Как правильно установить стропила на двускатную крышу. Определение конфигурации кровли

Сооружение надёжной стропильной системы является одной из самых сложных задач при возведении крыши загородного дома, дачи или гаража. И тем не менее не спешите опускать руки - сегодня мы будем опровергать расхожее мнение о том, что подобная работа не по силам новичку. Зная правила расчёта, распиловки и монтажа кровельного каркаса, вы сможете построить крышу ничуть не хуже специалистов. В свою очередь, мы постараемся не только рассказать об устройстве, проектировании и особенностях строительства стропильных систем различных типов, но и поделимся секретами опытных мастеров.

Любая, даже самая захудалая крыша имеет в своей основе прочный силовой каркас, называемый стропильной системой. От того, насколько правильно будет смонтирована эта конструкция, зависит жёсткость крыши, а значит, и способность выдерживать даже самую сильную ветровую и снеговую нагрузку.
Стропильная система представляет собой силовой остов кровли, который воспринимает всю ветровую и снеговую нагрузку

Лучшим материалом для изготовления стропил (ферм) считается брус или толстая доска из древесины хвойных пород . И этому есть своё объяснение - сосновый или еловый пиломатериал обладает относительно небольшим весом, а наличие природных смол делает его довольно долговечным. Даже если брус будет иметь небольшую остаточную влажность, его не поведёт при высыхании, что является не менее важным фактором, чем удобство в работе и длительный срок службы.

В зависимости от размера крыши опорные элементы конструкции могут иметь сечение от 50х100 мм до 200х200 мм и более. Кроме того, протяжённость кровли прямо влияет на количество стропил, ведь они устанавливаются с небольшим шагом - от 60 см до 1,2 м.

Конструктивные элементы стропильной системы

Основное требование, которое выдвигается к деревянному остову, - это способность противостоять изгибу и кручению. По этой причине для ферм деревянного каркаса лучше всего подходит форма треугольника. При этом они могут состоять из нескольких частей:

• стропильные ноги - основание кровельного каркаса, которое оказывает наибольшее влияние на размер и геометрию скатов;
• ригели (затяжки) - доски, которыми стягивают пару стропильных ног;
• прогоны - поперечно устанавливаемые брусья, за счёт которых стропила соединяются в единую конструкцию;
• стойки - вертикальные опоры, которые служат для поддержки стропильных ног или предотвращают прогиб прогонов;
• подкосы - те же стойки, только поставленные под углом к вертикали;
• лежни - прикреплённые к полу чердака доски, на которые устанавливаются опоры;
• мауэрлат - установленный на несущих стенах опорный брус, к которому крепятся нижние части стропильных ног;
• кобылки - отрезки бруса или досок, которые прибиваются к нижним концам ферм и служат для обустройства свесов крыши.

Дополнительные элементы стропильной системы делают кровельный каркас более прочным, жёстким и устойчивым

Выбирая конструкцию кровельного каркаса, важно найти ту самую золотую середину, которая позволит получить прочную и надёжную конструкцию при минимальных затратах. По этой причине можно немного отступать от устоявшихся канонов, если дело не касается жёсткости всего сооружения. Например, вполне можно обойтись без кобылок, а карнизный свес сформировать за счёт более длинных стропильных ног. Или же использовать не сплошной мауэрлат, а отрезки бруса, уложенные только в местах крепления стропильных ног - всё зависит от инженерной смекалки и опыта кровельщика.

Классификация стропил

В зависимости от конструкции крыши и назначения чердачного помещения деревянный каркас может состоять из стропил нескольких типов:

Особенности и разновидности стропильных систем

Чтобы сделать взвешенный выбор, необходимо разбираться в особенностях стропильных систем различных типов и знать сильные и слабые стороны каждой конструкции.

Кровельный каркас с висячими стропилами

Поскольку принцип крепления висячих стропил не предполагает дополнительных точек поддержки, такая конструкция используется для строений шириной не более 6 м. Монтаж безопорных ферм предусматривает крепление каждой пары ног к противоположным капитальным стенам, в то время как их верхние части фиксируются непосредственно к коньковому прогону.

Кровельный каркас с висячими стропилами передаёт на стены лишь вертикальные усилия, поэтому имеет более простые узлы крепления к несущим стенам

В процессе эксплуатации на висячие стропила действует сила, стремящаяся раздвинуть конструкцию. Чтобы скомпенсировать распирающее усилие, между стропильными ногами устанавливают ригель из деревянного бруса или металлической профильной трубы. Если чердачное помещение будет использоваться в хозяйственно-бытовых целях, то верхнюю перемычку крепят как можно ближе к коньку, а нижние края пар стропильных ног соединяют затяжками. Подобная схема позволяет увеличить полезную высоту чердака, абсолютно не снижая прочности каркаса. К слову, если нижние перемычки сделать из бруса сечением более 100х100 мм, то их можно будет использовать ещё и в роли несущих балок. Необходимо обеспечить надёжное соединение затяжек и стропильных ног, поскольку на место их крепления также действуют значительные распирающие усилия.

Крыша с наслонными стропилами

Наслонные стропила предполагают установку как минимум одной опоры, поэтому их используют для зданий с внутренними несущими стенами . Максимальная длина единичного пролёта не должна превышать 6,5 м, в противном случае пострадает прочность и жёсткость кровельного каркаса. Чтобы увеличить ширину крыши, стропильную систему укрепляют промежуточными опорами. Даже одна дополнительная стойка позволяет увеличить ширину кровли до 12 м, а две - более чем на 15 м. Система с наслонными стропилами является идеальным вариантом, когда требуется соорудить кровлю большой ширины

Устойчивость наслонных ферм можно увеличить за счёт подстропильной рамы с прогонами, стойками и подкосами. Кроме того, эта стропильная система требует гораздо меньших затрат на пиломатериалы. Универсальность, прочность и экономичность давно уже оценили как строительные компании, так и индивидуальные застройщики, чаще всего используя в своих проектах кровельные конструкции с наслонными балками.

Комбинированные варианты

Сегодня крыши загородных домов удивляют изяществом дизайна, причудливостью форм и разнообразием конфигураций. Соорудить столь сложные конструкции можно лишь одним способом - сочетая в одном каркасе стропильные системы обоих типов.
Сочетание наслонных и висячих ферм позволяет получить стропильную систему любой конфигурации

Даже для возведения не самой сложной ломаной кровли используются сразу обе стропильные системы. Расположенные с боков прямоугольные треугольники являются наслонными стропильными конструкциями. А соединяются они за счёт верхней стяжки, которая одновременно играет роль затяжки для верхних висячих стропил.

Порядок и правила монтажа кровельных каркасов

Поскольку при сооружении крыш используются два типа кровельных каркасов, рассмотрим технологию монтажа каждой конструкции в отдельности. Однако прежде чем приступить к строительным работам, необходимо изучить способы крепления элементов конструкции между собой.

Сооружение кровли с висячими стропилами

Выше уже упоминалось о том, что висячие стропила чаще всего используются при сооружении небольших или нетребовательных строений. Бревенчатый сруб в этом случае является практически идеальным вариантом, поскольку можно обойтись без мауэрлата. Нижнюю часть стропильных ног крепят к верхнему венцу или выступающим за периметр стен краям потолочных балок (матиц). В последнем случае затяжку необходимо сдвинуть вверх - это позволит напустить брус поверх финишного бревна и сделать чердак более удобным.
Для увеличения высоты чердачного помещения затяжка должна быть установлена как можно ближе к вершине кровли

Подготовительные работы

От того, насколько качественно будет проведена подготовка балок под стропильные ноги, зависит геометрия скатов. Выровнять опорные поверхности поможет шнур, натянутый между вбитыми в крайние балки гвоздями .

1. Необходимо стесать горбыль, получив плоские площадки для установки ферм. После этого следует обязательно проверить, насколько точно они лежат в одной плоскости. Сделать это можно при помощи длинной ровной рейки и уровня.
   Перед установкой ферм опорные поверхности выравнивают по шнуру
2. Убрав излишки древесины, в каждой балке нужно сделать углубление под стропильный шип. Расчертить места будущих гнёзд можно при помощи тех же гвоздей и шнура, что и в предыдущем случае. Хотя углубления под стропила можно сделать как до, так и после изготовления ферм, специалисты советуют выполнить их в первую очередь - это позволит провести примерку с более высокой точностью и удобством.
   Способ крепления стропил зависит от множества факторов - типа опорных балок, их сечения, особенностей кровельного свеса и т. д
3. Профессиональные кровельщики рекомендуют установить по центру пролёта каждого щипца дополнительный ориентир - вертикальную рейку. Одну из её боковых сторон используют как ось симметрии, которая даст возможность следить за строгим соблюдением геометрии сооружения.
   Для того чтобы упростить процесс разметки и монтажа кровельного каркаса, используют вертикальные рейки, установленные по осевой линии кровли

Изготовление стропил

Для того чтобы стропила имели одинаковые размеры и конфигурацию, их делают по предварительно изготовленному шаблону. Для его изготовления предлагаем воспользоваться следующей инструкцией:

1. Возьмите две доски-шалёвки и соедините их болтом, чтобы получить конструкцию наподобие раскрывающегося циркуля. Сильно затягивать резьбовое соединение не следует - конструкция должна поворачиваться вокруг вершины. Обязательно проконтролируйте, чтобы рейки были на 10–15 см длиннее стропил - это понадобится для учёта высоты упорного зуба.
   Простейший шаблон позволяет получить кровельные фермы одинакового размера и конфигурации
2. На установленной в качестве ориентира рейке нанесите две метки. Нижняя должна соответствовать высоте стропильной системы, а верхняя - отстоять от неё на высоту монтажного выступа.
3. Установите шаблон на матицу таким образом, чтобы углы досок упирались в углубления под стропильные зубья.
   Для того чтобы конструкция успешно справлялась с распирающими нагрузками, упорный зуб на конце стропильной ноги заводят в углубление на балке перекрытия
4. Совместите ось вращения «циркуля» с верхней отметиной на рейке и отложите высоту шипа от нижних углов кондуктора.
5. Опустите шаблон вниз и вырежьте зубья по начерченной линии. После этого поднимите приспособление на крышу и заведите шипы в гнёзда на матице. Проконтролируйте совпадение оси образца с нижней меткой на вертикальной рейке. При необходимости сместите болт в нужную сторону и зафиксируйте угол между досками поперечиной.
   Для крепления ферм используется несколько способов - всё зависит от типа опорных балок, конструкции кровельного каркаса и сечения его элементов
6. Подогнав шаблон по высоте, нанесите на каждую доску линии вертикального примыкания. В заключение измерьте длину ригеля и соорудите из обрезков досок шаблон для изготовления накладок на вершины ферм.
   Для крепления ригеля к стропилам используются накладки из отрезков дюймовой доски

После того как шаблон будет опущен на землю, его разбирают и по нанесённой разметке выполняют запилы. Кроме того, сооружают отдельное лекало, по которому будут обрезаться концы стропильных ног. Изготовлением и сборкой висячих стропил чаще всего занимаются внизу, поднимая на крышу готовые конструкции. Если же вес и габариты собранных ферм не позволяют затащить их наверх вручную, то сборку ведут на месте. При этом составные части стропильной системы фиксируют гвоздями размером от 100 до 200 мм.

Как установить стропила на крыше

Для того чтобы поднять и установить фермы, понадобится помощь хотя бы одного человека. Выполнить примерку и выставить стропила по отвесу в одиночку является чрезвычайно трудной задачей - придётся не один раз крепить их к распоркам и многократно спускаться с крыши, чтобы проконтролировать отклонение от вертикальной плоскости.
С помощью стропильного зуба удаётся получить настолько надёжное соединение, что для окончательной фиксации можно использовать всего один гвоздь

Поднимая собранные стропила наверх, сначала монтируйте крайние элементы конструкции, а затем - центральные и промежуточные. Для усиления конструкции под каждую ногу устанавливают опору:

Выставив висячие стропила по уровню, их фиксируют временными распорками. После этого нижние концы балок прибивают к матице или балкам перекрытия.
Различные временные конструкции существенно упрощают процесс установки стропил по уровню

Прибегать к новомодным способам фиксации при помощи разнообразных уголков и перфорированных пластин не стоит. Надёжный «дедовский» метод крепления при помощи гвоздей длиной 200 мм или строительных скоб будет намного лучше как в плане прочности и надёжности, так и по стоимости. На этом этапе не стоит волноваться о том, что конструкция выглядит хлипко . После того как будут установлены остальные элементы стропильной системы и выполнена обрешётка, конструкция приобретёт необходимую жёсткость и устойчивость.

Видео: изготовление и установка висячих стропил своими руками

Особенности монтажа наслонных стропил

Процесс изготовления и установки наслонных стропил в целом очень похож на сооружение висячего кровельного каркаса. Основное отличие находится в верхней точке и связано оно с тем, что вершины наслонных балок опираются на коньковый прогон. При этом соединение с последним выполняется несколькими способами:

• простым примыканием вразбежку (в параллель друг к другу);
• с выполнением вертикального стыка (так же, как и при соединении парных ног висячей фермы);
• методом плотной подгонки балок к верхнему брусу (при помощи вертикального запила или врубки).

Если конструкцией деревянного каркаса предусматривается опора ферм на боковой прогон, то стропила соединяются встык, а в местах примыкания к прогону выполняются углубления .
Для крепления наслонных стропил используют гвозди, строительные скобы или накладки из дерева и металла

Для обеспечения прочности конструкции врубки не должны быть слишком глубокими . Специалисты рекомендуют выполнять углубления не более чем на четверть толщины бруса или треть ширины доски.

Индивидуальные застройщики чаще всего прибегают к установке стропил следующим способом:

• верхняя часть опирается на коньковую балку посредством вертикального среза;
• снизу стропильные ноги удерживает угловая врубка.

Для разметки удобно использовать строительный угольник. После того как будет выбран масштаб, на сторонах прямоугольного треугольника откладывают значения подъёма ската и половины пролёта. Благодаря этому удастся получить угол уклона ската, не прибегая к математическим вычислениям.

Для изготовления стропил предлагаем воспользоваться наиболее удобным методом:

На первый взгляд, этот способ является весьма мудрёным. Однако даже беглого ознакомления с приведённой инструкцией достаточно для того, чтобы овладеть им в совершенстве. Конечно, отложить необходимые расстояния и сделать разметку можно и расчётным способом, однако при вычислении углов и расстояний запутаться будет намного проще.

Следует помнить, что выполненные в стропильных ногах запилы должны быть абсолютно одинаковыми, иначе уклон кровли будет неравномерным. Для этого можно использовать деревянный брусок в качестве шаблона. Важно только, чтобы его толщина не превышала 1/3 толщины заготовки.

Для самых распространённых углов наклона скатов существуют шаблоны, над расчётом конфигурации которых уже поработали профессионалы. Воспользовавшись одним из таких лекал, вы сможете существенно упростить задачу по разметке углов врубок.
Шаблоны с нанесёнными углами врубок позволяют упростить процесс изготовления стропил

Сборка и монтаж наслонной конструкции

Видео: монтаж стропильных ног наслонной кровельной системы

Методы соединения стропильных лаг

При выборе бруса для габаритных кровельных ферм приходится искать разумный компромисс между длиной и толщиной стропил. Причиной этому являются особенности стандартного ряда пиломатериалов, в котором более длинные балки имеют увеличенное сечение. С другой стороны, их применение не всегда оправдано как технологически, так и ввиду увеличения стоимости конструкции. Выходом из сложившейся ситуации является удлинение стропильных ног методом сращивания. От того, насколько правильно будет выполнен стык, зависит жёсткость и механическая прочность бруса, поэтому соединение выполняют строго по определённой методике.

Способ косого прируба

Способ сращивания косым прирубом заключается в том, что на сопрягаемых частях брусьев формируются наклонные вырезы (запилы). Выполнять их следует особо тщательно - после совмещения обеих частей бруса не должно оставаться зазоров, иначе в месте соединения появится деформация.
При сращивании косым прирубом между сопрягаемыми поверхностями не должно быть щелей и просветов, которые могут ослабить стропило и вызвать его деформацию

При выполнении запилов оставляют небольшой поперечный участок высотой не менее 15% от толщины стропила - наличие торцевой части сделает соединение более прочным. Для расчёта оптимальной длины косого среза необходимо высоту бруса в месте реза умножить на два. Крепление прируба выполняют гвоздями, хомутами или болтовыми соединениями.

Соединение сплачиванием

Чтобы удлинить стропило методом сплачивания (сшивания), края досок соединяют внахлёст и по центру зоны примыкания устанавливают стойку. Крепление элементов выполняют при помощи гвоздей, которые забиваются по определённой схеме: Соединение досок сплачиванием позволяет обойтись без дополнительных накладок, однако требует установки дополнительной опоры по центру области примыкания

Для того чтобы после стыковки брус успешно справлялся с эксплуатационными нагрузками, длину участка сплачивания (T) рассчитывают по формуле T = 0.42 × L, где L - протяжённость перекрываемого пролёта.

Лобовым упором

Соединение лобовым наращиванием заключается в том, что края отдельных частей стропила тщательно торцуются и совмещаются встык. Для крепления используются накладки из пиломатериала толщиной не менее 1/3 сечения основного бруса. Длина накладок определяется по формуле L = 3 × h, где h - ширина доски.
При сращивании лобовым упором монолитная конструкция получится только при правильном размещении крепёжных элементов

Фиксацию всех частей выполняют при помощи гвоздевого боя или болтовых соединений. В первом случае гвозди забивают двумя параллельными рядами, стараясь размещать крепёж зигзагом. Резьбовое соединение выполняют в шахматном порядке, определяя число болтов в зависимости от длины накладок.

