Как построить висячую стропильную систему двухскатной крыши?

Из чего состоит система висячих стропил

Система подобного типа имеет несколько составных элементов. И ознакомиться с ними нужно обязательно, чтобы понимать назначение каждого из них и не запутаться в понятиях.

Висячие стропила с затяжкой

Таблица. Составляющие элементы системы.

Элемент	Описание
Стропильные ноги или стропилины	Это – основа системы. Именно благодаря им получается сформировать форму крыши, скаты. Создаются они из бруса (либо доски) сечением 50х150, 100х150 мм и ставятся с шагом около 60-120 см. Выбираемые размеры и шаг напрямую будут зависеть от параметров крыши, ее конструктивных особенностей, рассчитываемой нагрузки.
Конек	Место, где производится соединение двух скатов крыши. Обычно имеется дополнительная коньковая балка.
Затяжки	При помощи этих элементов, представляющих горизонтально расположенные между стропилинами балки, производится стягивание и усиление стропильных ног. За счет затяжек происходит компенсация нагрузки, испытываемой стропильными ногами.
Ригель	Своего рода затяжка, которая располагается возле конька крыши. Выполняется из очень прочного бруса, так как испытывает колоссальный уровень нагрузки.
Мауэрлат	Брус, который устанавливается на верхнюю часть несущих стен, на него опираются стропила. Помогает распределять вес всей кровли по периметру здания, что дает возможность фундаменту и стенам испытывать нагрузку равномерно. Для изготовления применяется брус сечением 100х100  или 150х150 мм. Интересно, что он может использоваться не всегда – некоторые типы крыш обустраиваются и без него.
Бабка	Элемент, который устанавливается под коньком кровли и предназначен для поддержки длинной затяжки.
Стойки и подкосы	Эти детали конструкции используются для строений, которые имеют слишком большие пролеты между несущими стенами. Необходимы для поддержки стропил, обеспечивая им минимальную нагрузку на изгиб, то есть не позволят им прогнуться и провиснуть.

Деревянная стропильная система

Конструкция двухскатной кровли

Двускатная крыша

Принципиальное устройство двухскатов элементарно, и заключается в наличии у крыши двух наклонных прямоугольных плоскостей, по которым и происходит сброс атмосферных осадков, будь то снег или вода.

Эти плоскости сходятся сверху в одной горизонтальной линии, называемой «коньком». При построении такой геометрической формы с торцов скатов неизбежно образуется два вертикальных треугольника – фронтона.

Виды двухскатов

Отличия крепления стропил

1

Классическая – наиболее распространённая конструкция. При такой компоновке крыша формируется с симметричными скатами, т.е. с одинаковой их крутизной.

В своём строительстве простой «двухскат» может формироваться двумя способами:

• наслонная
• висячая

Более подробно эти системы будут рассматриваться ниже.

Крыша каркасного дома

Преимуществ такой вариации налицо:

• Простота в проектировании. С расчётами справиться практически каждый, владеющий азами математики. Существует множество готовых проектов, которые находятся в открытом доступе
• Надёжность конструкции. Минимальное количество соединительных узлов делает её прочной и долговечной
• Простота монтажа. Ничего «хитрого» здесь нет – элементов немного, узловые соединения элементарны, инструмент простой, крепёж доступен
• Классический дизайн всегда в моде. К тому же при желании домовладелец легко может изменить облик дома, поменяв угол наклона скатов кровли

2

Ассиметричные формы – это необычно. Однако при нарушении симметрии нарушается баланс в распределении нагрузки, что неизбежно влечёт за собой значительное усложнение в несущем «скелете» всего конструктива. Самостоятельно рассчитать такой проект крайне сложно. В этом случае придётся воспользоваться услугами профессионалов

Асимметрия – это красиво

3

Мансардный тип кровли – ещё одна разновидность. От классической вариации она отличается тем, что скатную поверхность создают ломанной.

Конструкция её несколько сложнее, чем у классических аналогов, но также доступна для простого обывателя, который решил своими силами её спроецировать и скомпоновать.

