Конек крыши и несущая стена

Обновлено: 19.04.2024

Основой конструкции крыши является стропильная система. Стропильная система задает форму крыши частного дома, воспринимает нагрузки. От правильного выбора и устройства стропильной системы зависит долговечность дома, а также будущие расходы на ремонт и эксплуатацию нового дома.

Нагрузки, которые действуют на стропильную систему крыши, делятся на постоянные и переменные. Постоянные — это нагрузки от веса всех элементов крыши (стропильной системы, кровли, водосточной системы и т.д.). Переменные — включают в себя нагрузки от веса людей и снега на крыше, а также ветровую нагрузку.

Снеговую и ветровую нагрузки определяют по картам снеговых и ветровых нагрузок, которые приведены в строительных нормах. Например, на карте России обозначены границы районов с нормативными значениями ветровой или снеговой нагрузки. На карте находите место Вашей стройки, определяете район и нормативную снеговую или ветровую нагрузку места стройки.

Основные элементы стропильной системы крыши частного дома

Основные элементы стропильной системы частного дома на примере четырехскатной крыши показаны на рисунке:

Стропильная нога (стропило) создает уклон крыши и является опорой для кровли. На стропило действуют силы, которые стремятся деформировать его в двух направлениях — выгнуть дугой и повернуть в горизонтальное положение.

Затяжка соединяет между собой нижние концы противоположно расположенных стропил. Препятствует расползанию концов стропил в стороны. Действующие на затяжку силы стремятся растянуть её.

Мауэрлат — брус закрепленный на наружных стенах дома. На мауэрлат опираются нижние концы стропил. Мауэрлат связывает между собой нижние концы соседних стропил, равномерно передает нагрузки крыши на наружные стены дома.

Прогон коньковый — брус на который опираются верхние концы стропил. Коньковый прогон соединяет между собой верхние концы стропил.

Стойка поддерживает прогон и воспринимает вертикальные нагрузки, которые стремятся сжать стойку. Стойки опираются на внутреннюю несущую стену дома (как на рисунке) или на лежень — брус, уложенный на эту стену. Стойка обязательно должны опираться на несущую конструкцию — внутреннюю стену или чердачное перекрытие, рассчитанное на нагрузки крыши.

Подкос препятствует прогибу стропила. Испытывает деформацию сжатия.

Ветровая балка — доска, которая связывает между собой стропила на скате крыши. Доска крепится к стропилам со стороны чердака под углом, от конька к мауэрлату. Ветровая балка увеличивает устойчивость стропильной системы к ветровым и другим нагрузкам, направленным вдоль конька крыши.

Кобылка — доска или брусок, прикрепленный к стропильной ноге для создания свеса крыши.

Шпренгель — брус, уложенный в углах дома на смежные стороны мауэрлата. На шпренгель опирают стойку, поддерживающую диагональное стропило.

Нарожник — укороченное стропило, верхний конец которого опирается на диагональное стропило.

Указанные выше элементы стропильной системы в том или ином сочетании присутствуют в конструкции стропильных систем разного вида.

Схемы стропильных систем крыши частного дома

Существует несколько принципиальных схем стропильных систем. В частном домостроении обычно используют две принципиальных схемы стропильной системы — с висячими стропилами и с наслонными стропилами .

Выбор той или иной схемы зависит от многих факторов — размеров и формы дома, наличия внутренних несущих стен, желания устроить под крышей дома мансарду, выбора формы крыши из эстетических соображений. В ряде случаев, на крыше одного дома применяют и комбинацию из разных стропильных систем.

Каждая принципиальная схема стропильной системы имеет несколько конструктивных решений.

Стропильная система с висячими стропилами

Свое название схема получила потому, что верхние концы стропил не имеют специальной опоры (стойки), передающей нагрузку на несущий элемент здания. Верхние концы стропил как бы висят в воздухе, опираясь только друг на друга. Несущая способность стропил обеспечивается только за счет распора затяжки. Стропила испытывают в данной схеме деформации в нескольких направлениях. Под действием нагрузки стропило сжимает, выгибает дугой и поворачивает в горизонтальное положение.

Ригель на левом рисунке работает как на растяжение, так и на сжатие, в зависимости от величины и распределения нагрузки по скатам крыши.

Подвес (бабка) на правом рисунке испытывает деформацию растяжения.

Стропильная система с висячими стропилами имеет

достоинства:

• Не требует промежуточной опоры в виде устройства в доме внутренних несущих стен или перекрытий, рассчитанных на нагрузки крыши.
• Затяжки могут быть использованы в качестве несущих балок чердачного перекрытия.

и недостатки:

• Детали стропильной системы нагружены сильнее, чем в других системах. При одинаковом размере крыши приходится применять детали большего сечения или увеличивать количество стропил. Все это увеличивает расход пиломатериалов, а значит и стоимость строительства крыши.
• Не применяется при малых углах наклона скатов, менее 30 град. При малых углах напряжение в деталях стропильной системы, а значит и их размер, значительно возрастают.
• Стропильная рама с висячими стропилами имеет меньшую жесткость, благодаря тому, что положение стропил взаимо зависимо. Например, деформация под действием нагрузки стропил на одном скате приводит к значительному изменению положения стропил и другого ската. Крыша «гуляет» и расшатывается, особенно при неравномерной нагрузке скатов. Страдает от этого, прежде всего, кровельное покрытие.
• В случае неравномерной нагрузки на один из скатов (снег, ветер) крыша с висячими стропилами оказывает значительное боковое давление на стены дома в сторону менее нагруженного ската.

Стропильную систему с висячими стропилами в частном домостроении рекомендуется применять для перекрытия пролетов до 6 м. Недостатки системы в этом случае менее выражены.

