Конструкция крыши
Любая малоэтажная жилая постройка строится так, чтобы при минимальных затратах материалов получить большой срок ее службы и максимум полезного пространства. С этой точки зрения особый интерес представляют собой чердачные помещения, позволяющие удвоить полезную площадь без каких-либо дополнительных изменений. С другой стороны, конструкция крыш, стропильные системы которых рассчитаны на создание жилой мансарды, будет более сложной.
Сегодня при строительстве загородных домов используется несколько видов крыш:
Крыши данного типа являются одними из самых экономичных. Они требуют минимального количества кровельного материала и древесины, которая используется для стропильных конструкций.
Выбор типа крыши зависит от особенностей климата в данном регионе и ветровой нагрузки. Второй момент – это угол наклона скатов, который зависит от расположения постройки, наличия рядом массивов зданий или деревьев и климата.
Идеальный вариант для любой крыши – это такая конструкция, которая потребует минимального внимания владельца. Как правило, привлекательными являются самоочищающиеся крыши, поскольку они позволяют не беспокоиться о том, что скапливается большое количество снега.
Накоплением снега нельзя пренебрегать, поскольку его масса после интенсивного снегопада может составлять до 200 кг на м2, а значит, только очень прочные стропила выдержат подобный вес.
Альтернативой является устройство оригинальной крыши по типу альпийских домиков, имеющих очень большой наклон скатов, опускающихся часто почти до земли. Нужно отметить, что для получения эффекта удаления снега потребуется угол в 45 градусов. В этом случае осадки будут скатываться по покрытию под собственным весом.
С другой стороны увеличение наклона скатов приводит к повышенному расходу кровельных и строительных материалов. Более того, если мансарду планируется строить, то и утеплитель обойдется дорого, ведь чем больше высота конька, тем выше расход этого материала. Кроме стоимости скатной крыши на выбор наклона влияет ее вид. Для неэксплуатируемых кровель не требуется использовать большое количество утеплителя, однако и повышение угла наклона себя не всегда оправдывает.
Основным признаком неэксплуатируемой крыши является другая схема стропильной системы и отсутствие зазора между перекрытием и внешней защитной конструкцией. Обычно это плоские кровли или те, которые имеют очень малый наклон. Их главный недостаток заключается в том, что при интенсивных снегопадах могут образовываться сугробы, которые не только создадут нагрузку на перекрытие, но и устроят «наводнение» во время оттепели.
Тип кровельного материала потребуется определить заранее, поскольку он должен учитываться при расчете угла наклона стропил. Обычно для многощипцовых конструкций выбираются гибкие материалы и битумные покрытия. Например, металлочерепица, профнастил или оцинкованное железо. Другие варианты, такие как шифер или черепица лучше подходят для крыш, имеющих простую конфигурацию.
Классическая черепица сегодня используется редко, поскольку она требует достаточно большого угла наклона скатов, находящегося в пределах от 30 до 60 градусов.
Битумные материалы могут использоваться даже при малых углах наклона (от 8 градусов), а предельная для них величина составляет 18 градусов. Металлочерепица и асбоцементные листы применяются при углах от 14 до 60 градусов. На рассмотрении кровельных материалов мы не будем останавливаться подробно, поскольку данный вопрос уже освещен на нашем сайте.
Это два типа стропил, один из которых выбирают с учетом формы дома, крыши и размеров будущей конструкции. Наслонные стропила – это вариант, подходящий для односкатных или двухскатных крыш. Главная их особенность заключается в том, что используется две точки опоры. С одной стороны стропильная нога опирается на конек крыши, а с другой – на стену дома.
Безраспорные наслонные стропила монтируются таким образом, чтобы избежать распирающего давления на стену дома. Обычно стропильные конструкции крыши создаются с использованием одного из следующих вариантов:
Если толщина стропил, которая была выбрана первоначально, окажется недостаточной, то в процессе работ можно использовать подпорки, которые монтируются под слишком длинные элементы в тех местах, где ожидается максимальный прогиб.
Распорные стропила Наслонные стропила бывают распорными. В этом случае предполагается создание такой конструкции, где на стены дома будет передаваться распирающее усилие. Способ монтажа в этом случае тот же, что и в предыдущем, однако крепление стропильных ног выполняется неподвижным, поэтому вся система получит внутреннее напряжение. Стоит сказать, что подобный вариант является переходной схемой, разделяющей безраспорные наслонные стропила и висячие.
