Устройство двухскатной крыши с висячими стропилами

Обновлено: 28.04.2024

Еще на этапе проектирования постройки необходимо определиться с вариантом конструкции стропильной системы крыши. Впрочем, выбор несложен. При наличии внутренней капитальной стены-перегородки, для формирования крыши используют наслонные стропила. Если таких перегородок нет, то устанавливают висячие стропила, которые опираются исключительно на внешние стены.

Висячие стропила находят свое применение в строительстве однопролетных домов, производственных зданий, цехов, торговых павильонов, при устройстве мансард без внутренних стен.

Содержание

Особенности конструкции висячих стропил

Почему стропила называют «висячими»? Потому что они в буквальном смысле зависают в межпролетном пространстве, опираясь только на внешние стены. Внутренней опоры нет никакой. Тем не менее, висячие системы, благодаря своей конструкции, не прогибаются и способны перекрыть пролеты до 14-17 м!

Конечно, висячие стропила – это только часть стропильной системы, сами по себе они не используются. Только в связке с другими элементами (затяжками, бабками, ригелями, подкосами и т.п.), вместе с которыми стропила образуют фермы или арки.

В случае с висячими стропилами, простейшую ферму составляют из двух стропильных балок, соединенных в верхней точке под углом (в виде треугольника). По горизонтали стропила скрепляют затяжкой, которая обычно представляет собой деревянную балку. Но она может быть и металлической, например, сделанной из профильного металла. Тогда такую затяжку называют тяжем.

Затяжка выполняет важную функцию. Стропила, скрепленные в коньке и упертые в стены, стремятся разъехаться в стороны. А затяжка удерживает их, позволяя сохранить треугольную форму арки. Возникающий распор на стены не передается, а горизонтальные усилия нейтрализуются. Таким образом на наружные стены при использовании висячих стропил воздействуют только вертикальные усилия.

Затяжка не обязательно располагается в нижней части фермы, иногда она сдвигается вверх, ближе к коньку. Это зависит от типа конструкции арки, от того, какую работу должна выполнять затяжка. Если затяжка находится у основания стропил, то одновременно она служит и балкой перекрытия нижележащего этажа. При устройстве мансарды удобно располагать затяжку (ригель) выше основания стропильных ног, чтобы появилась возможность устроить этаж с полноценной высотой потолка.

Если пролет между стенами составляет более 6 м, висячие стропила для прочности подпирают раскосами и подвесами (бабками). А затяжку делают не цельной, а состоящей из двух срощенных балок.

Существует несколько вариантов конструкций с использованием висячих стропил. Рассмотрим их все по отдельности.

Простейшая ферма в виде треугольника. Состоит из двух стропильных балок, сходящихся в коньке. Нижние основания упираются в горизонтальный брус. В нижней части «треугольника» закрепляют затяжку. Чтобы система работала правильно, высота конька в конструкции не должна быть меньше 1/6 пролета фермы.

Эту схему можно назвать классической. В ней стропила работают на изгиб, стремяться разъехаться в стороны, а затяжка удерживает их и получает растягивающие нагрузки (работает на растяжение). Несущим элементом затяжка не является, поэтому ее можно заменить на тяж из металлопроката.

Для снижения степени изгиба стропильных балок, врубку конькового узла выполняют с эксцентриситетом. Благодаря этому при воздействии на стропила внешних нагрузок (атмосферные явления, вес кровли, собственный вес и т.п.), наряду с ожидаемым изгибом, появляется изгибающий момент противоположного направления. Это позволяет не только уменьшить изгибающие деформации, но и применить для стропил балки меньшего сечения. Соответственно, это помогает удешевить строительство.

Как правило, эта конструкция висячих стропил применяется при строительстве мансардного чердака. Затяжки в этом случае играют роль балок чердачного перекрытия.

Более сложная схема, которая нужна в случае перекрытия пролетов более 6 м.

Проблема в такой системе – длинная затяжка, которая будет испытывать огромные нагрузки и, как следствие, прогибаться под своим весом. Чтобы прогиба не было, затяжку подвешивают к коньку. Как? С использованием дополнительного элемента – бабки. Она представляет собой деревянный брусок, играющий роль подвески. Если подвес выполняют из металла, то называют его тяжем. Нередко применяют для этих целей обычный металлический прут, который на практике хорошо работает на растяжение.

