Двускатная кровля с висячими стропилами

Как построить висячую стропильную систему двухскатной крыши?

Стропильные балки двускатных крыш бывают с наслонными и висячими стропилами. Последние получили своё название благодаря отсутствию внутренних дополнительных опор.

Висячие стропила, как бы нависают над домом. Какие бывают висячие системы, как правильно рассчитать и смонтировать их – про всё это есть в данной статье.

Критерии выбора такой стропильной системы

Сами по себе висячие стропильные ноги не могут существовать. Они работают в стропильной системе совместно с другими элементами такими, как затяжки, бабки, стойки, ригели, подкосы и пр. Вместе с ними стропила образуют замкнутые конструкции: фермы или арки.

Висячий опорный какркас может сохранять внутреннее пространство свободным от промежуточных опор. Несмотря на это, двускатные крыши способны выдерживать нагрузки на пролётах до 17 м. Застройщики выбирают их, если планируется обустройство мансарды. Ещё их выбирают при отсутствии в доме внутренних несущих стен.

Правильное устройство

Создание опорного каркаса для кровли с висячими стропилами начинается с составления проекта. Главной особенностью стропильной системы является отсутствие опорных вертикальных конструкций посередине перекрытия внутри крыши. Простота устройства висячей системы двускатной крыши привлекает застройщиков. Между тем, существуют различные решения опорных узлов кровли.

На этапе проектирования важно учесть весь комплекс нагрузок, которые будет испытывать кровля. От этого будет зависеть величина сечения опорных деревянных элементов, в том числе висячих стропил.

Внимание. Шаг стропил является стабильным параметром – 600 мм по осям балок. Это связано с общепринятой такой шириной утеплительных материалов. Промежуток между стропилами составляет около 580 мм, что даёт возможность вкладывать маты из минваты или другого вида теплоизоляции с небольшим усилием. За счёт этого пласты утеплителя прочно удерживаются между стропилами без дополнительных креплений.

Разновидности конструкции

Когда расстояние между внешними стенами составляет больше 6 м, то стропильный каркас усиливают подкосами, вертикальными тяжами (бабками) и затяжками из двух срощенных элементов. На нижнем рисунке представлены примеры усиления стропильного каркаса при разной величине пролёта.

По способу формирования основных узлов висячие системы подразделяют на пять разновидностей:

  1. Классическая шарнирная треугольная арка.
  2. Арка с подвеской.
  3. Арка с верхней затяжкой.
  4. Арка с ригелем.
  5. Арка с подкосами и подвеской.

Классическая шарнирная треугольная

Ферма представляет арку в виде треугольника. Две наклонные балки, которые опираются на горизонтальный брус (мауэрлат) и сходятся вверху в коньке. Противоположные узлы опирания стягиваются затяжкой, которая является балкой перекрытия. Обязательное условие формирования фермы — это расстояние между коньковым ригелем и перекрытием должно быть не меньше 1/6 длины пролёта.

Стропила, изгибаясь под нагрузкой атмосферных осадков, ветра, веса кровельного покрытия и собственного веса, стремятся раздвинуть стены. Затяжка растягиваясь, сдерживает распор. В то же время схватка не является несущей. Её не обязательно делать деревянной, а заменить тяжем из металлопрофиля.

Работа трёхшарнирной арки

С подвеской

Схему с подвеской применяют при пролёте больше 6 м. Чем больше расстояние между наружными ограждениями, тем длиннее схватка, которая будет сильнее прогибаться от собственного веса. Чтобы минимизировать прогиб, затяжку подвешивают через бабку к коньковому прогону. Подвеску делают из бруса или металлопроката.

Справка. В качестве подвески лучше использовать арматурный стержень периодического профиля диаметром 10 – 12 мм. Металлический стержень лучше древесины работает на растяжение. Затяжка, собранная из двух частей, образует с бабкой шарнир. В результате подвеска работает только на растяжение.

Усиление затяжки подвеской (бабкой)

С верхней затяжкой

Затяжка является отдельным от балки перекрытия, самостоятельным элементом. Балку поднимают вверх таким образом, чтобы она, кроме своей основной функции, служила для обшивки потолка мансарды. Стропильные ноги опираются на мауэрлат через узлы скольжения. Чтобы система была уравновешенной, стропила выносят за пределы стен до 500 мм.