Главное отличие от классики заключается в том, что мансардный тип сочетает обе технологии, используемые для строительства стропильных крыш.

Терминология и элементы

Варианты исполнения

Для полноценного изучения кровельной тематики без специальной терминологии не обойтись. В цели наглядности ниже представлена схема с примерами использования описываемых элементов.

Основные элементы стропильных систем

• Маурлат – элемент практически любой кровельной конструкции. Выполняется из деревянного доски или бруса, жёстко крепится по периметру торца внешних стен постройки. Главное его предназначение – равномерно распределять нагрузку на несущие стены здания. Именно к этому элементу крепятся все стропильные ноги кровли
• Стропила – несущий каркас для кровельного покрытия. Устанавливают их парно, соединяя между собой в верхней части, называемой коньком. Нижняя часть их, как уже упоминалась крепиться к маурлату. Выставленные с определённым шагом стропила, служат основой для обрешётки, на которой в дальнейшем будет крепиться кровельный материал

Узлы стропильной системы

Почему стропильные системы двухскатной крыши так популярны? Обзор преимуществ и ключевых отличий (Фото & Видео)

• Ригель и (или) затяжка. Элементы усиления конструкции. Устанавливаются горизонтально, врезаются в стропильные пары, крепятся на гвозди, болтовые соединения и т.п. В случае необходимости, для придания дополнительной жёсткости дублируются два-три раза (верхний – средний – нижний)
• Стойка или бабка – служит в роли как основной, так и дополнительной вертикальной опоры. Они устраняют прогибы каркаса
• Прогоны – брус, одна или две сшитые доски, а также может быть и отдельная конструкция. В простых вариантах коньковый прогон пришивается к узловым соединения верхней части стропильных ног, в более сложных он подпирается бабками (вертикальными стойками), которые в свою очередь крепятся к лежню
• Лежень – это прогонная балка, т.е. брус, лежащий по всей длине крыши. Формируется для дополнительной фиксации и усиления всей кровельного формирования. Укладываться может как на несущую перегородку здания, так и лишь на внешние стены (в двух местах)
• Подкосы – усиливающая деталь. Применяют в случаях, когда стропильные ноги обладают повышенной длинной, когда есть необходимость дополнительно усилить и исключить их прогиб. Чем сложнее крыша, тем больше этих деталей может потребоваться

Сарай: устройство с фундаментом и без, поэтапная инструкция как построить своими руками (50+ Фото & Видео) +Отзывы

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.

Особенности стропильных конструкций и их типы ↑

Классический подход к обустройству кровель жилых строений предполагает использование симметричных прямых скатов с углом наклона порядка 45°. Такая конструкция, называемая ещё щипцовой, достаточно надёжна с точки зрения нагрузочной способности.

Известно несколько типов двускатных кровель, выбор которых определяется их функциональным назначением. Так, в ситуации, когда вы планируете иметь под кровлей не просто чердак, а обитаемую мансарду – удобнее всего воспользоваться вариантом кровли с переменным углом наклона.

В этом случае верхняя половина ската делается пологой, а нижняя его часть монтируется с резким уклоном вниз.

Обратите внимание
Устройство двухскатной мансардной крыши предполагает подготовку более сложной стропильной системы, которая требует отдельного расчёта на допустимые нагрузки.

В отдельных случаях за основу берётся ассиметричная конструкция, отличающаяся от обычной кровли тем, что её конек смещён относительно центра. Такой вариант выбирается, когда этого требуют конструктивные особенности самого здания или же с расчётом на оригинальность постройки.

Ещё одна достаточно распространённая схема устройства двускатной крыши предполагает применение полувальмового типа стропильной системы. Данный вариант отличается от уже рассмотренного классического исполнения наличием характерных для него скошенных участков, располагающихся непосредственно над фронтонами.

Какой бывает стропильная система для двухскатной крыши

Конструкция стропила для двускатной крыши под строительство дома из профилированного бруса может использоваться насланная или висячая.