Стропильная система с наслонными стропилами

В стропильной системе с наслонными стропилами верхний конец каждой стропильной ноги опирается на прогон , который через стойки передает нагрузку на внутреннюю несущую стену здания. Благодаря наличию опоры у верхнего конца, стропильная рама не создает распора (давления на стены в горизонтальной плоскости в противоположных направлениях) на нижних концах стропил.

В системе с наслонными стропилами не нужна затяжка для компенсации распора. Детали стропильной системы и несущие стены дома менее нагружены .

При устройстве мансарды такую крышу удобно опирать на аттиковые стены (продолжение наружной стены выше перекрытия) высотой 1-1,5м.
Стропильная система с наслонными стропилами имеет

достоинства:

• Универсальность — пригодна для устройства крыш с пролетом до 16м., для монтажа на легких стенах (каркасных, деревянных), для крыш с малым углом наклона скатов.
• Крыша с наслонными стропилами имеет меньший вес, расход пиломатериалов, проще в монтаже, чем такая же крыша с висячими стропилами.
• Менее чувствительна к неравномерной нагрузке на скаты — меньше деформации и действие боковых сил на стены дома.

и недостатки:

• Требует дополнительной опоры — несущей стены внутри дома или перекрытия, рассчитанного на нагрузку крыши.

Стропильная система для устройства мансарды

На рисунке показана стропильная система для ломанной крыши мансарды . В этой стропильной системе используются как висячие стропила, так и наслонные.

Стропильные системы, основанные на указанных выше принципиальных схемах, имеют множество конструктивных решений. Например, внутренняя несущая стена не обязательно должна располагаться по центру крыши. Вместо одного конькового прогона, или кроме него, стропила на длинных скатах дополнительно опирают на прогоны, размещенные в промежутке между коньком и мауэрлатом.

Стропильные фермы

Стропильные фермы — имеют более сложную конфигурацию деталей, расположенных в одной плоскости. Расчет и оптимизация стропильной фермы производится с помощью компьютерной программы. Фермы, как правило, изготавливают в заводских условиях с точным соблюдением размеров деталей из хорошо высушенной древесины.

Фермы сконструированы так, что передают на наружные стены только вертикальную нагрузку. Крыша с использованием стропильных ферм получается более легкой. Нижний пояс фермы обычно делают горизонтальным так, чтобы он выполнял роль балки чердачного перекрытия.

Стропильные фермы позволяют перекрывать большие пролеты без промежуточных опор . В частном домостроении их выгодно применять вместо стропильной системы с висячими стропилами при длине пролета более 6м., а также при малых углах наклона скатов (менее 30 град), в том числе для односкатных крыш.

Недостаток стропильной фермы один — это высокая стоимость изделия.

Проектирование стропильной системы крыши

Конструкция стропильной системы дома должна быть проверена на прочность специалистами. При расчете на прочность учитывают, кроме нагрузок , угол уклона скатов и форму крыши, а также вид стропильной системы и коэффициент запаса прочности.

Стропильная система состоит из многих элементов. На каждый элемент действуют силы, разные по величине и направлению. На стропильную систему в целом и на отдельные её детали действуют нагрузки направленные вертикально, горизонтально и стремящиеся повернуть деталь.

При проектировании стропильной системы принимают во внимание, будет ли на крыше чердак или мансарда, наличие окон в кровле или фронтонах, условия опирания стропил на стены, форму плана дома и другие факторы.

Крышу дома лучше и правильней возводить по проекту, выполненному специалистом — проектировщиком. Строительство простых видов крыш можно поручить опытному специалисту, не имеющему квалификации проектировщика.

Стропильная система крыши частного дома должна отвечать следующим требованиям:

• Стропильная система должна быть прочной и жесткой — изменение формы или размеров крыши под действием нагрузок не должны превышать допустимых величин.
• Крыша должна быть легкой , чтобы своим весом меньше нагружать стены и фундамент дома.
• Стропильная система не должна передавать распор (усилие в горизонтальной плоскости) на стены дома.
• Стропильная система должна быть долговечной . Замена или ремонт стропильной системы — дорогое удовольствие.

Для выполнения первых двух требований, стропильную систему выполняют из отдельных линейных элементов собранных в конструкцию в виде треугольника. Отдельный плоский треугольник стропильной системы, из двух стропил и связанных с ними деталей, называют стропильной рамой или фермой.

Стропильные рамы или фермы установленные на стенах параллельно друг другу на определенном расстоянии и образуют стропильную систему крыши .

В спроектированную специалистом стропильную систему нельзя по собственному желанию вносить изменения. Добавление или исключение любой детали приведет к перераспределению нагрузок на другие узлы системы. Даже изменение числа гвоздей для соединения деталей, может привести к разрушению дома. Например, увеличение количества гвоздей, которыми прибивают стропило, может привести к появлению недопустимого распора на стены. Об этом читайте ниже.

Старайтесь сделать стропильную систему симметричной. Симметричное расположение стропильных ног, стоек, подкосов, позволит равномерно распределить нагрузки по скатам крыши, что повысит устойчивость крыши и стен дома.

Для удаления влаги из деревянных деталей крыши и конденсата, чердачное пространство должно вентилироваться с помощью продухов. В мансардных крышах для этого устраивают вентилируемые зазоры.

Для защиты от влаги мауэрлат и другие деревянные детали стропильной системы отделяют от каменной кладки стен гидроизоляцией. Если этого не сделать, то дерево быстро загниет.

Стропильную систему для частного дома делают из дерева. Иногда, например, в каркасных домах с металлическим каркасом, для изготовления стропильной системы также используют металлические профили.