Составное наращивание длины

Чтобы нарастить стропильную ногу, совсем необязательно использовать обе части одинакового сечения. При составном наращивании одинарный элемент можно удлинить за счёт двух досок, которые пришивают на его боковые плоскости. Возникающий при этом просвет заполняют обрезками пиломатериала длиной l = 2 × h с шагом L = 7 × h, где h, как и прежде, является толщиной удлиняемого элемента.
Составное наращивание стропил позволяет крепить ригели, опоры и другие элементы конструкции наиболее удобным способом

Советы специалистов по изготовлению стропил и сборке кровельного каркаса

Приступая к самостоятельному проектированию и монтажу стропильной системы, обязательно проконсультируйтесь с опытными кровельщиками относительно особенностей возведения крыш в вашей местности. Возможно, их советы уберегут вас от неприятностей и помогут сэкономить время и деньги. В свою очередь, предлагаем несколько рекомендаций, которые помогут сделать конструкцию более надёжной и долговечной:

1. Если для изготовления мауэрлата или верхней обвязки используется брус минимального сечения, то запилы могут его ослабить. По этой причине следует делать вырезы только на нижних концах стропильных ног.
2. Для того чтобы осадки не попадали на деревянный каркас и стены дома, кровля должна иметь свес. Для его обустройства используют отрезки бруса (кобылки), которыми наращивают длину стропильных ног, или же изготавливают фермы увеличенного размера.
3. Соединение при помощи запилов под углом 90 o использовать нельзя - в этом случае значительно уменьшается сопротивляемость элемента нагрузочным усилиям.
4. Если элементы стропильной системы соединяются резьбовым крепежом, то под головки болтов и гайки устанавливают широкие шайбы или металлические пластины. Благодаря увеличенной площади крепёж не будет вдавливаться в древесину.
5. Все деревянные части конструкции необходимо тщательно пропитать антисептиком и антипиреном.
6. При определении сечения затяжек ориентируются на то, как близко они будут находиться к коньку. Чем короче соединительный брус, тем большая на него приходится нагрузка и тем более мощные пиломатериалы и болтовые узлы крепления используются.
7. Определяя сечение бруса для изготовления стропил, не забывайте учитывать толщину теплоизоляционного слоя.

Видео: рекомендации специалистов по правильному соединению элементов кровельного каркаса

Современные материалы и технологии позволяют возвести крышу любой конфигурации и назначения. Учитывая подобное разнообразие, детально рассмотреть все варианты в рамках одной статьи попросту невозможно. Тем не менее, основываясь на рассмотренных здесь базовых принципах строительства, вы без труда справитесь с самой сложной конструкцией. Главное - проявить внимание к мелочам, быть внимательным и аккуратным в работе. И тогда кровля будет не только надёжной функциональной надстройкой, но и подлинным украшением вашего дома.

Установку крыши можно назвать финишным этапом строительства дома, не считая внутренних работ. А монтаж стропильной системы – одним из самых ответственных этапов кровельных работ, потому что конструкция является несущей.

1. Монтаж мауэрлата и его крепление к стенам постройки. Разметка.
2. Монтаж конькового бруса: используется отвес, ватерпас. Ответственный этап, потому что от расположения бруса в пространстве зависит устойчивость конструкции.
3. Установка стоек под коньковым брусом. Сразу устанавливаются укосины, а за ними накосные ноги.
4. Формирование плоскостей крыши с учетом свеса (до 1 метра).
5. Установка промежуточных стропильных ног, нарожников, стропильных полуног.
6. Монтаж обрешетки.
7. Монтаж боковых скатов.

Стропильная система для четырехскатной крыши

В зависимости от существующего метода крепления стропил система может быть висячей или наслонной.

Висячая стропильная система достаточно сложна в изготовлении, и в последующей эксплуатации ее ремонт требует значительных трудозатрат. Изготовление стропильной системы висячего типа используется, если в доме нет внутренних перегородок, то есть в качестве опор выступают только наружные стены.

Намного проще устанавливается наслонная стропильная система. Она очень удобна, если у дома есть средняя несущая стена либо столбчатые опоры на железобетонном перекрытии. Дополнительная опора увеличивает длину пролета, перекрытую наслонными стропилами. Также наслонная система применяется для четырехскатных конструкций с уклоном до 40 градусов.

Наслонная стропильная система состоит из:

• Стропил накосных (диагональных), которые направлены на углы стен.
• Стропил укороченных для скатов крыши (нарожников).
• Подкосов и стоек.
• Прогонов и лежней.
• Шпренгелей.
• Ригелей.

Добротная четырехскатная крыша смотрится основательно

Опорой для накостных стропил четырехскатной крыши (шатровой и вальмовой) является мауэрлат или же балка, врезанная в него с одной стороны и пара стропильных ног с другой.

Накосные стропила для четырехскатной крыши делаются длиннее обычных, потому что несут огромную нагрузку, являясь для нарожников опорой.

Стропильная система вальмовой, как и любой другой четырехскатной крыши достаточно сложна. Доверьте ее создание профессионалам

Нарожник – это укороченная стропильная нога, ее конец опирается на накосную ногу. Второй конец опирается в мауэрлат. При длине строения от 4,5 метров – стропильные ноги в длину делаются составными. Они называются многопролетными. Для уменьшения длины пролета производят установку стоек и подкосов.

Наслонная стропильная система – безраспорная, если установлена по всем правилам. Распор устанавливается, если стропильные ноги на коньке опираются друг на друга. В таком случае устанавливаются ригели.

Опорой для стоек и подкосов может служить и лежень. Существует 2 способа его укладки: на кирпичные столбы, на внутреннюю стену. В некоторых случаях лежень приходится наращивать или выравнивать вверх с помощью деревянных брусьев и досок. Это значительно упрощает последующую установку прогонов и стоек. Во всех случаях под лежень укладывается гидроизоляция.

Строительство четырехскатной крыши требует точных расчетов стропильной системы

Ширина лежня зависит от метода его укладки. Если за опору взяты кирпичные столбики – сечение лежня 10х15 см. Когда лежень укладывается на сплошное перекрытие, то достаточно высоты 10 см. Если нет откосов у стропильной системы крыши – лежень можно не устанавливать. Низ стоек в этом случае связывается схватками.

Прогон – это опорная балка, которая крепится параллельно мауэрлату. Эта часть конструкции является дополнительной опорой для стропил. Он располагается так, чтобы подпирать стропила. Оптимальное расстояние между мауэрлатом и прогоном достигает 4,5 метра.

Установка прогонов определяется наличием опор под них, а также конструкцией перекрытий и стен. Они нужны как дополнительные опоры под длинные стропила. Иногда в качестве дополнительной опоры можно установить шпренгель, который изготавливается из бревна или бруса. Нагрузка на брус от диагональной стропильной ноги постепенно передается через стойку. Стройматериал, из которого построен дом, влияет на выбор материала для стропильной системы: в деревянных домах опорой служат верхние венцы; в кирпичных и каменных – опорные брусья мауэрлата; в каркасных домах – верхняя обвязка.

Общие правила установки стропил

• Накосные стропила выдерживают двойную нагрузку, что должно учитываться при расчетах.
• Части накосных стропил сращиваются в местах наибольшей нагрузки, усиливаются вертикальными стойками и подкосами.
• Накосные стропила изготавливаются с запасом.
• Узлы крепления накосных стропил усиливаются металлическими элементами: металлическая проволока, перфорированный крепеж.

Монтаж стропил должен учитывать необходимость горизонтального расположения стропильных ног там, где опорой им служит мауэрлат, чтобы избежать появления распора. Кроме мауэрлата опорой для стропильных ног может быть: верхняя обвязка, верхние венцы или врезанная балка, которая ослабляет конструкцию, поэтому такое решение нежелательно.

Если длина диагональных стропил больше стандартной длины досок, то они сращиваются для достижения нужной длины. Под стыками устанавливаются опоры. Длина досок выбирается из расчета количества опор. Сращивание стропил производится косым прирубом. Места сращивания стягиваются болтами 12 и 14 мм.

Сращивание стропил для легкой крыши должно быть надежным

Чтобы состыковать нарожник и стропильную ногу – нужно продлить верх нарожника и прибить его гвоздями к диагональным стропилам в одной плоскости.

Для усиления несущей способности стропильной ноги нужно прибить бруски с обеих сторон, сечением 50х50 мм. Усиливать нужно в нижней половине стропильной ноги.

Нарожники на брусках не должны сходиться в одном месте.

Стропильная система двухскатной крыши

Двускатные крыши - более экономичные конструкции. В основе их стропильной системы лежит треугольник. Он состоит из двух стропильных ног и затяжки. Сверху стропильные ноги соединяются на коньковом прогоне, а нижние их концы крепятся на наружных стенах здания. Эта конструкция не так массивна, как предыдущая, но и не так устойчива. Она предназначена для более легкой кровли.

Установка стропил для тяжелых материалов должна предусматривать дополнительные стойки, схватки и подкосы.

Фермы в двускатных коттеджах бывают наклонными и висячими. Висячая ферма – самая простая конструкция, устанавливается на домах без средней стены, шириной не более 6 метров. Стропильная система не имеет промежуточных опор и устанавливается на стены. Состоит она из двух стропильных ног, подкосов и пары затяжек. Между собой и затяжками стропильные ноги соединяются шурупами, гвоздями, двусторонними накладками.

Надежное основание для двускатной крыши имеет форму треугольника

Если расстояние между стенами однопролетного дома превышает 6 метров, то количество подкосов для висячей фермы следует увеличить. Если угол ската крыши получается небольшой, а зимы в регионе снежные, то снова следует увеличить количество подкосов.

Наклонные стропильные системы удобны для небольших домов с несущей стеной посередине. Снаружи стропила опираются на стены дома, а внутри на среднюю несущую стену. Если ширина дома доходит до 15 метров, то одной опоры уже недостаточно. Верхние концы стропильных ног следует соединять внахлест угловыми накладками. Нижние – крепятся к мауэрлату.

Мауэрлат изготавливается из цельных бревен, которые обтесаны на 2 канта. По центру фермы ставится мощная стойка, на нее будет опираться вершина верхнего пояса.

