Сооружение надёжной стропильной системы является одной из самых сложных задач при возведении крыши загородного дома, дачи или гаража. И тем не менее не спешите опускать руки - сегодня мы будем опровергать расхожее мнение о том, что подобная работа не по силам новичку. Зная правила расчёта, распиловки и монтажа кровельного каркаса, вы сможете построить крышу ничуть не хуже специалистов. В свою очередь, мы постараемся не только рассказать об устройстве, проектировании и особенностях строительства стропильных систем различных типов, но и поделимся секретами опытных мастеров.

Что называют стропильной системой и как она устроена

Любая, даже самая захудалая крыша имеет в своей основе прочный силовой каркас, называемый стропильной системой. От того, насколько правильно будет смонтирована эта конструкция, зависит жёсткость крыши, а значит, и способность выдерживать даже самую сильную ветровую и снеговую нагрузку.

Стропильная система представляет собой силовой остов кровли, который воспринимает всю ветровую и снеговую нагрузку

Лучшим материалом для изготовления стропил (ферм) считается брус или толстая доска из древесины хвойных пород . И этому есть своё объяснение - сосновый или еловый пиломатериал обладает относительно небольшим весом, а наличие природных смол делает его довольно долговечным. Даже если брус будет иметь небольшую остаточную влажность, его не поведёт при высыхании, что является не менее важным фактором, чем удобство в работе и длительный срок службы.

В зависимости от размера крыши опорные элементы конструкции могут иметь сечение от 50х100 мм до 200х200 мм и более. Кроме того, протяжённость кровли прямо влияет на количество стропил, ведь они устанавливаются с небольшим шагом - от 60 см до 1,2 м.

Конструктивные элементы стропильной системы

Основное требование, которое выдвигается к деревянному остову, - это способность противостоять изгибу и кручению. По этой причине для ферм деревянного каркаса лучше всего подходит форма треугольника. При этом они могут состоять из нескольких частей:

• стропильные ноги - основание кровельного каркаса, которое оказывает наибольшее влияние на размер и геометрию скатов;
• ригели (затяжки) - доски, которыми стягивают пару стропильных ног;
• прогоны - поперечно устанавливаемые брусья, за счёт которых стропила соединяются в единую конструкцию;
• стойки - вертикальные опоры, которые служат для поддержки стропильных ног или предотвращают прогиб прогонов;
• подкосы - те же стойки, только поставленные под углом к вертикали;
• лежни - прикреплённые к полу чердака доски, на которые устанавливаются опоры;
• мауэрлат - установленный на несущих стенах опорный брус, к которому крепятся нижние части стропильных ног;
• кобылки - отрезки бруса или досок, которые прибиваются к нижним концам ферм и служат для обустройства свесов крыши.

Дополнительные элементы стропильной системы делают кровельный каркас более прочным, жёстким и устойчивым

Выбирая конструкцию кровельного каркаса, важно найти ту самую золотую середину, которая позволит получить прочную и надёжную конструкцию при минимальных затратах. По этой причине можно немного отступать от устоявшихся канонов, если дело не касается жёсткости всего сооружения. Например, вполне можно обойтись без кобылок, а карнизный свес сформировать за счёт более длинных стропильных ног. Или же использовать не сплошной мауэрлат, а отрезки бруса, уложенные только в местах крепления стропильных ног - всё зависит от инженерной смекалки и опыта кровельщика.

Классификация стропил

В зависимости от конструкции крыши и назначения чердачного помещения деревянный каркас может состоять из стропил нескольких типов:

Особенности и разновидности стропильных систем

Чтобы сделать взвешенный выбор, необходимо разбираться в особенностях стропильных систем различных типов и знать сильные и слабые стороны каждой конструкции.

Кровельный каркас с висячими стропилами

Поскольку принцип крепления висячих стропил не предполагает дополнительных точек поддержки, такая конструкция используется для строений шириной не более 6 м. Монтаж безопорных ферм предусматривает крепление каждой пары ног к противоположным капитальным стенам, в то время как их верхние части фиксируются непосредственно к коньковому прогону.

Кровельный каркас с висячими стропилами передаёт на стены лишь вертикальные усилия, поэтому имеет более простые узлы крепления к несущим стенам

В процессе эксплуатации на висячие стропила действует сила, стремящаяся раздвинуть конструкцию. Чтобы скомпенсировать распирающее усилие, между стропильными ногами устанавливают ригель из деревянного бруса или металлической профильной трубы. Если чердачное помещение будет использоваться в хозяйственно-бытовых целях, то верхнюю перемычку крепят как можно ближе к коньку, а нижние края пар стропильных ног соединяют затяжками. Подобная схема позволяет увеличить полезную высоту чердака, абсолютно не снижая прочности каркаса. К слову, если нижние перемычки сделать из бруса сечением более 100х100 мм, то их можно будет использовать ещё и в роли несущих балок. Необходимо обеспечить надёжное соединение затяжек и стропильных ног, поскольку на место их крепления также действуют значительные распирающие усилия.

Крыша с наслонными стропилами

Наслонные стропила предполагают установку как минимум одной опоры, поэтому их используют для зданий с внутренними несущими стенами . Максимальная длина единичного пролёта не должна превышать 6,5 м, в противном случае пострадает прочность и жёсткость кровельного каркаса. Чтобы увеличить ширину крыши, стропильную систему укрепляют промежуточными опорами. Даже одна дополнительная стойка позволяет увеличить ширину кровли до 12 м, а две - более чем на 15 м.

Система с наслонными стропилами является идеальным вариантом, когда требуется соорудить кровлю большой ширины

Устойчивость наслонных ферм можно увеличить за счёт подстропильной рамы с прогонами, стойками и подкосами. Кроме того, эта стропильная система требует гораздо меньших затрат на пиломатериалы. Универсальность, прочность и экономичность давно уже оценили как строительные компании, так и индивидуальные застройщики, чаще всего используя в своих проектах кровельные конструкции с наслонными балками.

Комбинированные варианты

Сегодня крыши загородных домов удивляют изяществом дизайна, причудливостью форм и разнообразием конфигураций. Соорудить столь сложные конструкции можно лишь одним способом - сочетая в одном каркасе стропильные системы обоих типов.

Сочетание наслонных и висячих ферм позволяет получить стропильную систему любой конфигурации

Даже для возведения не самой сложной ломаной кровли используются сразу обе стропильные системы. Расположенные с боков прямоугольные треугольники являются наслонными стропильными конструкциями. А соединяются они за счёт верхней стяжки, которая одновременно играет роль затяжки для верхних висячих стропил.

Порядок и правила монтажа кровельных каркасов

Поскольку при сооружении крыш используются два типа кровельных каркасов, рассмотрим технологию монтажа каждой конструкции в отдельности. Однако прежде чем приступить к строительным работам, необходимо изучить способы крепления элементов конструкции между собой.

Сооружение кровли с висячими стропилами

Выше уже упоминалось о том, что висячие стропила чаще всего используются при сооружении небольших или нетребовательных строений. Бревенчатый сруб в этом случае является практически идеальным вариантом, поскольку можно обойтись без мауэрлата. Нижнюю часть стропильных ног крепят к верхнему венцу или выступающим за периметр стен краям потолочных балок (матиц). В последнем случае затяжку необходимо сдвинуть вверх - это позволит напустить брус поверх финишного бревна и сделать чердак более удобным.

Для увеличения высоты чердачного помещения затяжка должна быть установлена как можно ближе к вершине кровли

Подготовительные работы

От того, насколько качественно будет проведена подготовка балок под стропильные ноги, зависит геометрия скатов. Выровнять опорные поверхности поможет шнур, натянутый между вбитыми в крайние балки гвоздями .

1. Необходимо стесать горбыль, получив плоские площадки для установки ферм. После этого следует обязательно проверить, насколько точно они лежат в одной плоскости. Сделать это можно при помощи длинной ровной рейки и уровня.

   Перед установкой ферм опорные поверхности выравнивают по шнуру

2. Убрав излишки древесины, в каждой балке нужно сделать углубление под стропильный шип. Расчертить места будущих гнёзд можно при помощи тех же гвоздей и шнура, что и в предыдущем случае. Хотя углубления под стропила можно сделать как до, так и после изготовления ферм, специалисты советуют выполнить их в первую очередь - это позволит провести примерку с более высокой точностью и удобством.

   Способ крепления стропил зависит от множества факторов - типа опорных балок, их сечения, особенностей кровельного свеса и т. д

3. Профессиональные кровельщики рекомендуют установить по центру пролёта каждого щипца дополнительный ориентир - вертикальную рейку. Одну из её боковых сторон используют как ось симметрии, которая даст возможность следить за строгим соблюдением геометрии сооружения.