Таким образом, с помощью подвеса-бабки, удается поддержать длинную затяжку и нивелировать ее прогиб. Саму затяжку при этом составляют из двух частей-балок, стыкованных друг с другом (в центре конструкции).

Конструкция бабки проста, однако строители часто допускают ошибку в ее устройстве. Самое главное: бабка должна работать только на растяжение, а не на сжатие. Ее нельзя путать со стойкой, упирая в балку затяжки и карнизный узел. В таком случае элемент будет сжиматься, а не растягиваться.

Такая путаница может возникнуть потому, что стойка и бабка очень схожи по своему устройству. Но их предназначение, как и принцип работы, совершенно разные. Бабка, в отличие от стойки, жестко не закреплена с затяжкой. Она подвешена на карнизном узле, к ее нижней части с помощью хомутов крепится затяжка.

Необходимую длину затяжки набирают из составных частей, соединяя их косым или прямым прирубом и закрепляя болтами. С подвеской затяжку стыкуют через хомут.

Рассмотренная схема подходит для аграрных и промышленных зданий с большими пролетами. Однако в оригинальном виде она уже не используется, считается устаревшей. Но отдельные ее элементы весьма успешно применяются в практике строительства, при разработке арок других типов.

В этой схеме затяжка устанавливается не в нижней части арки, а продвигается кверху, ближе к коньку. Чем выше место установки затяжки, тем больше она растягивается.

Конструкцию с приподнятой затяжкой используют в строительстве мансардных помещений. Высота потолков при этом напрямую зависит от того, как высоко располагается затяжка.

Стропильные балки конструкции опираются на мауэрлат, а не на затяжку. Причем, крепление не жесткое, а подвижное, скользящее по типу ползуна. Оно позволяет компенсировать изменение размеров балок (их подвижки), которые происходят при колебаниях влажности и температуры.

Если на скаты действует равномерная нагрузка, то система будет устойчивой в любом случае. Если же нагрузка будет больше с одной стороны, то стропильная система сдвинется в сторону превалирующей нагрузки. Чтобы этого не случилась и кровля оставалась устойчивой, стропила устанавливают с выносом в обе стороны, за пределы стен.

Затяжка в такой арке не является опорой, на нее действуют растягивающие нагрузки – при устройстве чердака, и растянуто-изгибающие – при устройстве мансарды.

В мансардных помещениях затяжка зачастую является балкой для крепления подвесного потолка или изоляции. Чтобы защитить ее от провисания, устанавливают подвеску. При небольших предполагаемых нагрузках и короткой затяжке, подвес прибивают к ригелю и коньку, скрепляя соединения двумя досками с обеих сторон.

Если затяжка сравнительно длинная, то используют несколько подвесок, а каждую из них закрепляют гвоздями. Большие нагрузки требуют дополнительного использования хомутов.

Схема, похожая на предыдущую, но имеющая отличие: нижняя скользящая опора в карнизном узле заменяется на аналогичную жесткую. Стропильные балки врубают в мауэрлат или применяют для неподвижной фиксации опорные бруски.

Замена опоры меняет характер возникающих в арке напряжений. Конструкция становится распорной, воздействуя с распирающими усилиями на стены и мауэрлат.

Затяжку устанавливают в верхней части арки. При этом ее назначение меняется. Она уже не работает на растяжение, ее принцип действия основан на сжатии. Затяжку, работающую на сжатие, называют ригелем.

Арка с одним приподнятым ригелем рассчитана на небольшую распорную нагрузку. При больших нагрузках в дополнение к ригелю устанавливается затяжка. Получаются висячие стропила, конструкция и узлы которой схожи с обычной трехшарнирной аркой. Мауэрлат для них уже не требуется.

Схема, дополняющая систему арки с бабкой. Используется, когда длина стропил настолько большая (до 14 м), что создает существенный прогиб их под собственным весом. Чтобы нивелировать изгибающие напряжения, систему дополняют подкосами, которыми подпирают стропильные балки.

Обычно подкосы упирают во внутренние стены. Но в висячих системах их нет, поэтому подкосы упирают в единственный существующий упор – бабку. Получается жесткая конструкция со следующим принципом действия: стропила под воздействием внешней нагрузки прогибаются, давят на подкосы, подвеска растягивается и притягивает к себе коньковый брус, одновременно притягиваются и верхние части стропил, стропила поджимают подкосы.

