стропила скрепляют по-разному: встык, внахлест или «в лапу» с вырезом пазов. Фиксируются стропила болтами или с помощью металлических накладок. Немного ниже монтируется затяжка и готовую конструкцию фермы поднимают на место установки.

Устройство висячей стропильной системы

Вначале устанавливают фермы по краям, проверяя их вертикальность с помощью отвеса. Одновременно регулируется величина свеса. Стропила крепят к мауэрлату с помощью болтов или стальных накладок. Иногда используют временные укосины, которые поддерживают ферму в процессе установки. Вставляя остальные стропила, выдерживают одинаковое расстояние между ними. После установки и фиксации всех ферм по обеим сторонам верхнего ската прибиваю доски сечением 5*15 см.