Как и почему крыша распирает и разрушает стены дома

Под действием нагрузок нижние концы стропил стремятся разъехаться в стороны. Силы, действующие на нижних концах стропил и направленные горизонтально в противоположные стороны, называют распором.

Распор стропил бывает так велик, что стены не выдерживают, изгибаются, стены и стропила трескаются, крыша в результате местами проседает — дом разрушается . Такую картину не редко можно видеть, если строительство крыши выполнено не умелыми строителями, и, к тому же, без проекта.

Почему распор передается на стены?

Ведь выше, в статье написано, что в стропильной системе с висячими стропилами распор компенсируется затяжкой, а в схеме с наслонными стропилами распора вообще не возникает. Эти утверждения правильны, если рассматривать схемы стропильных систем на бумаге.

В реальности все детали стропильных систем под действием нагрузок деформируются, то есть, меняют свои размеры и положение в пространстве — укорачиваются, удлиняются, изгибаются, поворачиваются.

К деформациям от действия нагрузок добавляются колебания размеров деталей при изменении влажности и температуры. В местах соединений также имеется некоторая подвижность элементов стропильной системы.

Представим себе, что в системе с висячими стропилами затяжка, по каким-то из указанных причин, удлинилась и перестала воспринимать на себя усилие распора. В результате распор начнет передаваться на стены.

В системе с наслонными стропилами, то же самое произойдет, если, например, сожмется стойка. Верхний конец стропил потеряет опору. Наслонные стропила начнут работать как висячие. Вся нагрузка распора начнет передаваться на стены. Кроме того, увеличится нагрузка и на стропила, которые не рассчитаны на работу в режиме висячих стропил.

Здесь два варианта. Или не выдержат стены — под действием распора разойдутся в стороны, позволив стропилам немного повернуться и снова опереться на стойку. Или разрушится, треснет стропило, не выдержав не расчетной нагрузки.

Легко деформируются под действием распора деревянные стены из бруса, бревна, а также каркасные.

В литературе по строительству можно встретить утверждение, что стены из каменных материалов выдерживают большую нагрузку распора. Но в современном частном домостроении, благодаря применению утеплителей, толщина каменных стен значительно уменьшилась. Для кладки стен часто используются более легкие и хрупкие материалы , например, газобетон.

Защита каменных стен современного частного дома от повреждений распором не менее актуальна, чем для деревянных.

Чтобы крыша не разрушила дом необходимо: . . . .

Чтобы крышу с дома не сдуло ветром . . . .

Виды, формы крыш частного дома . . . .

Вентиляция крыши . . . .

Укладка кровельного покрытия крыши . . . .

Нажимая на Палец вверх , Вы сообщаете Дзену, что подобные материалы Вам интересны и настраиваете персональную ленту Дзен на показ большего количества статей на эту тему.

Двускатная крыша – кровельная конструкция, которая чаще других используется в частном домостроении. Она не только проста в сооружении, она надежна, обойдется недорого, если правильно провести расчет количества элементов.. В статье рассмотрено, из каких элементов состоит эта разновидность кровель, и как ее можно собрать своими руками. Вы узнаете про основы расчетов, правила и этапы сборки, что позволит «на одной волне» разговаривать с подрядчиками строительной компании.

Онлайн калькулятор кровли

Чтобы узнать примерную стоимость двухскатной кровли, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Из каких элементов состоит крыша в два ската

Из самого названия становится понятным, что такие крыши имеют всего лишь два ската, которые могут быть одинаковыми или разными по площади. Первые называют симметричными, вторые асимметричными

Не все двухскатные кровли состоят из одних и тех же элементов. Но есть среди них основные, которые присутствуют во всех конструкциях.

1. Мауэрлат – брус 100х100 мм (сечение минимальное), на который упирается стропильная система. Главное назначение – распределить равномерно нагрузку, действующую со стороны кровельной конструкции на стены постройки. Крепят мауэрлат именно к стенам (существует несколько вариантов).
2. Стропила, по-другому их называют стропильными ногами. Это доски (редко брусы) с минимальной толщиной 50 мм, расположенные с уклоном к стенам. Они и формируют скаты. Нижним концом они крепятся к мауэрлату, верхним к коньковому брусу или друг к другу.
3. Брус конька используется не всегда, а только когда крышу покрывают наслонными стропилами. Об этом чуть ниже. Его назначение – опора для стропильных ног.

Дополнительные деревянные элементы, которые применяются не на всех двускатных конструкциях.

1. Опоры под брусок конька. Устанавливаются их только в том случае, если в кровельной конструкции таковой присутствует.
2. Стойки под стропила. Применяют, если ширина строения больше 12 м. Чем длиннее стропила, тем ниже у них несущая способность.
3. Прогон, он же брус, уложенный на стойки поперек стропильных ног. На него, а не на опоры, упираются стропила.
4. Лежень – брус, расположенный параллельно прогону, только в нижней части. На него монтируют стойки для стропил.
5. Затяжки. Это бруски, стягивают парные стойки (между собой).

Разновидности стропильных систем

Их две: висячие и наслонные. Первая разновидность, в которой верхние концы стропил опираются друг в друга, между собой и скрепляются. Для повышения прочности соединения и надежности конструкции нередко между ними устанавливают затяжку.

Вторая разновидность – ноги, опирающиеся на конек. Они также могут быть стянуты затяжкой, если ставится задача увеличить несущую способность всей системы.

Внимание! Функции затяжки для висячей разновидности может выполнять балка перекрытия, на которую ноги упираются.

Правила сборки двускатной крыши

Двухскатная крыша собирается по-разному. Зависимость – тип стропильной системы. Разберемся по отдельности с каждой.