Так как в этой схеме используются длинные стропила, соответственно применяется и длинная затяжка. Как правило, она состоит из двух частей-балок (хотя бывает и одноэлементной), соединенных в середине пролета косым или прямым прирубом. Соединение затяжки с бабкой выполняется через хомут.

По сути, все существующие висячие арки являются вариациями обычной трехшарнирной арки. Все остальные дополнения – бабки, ригели, подкосы – только увеличивают жесткость стропил. И несущей способности не меняют.

Основные узлы: виды соединений элементов

Любая из рассмотренных выше конструкций будет правильно работать лишь при грамотном соединении всех основных узлов. Только тогда они будут выполнять свою функцию, не деформируясь под воздействием внешних факторов.

Сверху стропильные балки совмещают под углом и соединяют встык, внахлест или путем врубки. Этот узел называют коньковым. Крепление встык предполагает стыковку срезанных под углом концов балок и скрепление их накладками из металла или дерева. При соединении внахлест верхние части стропилин схлестывают между собой и закрепляют болтом с гайкой или шпилькой.

Соединение врубкой вполдерева похожа на соединение внахлест. Но в этом случае верхушки стропил накладывают друг на друга после выпиливания выемок в половину толщины бруса. Потом выпиленные части соединяют, в них просверливают сквозное отверстие и стягивают их балтом.

В конструкциях арок также встречается (например, в обычной трехшарнирной арке) соединение нижней части стропил с затяжкой – карнизный узел. Соединение выполняется лобовой врубкой одинарным или двойным зубом с креплением болтами. Также для крепления могут быть использованы короткие доски или металлические пластины, наложенные на стык стропилины с затяжкой и скрепленные гвоздями.

Приподнятая затяжка врубается в стропила внахлест полусководнем с последующим болтовым скреплением.

В схеме с приподнятой затяжкой или ригелем стропила соединяются с мауэрлатом. При этом применяется скользящее (по типу ползуна) или жесткое крепление опор. Скользящее крепление выполняется с применением металлических скользящих опор, допускающих небольшие подвижки стропил. При жестком креплении применяют врубку зубом, также может быть использован опорный брусок.

Общие принципы расчета висячих стропил

Как вы уже успели убедиться, висячая стропильная система относится к сложным конструкциям и требует правильного расчета, основанного на множестве факторов. Ошибочные итоговые параметры приведут к тому, что крыша не сможет противостоять потенциальным нагрузкам, что чревато деформациями и обрушениями.

Поэтому желательно доверить расчет висячих стропил профессионалам или использовать уже готовый проект дома. В крайнем случае расчеты можно выполнить с помощью одного из онлайн-калькуляторов, которых достаточно много в сети интернет.

Для расчета используются следующие данные:

размеры перекрываемого помещения;
наличие мансарды;
предполагаемая максимальная нагрузка;
угол наклона скатов;
тип стропильной системы;
материал изготовления стен;
материал кровельного покрытия.

В результате расчета определяют:

сечение стропил;
величину шага стропил;
форму ферм.

Монтаж висячих стропил

После выбора стропильной конструкции и ее расчета можно приступать к монтажным работам.

Устройство висячих стропил на строительной площадке выполняется по следующей схеме:

Для точности монтажа и удобства, отмечают центр крыши и высоту конька. Для этого по фронтонам в центре временно закрепляют две доски, на них делают отметку по высоте конька.
Изготавливают шаблон для стропильных ног. Берут доску, прислоняют ее к мауэрлату нижним концом, а к отметке высоты конька – верхним концом. Отмечают места расположения верхнего и нижнего запилов.
Используя шаблон, изготавливают необходимое количество стропильных балок. В зависимости от будущего расположения в ферме помечают их на правые и левые стропилины. Выкладывают их по парам (так как каждая ферма состоит из двух стропилин – правой и левой).
Начинают сборку первой фермы (арки). Две стропильные балки соединяют вверху внахлест, встык или путем врубки.
Устанавливают затяжку и, если это предусмотрено схемой конструкции, бабку и подкосы.
Поднимают ферму на крышу и монтируют ее с торца постройки (на фронтоне). Крепление выполняется к мауэрлату с использованием уголков и гвоздей или саморезов.
Со стороны второго фронтона устанавливают такую же арку.
Между фронтонной парой арок натягивают бечевку, чтобы остальные арки были установлены четко по линии и обозначенному уровню.
Оставшиеся арки выставляют между фронтонами с шагом, предусмотренным проектом. Уровень арок по высоте контролируют натянутой бечевкой. Для исправления небольших погрешностей в размерах, высоту регулируют путем подкладки под стропилины деревянных дощечек.