Арка с верхней затяжкой

Мансарда потребует высоту потолка не менее 2,2 метра, что и будет являться высотой затяжки. Соответственно высота крыши будет около 3 метров и выше. Несущую способность затяжки нужно рассчитывать, учитывая устройство подвесного потолка в мансарде.

С ригелем

Трёхшарнирная арка с ригелем с виду похожа на конструкцию с верхней затяжкой. Существенные отличия состоят в том, что вместо скользящего узла стропильную ногу жёстко крепят к мауэрлату врубом. Неподвижность узла подкрепляется опорным бруском. Из-за этого меняется характер конструкции.

Система работает на распор. Стропила выпирают стены наружу. Схватка перестаёт работать на растяжение, наоборот начинает подвергаться сжатию. Поэтому балку называют ригелем.

С подкосами и подвеской

Такую схему применяют, когда большая длина стропильных ног вызывает существенные прогибы под собственным весом. Чтобы компенсировать излишние напряжения, систему усиливают подкосами.

Эти балки подпирают стропильные ноги, снизу упираясь в бабку. Образуется жёсткая конструкция, в которой стропильные ноги под внешней нагрузкой прогибаются, давя на подкосы. Подвеска растягивается, притягивая к себе коньковый брус. Одновременно с этим стропила поджимают подкосы.

Арка с подкосами и бабкой

Читайте также:  Проект производства работ по устройству кровли

Все пять висячих арок являются вариантами классической трёхшарнирной системы. Отличия составляют элементы усиления такие, как бабки, ригели, подкосы, увеличивающие жесткость стропил.

Внимание. При длинных стропилах соответственно и затяжка большей длины. Чтобы не искать длинномер, затяжку составляют из двух частей, соединённых посередине пролёта косым срезом, к которому подсоединяют хомутом бабку.

Особености при расчёте двускатной кровли

При подготовке проекта крыши с висячими стропилами необходимо произвести точный расчёт всего опорного каркаса кровли. Поэтому собирают следующие данные:

  • размеры дома в плане и по вертикали;
  • материал стен;
  • наличие несущих внутренних стен;
  • тип мансарды;
  • предельные нагрузки на стены;
  • вид конструкции висячей системы;
  • снеговая и ветровая нагрузка;
  • угол наклона скатов крыши;
  • материал кровельного покрытия.

Правила монтажа

Монтаж висячих стропил на строительстве дома выполняется по следующим правилам.

  1. Со стороны фронтонов по центру устанавливают два вертикальных бруса или доски. На них отмечают высоту конькового прогона.
  2. Готовят шаблон стропильной ноги, прислоняя доску к мауэрлату и отметке высоты конька. На шаблоне отмечают границы верхних и нижних запилов.
  3. По шаблону готовят стропила в нужном количестве. Половина ног будет зеркальным отражением других стропил. На них делают отметки левых и правых балок. Раскладывают попарно.
  4. Вверху стропила скрепляют внахлёст, встык или врубкой. Их нижние концы соединяют затяжкой. Устанавливают бабки и подкосы, если это предусмотрено схемой сборки.
  5. Устанавливаю первые две фермы со стороны фронтонов. Их крепят к мауэрлату.
  6. Между верхними узлами крепления стропил натягиваю шнур. По нему монтируют остальные фермы с рассчитанным шагом.
  7. Вершины ферм подпирают коньковым прогоном. В некоторых случаях конёк опирают с обеих сторон на стойки.

После установки стропил и монтажа вторичных частей стропильной системы переходят к монтажу обрешётки, контробрешётки, гидроизоляции, пароизоляции и утеплителя. После этого приступают к укладке кровельного материала с системой водослива и ветрового карниза. Подробнее о строительстве двускатной крыши читайте здесь.

Заключение

Выбирая висячие стропильные ноги, застройщик должен опираться на точные расчёты нагрузки на кровлю, размер пролёта между несущими стенами и прочим параметрами. Если не хватает собственных знаний и опыта, то обращаются к профессиональным кровельщикам. Они сделают правильный расчёт стропильного каркаса, выполнят монтаж крыши с гарантийным сроком.

