Из каких элементов состоит и каких видов бывает стропильная система двухскатной крыши

Основы геометрии

Чтобы понять, как устроена такая крыша, нужно рассмотреть эти свойства и сравнить фото двух типов конструкций. Так как речь идет именно о двускатной разновидности, в профильном разрезе такая форма всегда образует треугольник. Верхний потолок здания является основанием фигуры и служит опорной поверхностью конструкции. Скаты крыши – это боковые стороны треугольника.

Рассматривая симметричную крышу (первое фото), можно увидеть, что наклонные поверхности равны по длине и находятся под одним и тем же углом к основанию треугольника. Конек, скрывающий пересечение склонов, располагается точно по центру здания и проходит через ось симметрии. Разноскатная конструкция характеризуется разной длиной скатов и отличающимися углами при основании (второе фото). Такая концепция – результат геометрического преобразования. Между элементами треугольника существует пропорциональная зависимость. Если изменить один, преобразуются и все остальные.

Фото №1 — двускатная крыша с одинаковыми скатами

Исходя из этой зависимости, у рассматриваемой конструкции крыши выделяют два основных параметра: длину скатов и уклон. Используя такое название, последнее значение было бы правильно рассчитывать в процентах. Для этого необходимо вычислить тангенс угла при основании крыши, умноженный на 100%. Тем не менее, для удобства и быстрого понимания в качестве единицы измерения используют чаще всего градусы. Таким образом, каждый скат у асимметричной крыши характеризуется отдельными длиной и уклоном.

Фото № 2 — конструкция крыши с разными скатами

Расчет двухскатной крыши

Часто у начинающих строителей перед проектированием и расчетами на закупку материала возникают вопросы по поводу того, как узнать длину стропил двухскатной крыши

Для этого важно на этапе проектирования знать, какой будет ширина здания, для подбора стропил стандартного размера, чтобы не пришлось их сращивать, жертвуя их несущей способностью. Вместе с этим нужно не забыть об угле наклона крыши

Все эти факторы в конечном итоге будут влиять на расчет длины.

Итак, для вычисления длины стропил такой крыши нужно разделить треугольник, образованный стропильной системой на два прямоугольных треугольника. Дальше, зная ширину здания и угол наклона крыши можно определить высоту конька двухскатной крыши. Зная два катета прямоугольного треугольника и используя теорему Пифагора, можно вычислить гипотенузу каждого прямоугольного треугольника, которая и является необходимой длиной стропил нашей крыши.

В итоге, для определения окончательной длины, к полученному значению нужно прибавить еще 30-50 см. для обеспечения свесов крыши.

Все проведенные расчеты по определению высоты конька (она же высота фронтона) и длины стропил наглядно показаны на изображении:

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что двухскатная крыша является наиболее дешевым и универсальным видом кровли для частного дома. Есть примеры, когда с помощью подручных средств люди возводили двухскатную крышу самостоятельно в одиночку. Но все же советуем вам пользоваться помощью специалистов в таких вопросах, ведь грамотно сделанная крыша над головой — это комфорт и уют в доме.

Устройство висячей стропильной системы

Фермы висячей системы стропил проще собирать на земле. Для этого составляется чертеж, высчитывается длина стропил и угол, под которым они будут соединяться. В большинстве случаев наклон крыши равен 40 градусам, если строение располагается на открытом участке, то это значение снижают до 20 градусов. Вычисление угла соединения стропил выполняется удвоением угла наклона крыши.

Длина стропил определяется по расстоянию между внешними несущими стенами и углу соединения стропильных ног. Оптимальной считается длина 4-6 метров, учитывая карнизный свес в 50-60 см. Эти параметры стоит учитывать при решении задачи, как сделать большую крышу.

Вверху стропила скрепляют по-разному: встык, внахлест или «в лапу» с вырезом пазов. Фиксируются стропила болтами или с помощью металлических накладок. Немного ниже монтируется затяжка и готовую конструкцию фермы поднимают на место установки.

Вначале устанавливают фермы по краям, проверяя их вертикальность с помощью отвеса. Одновременно регулируется величина свеса. Стропила крепят к мауэрлату с помощью болтов или стальных накладок. Иногда используют временные укосины, которые поддерживают ферму в процессе установки. Вставляя остальные стропила, выдерживают одинаковое расстояние между ними. После установки и фиксации всех ферм по обеим сторонам верхнего ската прибиваю доски сечением 5*15 см.