Двускатные крыши с различным расположением средних опор

Мансардные крыши имеют другую конструкцию. Устанавливаться они могут, опираясь на внутреннюю стену или без средней опоры, если под однопролетный дом. Главная особенность таких ферм – междуэтажное перекрытие, а не затяжка. Перекрытие – это пол для мансардного помещения. Нижний и верхний пояс, горизонтальные схватки, вертикальные стойки – выполняются из двойных брусьев, если нет опоры в центре. На вершине конструкции укладывается прогон, как основа будущего конька. Для прогона используют бревна широкого сечения или пару толстых досок: толщина не менее 50 мм.

Конструкция стропильной системы мансардной ломаной крыши

Для деревянных домов при монтаже стропильной системы используют лесоматериалы, для кирпичных и блочных – подойдет металл или железобетон. Древесину для стропил нужно выбирать первого и второго сорта. Наилучшее сечение для стропил двускатной крыши – 50х150 мм. Для обрешетки подойдут бруски – 50х50 мм. Расстояние между соседними стропильными ногами – 1 м. Если угол крыши от 45 градусов, то расстояние можно увеличить до 1,3 м. Если регион снежный, то уменьшить до 0,7 м.

Обрешетка – брусья, прибитые перпендикулярно на стропильные ноги, параллельные друг другу. На эту часть конструкции приходится большая нагрузка, она передает тяжесть несущим стенам.

Обрешетка бывает сплошной, если зазор между досками меньше 1 см, и разреженной – шаг до 50 см.

Обрешетка изготавливается из обрезной доски

Сплошная обрешетка – хороша для мягкой кровли. Она состоит из двух слоев: первый слой – сплошной; второй – влагостойкая фанера или доски набитые на сплошную обрешетку под углом 45 градусов. Также сплошная обрешетка необходима в местах стыков.

Разреженная обрешетка подходит для жесткой кровли: сталь, глиняная черепица и пр. Обрешетка прибивается к стропилам. Шаг рассчитывается с учетом параметров кровельного покрытия.

Как установить стропила на односкатной крыше

Односкатная крыша экономична и способна защитить строение от погодных неурядиц. Сделав такую крышу на даче, можно не бояться проблем с талой или дождевой водой.

Характерной особенностью односкатных крыш является угол наклона: крыши с углом от 70 градусом можно считать крутыми, а 10-20 градусов – плоскими. Чаще всего выбирают крыши с углом 30-45 градусов. Выбор формы нужно сопоставить с погодными условиями и потребностями последующей эксплуатации. Угол крыши должен быть продуман еще на стадии проектировки постройки.

Стропильная система, как и в предыдущих случаях, – это скелет конструкции и опора будущей кровли. В расчете стропильной системы главное распределить вес кровли равномерно. На этапе разработки проекта также стоит учитывать, что крыша будет нести ветровую нагрузку, поэтому возводится она с подветренной стороны.

Угол и длина ската – отражаются на устройстве односкатной крыши

Все расчеты необходимо производить с запасом.

Стропильные системы разделены по типу монтажа:

• Наклонные.
• Висячие.
• Скользящие.

Частота крепления стропил и обрешетки зависит от материалов кровли. Для тяжелых материалов конструкцию следует усиливать.

Односкатная крыша станет отличным решением для небольшого дачного домика, гаража, бытовки или баньки

Каркас стропильной конструкции следует изготавливать из сухой, ошкуренной, обработанной от гниения древесины.

Для установки односкатной крыши подойдут: маленький домик для всесезонного проживания, дачный дом, гараж, небольшие нежилые строения.

Основой красивой и надёжной крыши является прочная конструкция стропильной системы. Важно смонтировать её так, чтобы она служила долгие годы, особенно в сложных местах прилегания к стенам здания, дымоходам и трубам вентиляционной системы. В зависимости от веса снега, ветровой нагрузки и тяжести крыши необходимо выбрать правильный шаг стропил и схему выполнения узлов сочленения отдельных элементов стропильной группы. Мы рассмотрим варианты крепления частей конструкции к балкам перекрытия и конькам, способы увеличения нагрузочной способности стропильных ног и пошаговый монтаж ферм и сложной крыши в целом.

Устройство стропильной системы

Строительство крыши является завершающим этапом возведения дома, она определяет степень защиты здания от атмосферных воздействий и внешний облик всего строения в целом. Каркас крыши, на который монтируется кровля и утеплитель, называется стропильной системой. Устройство стропильной группы зависит от вида крыши и её сложности, от климатических условий и от назначения чердачного помещения. Она крепится на мауэрлат, зафиксированный на стенах дома по периметру, и состоит из следующих элементов:

• балка перекрытия или затяжка - горизонтальный брус, опирающийся на мауэрлат;
• висячие или наслонные стропильные ноги, которые крепятся в нижней части к затяжке или мауэрлату, а в верхней соединяются и образуют конёк;
• прогон - брус, соединяющий фермы стропильной группы;

  В зависимости от типа и размеров крыши стропильные системы бывают наслонными, висячими или комбинированными, но их основные элементы во многом повторяются

• стойки, ригели, подкосы и схватки - это вспомогательные элементы, которые необходимы для придания прочности стропилам и всей конструкции крыши;
• нарожники - используются на вальмовых крышах и представляют собой укороченные стропила;

  Диагональные стропила вальмовой крыши крепятся нарожниками и шпренгелями, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки

• шпренгели - предназначены для придания прочности диагональным стропилам вальмовой крыши;
• кобылки - применяются для удлинения стропильных ног и нарожников и образуют карнизный свес;
• лобовые доски - крепятся к вертикально обрезанным стропилам или кобылкам и служат для монтажа капельников, ветровых планок и кронштейнов водосточной системы;
• контробрешётка - монтируется на стропила и используется для создания вентиляционного зазора между слоем гидроизоляции и кровельным материалом;
• обрешётка - набивается перпендикулярно контробрешётке и служит для крепления кровельного материала.

Более сложные виды крыш образуются из комбинации скатных, шатровых и вальмовых типов, их стропильная система также собирается из описанных элементов.

Основой любой системы стропил и ферм является жёсткое треугольное соединение, которое придаёт прочность конструкции крыши и позволяет выдерживать вес снега и ветровое воздействие.

Варианты устройства стропил

Стропильная система любого вида предназначена для создания наклонных скатных поверхностей, с которых осадки стекают вниз, не скапливаясь на кровле. Кроме того, наклонная поверхность лучше противостоит разнонаправленным ветровым нагрузкам. При устройстве стропильной системы могут использоваться следующие типы стропил:

Из этих типов стропил собираются разные виды крыш. Рассмотрим наиболее популярные варианты устройства скатных систем различной конфигурации.

Односкатные крыши используются при строительстве загородных домов, гаражей, бань и подсобных помещений. Такие крыши изготавливают с использованием наиболее простой стропильной системы, которая может усложняться с увеличением длины ската. Если расстояние между стенами здания больше 4,5 м, то стропильные ноги усиливают подкосами. При пролётах более 6 м необходимо использовать по две подстропильные ноги с каждой стороны или ставить дополнительную вертикальную стойку с симметричными укосами.

Выбор конструкции односкатной стропильной системы зависит от длины ската, при этом допускается использование составных балок

По мере увеличения длины ската конструкция стропильной системы усложняется жёсткими треугольными элементами и схватками, что придаёт ей дополнительную прочность.

Исходя из опыта автора этой статьи, для мягких кровельных материалов при небольших углах наклона скатов необходимо использовать сплошную обрешётку из фанеры толщиной от 12 мм. Когда применяется листовой кровельный материал, следует уменьшать шаг обрешётки до 10 см, увеличивать нахлёст до 15 см и дополнительно герметизировать места стыка листов.

Двускатные и ломаные мансардные конструкции

Двускатный тип крыш, традиционный для всей территории нашей страны, сохраняет популярность и сегодня. Этому способствуют простота и надёжность стропильной системы, а также возможность обустроить холодный или обитаемый чердак. Как правило, двускатная крыша с мансардой образуется висячими стропилами без средней опоры, а её жёсткость обеспечивается ригелями и боковыми стойками, которые и служат стенами и потолком мансардному помещению.

Двускатные и ломаные мансардные крыши весьма популярны в загородном строительстве благодаря возможности обустроить дополнительное жилое подкровельное помещение

Ломаные двускатные крыши отличаются наибольшим объёмом встроенной мансарды, каркасная система здесь представлена комбинацией висячих и наслонных стропил с разным углом наклона скатов.

Двускатные стропильные системы отличаются простотой конструкции, высокой прочностью и минимальным расходом строительных материалов, такие крыши часто используют в бюджетном дачном строительстве.

Четырёхскатные системы стропил

Четырёхскатные крыши образуются двумя трапециевидными и двумя треугольными скатами и имеют сложную конструкцию стропильной системы с опорным каркасом, на который монтируются рядовые и диагональные балки. Пространство между стропильными лагами заполняется нарожниками, а дополнительной опорой для диагональных ног служат шпренгели, опирающиеся на угловые перемычки.

Четырёхскатные стропильные системы характерны для вальмовых и полувальмовых крыш, под которыми можно разместить просторное мансардное помещение

Четырёхскатные крыши отлично защищены от разнонаправленных порывов ветра и придают зданию особый шик, но их недостатком является дорогая и сложная в монтаже стропильная система.

Основой для стропильной системы полувальмовой ккрыши служат стены здания, на которых располагаются мауэрлат, прогоны и продольные фермы

Стропильная группа полувальмовой крыши, как правило, опирается на боковые и фронтальные стены здания и имеет несколько отличную от прочих конструкцию с усечёнными треугольными скатами.

Устройство несущего каркаса шатровых крыш

Стропила шатровых крыш в верхней части сходятся в одной точке и образуют многогранную пирамиду. Для повышения прочности соединения стропильных ног используются специальные стыковочные элементы, брусья обрешётки и дополнительные нарожники.

Стропила шатровой системы сходятся наверху в одной точке и крепятся между собой стяжками, в нижней части они фиксируются с помощью запилов

Шатровые крыши придают строению неповторимый облик, но отличаются повышенным расходом кровельного покрытия и пиломатериала. Чаще всего они используются на флигелях, беседках, а в усечённом варианте - как крыши эркеров.

Многощипцовые стропильные группы

Многощипцовые крыши представляют собой скатные фрагменты, врезанные под прямым углом друг к другу и образующие в месте соединения внутренние углы или ендовы. Стропила такой крыши имеют разную длину, а сборка этой конструкции требует профессиональных навыков, поскольку величина и угол наклона скатов могут отличаться друг от друга.

Стропильная система многощипцовой крыши образует восемь треугольных скатов, в месте стыка которых располагаются ендовы

Крыши такого типа призваны обеспечить естественное освещение подкровельного пространства и имеют очень привлекательный внешний вид, но их довольно сложно монтировать и утеплять.

Проход вентиляционных и печных труб через крышу иногда требует смещения стропильных ног с нарушением выбранного шага между ними. Но при наличии труб достаточно больших габаритов, объединённых в один блок, этого бывает недостаточно. Необходимо обрезать стропила в месте прохода труб и соединять отрезанные участки с другими стропилами брусками, закреплёнными на уголки. Расстояние между трубой и деревянными элементами должно соответствовать противопожарному зазору в 130–150 мм.

Стропильная система вокруг печной трубы строится с учётом противопожарного зазора, а вырез укрепляется дополнительными стойками

Далее производится крепление обрезанных стропил с помощью вертикальных стоек к затяжкам или балкам перекрытия. Таким образом, вокруг трубы создаётся короб, который не контактирует с её горячей поверхностью и при необходимости заполняется негорючим теплоизолирующим материалом.

Монтаж кровли поверх старого покрытия

В процессе службы кровельное покрытие подвергается естественному износу. Если нет деформации старой стропильной системы и вы убеждены, что она прослужит ещё долгое время, то ремонт можно произвести быстро и качественно. Когда нет времени на демонтаж старой кровли, можно настелить новое покрытие прямо поверх старой крыши. Для этого необходимо точно знать, где проходят стропильные балки с контробрешёткой и доски обрешётки.

По личному мнению, составленному на основе практического опыта, для нового кровельного покрытия лучше выбрать профнастил, металлочерепицу или ондулин, которые не создадут большой нагрузки на конструкции старой крыши.

Видео: замена кровли без демонтажа старой

Шаг стропильных ног при устройстве кровли

При монтаже крыши стропила устанавливаются на определённом расстоянии друг от друга. Это расстояние называется шагом. Рекомендации по выбору шага стропильной системы изложены в СНиП II-26–76 * «Кровли». Решение нужно принимать, учитывая следующие параметры:

• тип крыши;
• длину скатов и угол наклона;
• вид кровельного материала;
• сечение стропил;
• предполагаемую ветровую и снеговую нагрузку.

Шаг и количество стропил можно выбрать на основе рекомендаций и скорректировать с учётом особенностей конкретной крыши. Для простых двускатных крыш с холодными чердаками расчёт можно произвести, опираясь на следующую таблицу.

Таблица: выбор длины, шага и сечения стропил

Для мансардных и сложных крыш требуется более прочная стропильная система с более частым расположением ферм и со сменой шага на стыковых участках с разным типом скатов. На таких крышах стропилами служит брус сечением 50Х150 и 100Х200 мм, а шаг выбирается в интервале от 60 до 120 см.

При строительстве крыш с обитаемым мансардным помещением выбирается брус большего сечения, а стропила устанавливаются более часто для увеличения прочности фермы

По наблюдениям автора этой статьи, косвенное влияние на выбор шага оказывают размеры утеплительного материала. Например, стандартная ширина утеплителя составляет 60 см, а допустимый шаг стропил сечением 50Х150 мм на скатной крыши находится в диапазоне от 60 до 120 см. Рачительные хозяева выбирают шаг кратным 59 см, чтобы плотно и без зазоров смонтировать утепляющие маты между стропилами.

Устройство крыш сложной конструкции

К сложным крышам относятся многоуровневые архитектурные решения, которые часто отличаются смешением стилей, например, скатная кровля с эркером или сочетание вальмовой конструкции с шатровым элементом. Даже обычная многощипцовая крыша со щипцами на разных уровнях имеет зачастую весьма сложную стропильную систему. Проектирование таких систем выполняется в соответствии с требованиями СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» и СП 17.13330.2011 «Кровли». К проектным работам следует привлекать профессиональных специалистов, поскольку даже небольшая ошибка может привести к браку и потере дорогостоящих материалов.

Сложные крыши нужно возводить только по готовым проектным решениям, которые содержат всю необходимую информацию для выбора материалов и описывают последовательность монтажных работ

Стропильную систему сложных крыш можно разбить на более простые составные части, а в местах их соединения смонтировать ендовы, вертикальные стойки и горизонтальные балки конькового типа.

При монтаже сложных стропильных систем важно следить за тем, чтобы на всех скатах сохранялся зазор для подкровельной вентиляции, иначе конденсат приведёт к повреждению стропил, обрешётки и утеплительного слоя.

Видео: устройство сложных крыш

Узлы, соединяющие элементы стропильной группы, выполняют функцию обеспечения жёсткого и прочного крепления деталей. К качеству сборки узлов предъявляются повышенные требования, поскольку в этих соединениях происходит равномерное распределение нагрузки с несущих элементов на затяжки, балки перекрытия и мауэрлат. К основным видам соединений, которые применяются при монтаже стропил, относятся следующие узлы:

Существуют также особенно сложные соединения, например, узел примыкания диагональных стропил вальмовой крыши к прогону и мауэрлату или узел ломаной крыши, где соединяются пять деталей стропильной системы.

При сборке ломаной крыши особое внимание следует уделить узлу перехода висячих стропил в наслонные, т. к. в них соединяются сразу пять несущих элементов

Рассмотрим узел крепления стропил, стоек, прогонов и затяжек на примере ломаной мансардной крыши. В нём вертикальная стойка с помощью врезки соединяется с горизонтальным прогоном и затяжкой, далее к ним монтируется нижняя стропильная нога, которая опирается на затяжку с помощью врезки и металлической скобы. Затем верхняя стропильная ферма скрепляется коньковыми стяжками и тоже врезается в затяжку и фиксируется на скобу. В прочих узлах стропильной системы, которые применяются на различных видах крыш, используются те же принципы соединения деталей. В качестве крепёжных элементов используются гвозди, саморезы, болты, перфорированные металлические полосы и уголки различной конструкции.

Монтаж стропильной системы

Перед началом возведения стропильной системы необходимо провести подготовительные мероприятия для обеспечения эффективной и быстрой сборки. Нужно создать безопасные условия для проведения работ, приготовить место для раскроя и изготовления шаблонов, а также обеспечить наличие пиломатериала и крепёжных элементов. В процессе монтажа потребуются рабочие чертежи и следующие инструменты:

• угломер (малка), уровень, строительный карандаш, шнур;
• цепная бензопила для грубого раскроя и обрезки;
• дисковая пила, электролобзик;
• электродрель, шуруповёрт;
• молоток, стамески.

Перед сборкой необходимо изготовить шаблоны однотипных элементов стропильной системы и убедиться в их качественной стыковке и хорошем прилегании на месте монтажа.

Стропильные фермы нужно изготавливать по единому шаблону, причём делать это можно как на земле, так и непосредственно на месте проведения работ

Завершающим этапом подготовительных работ является раскрой пиломатериала по размерам, пропитка элементов антипиреновыми и антисептическими составами и естественная просушка не менее суток.

При отсутствии проектной документации на крышу важно заранее выбрать способы крепления стропильных ног в коньковой и карнизной части, а также конструктивные решения для соединения деталей в различных стыковочных и иных узлах.

Крепление стропил на балки перекрытия или затяжки в нижней части производится различными способами в зависимости от сложности фермы и длины, а следовательно, и веса стропильных ног. Стропила длиной менее 4 м и сечением 50Х100 мм достаточно крепить к балкам дощатым узлом или с помощью металлических пластин, обрезая брус под необходимым углом и используя прибоины.

Выбор способа крепления стропильных ног к мауэрлату или балкам перекрытия зависит от угла наклона скатов, веса и длины стропил, а также от предполагаемой внешней нагрузки

При больших величинах длины и веса стропильных ног и предполагаемой снеговой и ветровой нагрузки соединение необходимо выполнять лобовой врубкой, одинарным или двойным зубом. При этом используются подбалочные подкладки, обеспечивающие плотное прилегание резьбовых шпилек. Перед монтажом необходимо создать шаблоны, которые обеспечат правильный раскрой материалов на узле врубки и безупречное прилегание элементов. Чтобы избежать сколов на краях балки перекрытия, необходимо производить врубку на глубину не менее 2 см и на расстоянии 1,5 h от края балки (где h − высота балки).

Важно, чтобы отверстия под резьбовые шпильки располагались под углом 90 о к верхней плоскости стропил, поскольку это обеспечит плотное прилегание и надёжное крепление деталей между собой без смещений и перекосов.

Как правильно сделать запилы на стропильных балках

В процессе сборки стропильной системы необходимо стыковать элементы с разными углами наклона. Для разметки запилов, врубок и угловых соединений используются строительные уровни и угломерные инструменты, а при массовом производстве однотипных деталей изготавливаются шаблоны. Запилы на стропилах можно сделать в следующей последовательности.

1. Брус выставляется на мауэрлат и коньковый прогон, по уровню размечаются вертикальные линии и точное положение врезки.
2. Угол наклона фиксируется на малке, а размеры врезки измеряются рулеткой или угольником.
3. С помощью угольника и угломера результаты замеров переносятся на заготовки, после чего размечаются углы обрезки и размеры шипов врубки.
4. На размеченной заготовке производятся необходимые запилы.

Места под запилы размечаются в несколько этапов с использованием строительного карандаша и угломерного инструмента

Диагональные стропила или нарожники приходят к стыку под разными углами в двух плоскостях, в этом случае с помощью уровня размечается вертикальный угол стыка, а затем нужный угол примыкания фиксируется малкой и переносится на деталь.

По мнению автора статьи, раскрой материала по единому образцу не является лишней операцией, поскольку потери времени на изготовление шаблонов с лихвой окупаются в процессе монтажа, который значительно ускоряется и становится более рациональным и качественным. Нужно обратить внимание на исправное состояние угломерного инструмента и использовать только проверенные экземпляры.

Монтаж стропильной системы своими руками пошагово

Многие владельцы в целях экономии монтируют крышу дома самостоятельно. При наличии некоторого строительного опыта это решение является вполне оправданным, поскольку даже сложные крыши вполне возможно собрать своими руками, имея проектную документацию. При отсутствии проекта необходимо самому сделать чертёж будущей конструкции с основными параметрами и размерами элементов стропильной системы.

Заготовки для стропильных ферм можно собирать на земле или прямо на крыше. Обычно изготавливается треугольник из двух боковых балок и нижней затяжки, все остальные элементы монтируются после установки фермы в вертикальное положение. Каждую конструкцию нужно изготавливать по заранее сделанному и опробованному на месте установки шаблону. При значительных длине и весе элементов конструкции сборка производится поэтапно.

Монтаж производится в следующей последовательности.

1. На резьбовые шпильки армированного пояса или последний венец стен по периметру монтируются цельные брусья мауэрлата для обеспечения равномерного распределения нагрузки со стропильной системы на стены здания.

   В домах их бетона или строительных блоков мауэрлат устанавливается на шпильки, вмурованные в армопояс, в деревянных строениях его роль обычно играет последний венец стены

2. На мауэрлат крепятся балки перекрытия или затяжки с помощью скоб, металлических уголков или болтов. При использовании длинных и массивных стропильных ног на середину балок перекрытия монтируются вертикальные стойки, а на них крепятся коньковые прогоны.
3. Первая заготовка под стропильную ферму устанавливается с одного края крыши (на фронтоне). На стропильных ногах делается врезка, и они крепятся к мауэрлату, балкам перекрытия и коньковому прогону.

   Первыми устанавливаются стропильные фермы на фронтонах

4. Вторая заготовка устанавливается на месте другого фронтона.
5. Обе фермы закрепляются в вертикальном положении, которое контролируется уровнем или отвесом.
6. Между установленными фермами натягиваются направляющие шнуры.

   Между установленными на фронтонах стропильными фермами натягиваются направляющие шнуры для контроля правильности положения промежуточных элементов

7. Устанавливаются промежуточные стропильные конструкции с выбранным шагом. Все они должны выравниваться по вертикали и по натянутым шнурам.
8. Монтируется коньковый и дополнительные горизонтальные прогоны (если они предусмотрены конструкцией).
9. Стропила усиливаются ригелями, стойками и другими элементами, предусмотренными проектом.

   После установки всех стропильных ферм монтируются горизонтальные прогоны и дополнительные усиливающие элементы

10. На вальмовых крышах вначале устанавливаются рядовые стропила, опирающиеся на коньковый прогон и мауэрлат, а затем поочерёдно ставятся диагональные стропила и нарожники.
11. С помощью фронтонных и лобовых досок формируются свесы, которые защищают стены здания от осадков.
12. На стропила крепится гидроизоляционная плёнка с провисом не более 20 мм и бруски контробрешётки, которые обеспечивают вентиляционный зазор между гидроизоляцией и кровельным покрытием. Затем укладывается продольная обрешётка, которая служит основанием под кровельное покрытие.
    

    Монтаж гидроизолирующей плёнки, контробрешётки и обрешётки завершает работы по сборке стропильной системы

Опыт показывает, что при длине стропил более 6 м наращивать их в стыках нужно с применением шипа, двусторонних накладок и с помощью резьбовых шпилек или болтов, установленных с шагом от 15 до 20 см. Место стыка нужно усилить дополнительными стойками или подкосами. В 2010 году по указанной технологии автором была смонтирована крыша с длиной стропильных ног более восьми метров, до настоящего времени на скатах прогибов и других изменений формы не обнаружено.

Сложные крыши монтируются, начиная с основных несущих конструкций, на которых базируется стропильная система. Затем устанавливаются рядовые и диагональные стропильные ноги, нарожники и вспомогательные элементы. В заключение разнотипные фрагменты стыкуются между собой в единую конструкцию.

По мнению автора этой статьи, который смонтировал своими руками три крыши разной сложности, монтаж стропильной системы можно и нужно проводить самому. Первая крыша была раскроена и собрана по чертежу за четыре дня, а на пятый и шестой день были смонтированы гидроизоляция, обрешётка, лобовые доски и кровельный материал. На вторую крышу ушло три с половиной дня, а третья была возведена уже за два дня. С ростом мастерства и при правильном планировании работ монтаж стропильной системы значительно ускоряется. Если имеется строительный опыт, то установить крышу с надлежащим качеством совсем несложно. В случае возникновения затруднений необходимо привлечь для консультации инженеров-проектировщиков или профессиональных строителей, которые помогут в сложной ситуации.

Видео: устройство и монтаж стропильной системы

Мы рассмотрели варианты сборки стропильной системы в местах сочленения с трубами, поверх старых крыш, в местах прилегания к мауэрлату, а также в случае сложных стропильных конструкций. Попутно изучили некоторые способы соединения элементов ферм и скатов. Крышу можно собрать и своими руками, важно неукоснительно выполнять пошаговую инструкцию и строго соблюдать технику безопасности, тогда успех будет обеспечен.

Обустройство двускатной крыши считается весьма практичным и верным решением при строительстве здания жилого или коммерческого назначения. Такой вариант сочетает в себе относительную простоту исполнения и надежность, легкость в обслуживании и долгий срок службы. В данном материале мы расскажем о том, как выполнить монтаж стропильной системы двухскатной крыши своими руками, каковы ее разновидности, и как вычислить размеры отдельных ее элементов. Наша пошаговая инструкция позволит разобраться с любыми осложнениями, которые могут возникнуть в процессе работы.

Кровля с двумя скатами отличается целым перечнем достоинств:

• легкость в расчетах;
• различные варианты исполнения;
• экономия материалов;
• возможность естественного оттока воды;
• низкая вероятность подтекания воды благодаря цельности конструкции;
• возможность обустройства чердачного помещения или мансарды;
• надежность и долгий срок эксплуатации;
• удобство профилактического ремонта.

Разновидности двухскатных крыш

Рассмотрим основные типы кровель с двумя скатами, стропильная система в которых будет несколько отличаться по исполнению.

Симметричная двускатная крыша

Это самая простая двускатная крыша, однако, наиболее надежная и востребованная. Симметричные скаты позволяют распределять нагрузку на мауэрлат и несущие стены равномерно. В данном случае тип и толщина утепляющего слоя не влияют на выбор кровельного материала. Толстые брусья стропил имеют достаточный запас прочности, поэтому не будут прогибаться. Кроме того, распорки можно устанавливать по своему усмотрению.

Среди недостатков данного варианта можно отметить лишь слишком острый угол скатов, который затрудняет использование чердачного этажа и создает «глухие» зоны, не имеющие применения.

Крыша с двумя ассиметричными скатами

Если угол наклона скатов сделать более 45º, можно задействовать некоторые неиспользуемые участки пространства. Появится возможность даже обустроить жилое помещение на чердаке. Однако потребуются некоторые дополнительные расчеты, поскольку нагрузка на стены станет неравномерной.

Крыша ломаная с внешним или внутренним изломом

Подобная конфигурация дает возможность разместить под крышей просторную мансарду или чердак. Вместе с тем, в данном случае потребуются более сложные инженерные расчеты.

Конструкция стропил для обустройства крыши с двумя скатами

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши предполагает наличие таких составных деталей:

• Мауэрлат . Он представляет собой прочный брус из дуба, сосны, лиственницы или другой крепкой породы древесиной, который укладывается по периметру на несущие стены строения. Назначение мауэрлата – равномерно распределять нагрузку. Сечение брусков выбирают, исходя из их строения – цельные или клееные, а также от возраста постройки. Чаще всего используются балки 100×100 или 150×150 мм.
• Стропила . Из таких элементов создается вся конструкция (прочитайте также: " "). Соединяясь в верхней точке два стропила образуют ферму. Изготавливают их из бревен или прочных брусков.
• Затяжка . Данная деталь служит для сцепления стропил и обеспечения их жесткости.
• Прогоны . В тех местах, где стыкуются стропильные ноги, крепят коньковый прогон, на который впоследствии будет монтироваться конек. А с помощью боковых прогонов каркасу из стропил придают дополнительную крепость. Предполагаемая нагрузка определяет размеры и количество таких элементов.
• Стойка для стропил . Это вертикальная балка, которая частично перенимает на себя вес крыши. Если схема двухскатной крыши простая, то по центру размещают одну такую балку. Для длинного пролета может потребоваться три бруска – один по центру и два по бокам. Если возводится несимметричная кровля, то расположение такой балки определяется длиной стропильных ног. Под стропила для ломаной крыши стойки ставят по бокам, чтобы освободить место для передвижения. По центру и бокам балки размещают, если комнат будет две.
• Подкосы . Это опоры для стойки. Если предполагаются значительные ветры и осадки в зимний период, устанавливают продольные, а также диагональные стойки.
• Лежень . На него опирается стойка для стропил, а также крепятся подкосы.

• Обрешетка . На нее крепится выбранный кровельный материал, а также по ней можно передвигаться в процессе работы. Фиксируют обрешетку перпендикулярно стропилам. Обратите внимание, что обрешетка позволяет равномерно распределять массу кровельного материала по стропильной системе.

Схема установки стропильной системы двухскатной крыши существенно облегчит все строительные работы. Как будет выглядеть такая схема зависит от разновидности кровли.

Обратите внимание, что материал для стропильной системы должен быть максимально качественным, обработанным антипиреновыми и антисептическими средствами. На балках для стропил, мауэрлата и стоек не должно быть сучков или трещин. На обрешетке допускается лишь малое количество сучков, прочно сидящих в древесине.

Расчет элементов каркаса для двухскатной кровли

Стропильная система простой двускатной крыши состоит из совокупности треугольных ферм – такая форма дает конструкции максимальную жесткость. Такие фигуры рассчитать проще всего. Однако если у скатов разная форма, получаются неправильные прямоугольники. В таком случае их разделяют на более простые формы и проводят расчеты для каждого элемента отдельно. В конце все данные суммируются.

Обратите внимание, что чем сложнее форма крыши, тем большее количество стропильных ферм и прочих деталей потребуется для обеспечения ее прочности. Все они увеличивают общую массу крыши, которая при неправильном расчете может повредить несущие стены.

Нагрузка на стропила по схеме

Различают три типа нагрузки:

• Постоянная . Это значение, которое не будет изменяться на протяжении всего срока эксплуатации кровли. К этой категории относят массу кровельного материала, утеплителя, гидро- и пароизоляции, обрешетки, доборных деталей кровли, а также внутренней отделки мансарды. То есть, суммированное значение массы элементов и будет ожидаемой нагрузкой. Ее средняя величина составляет 40-45 кг/м 2 , но не более 50 кг/м 2 . Желательно предусмотреть запас прочности, равный 10 % от общей массы.
• Переменная . Имеется в виду интенсивность выпадения осадков, нагрузка от снега и ветра, которые могут существенно варьироваться в зависимости от времени года или погодных условий.
• Особая . К данной группе относят экстремальные природные явления – землетрясения, торнадо, сильные ветры. В этих случаях запас прочности делают существенно больше обычного.

Определяем уклон скатов перед монтажом

Уклон скатов рассчитывают, исходя из типа кровельного материала:

• мягкая кровля – от 5º до 20º;
• шифер, ондулин, черепица, профнастил – от 20º до 45º.

Отметим, что чем острее уклон, тем больше материала потребуется для кровельных работ.

Размер шага стропил и их длина

Как правило, данная величина для жилых домов колеблется в пределах 60-100 см. Тут значение имеет тип кровельного материала и общая масса крыши. Количество стропил на один скат высчитывается делением его длины на размер шага плюс единица. Для всей крыши значение удваивается.

Длину стропильной ноги вычисляют по теореме Пифагора. Если максимальной длины бруса в 6 метров недостаточно, ее можно нарастить другими отрезками.

Сечение стропил

Определить сечение стропил можно на основе таких данных:

• тип древесины;
• разновидность материала – бревна, брусья и так далее;
• длина стропила.

Приведем примерные размеры пиломатериалов для стропильной системы под двухскатную крышу:

• мауэрлат, сечением 10×10 или 15×15 см;
• затяжки и стропильные ноги, толщиной 10×15 или 10×20, в некоторых случаях применяется брус сечением 5×15 или 5×20 см;
• для подкосов и прогонов – балки 5×15 или 5×20 см, исходя их ширины стропил;
• стойки – сечение 10×10 или 15×15 см;
• лежни, сечением 5×10 или 5×15, исходя из толщины стоек;
• обрешетка, сечением 2×10 или 2,5×15 см – значение определяется типом кровельных материалов.

Разновидности стропильных систем

Различают два основных типа стропильных систем для крыш с двумя скатами – висячие и наслонные. Опишем каждый из них по отдельности.

Висячие стропила

Устройство двухскатной крыши с висячими стропилами целесообразно лишь при ширине кровли в пределах 6 метров. Такие стропила крепятся на коньковый прогон с одной стороны, и на несущую стену с другой. Они испытывают распирающие усилия, в чем и состоит основная особенность двухскатной крыши с висячими стропилами. Затяжку для них можно изготавливать как из дерева, так и из металла. Если установить затяжки снизу, то они исполняют функцию несущих балок. Крайне важно прочно закрепить затяжку, поскольку она также испытывает распирающее усилие. Затяжка нужна, в первую очередь, чтобы предотвратить повреждение несущих стен – иначе они могут упасть под давлением тяжелых стропильных ног.

Наслонные стропила

В данном случае размер крыши не имеет значения. Сборка стропильной системы данного типа предполагает наличие лежня и опорных стоек. На лежень, который укладывается параллельно мауэрлату, переносится часть нагрузки. Получается, что стропила прилегают друг к другу в верхней точке и дополнительно поддерживаются стойкой. В такой системе стропильные ноги испытывают усилие только на изгиб. Они монтируются намного проще, чем висячие. Правда, требуются опорные стойки.

Комбинированный тип

Нередко крыше придают довольно сложную форму, что требует сооружения стропильных систем смешанного типа. Профессионалы рекомендуют составлять подробную схему с расчетами на каждый элемент стропильной системы, чтобы в процессе работ данные всегда были под рукой.

Установка стропил для двухскатной крыши своими руками

Укладка мауэрлата на стены

Этот элемент крепится на несущей стене по всей ее протяженности. Если речь идет о бревенчатом доме, то мауэрлатом может служить верхний венец. Для зданий из газобетона или кирпича потребуется мауэрлат, равный длине стены. Иногда эту деталь можно укладывать между стропилами.

При недостатке длины материала для мауэрлата можно срастить несколько кусков. При этом края запиливают под 90º и стыкуют с помощью болтов – проволока, нагели или гвозди не годятся.

Есть два способа укладки мауэрлата поверх несущей стены:

• симметрично по центру;
• со смещением в нужную сторону.

Монтаж мауэрлата выполняется на предварительно уложенный гидроизоляционный слой из рубероида. Это защитит древесину от гниения.

Стоит ответственно отнестись к процессу крепления мауэрлата, поскольку при сильном ветре он должен выдерживать особенно большую нагрузку.

В качестве креплений для мауэрлата можно использовать такие расходники:

• Анкера, которые незаменимы для монолитных материалов.
• Деревянные нагели. Эти детали применяются в домах из бруса и бревен, хотя к ним требуются дополнительные крепления.
• Скобы.
• Арматура или специальные шпильки. Такой вариант предпочтителен для построек из пено- или газобетона.
• Вязальная или стальная проволока – это вспомогательный крепежный элемент, применяемый практически всегда.

Сборка ферм или стропильных пар

Сборка ферм может быть выполнена одним из методов:

• Брусья для стропил собираются и крепятся прямо на крыше здания. Этот процесс довольно трудоемок, поскольку все замеры, подрезку и сцепку брусьев придется делать на высоте. Однако можно обойтись своими силами, без привлечения техники.
• Фермы или стропильные пары можно закрепить на земле, а потом готовые элементы поднять на крышу здания. С одной стороны – это упрощает процесс установки стропил, а с другой – из-за большого веса конструкции ее подъем наверх потребует наличия специального оборудования.

Обратите внимание, что начинать сборку стропильных пар стоит только после нанесения разметки. А если заранее изготовить шаблон, для которого взять две доски, равные длине стропил, и соединить их между собой, то тогда все пары получатся абсолютно одинаковыми.

Монтаж стропил

После сборки и подъема на высоту выполняется установка стропил двухскатной крыши деревянного дома. Чтобы зафиксировать их на мауэрлате, в нижней части стропил делают запилы. Первыми устанавливают две фермы с противоположных концов крыши.

После этого между стартовыми парами натягивают веревку, по которой будут выравнивать все остальные стропильные фермы и устанавливать конек.

Теперь можно монтировать оставшиеся пары с соблюдением расчетного шага между ними. В тех случаях, когда сборку пар производят непосредственно на крыше, между двумя торцевыми фермами крепят коньковый прогон. На него впоследствии и производят установку стропил.

