Стропила для двухскатной крыши своими руками: монтаж стропильной системы, установка и крепление и расчет длины стропил

Виды стропильной системы

Принято классифицировать стропильные системы, чтобы облегчить решение задачи выбора варианта будущей крыши:

• Односкатная крыша. Самая простая. Больше подходит для хозяйственных построек, бань, небольших частных домов, беседок. Обеспечивает наклон конструкции под небольшим углом (не более 25°);
• Двускатные крыши. Используются для небольших домов и бунгало. Они имеют форму треугольника, в котором стропила соединены балкой и находятся под определенным углом;
• Ломаные крыши. Они имеют два ската с перегибом, что позволяет увеличить площадь чердака;
• Трехскатные крыши (полувальмовые). Имеют два трапециевидных склона, которые соединены одним треугольным (вальмовым) склоном;
• Четырехскатные крыши (вальмовые). Используются в жилищном строительстве и требуют значительных трудозатрат. Они имеют два торцевых треугольных склона и два трапециевидных склона;
• Шатровые крыши. Используются для зданий квадратной формы. Они состоят из четырех треугольных скатов, верхний угол которых соединяется в центре крыши;
• Многослойная крыша. Состоит из соединенных между собой трапеций или других склонов различной формы.

Наиболее подходящими структурами для мансардных крыш являются скатные крыши и ломаные крыши. Есть и другие типы стропильных систем, но они менее распространены и не так практичны, как перечисленные выше.

Стропильные конструкции классифицируются на:

• Висячие. При таком типе стропильной фермы крыши горизонтальная нагрузка не возникает из-за отсутствия несущих стен в помещении;
• Наслонные. Вариант стропил, опирающийся на несущую внутреннюю стену или опору здания.

При проектировании здания материалы для стропильной фермы рассчитываются, исходя из предполагаемой конфигурации и нагрузки.

Стропила для двухскатной крыши своими руками сделать несложно, важно подойти к делу с умом.

Висячие и наслонные стропильные системы

Расчет нагрузки на стропила

Для того чтобы правильно рассчитать нагрузку на стропила, необходимо учесть множество факторов, которые могут повлиять на тяжесть конструкции.

Важными факторами, которые необходимо учитывать, являются.

• Нагрузка постоянная: включает вес кровельного слоя, кровельного материала;
• Нагрузка временная: постоянные и максимальные снегопады, осадки, интенсивность порывов ветра и, в районах с высокой сейсмической активностью, воздействие штормов, шквалов и ураганов.

Необходимо также учитывать вес и устойчивость стропил, а также уделять внимание креплению стропил двускатной крыши и варианту монтажа.

Схема стропильных систем

Предварительные расчеты

Стропильная система крыши

Рассчитываем оптимальную длину стропил. Стандартные сборные стропила имеют длину 450 или 600см. При необходимости длину стропил можно варьировать.

Для определения оптимального сечения стропил необходима следующая информация:

• Длина стропил;
• Шаг монтажа элементов;
• Расчетные показатели будущих нагрузок.

Необходимая информация приведена в таблице ниже.

Таблица 1. Выбор шага установки стропил в зависимости от их длины и сечения

До 3	120	8х10
До 3	180	9х10
До 4	100	8х16
До 4	140	8х18
До 4	180	9х18
До 6	100	8х20
До 6	140	10х20

В первом столбце — длина стропила, мм; во втором — шаг стропил, мм; в третьем — размер сечения бруса стропила, мм.

Остальные элементы кровельной системы должны иметь следующие сечения:

• Мауэрлат — брус 10×10 или 15×15см. Можно также использовать брус размером 10×15см;
• Диагональные стропила и ендовы — 10х20см;
• Затяжки — 5×15см;
• Прогоны — 10×10, 10×20см;
• Подкосы — 10×10 или 15×15см;
• Подшивочные доски — 2,5×10см;
• Ригели — 10×15 или 10×20см.

Расчет нагрузки на стропила

Зная длину и сечение стропил, а также шаг их монтажа, легко рассчитать количество необходимых элементов в зависимости от длины стены строения.

Расчет стропильной системы

Дополнительно должен быть выполнен расчет стропил на прогиб. То есть нужно узнать, насколько стропила прогнутся, прежде чем сломаться.

Например, при проектировании конструкции мансардной крыши расчеты ферм должны выполняться таким образом, чтобы прогиб не превышал 1/250 от протяженности участка, который подвергаются давлению.

Расчет стропильной системы

Исходя из вышеизложенного, если длина стропил составляет 500см, то максимально допустимый прогиб составит 0,2см.

