Cтропильная система двускатной крыши

Двускатная крыша – это один из простейших вариантов крыш, который в основном применяется для крыш небольших домов.

Глядя на такую крышу, невольно создается впечатление, что стропильная система для нее и устройство двускатной крыши особой сложности не представляют и могут быть легко изготовлены самостоятельно.

Строение двускатной крыши дома (основные элементы)

Строение двускатной крыши дома (основные элементы)/

Однако чтобы двускатная крыша надежно защищала строение в любых погодных условиях, нужно смонтировать каркас ее стропильной системы, а это оказывается не так просто. Тому, кто решится выполнить такой каркас самостоятельно, следует иметь в виду, что допущенные ошибки исправить потом будет практически невозможно.

Расчет площади двускатной крыши

Формула расчета площади двускатной крыши.

Формула расчета площади двускатной крыши.

Расчет необходим, чтобы предварительно знать затраты на лесоматериал, утеплители, гидроизоляционные и паронепроницаемые пленки. Для двускатной крыши расчет прост, так как у такой крыши нет усложняющих форм и сложных дополнений.

Не стоит детально учитывать сечения для дымоходных труб, вентиляционные проемы и мансардные окна, достаточно знать длину конькового прогона и расстояние от потолочного перекрытия до верха конька. Перемножив эти величины, получим максимальную площадь вертикального сечения чердака под коньковым прогоном. Разделив эту площадь на синус угла наклона стропила, получим площадь одного ската. Количество кровельного материала будет зависеть от его вида.

Строительные термины и определения

Чтобы далее был более понятен термин “двускатные”, следует познакомиться с элементами конструкции, установка которых возможна в каркас простой двускатной крыши.

Мансарда двускатная несколько сложнее, чем простая двускатная крыша. Деревянная стропильная система и все деревянные элементы двускатной крыши предварительно обрабатываются специальными смесями. Это существенно увеличивает срок их службы, препятствуя размножению микробов и бактерий. Их обрабатывают также и специальными жидкостями, и стропильная система становится менее восприимчивой к возгоранию.

Шаг обрешетки зависит от угла наклона крыши дома.

Шаг обрешетки зависит от угла наклона крыши дома.

Стропильные ноги (стропило) – один из основных элементов любой крыши. Каркас, в котором применена установка металлических и бетонных стропильных ног, монтируют при строительстве крупных объектов из кирпича и бетона. Длину элементов, входящих в каркас, рассчитывают предварительно и при монтаже размеры не меняют. Стропила из дерева и их монтаж применяют при строительстве жилых домов в частном секторе. Они служат основанием для обрешетки. В двускатной крыше эти элементы располагаются обычно вдоль длины здания, их установка осуществляется под определенным углом к стенам дома, а монтаж выполняют на определенном расстоянии друг от друга.

Обрешетка – это основание для крепления кровли. Брусья или доски обрешетки соединяют стропила между собой, начиная снизу и до верха ската. Расстояние между элементами обрешетки определяется материалом кровельного покрытия.

Мауэрлат – это деревянный брус (100×100, 100×150 или 150×150 мм), служащий основанием, на котором, собственно, и закрепляется каркас и стропильная система крыши. Мауэрлат равномерно распределяет нагрузку по поверхности стены, создаваемую двускатной крышей, и он не должен дать скатам разойтись в стороны под действием внешних нагрузок.

Схема соединения и крепления стропильных ног и мауэрлата.

Схема соединения и крепления стропильных ног и мауэрлата.

Коньковый прогон располагается на самом верху двухскатной крыши. Это брус или доска размером 50×150 или 50×200 мм. В зависимости от длины пролета коньковый прогон может состоять из нескольких досок. В этом случае установка прогона подкрепляется стойкой, расположенной между коньком и лежнем (бревном или брусом, проложенным вдоль пролета строго под коньком). Прогон и стойки соединяют подкосами. Прогон желательно размещать над внутренней несущей стеной.

Ригель – это доска такого же сечения, как и стропильные ноги, внахлест скрепляющая стропила, расположенные на противоположных скатах. Между ригелем и лежнем для прочности могут устанавливать стойки.

Устойчивость всей конструкции мансарды двускатной, обеспечивающей сопротивляемость нагрузкам, воздействующим на крышу, и устойчивая стропильная система создаются дополнительными элементами, укрепляющими каркас, такими как раскосы, подкосы и диагональными связывающими элементами, устройство которых пояснений не требуют.