Висячая конструкция

Эта система имеет конструкцию, опирающуюся на боковые несущие стены сруба. Но при этом стропила негативно взаимодействуют со стенами, распирая их. Чтобы избежать этого в каркасе двухскатной крыши ноги стягиваются специальными затяжками. Затяжки и ноги формируют треугольное крепление, которое имеет жесткие ребра, и конструкция не деформируется со временем.

В стропильной конструкции роль затяжек могут играть балки перекрытия. Так конструкцию можно будет использовать как мансарду. Для большей прочности сверху стропильной части тоже устанавливают затяжку не ниже 50 см от конька крыши.

Делать такую конструкцию нужно, если пролет между несущими стенами сруба не более 10 см. Если этот пролет больше и между ним есть несущая стена, которая делит его на пополам, то висячую систему можно монтировать

Наслонные конструкции

Наслонная система стропил устанавливается на сруб с любым пролетом. Ее особенность в опорной балке, которую располагают посередине в пролете стен. Использовать такую конструкцию целесообразно при расстоянии между несущими стенами более 10 м.

Если между основными несущими стенами есть несущая колонна, то можно использовать чердачный вариант наслоных стропил. При этом стропила будут присоединены к колонне, а между колоннами делают дополнительные стропила. Но делать ее без определенных навыков сложно.

Типы каркасов щипцовой крыши

Различают 2 типа каркаса для двухскатной крыши: наслонный и висячий. Первый рекомендуют, когда в строении есть несущие внутренние стены. При устройстве такой системы, по центру устанавливают вертикальную балку, через которую вес кровли передается нагруженной стене, находящейся посредине здания. Обычно такое решение принимают, когда между наружными стенами здания больше 10 м. В домах, ширина которых не превышает 10 м, обычно нет внутренних нагруженных стен. В этом случае устанавливают висячие стропила, которые опираются на несущие наружные стены. При этом возникают, негативно действующие на стены, распирающие усилия. Чтобы свести на нет это явление, между стропильными ногами монтируют нижние и верхние затяжки таким образом, чтобы образовался треугольник. Иногда в качестве нижних затяжек используют балки перекрытия, что дает возможность устроить на крыше мансардное помещение.

Двухскатная крыша: популярное решение при строительстве домов с жилым чердачным помещением

Особенности конструкции

Традиционный для Руси вариант – двускатная крыша. Скатами называют плоские части кровли, имеющие постоянный уклон к уровню горизонта. Угол наклона необходимо точно рассчитать, он может варьироваться от 10-15 до 60-80 градусов. Несоблюдение заданных параметров приводит к негативным последствиям:

• С увеличением угла наклона в большую сторону изменяется длина стропил и, соответственно, высота крыши. Это, в свою очередь, ведет к росту нагрузки на каркас дома и крепления. К тому же из-за высокой парусности острая кровля сильно подвержена воздействию ветра. В регионах, где преобладают мощные ветровые порывы, такая конструкция может обрушиться и нанести вред здоровью людей.
• Устройство кровли с уклоном менее 10 градусов также не рекомендуется: крыша не выдержит давления снега, скапливающегося на ее поверхности. В местах с обильными осадками оптимальный угол ската составляет 45-60 градусов.

Таким образом, правильный уклон обеспечит двускатной крыше долговечность и безопасность. Основанием для расчета этого показателя служат соответствующие таблицы ветровой и снеговой нагрузки для того или иного региона.

При этом стропильные фермы для мансардной конструкции более сложные и массивные, требуют тщательного расчета и крепления.

Виды конструкций

Правила и особенности монтажа данной конструкции зависят от выбранной разновидности.