   Для того чтобы упростить процесс разметки и монтажа кровельного каркаса, используют вертикальные рейки, установленные по осевой линии кровли

Изготовление стропил

Для того чтобы стропила имели одинаковые размеры и конфигурацию, их делают по предварительно изготовленному шаблону. Для его изготовления предлагаем воспользоваться следующей инструкцией:

1. Возьмите две доски-шалёвки и соедините их болтом, чтобы получить конструкцию наподобие раскрывающегося циркуля. Сильно затягивать резьбовое соединение не следует - конструкция должна поворачиваться вокруг вершины. Обязательно проконтролируйте, чтобы рейки были на 10–15 см длиннее стропил - это понадобится для учёта высоты упорного зуба.

   Простейший шаблон позволяет получить кровельные фермы одинакового размера и конфигурации

2. На установленной в качестве ориентира рейке нанесите две метки. Нижняя должна соответствовать высоте стропильной системы, а верхняя - отстоять от неё на высоту монтажного выступа.
3. Установите шаблон на матицу таким образом, чтобы углы досок упирались в углубления под стропильные зубья.

   Для того чтобы конструкция успешно справлялась с распирающими нагрузками, упорный зуб на конце стропильной ноги заводят в углубление на балке перекрытия

4. Совместите ось вращения «циркуля» с верхней отметиной на рейке и отложите высоту шипа от нижних углов кондуктора.
5. Опустите шаблон вниз и вырежьте зубья по начерченной линии. После этого поднимите приспособление на крышу и заведите шипы в гнёзда на матице. Проконтролируйте совпадение оси образца с нижней меткой на вертикальной рейке. При необходимости сместите болт в нужную сторону и зафиксируйте угол между досками поперечиной.

   Для крепления ферм используется несколько способов - всё зависит от типа опорных балок, конструкции кровельного каркаса и сечения его элементов

6. Подогнав шаблон по высоте, нанесите на каждую доску линии вертикального примыкания. В заключение измерьте длину ригеля и соорудите из обрезков досок шаблон для изготовления накладок на вершины ферм.

   Для крепления ригеля к стропилам используются накладки из отрезков дюймовой доски

После того как шаблон будет опущен на землю, его разбирают и по нанесённой разметке выполняют запилы. Кроме того, сооружают отдельное лекало, по которому будут обрезаться концы стропильных ног. Изготовлением и сборкой висячих стропил чаще всего занимаются внизу, поднимая на крышу готовые конструкции. Если же вес и габариты собранных ферм не позволяют затащить их наверх вручную, то сборку ведут на месте. При этом составные части стропильной системы фиксируют гвоздями размером от 100 до 200 мм.

Как установить стропила на крыше

Для того чтобы поднять и установить фермы, понадобится помощь хотя бы одного человека. Выполнить примерку и выставить стропила по отвесу в одиночку является чрезвычайно трудной задачей - придётся не один раз крепить их к распоркам и многократно спускаться с крыши, чтобы проконтролировать отклонение от вертикальной плоскости.

С помощью стропильного зуба удаётся получить настолько надёжное соединение, что для окончательной фиксации можно использовать всего один гвоздь

Поднимая собранные стропила наверх, сначала монтируйте крайние элементы конструкции, а затем - центральные и промежуточные. Для усиления конструкции под каждую ногу устанавливают опору:

Выставив висячие стропила по уровню, их фиксируют временными распорками. После этого нижние концы балок прибивают к матице или балкам перекрытия.

Различные временные конструкции существенно упрощают процесс установки стропил по уровню

Прибегать к новомодным способам фиксации при помощи разнообразных уголков и перфорированных пластин не стоит. Надёжный «дедовский» метод крепления при помощи гвоздей длиной 200 мм или строительных скоб будет намного лучше как в плане прочности и надёжности, так и по стоимости. На этом этапе не стоит волноваться о том, что конструкция выглядит хлипко . После того как будут установлены остальные элементы стропильной системы и выполнена обрешётка, конструкция приобретёт необходимую жёсткость и устойчивость.

Видео: изготовление и установка висячих стропил своими руками

Особенности монтажа наслонных стропил

Процесс изготовления и установки наслонных стропил в целом очень похож на сооружение висячего кровельного каркаса. Основное отличие находится в верхней точке и связано оно с тем, что вершины наслонных балок опираются на коньковый прогон. При этом соединение с последним выполняется несколькими способами:

• простым примыканием вразбежку (в параллель друг к другу);
• с выполнением вертикального стыка (так же, как и при соединении парных ног висячей фермы);
• методом плотной подгонки балок к верхнему брусу (при помощи вертикального запила или врубки).

Если конструкцией деревянного каркаса предусматривается опора ферм на боковой прогон, то стропила соединяются встык, а в местах примыкания к прогону выполняются углубления .

Для крепления наслонных стропил используют гвозди, строительные скобы или накладки из дерева и металла

Для обеспечения прочности конструкции врубки не должны быть слишком глубокими . Специалисты рекомендуют выполнять углубления не более чем на четверть толщины бруса или треть ширины доски.

Индивидуальные застройщики чаще всего прибегают к установке стропил следующим способом:

• верхняя часть опирается на коньковую балку посредством вертикального среза;
• снизу стропильные ноги удерживает угловая врубка.

Для разметки удобно использовать строительный угольник. После того как будет выбран масштаб, на сторонах прямоугольного треугольника откладывают значения подъёма ската и половины пролёта. Благодаря этому удастся получить угол уклона ската, не прибегая к математическим вычислениям.

Для изготовления стропил предлагаем воспользоваться наиболее удобным методом:

На первый взгляд, этот способ является весьма мудрёным. Однако даже беглого ознакомления с приведённой инструкцией достаточно для того, чтобы овладеть им в совершенстве. Конечно, отложить необходимые расстояния и сделать разметку можно и расчётным способом, однако при вычислении углов и расстояний запутаться будет намного проще.

Следует помнить, что выполненные в стропильных ногах запилы должны быть абсолютно одинаковыми, иначе уклон кровли будет неравномерным. Для этого можно использовать деревянный брусок в качестве шаблона. Важно только, чтобы его толщина не превышала 1/3 толщины заготовки.

Для самых распространённых углов наклона скатов существуют шаблоны, над расчётом конфигурации которых уже поработали профессионалы. Воспользовавшись одним из таких лекал, вы сможете существенно упростить задачу по разметке углов врубок.

Шаблоны с нанесёнными углами врубок позволяют упростить процесс изготовления стропил

Сборка и монтаж наслонной конструкции

Видео: монтаж стропильных ног наслонной кровельной системы

Методы соединения стропильных лаг

При выборе бруса для габаритных кровельных ферм приходится искать разумный компромисс между длиной и толщиной стропил. Причиной этому являются особенности стандартного ряда пиломатериалов, в котором более длинные балки имеют увеличенное сечение. С другой стороны, их применение не всегда оправдано как технологически, так и ввиду увеличения стоимости конструкции. Выходом из сложившейся ситуации является удлинение стропильных ног методом сращивания. От того, насколько правильно будет выполнен стык, зависит жёсткость и механическая прочность бруса, поэтому соединение выполняют строго по определённой методике.

Способ косого прируба

Способ сращивания косым прирубом заключается в том, что на сопрягаемых частях брусьев формируются наклонные вырезы (запилы). Выполнять их следует особо тщательно - после совмещения обеих частей бруса не должно оставаться зазоров, иначе в месте соединения появится деформация.

При сращивании косым прирубом между сопрягаемыми поверхностями не должно быть щелей и просветов, которые могут ослабить стропило и вызвать его деформацию

При выполнении запилов оставляют небольшой поперечный участок высотой не менее 15% от толщины стропила - наличие торцевой части сделает соединение более прочным. Для расчёта оптимальной длины косого среза необходимо высоту бруса в месте реза умножить на два. Крепление прируба выполняют гвоздями, хомутами или болтовыми соединениями.

Соединение сплачиванием

Чтобы удлинить стропило методом сплачивания (сшивания), края досок соединяют внахлёст и по центру зоны примыкания устанавливают стойку. Крепление элементов выполняют при помощи гвоздей, которые забиваются по определённой схеме:

• по краям торцов - через каждые 45–90 мм;
• вдоль краёв сшитых досок - зигзагообразно, с шагом 50 см.

Соединение досок сплачиванием позволяет обойтись без дополнительных накладок, однако требует установки дополнительной опоры по центру области примыкания

Для того чтобы после стыковки брус успешно справлялся с эксплуатационными нагрузками, длину участка сплачивания (T) рассчитывают по формуле T = 0.42 × L, где L - протяжённость перекрываемого пролёта.

Лобовым упором

Соединение лобовым наращиванием заключается в том, что края отдельных частей стропила тщательно торцуются и совмещаются встык. Для крепления используются накладки из пиломатериала толщиной не менее 1/3 сечения основного бруса. Длина накладок определяется по формуле L = 3 × h, где h - ширина доски.

При сращивании лобовым упором монолитная конструкция получится только при правильном размещении крепёжных элементов

Фиксацию всех частей выполняют при помощи гвоздевого боя или болтовых соединений. В первом случае гвозди забивают двумя параллельными рядами, стараясь размещать крепёж зигзагом. Резьбовое соединение выполняют в шахматном порядке, определяя число болтов в зависимости от длины накладок.