Такая конструкция стропильной системы будет идеальной в том случае, когда необходимо перекрывать большие пролеты, протяженность которых превышает 7 м. В такой ситуации есть только одна точка опоры для стропильной ноги – стена. Верхняя же часть бруса соединяется со встречным элементом, расположенным на другом скате. Вариантов стыков используется несколько: вполдерева, прорезным шипом, металлическими пластинами.
Чтобы стропильные ноги были надежно зафиксированы необходимо соединить их с помощью затяжки. Обычно – это прочная балка, которая крепится к нижней части данных элементов. Конечно, её можно расположить и выше, однако в этом случае нагрузка будет расти, а значит, потребуется увеличивать и вес балки. В такой ситуации может использоваться один из следующих вариантов монтажа стропильных ног:
Сами затяжки могут представлять собой цельные балки или составные элементы. Сращивание брусков производится любым удобным способом, например косым зубом, внахлест и т.д. Установка затяжек может выполняться не только на уровне пяток стропил, но и в любом другом месте.
Если используются стропила для крыши, размеры которых более восьми метров, то мы рекомендуем создавать конструкцию из бабки и подкосов, а также применять стойки и ригели, которые способствуют повышению надежности стропильной системы.
Наиболее простым вариантом является конструкция односкатной крыши, стропила которой упираются на стены здания. Длина данных элементов не может превышать 4.5 метров, но существует и решение для перекрытия больших площадей. В таком случае рекомендуется применять подпорки или стойки, которые будут удерживать протяженную конструкцию.
Большинство двускатных крыш похожи друг на друга как близнецы, однако их внутреннее строение может сильно отличаться. Сегодня используют четыре варианта:
Расстояние между стропилами выбирается с учетом их длины и сечения. Например, для сечения 40х150 мм необходим шаг 60 см, для 50х150 – 90 см, а для 100х150 – 215 см.
Вальмовая крыша – это еще один распространенный сегодня вариант, который хорошо зарекомендовал себя для загородных домов. Она отличается тем, что не имеет фронтонов, место которых занимают дополнительные скаты – вальмы. В общем случае конструкция предполагает наличие прогона, и обычных стропил на основных скатах и вальмовых стропил на боковых. Вальмовые стропила опираются на длинные диагональные элементы, где стыкуются с верхними частями обычных стропильных ног. Для таких крыш рекомендуется использовать усиленную обвязку.
Ломаная крыша завершает список, поскольку имеет достаточно сложную конструкцию. Здесь используется способ, предполагающий создание каркаса для стропильных ног, состоящего из горизонтального бруса и вертикальных стоек, после чего производится установка остальных элементов. Верхняя перекладина П-образного каркаса выступает в роли перекрытия мансарды, но на нее опирается и стойка конька.
Расстояние между стропилами стропильной системы в этом случае следует выбирать с учетом нагрузки действующей на крышу, толщины используемого бруса и угла наклона скатов.
Выше были рассмотрены основные вопросы, касающиеся устройства стропильной системы для различных видов крыш, поэтому данный материал может использоваться в качестве краткого пособия, позволяющего быстрее разобраться в вопросах строительства кровли.
Среди большого разнообразия видов крыш наибольшей популярностью на протяжении нескольких столетий пользуется . Относительная простота конструкции, отличная устойчивость, приспособленность под разные климатические условия – весомые аргументы, проверенные многолетней строительной практикой. Нижеуказанная информация будет полезна и тем, кем будет возводится стропильная система двухскатной крыши своими руками и тем, кто решит воспользоваться услугами профессионалов для понимания и контроля выполнения работ.
Двухскатная крыша, также ее называют щипцовой, представляет собой две наклонные прямоугольные плоскости – скаты крыши, которые устанавливаются под определенным углом к наружным стенам здания. За счет угла наклона скатов обеспечивается естественный сток природных осадков (дождь, талая вода).
Крыши с неравномерными углами наклона скатов (т.е. расположение конька не через центр здания) и различной длиной карнизных свесов применяются при желании заказчика выразить архитектурную особенность его жилья. Такая кровля, в плане дизайна, выглядит достаточно оригинально, но имеет недостаток нерационального использования чердачного помещения.