Сборка висячих стропил

Существует строгая последовательность проводимых операций:

• Производят монтаж мауэрлата на стены. К ним он крепится при помощи шпилек, которые устанавливают в заливаемый армирующий пояс. Верхний конец шпильки – резьбовая часть, на которую накручивают гайку с широкой шайбой. Именно ими и прижимается мауэрлат к стене.
• Производят монтаж конькового бруса. Для этого вдоль кровельной конструкции прямо посередине (если сооружается симметричная крыша) устанавливаются опорные стойки из бруса или досок. Они крепятся к лежню или к балкам перекрытия специальными металлическими уголками на саморезы. Дополнительно устанавливаются подпорки и укосины, чтобы выдержать вертикальность стоек.
• На последние укладывается коньковый брус, который закрепляется к стойкам теми же металлическими профилями (уголками, пластинами и прочими). Основная задача производителя работ – выставить коньковый прогон в горизонтальной плоскости.
• Устанавливаются стропила попарно, образуя треугольники кровельной системы.

• Если есть необходимость, то под стропильные ноги устанавливаются дополнительные стойки. Их крепят или непосредственно между собой, или укладывают поверх стоек прогон поперек ног.
• Поверх стропильной системы устанавливается обрешетка из деревянных брусков или досок.
• Поверх обрешетки набивается кровельный материал.

Сборка наслонных

Наслонная стропильная система двухскатной крыши каркасного дома, и не только каркасного, собирается не на крыше, а на земле. Все дело в том, что сложно подогнать элементы между собой, когда у них нет опоры на одном конце. Для этого придется сооружать дополнительную опорную конструкцию временного типа. Это затраты времени, сил и средств, никому не нужные.

Поэтому парные стропила, они же в собранном виде носят название фермы, собираются в плоскости земли. Так как конструкция фермы – это треугольник, в симметричной кровле к тому же равнобедренный, то собрать его не составит большого труда. Основная задача производителя работ – соблюсти размерные параметры элементов фермы. Потому что подгонять фермы на крыше будет сложнее, если между ними достаточно большие размерные погрешности.

• Поднимают стропила в сборе на крышу подъемным краном или другим приспособлением.

• Сначала устанавливают две крайние фермы по фронтонам дома, выставляют их между собой по высоте и закрепляют к балкам перекрытия подпорками и укосинами (временными).
• Натягивают между верхними точками двух ферм нить, по которой монтируют остальные стропильные треугольники.

Остальное, как и в случае с висячими стропильными ногами: набивается обрешетка и кровельный материал.

Видео описание

Процесс возведения двускатной крыши в видео:

Расчет стропильных ног

Важное подготовительное мероприятие, от которого зависит несущая способность системы в целом. Самостоятельно провести расчет, если вы в этом не разбираетесь, невозможно. Поэтому обыватели пользуются онлайн калькуляторами либо таблицами. В основе расчетных манипуляций лежит сечение брусков (в мм) или досок, зависящее от длины ног и шага установки.

Зависимость такая: чем длиннее ноги и больше расстояние между ними, тем больше должно быть сечение брусов. К примеру:

• шаг установки 2,15 м, длина стропилы 3 м, для этого используют брус сечением 100х150 мм;
• шаг 1,4, длина 3, сечение 75х125 мм;
• шаг 2,15, длина 5 м, сечение 100х250;
• шаг 0,9, длина 5,5, сечение 50х200 мм.

Для каждой позиции найдется свой параметр применяемых брусков. Таблицы есть в свободном доступе.

Уклон скатов

Определить уклон конструкции двухскатной крыши непросто. Учитывают вид кровельного покрытия. Зависимость такая:

• если используется асбоцементный шифер, то угол должен быть не меньше 22°, снижение данного параметра приведет к протечкам в местах стыковки соседних листов;
• металлочерепица – угол в 14°;
• профнастил - 12°;
• битумная черепица – угол не должен превышать 15°, в противном случае появляется вероятность сползания покрытия с обрешетки;
• рулонный материал (рубероид, толь и прочие) – наклон в пределах 3-25°.

Но здесь есть один нюанс. Чем круче крыша, тем меньше нагрузок действует на ее скаты, потому что дождевая вода и снег быстро сходят с поверхностей. Но при этом увеличивается парусность конструкции. То есть ветровые нагрузки увеличиваются. При этом высокие крыши – это возрастание затрат на стройматериалы, которые повышают себестоимость сооружения.

Разноскатные крыши

Двускатная кровля с разными скатами сегодня встречается достаточно часто. Нельзя сказать, что они лучше симметричных, но оригинальность конструкции сделала их популярными. Добавим, что такие кровли более сложны, чем традиционные с одинаковыми скатами.

Делятся эти крыши на три вида:

1. Несимметричные. У них коньковый прогон располагается посередине дома. Скаты располагаются друг к другу под одним углом наклона. Но один из них всегда длиннее другого.
2. Асимметричные. По длине скаты могут быть одинаковыми или разными, но угол наклона обоих разный.
3. Асимметричные со смещением. То же самое, что и предыдущий вариант, только коньковый прогон смещен относительно середины дома в одну из сторон.

Правила сооружения асимметричных двускатных крыш

Двухскатная крыша с разными скатами – сооружение непростое. Вся сложность заключается в том, что смещение конькового бруса относительно середины здания создает совершенно другие нагрузки. Они теперь не распределяются по коньку. Основное их давление (центральное) приходится на длинный более пологий скат. Именно поэтому на стадии проектирования и проведения расчетов нужно точно определить место установки дополнительных стоек. Их устанавливают под стропильные ноги длинного пологого ската.

