Обзор существующей схемы стропил двухскатной крыши

Жилищное строительство на сегодняшний день настолько разнообразно, что порой возводимые конструкции приобретают совершенно причудливый фантастический вид. В особенности архитекторы любят поэкспериментировать с крышей, которую делают и прозрачной, и в виде листвы деревьев или цветка, и площадкой для катания на скейтборде – в общем, их фантазия совершенно безгранична. Но нам как-то ближе более простые варианты, например двухскатная крыша. О том, что это такое, и из чего состоит стропильная система двухскатной крыши – поговорим в этой статье.

Что же такое двухскатная крыша?

Именно этот вид конструкции наиболее популярен в строительстве жилых домов, так как с ее помощью создается достаточное чердачное пространство, не требующее дополнительного утепления. Кроме того, двускатная крыша не так сложна в установке, как например четырехскатная, а также не требует огромных вложений для своего монтажа.

Двухскатная крыша – это сооружение, состоящее из двух прямоугольных плоскостей, соединяющихся в верхней части друг с другом, а в нижних частях – со стенами дома. Торцевая часть такой постройки обычно возводится из тех же материалов, что и стены здания, иногда здесь же сооружают вход на чердак.

В последнее время стало очень популярным строить на чердачном пространстве дополнительную комнату, зачастую использующуюся в качестве летней гостевой залы. Установка стропильной системы двухскатной крыши и последующее утепление получившегося помещения позволяют создать полноценную комнату, жить в которой можно как летом, так и зимой.

Все плюсы двухскатных конструкций

Основными составными частями стропильной крыши являются мауэрлат и стропильные ноги, кроме этого, сделать конструкцию прочной и надежной помогают различные подкосы, стойки, ригели, упоры и обрешетки. Чертеж двухскатной крыши также включает слой утеплителя, пароизоляции, гидроизоляции и непосредственно кровлю. Благодаря всем этим элементам двухскатная крыша обладает рядом преимуществ:

• простота технического исполнения;
• низкая вероятность протечек, так как конструкция цельная;
• высокая экономичность, ведь на ее возведение расходуется сравнительно небольшое количество материалов;
• возможность обустройства на чердаке полноценной жилой зоны;
• простота ремонта в случае появления дефектов;
• высокая прочность и износостойкость.

Угол наклона – важная составляющая прочной кровли

Величина угла наклона определяется в зависимости от погодных условий региона проживания, от особенностей стройматериалов и от архитектурных требований.

Например, в местностях, где выпадение большого количества осадков – нормальное явление, крыша всегда выполняется под большим углом. Это необходимо для того, чтобы на ее поверхности как можно меньше скапливались снежные массы, способные привести к обрушению постройки. В регионах с сильнейшими ветрами чаще всего строятся пологие крыши, так как давление ветра на такие конструкции значительно уменьшается.

В какой бы климатической зоне не находилось жилище, стропильная система двускатной крыши не может быть построена под углом менее 5 градусов!

Рекомендации по расчету площади двухскатной крыши

Проводить расчет не так сложно, как может показаться на первый взгляд, но этот кропотливый процесс требует усидчивости – все данные необходимо перепроверить как минимум по три раза. Согласитесь, никто не захочет тратить деньги на совершенно ненужные ему стройматериалы.

В некоторых случаях измерение площади крыши может быть осложнено некоторыми «препятствиями», например, наличием мансарды или необычной формой кровли – тут без помощи специалиста обойтись вряд ли получится. Мы же рассмотрим расчет площади на классическом варианте крыши с двумя скатами:

• Вначале определяем длину каждого ската, она равна расстоянию между нижним краем конька и крайней точкой карниза;
• Учитываем все элементы кровли: парапеты, свесы, брандмауэрные стены и другие конструкции, создающие дополнительный объем;
• Определяемся с типом кровельного материала, для которого будем рассчитывать площадь;

Следует учитывать, что в том случае, когда крыша покрывается рулонным или черепичным видом материалов, длина каждого ската станет меньше где-то на 0,7м.

• Такие элементы, как вентиляционные шахты, окна и дымоходные трубы, не принимаем во внимание;
• Когда с учетом всех деталей посчитана площадь каждого ската, рассчитываем уклоны: элементы скатов умножаем на косинус угла наклона крыши, причем расчет площади производим только по свесам.

Для наибольшего удобства расчета и получения верных данных лучше всего рассчитать площадь каждого элемента отдельно, а потом сложить полученные цифры.

Площадь крыши рассчитана, с кровлей определились – осталось только подробно разобраться во всех элементах конструкции, таких как стропила, мауэрлат, боковые/коньковые прогоны, подкосы и раскосы, а также диагональные связи, после чего можно приступать к расчету конкретного типа стропильной системы.

Висячие и наслонные стропила

Конечно, такое сооружение, как стропильная система двухскатной крыши своими руками, в умах многих представляется как нечто очень сложное и трудоемкое. Но если внимательно отнестись к возведению подобной конструкции и заблаговременно изучить необходимый материал – вопрос останется только в «количестве рук», которое вам понадобится для процесса стройки.