Виды стропильной системы двухскатной крыши:

• Симметричная. Она считается простой, поэтому встречается наиболее часто. Может создаваться такая стропильная система двухскатной крыши своими руками, так как надо пользоваться только стандартными элементами. Если установка будет выполнена правильно, то гарантируется получение прочной и долговечной конструкции. В ней присутствует симметрия, поэтому все нагрузки распределяются равномерно по мауэрлату и несущим стенам строения. При грамотном определении сечения бруса обеспечивается получение запаса прочности крыши. Стропила не будут пригибаться, а также допускается в разных участках конструкции устанавливать подпорки и распорки.
• Ассиметричная. Здесь один угол обладает наклоном больше 45 градусов. Такое устройство позволяет снизить площадь жилой недвижимости, которая остается неиспользованной во время проживания. Такое устройство считается достаточно сложным, так как за счет наличия асимметрии нагрузки распределяются неравномерно. Поэтому прежде, чем построить такую крышу, следует выполнить точные расчеты.
• Ломаная. В ней излом может располагаться снаружи или внутри. Используется этот вариант при необходимости получить второй этаж, располагающийся под крышей, подробнее читайте: мансардная ломаная крыша. Сложности в процессе создания такой конструкции заключаются в необходимости осуществлять трудные и специфические расчеты.

Все варианты обладают своими особенностями, поэтому предварительно оцениваются их характеристики. Если планируется монтаж стропильной системы двухскатной крыши своими руками, то выбирается простая симметричная конструкция.

Важно! Основой для получения идеального результата являются грамотные расчеты, причем если они будут неправильными, то крыша не будет надежной и долговечной, а также будет опасно проживать в таком доме

Разновидности конструкций висячих стропил

Различают следующие типовые конструкции висячих стропил:

1. Трехшарнирная треугольная арка

Висячие стропила с затяжкой выполняются в форме замкнутого треугольника. В такой системе на изгиб работают стропила, а затяжка работает на растяжение. Минимальная высота подъема конькового прогона составляет не менее 1/6 длины арочного пролета. Такую конструкцию применяют для мансардного чердака, где на затяжку возлагается роль чердачного перекрытия. Для того чтобы уменьшить изгибающий момент, концы стропильных ног упирают с эксцентриситетом (небольшое смещение, расстояние) относительно их продольных осей.

Треугольная трехшарнирная арка с бабкой или подвеской

При длине пролета более 6 метров становится проблематичным использование цельного бруса, также возникает существенный прогиб от собственного веса затяжки. В таком случае, её подвешивают к коньку, а подвеску изготавливают деревянной и называют бабкой, либо железной и называют тяжем. Необходимая длина затяжки достигается путем состыковки более мелких элементов, которые крепятся на хомуте подвески при помощи косого или прямого сруба и болтов.

Наиболее распространенная ошибка при устройстве подвески – это ее инсталляция по схеме стоек с упором на затяжку и карнизный узел. Принцип работы подвески основан на растяжении, а стойки на сжатии. Поэтому низ подвески (бабки) не должен достигать затяжки. Подвеска (бабка) должна висеть на карнизном угле и крепиться к затяжке при помощи деревянных накладок, гвоздей и болтов.
Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой

Висячие стропила с приподнятой затяжкой часто применяют при использовании чердачного помещения под мансарду. В такой схеме затяжка крепится не внизу стропильных ног, а продвигается вверх и чем больше высота подъема затяжки, тем большее растягивающее напряжение она испытывает. В мансардном помещении такая затяжка играет роль балки потолочного перекрытия и не несет на себе полезной нагрузки. Эта затяжка может быть защищена от провисания с помощью установки подвески.

Треугольная трехшарнирная арка с ригелем

В этой схеме нижний опорный узел меняется с ползуна на шарнирно неподвижную опору. Стропильная нога делается с врубкой в мауэрлат, что делает всю арку устойчивой конструкцией. В такой системе приподнятая затяжка меняет направление своей работы с растяжения на сжатие и называется ригелем.

Треугольная трехшарнирная арка с подвеской и подкосами

С увеличением длины стропил возрастает и их прогиб. Для предотвращения прогиба стропила подпирают подкосами. Так как, в отличие от наслонной системы, низ подкосов упереть просто некуда, то их упирают в бабку. Получается достаточно прочная конструкция с круговой передачей нагрузок: стропила давят на подкосы, подкосы растягивают подвеску, подвеска тянет вниз верхушку стропил и коньковой прогон, подкосы сжимаются стропилами.