Величина кажется незначительной, но при ее превышении прогиб крыши будет визуально заметен, да и на надежности конструкции это отразится не лучшим образом.

Стропила односкатной крыши

По возможности при проектировании дома желательно сделать так, чтобы длина стропил не превышала 6 метров

Для определения длины стропил воспользуйтесь теоремой Пифагора

Расчет сечения стропил зависит от кровельного материала

Видео — Расчет стропил своими руками

Превращаем деревянный брус в стропила

Изготавливаем шаблон, с помощью которого будет выполняться дальнейшая работа. Стропила имеют однотипную конструкцию, поэтому шаблон сэкономит вам время и силы.

Используйте шаблон для разметки и подрезания стропил

Используйте шаблон для разметки и подрезания стропил

Соедините две доски вдоль одного края гвоздем. В результате должна получиться структура, напоминающая ножницы.

Изготовление шаблона

Поместите свободные края ножниц на опоры в точках, где будут установлены стропила. Это поможет вам определить уклона кровельного ската.

Возьмите дополнительную пару гвоздей и фиксируем угол, установленный между досками. На этом шаблон готов. Дополнительно закрепите его поперечной перекладиной.

Чтобы установленный угол уклона кровельного ската не менялся под воздействием нагрузок, закрепите поперечину саморезами.

Будьте очень внимательны при создании шаблона. Даже малейшее отклонение может привести к порче всей конструкции.

Затем сделайте новый шаблон для подготовки монтажных зарезов на элементах системы. Используйте фанеру толщиной 0,5см. Для укрепления используйте доску толщиной 2,5см. Размеры зарезов подбирайте с учетом сечения используемых стропил.

Используя готовые шаблоны, сделайте зарезы и начните сборку фермы.

Разметка противоположного конца стропил

Разметка противоположного конца стропил

Полноразмерый шаблон стропил

Видео — Стропильная система двускатной крыши

Расстояние между стропилами двухскатной крыши и толщина стропила

Шаг стропил в скатной крыше — это пустое место между стропилами. Функциональность крыши зависит от правильного расчета угла наклона. Как правило, шаг составляет около одного метра.

Для более точного расчета расстояния между стропилами существует определенная схема расчетов:

1. Определите длину ската.
2. Разделите длину ската на расстояние между стропилами.
3. Чтобы определить количество стропильных досок, прибавьте к полученному значению единицу и округлите до большего значения. Именно столько досок необходимо для одного ската.
4. Деление длины ската на количество досок дает расстояние между стропилами.

Этот расчет не всегда является окончательным.

Кроме того, необходимо учитывать нагрузку кровельного покрытия (его массу), толщину стропила, а также размеры стропил для двускатной крыши.

Толщина стропильной доски во многом зависит от кровельного материала:

• Ондулин. Доски применяют 5х20см при шаге от 60 до 90см с настилом обрешетки сечением 4х5см;
• Металлочерепица. Стропильные доски — 5×15см, шаг — от 60 до 95 см;
• Керамическая черепица. Сечение доски — 6х18см или 5х15см, расстояние между брусками — от 80см до 130см;
• Профнастил. Сечение стропил 5х15см, 5х10см при шаге от 60см до 90см;
• Шифер. Сечение бруса такое же, как на профнастил при шаге 60-80см.

ВАЖНО: Следует учитывать все показатели и точно рассчитать толщину стропила, чтобы нагрузка на фундамент не была чрезмерной.

Неправильный расчет длины стропил двускатной крыши, а также неправильный расчет показателей шага могут привести к провисанию крыши.

Монтаж стропил скатной крыши своими руками требует учета веса стропильной доски и всех дополнительных креплений конструкции.

Как рассчитать стропильную систему двухскатной крыши

Системы наслонных стропил с подкосами

В этих вариантах для большей жесткости конструкции добавляются подстропильные ноги, также известные как подкосы. Они устанавливаются под углом 45° к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 м) или уменьшить сечение балок (стропил).

Подкос просто подставляется под требуемым углом к  балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важным требованием является то, что подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, предотвращая её прогиб.

Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — Возможные схемы крепления подкосов

Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае можно установить подкосы с углом 45-53° относительно горизонта.

Стропильная система со смещенным относительно центра вертикальным прогоном

Системы с подкосами необходимы, если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены в деревянных домах могут давать разную усадку, и фундаменты на слоистых или пучинистых грунтах могут давать разную усадку.