Начнем с такого составляющего крыши, как висячие стропила. Эти брусья имеют только две точки опоры – стены, поэтому основными нагрузками, действующими на них, являются изгиб и сжатие. Вес кровли, а также действие снега и ветра, через висячие стропила передается стенам, чтобы это давление компенсировалось, стропила соединяют затяжкой из металла или дерева. Располагать ее можно на любой высоте, но чем она выше, тем крепче и прочнее она должна быть.

Наслонные стропила представляют собой брусья, у которых имеется промежуточная подпорка, опирающаяся на внутреннюю стену дома. Основное воздействие на такую конструкцию – изгиб. Несущая конструкция кровли выполняется только из наслонных опор, когда расстояние между ними не больше 6,5 м.

Одна и та же кровля может состоять из наслонных и висячих стропил одновременно: где есть промежуточная опора – возводятся наслонные стропила, а где нет – висячие.

Мауэрлат и прогоны

Нижняя часть стропил в домах, построенных из бруса, опирается на верхний венец, а в зданиях из кирпича или пенобетона – на специальный брус, называющийся мауэрлатом. Для его укладки по внутренней части несущей стены располагают гидроизоляционный материал, на который и ложится мауэрлат. Длина бруса может быть равна длине стены здания, а может подгоняться под размер каждой стропильной ноги – так даже экономичнее.

Коньковый прогон – брус, к которому закрепляются верхние части стропил. То есть – это конек крыши. Его длина зависит от длины кровли, поэтому для его возведения применяются как цельный массив, так и несколько бревен.

Боковые прогоны нужны для дополнительной опоры стропил, их упор также делается во фронтоны здания. Концы таких прогонов иногда выпускаются за пределы фронтонов, таким образом, получаются разгружающие консоли, как результат – давление кровли на центральную часть прогона значительно уменьшается.

Если кровля здания возводится из тяжелых материалов, например из натуральной черепицы, то боковые прогоны делаются в виде коромысла, для этого бревна немного подтесывают и изгибают.

Еще немного о важных элементах крыши

Дополнительные диагональные перекрытия называются раскосами, с помощью которых укрепляется стропильная система двухскатной крыши, и увеличиваются характеристики противостояния ветру фронтонами. Верхняя часть раскосов упирается во фронтоны, а нижняя – в центральное перекрытие.

Подкосы необходимы для уменьшения нагрузки на стропильные ноги, их установка под углом в 45 градусов и выше позволяет значительно сократить ветровые нагрузки и давление снежных масс на кровлю, поэтому в северных регионах страны такие элементы крыши просто незаменимы.

Если крыша состоит из скатов различной площади, то и угол их наклона не будет равным. Следовательно, для наибольшей прочности такой конструкции в местах «перелома» возводят вертикальные стойки, на которые опираются боковые прогоны. Чаще всего такие конструкции строят для мансардных помещений.

В местностях, отличающихся постоянным сильным ветром, стропильные системы в обязательном порядке укрепляют диагональными связями, представляющими собой доски, толщина которых от 25 до 50 мм. Нижний край доски закрепляется к пятке стропильной ноги, а верхний – к середине противоположных стропил.

Правильный расчет материалов для стропильной системы двухскатной крыши

Не стоит бояться самостоятельно производить все необходимые расчеты, ведь размеры двухскатной крыши, в особенности, если она имеет форму равнобедренного треугольника, без глубоких математических знаний вычислить сможет любой человек.

Итак, рассмотрим расчет стропильной системы двухскатной крыши на конкретном примере. Дом, для которого требуется возвести подобную конструкцию, имеет ширину (Ш_ир) 4м, длину в 6м, а угол наклона стропил (У) должен быть равен 120 градусов. Кровля будет возводиться из металлочерепицы, расстояние между стропилами планируется в 1 метр.

Для начала находим высоту центральной опоры (Ц):

Ц = 0,5?Ш_ир / tgY/2 = 0,5?4 / 1,73 = 1,2м

Длину стропильной ноги (Дс) вычисляем по следующей формуле:

Дс = 0,5?Ш_ир / sinY/2 + 0,5 = 2,8м

0,5 в этой формуле – припуск на козырек крыши, его нужно учесть в обязательном порядке!

Площадь крыши (Пк) = Д ? Дс ? 2 = 33,6 м²

Получается, что именно такое количество листов металлочерепицы вам понадобится для кровли.

Расстояние между каждой планкой обрешетки (Рп) условно возьмем за 35 см, значит:

Длина обрешетки = Дс / Рп ? Д ?2 = 96 погонных метров

При длине дома в 6м и расстоянии между стропилами в 1м нам понадобится 7 стропильных ног, значит количество бруса для них и для мауэрлата нужно не меньше, чем:

Длина бруса = (2 ? Дс + Ш_ир + Ц) = 75,5 п.м.