На этом установка стропил окончена. Теперь можно приступать к очередным кровельным работам: укладывать утеплитель и гидроизоляцию, набивать обрешетку, монтировать кровельный материал.

Монтажные работы

Проектирование и документы

Монтажные работы

Я, когда на двухскатную крышу с длиной по коньку 9,5 м устанавливал висячую стропильную систему, то сомневался что они выдержат нагрузку. По моим расчетам выходило, что могут «поползти». Решил усилить стропила дополнительной парой. И гораздо позже узнал о возможности делать арку с приподнятой затяжкой. Эх, это же гораздо более рациональный вариант. Да и по цене более приемлемый.

Хотим у родителей в деревне построить хозяйственную постройку (ну, просто сарай). Местные рабочие бригады заломили аховую сумму. Поэтому сами выложили стены, а с крышей у нас в семье идут разногласия. Если пролет 7 метров надо делать дополнительно ригель или можно, чтобы просто стропила опирались на затяжку (не приподнятая затяжка)? Внизу, чтобы закрепить стропила с затяжкой, нашего мастерства хватит сделать только одинарный зуб, без врубки двойным зубом.

Жаль, что простые висячие стропила рассчитаны только на ширину пролета 6 метров. У нас 8 метров получается, придется делать бабку. Почитала все внимательно и боюсь, что своими силами мы не справимся, если даже опытные строители ошибаются с устройством бабки. Хотели мансарду сделать, но это невозможно при использовании висячей схемы в устройстве каркаса. Да и стропильные фермы с бабками помешают, т.к. «съедают» все полезное пространство. Нет, точно не справимся, лучше нанять строителей.

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

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.
Стропила, установленные под наклоном.
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.
Затяжки. Используются не всегда, а только на висячих стропилах или, если стропильная система устанавливается на широкий дом.
Балки перекрытия, которые формируют потолок в комнате и пол в чердаке.
Одна из балок перекрытия, которую называют лежнем. Она дополнительно выполняет функции основания для опорных стоек, которые поддерживают стропила. Используется не всегда.
Опорные стойки, они же бабки, поддерживающие стропильные ноги. Их устанавливают лишь в том случае, если длина пролета дома составляет не менее 6 м.
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.

Тема статьи – наслонные стропила. Стропильная система крыши дома – основа кровельной конструкции, ее назначение – сформировать кровлю, плюс выдерживать нагрузки от кровельного материала и снега, который будет ложиться зимой толстым слоем. Нельзя сбрасывать со счетов и ветровые нагрузки. Необходимо обозначить, что стропильная система может собираться разными способами, где используются стропила наслонные или висячие. Наша задача – рассказать о первых, о том, как их собирают, как соединяют между собой и другими элементами стропильной системы крыши.

Что собой представляют наслонные стропильные ноги

Итак, наслонные стропила – это брусы или толстые доски, которые формируют скаты крыши. Нижним концом они упираются в мауэрлат, верхним в коньковый прогон. Отличительная черта наслонных стропильных ног – это их упор на конек крыши дома. В конструкции с висячими стропилами коньковый брус не используется.

Необходимо отметить, что многие мастера-кровельщики свое предпочтение отдают именно наслонной разновидности. Все дело в том, что их использование – это более прочная кровельная конструкция, потому что в ней присутствуют две опорные системы: мауэрлат и конек. Во-вторых, собрать такую стропильную систему проще. Обычно это делают прямо на крыше, поднимая предварительно на нее все требуемые элементы. При этом есть возможность подогнать какой-то элемент прямо по месту его установки, чем добивается максимальная точность сборки кровельной конструкции в целом. Соответственно достигается максимальное качество конечного результата

В качестве стропильных ног обычно используют доски толщиной не менее 50 мм и шириной 150 мм. Если кровельная конструкция – это больших размеров сооружение со скатами значительной площади, то в качестве стропильных ног устанавливают брусы с минимальным сечением 100х100 мм.