Элементы входящие в каркас крыши

Мауэрлат как его часто называют (фундамент для крыши) — опорный брус для стропил, установленный на верхнюю часть стен дома, равномерно распределяющий нагрузку на здание. В доме из дерева, мауэрлатом выступает последний ряд сруба.

Установка мауэрлата на кирпичные либо блочные стены производиться с помощью мощных анкеров. Мауэрлат изготавливается из высушенной древесины, обработанной защитным противопожарным и противогрибковым средством, сечением от 100х100мм. до 150х150 мм.

Стропильные ноги — устанавливаются парами, с двух сторон крыши и закрепляются на коньке, тем самым образуя стропильную систему (контур крыши).

Шаг их установки обычно находится в диапазоне 0,6-1,2 м., и зависит от типа используемого кровельного материала. Чем более тяжёлая будет кровля, тем меньший используется шаг. Стропила изготавливаются из обрезной сухой доски хвойных пород, толщиной от 50 мм. Для безопасности и долговечности конструкции так же необходимо использовать специальные пропитки для дерева.

Конек крыши — горизонтальная, верхняя линия соединения стропильных ног между собой. Высота его в начале и в конце по отношению к верхним точкам стен, не должна отличаться. Измерить это можно с помощью гидроуровня.

1. Стойки – вертикально установленные опоры под стропильную систему. В зависимости от ширины, стойки могут устанавливаться, как только под коньковый брус, так и дополнительно в промежутке от конька до карниза крыши. Выполняются опоры из обрезной доски либо бруса.
2. Кобылки — данные элементы стропильной системы требуются для продления стропильных ног, когда те слишком короткие и нет возможности сделать свес необходимой длинны. Присоединяются к нижней части стропил, путём нахлёста доски меньшего сечения и скрепления их друг с другом гвоздём.
3. Прогоны – горизонтальный брус, скрепляющий ноги стропил. Крепится с внутренней стороны у основания конька, либо по центру стропильных ног.
4. Затяжка – закрепленный снизу брус, соединяющий стропильные ноги, не позволяющий им расходиться.
5. Лежень – опорный брус, лежащий горизонтально на несущей стенке внутри сруба, на который устанавливаются стойки, поддерживающие стропильную систему. Материал – брус сечением от 100х100мм. до 150х150 мм..
6. Подкосы и стойки – дополнительные опоры под стропильные ноги, дающие конструкции дополнительную устойчивость, крепятся к затяжке или лежню.
7. Обрешётка – конструкция из брусков или досок, необходимая для укладки кровли, крепятся перпендикулярно стропильным ногам, шаг зависит от типа кровли. Под гибкую черепицу используют фанерные листы, уложенные на стропила сплошным ковром.

Двускатная крыша своими руками — элементы стропильной системыНаличие вышеперечисленных составляющих в конструкции крыши зависит от её типа и размера. Существует два варианта установки стропильной системы на двухскатную крышу: наслонная и висячая. В первом варианте стропила крепятся: внизу к мауэрлату, вверху к коньковому брусу. Конёк должен поддерживаться или внутренней стеной или вертикальными стойками.

Висячие же стропила вверху опираются друг на друга, а внизу к затяжке либо балкам перекрытия. В домах построенных из дерева крепление стропил к мауэрлату делают скользящим, это позволит избежать нарушение каркаса крыши, когда дом будет давать усадку.

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

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.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

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

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

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.

Собственноручное строительство двухскатной крыши дома

Этапы работ по возведению конструкции

Формула расчета площади крыши (необходимо для расчета количества строительных материалов).

Можно переходить от теории к практике. Первым делом необходимо приступать к укладке балок перекрытия. Выбирать строительный материал необходимо с учетом дальнейшего применения чердачного пространства: с целью устройства хозяйственного помещения как материал используются обычные доски, а для устройства мансарды (в случае ломаной крыши) необходимы более толстые брусья, упирающиеся на несущие стены.

Здание по периметру оборудуется мауэрлатом, который фиксируется анкерами. В нем можно будет сделать гнезда для брусьев-подпорок.