Ломанная щипцовая крыша применима в тех случаях, когда имеется надобность использовать чердачное помещение под мансарду. В такой крыше увеличенный объем чердака позволяет с легкостью обустроить мансарду, которую защищают от влаги и утепляют.
Двухскатная симметричная крыша имеет в своем основании равнобедренный треугольник. Ортодоксальная форма и неприхотливость при возведении сделали ее любимицей не только профессиональных строителей, но и начинающих специалистов.
Полувальмовая кровля - одна из разновидностей двускатных крыш, которая отличается оригинальным внешним видом и создает качественную защиту фронтона. Данный тип кровли особенно востребован в районах с высокой ветровой нагрузкой.
Первое, на что стоит обратить внимание при организации строительства двухскатной крыши – это угол ее наклона. В меньшей степени он зависит от архитектурных особенностей, но в большей степени от климатических особенностей региона, в котором будет возводиться крыша и от типа, устанавливаемой кровли. Крыши с крутым углом наклона устанавливается в регионах, которые подвержены частым выпадениям осадков. Районы с сильными зонами ветров требуют установку пологих скатов, чтобы разгрузить конструкцию от ветровых нагрузок.
Угол наклона скатов может лежать в пределах от 5 до 90°. Распространенным вариантом является крыша, имеющая угол наклона 35-45°. Такой вариант наиболее экономичный, в плане расхода строительных материалов и равномерного распределения нагрузки по всему периметру здания. При таком угле наклона чердачное помещение делается холодного типа и в дальнейшем оно не пригодно для проживания в нем.
Если необходимо обустройство чердачного помещения под жилую комнату, тогда необходимо использовать ломанную двухскатную крышу. В таком случае верхняя часть крыши станет более пологой, а нижняя будет иметь крутой уклон. Чердачное пространство увеличится и появится возможность использовать его под мансардное жилье. Для такого вида скатов усложнится конструкция стропильной системы по сравнению с использованием простого варианта.
Технология устройства стропильной системы для двухскатной крыши имеет различия в использовании опорных оснований для стропил. Различают висячую и наслонную систему стропил. Соответственно, стропильные системы используют в своей конструкции висячие, либо наслонные стропила. Существует и третий вариант - гибридный, когда в стропильной системе установлены оба типа.
Висячие стропила используют в сооружениях с расстоянием между опорами не более 6-6.5 метров.
Наслонные стропила устанавливают в зданиях с несущей средней стеной или со столбчатыми опорами внутри.
Несущими элементами конструкции в двухскатной крыше являются стропильная система и мауэрлат.
Стропильная система включает в себя такие элементы как: стропильные ноги, вертикальные стойки, наклонные подкосы, ригели, распорки, коньковой прогон. Все эти элементы, соединенные в единую конструкцию и формируют стропильную систему, как таковую.
Материал, из которого изготавливают стропила и другие элементы конструкции, может быть выполнен из дерева, железа и железобетона.
Перед использованием материала необходимо обратить внимание на то, чтобы попавшиеся сучки не превышали по своей длине трети толщины материала!
Мауэрлат – это брус с сечением от 100×100 мм до 200×200 мм, который подкладывается под стропильную ногу или прокладывается по всему периметру конструкции. Его предназначение - распределение равномерной нагрузки на наружные стены.
Монтаж мауэрлата происходит на верхнем стенном обрезе. Установка происходит либо по оси стены, либо со смещением к наружной или внутренней грани стены (но не более 50 мм от наружной грани). Перед установкой мауэрлата, под него подкладывают гидроизоляционный материал, в качестве которого, чаще всего, выступает рубероид. Соединение звеньев мауэрлатов должно быть прочным и происходит с помощью прямых замков.
Основные виды стропильных конструкций :
Стропильные конструкции изготавливаются из бруса сечением не менее чем 50×150 мм. Расположение перекладины выполняется на уровне будущего потолка чердачного помещения.
Если при возведении дома своими руками есть возможность поднять к месту монтажа готовые фермы, рекомендуется изготавливать стропила на земле, используя первый А-образный элемент каркаса в качестве шаблона.
Стропильные ноги рекомендуется выполнять из цельного бруса, но при необходимости можно срастить брус с двух сторон при помощи гвоздей или саморезов. Шаг стропил может быть рассчитан исходя из размеров листового утеплителя. В первую очередь устанавливаются крайние А-образные элементы, на которые крепится коньковый прогон, выполненный из бруса 100×150 или доски 50×150. Коньковый прогон придает жесткость всего каркаса.
Чтобы не ослаблять мауэрлат, прорези для крепления выполняют в стропилах, в результате чего стропило горизонтальной плоскостью прорези лежит на поверхности мауэрлата, а выступом упирается в вертикальную плоскость мауэрлата. Фиксация выполняется тремя гвоздями, два из которых забиваются с обеих сторон стропила, а третий – через его верхнюю плоскость.
Существуют различные способы крепления стропил в верхней части двускатной крыши, которые можно выполнить своими руками :
На следующем этапе монтируются такие виды элементов, как прогоны, стойки, подкосы и т.д., если они входят в выбранную схему каркаса. При монтаже важно контролировать вертикальность и горизонтальность конструкций. Ошибки, допущенные в процессе возведения крыши, исправить практически невозможно.
Традиционным, широко распространенным вариантом являются симметричные двускатные крыши с прямыми скатами – щипцовые. Оптимальный угол наклона скатов составляет около 45° – такая конструкция способна противостоять серьезным снеговым и ветровым нагрузкам.
При желании оборудовать мансарду, используются другие виды крыш. В частности, это двускатная крыша с ломаными скатами – в верхней части скаты пологие, а в нижней имеют резкий уклон. Для крыш такого типа необходимо возводить стропильную систему более сложной конструкции.
В некоторых случаях выполняется несимметричная двускатная кровля, конек которой расположен со смещением относительно центра. Схема такой крыши разрабатывается с учетом особенностей здания. Двускатная крыша может быть и полувальмовой. В этом случае конструкция отличается от щипцовой крыши наличием скошенных кровельных элементов над фронтонами.
Прежде чем начать монтаж стропильной системы двухскатной крыши необходимо выполнить крепление мауэрлатов к продольным стенам с помощью анкерных болтов. Далее следует определиться с оптимальным сечением стропильных ног, которое зависит от их длины и расстояния между ними. Для этого необходимо произвести . Если требуется, чтобы пиломатериалы имели другую ширину и длину стропильных ног, то требуемый размер достигается путем их сращивания (наращивания) при помощи крепежных элементов.
Для использования утеплителя следует подобрать рациональное расстояние между стропилами таким образом, чтобы как можно меньше пришлось обрезать теплоизоляционный материал.
Если предполагается возвести кровельную конструкцию своими руками, требуется произвести расчет, исходя из ширины крыши и ее высоты до конька. Стандартная схема предполагает создание стропильной конструкции, в основе которой лежит равнобедренный треугольник. Простые геометрические построения и расчеты дают возможность вычислить длину стропильных ног: к квадратному корню из суммы квадратов высоты до конька и половины ширины крыши следует прибавить припуск на карнизный свес.
Требуемое количество стропил зависит от длины крыши и выбранного кровельного материала. Обычно шаг стропильных конструкций составляет 1,2 – 1,5 м. Не рекомендуется превышать данные значения.
На основании длины стропильной ноги и длины конька крыши (включая припуски на свесы) выполняется расчет площади кровельной поверхности – для этого указанные величины следует перемножить.
При расчете пиломатериалов необходимо учесть наличие таких элементов стропильной конструкции, как :
В зависимости от вида кровельного материала определяется тип обрешетки. Она может быть разреженной (с разным шагом) или сплошной, под мягкие покрытия выполняют сплошную обшивку листовым материалом. Если монтируется полувальмовая кровля, также необходимо подсчитать количество кровельного и конструкционного материала для устройства вальм – треугольных срезанных вершин над торцевыми стенами дома.
Все деревянные элементы требуют обработки специальными составами, предотвращающими гниение, повреждение вредителями, возгорание.
Установка стропил происходит в следующем порядке :
Каркас из стропил, выполненный своими руками, может крепиться к балкам перекрытия, но в этом случае все нагрузки на строительные конструкции сосредоточатся на местах крепления балок перекрытия. Такой вариант пригоден для небольших легких строений.
Чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки на верхнюю поверхность стен, параллельных коньку будущей крыши, монтируется мауэрлат, который послужит основой каркаса. Для изготовления мауэрлата используется деревянный брус сечением 150×150, 100×150 или 100×100. К стене он крепится одним из следующих способов :
Точный расчет стропильной системы двухскатной крыши - залог будущей прочности и надежности дома. При проектировании сложной кровельной конструкции ее расчет должен производить только профессионал. Самостоятельно можно произвести расчет крыши с небольшой площадью, воспользовавшись применением простых формул.
В самом начале определяются с углом наклона кровельных скатов. Угол наклона в 5-15° подходит для небольшого числа кровельных покрытий. Ввиду этого вначале выбирается кровельный материал, а уже потом рассчитывается стропильная система. При угле наклона выше 45° подходит любое кровельное покрытие, но вместе с этим растут и материальные расходы.
Также необходимо сделать , в зависимости от климатического района. Пределы снеговой нагрузки лежат в диапазоне 80-320 кг/м 2 . На кровле с углом наклона не более 25° коэффициент перехода от снегового покрова на крышу равен 1. Для крыш с уклоном 25-60° коэффициент принимается равным 0.7.
К примеру, при нагрузке снегового покрова на земле 120 кг/м 2 нагрузка на кровле с углом наклона 25-60° составит 120×0.7=84 кг/м 2 .
Ветровая нагрузка подсчитывается при использовании коэффициента изменения ветрового давления и аэродинамического влияния.
Подсчитывается вес кровельного пирога - постоянная нагрузка, которая включает в себя вес обрешетки, контробрешетки, утеплителя, кровельного материала, а также, в случае с мансардой, вес внутренней отделки потолков. Средняя величина постоянной нагрузки колеблется в пределах 40-50 кг/м 2 .
Правильно рассчитанная стропильная система, выполненная своими руками, способна выдержать высокие нагрузки, в том числе :
Кровля не должна оказывать сильное или неравномерное давление на строительные конструкции, которые передают нагрузку на фундамент дома.
От угла наклона кровли зависит ее сопротивляемость нагрузкам. Чем больше угол, тем прочнее должен быть каркас. Данный параметр также влияет на выбор кровельного материала.
Устройство двускатной крыши подразумевает создание качественного кровельного пирога. Двускатная конструкция утепляется листовыми или рулонными материалами. Важно выполнить качественную пароизоляцию. Для финишной отделки применяются различные виды кровельных материалов, от стандартного шифера до высокотехнологичной черепицы.
Warning
/var/www/krysha-expert..php
on line 2580
Warning /var/www/krysha-expert..php on line 1802
Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580
Warning : count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php on line 1802
Warning : Use of undefined constant WPLANG - assumed "WPLANG" (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/krysha-expert..php on line 2580
Warning
: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /var/www/krysha-expert..php
on line 1802
Расчет стропильной системы следует делать не после строительства коробки дома, а еще на этапе изготовления проекта здания. Надо помнить, что для очень ответственных и престижных сооружений такие работы рекомендуется заказывать профессиональным архитекторам, только они смогут выполнить правильные расчеты и гарантировать длительность и безопасность эксплуатации сооружения.
Несмотря на то, что это одна из самых простых типов систем для жилых зданий, есть несколько видов конструкции. Разнообразие позволяет увеличивать варианты использования крыш при строительстве домов по стандартным или индивидуальным эксклюзивным проектам.
| Тип стропильной системы двухскатной крыши | Архитектурные особенности и краткое описание |
|---|---|
| Наиболее часто используемый вариант, имеет два полностью одинаковых ската прямоугольной формы. Нагрузки между отдельными элементами распределяются равномерно вне зависимости от их расположения. Количество дополнительных упоров не ограничивается, конкретное решение принимается в зависимости от планов использования чердачных помещений. Расчеты можно делать при помощи бесплатных программ, размещенных на строительных сайтах. |
| Конек смещен в одну из сторон дома или скаты с различными углами наклона. Более сложная для расчетов стропильная система крыши. Если в упрощенном варианте можно рассчитывать один скат и полученные данные автоматически применять для второго, то для асимметричной стропильной системы такой вариант использовать нельзя. Преимущества – оригинальный внешний вид. Недостатки – сложность расчетов и монтажа и уменьшение используемого чердачного пространства. |
| Чаще всего используется во время строительства мансардных помещений, позволяет существенно увеличивать объем чердачных помещений. Расчеты по сложности относятся к средней категории. Стропильная система с наружным изломом. Редко встречаются системы с внутренним изломом, кроме оригинального внешнего вида, они никаких преимуществ не имеют. |
Мы дадим перечень всех элементов, которые необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая.
Наиболее простой элемент стропильной системы, может изготавливаться из бруса 150×150 мм, 200×200 мм или досок 50×150 мм и 50×200 мм. На небольших домах разрешается использовать спаренные доски толщиной от 25 мм. Мауэрлат считается неответственным элементом, его задача лишь равномерно распределять точечные усилия от стропильных ног по периметру фасадных стен строения. Фиксируется к стене на армирующем поясе при помощи анкеров или больших дюбелей. Некоторые стропильные системы имеют большие распирающие усилия, в этих случаях элемент рассчитывается на устойчивость. Соответственно, подбираются оптимальные способы фиксации мауэрлата к стенам с учетом материала их кладки.
Формируют силуэт стропильной системы и воспринимают все действующие нагрузки: от ветра и снега, динамические и статические, постоянные и временные.
Изготавливаются из досок 50×100 мм или 50×150 мм, могут быть сплошными или нарощенными.
Доски рассчитываются по сопротивлению на изгиб, с учетом полученных данных подбираются породы и сорта древесины, расстояние между ногами, дополнительные элементы повышения устойчивости. Две соединенные ноги называются фермой, в верхней части могут иметь затяжки.
Затяжки рассчитываются на растяжение.
Одни из самых важных элементов стропильной системы двухскатной крыши. Рассчитываются на максимальные изгибающие усилия, изготавливаются из досок или бруса соответствующего нагрузкам сечения. В самом высоком месте устанавливается коньковый прогон, по сторонам могут монтироваться боковые. Расчеты прогонов довольно сложные и должны учитывать большое количество факторов.
Могут быть вертикальными и наклонными. Наклонные работают на сжатие, крепятся под прямым углом к стропилинам. Нижняя часть упирается о балки перекрытия или бетонные плиты, приемлемы варианты упора о горизонтальные лежни. За счет упоров есть возможность использовать для изготовления стропильных ног более тонкие пиломатериалы. Вертикальные упоры работают на сжатие, горизонтальные на изгиб.
Укладываются вдоль чердачного помещения, упираются в несколько несущих стен или межкомнатных перегородок. Назначение – упрощение изготовления сложной стропильной системы, создания новых точек передачи нагрузок от различных типов упоров. Для лежней можно использовать балки или толстые доски, расчет делается по максимальному изгибающему моменту между точками опоры.
Тип обрешетки выбирается с учетом технических параметров кровельных покрытий и на показатели стропильной системы не влияет.
Какая обрешетка необходима под профнастил? Когда монтировать деревянную, а когда металлическую? Как правильно выбрать шаг обрешетки и какие при этом учитывать факторы?
Доски строительные
Все работы состоят из нескольких этапов, каждый оказывает большое влияние на устойчивость и долговечность эксплуатации конструкции.
На основании полученных данных определяются линейные параметры пиломатериалов и шаг ферм. Если нагрузки на стропила очень большие, то для равномерного их распределения устанавливаются вертикальные или угловые упоры, расчеты повторяются с учетом новых данных. Меняется направление воздействия усилий, величина крутящих и изгибающих моментов. Во время расчетов должны учитываться три вида нагрузок.
Причем высота снега изменяется не только с учетом климатической зоны, но и в зависимости от расположения дома по сторонам света, рельефа местности, конкретного места расположения здания и т. д. Такими же недостоверными являются и данные о силе и направлении ветра. Архитекторы нашли выход из этой сложной ситуации: данные берут из старевших таблиц, но для страховки надежности и устойчивости в каждой формуле применяют коэффициент запаса прочности. Для ответственных стропильных систем на жилых зданиях норматив составляет 1,4. Это значит, что все линейные параметры элементов системы увеличиваются в 1,4 раза и за счет этого повышается надежность и безопасность эксплуатации конструкции.