Во всех этих случаях следует рассмотреть возможность строительства стропильной системы данного типа.

Начало работ

В основу проектирования крыши закладывают расчеты таких параметров, как:

• угол наклона и его направление;
• форма и конструкция стропил;
• сечение и длина несущих балок;
• шаг обрешетки.

Уклон обрешетки крыши связан с кровельным материалом. Мягкая кровля требует сплошной обрешетки; для этого устанавливаются плиты OSB или ДВП.

Для шифера и листового металла обрешетка должна иметь определенный зазор, величина которого зависит от веса и размера кровельного покрытия.

Состав «кровельного пирога» зависит от степени использования чердачного помещения; для чердака с теплым использованием он заполняется следующими слоями:

• нижняя обшивка;
• пароизоляция, которая препятствует прохождению водяного пара через толщу теплоизоляции и выходу его в атмосферу;
• утеплитель, обычно из минеральной или базальтовой ваты, которая имеет высокое значение теплового сопротивления, не является ни огнестойкой, ни морозостойкой и имеет высокий срок окупаемости — более 50 лет
• гидробарьер защищает изоляцию от протекания с крыши в аварийной ситуации;
• контробрешетка;
• обрешетка для монтажа кровельного покрытия;
• кровельная плита.

Толщина теплоизоляции, которая защищает от потери внутреннего тепла, а также от проникновения шума извне, должна быть рассчитана очень тщательно. Это особенно важно при монтаже металлической кровли.

Толщина теплоизоляции более 100 мм помогает полностью защитить внутреннее пространство под крышей от акустического воздействия града и дождя.

Прежде чем выбрать тип стропильной системы, специалисты сравнивают оба варианта с технической и экономической точки зрения.

Цена является важным фактором при строительстве дома, причем крыша иногда составляет до 30% от общей стоимости.

Итак. Если здание достаточно крупное, но внутренних опор или просто перегородок внутри нет, чаще всего используют висячие стропила, которые позволяют обеспечить пролёты и в семь, и в десять, и если очень надо в двенадцать метров.

Опорой здесь служат только мауэрлаты. Такие длинные пролёты в жилом доме, даже многоквартирном, попросту не встречаются.

Крайне весомым негативным свойством висячих стропил является то, что они сильно распирают стены. Возникает даже необходимость в компенсирующих затяжках (ригелях).

Опытные проектировщики стараются установить ригели как можно ниже, чтобы растягивающая нагрузка оказалась минимальной, и можно было использовать брус сравнительно малого сечения.

«Сравнительно» потому что в любом случае он не будет меньше пяти на двадцати сантиметров сечением. Наслонные стропила нужны для опоры кровли жилых домов. Их преимуществом является большая простота в исполнении и экономия в материалах.

Значит, вся кровельная часть здания будет легче, что бережёт деньги, снижает нагрузку на фундамент.

Благодаря наличию внутренних стен, стропила имеют дополнительную точку опоры, снижая тем самым нагрузку на наружные стены.

С точки зрения стоимости м2 скатной крыши с использованием того же кровельного материала, наслонная стропильная система дешевле.

Это связано с тем, что брус имеет не очень большое сечение, так как эти стропила опираются на 2 массивные стойки, поэтому требования к прочности меньше, чем у трапеции.

Кроме того, на цену висячей стропильной системы влияет тот факт, что такие фермы приходится собирать на стройплощадке вместе с фермами. Затем собранные фермы поднимаются на основание крыши.

Подъем осуществляется с помощью наемной техники, которая стоит довольно дорого. А работа специалистов по монтажу сложных элементов навесной скатной кровли обходится клиенту гораздо дороже.

Читайте также: Четырехскатная крыша для беседки

Подготовка деталей стропильной системы к установке

Перед установкой стропильной системы крыши своими руками рекомендуется тщательно обработать поверхность всех деревянных деталей, используемых в работе.

Заранее проверьте купленную древесину и выберите материал лучшего качества. Доски с выпавшими сучками можно использовать по частям, например, для удлинения или для изготовления примыканий, креплений, стропил и других частей крыши.

После того, как выбрано нужное количество пиломатериалов, их следует обработать специальными консервантами против гниения и горения.

Огнезащитные средства и инсектициды можно наносить вручную следующим образом

• путем погружения;
• кистью или валиком;
• путем распыления.

Каждый метод хорош для той или иной цели. После высыхания одного слоя гидроизоляции рекомендуется нанести второй слой. Рекомендуется не смешивать различные типы пропиток в одной емкости.

