двускатная кровля стропильная система
Технология сооружения двускатной крыши и ее стропильной системы под профнастилом
Отправим материал на почту
В статье будем рассказывать об устройстве двускатной крыши и ее стропильной системы под профнастилом. Рассмотрим, из каких элементов состоит кровельная конструкция, какие материалы используют для ее сооружения, а также последовательно обозначим операции по ее возведению.
Устройство двускатной крыши
Из самого названия становится понятным, что эта кровельная конструкция состоит из двух скатов прямоугольной формы, которые стыкуются в самой верхней точке крыши под определенным углом. Этот стык называют коньком. Его формируют именно стропильные ноги, но формирование может производиться по двум технологиям. Это зависит от типа стропил, которые делятся на две разновидности: наслонные и висячие.
Первые – это доски или брусы, которые верхними концами упираются в коньковый прогон, к нему же и крепятся. Прогон – это тоже брус, расположенный в горизонтальной плоскости перпендикулярно стропильной системе. Он устанавливается на опорные стойки из досок или брусов, которые сами упираются в перекрытие дома. Минимальное сечение стропил – 50х200 мм, прогона – 100х100 мм. Нередко прогон собирают из двух досок толщиною 50 мм.
Вторые – это все те же стропильные ноги, которые верхними концами упираются друг в друга. Они в местах соединения и крепятся разными способами. У висячих стропил есть дополнительный элемент, который не позволяет им разъехаться в разные стороны. Этот элемент называют затяжкой. По сути это доска, установленная поперек пары стропил, она может располагаться на уровне перекрытия, посередине высоты кровли или в верхней части ближе к месту соединения верхних концов стропильной системы.
Обычно наслонную стропильную систему собирают из подготовленных элементов прямо на крыше. Висячую разновидность стараются собрать на земле на ровной площадке, а затем уже в готовом виде поднимают на крышу, где устанавливают по требуемому месту.
Добавим, что висячие стропила большой длины создают провис, что негативно сказывается на кровельной конструкции. Поэтому под каждую из них в этом случае устанавливают подпорку из досок. Или монтируют прогон из бруса, который упирается в несколько стоек.
Второй немаловажный элемент двускатной кровельной конструкции – мауэрлат. Это брус сечением не меньше 100х150 мм, которые крепят к стенам дома. Способов крепления немного, но чаще для этого используют шпильки, которые крепят к армирующему каркасу заливаемого пояса. Главная задача мауэрлата – равномерно распределить точечные нагрузки от стропильных ног на стены дома. Если возводится каркасное сооружение, то функции мауэрлата выполняет его верхняя обвязка, если собирается деревянный сруб из бревен или брусов, то его функции выполняет верхний венец конструкции.
Если рассматривать саму двускатную крышу без кровельного материала, то это не очень сложный скелет, состоящий в основном из стропильной системы, поверх которой набита обрешетка.
Правила сборки стропильной системы двускатной крыши
Первый этап – это монтаж мауэрлата. Подготовленный брус подрезают по длине, равной длинам стен строения. На концах делают вырубку в половину бруса. То есть создаются края, которые сформируют соединительный замок. Сегодня все чаще мастера отступают от этого правила, используя специальные перфорированные профили, с помощью которых соединяют элементы пиломатериалов. Профили создают гарантированно прочное соединение. К тому же с ними сам монтажный процесс упрощается в несколько раз.
Следующая операция – установка и крепление конькового прогона. Для этого учитывается запланированный угол наклона скатов крыши, который определяет высоту установки конька. Сам коньковый брус монтируют на стойки, располагаемые через каждые 1-3 м. В нижней части их крепят к перекрытию с помощью все те же перфорированных металлических профилей.
Основная задача – выставить стойки на одной уровне, то есть их длина должна быть одинаковой. Но если плоскость перекрытия не совсем ровная, то придется проводить подгонку по высоте, используя деревянные подкладки. После чего на стойки устанавливают коньковый брус, который к ним и крепят.
Следующая задача – установка стропильных ног. Во-первых, строго по проекту выбирается длина стропил. Во-вторых, их устанавливают попарно, то есть по одной с каждой стороны скатной конструкции. В-третьих, строго выдерживают шаг установки. Последний параметр рассчитывают с учетом снеговых и ветровых нагрузок, действующих в регионе, где возводится дом с двускатной крышей из профнастила. Главное в процессе установки – ровная наклонная плоскость, которая формируется верхними торцами укладываемых стропил. Чтобы этого добиться, рекомендуется сам монтажный процесс провести вот в такой последовательности:
Монтаж обрешетки
Для крыши, покрытой профнастилом, шаг установки элементов обрешетки самый важный параметр, от которого зависит несущая способность кровельного покрытия в целом. Все дело в том, что профнастил на рынке представлен огромным разнообразием моделей, которые друг от друга отличаются высотою и шириною волн. Нельзя сбрасывать и со счетов толщину материала. Но в данном случае именно два первых размера отвечают за несущую способность профилированных листов, где высота волны – наиважнейший. И чем больше этот размер, тем прочность и несущая способность профлистов выше.