Затем можно переходить к работам над фермами. Можно их изготавливать заблаговременно и просто поднять на крыше, а можно изготовить непосредственно во время процесса.

Примите во внимание, что фронтоны нужно делать до установки стропильной системы. Также как и стропила, их изготавливают из деревянных досок с размером сечения 50х150 мм

Как правило, стропила располагаются таким образом, чтобы в конек упирался верх, а низ – в мауэрлат. Если это осуществить невозможно, можно применить дополнительные элементы, носящие название подпятники. Так стропила, упираясь в балку перекрытия, будут крепиться прочнее и надежнее.

Схема установки и крепления мауэрлата.

Особое соединение устраивается в верхней части стропильной системы, именуемое “замком”. Для обеспечения максимальной прочности для строительства применяют бабки и ригели.

Как крепежный материал можно применять и шурупы, и гвозди, и проволоку.

Во время строительства можно воспользоваться следующими полезными советами:

1. Положение каждого стропила можно контролировать при помощи строительного отвеса.
2. Монтаж нужно начинать с противоположных ферм, между которых натягивают шнур-ориентир.
3. Иногда можно применять подкосы, упирающиеся в середину стропильной ноги и в стойку и фиксирующиеся гвоздями. Таким образом каркас получается более жестким.
4. Удобнее подготавливать стропила заранее, чтобы они были симметричными и одинаковыми. Но все-таки с незначительной погрешностью, чтобы каждый отдельно взятый элемент можно было на месте отрегулировать с большей точностью.
5. По завершении работ можно переходить к устройству изоляции и укладывать кровельный материал.
6. Устройство утепления и гидроизоляции.

Гидроизоляция и утепление крыши

Чтобы создать надежную гидроизоляцию, как материал лучше всего использовать специальную пленку. Существуют виды с диффузионными мембранами или двухконтурной вентиляцией.

Поскольку влажный и теплый воздух снизу поступает в чердачное помещение, материал утеплителя должен быть защищен с обеих сторон от воздействия влаги. С этой целью используются системы пароизоляции, которая не позволяет жидкости скапливаться в гигроскопичном слое материала.

С целью утепления можно применять как насыпной, так и рулонный материал. Самым популярным материалом у строителей считается минеральная вата. Имейте в виду, что при работе с этим материалом необходимо надевать защитную маску и строительные перчатки, поскольку пыль, выделяющаяся из ваты во время укладки, является вредной для слизистых оболочек дыхательных путей, а кожу рук могут повредить занозы, которыми усеян этот материал.

Виды стропильных систем

Существует два основных вида стропильных систем, из которых выбирают возводя двухскатную крышу. Речь идёт о висячих и наслонных и стропилах. Каждый из видов предназначен для различных сооружений.

Висячая конструкция

Висячая стропильная система

Висячие предназначены для небольших домов, чья ширина не превышает 6–6,5 погонных метров. Они не подходят для домов с широкой крышей. Также их не используют там, где есть средняя несущая стена.

Конструктивные особенности

Особенностью конструкции висячих стропил является то, что они опираются на две крайних несущих стены. В результате система находится под сильным воздействием распирающего усилия. В случае необходимости его снижают с помощью крепящейся внизу затяжки-ригеля.

Крепление к мауэрлату

Особенность конструкции висячих стропил диктует и то, как они крепятся к «фундаменту» всей системы — мауерлату. Единственным вариантом крепления является применение узла с нулевой степенью свободы. Шарниры, например, использовать нельзя.

Угол наклона двухскатной крыши

Угол наклона крыши в идеале должен составлять 30 градусов, это позволит не залеживаться на ней снегу, но в то же время убережет от резких порывов ветра.

Для поддержания и дополнительной прочности конька используют еще один брус – лежень. Он несет на себе вертикальную нагрузку веса всей конструкции в целом, поэтому брус должен быть прочным и достаточного диаметра.

Для более понятной картинки приведем примеры, фото двухскатной крыши своими руками.

Для дополнительной поддержки и укрепления мауэрлатов используют поперечные, горизонтальные брусы (затяжки) их задача не дать продольным нагрузкам повалить крышу вместе с несущими стенами.

Для придания дополнительной прочности и избегания провисания стропил дополнительно по всей конструкции ставят вертикальные брусы (стойки), они снимают часть нагрузки и не позволяют крыше деформироваться со временем.