Укладка и крепление мауэрлата

Каркас стропильной системы, естественно, состоит из стропил, а также мауэрлата и соединительных элементов – балок, прогонов, опорных ригелей, подкосов и других элементов. Двускатная крыша монтируется и без мауэрлата, если стропила крепить непосредственно к балкам перекрытия. Но при этом способе крепления стропил все нагрузки, создаваемые крышей на каркас, будут сосредоточены в местах закрепления балок перекрытия, то есть к прочности балки предъявляются более жесткие требования.

https://www.youtube.com/watch?v=TmHRDoImNnQ

Мауэрлат укладывают вдоль стены параллельно коньку крыши. Поскольку речь идет о двускатной крыше, то обычно его монтаж выполняют по длине здания. В зависимости от материала стен его укладывают либо по центру стены, либо ближе к внешней или внутренней грани стены, но ближе 5 см от грани укладывать мауэрлат не рекомендуется. Проще всего выполнить монтаж мауэрлата, закрепляя его к стене, изготовленной из деревянного бруса. Верхний брус и будет служить мауэрлатом. Вот некоторые способы закрепления мауэрлата к стенам из других материалов:

  1. Этот метод используют, если монтаж применяют для крыш, площадь которых превышает 250 м2. Вдоль стены на расстоянии, не превышающем 2 м, в бетонную балку, которую заливают вдоль стены, замуровывают металлические шпильки с резьбой не меньше М12. Шпильки замуровывают, чередуя их расположение ближе к внешнему и внутреннему краям мауэрлата. Высота шпильки над бетоном должна быть такой, чтобы после установки мауэрлата она выступала над его поверхностью примерно на 30 мм. К плоскости бетонной балки мауэрлат притягивают гайками с шайбами.
  2. Этот метод применим, если вы планируете монтировать двухскатные крыши, площадь которых менее 250 м2. Он отличается от предыдущего тем, что шпильки закладывают в процессе возведения стены. Для обеспечения прочности шпильки замуровывают на большую глубину, чем в бетонную балку.
  3. Этот метод самый простой и надежный, если монтаж выполняют для конструкции двускатной крыши небольшой площади. Его применяют для стен, возводимых из кирпича. Мауэрлат крепят с помощью проволоки-катанки, предварительно заложенной в стену на расстоянии не менее 3 кирпичей от верха стены. Если с внешней стороны стену будут штукатурить, то проволоку можно проложить через всю толщу стены, иначе ее необходимо прятать в растворе между кирпичами.

Прочность стропил

Схема крепления стропил: болтом и хомутом, двойным зубом.

Схема крепления стропил: болтом и хомутом, двойным зубом.

Стропильная система состоит из стропил, представляющих наклонную балку, на которую обычно воздействует равномерно распределенная нагрузка. Зимой такую нагрузку может создавать снег. Ветер создает на каркас неравномерную и, к тому же, динамическую нагрузка. Сосредоточенная нагрузка на стропила может быть создана весом рабочего и материалов во время ремонтных работ.

При известных нагрузках расчет поперечного сечения стропил разной длины особой трудности не представляет, но беда в том, что предсказать максимальную нагрузку, воздействующую на конкретное стропило и весь каркас, не представляется возможным. Однако имеются данные, подтвержденные многолетним опытом, по которым и определяют поперечное сечение стропил из брусков и досок. Входными параметрами для определения сечения стропила S (мм×мм) являются: расстояние между стропилами ΔL (м) и длина стропила l (м).

Следует отметить, что в настоящее время двускатные крыши утепляют, поэтому и расстояние между стропилами иногда определяют по размерам пакетов утеплителя.

Крепление стропил

Схема соединения стропильной системы в коньке: встык и внахлест.

Схема соединения стропильной системы в коньке: встык и внахлест.

Стропила крепятся к мауэрлату тремя гвоздями: два забивают с двух сторон стропила, а третий – через верхнюю плоскость стропила. Этим обеспечивается притягивание стропила к мауэрлату и исключается перемещение стропила в стороны. Мауэрлат ослаблять нельзя, поэтому делают прорези только на стропилах: горизонтальная плоскость прорези должна лежать на горизонтальной плоскости мауэрлата, а небольшой выступ стропила должен упираться в вертикальную плоскость мауэрлата. Рассмотрим три варианта верхнего крепления стропил:

  1. Края стропил, принадлежащие разным скатам, разрезают так, чтобы при их соединении между ними образовались одинаковые углы, равные углам наклона крыши к стене. Между собой стропила скрепляют либо металлическими пластинами, стянув их болтами, либо деревянными планками, прибив их к стропилам гвоздями. После этого необходимо в верхнюю плоскость стропил забить по гвоздю (минимум 150 мм).
  2. Стропила, принадлежащие разным скатам, размещают на коньковом прогоне, высота которого и определяет угол наклона стропил. Стропила разрезают так, чтобы горизонтальный участок был равен половине толщины конькового пролета. Между собой стропила соединяют металлическими планками, размещаемыми над пролетом. Такое соединение стропил называется висячим, то есть имеющим как минимум одну степень свободы. Нижний край таких стропил к мауэрлату должны закрепляться жестко.
  3. Это самый простой способ соединения стропил – внахлест. Стропила размещают под одинаковым наклоном и соединяют болтами или шпильками, прокладывая под гайки и головки болтов широкие шайбы.

http://youtu.be/fOlIW8FXVP8

Разметку стропил следует выполнять с помощью шаблонов.