Узлы стропильной системы двухскатной крыши

06.02.2017 2,198 Просмотров

Прогоны и стойки в стропильных системах

Основными элементами подстропильной конструкции, направленной вдоль здания, являются долевые балки — прогоны. Прогоны покрытий предназначены для передачи действующих нагрузок (собственный вес, вес кровли, ветровые и снеговые нагрузки) на несущие конструкции.

  1. В чердачных крышах прогоны опираются на торцевые (боковые) и внутренние несущие стены или стойки, передающие давление от веса крыши на внутренние стены или столбы.
  2. В бесчердачных крышах прогоны опираются на несущие конструкции стен, ригелей или непосредственно на столбчатые фундаменты.
  3. В подвесных перекрытиях прогоны подвешивают к конструкциям колон и ферм.

Конструкция вальмовой крыши

Описание стропил конструкции вальмовой крыши.

Как уже писалось выше, вальмовые крыши довольно интересные по своей конструкции. Один из компонентов – пара обычных скатов – стандартный атрибут практически любой крыши. Второй элемент как-раз и придает этому типу кровли неповторимость: не закрывающие в длину площадь дома скаты отлично компенсируются парой скатов.

Чертеж вальмовой кровли составляется при помощи разметочной рейки и таблицы Пифагора. Созданная по всем правилам схема дает возможность делать надрезы из стропил своими руками и провести монтаж такой необычной конструкции в одиночку.

При выполнении конструкции нужно соблюдать ряд принципов и правил:

  1. Не стоит забывать о более крутом наклоне промежуточных компонентов по сравнению с угловыми. Из этого делается вывод, что используемые доски должны быть не менее 50х150 мм.
  2. Монтаж коротких деталей осуществляется к угловым элементам стропил, а не к коньковой доске.
  3. Воплощая в жизнь чертеж вальмовой крыши, нужно учитывать, что, для того чтобы построить коньковую систему и каркас, применяются одни и те же материалы.
  4. При возведении задействуются промежуточные (центральные) стропила, которые крепятся к краям коньковой доски.
  5. Центральные вальмовые стропила нужно упереть в верхний конец обвязки и коньковую доску.

Виды стропильных систем

Различают три основных вида стропильных систем: висячие, наслонные и шпренгельные.

Висячая стропильная система

Висячая стропильная система применяется при наличии в сооружаемом здании одного пролёта. При этом стены чаще всего сделаны из блоков или кирпича. Внизу стропила опираются на мауэрлат, а вверху друг на друга, промежуточных опор нет. Конструкция висячей стропильной системы напрямую зависит от величины пролёта.

  1. Если длина пролёта до 6 м, нагрузка небольшая и элементов совсем немного. Это могут быть стропильные ноги с затяжкой внизу или вверху (приподнятой затяжкой).
  2. При длине пролёта от 6 до 9 метров есть два варианта: затяжка с дополнительным ригелем и подкладкой либо бабка, которая соединена с затяжкой хомутом.
  3. При пролёте от 9 до 14 метров бабка дополняется подкосами.

    Висячие стропильные системы применяются для конструкций, в которых нет промежуточных капитальных стен, и имеют разную конструкцию в зависимости от длины перекрываемого пролёта

В принципе, висячая стропильная система может перекрывать довольно большие пролёты, но при использовании дополнительных элементов повышается нагрузка на стропила, что ограничивают вес кровельного покрытия. Поэтому такой тип стропильной системы в основном используется при перекрытии небольших пролётов длиной до 6,5 м. Большие пролёты чаще всего делают при сооружении производственных помещений: ангаров, складов и т. д. В таких случаях применяют стропильную систему из металла с углом наклона крыши не менее 45о для снижения снеговой нагрузки. При сооружении любой стропильной системы, а особенно висячей с большими пролётами, необходимо проводить просчёты для каждого конкретного случая.

