Стропильная система двухскатной крыши своими руками: виды, расчет, монтаж

При возведении частных домов часто применяют стропильную систему двухскатной крыши. Это связано с простотой возведения и небольшим количеством конструктивных элементов, составляющих кровлю.
Стропильная система
Стропильная система двухскатной крыши применяется при возведении домов.

Общая информация про стропильную систему двухскатной крыши

Такое покрытие здания состоит из двух наклонных площадок прямоугольной формы.
Часто они одинаковые по размеру, но иногда строят ассиметричные конструкции, в которых габариты и угол наклона скатов отличаются.
Преимущества и недостатки двухскатной крыши
Большое свободное пространство на чердаке. Там обустраивают кладовую или жилое помещение.
Эффективное снего- и влагоотведение. Это обусловлено формой купола и отсутствием препятствий для их схода.
Применение практически всех кровельных и гидроизоляционных материалов. Прямоугольник позволяет использовать их наиболее экономично, оставляя минимум обрезков, которые иногда можно встроить на какой-либо небольшой участок обрешетки.
Отсутствие сложных деталей. Проще двускатной кровли только плоская.
Несложное обслуживание. С небольшим ремонтом справится сам хозяин без помощи посторонних.
Красивый внешний вид. Такие здания более традиционны для России и привычны глазу.
Трудности при возведении над домами сложной геометрической формы.

Конструкционные особенности

Основными элементами крыши с двумя уклонами являются:
  1. Мауэрлат, представляющий собой опорную балку и равномерно распределяющий нагрузку на основание дома. Без него от возникающих точечных напряжений появляются трещины на стенах.
  2. Стропила, являющиеся основой несущей конструкции. Их изготавливают из бруса и устанавливают под необходимым углом. Бывают горизонтальными и вертикальными.
  3. Коньковый брус, формирующий стык между скатами. Иногда строители обходятся без него, поэтому не является обязательной деталью кровли.
  4. Затяжки для висячих стропил. Их устанавливают также в широких домах.
  5. Лежень с балками перекрытия. Формируют пол чердака и потолок в комнате под ним.
  6. Бабки, опорные стойки. Монтируют для поддержки стропильных ног, если пролет имеет длину более 6 м.
  7. Подкосы. Диагональные подпорки, позволяющие увеличить надежность крыши.
  8. Стойки конькового бруса. Нужны при использовании тяжелых кровельных материалов, например керамической черепицы.
Общая информация
Стропильная система создает большое свободное пространство на чердаке.

Основные виды стропил

Системы стропил для двухскатной крыши бывают двух видов.

Наслонные

Здания, имеющие внутренние несущие стены, которые являются опорой крыши, оборудуют наслонной конструкцией. Есть 3 типа стропил, не требующих распорки:
  1. С фиксацией верхнего конца бруса на коньковой доске. Нижнюю часть вставляют в вырубки на мауэрлате. Дополнительно применяют скобы и проволоку, которые сцепляют ноги со стеной.
  2. С соединением подрезанных под углом стропил между собой. Для надежности их сшивают металлическими пластинами. В этом случае конек не нужен.
  3. С зажимом прогона между двумя вертикальными досками. Их прибивают гвоздями к брусу.
Наслонная
Наслонные конструкции крепятся на внутренние несущие стены.
Эти способы называют скользящими, т.к. в нижней части стропила не зафиксированы жестко, что позволяет снять напряжение со стен во время усадки здания. Бруски смещаются вместе с подвижкой дома, не нарушая кровельной системы.
Иногда наслонные стропила крепят к мауэрлату неподвижно, а нагрузку снимают при помощи подкосов и затяжек. Этот вариант называют комплексным.

Висячие

Если в здании нет капитальных перегородок, а расстояние между основными стенами составляет 6–11 м, то строители рекомендуют установить висячую стропильную конструкцию. Она опирается на несущие элементы, а давление уменьшают с помощью затяжек и ригелей – специальных скрепляющих горизонтальных деталей. Их монтируют в произвольной точке горизонтального участка стропил, для изготовления которых нужны доски с сечением примерно 50×200 мм. Порядок установки следующий:
  1. На несущие стены укладывают мауэрлат.
  2. В его прорези вставляют нижний край стропил, верхний свободно друг с другом.
  3. Монтируют таким же образом следующие ноги с соблюдением шага между ними.
  4. Устанавливают стяжки из досок между каждым рядом стропил.
Висячие
Висячие системы применяются, если в здании нет перегородок.
Весь предварительный крепеж делают с помощью гвоздей.
Только после проверки правильности монтажа всей крыши производят дополнительную стяжку болтами через металлические планки и уголки.