При этом не проводят монтаж всей стропильной системы на глаз. Даже самое небольшое отклонение от проекта может привести к непоправимым последствиям. Вносить изменения в конструкцию будет сложно, а иногда просто невозможно.

И еще один момент. Для асимметричной крыши (двускатной) требуется сооружение очень прочного мауэрлата, с помощью которого придется перераспределить неравномерные нагрузки. Особое внимание креплению мауэрлата к стенам дома.

Что касается строительства крыши с разными скатами, то сама технология ничем от традиционной не отличается. Главное – строго придерживаться требований, обозначенных выше. Обычно такие конструкции собираются из наслонных стропильных ног с установкой конькового бруса. Поэтому главная задача производителя работ – точно выставить конек по горизонтали на участке строго по проекту. Обязательно точно выдерживаются размеры стропил, в основном это касается длины.

Разноуровневые кровли

Еще одна разновидность крыш с двумя скатами. Чтобы понять, о чем идет речь, посмотрите фото ниже.

По своей конфигурации кровля двускатная, покрывает собой весь дом. Но по отдельности каждый скат представляет собой односкатную конструкцию. Обычно между ними возводится несущая стена, на которую оба ската опираются.

Но при этом больший по размерам скат опирается на верхний торец стены, где устанавливается коньковый брус или балка мауэрлата, а меньший на его вертикальную плоскость, где обычно закрепляется несущая балка. Строительство таких крыш проводится по технологии односкатного сооружения.

Двускатные кровли с ломаными скатами

Эти конструкции в основном используются в домах, где запланировано сооружение мансарды. Под традиционными скатами организовать комнату проблематично. Причина – наличие «мертвых» зон на участках стыка стропильной системы и стены дома. Чтобы убрать эти зоны, необходимо часть ската сделать более крутой в плане наклона относительно вертикали.

В сечении крыша будет не треугольной, а пятиугольной. Собирать ее непросто, слишком много элементов, располагаемых под разными углами. Но у нее серьезные преимущества пред всеми остальными:

• хорошо выдерживает снеговые нагрузки;
• отлично противостоит давлению ветра.

Минус один – большой расход строительных материалов. Но выигрыш явный – дополнительная жилая комната за небольшие денежные расходы.

Возведение мансардной крыши – это установка стоек, на которые укладываются лежни и упираются нижние концы стропильной системы. Вверху концы стропил соединяются на коньке. Крутые нижние стропильные ноги упираются снизу в мауэрлат, а сверху на лежни. Получается достаточно устойчивая и прочная конструкция.

Видео описание

В этом видео об устройстве мансардной крыши:

Обобщение по теме

Разнообразие крыш с двумя скатами дает возможность подобрать тот вариант, который впишется в архитектуру возводимого дома. Эффектность сооружения – это всего лишь видимая часть. В основе же конструкции лежит точный расчет элементов и нагрузок на них. Но, как показывает практика, большинство крыш в категории частного домостроения именно двускатные.

Стропильная система двускатной крыши считается одной из самых простых в чисто конструктивном плане. В ее составе всего лишь несколько элементов, количество которых уменьшается или увеличивается за счет размеров самой кровли. Но при кажущейся простоте сам процесс возведения двускатной крыши требует знания некоторых нюансов, которые влияют на качество конечного результата.

Что собой представляет двускатная крыша

Из названия становится понятным, что конструкция крыши – это два ската, имеющие прямоугольную форму в плоскости. Чаще скаты имеют одинаковые размеры, но существуют так называемые асимметричные конструкции, в которых скаты по габаритам отличаются друг от друга.

При этом скаты установлены друг к другу под определенным углом, который называют наклоном. Линией соприкосновения является коньковый брус, являющийся частью стропильной системы. По-простому его называют коньком, и он является наивысшей точкой крыши.

Боковые плоскости, сформированные скатами, называются фронтонами. Они имеют треугольную форму. После сооружения крыши боковины облицовывают листовыми или панельными материалами: фанера, ОСП, даже доски и прочее.

Что собой представляет стропильная система двускатной крыши

Основой конструкций скатов являются стропильные ноги, они же стропила. Изготавливают их или из пиломатериалов (брусы, доски), или из стального профиля (уголок, швеллер). В частном домостроение применяют древесину. С ней проще работать, плюс пиломатериалы дешевле.

Устройство стропильной системы двускатной крыши – это не только стропила. Кроме них есть еще несколько обязательных элементов. На фото ниже все элементы двускатной кровли показаны. Обозначим их.

Элементы стропильной системы двускатной кровли

1. Мауэрлат. По сути, это балка, на которую упираются стропилы. Ее назначение – равномерно распределить нагрузки от стропильных ног на стены дома. Если мауэрлат не использовать, то стропила будут давить на стены точечно, то есть в местах установки возникнут большие напряжения, которые приведет к растрескиванию стен.
2. Стропила, установленные под наклоном.
3. Конек, он же коньковый брус или прогон. Его задача – сформировать место стыковки стропильных ног. Коньковый брус – необязательный элемент двускатной крыши. Есть конструкции, в которых его не устанавливают. Но об это чуть ниже.
4. Затяжки. Используются не всегда, а только на висячих стропилах или, если стропильная система устанавливается на широкий дом.
5. Балки перекрытия, которые формируют потолок в комнате и пол в чердаке.
6. Одна из балок перекрытия, которую называют лежнем. Она дополнительно выполняет функции основания для опорных стоек, которые поддерживают стропила. Используется не всегда.
7. Опорные стойки, они же бабки, поддерживающие стропильные ноги. Их устанавливают лишь в том случае, если длина пролета дома составляет не менее 6 м.
8. Подкосы, они же диагональные подпорки. Их используют лишь в том случае, если опорные стойки не могут обеспечить общую надежность стропильной системы.