Наслонная стропильная система

Наслонная стропильная система применяется при наличии более двух пролётов. Это наиболее распространённый вариант, он чаще всего применяется в строительстве индивидуального жилья. Особенностью наслонной стропильной системы является наличие промежуточных опор. Вверху стропила опираются на коньковый брус (прогон), внизу на мауэрлат, а промежуточные опоры (стойки из бруса) на лежень. Основой для мауэрлата и лежня служат опорные стены. Промежуточные стены позволяют более рационально распределить нагрузку на стропильную систему. Основная её часть передаётся по вертикали, что снимает необходимость применения горизонтальных затяжек. Наличие дополнительной опоры позволяет применять стропильные ноги длиной от 4,5 до 12–15 м.

Наличие дополнительных опор позволяет отказаться от горизонтальных затяжек, ограничившись верхними ригелями в особенно ответственных случаях

Шпренгельная система

Шпренгельные системы предназначена для пролётов длиной более 16 метров. Кроме основных элементов она включает шпренгели, которые нужны для уменьшения возможности изгиба и для увеличения жёсткости стропильной системы. Фермы со шпренгелем могут изготавливаться как из дерева, так и из металла. Часто такие конструкции применяются при устройстве вальмовых крыш, хотя их используют и при строительстве других типов кровель.

Шпренгельная система обеспечивает надёжность эксплуатации крыш с большим пролётом и сложной конструкцией

Разновидности (типы и виды) вальмовой крыши

Изучая устройство стропильной системы вальмовой крыши, следует учесть, что в пределах этого вида, есть несколько разновидностей конструкций. В свою очередь, это вносит коррективы в общий процесс возведения каркаса стропильной системы.

Классическая вальмовая крыша

Отличается опиранием диагональных ребер на опорную балку конька и расположение свесов на одинаковой высоте. Отдельные элементы вальмовой крыши соответствуют треугольнику (фронтоны) и трапеции (скаты).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид вальмовой крыши (обычной, стандартной)

Шатровая вальмовая крыша

Отличается отсутствием опорной балки конька. Это приводит к тому, что все диагональные ребра сходятся в единой точке, а к ним уже примыкают рядовые короткие стропила. Такой крыше отдают предпочтение при наличии квадратной коробки дома. Но формирование надежного конькового узла достаточно сложное.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид шатровой вальмовой крыши

Полувальмовая крыша

Отличается наличием вертикальных фронтонов, в которых можно установить окна. На картинке видно различие двух разновидностей полувальмовых крыш (голландской и датской).

Схема устройства стропильной системы и внешний вид голландской вальмовой крыши

Схема устройства стропильной системы и внешний вид датской вальмовой крыши

Ломаная вальмовая крыша или мансардная четырехскатная

Наиболее сложная в плане строительства конструкция стропильной системы вальмовой крыши, так как в этом случае, все скаты кровли имеют разную площадь и расходятся под разными углами. Ломаная (мансардная) крыша позволяют более рационально организовать внутреннее подкровельное пространство и помимо дополнительной жилой площади придать дому эффектный внешний вид.

Схема устройства стропильной системы и внешний вид ломаной вальмовой крыши (мансардного типа)

Устройство стропил для чердачного помещения

Чердак двухскатной крыши имеет самую простую висячую систему.

Для чердачного перекрытия целесообразно изготовить готовые фермы на земле, а затем их поднять на крышу, предварительно установив мауэрлат.

Фермы состоят из стропильных ног, прочно закрепленных затяжкой у нижнего основания. Можно дополнительно использовать подкосы или бабки.

Большое значение имеет закрепление затяжек на стропилах. Рекомендуется устанавливать затяжки так, чтобы их брусья располагались за линией стены на полметра, тогда отпадет необходимость дополнительно устанавливать свес.

Как изготовить стропила самостоятельно вы можете прочитать здесь.

Фермы закрепляют с помощью верхних и нижних прогонов.

Стропильная система для чердачного помещения

Стропильная система вальмовой крыши – основные конструктивные особенности

Крыши вальмовой конструкции все чаще становятся выбором владельцев загородных домов. И это не удивительно, ведь крыши данной формы имеют свои преимущества.