Источник

Стропильная система двускатной крыши своими руками: обзор конструкций висячего и наслонного типа

Время чтения 9 минут

Стропила выполняют ряд значимых кровельных функций. Они задают конфигурацию будущей крыши, воспринимают атмосферные нагрузки, удерживают кровельный материал. В числе стропильных обязанностей формирование ровных плоскостей для укладки покрытия и обеспечение пространства под компоненты кровельного пирога.

Для того, чтобы столь ценная часть крыши безупречно справлялась с перечисленными задачами, нужны сведения о правилах и принципах ее устройства. Информация полезна и тем, кем сооружает стропильную систему двускатной крыши своими руками, и тем, кто решит прибегнуть к услугам наемной бригады строителей.

Содержание

Стропильные конструкции для двускатных крыш

В устройстве стропильного каркаса для скатных крыш используют деревянные или металлические балки. Исходным материалом для первого варианта служит доска, бревно, брус.

Второй сооружают из металлопроката: швеллера, профильной трубы, двутавра, уголка. Есть комбинированные конструкции со стальными наиболее нагружаемыми деталями и элементами из древесины на менее ответственных участках.

Кроме прочности у металла имеется масса недостатков. К ним относятся теплотехнические качества, неудовлетворяющие владельцев жилых строений. Разочаровывает необходимость в применении сварных соединений. Чаще всего стальными стропилами оборудуют индустриальные строения, реже частные бытовки, собранные из металлических модулей.

В деле самостоятельного сооружения стропильных конструкций для частных домов в приоритете древесина. С ней работать несложно, она легче, «теплей», привлекательней по экологическим критериям. К тому же для выполнения узловых соединений не потребуется сварочный аппарат и навыки сварщика.

Стропила — основополагающий элемент

Основной «игрок» каркаса для сооружения крыши – стропило, в среде кровельщиков называемое стропильной ногой. Лежни, раскосы, бабки, прогоны, затяжки, даже мауэрлат могут использоваться или не использоваться в зависимости от архитектурной сложности и габаритов крыши.

Стропила, применяемые в строительстве каркаса двускатных крыш, по техническим признакам и способу укладки подразделяются на:

  • Наслонные стропильные ноги, обе пятки которых имеют под собой надежные конструктивные опоры. Нижний край наслонного стропила упирается в мауэрлат или в потолочный венец сруба. Опорой для верхнего края может служить зеркальный аналог смежной стропилины или прогон, представляющий собой горизонтально проложенную под коньком балку. В первом случае стропильная система называется распорной, во втором безраспорной.
  • Висячие стропила, верх которых упирается друг в дружку, а низ базируется на дополнительной балке – затяжке. Последняя соединяет две нижние пятки смежных стропильных ног, в результате получается треугольный модуль, именуемый стропильной фермой. Затяжка гасит процессы растяжения, благодаря чему на стены действует только вертикально направленная нагрузка. Конструкция с висячими стропилами хоть и является распорной, но сам распор на стены не передает.

В соответствии с технологической спецификой стропильных ног, сооружаемые из них конструкции делятся на наслонные и висячие. Для устойчивости конструкции оснащают подкосами и дополнительными стойками.

Для устройства опор верха наслонных стропилин монтируют лежни и прогоны. В реальности стропильная конструкция намного сложнее, чем описанные элементарные шаблоны.

Отметим, что формирование каркаса двускатной крыши может вообще производится без стропильной конструкции. В таких ситуациях предполагаемые плоскости скатов образуются слегами – балками, уложенными прямо на несущие фронтоны.

Однако интересует нас сейчас конкретно устройство стропильной системы с висячими или наслонными стропилами, а также комбинация обоих типов.

Читайте также:  Конструкции кровель для беседок

Тонкости крепления стропильных ног

Крепление стропильной системы к кирпичным, пенобетонным, газобетонным стенам производится через мауэрлат, который в свою очередь фиксируется анкерами.

Между мауэрлатом, представляющим собой деревянную раму, и стенами из указанных материалов в обязательном порядке прокладывается гидроизоляционная прослойка из рубероида, гидроизола и т.д.