Для удержания диагональных деформаций конструкции используют брусы, которые идут от стоек к затяжкам, идеальным углом в этом случае считается 45 градусов, хотя многие строители этим пренебрегают.

Крепление деталей

Для качественного строительства двухскатной крыши своими руками, нужно знать еще, как закрепить, между собой детали.

Для соединения диагональных конструкций используют пазовое соединение деталей

Хоть и зачастую, его используют и при соединении перпендикулярных деталей, но стоит учесть, что данное соединение уменьшает прочность деталей в этом месте, поэтому его нужно использовать, лишь в местах не самой большой важности

Вторым способом соединения, является металлические уголки, пластины и т.д. Но у него тоже есть недостаток, при угловых нагрузках шурупы могут, быть просто вывернуты с деревянного основания.

Поэтому рекомендуется использовать смешанный способ крепления, с учетом направления нагрузок на ту или иную деталь.

Балки перекрытия

При обустройстве балочных перекрытий для крыши частного дома необходимо использовать деревянный брус сечением 200 х 100 мм. Чем больше площадь дома, чем больше должно быть сечение несущего бруса. Начинают монтаж балок с крепления крайних элементов по длинной стене дома. Затем отмечаются точки, в которых будут крепиться остальные балки перекрытий.

Обрешетка монтируется на продольные балки, которые располагаются на расстоянии 50-60 см, и крепятся к мауэрлату гвоздями длиной 200 мм или любым из вышеперечисленных способов. За края стен балки выносятся на расстояние, которым определяется ширина карниза – от 30 до 50 см. Карниз будет прибиваться (прикручиваться) снизу именно к этим балкам. Так как на торцах крыши будет обустраиваться фронтон, то для крепления карниза и фронтона делается врезка в паз на поперечном брусе мауэрлата. При возведении ломаной крыши для мансарды у фронтона будет достаточно большая площадь, поэтому необходимо обеспечить конструирование отлива и фронтонного свеса.

Как устанавливается обрешетка

Утепление крыши и монтаж кровли

На стропильную систему набивается обрешетка, шаг которой рассчитывается исходя из характеристик кровельного материала – его размеров и жесткости, способа монтажа. Если предусмотрено использование гибких материалов (битумной черепицы, пленки ПВХ, рулонных битумных кровель), необходимо делать сплошной ровный настил.

К утеплению крыши необходимо отнестись максимально внимательно, так как в противном случае тепловые потери будут весьма существенны. Обычно двускатная кровля сразу выполняется с учетом применения тех или иных материалов для утепления – при строительстве стропильной системы своими руками шаг стропил рассчитывается относительно ширины листового утеплителя. Это позволяет построить крышу с минимальными экономическими затратами, так как материал для утепления не придется резать. Кроме того, данный подход ускоряет и упрощает монтаж системы утепления и пароизоляции.

Возведение двускатной крыши рекомендуется выполнять с двумя помощниками. Соблюдение технологии работ позволяет построить надежную, долговечную конструкцию.

Виды двухскатных крыш

Плоскости двухскатной крыши соединяются под углом, образуя треугольник. В зависимости от угла фиксации получаются разные варианты кровли. Каждый из видов двухскатной кровли характеризуется определёнными особенностями, например, формой и размерами скатов.

Классическая двухскатная крыша позволяет создать мансарду на чердаке

Симметричная или простая двухскатная кровля

Классический вариант двухскатной кровли — симметричная конструкция, скаты которой имеют одинаковую площадь и длину. Угол соединения плоскостей может быть различным. Например, крутые скаты позволяют создать мансарду на чердачном помещении. При этом угол ската составляет 35–40 градусов.

В симметричной конструкции скаты имеют одинаковую площадь

Симметричная кровля имеет форму равнобедренного треугольника, а длина основания может быть различной. Сооружение такой конструкции предполагает наличие всех основных элементов стропильной системы. При этом вес крыши равномерно распределён на две стены, служащие непосредственной опорой скатов.

Кровля асимметричной простой формы

Асимметричная крыша имеет два ската разной площади. Таким образом, верхнее ребро смещено от середины в одну из сторон. В результате этого образуется крыша в форме треугольника с неравными сторонами.