Необходимо отметить, что в каждом конкретном случае стропильную систему рассчитывают, где конечным результатом выступает сечение стропил. Для этого учитывают природные нагрузки, действующие в регионе, где возводится дом, плюс вес используемого кровельного материала. Этот же расчет определяет и шаг установки стропильных ног. Необходимо отметить, что два этих расчетных показателя зависят друг от друга. И зависимость эта прямая. То есть, чем больше сечение стропил, тем больше шаг их установки. И наоборот.

Добавим, что в расчете используют также и угол наклона скатов крыши. Этот параметр влияет на сечение и шаг монтажа стропильных ног. Чем угол наклона ската больше, тем меньше действуют на него нагрузки. Тем меньшего сечения досок можно будет использовать. С шагом монтажа надо обязательно провести дополнительный расчет.

Разновидности стропил наслоного типа

Как таковой классификации не существует. Но необходимо понимать, что кровельная конструкция имеет определенные размеры, где в основе лежит длина стропильных ног и угол наклона крыши. Понятно, что длинные стропила подвергаются большим нагрузкам даже от собственного веса, поэтому могут изогнуться, создавая неровные плоскости скатов. Чтобы этого не происходило, под них устанавливают опорные конструкции. Их два вида:

Под каждую стропильную ногу устанавливают по одной или несколько опорных столбов. Все зависит от длины стропильного элемента.
Стропила укладывают под промежуточный прогон, который устанавливают на несколько опорных стоек. Обратите внимание на фото ниже, на нем показан как раз такой вариант. Обычно его используют в том случае, если пролет одного ската превышает 6 м.

Если пролет меньше 6 м, то никакие подпорки под стропильные ноги не устанавливают. Правильно рассчитанные параметры брусов и досок, а это сечение и шаг установки, гарантируют надежность кровельной конструкции в целом. На нижней фотографии как раз такой вариант показан.

Вообще, с крышами небольшого размера все просто. Потому что компактность конструкции обеспечивает ее надежность в эксплуатации. И это своего рода экономия, потому что, чем меньше размеры, тем меньше можно использовать дополнительных элементов. В этом плане крыши больших размеров являются затратными, потому что для обеспечения надежности и устойчивости стропильной системы приходится усиливать их в парах.

Обратите внимание на фотографию ниже. На ней четко видно, что стропила между собой соединены поперечинами, которые называют затяжками. Так вот именно эти самые затяжки обеспечивают устойчивость стропил в парах, не давая им разъезжаться в разные стороны. А это может произойти, ведь любые нагрузки, действующие в разных направлениях, в сумме дают одно давление в одном направлении – в горизонтальном.

Надо также добавить, что затяжки могут быть установлены в разных местах, то есть на разном уровне. Обычно их три: у нижнего края, посередине, у конька. На фотографии показана кровельная конструкция двускатной крыши, стропила которой соединены двумя затяжками: средней и верхней.

Правила соединения и крепления стропил

Стандартное крепление элементов стропильной системы – это вырубки и гвозди. Сегодня ассортимент расширился, применяются более простые способы крепежей, но не менее надежные. Давайте рассмотрим несколько вариантов крепления стропильных ног к мауэрлату и к коньковому брусу.

Крепления стропил к мауэрлату

Старый способ – это сделать вырубку, установить вырезанным место на мауэрлат и провести крепление двумя гвоздями. Сложность этого способа заключается в том, что приходится делать вырубку. Это вырез на стропильной ноге, сделанный так, чтобы стропила опустилась на мауэрлат, плотно прижимаясь торцами вырубки к мауэрлату, при этом сохраняя требуемый угол наклона ската крыши. На фото ниже этот вариант показан.

К этому способу крепления нередко раньше добавляли проволоку, которую пропускали снизу мауэрлата, оборачивая стропилу и закручивая проволоку поверх последней.

Сегодня с приходом на рынок новейших строительных материалов и крепежных изделий, в том числе, способы крепления стали намного эффективнее и проще. В настоящее время огромной популярностью среди мастеров пользуются металлические крепежные элементы, которые сами крепятся к используемым деталям из пиломатериалов саморезами по дереву или болтами. К примеру, на фото ниже показан один из таких способов крепления.

Вообще, болтовое соединение – одно из самых надежных. При этом оно позволяет провести упрощенный демонтаж, если стоит задача реконструкции кровельного сооружения или его капитального ремонта. При этом демонтируемые элементы остаются в качественно надежном состоянии.

