Как начертить план кровли. Тонкости подготовки плана скатной кровли. Этапы составления чертежа. Конструкция стропильной системы двускатной крыши Тонкости подготовки плана скатной кровли

При строительстве коттеджей и загородных домов используются системы стропил, применяемые в жилых домах. Данная статья расскажет о том, как проектируют систему стропил, что такое план стропил и как он составляется для облегчения расчета системы.

Стропила для жилых зданий чаще всего изготавливают из древесины. Такие стропильные системы обычно выполняются в форме треугольника, хотя иногда используются и другие конструкции.

При необходимости экономии жилого пространства используют стропильные мансардные системы, позволяющие оборудовать в чердачном помещении еще одну жилую комнату.

Проектирование стропильных систем и стропил

Проектирование системы стропил является довольно сложной задачей, требующей специальных навыков и знаний. Для этого необходимо правильно произвести расчет снега и ветра, оптимальный вес системы.

Поэтому наибольшей эффективности и долговечности построенного дома можно добиться в том случае, если расчет и чертеж стропильной системы выполняет грамотный квалифицированный специалист, имеющий опыт выполнения подобных работ.

Наиболее важными моментами, учитываемыми при проектировании кровли, являются:

Тип возводимой крыши;
Углы наклона скатов;
Материал, используемый для покрытия кровли;
выбор сечения стропил;
Расчет конструкций системы стропил.

При этом величина наклона скатов влияет также на расчет прочности несущей конструкции и выбор материала, которым будет покрыта кровля.

Большинство таких материалов напрямую влияют на проект стропильной системы, следовательно, материал для покрытия необходимо выбирать еще на этапе проектирования.

Стропильную конструкцию следует тщательно рассчитывать, выполняя проектирование кровли, поскольку допущенные при оценке нагрузок недочеты могут вызвать как деформацию конструкции стропил и нарушение покрытия кровли в процессе эксплуатации, так и обрушение всей крыши.

Несущие конструкции кровли, состоящие в случае скатной кровли из обрешетки и стропил, обеспечивают ее устойчивость и прочность.

Конструктивная схема расположения стропил зависит от следующих параметров:

Форма крыши;
Наличие внутренних опор и их расположение;
Длина перекрываемого пространства.

Выполняя чертеж стропил, следует учитывать, что стропила или фермы стропил бывают висячие и наслонные (наиболее широко распространенный тип).

Чаще всего конструкция стропил выполняется в форме треугольника, обеспечивающей максимальную жесткость и экономичность.

Сложные фермы стропил включают в себя целый ряд различных дополнительных элементов, таких как:

Стропильные балки, называемые также стропильными ногами;
Затяжки;
Ригели;
Стойки;
Подкосы и т.д.

Рассмотрим подробнее два основных типа стропил:

Наслонные стропила устанавливаются в домах, где несущей стеной является средняя. В их состав входят две стропильные ноги, нижние концы которых опираются на мауэрлаты – несущие брусья, а верхние – на прогон конька, который поддерживается стойками. Стойки устанавливаются на лежень, расположенный на несущей внутренней стене. Мауэрлат и лежень служат для того, чтобы распределять нагрузку на стены. При отсутствии продольных внутренних стен стропила следует опирать на поперечные внутренние стены или на столбы, расстояние между которыми не превышает 6,5 метров. С помощью одной дополнительной опоры ширина перекрываемого помещения может быть увеличена до 12 метров, а с двумя опорами – до 15 или 16 метров. Увеличение пролета усложняет конструкцию, поскольку возникает необходимость вводить дополнительные , такие как стойки и подкосы, позволяющие повысить устойчивость и поперечную жесткость системы стропил, превращая конструкцию стропил в ферму.
применяются при отсутствии внутренних опор и опираются только на наружные стены. В состав висячих стропил входят наклонные стропильные ноги и растяжка, представляющая собой горизонтальный брус, воспринимающий распор от ног стропил. Нижними концами стропильные ноги при помощи затяжки опираются на мауэрлаты, а для верхних выполняется крепление стропил в коньке. Наиболее простым вариантом висячих стропил является треугольная симметричная ферма, причем объем перекрываемого пространства может составлять от 7 до 12 метров. Усилить конструкцию можно при помощи специальной стяжки – ригеля.

Важно: следует отметить, что изготовление висячих стропил является довольно трудоемким процессом, а их стоимость существенно превышает стоимость наслонных. Поэтом довольно часто с целью снижения стоимости строительства оборудуют комбинированные системы стропил, в состав которых входят и висячие, и наклонные стропила.

Разработка плана стропил

При разработке плана стропил выполняют следующие процедуры:

Нанесение модульных координационных осей, к которым привязываются значения толщины капитальных стен здания. При этом вынос венчающего карниза используемой конструкции отображается на плане стен наружных в виде контурной линии;
На плане вычерчиваются каналы дымовые и вентиляционные каналы и трубопроводы, расположение которых в обязательном порядке учитывается в процессе размещения элементов проектируемой системы стропил;
Разрабатывают план выбранной формы крыши в виде эскиза, на котором должно также учитываться расположение стен. На план в виде линий наносятся конек, ендовы, ребра, а также следующие элементы:

Форма скатов крыши;
Направление уклона скатов;
Расположение слуховых окошек;
Расположение фронтонов и т.д.

Используя план крыши, производят вычерчивание плана системы стропил, на котором должно быть указано размещение следующих элементов:

Подстропильная балка;
Мауэрлаты;
Стропильные ноги с кобылками и затяжками, опирающиеся на мауэрлаты;
Стойки, также как и продольные подкосы, обеспечивающие необходимую пространственную жесткость стропильной системы (отображаются в виде штриховой линии);

Поперечные сечения различных элементов принимают ориентировочные значения в зависимости от того, какой тип древесины будет использован при строительстве (доски, брусья или бревна). Шаг стропил, то есть расстояние между ними, выбирается в зависимости от того, какой именно строительный лес применяется при строительстве кровли, а также от веса используемого для покрытия материала:

Шаг составляет 100-120 см;
Шаг изготовленных из брусьев стропил – от 150 до 180 см.