Технология обустройства висячей системы стропил

Такие стропила устанавливаются, опираясь только на несущие стены здания, с соединением треугольников на коньке.

Основными элементами висячих стропил являются опорные стены, мауэрлат, стропильные конструкции, обрешетка под кровельный материал и ригель или затяжка.

Висячая стропильная система имеет форму треугольника, боковыми сторонами которого являются стропила, а основанием — затяжка, соединяющая нижние пятки.

Она нейтрализует действие, направленное на распор несущих стен; в этой системе на стены действует только вес «кровельного пирога» и снежного покрова.

Характерной особенностью висячей двускатной крыши является наличие затяжки, которая может быть изготовлена из металла или дерева. В первом случае конструкция будет тяжелее и дороже.

Кроме того, эта система не требует мауэрлата, достаточно использовать доску, уложенную на стены с двухслойной рулонной изоляцией.

Преимуществом такой крыши является большое свободное пространство на чердаке, что дает возможность обустроить чердачное помещение без перегородок и лишних столбов.

К недостаткам этой системы специалисты относят:

• ограничения по крутизне угла ската, который не должен превышать соотношение 1/6 пролета треугольной фермы;
• необходимость точного расчета устройства карнизных узлов;
• сложность в формировании угла.

Последняя проблема возникает из-за того, что оси соединяемых элементов висячей двускатной крыщи должны пересечься в точке, проекция которой совпадает с центральной осью мауэрлата либо подкладочной доски, установленной вместо него.

Особенности монтажа

Данный вид кровли является сложным и потребует привлечения специалистов, подсобных рабочих и аренды транспорта. Подрядчик должен обеспечить правильную установку затяжки и «бабки» во время строительства.

Затяжка — наиболее вытянутый элемент висячей системы. Поскольку она сделана из дерева, со временем, как и любой пиломатериал, начинает деформироваться и провисать под собственной тяжестью.

Для предотвращения опасного провисания при монтаже такой конструкции двускатной кровли необходимо использовать защитный элемент — особую подвеску, которую в простонародье называют «бабка».

Как правило, его делают в виде бруса, который крепится деревянными узлами к верху стропильного треугольника.

Нельзя путать «бабку» со стойками, поскольку она своей нижней частью вообще не должна контактировать с затяжкой. Кроме того, монтаж стоек в качестве опорных конструкций в висячих кровлях не допускается.

Принцип работы «бабки» заключается в том, что она висит на узле, образуемом коньком, к не присоединяют затяжку при помощи болтовых соединения либо прибитых накладок из доски.

Со временем, при провисании затяжки, «бабку» нужно корректировать, для этого используют хомуты, которые могут быть как цангового, так и резьбового типа.

Регулирование расположения затяжки удобно выполнять в районе конькового узла, при этом «бабку» объединяют жесткой врубкой. В нежилых чердаках вместо стягивающего элемента из бруска можно использовать арматуру.

Подвес в висячей кровле нужно также устанавливать там, где затяжка собирается из 2-х брусьев, для усиления зоны соединения. В улучшенном варианте висячей системы для крыш с большим пролетом «бабку» усиливают подкосными балками.

В результате получается ромб, в котором силы напряжения будут гаситься самопроизвольно, вследствие правильной расстановки воздействующих на конструкцию векторных нагрузок.

Это сделает получившуюся стропильную систему более стабильной при незначительной и недорогостоящей модернизации стропильной системы.

Для мансарды установка затяжки несколько изменится. Чтобы увеличить полезное пространство, на стропильных треугольниках её переносят ближе к коньку.

Этот способ монтажа имеет дополнительное преимущество — поскольку дает возможность пользоваться затяжкой в роли основы для подшивки потолков.

Соединяют её со стропилами методов врубки полусковороднем с дублированным закреплением болтом. От провисания её защищает установка короткой «бабки».

Подведем итоги

Как правило, стропила изготавливаются из досок. Стандартные размеры пиломатериалов в этом случае — 50×150, 50×180, 50×200, 50×220мм.

Балка используется для стропил гораздо реже, так как прочность на изгиб увеличивается гораздо быстрее с увеличением высоты, а не ширины. Тем не менее, такие стропила встречаются. Наиболее распространенные размеры — 100×100мм и 100×150мм.

Но если дом жилой, стандартные размеры стропил не подходят.

Необходимо рассчитать сечение стропил, иначе существует риск обрушения или серьезного повреждения крыши в зимний период.

