Стропильная система двухскатной крыши: особенности устройства и монтажа

Исполнение стропильной системы и форма кровли зависят от кровельного покрытия, конфигурации дома и материалов, из которых построены несущие стены и фундамент. Так как функция кровли заключается в защите дома и распределении суммарных нагрузок на строение, стропильная система двухскатной крыши проектируется с учетом всех возможных факторов влияния на ее прочность.
 

Состав стропильных систем для двухскатных крыш

Двухскатная крыша – это традиционное обустройство кровли на жилых домах, имеющих 1-3 этажа. Предпочтение подобной конструкции отдается не только благодаря техническим свойствам наклонной формы стропил, а и благодаря легкости и простоте проведения монтажных работ.

Спроектировать, рассчитать и установить стропильную систему двускатной крыши вполне под силу бригаде непрофессионалов, но при условии строгого соблюдения всех основополагающих моментов.

В состав двускатной крыши входят 2 наклоненные плоскости в виде прямоугольников. С торца верхняя часть дома представляет собой треугольник.

Основные элементы двухскатной кровли – это стропильные ноги (стропила) и мауэрлаты.  Для распределения нагрузки по стенам и самой стропильной системе устанавливается система стоек, ригелей, подкосов. С их помощью создается жесткая, долговечная, и в то же время легкая и простая схема установки стропильной системы двухскатной крыши. Сверху на стропилах монтируется сплошная или разреженная обрешетка с последующим креплением на ней черепицы, битумного покрытия или кровли из металла.

Схема двускатной стропильной системы

Разновидности стропильной системы

В зависимости от способов распределения и снижения нагрузок на конструкцию дома различают наслонную и висячую стропильную систему двухскатных крыш. И в первом, и во втором проекте главной фигурой системы являются стропильные ноги, укладываемые вдоль скатов.

Выбор висячей или наслонной системы зависит от конфигурации кровли, размещению внутри стропил опор, длины пролета, климатического региона, типа кровельного покрытия.

Наслонная стропильная система

Наслонные стропила перекрывают кровлю с пролетом до 7 метров. Если требуется перекрытие большего пролета, то устанавливается система промежуточных опор. С одной опорой пролет увеличивается до 12 м, с двумя – до 15,5 м. Сверху между фермами под коньком монтируются стойки с подкосами.

Наслонные стропила опираются на верхний ряд стеновой кладки или венец сруба концами и средней частью.

Висячая стропильная система

Висячие стропила устанавливаются с опорой на несущие стены, а промежуточные поддерживающие балки отсутствуют.

Стропильная система двускатной крыши с висячими стропилами применима на зданиях со стенами из легкого материала. Ее преимуществом является возможность обустройства длинных пролетов. Для обеспечения достаточной жесткости конструкции и предотвращения смещения стропил в висячей системе устанавливаются стойки, ригели, подкосы и прогоны.

Кровли с пролетом до 8 м укрепляются затяжками и ригелями в верхней части у конька. Если пролет составляет в длину более 8 м, то затяжки между фермами поддерживают еще балки с подкосами.

Система затяжек может быть, как деревянная, так и металлическая.Установка стропильной системы двухскатной крыши с применением затяжек и опор практикуется чаще всего на домах с жилой мансардной, так как подкровельное пространство в таких проектах нуждается в особой защите.

Виды двухскатных стропильных систем

Расчет стропильной системы

От правильного и точного проектирования и расчета стропильной системы зависит надежность и долговечность не только кровли, но и дома в целом, ведь непосильная нагрузка или неравномерно распределенный вес кровли могут привести к разрушению здания.

Начальным этапом расчета стропильной системы считается определение общих нагрузок, оказываемых на кровлю природой и собственным весом.

В каждом проекте дома предусматривается индивидуальный план стропильной системы, состоящий из основных строительных норм и особенностей данного жилого дома.

Нагрузка внутри одной стропильной системы двухскатной крыши может распределяться частично на опоры, а частично на несущие наружные стены дома.

Расчет наслонной системы более простой и экономный, а висячей – более прочный, поэтому в проектах часто комбинируется устройство обоих систем.

Расчет и монтаж сложной кровельной конструкции лучше доверить проектировщикам и кровельщикам, а простую двухскатную крышу небольшой площади можно рассчитать самостоятельно, пользуясь формулами и инструкциями.

Этапы расчета

В первую очередь определяется уклон кровельных скатов. Минимальный угол наклона в 10-15 градусов ограничивает использование многих кровельных материалов, поэтому заранее выбирается тип покрытия и к нему проектируется стропильная система.