Кроме того, расстояние между стропилами может изменяться при пропускании между ними труб дымохода или вентиляции.

Кроме того, данные трубы могут пропускаться путем прерывания стропильных ног, для этого их свободные концы опираются на перемычки из древесины, расположенные между соседними стропилами, для крепления которых выполняется специальный запил стропил.

В случае двускатных или щипцовых крыш слуховые окна размещаются во фронтонах, расположенных на торцах. Это повышает эффективность вентилирования чердачного помещения в теплое время года.

При разработке проекта четырехскатной крыши следует отобразить на плане такие элементы, как накосные диагональные ноги стропил, нарожники, опирающиеся на них, а также располагающиеся на вальмах слуховые окошки.

В случае, если в подкровельном пространстве оборудуется мансардный этаж, на плане следует отобразить также верхние балки обвязки стен каркаса, на которые будут опираться стропила.

Следует также учитывать, что разработка плана системы стропил должна выполняться параллельно разработке плана различных конструктивных разрезов проектируемого здания, которые должны быть связаны между собой.

На чертеже стропильного плана проставляются значения расстояний между модульными осями проектируемого здания, к которым привязываются значения толщины стен. Размерные линии, на которых отмечается цепочка шагов между стропильными осями, наносятся на план ближе к его контуру. Внутри же плана указывают расстояния между стойками, трубами вентиляции и дымохода, а также между различными элементами конструкции стропильной системы. Кроме того, на плане необходимо отобразить выноски, на которых будут указаны значения длин и поперечных сечений перечисленных элементов.

Стропильная система является важнейшим элементом конструкции возводимой кровли, от правильности проектирования которой зависят такие показатели, как надежность крыши, ее безопасность и длительность срока эксплуатации.

Поэтому, не обладая требуемыми навыками и умениями, лучше не браться за составление плана стропил, а доверить выполнение данной работы квалифицированному специалисту, обладающему необходимым опытом.

Четырехскатная крыша, при условии грамотного ее возведения, отличается не только презентабельным внешним видом, но и повышенной прочностью, которая позволяет ей эффективно противостоять атмосферным осадкам и сильному ветру. В данной статье мы расскажем о том, каково устройство стропильной системы четырехскатной крыши, рассмотрим разновидности таких каркасов, а также опишем подробный план работ по их возведению.

Сравнительная характеристика видов каркаса: шатрового и вальмового

В категорию крыши с четырьмя скатами входят 2 типа каркасных систем, которые схематично выглядят как квадратный (шатровая конструкция) и прямоугольный (вальмовая кровля) конверты. В нашей стране крыша конверт достаточно популярна. Главной особенностью четырехскатных крыш является отсутствие фронтонов. Для сооружения стропильной системы четырехскатной крыши в обоих случаях применяются висячие и наслонные стропила. Методы их сборки являются стандартными для крыш с любым количеством скатов.

Отличительные черты четырехскатных кровель различной конструкции:

В случае с шатровым каркасом, кровля состоит из четырех равнобедренных треугольников, которые соприкасаются вершинами в одной точке. В данном случае функции конька возложены на центральную опорную балку в наслонных конструкциях, либо на верхнюю точку фермы висячих стропил.
Крыша вальмового типа предполагает наличие двух треугольных и двух скатов в форме трапеции. В данном случае трапециевидные скаты примыкают к коньковой балке верхними ребрами, а треугольные – вершинами. При этом все четыре ската соприкасаются друг с другом боковыми ребрами.

Изучая план стропильной системы четырехскатной крыши, можно сделать вывод, что выбор конфигурации четырехскатной кровли зависит от формы строения. То есть, квадратные дома перекрывают шатровыми конструкциями, а прямоугольные – вальмовыми кровлями. При этом можно использовать любые кровельные материалы, как жесткие, так и мягкие.

При составлении чертежей стропильной системы четырехскатной крыши следует четко обозначить геометрическую форму, а также указать положение отдельных элементов и проекции скатов с точными размерами.

Как правило, системы стропил вальмового и шатрового типа комбинируют с традиционными – односкатными, двускатными и ломаными крышами в рамках одного объекта.

Для опоры четырехскатной конструкции можно использовать мауэрлат, являющийся верхней обвязкой на бетонных или кирпичных стенах, а также верхний венец бревенчатого сруба. Наслонную технологию применяют в тех случаях, когда есть возможность установить верхнюю и нижнюю опору под каждую стропильную ногу.

Мауэрлат должен быть закреплен с усилением, чтобы выдержать распирающие усилия в случае жесткой фиксации стропильных ног деревянными накладками или металлическими уголками.
Если же верхняя часть ноги будет зафиксирована жестко, а нижняя – на шарнирном креплении, производить фиксацию мауэрлата можно обычным способом. В таком случае при усилении нагрузок на каркас стропила смогут слегка сдвинуться.
Распирающая нагрузка и давление на мауэрлат будут нивелированы при использовании жестких креплений нижней части стропил и шарнирных – на верхних пятках.

Обратите внимание, что способ укладки мауэрлата и всей стропильной системы следует предусмотреть на этапе проектирования здания. При отсутствии внутренних несущих стен и невозможности размещения опорных элементов для центральной части крыши, применяется технология висячих стропил. Однако чаще всего устанавливают все-таки наклонный тип стабильного каркаса, предусмотрев заранее наличие несущих конструкций.