Из чего состоит стропильная система

Конструкция стропильной системы крыши представляет собой сложную систему, и монтаж стропильной системы скатной крыши — непростая задача. Стропильная система состоит не только из стропил, но и из других дополнительных компонентов:

• Мауэрлат. Элемент, равномерно распределяющий всю нагрузку на стены и фундамент;
• Прогоны. Они фиксируют стропильные ноги. Коньковый прогон расположен наверху, а боковые – по бокам.
• Затяжка. Соединительная балка, которая не дает стропильным ногам разъехаться в разные стороны;
• Стойки. Это вертикальные элементы крыши, которые передают нагрузку от конька на несущую внутреннюю стену здания;
• Обрешетка. Она устанавливается из обрезных досок либо бруса перпендикулярно стропилам. Служит каркасом кровельному покрытию и передает нагрузку от него на стропила;
• Кровельный конек. Он расположен в верхней части конструкции, в которой соединяются два ската;
• Кобылки. Устанавливаются для создания кровельного свеса, если длина стропил недостаточна;
• Свес. Выходит за пределы нижней части фронтонной стены, чтобы предотвратить попадание осадков на стены.

Стропильная система включает в себя стропила, подкосы и стойки, выровненные между собой. Они располагаются таким образом, чтобы основная нагрузка от конструкции крыши передавалась вертикально на внешние несущие стены.

Поэтому изготовление стропил для скатной крыши — очень важный процесс.

Из чего состоит стропильная система скатной крыши

Учет климатической карты региона

Даже самые лучшие материалы имеют определенный запас прочности. На стропила действуют различные силы. С одной стороны, вес всего здания за вычетом веса несущих элементов.

Кроме вертикального давления, есть еще масса снега и рабочие, которые могут ремонтировать кровлю, устанавливать на крыше различные конструкции, такие как антенна, флюгер или мачта.

Здесь необходимо обратиться к той части климатических карт, которая посвящена осадкам.

С другой стороны, нельзя недооценивать влияние температуры на все компоненты крыши. Как экстремальное охлаждение, так и нагревание приводят к их деформации.

Это приводит к отклонению несущих конструкций от их технологических осей, что значительно ослабляет их несущую способность.

Решением является увеличение толщины стропил в соответствии с температурным разделом технического листа.

Для больших крыш важно помнить о главной опасности: ветре. Информацию о направлении и скорости движения воздушных масс можно найти в любом атласе, где имеется подробная климатическая информация по каждому региону.

Примеры стропила двухщипцовых крыш

Подключение дополнительных элементов, подкосов, изменяет устойчивость и прочность конструкции, позволяет перекрывать конструкции разной ширины.

Небольшой дом. Пролет до 6м. Висячее стропило

Часто из-за размеров участка строятся короткопролетные здания. Дома с пролетами до 6м характеризуются отсутствием внутренних несущих стен.

Решением является висячее стропило — стропильная ферма крыши, не требующая опоры под коньковым, верхним концом стропила.

Мансарда

Мансарда — это крыша, скаты которой образуют часть стен жилого помещения.

Схема расположения стропил жилого чердака двускатной крыши с арками висячих стропил:

Размеры связаны с конкретным случаем, типовым проектом не являются

На рисунке показан пример установки висячей стропильной системы:

• с нижней затяжкой;
• с двумя рядами угловых стоек;
• подкосами;
• ригелем.

Большой дом. Пролет более 10м

Деревянные стропильные системы могут даже перекрывать пролеты шириной до 16м.

В данном примере большая крыша опирается на две дополнительные несущие стены. Система считается наслонной, если опоры разнесены не более чем на третью часть пролета.

Совмещение висячих стропильных ферм с металлическими опорами также вариант для перекрытия большого пространства. Ширина цеха на рисунке составляет 22м.

Монтаж стропильной системы с наслонными стропилами

Наслонная стропильная система используется, когда пролет составляет менее 6,5м.

При наличии подконструкций внутри здания можно установить дополнительные стропила.

Основной опорой для стропил является мауэрлат.

Монтаж мауэрлата

Перед монтажом мауэрлата необходимо установить армопояс. Он состоит из опалубки с вставленной в нее арматурой и заполненную бетоном. Когда бетон еще не застыл, в подконструкцию устанавливаются шпильки, к которым затем крепится мауэрлат.

Мауэрлат — это балка, которая укладывается на опору (несущую стену) и является нижней частью стропильного каркаса. Предварительно укладывается слой гидроизоляционного материала. Если длины бруса недостаточно для длины стены, его наращивают.