Особенности монтажа своими руками

Прежде чем начать самостоятельную установку стропил, необходимо произвести расчеты, составить проект, приобрести необходимые материалы, крепеж и инструменты. Во время подготовки надо учесть несколько факторов:
  • общую нагрузку стропильной системы на стены;
  • тяжесть кровельного материала;
  • сопротивление порывам ветра;
  • способность выдерживать массу снега.
При отсутствии опыта в производстве подобных работ лучше обратиться к профессионалам, которые рассчитают нужные параметры.

Подготовительные мероприятия

До начала монтажа надо сделать следующее:
  1. Изготовить по периметру стен из кирпича или пеноблоков армированный пояс, собирающий здание воедино перед установкой мауэрлата.
  2. Промазать поверхность битумной мастикой, на которую приклеить 2 слоя рубероида для исключения контакта древесины с водой.
  3. Замуровать в верхнюю плоскость несущих стен оцинкованные стальные шпильки диаметром 10 мм, на которых гайками будет зафиксирован мауэрлат.
Армированный пояс
До начала монтажа по периметру стен изготавливают армированный пояс.

Выполнение расчетов

Основная задача перед возведением кровли – вычисление полезной площади скатов и высоты вертикальных стоек. Для этого надо рассчитать несколько параметров.

Нагрузка

Максимальная нагрузка на крышу бывает:
  • основной, включающей вес конструкции, снеговой и другие погодные обстоятельства;
  • дополнительной, объединяющей влияние обледенения и ветра;
  • форс-мажорной, связанной с техногенными факторами.
Расчет строят на основании двух критериев:
  • предел для разрушения кровли;
  • предел, при котором происходит ее прогиб и деформация.
Нагрузка
Нагрузка на крышу включает вес конструкции.
После учета этих нюансов проект корректируют и отмечают места, где необходимо усилить стропила дополнительными накладками или креплениями.

Уклон

Угол наклона скатов рассчитывают в зависимости от нескольких факторов:
  • размер здания;
  • полная нагрузка крыши;
  • масса кровельного материала;
  • влияние ветра.
Перед началом вычислений нужно осмотреть рядом стоящие дома, которые стоят уже не первый год, и взять за основу их конструкцию. Следует учесть такие обстоятельства:
  • чем острее крыша, тем больше расход материала для ее защиты;
  • на пологий купол увеличиваются касательные силы ветра, а на крутой – нормальные;
  • есть места, где снег задерживается – их необходимо укрепить;
  • чем меньше стыков между листами кровельного материала, тем более пологой можно делать уклон;
  • если используют гидроизоляцию, состоящую из небольших элементов, угол делают больше, чтобы в стыках не скапливалась влага;
  • для мягкой кровли предпочтительнее уклон 5–20°, для шифера, ондулина, профнастила или черепицы – 20–45°.
Уклон
Угол уклона зависит от размеров здания и влияния ветра.

Шаг

Шагом называют расстояние между соседними стропильными ногами. Его расчет является основой для монтажа крыши и зависит от типа кровельного материала:
  • для тяжелого – около 0,5 м;
  • для легкого – 1,5 м.

Необходимые инструменты и материалы

Чтобы приступить к установке стропил, необходимо подготовить:
  1. Топор плотницкий весом 1,5 кг и длиной рукоятки 40–45 см. Лезвие заточить под углом 35°. Если инструмент будет легче, потребуются излишние усилия для рубки, а тяжелый сложнее удержать одной рукой.
  2. Ножовку с крупным или средним зубом. Длина полотна – около 50 см. Вместо носика у него раздвоенный хвостовик, который используют в качестве гвоздодера.
  3. Электроинструмент. Дрель, лобзик, пила с набором оснастки.
  4. Ключи гаечные. Применяют для крепления мауэрлата к шпилькам.
  5. Измерительные инструменты. Уровень, отвес, линейка, рулетка.
  6. Карандаш или маркер. Для нанесения разметки.
  7. Крепеж. Болты, шпильки, гвозди, саморезы, металлические уголки и планки.
  8. Брус подходящего сечения и доски, прочая плита ОСП для обрешетки.
Топор плотницкий
Топор плотницкий нужен для установки стропил.

Процесс установки: этапы действий

Монтаж стропильной системы происходит в несколько этапов.

Мауэрлат

Его фиксируют одним из нескольких способов в зависимости от материала стен:
  • с помощью обвязки проволокой;
  • скобами и болтами;
  • шпильками;
  • посадкой на анкера, замурованные в армированном поясе на подготовительном этапе.
Мауэрлат занимает весь периметр здания по центру или со смещением в нужную сторону перегородки.
Если длины не хватает, его наращивают и соединяют нагелями, болтами или проволокой. Гвозди в этом случае не подходят.