Проектирование асимметричной крыши требует точного расчета нагрузки на стены

Крыша в неравными сторонами выглядит современно и подходит для различных стилей дизайна, например, модерн. Чердачное помещение под такой кровлей имеет меньшие размеры, чем при симметричной конструкции. Проектирование предполагает строгий и точный расчёт нагрузки на стены, так как одна сторона кровли осуществляет большую нагрузку, чем другая.

Двухскатная ломаная конструкция крыши

Ломаная конструкция с внутренним или внешним углом излома является наиболее сложным вариантом. Самостоятельное строительство такой крыши чрезвычайно сложно и требует профессионального расчёта всех параметров

Обусловлено это тем, что при проектировании ломаной кровли важно определить угол излома, нагрузку, параметры стропильной системы в месте искривления

Крыша ломаной формы выглядит эффектно и подходит для деревянных или кирпичных домов

Кровля с внутренним или наружным изломом нуждается не только в точном расчёте наклона скатов, но и правильной эксплуатации. В зимний период на верхних скатах могут скапливаться большие объёмы снега, которые следует своевременно устранять. Ломаная крыша позволяет создать просторное помещение мансарды, что особенно актуально при внешнем изломе поверхности. В таком случае высота потолка мансарды довольно комфорта.

Фотогалерея: варианты двухскатных кровель

Симметричная двускатная крыша имеет лаконичный вид

Симметричная кровля оптимальна для кирпичного здания

Вальмовая кровля имеет конструкцию,похожую на двускатную

Асимметричная форма крыши делает здание оригинальным

Простая двухскатная крыша подходит для домов из любых материалов

Асимметричная крыша не требует особого ухода

Монтаж кровельного материала проводится после полного завершения крепления стропил

Двухскатная крыша в разрезе

В процессе проектирования создаётся чертёж конструкции кровли в разрезе. Это позволяет отобразить все особенности сооружения, указать внутренние элементы и их размеры.

Схема значительно упрощает строительство

Подробный чертёж значительно упрощает строительство, позволяет учесть все особенности сооружения. Проект крыши в разрезе предполагает чёткий контур, отображение как внешних, так и внутренних элементов.

Виды и схемы

Начинается сооружение наслонной стропильной крыши с определения угла ее наклона: на этот показатель влияют не столько архитектурные требования, сколько климатические особенности данной местности. Также некоторого учета требует и тип используемого кровельного материала. Там, где часто выпадают осадки, кровлю желательно делать с наибольшим возможным наклоном. В регионах с сильными ветрами крышу рекомендуется применять максимально пологую, из-за угрозы срыва конструкции резкими порывами ветра.

Если на чердаке хочется обустроить жилое помещение, потребуется применение ломанной двухскатной крыши. В таких конструкциях верхние части более пологие, а нижние обладают значительной крутизной. В результате достигается расширение площади чердака, что дает возможность обустроить там мансардное жилище. Данный вид крыши обладает более сложной стропильной схемой двускатной крыши.

Монтаж обрешётки

Обрешётка может быть брусовой или дощатой. Под неё необходима укладка гидроизоляции. Её укладывают горизонтально полосками от карниза до конька с напуском 0,1-0,15 м и скрепляют липкой лентой.

Как только обрешётка установлена, надо обшить фронтоны и свесы. Для этого можно использовать доску, панели из пластика, вагонку, фанерные листы или профильный настил. Выбор материала зависит от ваших пожеланий.

Подведём итоги: как правильно сделать двухскатную крышу: необходимо только строго следовать инструкции и соблюдать технику безопасности.

Современный ассортимент стройматериалов и инструментов вполне позволяет осуществить кровельные работы самостоятельно.

Посмотрите еще здесь!

• Установка столешницы своими руками: выбор, монтаж и крепление столешницы. 155 фото лучших идей и советы по их применению

• Навес своими руками — красивые идеи, лучшие проекты и советы как построить навес своими руками (90 фото и видео)

• Монтаж сайдинга своими руками: этапы выполнения работы, пошаговая инструкция монтажа обшивки и секреты выбора качественного сайдинга (125 фото и видео)

Запаситесь терпением, будьте аккуратны – и вы получите прочную и надёжную крышу, которая прослужит вам не одно десятилетие.