При сооружении вальмовых и шатровых каркасов используются такие специфические узлы стропильной системы четырехскатной крыши:

Диагональные ноги, из которых выполняются хребты скатов. В каркасах шатрового типа такие накосные ноги совмещают углы крыши с ее верхней точкой. Вальмовые каркасы предполагают стыковку консолей коньковой балки с углами посредством диагональных стропил.
Нарожники (полуноги) – элементы, монтируемые под углом 90 градусов к карнизам. Поскольку они стыкуются с диагональными стропилами и располагаются параллельно друг другу, их длина будет отличаться. Из таких элементов создаются скаты крыши.

Эти же конструктивные элементы применяются для создания ендов, с той лишь разницей, что углы делаются вогнутыми.

Именно установка накосных стропил представляет наибольшую сложность. Более того, на эти элементы будет приходиться повышенная нагрузка, поскольку они служат опорным элементом для крепления в верхней части нарожников, то есть выполняют функции конька. Поэтому перед началом работ необходимо выполнить расчет стропильной системы четырехскатной крыши.

В целом процесс возведения крыши с четырьмя скатами включает такие этапы:

Укладка мауэрлата на стены из кирпича или бетона. В бревенчатых домах этим элементом служит верхний венец.
Монтаж центральной опорной балки под шатровый каркас или сборка опорных конструкций для вальмовой крыши.
Установка наслонных стропильных ног под ту или иную конструкцию.
Крепление диагональных стропилин, которые совмещают углы крыши с центральной вершиной или торцами конька.
Разметка и монтаж нарожников.

Если предполагается висячий тип стропильной системы, то первым этапом создания шатровой конструкции станет размещение центральной фермы в форме треугольника. При создании конструкции вальмового типа на стартовом этапе крепят несколько стропильных ферм.

Строительство вальмовой крыши

Поскольку в частном строительстве используются преимущественно вальмовые крыши с наслонными стропилами, рассмотрим подробнее процесс монтажа четырехскатной стропильной системы такой конструкции. Опорой для конструкций будут служить перекрытия, размещенные на мауэрлате.

Фиксация методом врубки будет выполняться лишь в месте стыковки конька со стропилами, поэтому мауэрлат можно устанавливать на обычных креплениях. В рассматриваемом здании коробка дома имеет размеры 8,4×10,8 м. Крыша на плане будет превосходить размеры дома на 40-50 см с каждой стороны – это ширина карнизного свеса.

План укладки опор на мауэрлат

В зависимости от материала, использованного для возведения стен здания, укладка мауэрлата может производиться различными способами.

В верхней части стен из газосиликатных или пенобетонных блоков нужно залить армированный бетонный пояс, в котором разместить анкеры для последующей фиксации мауэрлата.
При сооружении кирпичных стен в верхней их части выполняют бортик в 1-2 кирпича таким образом, чтобы в центре стены образовалось углубление для деревянного каркаса. По мере кладки между кирпичами размещают деревянные пробки, к которым мауэрлат будет фиксироваться скобами.

Для мауэрлата понадобится брус сечением 100×150 или 150×150 мм. При планировании использования пространства под крышей следует применять более толстые балки. Элементы каркаса стыкуют косыми врубками с последующим усилением – гвоздями, глухарями или саморезами, а по углам – скобами.

Далее на мауэрлат нужно разместить элементы перекрытия. Их делают из брусков сечением 100×200 мм. Первой укладывается центральная балка. Если длины пиломатериалов недостаточно, ее изготавливают из двух кусков бруса. Причем место соединения должно приходиться на опорный элемент, например, несущую стену.

В данном случае балки уложены с шагом в 60 см. Как правило, коробка имеет неидеальные размеры, поэтому шаг между балками можно слегка подкорректировать, чтобы сгладить несовершенства. Отступ от стен дома до крайних балок, расположенных по обеим сторонам, должен составлять 90 см. Он требуется для монтажа выносов.

К торцевым частям балок перекрытия крепятся выноса. Для удобства сначала их размещают лишь в тех местах, где далее будут установлены стропила. К поверхности мауэрлата выноса крепятся гвоздями, а к балкам – нагелями, гвоздями крупного сечения, саморезами, после чего крепление усиливается уголками.

Сборка конькового участка четырехскатной крыши

Центральный отрезок крыши вальмового типа является не чем иным, как традиционной двухскатной конструкцией. Следовательно, ее сборка выполняется по технологии для скатных кровель. Хотя подобная конструкция обычно предусматривает наличие лежня, на котором размещаются опоры под конек, в данном примере функции такого элемента возложены на центральную балку перекрытия.

Коньковый участок крыши выполняют так:

Сначала собирают опорную конструкцию под стропила, которые верхними пятками будут упираться в коньковую балку. Сам конек будет поддерживаться тремя опорными столбами, из которых средний монтируется непосредственно на центральном брусе перекрытия. Чтобы правильно установить два крайних столба, под них поверх перекрытия размещают поперечные бруски, по длине охватывающие не менее 5 балок. Подкосы обеспечивают дополнительную устойчивость конструкции. Опорные элементы каркаса изготавливают из бруса сечением 100×150 мм, а подкосы – из досок 50×150 мм.
Чтобы все стропила были одинаковыми, для их нарезки изготавливают шаблон. Для этого доску нужной длины примеряют на месте монтажа, делают разметку запилов, после чего по ней выполняют нарезку всех стропилин.
Готовые стропила опирают на коньковую балку местом врубки, а нижнюю часть закрепляют на выносе.

Обычно балки перекрытий размещают перпендикулярно коробке, чтобы упор стропильных ног в центральной части крыши приходился именно на них. Поскольку в рассматриваемом примере стропила стыкуются с выносом, необходим монтаж дополнительных опор. Их размещают таким образом, чтобы перераспределить нагрузку со стропил и опор на стены.