Вы бы смогли себе представить дом, не имеющий крыши? Правильно, это просто невозможно! Кровля является главным элементом любого строения, она защищает внутреннее помещение от атмосферных осадков и холода.

Далеко не последнее место среди многообразия вариантов крыш занимает героиня данной статьи, ее конструкция очень прочна, что гарантирует долгую эксплуатацию и безопасность. Помимо всего прочего смотрится она очень оригинально и отлично подходит низким домам, придавая им особую красоту и эстетичность.

Об особенностях конструкции стропильной системы вальмовой крыши и схемах монтажа поговорим ниже.

  • Расчет
  •  Как рассчитать площадь
  • Монтаж стропильной системы
  • Обрешетка

Расчет

Расчет начинается с учета некоторых климатических особенностей в месте строительства:

  • ветровая нагрузка.
  • количество осадков.
  • вид кровельного материала.
  • необходимость утепления крыши.

 Как рассчитать площадь

Для нахождения площади, кровля условно делится на составляющие ее элементы – скаты, для каждого из которых рассчитывается его площадь с учетом свесов.

Формулы, используемые при расчетах, известны еще со школьной скамьи и достаточно просты.

Площадь треугольника равна: S=(b*h)/2, откуда b — длина основания треугольника, h — высота треугольника

Площадь трапеции равна: S=((a+b)/2)*h, откуда a и b — основания трапеции, h — высота трапеции

После чего полученные результаты суммируются. Ответ — общая площадь.

Монтаж стропильной системы

После установки лесов можно приступить к монтажу мауэрлата. Данный элемент служит для равномерного распределения нагрузки на каждый несущий элемент в доме. Располагается он по центру стен.

После его укладки происходит подгонка брусьев и их крепление между собой посредством прямого замка. После чего вся конструкция крепится к стене с помощью металлических шпилек или анкеров.

После надежного закрепления мауэрлата можно преступить к установке опорных столбов.

Опорные столбы используется как основа на которые в последующем будет укладываться коньковый брус. Опоры устанавливаются с шагом 1-5 м.

Расстояние зависит от длины конькового бруса, от его толщины и материла из которого он изготовлен.

После их установки и закрепления происходит укладка конькового бруса. В качестве прогона может использоваться брус любого сечения, но не стоит забывать, что чем тоньше брус, тем меньшую нагрузку он выдержит.

Совет от редакции: для увеличения толщины можно использовать несколько слоев бруса уложенные в паз, сделанный в опорных столбах.

После установки данных элементов, можно приступить к монтажу накосных ног.

Накосные ноги устанавливаются на внешний угол мауэрлата и на опорный столб впритык к прогону. При монтаже накосов рекомендуется пропиливать пазы в нижней части для более плотной установки на мауэрлат.

На домах большой площади зачастую угловые стропила приходится «наращивать». При этом лучше всего делать дополнительные стойки, чтобы не допустить возможного образования трещин в процессе эксплуатации.

Крепление происходит металлическими уголками и пластинами. Крепление к опорному столбу лучше всего производить болтами дабы не допустить сдвига бруса с первоначального места.

В случае с шатровыми крышами можно также произвести скрепление накосных ног между собой, это даст дополнительную жесткость конструкции в целом. После окончания их установки можно приступить к монтажу промежуточных стропил.

В целом установка данных стропил ничем не отличается от монтажа любых других. Для удобства монтажа лучше всего в верхней и нижней частях натянуть любую нитку или леску, это позволит установить промежуточный брус на тех же высотах что и центральные стропила. Вследствие чего вы избежите образования волны на крыше и сократите время монтажа в целом.

По такому же плану производиться установка народников и укороченных стропил. Не стоит забывать о прочности, поэтому после соединения всех элементов проверьте надежность их крепления.

Читайте также:  Разница между металлочерепицей и профнастилом

После окончания установки и проверки стропильной системы на прочность можно переходить к обрешетке.

Обрешетка

Обрешетка является неотъемлемой частью создания будущей кровли. Как было сказано выше, шаг обрешетки может быть любыми. Например, для гибкой черепицы лучше всего делать сплошную обрешетку, чтобы в последствии избежать образования ямок, в которых может собираться влага после дождя.