Хотелось бы показать еще один вариант крепления стропил к мауэрлату, который чаще всего применяется при сооружении кровельных конструкции, возводимых над деревянными или каркасными домами. Состоит крепеж из двух частей: один крепится к мауэрлату, второй к стропильной ноге. Между собой они состыкованы подвижным соединением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, посмотрите на нижнюю фотографию.

То есть стропила относительно мауэрлата может перемешаться, но при этом она надежно с ним соединена. Суть используемого крепежа состоит в том, что деревянные и каркасные дома подвергаются сильной усадке. Чтобы не произошло смешение и излом всех стыкуемых элементов, и используется подвижный вид крепежа.

Видео описание

В видео показано несколько способов крепления стропильных ног к мауэрлату:

Крепление стропил к коньковому брусу

Теперь о креплении стропил к коньковому брусу, а также между собой. Как уже говорилось выше, отличительная особенность наслонной стропильной системы от висячей – наличие конька. Существует несколько вариантов крепления. Покажем некоторые из них и опишем преимущества каждого варианта.

Видео описание

В видео показана установка конька и наслонных стропил:

Вариант №1

Традиционный способ – вырубки и гвозди. Он, как и в случае с креплением стропил к мауэрлату, сложен в исполнении. Для этого необходимо точно сделать вырубку, на что уходит определенное время. Но надо отдать должное этому методу, он надежен и проверен временем.

Вариант №2

Это современный вариант крепления, где используются перфорированные элементы, изготовленные из оцинкованной стали толщиной 3 мм. В данном случае применен один из крепежных элементов, а конкретнее – уголок, который крепится к стропильной ноге и коньковому прогону саморезами по дереву.

Вариант №3

Это более надежный вид крепления, в котором используется сразу два разных по форме и размерам элемента. Один – уголок, второй перфорированная пластина. Необходимо отметить, что крепежные элементы устанавливаются с двух сторон стропильных ног. Тем самым добивается повышенная прочность конструкции. Для крепежа можно использовать саморезы или болты.

Вариант №4

Этот вид крепления относится к категории «подвижных», поэтому его в основном используют при возведении деревянных или каркасных домов. Он дает возможность в процессе усадки здания не сломаться кровельной конструкции. Соединение уникальное, описать его непросто, поэтому предлагаем посмотреть на фотографию, где все очень хорошо видно.

Необходимо отметить, что стыковка стропильных ног на коньковом брусе может производиться внахлест или встык. Все вышеописанные варианты – это соединение встык. Считается, что такой метод более надежен. Что касается соединения внахлест, то он показан на фото ниже. При этом крепление может производиться саморезами или болтами. Под последние придется просверливать сквозные отверстия сразу в паре установленных стропильных ног.

Технология сборки наслонных стропильных ног

Конструкция крыши с наслонными стропилами собирается по месту установки требуемых элементов. При этом обычно все детали заказываются согласно изготовленному проекту. Но при необходимости подгонку проводят по месту монтажа.

Не будем глубоко вникать в технологию сборки крыши, просто дадим последовательность сборочного процесса и внизу установим видеоролик.

Первым производят монтаж мауэрлата. По сути, это брус с минимальным сечением 100х100 мм, уложенный по периметру дома на его стены.
Далее устанавливают коньковый брус. Под него надо установить вертикальные стойки, которые крепятся к лежню, это брус, лежащий на перекрытии (деревянные балки или бетонная плита) или на внутренней несущей стене дома. Основная задача производителя работ – провести установку конькового прогона строго по горизонтали. Нередко коньковый брус укладывают на фронтоны здания, как показано на фото ниже.

Далее проводят монтаж стропильных ног. Обычно установка проводится попарно, то есть с каждой стороны от конькового прогона. Таким образом, выдерживается равновесие собираемой конструкции в целом.
Если требуется увеличить несущую способность стропильной системы, то под стропила устанавливают опоры или монтируют затяжки. В крышах больших размеров используют и те, и другие. В этом плане экономить нельзя. Надежность крыши обеспечивает надежную эксплуатацию дома в целом.

Видео описание

Теперь предлагаем посмотреть видеоматериал, в котором показано, как проводят монтаж стропильной системы из наслонных стропил:

Заключение по теме

В заключении можно сказать лишь одно – наслонная стропильная система является традиционной. И обладает она повышенной прочностью и несущей способностью. Но всему этому она будет отвечать лишь в том случае, если правильно провести расчет деталей и узлов и грамотно провести монтаж.