Есть еще один элемент, который хорошо виден на фото ниже. Это опорные стойки для конькового прогона. Их устанавливают, если конструкция стропильной системы имеет большой вес. То есть все строение собирается под тяжелый кровельный материал, к примеру, под керамическую черепицу.

Стропильная система крыши состоит из различных элементов, которые в совокупности обеспечивают жесткость и надежность каркасной конструкции. Рассмотрим, для чего устанавливается и всегда ли необходим в системе коньковый прогон. Ознакомимся с разновидностями балок и как обеспечить им высокую прочность по отношению к изгибающей и раздирающей нагрузке. Читайте до конца, и Вы узнаете о способах сращивания стропильных пар между собой, о рекомендациях мастеров по соединению стропил в различных конструкциях.

Описание архитектурного элемента

Коньковый прогон – это горизонтальный брус, который устанавливается на вершине скатной крыши. Служит элемент одновременно опорным и связывающим элементом для стропильных ног по аналогии с позвоночником для скелета. Устанавливать поперечную балку технически не обязательно, но ее наличие существенно упрощает монтаж каркаса для кровельной отделки с соблюдением вертикального и горизонтального уровня. В дополнение брус способствует повышению устойчивости всей конструкции к механическим нагрузкам со стороны природных явлений.

Разновидности прогонов

Существует два варианта прогонов в зависимости от используемого конькового бруса. Технически в большинстве случаев цельные элементы являются залогом надежности и максимальной прочности конструкции. То же можно отнести к опорной части для стропильных ног. Однако в случае с длинными пролетами между фронтонами дома массив под собственным весом из-за повышенной изгибающей нагрузки будет деформироваться и неравномерно оказывать излишнее давление на каркас скатов. То есть высокую вероятность разрушения крыши при таком подходе можно считать неоправданной.

Если для компактных строений оптимальным решением является цельная коньковая балка, то для габаритных конструкций рациональнее будет предпочесть составной прогон. В этом случае для исключения деформационных процессов собранной опоры необходимо под узловые соединения устанавливать вертикальные стойки. В то же время эта мера является недостатком, если планируется обустроить на крыше мансардное помещение для отдыха, работы или проживания.

Особенности проведения монтажных работ

Чтобы понять, как скрепить стропила между собой, нужно правильно установить коньковый прогон. На фронтонах для этого предварительно подготавливаются посадочные места с соблюдением горизонтального уровня. Перед укладкой торцевые части заготовленной балки рекомендуется обернуть гидроизоляционным полотном. Далее положение опоры под стропила еще раз проверяется, при необходимости корректируется. За ориентиры можно использовать строительный уровень, равенство диагоналей по скатам. В завершение можно приступать к фиксации бруса.

Методы усиления прогона

Вертикальные стойки могут быть установлены не только под узловыми соединениями на сборной балке. Они могут быть использованы в качестве усилительных элементов, которые заберут часть изгибающей нагрузки на себя, будут препятствовать деформационному процессу. При этом количество подпорных элементов зависит как от расстояния между фронтонами, так от размеров сечения конькового пролета. Для массивного элемента кроме стоек можно в дополнение смонтировать подкосы.

Второй вариант усиления конструкции – установка так называемых боковых прогонов. Это, как правило, горизонтально расположенные дополнительные балки, которые связывают стропильные ноги в их средней части. Таким образом снижается нагрузка на изгиб и распирание стропил, выравнивается давление на верхний брус.

Установка каркаса под кровлю

Правильное соединение стропил в коньке – важный момент, который способствует обеспечению длительного срока эксплуатации крыши. Главное – найти оптимальное решение относительно выбора крепежа и способов фиксации элементов. Рассмотрим детальнее каждый пункт.

Выбор крепежа

Изначально для сборки стропильной системы применялись деревянные клинья, штыри, накладки, нагели, бруски различного сечения, металлические скобы и гвозди. Сегодня на торговых площадках крепежные изделия представлены в улучшенном ассортименте. Например, с помощью гвоздевых и перфорированных пластин, резьбовых метизов и анкерных систем соединение стропил осуществляется на более высоком уровне по надежности и прочности. Главное – правильно подобрать изделия по допустимым нагрузкам.

Перечисленные варианты относятся к приспособлениям для обеспечения жесткой фиксации стропил между собой. Если конструкция собирается поверх нового дома, то для него характерна усадка в течение первых 5 лет. Разница может достигать 200 мм. Это может привести к деформации либо разрушению отдельных элементов или каркаса в целом. Чтобы этого избежать, рассматривается еще одно решение как соединить стропила – шарнирное или скользящее крепление. Оно может быть представлено пластиной в форме плоской проушины и перфорированного уголка. Конец второго вставляется в проушину и загибается, чтобы минимизировать активное «хождение» стропил в сторону от опорного элемента. Им может быть как мауэрлат, коньковый прогон.

Способы соединения стропил

Узловые участки в верхней части крыши являются основой для формирования конька. Это нагруженная часть каркасной системы, поэтому важно обеспечить надежное и жесткое соединение стропил между собой. Рассмотрим детально проверенные на практике способы:

Здесь стропильные ноги в торцевых частях подрезаются так, чтобы в местах спила образовывался прямой максимально плотный контакт. Фиксация пары заготовок выполняется посредством двух гвоздей. Каждый из них забивается под углом в направлении сверху вниз из первой во вторую доску. В результате метизы могут пересекаться внутри узла, поэтому один из гвоздей забивается с небольшим смещением по отношению к другому.

Для усиления узла сформированного путем прямой стыковки стропил используются металлические пластины с перфорацией. Накладки с двух сторон крепятся посредством гвоздей либо саморезов по дереву. Так обеспечивается стяжка элементов, исключается вероятность их растрескивания под воздействием поперечной нагрузки.

Технически правильно собранная стропильная система состоит из вертикально собранных ног. Чтобы это обеспечить при накладывании двух элементов друг на друга торцевые части на месте соединения подрезаются вдоль заготовки на половину толщины. Здесь типы креплений стропильных ног у конька сквозной.

Стягиваются доски/бруски между собой резьбовой шпилькой либо болтом и гайками с широкими шайбами. Последние нередко используются из пластичного материала, чтобы изделия не врезались в тело деревянных стропил.

Здесь стяжка стропильной пары не требуется. Заготовки на торцах подрезаются так, чтобы обеспечить плотное примыкание спила к боковой части балки. Осуществляется фиксация стропил к горизонтальному брусу гвоздями, которые располагаются под уклоном. Дополнительно устанавливаются угловые перфорированные пластины чаще на саморезы.

Многие мастера выбирают уголки с оребрением – это усиленные образцы, которые предназначены для устойчивости к повышенной нагрузке. Другое решение – между досками к балке фиксируются уплотняющие вставки из деревянных заготовок. В результате такого подхода вершина стропильной системы получается не остроконечной, а трапециевидной формы в поперечном сечении.

Еще один способ, технически немного усложненный относительно исполнения – соединение стропил в паз. Здесь комбинируется метод прямой стыковки с формированием выступа на одном торце ноги и геометрически аналогичной по форме лунки на другом. Стяжка элементов осуществляется посредством деревянного нагеля, дополнительно используются оцинкованные гвозди.

Рекомендации по работе с различными конструкциями

Конструкция крыши может иметь в сечении разную форму. Самая распространенная – из двух прямых скатов. Интересными решениями также являются вальмовая, круглая или арочная крыша. Рассмотрим, как выполняется крепление стропил к коньку в каждом из вариантов.

Двускатная крыша

К коньковому брусу стропила могут быть закреплены попарно или вразбежку. Если выполняется прямая стыковка верхних торцов, то рекомендуется устройство двух прогонов: базового и поперечного. В регионах с сильными порывами ветра обязательно выполняется усиление стропильной системы двумя способами: в области конькового прогона ноги фиксируются металлическими уголками, в нижней части формируется дополнительная связка вертикальных элементов с мауэрлатом или стенами посредством прочной проволоки или строительных скоб. Независимо от выбора метода крепления стропил к коньковому брусу, вырезка пазов на них допускается только в торцевой части для выполнения пазового соединения.

Вальмовая крыша

Здесь стропильные заготовки врубаются в наклонные балки с фиксацией посредством ригелей и стяжек. При наличии одного прогона устанавливаются опорные консоли, которые выпускаются за подстропильную раму (на 100-150 мм). В случае с двумя коньковыми брусьями под ноги набиваются так называемые прибоины – короткие доски толщиной 50 мм.

Арочная и круглая крыша

Арочная конструкция собирается по аналогии с двускатной, только соблюдается угол с большим разворотом. Круглая или сферическая форма создается путем установки стропильных ног, верхние концы которых будут сводиться к одной проектной точке. Между собой они соединяются внахлест, в дополнение стягиваются металлическими хомутами.

Видео описание

В этом видео разобраны грубейшие ошибки, которые часто совершаются во время сборки стропильной системы:

Коротко о главном

Коньковый прогон – опорный брус для верхних концов стропильных ног.

По целостности балка может быть из массива дерева или собранная из отдельных заготовок.

Для снижения риска прогибания прогона и под узловыми соединениями собранной балки устанавливаются опорные столбы.

Стропила между собой могут соединяться встык (с пазовым узлом или без), внахлест с продольными вырезами на торцов в половину толщины заготовки, с опорой на коньковый брус.

Для жесткой фиксации используются гвозди, саморезы, металлические пластины с перфорацией под метизы, резьбовые шпильки или болты с шайбами и гайками.

Для подвижной фиксации чаще используются металлические уголки и ответные проушины.

Стойки этой стены раскиданы так, чтобы опираться на сдвоенные стойки первого этажа. Это не догма, можно раскидывать равномерно, центральная (несущая) стена у нас просчитана на все нагрузки. И, пару слов о нагрузке на эту стену.

На нее однозначно передаются нагрузки перекрытия чердака. Каждая лага опирается на центральную и внешнюю несущие стены. Помним, что нагрузка на центральную - вдвое больше. Напомню (на пальцах). Три мужика становятся в ряд и поднимают два бревна. На мужике посередке - висит два конца бревен, у крайних - по одному.

Точно так же распределены нагрузки между внешними и центральной стеной, тут - все просто.

С коньковой стеной - неоднозначно, но для понимания, придется смотреть на работу конструкции коньковый брус + стропильная система.

Стропильная система.

Стропило "наслоняют" на внешнюю стену и конек (откуда и название такой стропильной системы).

Тут очевидно, что нагрузка на стропильную балку передается точно так же, как у лаг чердака, на внешнюю и центральную несущие стены. Убери коньковый брус, стропило - упадет.

Стропило стоит на вырезах, стоит уверенно, но стоит ему по каким-то причинам сдвинуться от конькового на пяток см, оно выйдет из паза и соскользнет. Поэтому, должно быть дополнительное крепление, защищающее от такого сползания.