Карнизный узел (место соединения стропила с затяжкой) имеет несколько вариантов реализации: ортогональная лобовая врубка (с одинарным или двойным зубом), пластинчатое и дощатое крепление.

10 базовых составляющих конструкции двухскатной крыши

Конструкция, состоящая из двух плоских скатов, соединенных под углом наверху и опирающихся на стены, называется двухскатной. При монтаже с одного и другого торца остаются открытые проемы треугольной формы. В этих местах возводят фронтоны, переходящие в стену. Обычно такую конструкцию выбирают при строительстве малоэтажных зданий. Основными конструктивными составляющими крыши двухскатного типа являются:

1. Стропильная нога. Это брус из хвойных пород размером в сечении 5 х 15 или 10 х 15 см, создающий треугольный каркас 2-скатной крыши. Через этот элемент передается вся нагрузка от снежного покрова, ветра, кровли на мауэрлат. Располагают стропильные ноги на расстоянии 0,6 -1,2 м друг от друга. Длину их вычисляют по формуле: делят высоту конька на синус угла, под которым нога наклонена. Сечение выбирают по весу кровли, чем он больше, тем толще бруски.
2. Мауэрлат. Предназначен для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки, создаваемой ногами стропил на несущие стены. Это своего рода фундамент для стропильной системы, выполненный из бруса или бревна, уложенного по периметру сооружения и прикрепленного к ним при помощи анкеров или стержней с резьбой. Когда постройка деревянная, то роль мауэрлата выполняет верхний венец. На стенах из другого материала делают бетонный пояс по периметру, а в него встраивают шпильки, на которые брус просто «надевают» и затягивают гайками.

3. Конек. Верхний горизонтальный элемент конструкции, соединяющий 2 ската. Образуется при стыковании стропильных ног. Его высоту определяют в зависимости от ширины дома и угла наклона кровли, зависящего от преобладающих погодных условий в конкретной местности. Если зимы всегда снежные, то скаты должны быть крутыми, при сильных ветрах следует делать крышу более пологой. В умеренном климате оптимальный угол — от 35 до 45 градусов. Чтобы определить высоту, ширину дома делят на 2, если конек находится по центу. Результат умножают на тангенс угла, под которым наклонена кровля.

4. Кобылки. Эти элементы присутствуют в конструкции не всегда — только в том случае, когда длины стропильных ног не хватает для образования свеса кровли. Они продолжают стропильную ногу на необходимую длину, но сечение у них несколько меньше, чем у основного элемента. Использование кобылок снижает трудоемкость монтажных работ при устройстве стропильной системы.
5. Лежень. Квадратный брус, лежащий на внутренней нагруженной стене. Его функция — равномерно распределять вес, создаваемый кровельными стойками. Используют для этой цели брус сечением 10 х 10 или 15 х 15 см.
6. Свес. Обязательный элемент, выступающий за пределы стены минимум на 400 мм и защищающий стены от дождя.
7. Затяжка. Элемент, завершающий вершину треугольника, образованного стропильными ногами и не дающий ему разъехаться.
8. Стойки. Брусья квадратного сечения (10 х 10 см или 15 х 15 см), установленные вертикально и передающие нагрузку на внутреннюю стену от конька.
9. Обрешетка. Горизонтально расположенный элемент, дополнительно скрепляющий и объединяющий в целостную конструкцию, стропильные ноги и передающий им нагрузку от кровли. Устраивают обрешетку из досок или обрезного бруса. Применяют и влагостойкую фанеру, но только при использовании мягкого кровельного материала.
10. Подкосы. Передают нагрузку на несущие конструкции от стропильных ног. Подкосы совместно с затяжкой образуют фермы, выдерживающие значительные нагрузки при самых больших пролетах.

Разновидности стропильных систем двухскатной крыши