В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.

Конструкция стропильной системы двускатной крыши

В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).

Схема двускатной крыши

Теперь о составляющих системы и их назначении:

Мауэрлат — брус, который связывает крышу и стены здания, служит опорой для стропильных ног и других элементов системы.
Стропильные ноги — они образуют наклонные плоскости крыши и являются опорой для обрешетки под кровельный материал.
Коньковый прогон (бус или конек) — объединяет две плоскости крыши.
Затяжка — поперечная деталь, которая соединяет противоположные стропильные ноги. Служит для увеличения жесткости конструкции и компенсации распирающих нагрузок.
Лежни — бруски, расположенные вдоль мауэрлата. Перераспределяют нагрузку от кровли.
Боковые прогоны — поддерживают стропильные ноги.
Стойки — передают нагрузку от прогонов к лежням.

В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».

Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.

Разница в конструкции наслонных и висячих стропил

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

С наслонными стропилами

В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.

Простейший вариант наслонных стропил

Безраспорные схемы и узлы врубок

Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.

Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.

Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами

Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.

Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.

Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.

Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.

Вариант крепления стропил без распора на стены

Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.

Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.

Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках

Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.

Варианты стропильных систем со схватками

Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.

Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками

К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.

Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу

Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.

Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если в доме есть две несущие стены, устанавливают две подстропильные балки, которые расположены над каждой из стен. На промежуточные несущие стены укладываются лежни , нагрузка от подстропильных балок передается на лежни через стойки.

В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.

В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.

Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.

Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона

Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.

При строительстве частных домов крышу чаще всего делают двускатной. На это есть причины. Первая — она надежна. Хорошо справляется с ветровыми и снеговыми нагрузками. Вторая — она совместима с любым кровельным покрытием. Третья — относительно недорого. Четвертая — несложная конструкция, которую трудно испортить. Пятая — она привлекательно смотрится. Все это, и еще то, что двухскатная крыша своими руками строится без наличия специальных знаний, определяет ее популярность.

Собранная двухскатная крыша своими руками готова под монтаж кровельного покрытия

Пошаговый монтаж двухскатной крыши

Как вы видели выше, стропильных систем очень много. Соответственно при сборке каждой есть свои особенности, но в общем порядок одинаковый. Необходимо сказать об общем шаге: предварительная сушка и обработка древесины. Этот этап обязателен, если вы покупали свежие пиломатериалы, а не сушеные.

Об основных этапах сборки, о том, как сделать двухскатную крышу своими руками расскажем в этом разделе.

Мауэрлат

Начинается сборка стропильной системы двухскатной крыши с установки мауэрлата. Он должен быть выставлен строго горизонтально, потому перед началом монтажа тщательно проверяется горизонтальность стены, к которой он крепится, при необходимости она выравнивается цементным раствором. Продолжить работы можно после того, как раствор наберет 50% прочности.

В зависимости от системы — это брус сечением от 150*150 мм или доска размерами 50*150 мм. Он крепится к верхнему ряду кладки стены. Если дом деревянный, его роль выполняет верхний венец. Если стены сложены из легких строительных блоков — пенбетона или газобетона и других — их жесткости недостаточно для того, чтобы перераспределять нагрузку. В этом случае поверх последнего ряда кладки делают армированный железобетонный пояс, в который вмуровывают закладной крепеж — проволоку или шпильки. На них потом насаживается брус или доска.

Крепление мауэрлата на шпильки

Способов связки стен и мауэрлата несколько:

В кладке (в железобетоном поясе) закрепляется гладкая катанная проволока большого диаметра (два конца торчат вверх). В доске затем делают в необходимых местах отверстия, в которые продевается проволока. Она потом скручивается и загибается.
В стене замуровываются шпильки не менее 12 мм диаметром. Под них в мауэрлате делают отверстия, насаживают брус/доску) и закручивают гайками с широкими шайбами.
Выровняв брус или доску по наружному или внутреннему краю стены, берут сверло диаметром 12 мм делают отверстия под анкерные болты. Их (того же диаметра 12 мм) забивают по самую шляпку, потом затягивают ключом.

Расстояние между шпильками (проволокой) не должно быть больше 120 см. На стену (пояс) под мауэрлат обязательно укладывается отсечная гидроизоляция. Это может быть в два слоя свернутый рубероид или гидроизол, можно промазать битумной мастикой.