Затем установка выполняется пошагово:

• Проверьте, равны ли диагонали. Отклонение в несколько сантиметров может привести к необходимости повторной подгонки рамы;
• Закрепите углы мауэрлата;
• Закрепите мауэрлат шипами или проволокой. Штифты затягиваются в два этапа, предварительно просверлив под них отверстия.

ВАЖНО: Устойчивость конструкции крыши зависит от того, насколько прочно установлен мауэрлат.

Поэтому необходимо серьезно отнестись к креплению мауэрлата к несущей опоре.

Установка мауэрлата

Лежень

После высыхания мауэрлата (5 дней) размечают установку станины на мауэрлатной балке: ее ось должна находиться на одинаковом расстоянии с каждой стороны мауэрлатной балки. Прикрепите леса к двухслойному гидроизоляционному слою с помощью анкеров.

Прикрепите строительные леса к стене изнутри с помощью скруток проволоки или скоб. Затем сделайте разметку для монтажа стропил.

Монтаж стропильной системы двухскатной крыши

Точками крепления наслонных стропил являются стены и стойки внутри каркаса. Стропила монтируются с помощью шарнирных узлов крепления. За счет использования шарнирных соединений обеспечивается небольшое опускание каркаса крыши в первые годы ее эксплуатации.

Такой способ монтажа необходим для предотвращения перекоса, так как в первые несколько лет здание немного оседает.

Балки следует закрепить либо вставив их в подготовленные пазы и зафиксировав крепежом, либо путем прикрепления подкладок из досок.

Крепление стропил

Коньковый узел

Стропила стыкуют встык, а край бруска обрезают так, чтобы угол, под которым соединяются противоположные стропила, соответствовал углу ската. Стропила прибиваются гвоздями под коньком.

Также возможно соединение стропил болтами, гвоздями или шпилькой, т.е. внахлест друг на друга.

При необходимости (если это предусмотрено проектом) в стропилах делается врез для крепления конькового бруса.

Стойки

Стойки крепятся посередине короткими пролетами, сбоку и по центру — с более широким кровельным основанием. Крепление производится вертикально от конька к внутренней стене.

Стойки

Прогон

Прогон — это соединительный брус для крепления стропил. Он крепится к стойке с помощью болтов или скоб.

Установка кобылки

Завершающим этапом монтажа многоуровневой системы является установка кобылок, если длина стропил коротка для свесов. Для установки козырька необходимо установить несколько небольших досок.

Монтаж многоуровневой стропильной системы

Выбор и установка утеплителей при монтаже двускатной крыши

Качество изоляционного материала можно считать высоким, если он отвечает следующим требованиям:

• Гидроизоляция. Когда в материале накапливается влага, происходит увеличение теплопроводности и потеря других полезных свойств.
• Способность сохранять форму в течение длительного периода времени. Материал, подверженный быстрой деформации, провисает, начинает сползать с крыши, обнажая верхнюю часть, через которую проникает холод.
• Долговечность. После грамотной укладки долгое время не потребуется капитальный ремонт крыши.
• Экологичность. Изоляция крыши домов, особенно жилых, не должна производиться с использованием материалов, выделяющих токсичные вещества при нагревании или ином воздействии.
• Морозостойкость. Этот момент особенно важен для холодных регионов. Устойчивость к изменениям температуры — один из важнейших показателей качества.
• Пожарная безопасность — материал не должен легко загораться.

Утепление скатной крыши может быть выполнено тремя способами:

• укладка изоляционного материала между стропилами;
• укладка изоляционного материала поверх стропил;
• укладка изоляции под стропилами.

Первый метод является наиболее часто используемым видом изоляции. Это самый простой и эффективный метод. Однако, технология должна строго соблюдаться, иначе есть риск потерять долговечность как утеплителя, так и всей кровли.

При утеплении крыши необходимо соблюдать определенную последовательность. В этом случае весь процесс будет несложным и простым.

1. Сначала измеряется расстояние между стропилами.
2. Изоляция обозначена небольшим зазором.
3. Укладывается слой влагоизоляции.
4. Утеплительный материал устанавливается между стропилами. Оставленные зазоры позволяют утеплителю плотно прилегать к раме и удерживать его на месте.
5. Закрепите материал утеплителя в направлении снизу вверх. Должно быть как можно меньше стыков.
6. Материал должен быть установлен без зазоров и отверстий, иначе потери тепла неизбежны.
7. Между слоем изоляции и гидроизоляционным материалом должен быть зазор не менее 2см, так как впоследствии утеплитель расширится на 10-30%.
8. Не забывайте о вентиляционных зазорах, которые необходимы для движения воздуха и испарения конденсата, который может повредить утеплитель и всю стропильную систему.
9. Оставляемый зазор не должен быть слишком большим, так как сыпучий материал будет провисать.
10. Если происходит провисание, необходимо уплотнить лист во избежание образования тепловых мостиков.
11. Поверхности теплоизоляционного материала должны быть покрыты пароизоляционной пленкой.
12. Теплоизоляционные листы крепятся с помощью деревянной обрешетки или контробрешетки, которые располагаются поперек стропил. Если под крышей будет чердак, эти плиты служат основанием для внутренней отделки.