Составное наращивание длины

Чтобы нарастить стропильную ногу, совсем необязательно использовать обе части одинакового сечения. При составном наращивании одинарный элемент можно удлинить за счёт двух досок, которые пришивают на его боковые плоскости. Возникающий при этом просвет заполняют обрезками пиломатериала длиной l = 2 × h с шагом L = 7 × h, где h, как и прежде, является толщиной удлиняемого элемента.

Составное наращивание стропил позволяет крепить ригели, опоры и другие элементы конструкции наиболее удобным способом

Советы специалистов по изготовлению стропил и сборке кровельного каркаса

Приступая к самостоятельному проектированию и монтажу стропильной системы, обязательно проконсультируйтесь с опытными кровельщиками относительно особенностей возведения крыш в вашей местности. Возможно, их советы уберегут вас от неприятностей и помогут сэкономить время и деньги. В свою очередь, предлагаем несколько рекомендаций, которые помогут сделать конструкцию более надёжной и долговечной:

1. Если для изготовления мауэрлата или верхней обвязки используется брус минимального сечения, то запилы могут его ослабить. По этой причине следует делать вырезы только на нижних концах стропильных ног.
2. Для того чтобы осадки не попадали на деревянный каркас и стены дома, кровля должна иметь свес. Для его обустройства используют отрезки бруса (кобылки), которыми наращивают длину стропильных ног, или же изготавливают фермы увеличенного размера.
3. Соединение при помощи запилов под углом 90 o использовать нельзя - в этом случае значительно уменьшается сопротивляемость элемента нагрузочным усилиям.
4. Если элементы стропильной системы соединяются резьбовым крепежом, то под головки болтов и гайки устанавливают широкие шайбы или металлические пластины. Благодаря увеличенной площади крепёж не будет вдавливаться в древесину.
5. Все деревянные части конструкции необходимо тщательно пропитать антисептиком и антипиреном.
6. При определении сечения затяжек ориентируются на то, как близко они будут находиться к коньку. Чем короче соединительный брус, тем большая на него приходится нагрузка и тем более мощные пиломатериалы и болтовые узлы крепления используются.
7. Определяя сечение бруса для изготовления стропил, не забывайте учитывать толщину теплоизоляционного слоя.

Видео: рекомендации специалистов по правильному соединению элементов кровельного каркаса

https://youtube.com/watch?v=GbTAu5-flfs

Современные материалы и технологии позволяют возвести крышу любой конфигурации и назначения. Учитывая подобное разнообразие, детально рассмотреть все варианты в рамках одной статьи попросту невозможно. Тем не менее, основываясь на рассмотренных здесь базовых принципах строительства, вы без труда справитесь с самой сложной конструкцией. Главное - проявить внимание к мелочам, быть внимательным и аккуратным в работе. И тогда кровля будет не только надёжной функциональной надстройкой, но и подлинным украшением вашего дома.

Благодаря разносторонним увлечениям пишу на разные темы, но самые любимые - техника, технологии и строительство. Возможно потому, что знаю множество нюансов в этих областях не только теоретически, вследствие учебы в техническом университете и аспирантуре, но и с практической стороны, так как стараюсь все делать своими руками.

Крыша – сложный и ответственный архитектурный элемент любого здания. Относиться к ее строительству следует с особым вниманием, необходимо помнить, что для монтажа стропильной системы требуется немалый опыт выполнения подобных работ и специальный инструмент. Не стоит браться за создание крыши тем, кто впервые держит в руках плотницкий и измерительный инструмент – результаты деятельности могут быть очень негативными.

Существует два типа крыш в зависимости от количества и размещения точек опоры стропил, но каждый застройщик может по своему усмотрению несколько изменять конкретную конструкцию стропильной системы. При этом учитываются условия эксплуатации строения, назначение чердачных помещений, климатическая зона расположения, технические параметры пиломатериалов и кровельных покрытий. Конечно, на вид стропильной системы оказывает влияние личный опыт и предпочтения застройщиков.

Перед тем как приступать к изготовлению стропил, следует определиться с их видом, способом крепления и линейными размерами. Только в этом случае можно быть уверенным в прочности и безопасности конструкции.

Как влияют различные факторы на параметры стропилин?

Физический фактор	Краткое описание влияния на параметры стропилин
	Стропила должны выдерживать снеговые и ветровые нагрузки. Во время расчетов нужно брать из таблиц строительных норм и правил фактические максимальные значения снегового покрова, учитывать силу и розу ветров. Данные позволяют узнать общую нагрузку на скат крыши в зависимости от его площади и угла наклона. Далее уже можно определить размеры стропилин, их количество и шаг. При этом обязательно закладывается коэффициент запаса прочности. Дело в том, что пиломатериалы не имеют стабильных и одинаковых значений прочности, слишком много непредвиденных факторов влияют на эти показатели. Для большинства случаев для изготовления стропильных ног используются доски 50×150 мм или 50×200 мм.
	Двускатные крыши могут быть наслонными и висячими. Для висячих крыш нужно делать стропила из более прочных досок. При этом принимается во внимание метод фиксации элементов к мауэрлату. Если делается врубка, то ширина досок должна увеличиваться на величину врубки. Дело в том, что пропил в этом месте автоматически уменьшает ширину материала, воспринимающего нагрузки. Если на доске толщиной 200 мм сделать поперечный пропил длиной 60 мм, то в расчет принимается только оставшаяся ширина 140 мм. Соответственно, если при расчете нагрузок выбраны стропила из досок 200 мм, но во время крепления делаются непредусмотренные пропилы 60 мм, то ширина заготовок для стропилин увеличивается до 260 мм. Это замечание делается для тех, кто любит злоупотреблять различными зарубками и пропилами для упорных площадок концов стропилин. В настоящее время есть много специальных приспособлений, позволяющих прочно зафиксировать стропилину в нужном положении без запиливания.
	Для жилых зданий стропилины должны иметь запас по прочности в размере не менее 1,4 от расчетных значений. Для нежилых сооружений коэффициент понижается до 1,2. Вывод – размеры стропильных досок на домах больше, чем на гаражах и иных пристройках.
	Жилые чердачные помещения (мансарды) должны иметь утепленную крышу. Ширина стропилин должна соответствовать толщине утеплительного слоя. Одновременно нужно корректировать шаг между стропильными ногами в зависимости от стандартной ширины утеплителя. Если в данной климатической зоне оптимальная толщина утеплителя крыши 200 мм, то такую же ширину рекомендуется выбирать и для стропилин. Различные наращивания узких стропильных ног во время утепления кровли не считаются правильным решением.

Эти знания помогут принимать правильные решения как во время изготовления стропил, так и во время их фиксации непосредственно на месте. Ошибки в строительстве стропильной системы слишком дорого обходятся, не стоит проявлять излишнюю самоуверенность.

Что влияет на выбор размеров и способов крепления стропилин

Очень важный момент. Задача любой фиксации – обеспечение устойчивости узла соединения, при этом он может быть неподвижным или иметь одну или несколько степеней свободы. Этого невозможно достичь без знания нагрузок, влияющих на стропильные ноги. Нагрузки могут быть постоянными и временными, динамическими и статическими, однонаправленными и разнонаправленными.

1. Постоянные вертикальные усилия . Возникают из-за воздействия кровельных и утеплительных материалов крыши. В связи с тем, что стропильные ноги располагаются под углом к вертикальной силе, на них воздействуют изгибающие и распирающие нагрузки. Величина сил определяется после построения эпюры, на основании конкретных изгибающих и распирающих усилий выбирается толщина и ширина досок для стропилин. Крепления должны предупреждать расползание стропильной системы.
2. Переменные вертикальные усилия. Появляются зимой, величина зависит от высоты снежного покрова.
3. Поднимающие ветровые усилия. В результате порывов ветра на крышу воздействуют подъемные силы. На размеры стропильных ног влияния не оказывают, усилия учитываются только при выборе типа фиксации, она должна предусматривать и удерживать такие нагрузки.
4. Боковые усилия. Величина зависит от парусности кровли. В результате порывов ветра на стропильную систему воздействуют боковые усилия. Они увеличивают нагрузки на изгиб и на отрыв. Эту особенность также нужно принимать во внимание во время изготовления и установки стропильных ног.

Есть варианты жестких креплений стропильных ферм, для этого используются металлические пластины, уголки, саморезы и гвозди.

Иногда требуется применять плавающие соединения стропилин для компенсации изменения размеров деревянных домов. Для плавающих соединений применяются специальные крепежные элементы и болты. Вторые позволяют стропильным ногам в верхней части немного поворачиваться.

Еще один пример свободного соединения стропилин – скользящее. Используется на деревянных срубах и дает возможность компенсировать естественную усадку дома.

Какие элементы используются для увеличения устойчивости и несущей способности стропилин

В результате правильного выбора стропильной системы и методов фиксации ее элементов конструкция должна быть устойчивой, компенсировать естественные колебания линейных параметров и выдерживать различные нагрузки, возникающие вовремя эксплуатации. Для выполнения условий во время фиксации стропилин могут применяться дополнительные элементы фиксации.

Прогоны

Чаще всего монтируются в коньковой части системы, на них упираются верхние концы стропильных ног. Для повышения устойчивости могут предусматриваться запилы. Верхнее соединение жесткое или плавающее на болтах. На больших по размерам крышах прогоны могут устанавливаться посредине стропильных ног или в иных местах с критически нагрузками.

Вертик а льные стойки

Устанавливаются для усиления стропилин, за счет применения стоек можно изготавливать элементы из более тонких пиломатериалов. Вертикальные стойки верхним концом упираются от стропила, а нижним о лежень или потолочные балки перекрытия.

Угловые о поры

Удерживают усилия на изгиб и расширение, универсального использования. Угловые упоры можно ставить в любых местах стропильной ноги, вызывающих опасения по прочности. За счет таких упоров существенно увеличивается сопротивляемость стропилин изгибающим и отрывающим усилиям.

Затяжки (ригели)

Назначение – удерживать стропильные ноги от расползания, используются на висячих стропильных системах. Чаще всего размещаются в верхней части фермы, для изготовления можно использовать доски толщиной примерно 20–25 мм. Дело в том, что они работают на растяжение, пиломатериалы хорошо держат такие усилия. Доски плохо работают на сжатие, быстро прогибаются и теряют первоначальные показатели прочности.

Накл адки

Используются в верхней коньковой части стропилин, за счет применения затяжек увеличивается прочность соединения узла. Затяжки могут изготавливаться из дерева, фанеры, плит ОСП или металла.

Бобышки (упоры)

Имеют много специфических наименований. Представляют собой обыкновенные отрезки досок длиной 30–40 см и толщиной 40–50 мм, фиксируются в нижней части стропилин. Упираются о мауэрлат и не допускают скольжения конструкции. Применение бобышек позволяет выполнять жесткое соединение элементов без запиливания стропилин. О проблемах, возникающих в связи с запиливанием, мы в этой статье рассказывали выше.

Цены на различные виды бруса

Варианты соединения конькового узла стропильных ног

Конек – один из главных и самых нагруженных элементов стропильной системы. Узел имеет несколько вариантов соединения, выбирать конкретный следует в зависимости от общих параметров крыши.

При большой длине скатов коньковый брус лучше не использовать, а вместо него ставить два параллельных прогона и ригели-затяжки. Такую конструкцию легче делать, она более устойчивая и безопасная.

Для висячей кровли следует выбирать самые надежные способы соединения стропильных ног, эти системы имеют минимальное количество дополнительных упоров.

Цены на различные виды крепежа для стропил

Крепеж для стропил

Пошаговая ин с т рукция уст а новки стропил

Для стропильных ног используются хвойные доски 50×200 мм, пиломатериалы первого сорта. Доски не могут иметь следов гнили или грибка, значительных пороков развития и глубоких трещин. Применять для изготовления стропильной системы низкокачественные пиломатериалы категорически запрещается.

Для увеличения защиты элементов кровли от гниения рекомендуется использовать огнебиозащиту.

Заготовки стропилин следует пропитывать не менее двух раз, при этом материал должен быть сухим и чистым. Обработка делается на ровной площадке при сухой и ясной погоде.

Пропитывать можно валиком, кисточкой или пневмопультом. Применять бытовые ручные распылители не рекомендуется – слишком долго и тяжело. Наверх доски можно поднимать после полного высыхания пропитки.

Наша двускатная крыша имеет коньковый прогон, вертикальные опоры упираются о лежень, расположенный на несущей стене посредине строения.

Практический совет. Если дом довольно высокий, а доски тяжелые, то рекомендуется для защиты оконных проемов от повреждений сделать элементарное приспособление. Для этого сбиваются в виде угольника две доски, длина и ширина выбирается с учетом параметров проема. Приспособление устанавливается на подоконник, и доски стропилин во время подъема не повреждают пеноблоки.

Цены на огнебиозащитные пропитки

Подготовительные операции

Изготовление стропил начинается с подготовительных операций.

Шаг 1. Поднимите на чердак доски для стропилин. Для удобства располагайте их равномерно по длине здания, один конец кладите на мауэрлат, а второй на лежень прогона. Вначале нужно установить крайние стропила с двух сторон крыши дома, натянуть между ними нить и по ней устанавливать и выравнивать все оставшиеся.

Шаг 2. Проверьте еще раз положение конькового прогона. Он должен располагаться точно посредине крыши. Его смещение на 1–2 сантиметров не повлияет на прочность кровли в целом, но несколько усложнит изготовление стропилин и укладку кровельных материалов. Кроме того, опытный строитель может заметить несовпадение размеров скатов и, соответственно, несимметричность крыши. Рекомендуется добиваться ситуации, чтобы коньковый прогон располагался по линии симметрии, если это не связано с большими трудностями. Окончательное решение принимается мастером на месте и зависит от величины смещения и объема работ по исправлению ошибки.

Как выровнять прогон?

1. Прикрепите к мауэрлату доску для обрешетки, она легче, ее проще поднимать и фиксировать. Второй конец должен лежать на прогоне. Доска к мауэрлату прибивается обыкновенным гладким гвоздем или прикручивается саморезом.
2. Поднимитесь на верх прогона и рулеткой проверьте расстояние от края погона к мауэрлатам, установленными на противоположных стенах. Работайте очень внимательно, желательно пользоваться страховкой. К сожалению, на практике мало кто соблюдает правила техники безопасности, а напрасно. Падения с высоты становится причиной очень серьезных травм.
3. Выровняйте прогон по центру и закрепите доску. Для увеличения жесткости такую же доску зафиксируйте и с другой стороны прогона.

Теперь все готово, можно приступать к изготовлению и монтажу стропилин.

Установка стропильных ног

Если вы работаете в одиночку, то к прогону в месте фиксации первой стропилины нужно прикрутить отрезок рейки. К ней будет временно фиксироваться доска стропилины для предупреждения ее соскальзывания вниз.

А в это время можно выполнять работы по изготовлению и подготовке к соединению верхней части стропилин.

Шаг 1. Поднимите и установите на место доску для стропилины, струбциной зажмите ее к закрепленной ранее рейке.

Шаг 2. Нарисуйте линии для вырезания упорной площадки. Делается это в два этапа. Первый – проведите горизонтальную линию. Для этого рейку, угольник или иной ровный предмет плотно прижмите к горизонтальной поверхности прогона.

Второй – проведите вертикальную линию. Теперь линейку или угольник следует прижать к боковой поверхности прогона.

Важно. Ширина линейки должна быть не более 2–3 см, не надо делать глубокие пропилы и намного уменьшать ширину стропильной ноги, она теряет свою максимальную расчетную прочность.

Такую же разметку сделайте и в нижней части стропилины. Только теперь линейку нужно прижимать к поверхностям мауэрлата.

Шаг 3. Снимите доску и аккуратно вырежьте посадочные места. Работать можно ножовкой или электрической дисковой ручной пилой.

Практический совет. Если пропилы делаются электрической дисковой пилой, то резать лучше в два приема. Первый раз прорезать до метки, затем перевернуть доску обратной стороной и опять резать до метки. Молотком выбить отрезанный кусок, а оставшийся выступ снять стамеской или долотом. Не нужно заходить пилой за линию и пытаться отрезать выступ с одного захода. Такой способ увеличивает пропил на 3–5 см в зависимости от диаметра диска, что существенно уменьшает несущие показатели стропилины.

Шаг 4. Установите подготовленную стропилину на место и проверьте правильность ее изготовления. Такие же операции проделайте и со второй ногой фермы.

Шаг 5. Поставьте стропилины с упором на мауэрлат и прогон, стяните их струбциной в верхней части. Найдите средину прогона и перенесите линю на стропилины, пользуйтесь уровнем или строительным угольником (только в том случае, когда плоскость прогона строго горизонтальная).

Шаг 6. Пропилите одновременно две стропилины по вертикальной линии. Доски должны быть плотно зажаты струбциной. Прилагайте максимум внимания, полотно пилы должно быть перпендикулярным плоскости стропилин. Если запилить наискосок, то коньковый узел соединения будет прилегать неплотно, а это уменьшает устойчивость стропильной системы и считается явным строительным браком.

При недостатке практического опыта выполнения подобных работ, первая нога может иметь в коньковой части зазор, если он в пределах 1–2 мм, то нет ничего страшного. Если он более 4-х миллиметров, то нужно поправлять элемент. Посмотрите, какие плоскости упорных площадок не позволяют верхнему срезу плотно стыковаться. Примерно обозначьте величину дополнительного пропила. Снимите стропилину и уберите мешающие выступы. Проверьте соединение еще раз, если зазоры остались – повторите операцию. Как показывает практика, на второй-третьей стропилине появляется опыт и никаких дальнейших исправлений делать не надо.

Шаг 8. Прочно закрепите стропильные ноги в положенных местах. Для этого рекомендуется пользоваться металлическими пластинами и уголками, работать с ними просто и легко, прочность полностью отвечает требованиям к стропильной системе.

На каждую пару стропилин понадобится одна большая переформированная пластина для соединения конькового узла, два уголка 50×50 мм для фиксации к прогону и два уголка 60×80 мм для прикручивания к мауэрлату. Толщина металла не менее двух миллиметров.

Таким же способом установите крайние стропила с другой стороны дома, натяните между ними нити. По одной вверху и внизу и одну посредине. Чтобы они не мешали во время изготовления стропилин, сделайте зазор между нитью и плоскостью примерно один сантиметр.

Настоящие профессионалы никогда не делают по одной стропилине на чердаке дома. Такой алгоритм работ существенно увеличивает сроки строительства, усложняет сам процесс и делает его небезопасным. Работать электрическими инструментами на неприспособленных площадках очень опасно, травмы от них тяжелые, часто становятся причиной инвалидности.

Если дом поставлен качественно с точным соблюдением размеров и правил, то стропильные ноги изготавливаются по одному шаблону не земле. Готовые элементы собираются на крыше. Такая технология увеличивает производительность труда в 3–5 раз, одновременно улучается качество стропильной системы, она более надежна и долговечна. Конечно, пропорционально возрастает и зарплата строителей. Они работают с выработки и получают деньги не за время, проведенное на чердаке, а за собранную кровлю.

Цены на популярные модели шуруповертов

Шуруповерты

Видео – Изготовление и монтаж стропил на двускатной крыше

Двускатная крыша или щипцовая - это крыша на два ската, т.е. имеющая 2 наклонные поверхности (скаты) прямоугольной формы.

Каркас двухскатной крыши в силу конструктивных особенностей идеально сочетает в себе простоту устройства и обслуживания с надежностью и долговечностью. Эти и многие другие параметры делают строительство двухскатной крыши практичным и рациональным решением для частного и коммерческого домостроения.

В рамках этой статьи рассмотрим, как сделать стропильную систему двухскатной крыши своими руками. Для эффективного восприятия материала он представлен в виде пошаговой инструкции от А до Я, от выбора и расчетов, до монтажа мауэрлата и обрешетки под кровлю. Каждый этап сопровождается таблицами, схемами, чертежами, рисунками и фото.

Популярность крыши домиком обусловлена рядом преимуществ:

• вариативность конструкции;
• простота в расчетах;
• естественность стока воды;
• цельность конструкции снижает вероятность протечек;
• экономичность;
• сохранение полезной площади чердака или возможность обустройства мансарды;
• высокая ремонтопригодность;
• прочность и износоустойчивость.

Виды двухскатной крыши

Монтаж стропильной системы двускатной крыши зависит, прежде всего, от ее конструкции.

Выделяют несколько вариантов двухскатных крыш (типы, виды):

Наиболее распространенный в силу простоты и надежности вариант устройства крыши. Благодаря симметрии достигается равномерное распределение нагрузок на несущие стены и мауэрлат. Вид и толщина утеплителя не оказывают влияния на выбор материала.

Сечение бруса дает возможность обеспечить запас несущей способности. Отсутствует вероятность пригибания стропил. Подпорки и распорки можно ставить практически в любом месте.

Явный недостаток - невозможность обустройства полноценного мансардного этажа. Из-за острых углов появляются «глухие» зоны, которые непригодны для использования.

Устройство одного угла более 45° приводит к снижению величины неиспользуемой площади. Появляется возможность сделать жилые комнаты под крышей. В тоже время увеличиваются требования к расчету, т.к. нагрузка на стены и фундамент будет распределятся неравномерно.

Такая конструкция крыши позволяет обустроить полноценный второй этаж под крышей.

Естественно, простая двускатная стропильная крыша отличается от ломаной, не только визуально. Главная трудность таиться в сложности расчетов.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Места расположения элементов показаны на фото.

• Мауэрлат . Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида - цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.

  Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

• Стропильная нога . Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Силуэт стропильной фермы определяет внешний вид строения. Примеры ферм на фото.

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.

• Затяжка - соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.

• Прогон :

• Коньковый прогон , монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.

• Боковые прогоны , они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.

• Стойка для стропил - вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета - по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше - место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке - стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две - стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

• Подкос . Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

• Лежень . Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.

• Обрешетка . Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.

Совет. Важное назначение обрешетки - перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.

Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Расчет параметров материала важный этап, поэтому приводим алгоритм расчета пошагово.

Важно знать: вся стропильная система состоит из множества треугольников, как наиболее жесткого элемента. В свою очередь, если скаты имеют различную форму, т.е. являются неправильным прямоугольником, то нужно разделить его на отдельные составляющие и посчитать нагрузку и количество материалов для каждого. После расчетов данные суммировать.

1. Расчет нагрузки на стропильную систему

Нагрузка на стропила может быть трех видов:

• Постоянные нагрузки . Их действие будет всегда ощущаться стропильной системой. К таким нагрузкам относят вес кровли, обрешетки, утеплителя, пленок, доборных элементов кровли, отделочных материалов для . Вес кровли является суммой веса всех его составляющих элементов, такую нагрузку проще учесть. В среднем величина постоянной нагрузки на стропила равна 40-45 кг/м.кв.

Совет. Чтобы сделать запас прочности для стропильной системы лучше к расчету прибавить 10%.

Для справки: Вес некоторых кровельных материалов на 1 м.кв. представлен в таблице

Совет. Желательно, чтобы вес кровельного материала, приходящийся на 1 м.кв. площади крыши, не превышал 50 кг.

• Переменные нагрузки . Действуют в разные периоды и с разной силой. К таким нагрузкам относят: ветровую нагрузку и ее силу, снеговую нагрузку, интенсивность осадков.

По сути, скат крыши подобен парусу и, если учесть ветровую нагрузку, вся конструкция крыши может быть разрушена.

Расчет проводят по формуле: ветровая нагрузка равна показатель по региону, умноженный на поправочный коэффициент. Эти показатели содержатся в СНиП «Нагрузки и воздействия» и определяются не только регионом, но и местом расположения дома. Например, на частный дом, окруженный многоэтажными зданиями, приходится меньше нагрузок. Отдельно стоящий загородный дом или дача испытывают повышенные ветровые нагрузки.

2. Расчет снеговой нагрузки на кровлю

Расчет крыши на снеговую нагрузку проводится по формуле:

Полная снеговая нагрузка равна вес снега, умноженная на поправочный коэффициент. Коэффициент учитывает ветровое давление и аэродинамическое влияние.

Вес снега, который приходится на 1 м.кв. площади крыши (согласно СНиП 2.01.07-85) находится в пределах 80-320 кг/м.кв.

Коэффициенты, показывающие зависимость от угла наклона ската представлены на фото.

Нюанс. При угле наклоне ската свыше 60° нагрузка снега на расчет не влияет. Поскольку снег быстро сползет вниз и не повлияет на прочность бруса.

• Особые нагрузки . Учет таких нагрузок проводится в местах с высокой сейсмической активностью, торнадо, штормовыми ветрами. Для наших широт достаточно сделать запас по прочности.

Нюанс. Одновременное действие многих факторов вызывает эффект синергии. Это стоит учесть (см. фото).

Оценка состояния и несущей способности стен и фундамента

Следует учитывать, что кровля имеет существенный вес, который способен нанести вред остальному зданию.

Определение конфигурации кровли:

• простая симметричная;
• простая ассиметричная;
• ломаная.

Чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и подстропильных элементов нужно для создания необходимого запаса по прочности.

Угол наклона двухскатной крыши определяется в первую очередь кровельным материалом. Ведь каждый из них выдвигает свои требования.

• мягкая кровля - 5-20°;
• металлочерепица, шифер, профнастил, ондулин - 20-45°.

Следует учесть, что увеличение угла увеличивает площадь пространства под крышей, но и количество материала. Что влияет на общую стоимость работ.

Нюанс. Минимальный угол наклона двускатной крыши должен составлять не меньше 5°.

5. Расчет шага стропил

Шаг стропил двускатной крыши для жилых домов может составлять от 60 до 100 см. Выбор зависит от кровельного материала и веса конструкции крыши. Тогда количество стропильных ног рассчитывается путем деления длины ската на расстояние между стропильными парами плюс 1. Полученное число определяет количество ног на один скат. Для второго число нужно умножить на 2.

Длина стропил для чердачной крыши рассчитывается по теореме Пифагора.

Параметр «а» (высота крыши) задается самостоятельно. Ее величина определяет возможность обустройства жилого помещения под крышей, удобством нахождения на чердаке, расходом материала на строительство крыши.

Параметр «b» равен половине ширины здания.

Параметр «с» представляет собой гипотенузу треугольника.

Совет. К полученному значению нужно добавить 60-70 см. для запилов и выноса стропильной ноги за стену.

Стоит отметить, что максимальная длина бруса - 6 м.п. Поэтому при необходимости брус для стропил можно сращивать (наращивание, стыковка, соединение).

Способ сращивания стропил по длине показан на фото.

Ширина стропил для крыши зависит от расстояния между противоположными несущими стенами.

7. Расчет сечения стропил

Сечение стропил двускатной крыши зависит от нескольких факторов:

• нагрузки, о ней мы уже писали;

• вида применяемого материала. Например, бревно выдерживает одну нагрузку, брус - другую, клееный брус - третью;

• длины стропильной ноги;

• вида древесины, которая используется в строительстве;

• расстояния между стропилами (шага стропил).

Определить сечение бруса для стропил, зная расстояние между стропилами и длину стропила можно с помощью нижеприведенных данных.

Сечение стропил - таблица

Совет. Чем больше шаг установки стропил, тем большая нагрузка приходится на одну стропильную пару. Значит, сечение стропил нужно увеличивать.

Размеры пиломатериала (бруса и доски) для двухскатной стропильной системы:

• толщина (сечение) мауэрлата - 10х10 или 15х15 см.;

• толщина стропильной ноги и затяжки - 10х15 или 10х20 см. Иногда используют брус 5х15 или 5х20 см;

• прогон и подкос - 5х15 или 5х20. В зависимости от ширины ноги;

• стойка - 10х10 или 10х15;

• лежень - 5х10 или 5х15 (в зависимости от ширины стойки);

• толщина (сечение) обрешетки крыши - 2х10, 2,5х15 (в зависимости от кровельного материала).

Виды стропильной системы двухскатной крыши

Для рассматриваемой конструкции крыши существует 2 варианта: наслонные и висячие стропила.

Рассмотрим каждый вид подробно, дабы сделать взвешенный выбор.

Висячие стропила

Применяются при ширине крыши не более 6 м.п. Установка висячих стропил выполняется за счет крепления ноги за несущую стену и коньковый прогон. Конструкция висячих стропил особенна тем, что стропильные ноги находятся под воздействием распирающего усилия. Висячие стропила с затяжкой, установленной между ногами, позволяют снизить его влияние. Затяжка в стропильной системе может быть деревянной или металлической. Часто затяжки ставят внизу, тогда они играют роль несущих балок. Важно обеспечить надежное крепление затяжки на стропильной ноге. Потому, что на нее тоже передается распирающее усилие.

Совет.
Чем выше расположена затяжка, тем большей прочностью она должна обладать.
Если затяжку не установить, несущие стены могут попросту «разъехаться» от давления, создаваемое стропильной системой.

Наслонные стропила

Применяются при обустройстве крыш любых размеров. Конструкция наслонных стропил предусматривает наличие лежня и стойки. Лежень, лежащий параллельно мауэрлату принимает на себя часть нагрузки. Таким образом, стропильные ноги как бы приклонены друг к другу и поддерживаются стойкой. Стропильные ноги наслонной системы работают только на изгиб. Да и простота монтажа также склоняет чашу весов в их пользу. Единственный недостаток - наличие стойки.

Комбинированные

Ввиду того, что современные крыши отличаются большим многообразием форм и сложностью конфигураций, используется комбинированный вид стропильной системы.

После выбора вида стропильной системы можно точно рассчитать количество материалов. Результаты расчетов записать. При этом профессионалы рекомендуют составлять чертежи на каждый элемент кровли.

Монтаж стропильной системы двухскатной крыши

После того, как рассчитаны стропила двускатной крыши, можно приступать к монтажу. Процесс разобьем на этапы и дадим характеристику каждому из них. Получится своеобразная пошаговая инструкция, содержащая дополнительные сведения по каждому этапу.

1. Крепление мауэрлата к стене

Брус устанавливается по длине стены, на которую будут опираться стропила.

В срубах из бревна роль мауэрлата играет верхний венец. В зданиях, построенных из пористого материала (газобетон, пенобетон) или кирпича, мауэрлат устанавливается по всей длине несущей стены. В других случаях его можно устанавливать между стропильными ногами.

Материал подготовлен для сайта www.сайт

Поскольку длина мауэрлата превышает стандартные размеры пиломатериалов, его приходится сращивать.

Соединение мауэрлата друг с другом делается как показано на рисунке.

Как соединить мауэрлат?

Запил брусьев производится только под углом в 90°. Соединения происходит с применением болтов. Гвозди, проволока, деревянные нагели не используются.

Как крепить мауэрлат?

Установка мауэрлата выполняется на верху стены. Технология монтажа предусматривает несколько способов крепления мауэрлата:

• строго по центру несущей стены;
• со смещением в одну из сторон.

Совет.
Мауэрлат не может размещаться ближе, чем 5 см. до наружного края стены.

Чтобы защитить брус для мауэрлата от повреждения его укладывают на слой гидроизоляционного материала, в качестве которого чаще всего выступает обычный рубероид.

Надежность крепления мауэрлата важный аспект строительства. Это связано с тем, что скат крыши подобен парусу. Т.е., он испытывает сильную ветровую нагрузку. Следовательно, мауэрлат нужно крепко зафиксировать на стене.

Способы крепления мауэрлата к стене и стропилам

Анкерные болты. Идеальны для монолитного строения.

Деревянные нагели. Используются для срубов из бревна и бруса. Но, они всегда используются с дополнительными крепежами.

Скобы.

Шпилька или арматура. Применяется в том случае, если коттедж построен из пористых материалов (газобетон, пенобетон).

Скользящее крепление (шарнирное). Связка таким способом позволяет обеспечить смещение стропильных ног при усадке дома.

Отожженная проволока (вязальная, стальная). Используется как дополнительное крепление в большинстве случаев.

2. Изготовление стропильных ферм или пар

Монтаж выполняется двумя способами:

• установка брусьев непосредственно на крыше. Используется не часто, поскольку выполнять все работы, замеры, подрезки на высоте проблематично. Зато позволяет полностью выполнить монтаж своими руками;

• сборка на земле. Т.е., отдельные элементы (треугольники или пары) для стропильной системы можно собрать внизу, а затем поднять их на крышу. Преимущество такой системы в более быстром выполнении высотных работ. А недостаток - в том, что вес собранной конструкции стропильной фермы может быть значительным. Чтобы ее поднять потребуется специальное оборудование.

Совет. Прежде чем собирать стропильные ноги, нужно нанести разметку. Очень удобно использовать для этих целей шаблоны. Собранные по шаблону стропильные пары будут абсолютно одинаковы. Для изготовления шаблона нужно взять две доски, длина каждой из которых равна длине одного стропила, и соединяются между собой.

3. Установка стропильных ног

Собранные пары поднимаются наверх и устанавливаются на мауэрлат. Для этого внизу стропильных ног нужно сделать запил.

Совет. Поскольку прорези на мауэрлате ослабят его, можно делать запилы только на стропильной ноге. Чтобы запил был одинаковым и плотно прилегал к основанию нужно использовать шаблон. Его вырезают из фанеры.

Способы крепления стропильной ноги показано на рисунке.

Начинать установку стропильных пар нужно с противоположных торцов крыши.

Совет. Чтобы правильно установить стропильные ноги, лучше использовать временные подкосы и распорки.

Между закрепленными парами натягивается бечевка. Она упростит монтаж последующих стропильных пар. А также, обозначит уровень конька.

Если стропильная система монтируется непосредственно на крыше дома, то после установки двух крайних стропильных ног устанавливается опора конька. Далее к нему крепят половины стропильный пар.

Стоит отметить, что в этом вопросе мнения профессионалов расходятся. Одни советуют использовать шахматный порядок крепления, что позволит равномерно распределить увеличивающуюся нагрузку на стены и фундамент более равномерно. Такой порядок предполагает установку одного стропила в шахматном порядке. После того, как часть стропильных ног установлена, монтируют недостающие части пары. Другие, настаивают на том, что нужно делать последовательный монтаж каждой пары. В зависимости от размера конструкции и конфигурации фермы, усиление стропильных ног выполняется подпорками и стойками.

Нюанс. Соединяются дополнительные элементы конструкции с помощью вырубки. Фиксировать их предпочтительно строительными скобами.

При необходимости можно удлинить стропильную ногу.

Способы сращивания стропильных ног показаны на фото.

Совет. Способ, которым удлиняется мауэрлат (запил под 90°) в данном случае применять нельзя. Это ослабит стропило.

4. Установка конька двускатной крыши

Коньковый узел кровли изготавливается путем соединения стропильных ног вверху.

Устройство конька крыши:

• Способ без использования опорного бруса (см. рис.).

• Способ с использованием стропильного бруса. Брус нужен для больших крыш. В дальнейшем он может стать опорой для стойки.

• Метод накладки на брус.

• Более современной разновидностью изготовления конькового узла можно считать способ, показанный на фото.

• Метод врубки.

После того, как установлена стропильная система делаем капитальное закрепление всех конструктивных элементов.

5. Монтаж обрешетки крыши

Монтируется обрешетка в любом случае, и предназначена для более удобного перемещения по крыше в процессе выполнения работ, а также для крепления кровельного материала.

Шаг обрешетки зависит от вида кровельного материала, например:

• под металлочерепицу - 350 мм (расстояние между двумя нижними досками обрешетки должно составлять 300 мм).
• под профнастил и шифер - 440 мм.
• под мягкую кровлю настилаем сплошную обрешетку.

Стропильная система двухскатной крыши с мансардой - видео:

Заключение

Как видим, несмотря на кажущуюся простоту, монтаж стропильной системы двускатной крыши содержит много подводных камней. Но, опираясь на приведенные рекомендации, вы сможете без проблем построить надежную конструкцию своими руками.

Установку стропил лучше доверить специалистам, крыша – не тот элемент здания, с которым можно экспериментировать. Однако знать азы и особенности того, как поставить стропила на дом, необходимо, хотя бы для того, чтобы проконтролировать качество работы и уметь соорудить несложную стропильную конструкцию.

Как правильно поставить стропила на дом – разберемся с терминами!

Если большинство людей мало-мальски представляет себе, что такое стропила, то вот с остальными терминами, встречающимися в деле кровельщика, может возникнуть проблема. Мауэрлат, ригель, лежень, стойка, подкос, прогон – вряд ли тут обойтись без помощи специализированной литературы или опытного строителя! Впрочем, если вы читаете эту статью, то вполне обойдетесь и без них.

• Мауэрлат – традиционно это деревянная балка сечением 15*15 см, которая выполняет роль крайней нижней опоры для стропил, распределяя нагрузку от точек стыкования стропил на всю верхнюю площадь стены. В последнее время вместо дерева часто используют металл, для мауэрлатов это швеллеры и двутавры. Мауэрлат устанавливается с небольшим отступом от внешнего края стены и закрепляется. Для предотвращения гниения и коррозии снизу балки изолируются рубероидом или другим водонепроницаемым материалом. Именно с этого элемента зачастую и начинают установку стропил.
• Лежень – дополнительный брус для распределения нагрузки от стропил по всему периметру стен. От мауэрлатов отличаются тем, что лежни устанавливаются внутри сложных стропильных конструкций, то есть они не являются обязательным элементом крыши, а лишь дополнением в нужных случаях.
• Стойка – вертикальный брус, который усиливает стропильную конструкцию изнутри. На стойки устанавливаются в свою очередь прогоны, которые подпираются подкосами – наклонными брусами, которые поддерживают горизонтальные элементы и противодействуют сжатию или перекосу конструкции.
• Прогон – горизонтально расположенная балка, которая перпендикулярно пересекает стропила по всей длине крыши. В конструкции кровли можно выделить три типа прогонов – коньковый (на котором сходятся стропила вверху крыши), боковые прогоны и мауэрлаты, о которых написано выше.
• Ригель - балка, которая устанавливается между стропильными ногами, увеличивая прочность конструкции и ее устойчивость. Обычно сечение ригелей – 10*15 см.
• Стропильные ноги или стропила – балки, на которые непосредственно и устанавливается кровельное покрытие. Стропила – это также общее название для всей стропильной конструкции. Для этого элемента используют брус сечением 10*15 см. Для изготовления дощатой стропильной системы применяется сосновая доска с сечением 50*150 мм или 60*200 мм.

Перед установкой элементов необходимо точно рассчитать их количество, а также учесть возможные нагрузки на стропила: они могут быть одними при установке шифера, другими для черепицы и третьими для .

Например, односкатная крыша, сооруженная из минимального количества элементов, с легкостью выдержит листы металла или шифера, тогда как под черепицей со временем стропила могут деформироваться, прогнуться, а значит, вам потребуется дополнительно укрепить конструкцию стойками или подкосами, а также использовать брусья с большим сечением.

Как правильно установить стропила – наслонные или висячие?

Стропильные конструкции разделяют на две группы – наслонные и висячие. Висячие стропила обычно сооружаются на кровлях зданий без внутренних несущих стен. Висячая конструкция опирается на коньковый прогон и мауэрлаты, а внизу скрепляется затяжками, которые не дают стропилам под воздействием нагрузки разъехаться в стороны. Следует отметить, что на висячие стропила уходит гораздо больше лесоматериала, поскольку этим обеспечивается их устойчивость. Сэкономить древесину можно на дощатых стропилах, поскольку на варианты из бревен уходит на 15-20 % больше лесоматериалов.

Наслонные стропила устанавливаются на тех зданиях, внутри которых есть несущие стены, поскольку для этого типа нужны минимум три точки опоры. Наслонными элементами можно перекрыть пролет максимальной длиной до 6,5 метров. Если есть необходимость увеличить ширину перекрываемой площади, то этого легко достичь за счет установки дополнительных опор: при одном дополнительном стояке ширину можно увеличить до 12 метров, а при двух – до 15!

В зависимости от сечения брусьев, которые применяются для изготовления стропильных ног, шаг расположения стропил варьируется от 0,8 до 1,2 м. Нижние концы в наслонном типе стропильной конструкции упираются в мауэрлаты, а верхние – в прогоны. Сооружение подстропильной рамы, включающей прогоны, стойки и подкосы, обеспечивает особую устойчивость стропильных ног. Такой тип чаще всего применяется в частном строительстве, поскольку с одной стороны получается крепкая и надежная крыша, а с другой стороны наслонные стропила весьма экономны – древесины на них, по сравнению с висячими, нужно в разы меньше. Довольно часто кровлю сооружают, комбинируя оба типа.

Как ставить стропила на крышу – что за чем?

Для начала, руководствуясь подробными инструкциями, как , которые приведены в отдельной статье, вычислите, сколько вам необходимо материала. Перед установкой элементов стропильной конструкции их необходимо обработать составами против грибков, насекомых и антипиренами, препятствующими воспламенению. Потратившись на эти составы перед тем, как ставить стропила на крышу, вы продлите срок их эксплуатации на десятки лет.

Как ставить стропила на крышу - пошаговая схема

Шаг 1: Установка мауэрлатов

Самым важным соединением в наслонных вариантах считается место опоры стропильной ноги на мауэрлат. Именно с закрепления мауэрлата и начинается установка. Для этого предварительно бетонируются в стенах металлические штыри, которые уходят вглубь стен как минимум на 40 см. Для этих же целей будут пригодны и проволочные скрутки, диаметр которых будет не меньше 6 мм.

Шаг 2: Делаем макет

Поднимите наверх два бруса, которые будут стропильными ногами. Вырежьте выемки на левой и правой ноге для упора в мауэрлаты, не забудьте пометить для себя, к какой стороне какой брус относится. Установите брусья, соединив их вверху, чтобы сделать пометки для выемок в верхней их части. Выемки нужны для того, чтобы сделать соединение с упором, а не внахлест – такое считают крайне ненадежным даже при сильном укреплении гвоздями.

Возведение крыши – один из наиболее ответственных этапов строительства. От надежности «зонтика» сверху, от его устойчивости к атмосферным осадкам и любым внешним воздействиям, напрямую зависит долговечность самого здания и уровень комфорта проживания в нем.

Изо всего разнообразия конструкций крыш, двускатную можно отнести к числу наиболее популярных, просто в силу относительной простоты ее возведения. Однако, и за этой «простотой» кроется масса различных нюансов, необходимость проведения определенных расчетов и следования технологическим правилам. Тем не менее, настоящая публикация имеет главную задачу: показать, что установка стропил двухскатной крыши своими руками – задача вполне выполнимая, даже для начинающего строителя.

Давайте вместе пройдем все этапы процесса установки стропил для такой крыши, от основ предварительного проектирования до примера практического воплощения.

Общее устройство двускатной крыши

Основные понятия

Элементы конструкции стропильной системы двускатной крыши

Сразу оговоримся, что данная схема, безусловно, не может отразить всего возможного разнообразия конструкций , но основные детали и узлы на ней показаны достаточно понятно.

1 – мауэрлат. Это доска или брус, которые жестко крепятся по верхнему торцу внешних несущих стен здания. Его предназначение – равномерное распределение нагрузки от всей системы крыши на стены дома, создание условий для надежного крепления стропильных ног в их нижней точке опоры.

2 – стропильные ноги, устанавливаемые попарно. Они становятся основными несущими деталями всей системы крыши – именно стропила задают крутизну скатов, будут основой для крепления обрешетки, кровельного покрытия, а если крыша планируется утеплённой – то еще и всего термоизоляционного «пирога».

Для изготовления стропильных ног применяются качественные доски или брус, можно использовать и кругляк. Про сечение пиломатериала, которое будет достаточным для гарантированного выдерживания всех возможных нагрузок – будет рассказано ниже.

Стропила могут заканчиваться на мауэрлате, но чаще выходят за пределы периметра стен дома, формируя карнизный свес. Впрочем, для этого могут применяться и более легкие детали – так называемые «кобылки», которыми наращивают стропильные ноги на необходимую ширину свеса.

Для формирования карнизного свеса стропила нарощены «кобылками»

3 – коньковый прогон. Это может быть брус, доска или даже составная конструкция. Прогон проходит по всей линии конька и служит для надежного соединения верхних точек парных стропильных ног, связи всех стропильных пар с целью придания общей жесткости всей конструкции крыши. В различных вариантах крыш этот прогон может жёстко опираться на стойки, либо увязываться только с узлом соединения стропильных ног.

4 – затяжки (схватки, ригели). Горизонтальные детали усиления системы, дополнительно связывающие парные стропильные ноги между собой. Может применяться несколько затяжек, расположенных на разной высоте.

5 – балки перекрытия, которые будут служить основой для монтажа пола в чердачном помещении и потолка со стороны комнаты.

6 – а эта балка одновременно выполняет роль лежня. Это брус, проходящий по всей длине крыши, который является опорой для установки дополнительных деталей усиления стропильной системы. Лежень может устанавливаться так, как показано на рисунке (по типу балки перекрытия), либо жестко укладываться на капитальную перегородку внутри здания.

7 – стойки (бабки) – дополнительные вертикальные опоры стропильных ног, предотвращающие их прогиб под действием внешних нагрузок. Стойки вверху могут упираться в сами стропила, либо в дополнительный прогон, продольно связывающий стропильные ноги на определённой высоте.

8 – подкосы. Нередко при большой длине стропильных ног их несущей способности недостаточно, и усиление только стойками не обеспечивает необходимую прочность. В этих случаях применяются диагональные усиливающие элементы, опирающиеся снизу на лежень, создающие дополнительную точку опоры для стропила. Количество подкосов и место их установки могут варьироваться в крышах различной степени сложности.

Некоторые различия висячей и наслонной системы двускатной крыши

Двускатные крыши можно разделить на два типа конструкций – с наслонными и висячими стропилами. Кроме того, широко применяются комбинированные системы, в которых объединены оба принципа построения. В чем же принципиальная разница?

Наслонная система стропил

Эта конструкция стропильной системы характеризуется наличием опоры на внутреннюю капитальную перегородку в здании. По верхнему торцу этой перегородки монтируется лежень, на которые опираются стоки, поддерживающие коньковый прогон. Таким образом, стропильные ноги «наслонены» на вертикальную опору, что делает всю систему максимально прочной.

Подобная схема является наиболее популярной из-за своей надежности и относительной простоты в исполнении. Если имеется возможность создать дополнительную точку опоры по центру, то почему бы и не воспользоваться этим? Правда, если на чердаке планируется размещение жилого помещения, то вертикальные стойки иногда могут стать помехой. Впрочем, их наличие тоже иногда «обыгрывают», используя, например, для монтажа внутренней легкой перегородки.

В зависимости от количества и размещения внутренних перегородок, конструкция наслонной стропильной системы может варьироваться. Некоторые примеры показаны на иллюстрации ниже:

На фрагменте «а» показан самый простой вариант, который, кстати, на небольших длинах стропил (до 5 метров) может даже не иметь показанных подкосов – достаточно ряда центральных стоек под коньковым прогоном

С увеличением ширины здания система, естественно, усложняется, и появляются дополнительные упрочняющие элементы – затяжки и подкосы (фрагмент «б»).

Фрагмент «в» наглядно демонстрирует, что внутренняя капитальная стена не обязательно должна располагаться ровно по центру, под коньком. Вполне возможен и такой вариант, как показан на иллюстрации, но с условием, что смещение лежня относительно конька не превысит одного метра.

Наконец, фрагмент «г» показывает, как может опираться система стропил в здании большого размера, но имеющим две капитальные перегородки внутри. Расстояние между такими параллельными лежнями может доходить до трети ширины здания.

Система с висячими стропилами

Графически эту схему крыши можно изобразить примерно так:

Сразу бросается в глаза, что стропила опираются только на в нижней части, а затем соединяются между собой на коньке. Дополнительная опора по центру отсутствует, то есть стропильные ноги как бы «висят», что предопределяет и название такой системы. Эта особенность накладывает определенные ограничения на применение висячих стропил – обычно такая схема практикуется при расстоянии между несущими стенами, на которые закреплен мауэрлат, не более 7 метров. Устанавливаемые затяжки лишь частично снимают нагрузку с внешних стен.

На иллюстрации ниже показано несколько вариантов висячей системы. Впрочем, некоторые из них уже, скорее, могут быть отнесены к комбинированным.

Фрагмент «д» - висячие стропила связаны между собой стяжкой на уровне мауэрлата либо закреплены на мощной балке перекрытия, образуя с ней треугольник. Других усиливающих деталей нет. Подобная схема допустима при расстоянии между стенами до 6 метров.

Вариант «ж» - для такого же по размерам дома (до 6 метров). Затяжка (ригель) в этом случае смещена вверх, и нередко используется для подшивки потолка чердачного помещения.

Варианты «е» и «з» рассчитаны на пролёт между стенами до 9 метров. Могут применяться несколько затяжек (или верхняя затяжка в сочетании с нижней балкой перекрытия). Другой подход – установка стоек под коньковым прогоном, по аналогии с наслонной системой. Только в качестве нижней точки опоры используется не лежень на капитальной перегородке, а стойки опираются на затяжку или балку перекрытия. Назвать такой вариант чисто «висячим» - уже сложно, так как здесь – явно комбинация деталей из обеих конструкций.

В еще большей степени такое комбинирование двух схем выражено в варианте «и», который рассчитан на большие пролёты, от 9 до 14 метров. Здесь, помимо стойки-бабки, задействованы еще и диагональные подкосы. Нередко такие фермы вообще собираются на земле, а только потом поднимаются и устанавливаются на место, связываются между собой, формируя тем самым весь каркас крыши.

Итак, при подготовке к строительству двускатной крыши необходимо изучить принципы устройства той или иной системы, оценить их преимущества и недостатки, выбрать оптимальную для своих условий и составить графическую рабочую схему. Она понадобится и при приобретении необходимого материала, и для производства самих монтажных работ. Однако, составление чертежа все же должно предваряться некоторыми расчетами.

Расчет базовых параметров стропильной системы двускатной крыши

Давайте еще раз взглянем на принципиальную схему устройства двускатной крыши, чтобы выделить те параметры, которые необходимо будет рассчитать.

Итак, в процессе расчета нам потребуется определиться со следующими величинами.

Исходные данные – это длина стороны дома по фронтонной части (выделено голубым – F), и длина дома по коньку (фиолетовый цвет – D). Предполагается, что хозяева уже заранее определились с типом кровельного покрытия – так как здесь будут определенные ограничения по крутизне скатов кровли. (угол а).

• Высоту конька над плоскостью мауэрлата (Н – зеленый цвет), или, наоборот, определиться с углом ската, отталкиваясь от запланированной высоты конька.
• Длину стропильной ноги (синий цвет – L), а при необходимости – и удлинение стропила для формирования карнизного свеса необходимой ширины (l).
• Рассчитать суммарные нагрузки, выпадающие на стропильную систему, чтобы определить оптимальное сечение пиломатериала для изготовления стропил, шаг их установки (красный цвет – S) и допустимую длину пролетов между точками опоры. Все эти параметры – тесно взаимосвязаны между собой.
• Когда на руках будут эти рассчитанные значения, уже несложно составить графическую схему, определить необходимость и оптимальное расположение элементов усиления, просчитать количество материала для их изготовления.

Цены на бензопилу

бензопила

Рассчитываем крутизну ската и высоту конька

Угол крутизны скатов может определяться хозяевами по различным критериям оценки:

• Из чисто эстетических соображений – когда «во главу угла» становится внешний вид строения. Многим нравятся крыши с высоким коньком, но при этом нельзя забывать, что на такую кровлю резко возрастает ветровая нагрузка. Да и материалов для изготовления высокой крыши пойдет неизмеримо больше. Вместе с тем, на крутых скатах почти до нуля снижается снеговая нагрузка – не исключено, что для «снежных» регионов этот параметр оценки может стать определяющим.
• Из соображений полезного использования чердачного помещения. При двускатной схеме крыши, чтобы добиться максимальной площади мансарды, приходится возводить скаты с очень большой крутизной, то есть с теми же последствиями, о которых сказано выше.

• Наконец, может быть и совершенно противоположный подход – из соображений экономии сделать конструкцию крыши с минимальной высотой в коньке. Но в этом случае придется ориентироваться на минимально допустимые углы уклона для конкретного типа кровельного покрытия. Уменьшать крутизну ниже рекомендованным производителем показателей – это «закладывать бомбу» в свою крышу, причем и из соображений ее прочности и долговечности, и с позиций гидроизоляционных качеств покрытия.

Рассчитать высоту конька над плоскостью перекрытия (мауэрлата) – несложно. В основе подавляющего большинства узлов любой кровельной системы лежит треугольник, который, в свою очередь, подчиняется строгим геометрическим (точнее – тригонометрическим) законам.

Итак, в нашем случае известна ширина крыши по фронтонной линии. Если крыша симметрична, то конек разместится ровно посередине, и для расчетов можно просто ширину F разделить на два (основание треугольника f = F/2 ). При несимметричных скатах придется спроецировать вершину конька на линию F, и промерить расстояния f1 и f2 от нее до края треугольника (до мауэрлата) с каждой из сторон. Естественно, что в таком случае и уклон скатов будет различным.

Н = f × tg a

Чтобы не заставлять читателя искать значения тангенсов и проводить расчеты вручную, ниже размещен калькулятор, в котором уже внесены необходимые табличные величины.