Шип - мы рассматривать не будем, там плотник нужен. Хотя шип - позволяет решить чистую наслонную систему. Альтернативы - дают смешанный характер нагрузок, между наслонными и висячими стропилами.

Связали стропила. Варианты:

• Стропила на коньке внахлест и стянуть шпилькой.
• Стропила на коньке встык и скрепить стальной пластиной, либо досками, как на рисунке.

В любом случае, мы получаем связанный угол. Убери конек и стропило никуда не денется. Стропилины будут держать сами себя, а вся нагрузка кровли, будет передана только на внешние стены.

Нагрузка на конек становится неопределенной.

• Чуть сел (подсох) коньковый прогон и стропила держат друг-друга через эту связь вверху. Система смещается в сторону висячих стропил.
• Набухла доска - коньковый прогон принял нагрузку - наслонная стропильная система.

Почему так подробно, потому что нам еще предстоит разбираться с фундаментом и учесть нагрузки кровли, для его оценок. Так вот, тут вырисовываются ДВА варианта учета нагрузок:

• Вся нагрузка кровли (вес стропил, обрешетки, профнастила и снега) - ТОЛЬКО на внешние несущие стены.
• И второй вариант вся эта нагрузка делится на 4 части, две из которых нагружаем на центральную стену.

Собственно я к тому, что все три стены, придется считать под увеличенной нагрузкой, упростить себе жизнь, посчитав, что половина снеговых ляжет на центральную стену - не выйдет. Может получится так, что она ляжет только на внешние. Нагрузку для каждой из трех несущих стен, вынуждены принимать, как половину от снеговой.

Крепление стропил

Крепление вверху

Крепим двумя досками (дюймовка) над коньковым брусом и двумя под коньком. В каждый край доски - пяток гвоздей, работают на срез.

Для иллюстрации - оценим допустимую нагрузку на срез для одного гвоздя. В сопряжении у нас нагрузка на половину гвоздя, т.е. половину боковой площади цилиндра диаметром 3,2 мм, высотой 25 мм.

Половина площади 0,32 * 3,14 * 2,5/2=1,26 см2.

СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции, табл. 3. Долговременная (50 лет) нагрузка вдоль волокон на древесину второго сорта 19,5 МПа. 1МПа=10,2 кг/см2. Т.е. допустимая нагрузка на такой гвоздь под 198,9 кг.

Но, это при линейной, постоянной нагрузке (см. табл. 4 того же СП), у нас неизвестно какая, возьмем треть от разрешенной, 60 кг на гвоздь. 5 гвоздей - 300 кг. На каждой стороне - 4 доски, т.е. для разрыва стропил на коньке - 1200 кг.

Собственно к тому, что не нужно пытаться там вколотить вместо пяти - пятнадцать гвоздей.

Крепление внизу

Внизу, между лагами, набиваем дополнительные перемычки из 200-ки, которые образуют карманы для установки стропил. Самая правая - убрана для наглядности.

Вполне реально ставить в одиночку. Опустил низ стропилины куда попало, повел в сторону, провалилось в карман - стало на место. Устанавливать было удобно, оценил.

В принципе, такую же конструкцию можно сделать и наверху, если предполагается установка стропил в одну каску. Тяжело, но вполне реально.

Та же идея, обрезками дюймовки, стропило связываем с лагой чердака, с обоих сторон.

Фронтоны.

Идея та же, удобно ставить.

Дверь - на фронтоне справа, а сама идея окон - возникла после полудня попыток закрепить лист ЦСП 1200*3200 на высоте, без лесов.

Лист в конце-концов уронили и сломали, сели думать. Осенило, что если если разрезать его на три части, будет втрое легче и появится окошко :)

Обшивка фронтонов.

Оставшиеся треугольники, закрываются обрезками показанной обшивки, дополнительные листы ЦСП - не нужны.

Обрешетка

Особо комментировать нечего, такой мелкий шаг (300мм) для профнастила не нужен (см. предыдущую статью ), но позволяет легко раскатывать рубероид.

Рубероид

Рулоны режем внизу по нужной длине, раскатали под лист профнастила (два рулончика), закрепили лист, раскатываем под следующий лист.

Профнастил.

И. "мы строили-строили и наконец построили!" (с). Домик готов.

Итоги.

В качестве затравки к следующей статье - из модели вытащены параметры и обработаны макросом написанным под ОО Calc.а данном этапе - стоимость дома 450 тыс. руб.

Всего утепленная слоями 400-350-550 мм (пол, стены, потолок) коробка под крышей, с ГК на стенах, окнами (откосами, подоконниками), с черновым полом из дюймовки, финишным потолком, крепежом, транспортными 747 тыс.

Но, не спешите радоваться. В доме - еще нет фундамента. Не посчитан утеплитель. Нет транспортных и крепежа.

В динамических компонентах - косяки, не забит параметр цены в ПВХ панель и полиэтилен.

Детального расчета крепежа - не будет (очень лениво рисовать гвоздики и саморезики), возьмем оценку из предварительного подсчета.

А вот добавление в модель утеплителя, поправка параметров компонентов и описание процесса вытаскивания из модели детальной сметы - будет в следующей статье.

Да, и уже можно оценить массу дома. С утеплителем, будет около 15 тонн. Можно приступать к проектированию фундамента.

В доме - 17 м3 древесины, массой под 10 тонн, 8 из которых - внутренние каркасы. В доме более 2 тонн ГК. К этому, еще тонны три мебели, техники, шмоток.

Читайте также:

  
• Восстановление бетонных стен каналов после ремонтных работ
  
• Крест на полу в доме
  
• Вскрытие дверей в борисове
  
• Строительство автомобильных дорог дорожные покрытия
  
• Кирпичный дом величина и значение