В конце нужно установить с каждой стороны по три ряда выносов. После этого к балкам перекрытий и выносам строго горизонтально крепится карниз, облегчающий дальнейшие работы с крышей.

Крепление угловых выносов стропильной системы

В углах за карнизной доской необходимо установить угловые выноса.

Их крепят так:

От угла до места условного пересечения балки перекрытия с крайней опорой каркаса натягивают шнурку.
По ее контуру в нужном месте размещают брусок. На бруске нужно отметить места, где он пересекает балку перекрытия и угловой стык карниза. По разметке все лишнее обрезают.
С помощью уголков готовый элемент крепится к перекрытию и мауэрлату.

Те же действия выполняются со всеми оставшимися выносами.

Устройство накосных стропил - чертежи

Диаметр диагональных стропил совпадает с размерами рядовых элементов. Поскольку в нашем примере уклон трапециевидных скатов и вальм отличается, одна из накосных ног размещается несколько выше другой.

Процесс создания и монтажа накосов таков:

С помощью шнурки намечаем дополнительные линии для разметки запила, натянув ее к углам и центру ската от верхней точки коньковой балки.
Определяем угол между верхней частью углового выноса и шнурка. Это будет угол для нижнего запила (α). Верхний запил (β) высчитывается по формуле: β=90º-α.
Берем обрезок доски и спиливаем в нем один край под углом β. Приложив заготовку к месту стыковки верхние части, совмещаем ее ребро со шнуркой. Излишки отмечаем и отпиливаем.
В другой заготовке для нижней пятки отпиливаем участок под углом α.
С помощью полученных шаблонов вырезают первое диагональное стропило. Если нет целой доски нужной длины, элемент собирают из двух кусков. Сращивают их с помощью дюймовой доски, длиной 1 м, поместив ее с внешней стороны стропила. Готовый элемент можно устанавливать.
Аналогичным образом изготавливают вторую половину диагональных стропил, не забыв, что она должна размещаться несколько ниже первой. Место стыковки двух половин накоса не должно совпадать с отрезком сращивания досок в одну деталь.
Стыковка досок производится гвоздями на расстоянии 40-50 см.
Далее по шнурке на стропиле необходимо прочертить линию запила, чтобы его можно было состыковать со смежным диагональным элементом.

Изготовление остальных 3 детали выполняется аналогичным образом. Под каждую из таких стропилин в местах, где стыкуются балки с угловыми выносами, устанавливают опоры. Дополнительные опоры возле конька необходимы, если длина пролета превышает 7,5 м.

Сборка и монтаж вальмовых стропильных ног

По натянутой шнурке от конька к центру ската замеряем нижний угол γ и вычисляем противоположный угол δ=90º-γ. Так же, как и с диагональными деталями, изготавливают шаблоны для запилов на верхней и нижней пятке элемента, чтобы он плотно вошел между диагональными стропилами. Изготовив центральное стропило вальмы, его нужно установить в соответствующем месте.

Жесткость конструкции и надежное крепление наиболее коротких нарожников обеспечивается путем установки коротких выносов между карнизом и угловыми выносами.

На следующем этапе делают шаблоны для нарожников:

Кусок доски отпиливают под углом δ и примеряют на месте соединения с диагональной ногой.
Различают лишние участки, затем их отпиливают. Этот шаблон понадобится для создания всех нарожников, которые будут установлены с одной из сторон вальмы. Для другой половины запил на заготовках нужно будет сделать с противоположной стороны.
Нижнюю пятку нарожников подрезают по шаблону, отпиленному под углом γ. Такая заготовка подойдет для создания нижних стыков на всех нарожниках.

Изготовление нарожников производится с учетом расчетной длины элементов и согласно изготовленным шаблонам. Они заполнят плоскости вальм и основных скатов. Установку этих деталей выполняют так, чтобы места стыковки накосов с нарожниками с противоположных сторон не сходились в одном месте, то есть вразбежку. Крепежными элементами для соединения нарожников с диагональными стропилами служат уголки, а с выносами и балками перекрытия – зубчатые пластины или уголки – кому что удобнее.

Сооружение крыши с шатровым типом каркаса выполняется по тем же технологиям, что и с вальмовым. Единственное отличие заключается в отсутствии конька в шатровых крышах. В данном случае монтаж стропильной системы шатровой кровли начинается со стыковки диагональных стропил, а затем – нарожников. Если же используются висячие стропила, сначала выполняется монтаж центральной фермы.

Таким образом, детальное изучение особенностей строительства четырехскатных крыш позволит вам приступить к созданию каркасной конструкции со знанием дел.

1) Нанести координационные оси здания.

2) Нанести контур стен.

3) По периметру здания на наружные стены уложить мауэрлат.

4) В углах здания уложить опорный ригель для опирания диагональных стропильных ног.

5) Под углом 45° из углов здания вычертить диагональные стропильные ноги.

6) По внутренней стене здания уложить лежень и показать верхний прогон.

7) Уложить стропильные ноги, начиная с опорного узла, через определенное расстояние.

8) По диагональным стропильным ногам уложить в шахматном порядке коротки стропильные ноги (нарожники).

9) Установить стойки через 3000 – 6000 мм, начиная с опорного узла.

10) При ширине здания более 12 м к стропильным ногам уложить ригель.

11) Для образования карниза к каждой стропильной ноге прибивается кобылка, а к диагональным стропильным ногам кобылки, называемые коротышами, прибиваются с двух сторон.

Эффективным решением устройства крыши является применение наслонных стропил для перекрытия пролетов до 14 м при наличии в здании одной внутренней опоры и до 16 м при двух внутренних опорах.

Сопряжения стропил выполняют с применением крепежных болтов, скоб ил и гвоздей.