Определяем количество стропильных ферм

Чтобы определить количество пиломатериалов, необходимых для стропил, например, досок 50х150мм, рассчитайте необходимое количество ферм — пар стропил, соединенных под нужным углом. В среднем, пролет между ними составляет 0,9-1,2 метра или меньше.

Решающим критерием является предполагаемый кровельный материал.

Например, производитель рекомендует 0,6-0,9м между стропилами для ондулина, 0,65-0,95м для черепицы, одного из самых популярных кровельных материалов в последние годы.

Угол наклона очень важен при выборе расстояния между стропилами в зависимости от снеговой и ветровой нагрузки в каждом районе.

После определения угла наклона делим длину стены на указанное число и прибавляем одну единицу с учетом фронтонных ферм. Это дает нам количество пар стропил. Умножьте это число на два, чтобы определить необходимое количество стропил.

Длина досок рассчитывается по теореме Пифагора, зная одинаковый угол наклона и величину пролета стены.

Кровельные крепежные материалы

Многочисленные точки крепления требуют соответствующего количества и разнообразия крепежных материалов.

Для различных типов крепления можно использовать следующие крепежные материалы.

• Гвозди. Самый старый и простой способ соединения двух стропил. Как правило, с помощью гвоздей стропила крепятся к мауэрлату, соединяются между собой, и устанавливаются дополнительные элементы, такие как прогоны, подкосы и т.д.

Наиболее распространенные гвозди — 150 и 200мм, гвозди меньшего размера используются для крепления с помощью дополнительных крепежных элементов.

• Скобы. Используются для соединения стропил с мауэрлатами, друг с другом в коньке и других вариантов крепления. Обычно изготавливаются из обожженной проволоки диаметром 6мм и заостренными концами.
• Гвоздевые полосы. Оцинкованные стальные пластинки с несколькими рядами зубьев длиной до 8мм. Вбитые в дерево обеспечивают надежную фиксацию деталей.

Кроме того, в качестве крепежа могут использоваться нагели (в деревянных зданиях), металлические шпильки для наращивания длины стропил и другие варианты крепежа.

Важно! При выборе крепежа важно правильно подобрать его качество и размеры. Гвозди, например, будут держаться, если их вбить в детали не менее чем на 50мм!

Угол наклона скатов

Уклон скатной крыши в конструкции определяется на этапе проектирования. Сооружения с уклоном до 30° принимаются как пологие, 30-45° — со средним уклоном и 45-60° — с крутым уклоном.

Наклон определяется выбором уклона крыши:

• Ветровые нагрузки. Чем круче угол наклона крыши, тем выше парус и тем сильнее воздействие ветра. В районах, где часто бушуют ураганы, оптимальным является угол 15-20°.
• Снеговые нагрузки. В данном случае отношения обратные. Чем меньше уклон, тем больше осадков скапливается на крыше. Чтобы амортизировать вес снега, нужна более прочная конструкция, что непрактично.

В снежных регионах наиболее благоприятный градиент составляет около 25-40°.

• Тип кровельного материала. Для каждого типа существуют рекомендации по максимальному и минимальному углу установки. При несоблюдении этих требований может пострадать герметичность и внешний вид крыши.
• Конструктивные особенности. В проектах домов со скатной крышей и полезным чердаком угол наклона скатной крыши должен обеспечивать необходимую высоту помещения. Иногда ломаную крышу делают так, чтобы конёк не поднимался слишком сильно.

Наиболее универсальный угол наклона скатной крыши составляет 20-45°.

Существуют также скатные крыши, у которых каждый скат расположен под разным углом. Но такие системы нужно использовать очень осторожно, потому что архитектурно они довольно нерегулярны и их монтаж сложнее, чем симметричных конструкций.

Использование жесткого крепления

При использовании метода жесткого крепления для монтажа стропил на балке необходимо соблюдать определенные требования и избегать изгиба, скручивания, поворота и смещения между элементами.