Необходимо обозначить, что профнастил – материал, который можно укладывать даже на плоские крыши. И в этом плане шаг обрешетки также зависит от того, какой угол наклона имеет по проекту двускатная крыша. Добавим, что в строительных нормативах все эти параметры уже давно связали между собой. То есть существуют определенные требования, которые предъявляются при покрытии скатных кровельных конструкций профнастилом. В основном эти требования и нормы крутятся вокруг угла наклона крыши.
Давайте обозначим некоторые позиции, связанные со всеми вышеперечисленными параметрами, но с одним условием, что толщина профилированных листов – не меньше 0,5 мм:
Хотелось бы отметить, что в частном домостроении для покрытия крыш домов в основном применяют профнастил с высотою волны 35 мм. У этого кровельного материала достаточно высокая прочность и несущая способность. Он может выдерживать нагрузку, равную 600 кг на один квадратный метр покрываемой плоскости. Так вот для марки этого профнастила можно укладывать обрешетку с шагом 1,5 м.
Что касается пиломатериала, используемого для обрешетки, то это или бруски сечением не менее 50х50 мм, или обрезные или необрезные доски толщиною 40-50 мм и шириною не меньше 100 мм. Бруски крепятся к стропильным ногам одним гвоздем или саморезом, доски двумя с каждого края по одному.
И еще один момент, на который надо обратить внимание, сооружая обрешетку двускатной кровли под профилированные листы. Это монтаж двух элементов обрешетки, прижатых друг к другу, на коньке и карнизе кровельной конструкции.
Видео описание
В видео показано, как надо правильно монтировать обрешетку под профнастил:
Монтаж профнастила
Есть несколько основных требований к проведению этого процесса:
Сооружение односкатной крыши
Односкатная крыша из профнастила отличается от двускатной количеством скатов. По сути, это стропильные ноги, уложенные во всю длину пролета дома. То есть от стенки до стенки. Угол наклона чаще всего формируется за счет разности высот стен, на которые стропила упираются. Отсюда и уменьшение элементов односкатной кровли из профнастила.
То есть в кровельной конструкции данного типа полностью отсутствует конек. Сами же стропильные ноги, если их длина большая, опираются в стойки, которые под них устанавливают. Последние в свою очередь опираются на перекрытие дома.
Что касается монтажа обрешетки и самого кровельного материала, то здесь используются те же требования и нормативы, которые были описаны в конструкции двускатной крыши.
Теплые крыши из профнастила
Сегодня основное требование к элементам зданий и сооружений – снижение тепловых потерь, а значит, теплые крыши – веление времени. Отметим, что утепленные кровельные конструкции в основном сооружают, если под ними будут организованы жилые помещения (мансарды). Если там будет просто чердак, то утепляют перекрытие дома, а крышу оставляют холодной.
Кратко, как утеплить мансардную крышу, покрытую профнастилом:
Видео описание
В видео показано, как надо правильно сделать и утеплить крышу из профнастила:
Заключение по теме
Сооружение односкатной или двускатной крыш, покрываемых профлистами, проводится по строго определенным технологиям, где обязательно учитывается шаг установки элементов обрешетки. Поэтому не стоит заниматься строительством, как говорят, на глаз. Все параметры и размеры кровельной системы должны быть точно рассчитаны с учетом действующих на нее нагрузок, используемых материалов и видов крепления.
Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов
В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.
Конструкция стропильной системы двускатной крыши
В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).
Схема двускатной крыши
Теперь о составляющих системы и их назначении:
В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».
Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.
Разница в конструкции наслонных и висячих стропил
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
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.
С наслонными стропилами
В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.
Простейший вариант наслонных стропил
Безраспорные схемы и узлы врубок
Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.
Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.
Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами
Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.
Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.
Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.
Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.
Вариант крепления стропил без распора на стены
Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.
Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.
Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках
Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.
Варианты стропильных систем со схватками
Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.
Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками
К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.
Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу
Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.
Системы наслонных стропил с подкосами
В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).
Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.
Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса
Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.
Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном
Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.
Система для домов с двумя внутренними несущими стенами
Системы с подстропильными балками
В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.
В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.
Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.
Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона
Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.