В том случае, когда расстояние между опорами (наружными или внутренними) более 7500 мм, в гражданских зданиях несущей основой крыши являются стропильные фермы , представляющие собой плоскую геометрически неизменяемую решетчатую систему, состоящую из отдельных, связанных между собой элементов (стержней). Стропильные фермы могут быть деревянные, металлодеревянные, стальные и железобетонные. Деревянные фермы называют висячими стропилами .

Шаг стропильных ферм при пролетах до 9 м составляет 3 – 4 м, при пролетах более 10 м – 1,5 – 2 м.

Схемы висячих стропил

Слуховые окна устраивают в скатных крышах для освещения, проветривания чердака, выхода через них на крышу. Они могут быть полукруглой, треугольной, прямоугольной формы. Освещение – через остекленную створку переплета размером не менее 0,6×0,8 м. Для проветривания служат деревянные жалюзийные решетки, располагаемые смежно с остекленной створкой слухового окна. Слуховые окна необходимо размещать так, чтобы обеспечивалось сквозное проветривание. Рекомендуется низ окна располагать не выше 0,8 – 1,0 м от верха чердака.

Виды слуховых окон

а – треугольное; б – полукруглое; в – прямоугольное; г – полигональное

1 – остекленный парапет; 2 – жалюзийная решетка

Двускатная крыша пользуется большой популярностью, так как ее возведение считается относительно простым и быстрым этапом в строительстве дома. Разные виды двускатной кровли позволяют выбрать подходящий вариант для конкретной постройки. Поставить такую кровельную конструкцию не составит большого труда, если имеется даже небольшой опыт в строительстве, но в одиночку, конечно, не справиться. Все работы выполняются поэтапно, с учетом особенностей такой крыши.

Особенности

При возведении двускатной крыши устанавливается стропильная система и основные детали кровельной конструкции. Сюда относится каркас (в виде стропил с подкосами), мауэрлат. Делают их из качественной древесины – это брусья 150х150 мм и доски сечением 50х150 мм. Традиционными считаются двускатные крыши симметричного типа, имеющие прямые скаты (щипцовая кровля). Угол наклона скатов такой кровли доходит до 45 градусов, что позволяет избежать нагрузок на конструкцию (например, при снегопадах и ветре).

Другие виды двускатной кровли, например, с ломаными скатами, позволяют оборудовать мансарду под крышей. В этом случае скаты сверху кровли представляют собой более пологие откосы, а снизу – с резким уклоном. Ломаная двускатная крыша должна возводиться на более сложную и прочную конструкцию. При строительстве несимметричной кровли конек крыши выполняется со смещением от центра. Делается это с учетом конструктивных особенностей здания.

Виды

Каркасная конструкция двускатной крыши может быть:

наслонной;
висячей.

Характерно, что в большинстве строений используется стропильная система наслонного типа, внутри которой есть несущие стены. Каркас, таким образом, служит промежуточной опорой. При ширине крыши не больше 10 м обычно используется одна опора. Крыша шириной больше 10 м имеет несколько пропорционально расположенных опор. Каркас в виде стропильной системы висячего типа возможен в том случае, когда строение может обойтись одной опорой, не имея внутренних несущих стен. Такая кровля выстраивается из двух поясов – верхнего (два стропила), нижнего (жестко соединенные затяжки). Опираются стропила на мауэрлат, а концы стропил выходят на наружные стены.

Двускатная ломаная кровля может иметь усиление в виде опорных рам, которые не дают провисать наклонной крыше. Так можно получить более прочную конструкцию. Висячая ломаная крыша имеет дополнительные опорные рамы, к которым устанавливаются стены мансарды. Опорная рама, которая расположена под несущей стеной внутри, берет на себя часть нагрузки, что позволяет немного облегчить конструкцию кровли.

Устройство

Конструкция двускатной кровли отличается наличием наклонных поверхностей с двух сторон. Площадь основания кровли имеет прямоугольную поверхность. Скаты не дают собираться на крыше снегу и талой воде. Крыша естественным образом очищается. Кровля состоит из конструктивных узлов: мауэрлата, системы стропил, конька и кобылки, свесов кровли, подкосов, затяжек, обрешетки и стоек. Стоит разобраться, чем характерны все элементы конструкции двускатной кровли.

Мауэрлат необходим для правильного распределения нагрузки на несущие стены от стропил. С этой целью обычно выбирают прочную древесину – брус (это может быть дуб, лиственница, сосна). Выбор бруса по сечению определяется видом древесины (цельный или склеенный). Например, 100 на 100 мм или 150 на 150 мм. Стоит отметить, что при выборе металлической стропильной системы мауэрлат также должен быть выполнен из металла.

Основным элементом системы двускатной крыши является стропильная нога. Эти элементы изготавливаются из прочного бруса и бревен. При соединении стропильной ноги сверху формируется ферма с различным типом промежуточной опоры. Важную роль здесь играют параметры стропил и узлы конструкции.

Затяжка необходима для соединения стропильной системы (стропильной ноги) и для придания прочности и необходимой жесткости конструкции.

Прогон бывает двух типов: коньковый, при котором монтаж производится в месте примыкания стропил (в этом месте далее устанавливается конек кровли), и боковой прогон, который обеспечивает кровельным элементам (ферме) дополнительную жесткость (размеры и количество таких прогонов будет зависеть от нагрузки на конструкцию).

Стойки для стропил в виде вертикального бруса также принимают на себя значительную часть нагрузки от крыши. Стойку для стропил двускатной крыши обычно располагают по центру. Если ширина пролета больше обычной – то еще и по бокам. При возведении несимметричной крыши стойки ставятся в зависимости от длины стропил. Для ломаной кровли установка стоек выполняется по бокам, при этом остается свободное пространство. Если планируется две комнаты под крышей, то стойки стропил ставят по центру и по бокам.