Установка стропил

Видов стропильных систем двускатной крыши насчитывается не один десяток. Прежде всего вам нужно выбрать как будет выглядеть ваша. Далее, для того чтобы работать было проще, из тонких досок делают шаблон для всех запилов, врубок и других подобных деталей. Для этого может понадобится собрать первую форму на крыше, а потом по готовой сделать шаблоны.

Собирают готовые фермы и потом поднимают на крышу

Порядок сборки зависит от типа стропильной системы. Если стропила наслонные, их устанавливают постепенно, собирая из элементов прямо на крыше. В этом случае удобно, если настелены балки перекрытия потолка и по возможности, черновой настил чердака или мансарды.

В системах с висячими стропилами на земле собирается ферма — готовый треугольник из затяжки и стропильных ног со всем требуемыми подкосами, стойками. Собирается сразу требуемое количество ферм. Затем их поднимают на крышу, там выставляют вертикально и крепят к мауэрлату.

С одной стороны это удобно — на земле работать проще, при высокой скорости сборки точность высокая: одна ферма мало чем отличается от другой, что упрощает процедуру. Но поднимать готовые фермы бывает сложно, особенно для больших зданий. Чтобы это было сделать легче, устанавливают две наклонные доски, которые одним концом упираются в землю, а второй торчит немного над стеной. Фермы подносят ближе к этому «подъемнику», по одной устанавливают внизу, привязывают веревки и затягивают по доскам на крышу. При отсутствии лебедки или крана это наиболее приемлемы способ.

Сборка стропил требует определенных знаний: как и в каком порядке монтировать их, как размечать и делать запилы. Сборку одной из схем с бабкой смотрите в видео.

Порядок сборки стропильной системы

Выставляются крайние фермы, образующие фронтоны. Они выравниваются и закрепляются временными упорами. Могут понадобится также временное крепление, прибитое к стене дома: прибивают доску, которая торчит над стенами. По ней можно ровнять первую ферму (если конечно, стена ровная). Подбитая с другой стороны временными распорками она уже никуда не денется.

Все, двускатная крыша своими руками собрана и готова к монтажу кровельного материала.

Сам процесс установки стропил вызывает достаточно вопросов, но способов много и обо всех рассказать невозможно. Один из них смотрите в видео. Система большая и поднималась на крышу частями, а там уже собиралась в единую конструкцию. Для больших домов это удобно.

Особенности монтажа стропильной системы деревянного дома

Отличие деревянных домов состоит в том, что сруб дает усадку, а это приводит к изменению геометрии стропильной системы. Если элементы закрепить жестко, крыша может развалиться. Поэтому крепления делают плавающими. Есть специальные скользящие крепления, которыми в этом случае крепят стропила к верхнему венцу и к прогонам, если такие есть (смотрите фото).

Способ крепления стропильной системы деревчнного дома

Чтобы стропило свободно двигались при усадке, длинную его часть крепят строго параллельно его краю, о опрору размещают строго перпендикулярно. При необходимости под нее вырезается площадка. Размечают крепление так, чтобы крюк оказался в крайнем нижнем положении или около него. Крепят на специальные саморезы, которые идут в комплекте (обычные не подходят). Если монтаж производится на бревно, чтобы стропильная нога не соскользнула по нему, в нижней части вырезается полукруглое отверстие, на которое она будет опираться.

Такой крепеж продают на любом строительном рынке, называется он «скользячка». Как крепить скользячку к брусу смотрите в видео.

Видео по сборке и установке стропильной системы двускатных крыш

Строится двухскатная крыша своими руками непросто: очень много тонкостей и нюансов, существуют разные способы крепления, наращивания. Описывать словами их дело неблагодарное. Это тот случай, когда лучше увидеть. Ниже вам предлагаем подборку видео, которые вам могут быть полезны.

Видео-отчет о том, как сделана двухскатная крыша

Рассказ владельца дома об этапах строительства. Есть интересные технические моменты, которые могут быть полезны.

Два типа соединения стропил: жесткое и скользящее

Видео о двух наиболее проблемных типах соединений.

Как определить угол наклона стропил

Полный видео-отчет о сборке стропильной системы

Этот фильм занимает чуть менее часа, но весть процесс продемонстрирован от начала и до конца со множеством подробностей. Крышу ставят на каркасный дом, но при установке на здания другого типа (кроме деревянных домов) разницы нет.

Читайте также: