Стропильная система для двухскатной крыши своими руками

Двускатная крыша одна из самых простых и эффективных. По статистике это самые распространенные крыши на постсоветском пространстве. Но самое главное, многие застройщики стараются использовать именно данную конструкцию, потому что она малозатратная и легкая в сооружении. И хотя монтаж стропильной системы двускатной кровли не очень сложен, все равно необходимо правильно рассчитать требуемое количество материалов, иметь опыт работы с инструментами и знать нюансы проводимых процессов.

Но когда стоит вопрос сооружения стропильной системы крыши (двускатной), необходимо понимать, что сама конструкция сегодня строится по трем вариациям:

• Симметричная.
• Асимметричная.
• Ломанная.

Понятно, что у каждой из них свои конструктивные особенности стропильной системы. Но чаще всего частные застройщики, которые строят дом своими руками, предпочтение отдают первому варианту, как самому простому в сооружении с небольшими расходами на стройматериалы. К тому же рассчитать такую крышу несложно. Кстати, можно использовать для этих целей калькулятор онлайн, в который надо завести только параметры будущей конструкции.

Конструкция стропильной системы

Любой строитель долен обязательно знать названия деталей конструкции, которую он планирует собирать. Что касается стропильной системы, то она состоит из достаточно большого количества элементов. Давайте рассмотрим их.

• Первым в списке стропильной конструкции всегда числится мауэрлат. Это основа системы стропил, на которую они будут упираться. Его основное назначение – равномерно распределить нагрузки от крыши на несущие стены здания. Обычно этот элемент собирается из брусов сечением 150х150 или 200х200 мм.
  Внимание! Если стропильная конструкция двускатной крыши собирается из металлических профилей, то и мауэрлат тоже должен быть металлическим. Обычно под него используют швеллер или двутавр.
• Еще один основной элемент – стропильная нога или стропила. Обычно в их качестве используют доски толщиною 5 мм или брусы различного сечения (все зависит от предполагаемых нагрузок на кровлю).
• Затяжка – это деталь, которая соединяет между собой стропильные ноги, расположенные на разных скатах. Таким образом, всей конструкции придается повышенная жесткость.
  
• Прогоны. Их два: коньковый и боковой. Первый – это продольный брус, на который упираются верхние края стропил. На нем же будет в дальнейшем сформирован конек крыши. Второй – это тот же брус, который устанавливается вдоль конькового, но ниже. Им подпираются стропильные ноги посередине. Сам боковой прогон устанавливается на стойки. Этот элемент – деталь необязательная, если длина стропильных ног не превышает 6 м.
• Стойка под стропила. Их можно использовать в качестве замены бокового прогона. По сути, это вертикальные опоры из дерева, которые подпирают каждую стропилу. Сколько стропил, столько и стоек под них. Если длина стропильных ног большая, то стоек может быть две на каждую. В том случае если под двускатной крышей (стропильной системой) будет организовываться мансардное помещение, то стойки должны устанавливаться таким образом, чтобы они не занимали пространство.
  
• Подкос – это деталь кровельной системы, которая собой подпирает стойку для стропил. По сути, она выполняет функции страховки, хотя и несет на себе определенные нагрузки. Считается, что угол установки подкоса в 45° снижает риски, связанные со снеговой и ветровой нагрузкой. То есть, именно подкос в данном случае будет отвечать за деформацию системы: произойдет она или нет.
• Лежень – это брус, который лежит под коньковым прогоном и является опорой для стоек и подкосов.
• Обрешетка. Это система уложенных деревянных реек или досок, на которые в последнюю очередь будет укладываться и крепиться кровельный материал. Данный элемент двускатной крыши также распределяет нагрузки от кровельного материала и снега.

В основном кровля собирается из деревянных элементов, реже из металлических профилей. Потому что с деревом работать проще, да и стоит оно дешевле металла. Но требования к древесине и пиломатериалам достаточно жесткие. Во-первых, все несущие деревянные детали двускатной крыши должны быть без червоточины и повреждений (видимых и невидимых). Если приобретаемые брусы для мауэрлата, стропил и прогонов имеют сучки, то лучше такой пиломатериал не брать.

Элементы обрешетки могут быть с дефектами, но незначительными. К примеру, длина сучков не должна быть больше 30% от сечения доски или бруса, и при этом они не должны выпадать из тела древесины.

Как правильно рассчитать стропильную систему

Расчет стропильной системы двускатной крыши – процесс наиважнейший. Именно от его правильного проведения зависит качество конечного результата. В основном рассчитывают нагрузки, действующие на устройство стропильной системы крыши, и количество необходимых элементов.

Расчет нагрузок

На крышу дома действуют три вида нагрузок.

1. Постоянные. Это нагрузки на стропильную систему, которые являются массой от всех остальных элементов крыши. Это вес обрешетки, кровельного материала, утеплителя, изоляции, доборных деталей кровли, а также отделочных материалов, которыми покрывают мансардное помещение. Такие нагрузки уже подсчитаны, они определены стандартами, и их среднее значение варьируется в диапазоне 40-45 кг/м². Специалисты же рекомендуют к полученным результатам всегда прибавлять 10% на увеличения запаса прочности стропильной конструкции в целом.
2. Переменные. Это давление природных осадков и ветра. Они в основном зависят от времени года.
3. Особые. Их учитывают в регионах, где часто действуют шторма, торнадо, землетрясения и так далее. Здесь расчет нагрузок проводится по стандартной технологии только с учетом повышенного запаса прочности.

Если на стропильную систему крыши действуют сразу три вида нагрузок, то такой эффект называется синергия. И это обязательно придется учесть, делая расчеты. Обратите внимание на фото ниже, где показан данный эффект.

Формулы для нагрузок

Основная переменная нагрузка на двускатную крышу дома – это снег. Расчет производится с учетом толщины снегового покрова и его плотности. При этом вес снега умножается на так называемый поправочный коэффициент, который компенсирует добавочные нагрузки от ветра. Специалисты уже точно определили диапазон действующих от снега нагрузок и обозначили данный показатель в СНиПах. Он равнее 80-320 кг/м². Большой разброс величин зависит от угла наклона каждого ската. На фото ниже показано, как действуют снеговые нагрузки на крышу.

Что касается ветровых нагрузок, то рассчитать их не так просто, потому что многое будет зависеть от того, где построен сам дом. Если он располагается между большими многоэтажками, то на него будет действовать незначительная ветровая нагрузка. Если он возводится у берега моря или на возвышенности, то нагрузки будут максимальными. Приплюсовать надо и сезонные порывы ветра. Поэтому при расчете рекомендуется воспользоваться СНиПом «Нагрузки и воздействия», в котором определены все необходимые показатели и поправочные коэффициенты.

Расчет наклона скатов

Угол наклона двускатной крыши в основном зависит от укладываемого на нее кровельного материала. К примеру, если на крышу дома укладываются листовые плотные материалы, типа шифера, профнастила или металлочерепицы, то уклон крыши должен составлять 20-45°. Если это будет мягкая кровля, то угол можно уменьшить до предела от 5° до 20°.

Необходимо учитывать и тот факт, что чем больше угол наклона скатов, тем больше их площадь. А значит, увеличатся расходы по стройматериалам, а соответственно и цена крыши будет также увеличена.

Стропильная система

Итак, переходим к основному элементу двускатной крыше стропильной ее системе. Основные параметры конструкции – это шаг установки стропильных ног и их длина. Что касается шага, то есть определенные значения, которые берутся за основу. Диапазон таков – от 60 до 120 см. Как обычно, данная величина зависит от используемого на крыше кровельного материала. Чем он толще, тем шаг стропил больше.