Подкосы – это опоры для стоек. При подкосе под углом более 45 градусов кровля лучше защищена от деформации (снег, ветер). В зависимости от климатической зоны могут быть установлены как продольные, так и диагональные подкосы стропильной парой на одной плоскости.

Лежень служит надежной опорой стоек. Это место крепления подкоса.

Обрешетка необходима для фиксации материалов и конструктивных элементов кровли. Обрешетку устанавливают перпендикулярно к стропильным ногам. Одно из важных предназначений обрешетки – перераспределение нагрузки от кровли на стропильную систему.

Требования к строительным материалам

Выбор материалов для стропильной системы – важный этап при подготовке к обустройству кровельной конструкции. При расчете материала на двускатную кровлю нужно исходить из того, что это должна быть качественная древесина, материал не имеет сучков, повреждений и червоточин, хорошо обработан и пропитан специальными составами (для безопасности и надежности во время эксплуатации). Для надежности конструкции должно быть устойчивое соединение элементов всей стропильной системы. Кровля должна представлять собой прочную конструкцию из современных качественных материалов.

Такие породы древесины, как лиственница, кедр, ель или сосна легко обрабатываются, поэтому их чаще всего применяю в стропильной системе. Стропила изготавливаются из бруса шириной от 10 до 15 см и толщиной в 5 см. При этом обычно используется вылежавшийся брус, который уже не изменит форму после обустройства кровли. Это необходимо для повышения устойчивости конструкции. Помимо бруса, для стропил берутся доски, особенно если речь идет о взведении крыши частного дома.

В многоэтажном строительстве используются стропила из металла. Минус металлической стропильной системы для частного домостроительства в том, что такая конструкция не способна сохранять тепло. У древесины же в этом плане больше преимуществ – материал отличает высокая степень теплоизоляции и энергосбережения. Древесина распределяется по сортам. Первосортный материал уходит на создание висячих стропил и затяжек. Из материала как первого, так и второго сорта выполняют стойки и подкосы.

Проекты и чертежи

В процессе планирования двускатной крыши готовится чертеж. Это схема будущей конструкции, где есть скаты, фронтон, конек. По сути, план представляет собой рисунок с проработанными элементами в разных проекциях, отображающий способы завязывания стропил. Составление чертежа двускатной крыши выполняется с учетом всех этапов работ.

Схема ее возведения включает:

брусья для обрешетки;
балки и стропилы;
схема укладки тепло- и гидроизоляции;
схема размещения кровельного покрытия;
схема установки дополнительных креплений;
чертеж установки системы вентиляции, дымохода.

Грамотно составленный план кровельного перекрытия позволит сократить статью расхода на приобретение строительных материалов. Для создания проекта любого типа используется тот или иной вид материалов, исходя из расчетов и с учетом надежности покрытия. Учитывается также размер кровельного покрытия. При чертеже обязательно прописывается часть стропильной системы, что позволяет понять, насколько максимальной может быть нагрузка на крышу.

В план также входит:

план ливневки (ливневая канализация определенной длины);
элементы соединения скатов;
площадь конструкции;
схема мест примыкания кровли (прижимной профиль).

В схеме конструкции должен быть четко отображен тип кровли. Подробные детали на схеме позволят выполнить работу быстрее и качественнее.

Составление схемы

В зависимости от особенностей кровли (одно- или двускатная, форма и т. п.) составляется проектная документация.

Эта работа проходит в несколько этапов:

составляется эскиз будущей кровли (на этом этапе чертеж должен иметь готовый вид кровли с проработкой стилевого оформления строения);
прорабатываются основные кровельные элементы (на чертеже отображается степень нагрузки и количество материалов);
схема отображает строительство кровли.

Стоит учесть, что отличия в скатных конструкциях связаны с типом стропил (висячие или наслонные), с неравномерностью углов наклона, с размерами свеса карниза. Также стоит учесть и ошибки при проектировании. Одной из наиболее распространенных из них считается ошибка с расчетом расходования материалов на весь комплекс. Процесс составления чертежных схем лучше всего доверить специалистам. Кровельная конструкция возводится в соответствии с принятыми строительными нормами. Кроме того, важно минимизировать возможные ошибки и дефекты. Так, если выбор типа кровли и способ монтажа выбраны неверно, это послужит причиной обрушения кровельной конструкции. При неверно начерченном уклоне и его возведении есть риск увеличения нагрузки на крышу. Хотя допускаются ошибки при конструкции вентиляционных элементов. Сам по себе чертеж не должен быть сложным, однако следует соблюдать правила установки всех кровельных элементов, соответственно, они должны быть прописаны. Профессионально выполненный план кровли увеличивает безопасность конструкции.

Расчет

Нельзя недооценить важность расчетов стропильной системы двускатной крыши. В процессе проектирования необходимо вычислить полезную площадь и исходя из полученных данных решить, насколько высокими будут вертикальные стойки. В этом случае имеет значение несколько факторов.

При возведении кровельной конструкции важно рассчитать максимальную нагрузку на крышу дома, на все стропила и перекрытия балками. Может понадобиться усиление стропил, тогда в проект вносятся коррективы. Например, может потребоваться использование дополнительных накладок или бруса с большим сечением, чем планировалось. Важен и вес всей стропильной системы. В этом случае расчет ведется с учетом не только сечения пиломатериалов, но и плотности и влажности древесины, определяется расстояние шага между стропилами.

На сегодняшний день существует специальная классификация нагрузок на кровельную систему:

Основная нагрузка касается веса стропильной конструкции, температуры нагрузки, снеговых и других погодных факторов.
Дополнительная нагрузка касается расчетов влияния ветра и гололеда.
Форс-мажорные нагрузки связаны с техногенными обстоятельствами (современная кровля должна выдержать все).