В иных случаях можно использовать шаг от 5 до 30 см. Все пиломатериалы желательно обработать специальными антисептиками. Также не мало важно выбирать сухой материал так как это предотвратит преждевременное гниение древесины.

Стропильные системы вальмовых крыш имеют свои преимущества. Основное — невысокое сопротивление потокам воздуха, за счет отсутствия торцевых вертикальных стен.

Как монтируется стропильная система вальмовой крыши, смотрите в следующем видео:

Узлы опирания накосных стропил в коньке

Коньковый узел в точке соединения диагональных стропил и конькового прогона рядовых скатов может быть исполнен в нескольких вариантах. Все зависит от количества использованных промежуточных опор и от конструкции наслонных стропил рядовых скатов вальмовой крыши здания.

В случае опоры основных стропильных ног только на один коньковый прогон, накосные стропила должны опираться на консоли конькового прогона (рис. 2). Консоли при этом должны монтироваться с выпуском от 100 мм до 150 мм за пределы подстропильной рамы, поскольку лишнее после монтажных работ проще отпилить, чем наращивать недостающее.

Если конструкция основных скатов имеет боковые прогоны, а сами стропильные ноги сооружаются из доски, то боковые прогоны должны обустраиваться шпренгелем со стойкой, на которые и будут опираться накосные стропильные ноги (рис. 3).

При наличии боковых прогонов в конструкции основных скатов и стропил, произведенных из бруса, необходимо использовать прибоину толщиной не меньше 5 мм вместо шпренгеля. На прибоину и будут опираться накосные стропила.

Низ диагональных стропильных ног для посадки на консоль прогона, на шпренгель либо на прибоину, нужно подрубать в горизонт и прикреплять гвоздевым боем. Для дополнительной фиксации диагональные стропила можно зафиксировать на опорах проволочной скруткой либо хомутами из металла.

В случае расположения накосных стропил в ендовах, узлом опирания для них могут послужить стойки. Шпренгельная ферма в данном случае к использованию в конструкции не подлежит, поскольку угол, который образует ендову, является внутренним. Перекрытие может не позволять использовать даже стойки, тогда воспользуемся подкосами.

Накосные стропила, которые распложены в ендовах, принимают максимальную нагрузку на нижнюю часть стропила, поэтому именно здесь монтируем узел опирания подкоса (рис. 4). В данном варианте, подкос, который упирается нижней частью в лежень, образует слишком острый угол. Выход из этого может быть в перемене точки опоры, то есть подкос упереть нижней частью в угол стены. Можно поставить два подкоса, где один из них будет упираться в лежень, а второй в угол стены, верхними частями они будут упираться друг в друга.

В чем сложность каркаса вальмовой кровли?

Свес крыши

Запил на ногах для крепления к мауэрлату

Скользящие крепления получаются благодаря специальному крепежу. Бывает одна, две либо три степени свободы этого сопряжения. Такое соединение отлично подходит для деревянных домов, так как жесткая фиксация во время усадки может сильно пострадать. Обеспечить подобное подвижное соединение можно несколькими способами.

Нога упирается в мауэрлат подшитым бруском либо выпиленным зубом и жестко фиксируется с помощью металлического уголка. Таким образом достигается жесткость крепления в горизонтальной плоскости. В верхней части ноги соединяются врубками, при этом на горизонтальной площадке делается скос, чтобы обеспечить скользящее соединение.

Скользящие крепления элементов

Сейчас остановимся на типовых узлах деревянной стропильной системы вальмовой крыши. Особенность такой кровли – наличие вальм. Подобный тип обладает рядом достоинств. Они более долговечны, так как нагрузка распределяется равномерно по всей поверхности, не боятся сильных ветров и осадков, экономичны. Однако более сложны в технологическом плане.

Типовые узлы вальмовой крыши

Состоит эта крыша из двух длинных трапециевидных скатов, при этом они не закрывают всю площадь, с торцов здания под наклоном устанавливаются треугольные вальмы. В этом случае появляются типовые элементы – дополнительные накосные стропильные ноги, из которых и формируются торцевые скаты. Соединение диагональных балок может быть различным. Пользуются популярностью как висячие фермы, так и наслонная конструкция, фиксирующаяся к мауэрлату.

Кровля из трапециевидных скатов и треугольных вальм

Если стропила скатов опираются на конек, то накосные ноги при этом должны прилегать к консоли конькового прогона. Очень важно, чтобы выпуск консоли был не менее 100 мм, но и не более 150 мм. Нижняя часть диагональных стропил фиксируется к мауэрлату либо специальной балке на стене дома. Иногда для изготовления стропильных ног используют деревянный брус, в этом случае накосные элементы фиксируются к специальной доске (прибоине), закрепленной на ферме.

  1. Узел крепления к балке. Стропильную ногу необходимо прикрепить к балке с помощью зуба с шипом (в стропиле) и гнезда (в балке). При этом гнездо должно иметь глубину, которая будет составлять 25-30% от объема балки. Если речь идет о крыше с углом наклона в менее чем 35°, используется узел с двумя шипами. Для создания конструкции применяются металлические шурупы, гвозди, уголки, болты, а также деревянные косынки, шипы и брусья.
  2. Узел крепления к мауэрлату. Для крепления делается запил, или седло на стропиле, далее соединение фиксируется с помощью гвоздей, скоб и проволоки. Два гвоздя скрещивают между собой, а между ними по центру забывают третий. Так происходит крепление стропил двухскатной крыши и мауэрлата.
  3. Узел конькового соединения. Можно крепить встык, внахлест и на коньковой брус. Чаще всего это делают внахлест, в этом случае стропильные ноги соприкасаются между собой не торцами, а плоскостями. Крепление происходит при помощи шпильки, гвоздей или болта.

узел крепления к балке

узлы крапления к мауэрлату и коньку

Различают 2 типа каркаса для двухскатной крыши: наслонный и висячий. Первый рекомендуют, когда в строении есть несущие внутренние стены. При устройстве такой системы, по центру устанавливают вертикальную балку, через которую вес кровли передается нагруженной стене, находящейся посредине здания. Обычно такое решение принимают, когда между наружными стенами здания больше 10 м.

В домах, ширина которых не превышает 10 м, обычно нет внутренних нагруженных стен. В этом случае устанавливают висячие стропила, которые опираются на несущие наружные стены. При этом возникают, негативно действующие на стены, распирающие усилия. Чтобы свести на нет это явление, между стропильными ногами монтируют нижние и верхние затяжки таким образом, чтобы образовался треугольник. Иногда в качестве нижних затяжек используют балки перекрытия, что дает возможность устроить на крыше мансардное помещение.

Двухскатная крыша: популярное решение при строительстве домов с жилым чердачным помещением

Особенности многощипцовой крыши

Отличие данной конструкции от других типов кровли заключается в наличии щипцов, располагающихся перпендикулярно по отношению к основному скату кровли. Многощипцовая крыша используется для покрытия как прямоугольных строений, так и для более сложных многоугольных, ломаных сооружений.

Одной из особенностей таких решений является использование подкровельного пространства для жилых целей с дневным освещением через оконные проёмы. Щипец представляет собой продолжение стены здания с треугольным завершением с двумя скатами наверху. Он не ограничен от стены карнизом и тем самым отличается от фронтона.

Преимущества

Но у таких крыш есть и существенные преимущества, а именно:

  1. Элегантный внешний вид.
  2. Обитаемое мансардное помещение.
  3. Общее с домом отопление.
  4. Естественный дневной свет.
  5. Отсутствие дополнительных карнизов.

При выборе типа крыши нужно помнить, что щипцовая кровля требует повышенного внимания на уровне изготовления стропильной системы, поскольку от точной врезки скатов щипца в основной скат крыши зависит дальнейший ход монтажа. Существуют многочисленные проекты несимметричного расположения щипцов. Но самыми популярными вариантами всё же являются многощипцовые крыши, в основе которых лежит двускатная система стропил.

Особенности многощипцовой крыши

Технология возведения

Материалы для устройства кровли

Как я отметил выше, вальмовая крыша вполне может быть построена самостоятельно. Но чтобы каркас ее был надежным, необходимо подобрать материалы с достаточной несущей способностью.

Для предварительного проектирования можно использовать готовые чертежи с проставленными размерами

Как правило, параметры стропил рассчитываются, исходя их таких параметров как площадь основания кровли, высота конька и угол наклона. Но для уменьшения трудозатрат можно воспользоваться и готовыми цифрами, приведёнными в таблице:

Иллюстрация Элемент/материал для изготовления
Мауэрлат.

Брус сосновый от 100х150 мм.

Стропила накосные.

Доска сосновая 50х150 или 5х200 мм.

Стропила промежуточные и нарожники.

Доска сосновая 50х150 мм.

Стойки, подкосы, затяжки и другие детали.

Брус 50х100 или доска 50х150 мм.

Обрешетка.

  • брус 40х40 или 50х50 мм;
  • доска толщиной от 30 мм;
  • фанера или ориентированно-стружечная плита (ОСБ) от 20 мм.
Металлические накладки для усиления соединений.
Крепеж.
  • шпильки 10-15 мм для мауэрлата;
  • саморезы;
  • скобы;
  • гвозди.
Пропитка для древесины.
Кровельная гидроизоляционная мембрана.
Теплоизоляционный материал.
Кровельный материал:
  • металлочерепица;
  • битумная черепица;
  • профнастил и т. д.

Поскольку стропильная система вальмовой крыши — это основа всей конструкции, то и материалы для нее нужно отбирать очень придирчиво. Древесина для стропил, конька и других элементов должны быть сухой, ровной, без повреждений и червоточин. Кроме того, после закупки ее нужно досушить, а затем обработать проникающими пропитками, которые предотвратят гниение материала.

Древесину обязательно обрабатываем антисептиком — так каркас кровли прослужит в разы дольше

Что касается утепления, то оно весьма желательно — большая площадь скатов приводит к повышенным теплопотерям. В качестве теплоизоляционного материала я бы рекомендовал использовать маты на основе минеральной (базальтовой) ваты. Да, цена у них достаточно высокая, но малая теплопроводность и хорошая паропроницаемость делают вложение вполне оправданным.

Делаем стропила вальмовой крыши

Крыша своими руками сооружается по стандартной технологии: сначала делается каркас, потом он утепляется и гидроизолируется, а затем поверх гидроизоляции укладывается кровельный материал. Но если все финишные операции выполняются по типовым схемам, то при постройке каркаса есть и свои особенности.

Как сделать стропильную систему — расскажу и покажу в таблице:

Иллюстрация Этап работы
Установка мауэрлата.

На верхнюю часть несущих стен укладываем деревянный брус, пропитанный антисептиком.

Под брус подкладываем слой рубероида или гидроизоляционную мембрану.

Для фиксации используем либо анкеры, либо шпильки с резьбой, которые предварительно вмуровываем в кладку.

Установка конькового прогона.

На вертикальных стойках закрепляем коньковый брус.

Фиксируем конструкцию диагональными стропилами со стороны вальм. Угол наклона стропил должен соответствовать углу ската кровли.

Монтаж накосных стропил.

Выполняем установку диагональных стропильных ног. Для этого нижний край доски крепим к мауэрлату на углу, а верхний — фиксируем на коньковом брусе, используя металлические накладки.

Монтаж промежуточных стропил.

Стропильные ноги выравниваем, выставляем с выбранным шагом и закрепляем на мауэрлате.

Верхние края каждого стропила обрезаем и фиксируем на коньковом прогоне.

Монтаж нарожников.

Короткие стропила также закрепляем на каркасе: нижнюю часть ставим на мауэрлат, верхнюю срезаем по диагонали и подгоняем к плоскости накосного стропила.