Необходимое количество остальных материалов рассчитывается таким же образом. Когда все вычисления будут сделаны и нужный объем стройматериалов закуплен – приступаем к непосредственному строительству двухскатной крыши.

Строим двухскатную крышу своими руками

Итак, теперь мы вплотную подошли к такому моменту, как установка стропильной системы двухскатной крыши. Начинается этот процесс с возведения балочных перекрытий.

Вариантов их монтажа всего два:

• Если помещение чердака не планируется использовать в качестве жилья, то для перекрытий подойдут доски размером 50 ? 150 мм.
• Для обустройства мансарды уже потребуется брус с размерами 150 ? 150 мм, причем каждый из них укладывается именно на несущие стены здания. Только так можно создать по-настоящему надежную и прочную мансардную конструкцию, только стоимость ее возведения будет на порядок дороже, чем строительство обычного чердака. Зато жилая зона дома значительно увеличится – решите, что для вас важнее и продумайте все до мелочей.

Балки перекрытия укладывают по всей ширине здания, оставляя по 500-600мм на выступ от несущих стен – это защитит стену от воды, стекающей со скатов крыши. По всему периметру дома на балках укладывают доску, которая станет основанием для стоек стен второго этажа – мансарды.

Для сооружения всех элементов крыши используются следующие крепежные материалы:

• шурупы,
• гвозди,
• саморезы,
• дюбеля,
• проволока,
• металлические угольники.

Как только будут установлены стойки, можно приступать к обустройству стропил.

Стропильная система чердака

Такая стропильная система двухскатной крыши своими руками является самой простой в техническом исполнении. Почему? Во-первых, потому что не нужно рассчитывать устройство стропил в зависимости от материала и расположения утеплителя.

А во-вторых, размеры сечения нам тоже не понадобятся.

Проще всего «укротить» двухскатную крышу правильной треугольной формы, ведь все ее составные части будут иметь идентичные размеры.

Кроме того у этой системы есть еще несколько неоспоримых преимуществ:

• сечение стропил и брусьев обладает высоким запасом для несущей способности;
• эта форма очень надежна, так как нагрузка на конструкцию распределяется равномерно, и исчезает риск деформации стропильных ног;
• треугольная стропильная система – независимая конструкция, поэтому при возникновении неполадок в других элементах здания, она остается неповрежденной;
• балка, укладываемая с небольшим выступом, выполняет также функцию каркаса для всего веса кровли – а это дополнительная надежность всего здания в целом.

Стропильная система мансарды

Речь пойдет именно только об одноуровневой мансарде, так как ее вполне можно соорудить своими руками. Возведение более сложных конструкций рекомендуется поручать опытным специалистам, так как легко можно ошибиться в расчетах без их помощи, и результат будет плачевным.

На балку выставляется доска, от которой отпиливается нижняя часть – делается это для того, что не было зазоров между балками и стропилами.

На доску (100 мм) нужно уложить балку, отчертить линию на месте их стыковки. Затем по этой линии доску необходимо распилить, в результате чего должна получиться скошенная доска, которая будет плотно прилегать ко всем балкам перекрытия.

Далее стропильная система двухскатной крыши предполагает установку получившихся досок на то место пересечения двух стропил. Затем нужно вновь нарисовать линию и отрезать от доски ненужную часть.

Опять-таки по этой линии производим распил и так далее. Выполнение этих действий обеспечит плотное и точное закрепление верхней части стропильной системы, к установке которой можно приступать. С помощью накладки закрепляйте каждый ряд стропил вверху (на коньке), в завершение скрепите получившуюся обвязку специальным ригелем, который будет выполнять роль перекрытия для потолка.

От того, насколько прочно будут закреплены между собой стропила, напрямую зависит жесткость возводимой конструкции. Лучше всего использовать специальные накладки из металла – так вы сможете добиться наибольшей прочности крыши.

Когда все ряды стропил будут зафиксированы, можно начинать проверку правильности создания фронтонов – они должны быть расположены строго под прямым углом. Тут пригодится строительный отвес – вещь незаменимая для подобных ситуаций.

Когда правильность конструкции не вызывает никаких сомнений, можно начинать капитальное закрепление всех деталей между собой, в этом поможет мягкая проволока, гвозди или скобы.

Теперь нужно натянуть бечевку по верхней точке фронтонов, так будет удобнее устанавливать средние стропила на едином уровне.

Чтобы исключить возможность провисания стропильной системы, надо усилить средние стропила специальными подкосами.

Установка подкосов обычно не вызывает никаких сложностей: нижняя их часть закрепляется к стойке мансарды, а верхняя – к середине стропильной ноги, где нужно выпилить паз необходимой глубины. Для закрепления конструкции нужно выбирать гвозди от 200 мм.

Вот и все – стропильная система двухскатной крыши своими руками готова! Остается только соорудить обрешетку и покрыть крышу кровлей, но это уже совсем другие технологии, о которых разговор пойдет в следующей статье.