Предельные расчеты стропильной системы с учетом всех нагрузок строятся по двум критериям (пределам или состояниям): предел, при котором возможно разрушение конструкции, и предел, при котором учитывается вероятность деформации и прогибов.

Уклон

Важно грамотно рассчитать угол наклона скатов. При стандартной ширине дома в 6-8 м угол скатов составляет 45 градусов, но этого мало для пространства в мансарде. При угле наклона в 60 градусов конструкция обойдется дороже, но вся крыша будет выполнена удачней. При 45 градусах наклона можно выбирать любые кровельные материалы. Если двускатная крыша изначально планируется асимметричной, то в чердачном пространстве можно спокойно обустроить жилую мансарду, но для этого надо посчитать полезную площадь. Выбирается обычно стандартная двускатная крыша. При этом важно учесть нагрузки на крышу из-за ветра и снега. При увеличении угла наклона скатов увеличится и расход материалов. Но и эксплуатационные характеристики такой кровли будут выгодно отличаться. Если планируется возвести двускатную крышу с неравными углами скатов, то все работы можно выполнить в оригинальном дизайне. Тем не менее, при проектировании лучше отталкиваться от классической конструкции в виде симметричной кровли с равнобедренным треугольником в основании.

Шаг

Шаг стропил, используемый при создании крыши, является одним из основополагающих при возведении конструкции. Существует зависимость шага стропильной системы от кровельного материала. В качестве последнего используется профнастил, шифер, мягкая кровля или металлочерепица.

Шифер для кровли используется повсеместно. Этот кровельный материал отличается относительной прочностью, невысокой стоимостью и устойчивостью к температурным перепадам. Однако материал обладает определенным весом, соответственно, необходимо обеспечить крышу мощной стропильной системой. Стоит учесть, что для шиферной кровли должно быть не менее трех точек опоры (по центру и по краям).

В последние годы достаточно большое распространение среди кровельных материалов получила металлочерепица. Материал прост в монтаже и отличается привлекательным внешним видом. Металлические листы для кровли удобно использовать, так как они имеют малый вес. В связи с этим расстояние между стропилами может быть большим (например, 600-950 мм с сеченным брусом 150х50 мм).

Покрытие из профнастила может быть выполнено из оцинкованного стального листа со специальным защитным покрытием (от внешних погодных воздействий). Современный профнастил отличается по цвету, ширине гофры. Внешне такое покрытие отличается по дизайну. Шаг между стропилами под профнастил будет зависеть от вида профиля, от углов наклона и конфигурации крыши. Для стропильной системы в этом случае используется брус сечением 50-75 мм. Это может быть и доска 20-50 мм шириной.

Инструменты

При монтаже стропильной системы необходим набор инструментов. С этой целью обычно обходятся традиционным инструментарием – электропила (это может быть и ножовка), молоток и шуруповерты. Обшивка кровли металлическими листами выполняется специальными ножницами по металлу. Нельзя резать материал с полимерным покрытием простой болгаркой, чтобы не повредить верхний слой с защитой листа. В противном случае обшивка станет быстро ржаветь. Для покрытия кровли рубероидом нужна бочка, в которой будет растапливаться битум.

Несомненно, при выполнении монтажных и любых строительных работ не обойтись без надежной лестницы. Также стоит подумать о собственной экипировке. Например, во время работы необходима обувь с нескользкой подошвой.

Монтаж

Выполнить своими руками монтаж стропильной системы двускатной крыши лучше с помощниками, да и многие элементы конструкции невозможно установить в одиночку. Установка стропильной системы выполняется в несколько этапов.

Рассмотрим их пошагово:

Сначала необходимо сделать шаблон. Стропильные фермы собираются по шаблону. Так, нужно взять две доски той же длиной, что и стропильная нога. Их присоединяют друг к другу с краев одним гвоздем. В результате получается конструкция «ножницы».
Эту конструкцию другими краями необходимо ставить в тех местах, где есть опоры на стропильные ноги. Полученный таким образом угол (по наклону ската кровли) фиксируется на несколько гвоздей. Крепление углов нужно делать на дополнительную перекладину между досками.

Далее готовится еще один шаблон. С его помощью можно дальше собрать конструкцию. Выполняется монтаж запилов на стропилах. Сам шаблон проще сделать из фанеры.
Запилы вырезаются на стропилах с помощью шаблона. Соединение элементов происходит под углом наклона ската. Готовый треугольник и есть стропильная ферма. Ее поднимают на крышу и крепят к мауэрлату (при этом понадобятся лаги, лестницы).
Крепеж стропильной системы к мауэрлату делают с помощью гвоздей, скоб, уголков. А деревянные «коротыши» помогают закрепить конструкцию от смещения вдоль оси, их нужно выставить по всей площади.
На первоначальном этапе устанавливаются две фронтонные фермы по краям. Установка и правильная фиксация по горизонтали и вертикали производится с помощью временных подкосов, к которым крепится конструкция.

Для надежности и удобства по краям (между вершинами ферм) протягивается шнур. Крепить его нужно таким образом, чтобы обозначить место для будущего конька. Также шнур понадобится при установке промежуточных стропил.
На следующем этапе производится подъем и установка остальных стропильных ферм (при определенном расстоянии (обычно 0,6 м) друг от друга).
При наличии громоздких конструкций, если есть необходимость усилить строение, их укрепляют ригелями, подкосами и подпорами.
Прогон (коньковый брус) ставят на специальных опорах. К нему потом крепят стропила разного вида (короткие, промежуточные или диагональные).

Основу каркаса составляет мауэрлат. Его изготовление и сборка составляет основу кровельной конструкции.