Чтобы определить, какое количество стропильных ног требуется для ската крыши, необходимо длину ската разделить на выбранный скат, и к полученному значению прибавить единицу. Это и есть необходимое количество стропил, укладываемых на один скат кровли. А так как их два, то на всю крышу необходимо будет полученное число умножить на два.

Что касается расчета длины стропилы, то придется воспользоваться формулой Пифагора. Так как скат представляет собой прямоугольный треугольник, в котором стропила выполняет роль гипотенузы. Отсюда можно подсчитать ее длину. Смотрим на фото выше и заполняем формулу: с²=а²+в².

Необходимо отметить, что стандартная длина пиломатериалов – 6м. А так как стропильные ноги могут быть длиннее, то придется брусы наращивать разными способами. К примеру, как показано на фото ниже.

Что касается сечения используемых стропил, то выбирать придется из расчета всех показателей, о которых было упомянуто выше. Это и длина ног, и шаг между ними, и действующие нагрузки, и вес кровельного материала. Но за основу выбора берутся две позиции: шаг и длина стропильной ноги. На фото ниже дана таблица, как можно правильно выбрать сечение стропил.

Типы стропильных ног

Устройство кровли и стропильной системы в целом зависит от размеров самого дома. Если ширина кровли не превышает 6 м, то оптимальный вариант – это устанавливать так называемые висячие стропила. Они одним краем упираются в мауэрлат, а другим в коньковый брус.

Есть так называемые наслонные стропила, которые верхними краями упираются друг в друга.В данной конструкции коньковый прогон отсутствует. Для усиления конструкции можно под каждую ногу установить стойку. Но это делается лишь в том случае, если ширина дома превышает 6 м.

Необходимо от метить, что наслонная стропильная система работает только на изгиб каждого своего элемента. Висячие же работают также и на распирание, вот почему от всей кровельной системы очень большие нагрузки действуют на несущие стены дома. Поэтому между стропилами рекомендуется устанавливать стяжки.

Монтажный процесс

Стропильная система двускатной крыши своими руками устанавливается с определенной последовательностью.

• Устанавливается и крепится к стенам мауэрлат.
• Затем устанавливаются стойки под коньковый брус, которые крепятся к лежню укосинами и подпорками.
• Производится монтаж конькового прогона.
• А вот теперь можно переходить к установке стропил двускатной крывши своими руками.

Если кровля будет собираться из наслонных элементов, то можно на земле собирать фермы, поднимать их целиком на крышу, и там уже монтировать по месту с креплением к мауэрлату. При этом каждую ферму придется времена крепить упорами и укосинами, чтобы она стояла вертикально.

Установка стропил висячего типа производится проще. Каждый элемент поднимается на крышу, где устанавливается по месту и крепится к мауэрлату и коньковому прогону. Единственный минус этого способа – это сложность подгонки на высоте. Ведь каждую стропилу придется точно подгонять по длине, подрезая выступающие части. В этом плане способ с помощью ферм куда удобнее. Но и у него есть одна сложность – большой вес конструкции, который иногда просто руками не поднять.

Установка и сборка стропил начинается с фронтонов кровли, то есть, по бокам. Их выставляют по высоте в одной плоскости, затем между ними натягивается нить в три-четыре ряда, обозначающая плоскость сборки. И уже по ним выставляются промежуточные элементы. Последний этап сооружения кровельной системы – укладка и крепление обрешетки.

Как видите, построить стропильную систему двухскатной кровли не так уж и сложно. Самое важно правильно провести расчеты, особенно это касается параметров стропильных ног. Ведь именно они и будут держать на себе все действующие нагрузки. Небольшой просчет может привести к непоправимым последствиям. Самое печальное – крыша может рухнуть от одного дуновения ветра или от небольшого слоя снега. Так что особое внимание расчетам и правильному подбору пиломатериалов. И последнее – не забывайте обрабатывать деревянные элементы крыши антисептиками и антипиренами.

• Виды крыш частных домов
• Как правильно крыть крышу шифером
• Как крыть крышу профнастилом своими руками
• Устройство кровельного пирога под профнастил