Стропильные ноги

Так называют пару стропил, связанных в арку и установленной между ними распоркой – затяжкой для наслонной системы или ригелем для висячей. Ноги фиксируют двумя способами:
  1. Жестко в кирпичных или блочных домах. Для этого делают врубку на стропилах и фиксируют с помощью скоб, гвоздей, пластин и т.п. На мауэрлате прорези не используют, чтобы не ослабить конструкцию.
  2. Шарнирно в деревянных постройках. В этом способствует установка салазок. Они позволяют брусу смещаться при усадке здания.
Стропильные ноги
Стропильные ноги связывают арку с распоркой.
Для предотвращения опрокидывания крыши от порывов ветра дополнительно стропила крепят к стенам, в которые предварительно монтируют ерш или анкер. К ним прикручивают брус проволочной вязкой. Таким образом поступают не с каждой ногой, а через одну. Для монтажа стропил разработали 2 способа:
  1. Подетально на месте с лесов. Их строят заранее, оборудуя настил из теса.
  2. Рядом с домом. Конструкцию в виде неподвижно связанного треугольника подготавливают на земле. Как только все пары готовы, их поднимают лебедкой или краном. Это удобный, но затратный вариант.
При любом способе перед сборкой 2 и последующих ног изготавливают. За образец берут первую установленную правильно ферму. Иногда для большего повышения точности каждую пару прикладывают к образцовой и фиксируют струбцинами для подгонки.
Собирают сборные элементы крыши в таком порядке:
  1. Устанавливают фронтальные элементы с каждой стороны здания. Крепят их временными стяжками в целях выравнивания с последующими ногами.
  2. Натягивают строительный шнур ними. Он нужен для контроля горизонтального уровня стропил. Совпадение по вертикали со стенами проверяют отвесом.
  3. Размещают остальные стропила. Их крепят по одной от каждого края к центру. Выверяют ее пространственное положение в каждой плоскости.
  4. Устанавливают затяжки или ригели для связи между собой центральных балок.
  5. Крепят конек. Если он не нужен, соединяют фермы другим способом.
  6. Проверяют точность монтажа и устанавливают постоянные крепления.
Сборные элементы
Сборные элементы крыши крепят временными стяжками.

Коньковый узел

Для его установки существует 5 способов:
  • встык, когда от каждой ноги отпиливают треугольный кусок и соединяют между собой гвоздями и металлическими пластинами;
  • на балку, с креплением заостренных под одним углом стропил к коньку;
  • внахлест, пересечением балок с фиксацией болтом или шпилькой;
  • в паз, с вырезом шипа и выпила в каждой стропиле;
  • в полдерева, если в ногах отрезают куски в половину их толщины.
Получившиеся конструкции опирают на конек для наслонной системы или на пару досок, если монтируют висячую крышу.

Обрешетка

Она состоит из реек, закрепленных на стропильном каркасе, и нужна для распределения нагрузки от крыши, придания формы скатам, крепления кровельного материала. Обрешетку строят в 1 или 2 слоя. Материалы, используемые при монтаже, выбирают в зависимости от того, чем будет покрыт купол здания:
  1. Доски. Их применяют для легких типов гидроизоляции (рубероид, пластиковая черепица и т.д). Расстояние между рядами выбирают по размеру одной детали или рулона.
  2. ОСП или влагостойкая фанера. Подходит для установки металлочерепицы, ондулина, наплавляемых материалов.
  3. Металлический профиль. Нужен при обустройстве крыш большой длины (более 6 м). Обладает прочностью и длительным сроком эксплуатации. Используют почти для любого типа тепло- и гидроизоляции. Однако из-за дороговизны такую обрешетку устанавливают нечасто.

Полезные советы и общие рекомендации

Правильно установить стропильную систему для двухскатной крыши и обеспечить ее долговечность помогут несколько советов:
  • применять шаблоны после тщательной проверки их точности, в случае неуверенности в этом – подгонять каждую деталь индивидуально;
  • устанавливать более мощные затяжки ближе к коньковому брусу;
  • делать свес на менее 55 см для защиты от дождя и снега;
  • пропитывать деревянный брус перед сборкой антисептическими и противогрибковыми средствами, предотвращающими гниение, а также антипиреновыми составами для повышения противопожарных свойств;
  • использовать металлические шайбы в болтовых соединениях во избежание утапливания гаек и головок в древесину;
  • проверять уровнем, отвесом или шаблоном каждый вновь установленный элемент, чтобы не допустить перекосов конструкции;
  • следить, чтобы все врубки и запилы совпадали и обеспечивали точное прилегание деталей;
  • не компенсировать зазоры между частями стропильной конструкции клиньями или вставками, т.к. при скольжении они вылетят или изменят форму;
  • применять для страховки надежности по 2 способа крепления на каждый узел;
  • не зарубать и не выпиливать брус более чем на 1/3 толщины, чтобы не ослабить систему.
Если выполнить все работы по монтажу кровли самостоятельно сложно, лучше обратиться к плотникам, имеющим опыт в возведении двухскатных крыш. В этом случае хозяин избавит себя от ошибок и риска остаться зимой под чистым небом.