С увеличением угла наклона растут материальные затраты на обустройство кровли, но вместе с этим улучшаются эксплуатационные свойства. «Крутая» крыша сама очищается от снега, дождевой воды. На кровлю с уклоном более 45 градусов настилаются любые кровельные материалы.

Второй ограничитель наклона – это нагрузки на систему со стороны природы. Особо точному подсчету подлежат ветровые и снеговые нагрузки. Далее проводится расчет общего веса «кровельного пирога», включающего обрешетку, утепление и кровельное покрытие.

Заключительный этап – это расчет пиломатериалов и разработка инструкции крепления кровли.

Постоянные и временные нагрузки: расчет, рекомендации

Для расчета конструктивных и природных нагрузок используются сложные арифметические формулы с использованием повышающих коэффициентов.

Нагрузка на стропильную систему

Вначале определяется нагрузка от кровельного покрытия, утепления, обрешетки и самой стропильной системы. Это постоянные, неизменные значения. Общий вес всей кровельной конструкции, разделенной на общую площадь скатов, отразит постоянную нагрузку на 1 м2 стропильной системы. Правильнее будет добавить к этому значению вес квадратного метра внутренней отделки мансардного этажа и умножить все на повышающий коэффициент 1,1. В среднем постоянная нагрузка на жилом доме составляет 40-50 кг на 1 м2.

Снеговая нагрузка в зависимости от климатического региона может быть 80-150 кг/м2. Если уклон кровли менее 25 градусов, то коэффициент перехода от веса снегового покрова на земле к нагрузке от снега на крышах составляет 1. На кровлях с уклоном от 25 до 60 градусов коэффициент будет понижающий – 0,7. Например, при нагрузке на почве 80 кг/м2 на кровле значение будет:

80*0,7=56 кг/м2

Важно! В местах повышенного скапливания снега расчет стропильной системы двухскатной крыши предполагает установку спаренных стропил и сплошной обрешетки.

Ветровая нагрузка рассчитывается с помощью коэффициентов изменения ветрового давления и аэродинамического влияния, когда в зависимости от местоположения скатов к ветру меняется давление его порывов на кровлю.

Для того чтобы двухскатную кровлю не опрокинуло и не унесло ветром, нижний конец стропил закрепляют к стене ершом – металлическим штырем и проволокой.

Итак, общая нагрузка различного характера и времени воздействия рассчитывается с учетом следующих параметров:

1. вес кровельного материала;
2. вес обрешетки;
3. вес утеплителя;
4. вес внутренней отделки потолков;
5. уклон кровли;
6. длина пролета, длина стропил;
7. шаг стропил;
8. ветровая, снеговая нагрузка.

Ветровая и снеговая нагрузка при расчете общей нагрузки на кровлю суммируются и умножаются на коэффициент, зависящий от шага стропил. Если шаг стропил 0,8 м, то коэффициент будет 0,8.

Расчет пиломатериалов для стропильной системы

Рассчитывая стропильную систему двускатной крыши, схематически необходимо изобразить все кровельные элементы, указать их размеры, рассчитать количество.

Сечение стропил подбирается после подсчетов всех нагрузок на общую площадь кровли и на 1 м2 в частности.

Минимальное сечение бруса для мауэрлатов составляет 100×100 мм, для прогонов и затяжек – 50×150 мм, для системы стоек и ригелей, кобылок и подкосов – 100×100 мм и 150×150 мм.

Количество стропильных ног и опорных элементов зависит от длины пролета. Если общий пролет кровли, например, 12 м, то при использовании шага между стропилами 1 м понадобится 12 стропильных ног с одной стороны ската и с другой. Общая сумма стропил – 24 шт.

Важно! Шаг между стропилами не должен быть завышенным даже при использовании бруса большого сечения.

Для строительства разреженной обрешетки используется откалиброванная по толщине обрезная доска или брус. Для сплошной обрешетки подходит помимо доски плита OSB.

Установка стропильной системы двухскатной крыши должна проводиться из качественных, просушенных и обработанных пиломатериалов. Брус, доски и рейки рекомендуется покупать с содержанием влаги не более 20%. Внешний осмотр пиломатериалов перед монтажом необходим для исключения дальнейшего загнивания, распространения плесени, грибка внутри уже установленной системы.

Этапы монтажа стропильной системы

Условно процесс установки стропильной системы двухскатной крыши можно разделить на несколько этапов:

• укладка мауэрлатов;
• установка крайних стропил;
• монтаж промежуточных стропил;
• монтаж конькового бруса.

От качества выполнения монтажных работ, использования надежных методов крепления зависит жесткость и надежность кровельной конструкции. При наличии сомнений по поводу расчетов и установки стропильной системы двухскатной крыши следует обращаться за помощью к профессиональным кровельщикам, а не полагаться на собственную сообразительность и интуицию.