Верх кирпичных стен иногда специально выкладывают так, чтобы по внешнему периметру получилось нечто вроде невысокого парапета. Так делают, чтобы размещенный внутри парапета мауэрлат и стены не распирали стропильные ноги.

Видео-рекомендации желающим своими руками устроить мауэрлат:

Стропила каркаса крыш деревянных домов опираются на верхний венец либо на потолочные балки. Соединение во всех случаях выполняется врубками и дублируется гвоздями, болтами, металлическими или деревянными пластинами.

Как обойтись без сложных расчетов?

Крайне желательно, чтобы сечение и линейные размеры деревянных балок определялись проектом. Проектировщик даст четкие расчетные обоснования геометрическим параметрам доски или бруса с учетом всего спектра нагрузок и погодных условий. Если в распоряжении домашнего мастера проектной разработки нет, путь его лежит на стройплощадку с подобной кровельной конструкцией.

На этажность возводимого здания внимание можно не обращать. Проще и правильнее выяснить требующиеся размеры у прораба, чем узнавать их у владельцев шаткого самостроя. У прораба будет необходимая документация с четким расчетом нагрузок на 1 м² крыши в конкретном регионе.

Шаг установки стропилин определяет тип и вес кровельного покрытия. Чем оно тяжелее, тем меньше должно быть расстояние между стропильными ногами. Для укладки глиняной черепицы, например, оптимальным расстоянием между стропилами будет 0,6-0,7 м, а для монтажа металлочерепицы и профлиста допустимо 1,5 — 2 м.

Однако даже при превышении шага, требующегося для правильно монтажа кровли, имеется выход. Это устройство усиливающей контробрешетки. Правда она увеличит и вес крыши, и бюджет строительства. Поэтому с шагом стропил разобраться лучше до сооружения стропильной системы.

Народные умельцы вычисляют шаг стропил согласно конструктивным особенностям постройки, банально разделив длину ската на равные расстояния. Для утепленных крыш шаг между стропилами подбирают, исходя из ширины плит теплоизоляции.

У нас на сайте вы можете найти калькулятор для расчета двускатной крыши, который возможно вам поможет при строительстве.

Стропильные конструкции наслонного типа

Стропильные конструкции наслонного типа значительно проще в исполнении, чем их висячие собратья. Обоснованный плюс наслонной схемы заключается в обеспечении полноценного проветривания, которое напрямую связано с долгосрочностью службы кровли.

Отличительные конструктивные особенности:

  • Обязательное наличие опоры под коньковой пяткой стропильной ноги. Роль опоры может играть прогон – деревянная балка, опирающаяся на стойки или на внутреннюю стену строения, или верхний торец смежной стропилины.
  • Использование мауэрлата для возведения стропильной конструкции по стенам из кирпича или искусственного камня.
  • Применение дополнительных прогонов и стоек там, где стропильным ногам по причине крупного габарита крыши требуется дополнительные точки опоры.

Минус схемы заключается в наличии конструктивных элементов, влияющих на планировку внутреннего пространства эксплуатируемого чердака.

Если чердак холодный и в нем не предполагается организация полезных помещений, то наслонной конструкции стропильной системы для устройства двускатной крыши стоит отдать предпочтение.

Типовая последовательность работ по сооружению наслонной стропильной конструкции:

  • Первым делом промеряем высоты постройки, диагонали и горизонтальность верхнего среза остова. При выявлении вертикальных отклонений кирпичных и бетонных стен, устраняем их цементно-песчаной стяжкой. Превышение высот сруба стесываем. Путем подкладывания щепы под мауэрлат с вертикальными огрехами можно бороться, если величина их незначительна.
  • Поверхность перекрытия под укладку лежня необходимо тоже выровнять. Он, мауэрлат и прогон должны быть четко горизонтальны, но расположение перечисленных элементов в одной плоскости не обязательно.
  • Обрабатываем все деревянные детали конструкции перед установкой антипиренами и антисептическими препаратами.
  • По бетонным и кирпичным стенам прокладываем гидроизоляцию под установку мауэрлата.
  • Укладываем брус мауэрлата на стены, вымеряем его диагонали. Если понадобится, слегка передвигаем брусья и поворачиваем углы, стремясь добиться идеальной геометрии. Выравниваем раму по горизонтали при необходимости.
  • Монтируем мауэрлатную раму. Сращивание брусьев в единую раму производится посредством косых врубок, места соединений дублируются болтами.
  • Фиксируем положение мауэрлата. Крепеж производится либо скобами к загодя заложенным в стену деревянным пробкам, либо анкерными болтами.
  • Размечаем положение лежня. Его ось должна отступать от брусьев мауэрлата на равные расстояния с каждой стороны. Если прогон будет опираться только на стойки без лежня, процедуру разметки проводим только для этих столбиков.
  • Устанавливаем лежень на двухслойную гидроизоляцию. К основанию его крепим анкерными болтами, с внутренней стеной соединяем проволочными скрутками или скобами.
  • Размечаем точки установки стропильных ног.
  • Выпиливаем стойки по единым размерам, т.к. лежень у нас выставлен в горизонт. Высота стоек должна учитывать размеры сечения прогона и лежня.
  • Устанавливаем стойки. Если предусмотрено проектом, раскрепляем их распорками.
  • Укладываем на стойки прогон. Снова проверяем геометрию, затем устанавливаем скобы, металлические накладки, деревянные крепежные пластины.
  • Устанавливаем пробную стропильную доску, размечаем на ней места подрезки. Если мауэрлат выставлен строго в горизонт, нет необходимости в подгонке стропилин на крыше по факту. Первая доска может использоваться в качестве шаблона для изготовления остальных.
  • Размечаем точки установки стропилин. Народные мастера для разметки обычно заготавливают пару реек, длина которых равна просвету между стропилинами.
  • По разметке устанавливаем стропильные ноги и крепим их сначала внизу к мауэрлату, затем вверху к прогону друг к другу. К мауэрлату проволочной связкой прикручивается каждая вторая стропилина. В деревянных домах стропилины прикручивают ко второму от верхнего ряда венцу.

Если подстропильная система сделана безупречно, наслонные доски монтируются в произвольном порядке.

Читайте также:  Герметик для герметизации фальцев кровли

Если уверенности в идеальном сооружении нет, то сначала устанавливаются крайние пары стропилин. Между ними натягивается контрольная бечевка или леска, согласно которой подгоняется положение вновь устанавливаемых стропил.

Завершается монтаж стропильной конструкции установкой кобылок, если длина стропильных ног не позволяет сформировать свес требующейся длины. К слову, для деревянных построек свес должен выходить за контур здания на 50см. Если запланирована организация козырька, под него устанавливаются отдельные мини-стропила.

Еще одно полезное видео о строительстве двускатной стропильной основы своими руками:

Висячие стропильные системы

Висячая разновидность стропильных систем представляет собой треугольник. Две верхние стороны треугольника сложены парой стропилин, а основанием служит соединяющая нижние пятки затяжка.

Применение затяжки позволяет нейтрализовать действие распора, потому на стены с висячими стропильными конструкциями действует только вес обрешетки, кровли плюс в зависимости от сезона вес осадков.

Специфика висячих стропильных систем

Характерные черты стропильных конструкций висячего типа:

  • Обязательное наличие затяжки, выполненной чаще всего из древесины, реже из металла.
  • Возможность отказаться от использования мауэрлата. Раму из бруса с успехом заменит уложенная на двуслойную гидроизоляцию доска.
  • Установка на стены готовых замкнутых треугольников – стропильных ферм.

К достоинствам висячей схемы относят свободное от стоек пространство под кровлей, позволяющее организовать мансарду без столбов и перегородок. Есть недостатки.

Первый из них — ограничения по крутизне скатов: угол их уклона может быть минимум 1/6 пролета треугольной фермы, настоятельно рекомендованы более крутые крыши. Второй минус заключается в необходимости доскональных расчетов для грамотного устройства карнизных узлов.

Кроме всего прочего, угол стропильной фермы устанавливать придется с ювелирной точностью, т.к. оси соединяемых компонентов висячей стропильной системы должны пересекаться в точке, проекция которой обязана попадать на центральную ось мауэрлата или заменяющей его подкладочной доски.