Крепеж мауэрлата

Каркасная конструкция из стропил закрепляется к балкам перекрытий. Однако в этом случае нагрузка на стропильную конструкцию распределяется в местах крепления балок. Такой подход при установке кровельной конструкции возможен для небольших и легких строений. Мауэрлат нужен для равномерного распределения нагрузки кровли в верхней части стен. Мауэрлат монтируют параллельно коньку будущей кровли. Так составляется основной каркас. На изготовление мауэрлата уходит деревянный брус сечением 150х150, 100х100 или 100х150 мм.

Во время строительства фермы и иных загородных помещений используются , которые применяются в жилых домах.

Деревянные стропильные системы в виде треугольника в основном применяются для жилых помещений.

Немаловажной здесь является схема расположения стропил, т. к. с ее помощью облегчается задача, которая касается расчета системы.

Для жилых помещений стропила, в основном, изготавливаются из дерева. Подобные элементы, как правило, выполняются в виде треугольника, но порой применяются и иные конструкторские решения.

Если имеется необходимость сэкономить жилое пространство, то следует воспользоваться , которая позволит оборудовать на чердаке еще 1 комнату, пригодную для проживания.

Как спроектировать стропильную систему и стропила?

Проектировать расположение стропил довольно сложно. Данная задача подразумевает наличие специальных умений и знаний. Для создания схемы следует достоверно рассчитать количество осадков и силу ветра, а также оптимальный вес всей системы.

Именно поэтому обеспечения наибольшей эффективности и, естественно, долговечности фермы можно добиться только в том случае, если схема расположения стропильных элементов была составлена грамотным специалистом, обладающим высокой квалификацией и большим стажем выполнения таких работ.

Самыми основными моментами, которые должны быть учтены при составлении проекта кровли жилища, являются:

углы наклона скатов;
вид необходимой крыши;
материал, который применяется для покрытия кровли;
правильный выбор стропильных сечений;
верный расчет .

Величина наклона скатов напрямую связана с расчетом прочности несущей конструкции, а также выбором материала, которым будет покрываться кровля.

Большая часть подобных материалов имеет значительное влияние на план стропильной системы, поэтому материал для покрытия следует подбирать на этапе проектирования.

Схема расположения стропильных элементов должна быть рассчитана тщательнейшим образом в период проектирования кровли, т. к. ошибки, которые были допущены во время оценки нагрузок, могут привести как к деформации стропил и к нарушению покрытия кровли в момент эксплуатации жилища, так и к обрушению крыши целиком.

Несущие кровельные конструкции, которые состоят из таких элементов как стропила и обрешетка, способны обеспечить ее прочность и устойчивость.

Параметры и особенности конструкций

Конструктивный чертеж расположения стропильных элементов напрямую зависит от таких параметров, как:

форма самой крыши;
наличие опор внутренних и их расположения;
протяженность перекрываемого пространства.

Когда выполняется чертеж стропильных элементов нужно учитывать то, что стропила или же фермы стропил существуют 2 типов:

Висячие, которые применяют при опоре на исключительно наружные стены. Они состоят из наклонных ног стропил и растяжки, которая представляет собой брус в горизонтальном положении.
Наслонные, которые устанавливают в домах с центральной несущей стеной. Они состоят из 2 стропильных ног, низ которых опирается на мауэрлаты (несущие брусья), а верх – на прогон конька, поддерживаемого стойками.

Зачастую конструкция стропил выполняется в треугольной форме, которая гарантирует высочайшую экономичность и жесткость.

Сложные фермы стропил состоят из большого количества вспомогательных элементов:

затяжки;
стойки;
стропильные балки, которые по-иному именуют стропильными ногами;
ригели;
различные подкосы и т. п.

Чертеж стропил разрабатывается в следующей последовательности:

Нужно нанести модульные координационные оси, к которым затем привязываются знаменатели толщины главных стен строения. При этом вынос венчающего карниза данной конструкции должен отображаться на плане поверхностей стен в виде контурной линии.
Затем следует вычертить дымовые и вентиляционные каналы, трубопроводы. Их месторасположение должно непременно быть учтено в процессе размещения всех .
Далее разрабатывается схема выбранного типа крыши (форма) в виде наброска, на котором должно быть учтено расположение всех стен.
Затем на чертеж в виде линий следует нанести ендовы, конек, ребра и еще несколько элементов:

направление скатного уклона;
форма кровельных скатов;
месторасположение слуховых окон;
месторасположение фронтонов и т. п.

Используя чертеж крыши, необходимо вычертить план системы стропил, где следует указать размещение таких элементов как:

мауэрлаты;
стропильные ноги с затяжками и кобылками, которые опираются на мауэрлаты;
стойки.

Поперечные сечения разнообразных элементов принимают приблизительные значения в зависимости от типа дерева, которое будет применено. Шаг стропил тоже зависит от материала. 100 – 120 см, а стропил из брусьев 150 – 180 см.

Помимо этого на расстояние влияют и такие детали как дымоход и вентиляция.

Затем на чертеж необходимо проставить значения расстояний между осями модулей, к которым привязаны значения объема стен. Линии, где отмечаются шаги между осями, наносятся на чертеж очень близко к контуру.

Внутри плана следует указать расстояние между вентиляционными трубами и дымоходом, стойками и иными элементами. Помимо этого на плане нужно отобразить все выноски, на которых указываются значения поперечных сечений и длин перечисленных деталей.

Стропильная система представляет собой наиважнейший элемент конструкции строящейся кровли, от верности ее проектирования зависят очень многие показатели, в числе которых прочность крыши, ее безопасность, а также срок службы.

Именно поэтому, если у вас не имеется необходимых навыков и умений, лучше не браться составлять схему расположения стропил. Лучшим вариантом будет доверить эту работу профессионалу, который обладает необходимыми навыками и, конечно же, опытом.