Эти требования могут быть достигнуты путем:

• Закрепления уголком с подшиваемым бруском для опоры;
• Запиливания на стропильном элементе и закрепления этого соединения гвоздями и скобами.

Инструменты для монтажа стропил

Используя уголок с подшивными опорными брусками, стропила устанавливаются на мауэрлат. Сама деталь должна иметь жесткий упор по линии нагрузки за счет подшитого бруса длиной около 1м.

Он также закреплен по бокам металлическим уголком для предотвращения сдвига.

Второй способ установки является наиболее целесообразным. В этом случае гвозди крепятся под углом с боковой стороны, происходит их скрещивание внутри мауэрлата, по вертикали должен быть забит третий гвоздь.

В результате получается достаточно жесткий крепежный узел.

В обоих вариантах соединения подстраховываются еще одним креплением элементов со стеной вторым гвоздем с помощью проволоки или анкеров.

Если угол наклона крыши одинаков, стропила изготавливаются по шаблону, т.е. одинакового размера.

Стропильная система двухскатной крыши своими руками: монтаж с висячими стропилами

Стропильная система с висячими стропилами представляет собой треугольную конструкцию, боковыми сторонами которой являются стропила, а основанием — мауэрлат, соединенный с нижними пятами стропил.

Висячие стропила можно устанавливать без монтажа мауэрлата: их может заменить доска, прикрепленная к двухслойной гидроизоляционной мембране, постеленной сверху на стены, и закрепленная шпильками.

Если конструкция имеет большой пролет, ее крепят с помощью подкосов, бабок или ригелей.

Стойки не используются в висячей системе.

Затяжки

Затяжка — это самая длинная балка стропильной фермы. Чтобы предотвратить провисание, необходимо крепить бабки: доски, которые крепятся к вершине конструкции с одной стороны, а к затяжке — с другой. Они крепятся с помощью болтов или накладок из дерева.

Для регулировки провисающей затяжки используют резьбовые хомуты.

Устройство стропильной системы

Монтаж подкосных балок

Бабки могут быть дополнены подкосными балками, образуя ромб, где два подкоса являются нижними сторонами, а стропила — верхними гранями, причем верхний угол является коньком. Таким образом, подкосы упираются в бабку, распределяя нагрузку.

Подкосные балки

Стропила

Висячие стропила устанавливаются аналогично наслонным. При установке мансард затяжка устанавливается ближе к коньку, чтобы обеспечить больше пространства под потолком. Затяжка в таком случае крепится путем врубки с болтовым закреплением.

ПРИМЕЧАНИЕ: При монтаже висячей системы расчеты должны быть точными, а стропила и затяжки — прочными.

Наличие погрешностей приводит к смещению осей элементов системы, что обеспечивает перекос конструкции.

Способ установки стропил для скатной крыши показан на этой фотографии:

Установка стропил

Висячие стропила

Как рассчитать угол

Наклон ската используется при расчете элементов стропильной системы. Он указывается в градусах или процентах, поэтому нужно провести некоторые математические действия.

Двускатная крыша представляет собой равнобедренный треугольник в разрезе (если скаты одинаковые). Условно её можно разделить на два прямоугольных треугольника. Одна из сторон H — высота до конька, другая L — половина пролета дома.

Они измеряются по готовым стенам и фронтону. Необходимо рассчитать длину стропила B, которую можно найти из тригонометрических формул.

Тангенс угла по отношению к горизонтали:

tgα= H/L

Используя таблицу Брадиса или инженерный калькулятор, найдите соответствующее значение угла в градусах. Например, высота крыши — 3 метра, ширина дома — 9 метров, половина пролета — 9/2=4,5 метра.

tgα=3/4,5=0,6667

Эта касательная соответствует углу 34°, т.е. крыша имеет средний угол наклона. Вы можете использовать функцию косинуса и рассчитать длину стропил как B= L / cos 34° = 4,5/0,829 = 5,42м.

Информация об угле наклона также необходима, чтобы сориентироваться в кровельном покрытии.

Для расчета длины стропил (и ее проверки) можно использовать второй метод — теорему Пифагора:

B²=H²+L²=9+20,25=29,25, где B=√29,25=5,41м — длина стропила (без свеса).

Для предотвращения попадания осадков на стены необходимо добавить не менее 40см для свеса. Получаем минимальную длину стропил для вашего здания 5,81м при угле наклона 34°. Для простоты можно принять B=6м, что соответствует стандартной доске.