Порядок установки половинок стропил согласно мнениям профессионалов может отличаться. Некоторые предпочитают укладывать брусья в шахматном порядке, чтобы не перегружать фундамент и стены в процессе работы. Другие склоняются к последовательной установке пар стропил. Как бы то ни было, стропильные ноги могут нуждаться в подпорках и стойках – все зависит от размеров крыши и формы ферм.

Крепление конька

Конек – это элемент, который образовывается посредством крепления стропил в верхней точке. Как только все детали стропильной системы для двухскатной кровли будут установлены, следует выполнить капитальное закрепление всех элементов конструкции.

Установка обрешетки

Наличие обрешетки является обязательным при строительстве любой крыши. Она не только поддерживает кровельный материал и позволяет его надежно закрепить, но и дает возможность перемещаться по крыше в процессе работы.

Расстояние между отдельными досками выбирают, исходя из типа кровельного материала:

• мягкая кровля укладывается на сплошную обрешетку без зазоров;
• для металлочерепицы нужна обрешетка с шагом в 35 см (между двумя нижними рядами – 30 см);
• шифер и профнастил можно укладывать на обрешетку с шагом в 44 см.

Итоги

Таким образом, чтобы собрать стропильную систему для крыши с двумя скатами, следует учесть много нюансов и предусмотреть любые возможные осложнения. Надеемся, что наши советы помогут вам справиться с этой нелегкой задачей и создать качественную и долговечную крышу для вашего дома.

Если вы решили построить дом или дачу, а может, какое-то подсобное помещение, то возникнет вопрос, как уберечь ваше сооружение от атмосферных осадков. Ответ очевиден, необходимо сделать крышу.

Кровля может быть различный, но ее монтаж осуществляется на обрешетку, которая набивается на стропильную конструкцию. Поэтому необходимо иметь представление о том, как ставить стропила на крышу. При строительстве дома это, наверное, самая сложная конструкция, но независимо от разнообразия форм крыши, основные принципы ее сооружения идентичны.

Некоторые особенности

По своей форме крыши могут быть:

• односкатными;
• двухскатными;
• шпилеобразными;
• шатровыми;
• вальмовыми;
• мансардными;
• купольными;
• коническими;
• плоскими.

Односкатные крыши обычно применяются на хозяйственных постройках.

Установка стропил на двускатную крышу особого труда не составит, потому что они опираются на несущие стены.

Значительно сложнее установить стропила на мансардные и вальмовые крыши, а на монтаж купольных и конических крыш лучше пригласить специалистов.

Самым популярным материалом для стропил является деревянный брус. Обычно используется дерево хвойных пород. Его смолянистая структура, сравнительно небольшой вес и относительная долговечность отлично подходят для этих целей. Выбирать доски желательно без сучков и трещин. Нежелательно выполнять строительство стропильного каркаса из свежих досок и брусьев. Дерево необходимо просушить.

Стропила собираются в треугольную ферму. Такая конструкция обеспечивает максимальную жесткость, что напрямую влияет на несущую способность всей конструкции в целом.

Элементы стропильной конструкции

1. Мауэрлат — квадратный брус, который жестко крепится вдоль несущих стен. Основная функция мауэрлата — равномерное распределение нагрузки на стены самой конструкции крыши. К нему крепятся стропильные ноги. Для мауэрлата используется брус сечением от 10 до 15 см.
2. Стропильные ноги — основные несущие конструкции, из которых собираются треугольные фермы. Они устанавливаются с шагом 0,6-1,2 м в зависимости от предполагаемой нагрузки.
3. Прогон — дополнительный брус, на который опираются стропила.
4. Лежень предназначен для установки на него стоек и для равномерного распределения нагрузки от них. Он представляет собой квадратный брус такого же сечения, как и мауэрлат.
5. Затяжка — поперечная балка, которая соединяет между собой пары стропильных ног, обеспечивая жесткость конструкции треугольной фермы.
6. Ригель — деревянный брус, который, как и затяжка, связывает стропильные ноги. В отличие от затяжки, он имеет меньшее сечение, устанавливается примерно на 50 см ниже верхней точки соединения стропильных ног методом врубки.
7. Стойки. При большой ширине дома возникает необходимость в усилении конструкции стропильной системы. Для этого устанавливаются стойки, на которые распределяется нагрузка конька.
8. Подкосы — дополнительные диагональные элементы крепления, усиливающие конструкцию фермы. Применяются при монтаже больших пролетов.
9. Конек — верхняя часть соединения стропильных ног.
10. Свес крыши — часть стропильных ног, которые выступают за пределы стен примерно на 40 см. основная их задача — обеспечить защиту стен от дождевой воды, которая будет скатываться с крыши.
11. Кобылки — применяются в том случае, если длина стропильных ног недостаточная для свеса.

Стропильные системы бывают 2-х видов:

1. Висячие. Применяются при ширине стен по фронту до 10 м и между ними отсутствуют несущие стены. Стропила в этом случае опираются на боковые стены. Для компенсации распирающей нагрузки их соединяют затяжкой. Если планируется сделать мансардное помещение, можно использовать вместо затяжки балки перекрытия.
2. Наслонные. Применяются при ширине стен по фронту более 10 м. Между ними есть несущие стены. Для усиления стропильной конструкции в средней части устанавливается вертикальная балка, через которую нагрузка от конька распределяется на лежень и несущие стены.

Работы по установке стропильного каркаса, начинаются с установки мауэрлата. Место для его установки обычно предусматривается в процессе возведения стен. Для этого с внешней стороны стены выкладывается небольшой выступ. А сам мауэрлат укладывается ближе к внутреннему краю. Способов его крепления множество:

• с помощью обвязной проволоки;
• анкерными болтами;
• с помощью закладки деревянных пробок;
• с помощью закладки кусков арматуры.

Место установки мауэрлата в обязательном порядке гидроизолируется, а сам брус обрабатывается антисептиком. Необходимо обратить внимание, что брус выбирается максимальной длины, чтобы сократить количество стыков. Если же длины балки не хватает, соединение производится с помощью косого запила и последующего соединения 2-х частей с помощью гвоздей, саморезов, скоб. При этом запил желательно делать на протяжении 1 м.

Изготовление стропильных ног начинается с нарезки заготовок необходимой длины. Необходимо учитывать, что для стропил лучше брать доски сечением 50х20, чем 10х10. При одинаковой площади сечения несущая способность первых будет выше.

Если длина стропильной доски недостаточная, их можно сращивать внахлест или с помощью накладок.

Важно: соединение должно располагаться не посередине стропильной ноги, а быть смещено на 1/3 от общей длины. Это лучший вариант для обеспечения жесткости.

Для небольшой постройки стропильные фермы лучше все собрать на земле и затем поднять наверх.

Ставить стропила необходимо с крайних фронтонных ферм. С помощью строительного уровня контролируется вертикальность их установки. По низу и верху желательно натянуть строительный шнур для точной установки промежуточных ферм.

Установка стропильных ног выполняется с шагом 0,6-1,2 м. Фермы фиксируются между собой временными укосинами.

Когда все фермы будут установлены в верхнем поясе, они скрепляются доской. После этого можно убрать временные фиксаторы.

Если длина пролета больше 6 м и в доме по центру есть несущая стена, то ставить стропила нужно несколько иначе. Для этого по центру устанавливаются опоры, на которые монтируется коньковый брус. К нему по отдельности крепятся стропила. Установка, как и в предыдущем случае, начинается с крайних опор. Между ними натягивается строительный шнур для размещения остальных стропил в одной плоскости.

Опор может быть несколько. Между внутренними опорами можно установить еще один брус, который усилит коньковый.

Когда вы определитесь с высотой крыши, углом наклона ската, то для облегчения работы по разметке лучше подготовить шаблон. Все стропильные ноги одинаковые, поэтому можно на земле выполнить необходимые запилы, т.е. сразу выполнить все подготовительные мероприятия, а потом собрать конструкцию наверху.

Если ставить стропила без центрального прогона, то между собой их можно крепить внахлест или встык. Крепление в верхней точки нужно выполнить жестко и ниже желательно установить перетяжку (ригель).

Если планируется установка центрального прогона, то стропила лучше не просто уложить на него, а выполнить запил в стропильной ноге таким образом, чтобы образовался зацеп. С его помощью стропильная нога цепляется за прогон, предотвращая соскальзывание. Второй запил выполняется при стыковке с мауэрлатом.

Важно: запил выполняется именно на стропильной ноге.

Со временем это может привести к его разрушению в месте запила, увеличению нагрузки в этой точки на стену и ее разрушению.

Нагрузка на крышу распределяется сверху вниз, поэтому стропила будут пытаться расползтись в стороны. В предыдущем пункте мы рассмотрели несколько вариантов, как воспрепятствовать этому с помощью запилов. Усилить конструкцию стропильных ног от расползания можно еще жесткой установкой на них брусков, которые будут упираться в мауэрлат. Еще придаст дополнительную жесткость укрепление стропил металлическими скобами. При этом скобы необходимо устанавливать так, чтобы компенсировать нагрузку на растяжение.

Подведем итоги: для крыши — сложное и ответственное мероприятие. Вы познакомились с основными принципами, как поставить стропила. Если у вас маленькое или среднее сооружение, то сможете выполнить эту работу самостоятельно.