Тонкости большепролетных висячих систем

Затяжка – самый длинный элемент висячей стропильной конструкции. Со временем она, как свойственно всем пиломатериалам, деформируется и провисает под действием собственной массы.

Владельцев домов с пролетами 3-5 м указанное обстоятельство не слишком беспокоит, а вот хозяевам зданий с пролетами 6 и более метров стоит задуматься об установке дополнительных деталей, исключающих геометрические изменения затяжки.

Чтобы предотвратить провисание в схеме монтажа стропильной системы для большепролетной двускатной крыши имеется весьма значимый компонент. Это подвеска, называемая бабкой.

Чаще всего она представляет собой брусок, прикрепленный деревянными прибоинами к вершине стропильной фермы. Не следует путать бабку со стойками, т.к. ее нижняя часть вообще не должна соприкасаться с затяжкой. И установка стоек в качестве опор в висячих системах не применяется.

Суть заключается в том, что бабка как бы висит на коньковом узле, а уже к ней присоединяется затяжка с помощью болтов или прибитых деревянных накладок. Чтобы корректировать провисающую затяжку используются хомуты резьбового или цангового типа.

Регулировку положения затяжки можно устроить в зоне конькового узла, а бабку с ней соединить жесткой врубкой. Вместо бруска на нежилых чердаках для изготовления описанного стягивающего элемента может быть использована арматура. Бабку или подвес рекомендуется устроить еще и там, где затяжка собирается из двух брусьев, для поддержки участка соединения.

В усовершенствованной висячей системе подобного типа бабку дополняют подкосные балки. Силы напряжения в образовавшемся ромбе гасятся самопроизвольно благодаря грамотной расстановке действующих на систему векторных нагрузок.

В результате стропильная система радует стабильностью при незначительной и не слишком дорогой модернизации.

Висячий тип для мансард

С целью увеличения полезного пространства затяжка стропильных треугольников для мансарды переносится ближе к коньку. У вполне резонного перемещения есть дополнительные плюсы: оно позволяет использовать затяжки в качестве основы для подшивки потолка.

Присоединяется к стропилам она путем врубки полусковороднем с дублированием болтом. От провисания ее оберегают посредством установки короткой бабки.

Ощутимый недостаток мансардной висячей конструкции заключается в необходимости точных расчетов. Самостоятельно рассчитать ее слишком сложно, лучше воспользоваться готовым проектом.

Какая конструкция более экономически выгодна?

Стоимость – немаловажный аргумент для самостоятельного строителя. Естественно, цена сооружения у обоих типов стропильных систем не может быть одинаковой, потому что:

  • В строительстве наслонной конструкции для изготовления стропильных ног используется доска или брус небольшого сечения. Т.к. наслонные стропилины имеют под собой две надежные опоры, требования к их мощности ниже, чем в висячем варианте.
  • В строительстве висячей конструкции стропила выполняют из толстого бруса. Для изготовления затяжки требуется аналогичный в сечении материал. Даже с учетом отказа от мауэрлата расход будет ощутимо больше.

Сэкономить на сортности материала не получится. Для несущих элементов обоих систем: стропилин, прогонов, лежней, мауэрлата, бабок, стоек нужен пиломатериал второго сорта.

Для ригелей и затяжек, работающих на растяжение, потребуется первый сорт. В изготовлении менее ответственных деревянных накладок может применяться третий сорт. Без подсчета можно сказать, что в сооружении висячих систем дорогой материал используется в большем объеме.

Висячие фермы собирают на открытой площадке рядом с объектом, затем транспортируют в собранном виде наверх. Для подъема увесистых треугольных арок из бруса потребуется техника, за аренду которой придется платить. Да и проект для сложных узлов висячего варианта тоже чего-то стоит.

Видео-инструктаж по устройству стропильной конструкции висячей категории:

Методов сооружения стропильных систем для крыш с двумя скатами на самом деле гораздо больше.

Мы описали лишь базовые разновидности, которые в реальности применимы для небольших дачных домиков и построек без архитектурных затей. Однако представленной информации достаточно, чтобы справиться со строительством простой стропильной конструкции.

Источник

Поделиться с друзьями
Строю.ру