Фактическая нагрузка от ветра равняется показателю в регионе расположения строения, умноженному коэффициент поправки. Поправочный коэффициент характеризует особенности расположения здания. По такой же формуле определяется и максимальная снеговая нагрузка.
Конечные значения определяются с учетом вероятности одновременного действия всех вышеперечисленных нагрузок. Размеры каждого элемента стропильной системы рассчитываются с применением коэффициента запаса прочности. По такому же алгоритму проектируются не только стропильные ноги, но и перемычки, упоры, растяжки, прогоны и прочие элементы крыши.
Крыша с двумя скатами наиболее распространенный вариант завершения коробки частного дома. При ее изготовлении важно грамотно подобрать сечения несущих элементов, выполнить надежное закрепление узлов и правильно выбрать тип конструкции. Стропильная система двухскатной крыши не имеет больших сложностей и вполне может быть изготовлена своими руками.
Конструкция может быть классифицирована по двум признакам. Первый из них – способ опирания несущих элементов. Двускатная стропильная система крыши дома в этом случае включает следующие виды:
Устройство кровли с использованием наслонных стропил предполагает их опирание в двух точках. Конструкция в этом случае позволяет избежать возникновения серьезного распора. Чтобы сделать монтаж своими руками потребуются следующие основные элементы:
В верхней точке монтаж предусматривает опирание на ригель. Установка также предусматривает опору в нижней точке – мауэрлат. Собрать такую конструкцию для дома своими руками можно только в двух случаях:
Второй вариант – висячие стропила. Они более сложны в расчете, но позволяют устройство в подкровельном пространстве дома свободной планировки . Конструкция предполагает отсутствие опорного деревянного или металлического бруса в верхней части. Монтаж предполагает опирание стропил только в нижней точке. В верхней части несущие балки надежно соединяются между собой. Установка такой системы напоминает ферму. Конструкция работает на распор, поэтому важно предотвратить чрезмерную горизонтальную нагрузку на стены дома. выполнить это можно с выполнением следующих мероприятий:
Схватка или стяжка становится одним из значимых элементов двускатной кровли дома. Она предотвращает разращение стен под действием распора. Можно выделить следующие виды схваток:
Стоит отметить, что второй вариант обеспечивает меньшую надежность, поскольку, чем выше выполнен монтаж элемента, тем сильнее стропила оказывают на него воздействие. Если схватка получается слишком длинной, необходимо сделать ее усиление своими руками. Для этого производится монтаж дополнительных элементов двускатной кровли дома – подвесок. Они соединяют конек с серединой затяжки, чем предотвращают ее провисание.
Стропильная система двухскатной крыши с висячими стропилами позволяет выполнить монтаж с предварительной сборкой ферм на земле, после чего поднять их на крышу и сделать закрепление.
Такой вариант подойдет только при наличии подъемной техники, поскольку готовые двускатной кровли дома станут слишком габаритными и тяжелыми для подъема своими руками.
Второе разделение можно сделать в зависимости от того, как запроектирована линия ската. Виды здесь предполагают наличие двух вариантов:
Эти виды предполагают выбор между ними в зависимости от пожеланий будущего владельца здания.
Стропильная система двухскатной завершающей части здания состоит из множества элементов. Монтаж стоит начать с подробного изучения каждого из них и выбора их сечений.
При установке элементов под металлочерепицу или другое покрытие подразумевает использование бруса сечение 150х150 или 200х200 мм. Именно такой размер позволяет наиболее оптимально распределить нагрузку. далее потребуется выбрать способ закрепления он зависит от материала стен. Существует несколько вариантов:
Важным моментом является гидроизоляция.
При установке важно предусмотреть рубероид, линокром или гидроизол в местах соединения бетона или кирпича с деревом. Это требуется, чтобы предотвратить гниение древесины при контакте с материалом другой влажности.
После закрепления мауэрлата устанавливают стропильные ноги. Их сечение подбирается в зависимости от шага несущих балок, их пролета, снеговой нагрузки и типа покрытия. При установке каркаса под металлочерепицу при шаге 60 см рекомендуется соблюдать следующие рекомендации в зависимости от пролета:
Таблица средних значений стропильных ног Это средние значения, чтобы выполнить более точный расчет лучше обратится к специалисту или изучить дополнительную литературу.
Выполнить крепление стропильных ног к мауэрлату можно двумя способами:
Крепление стропильных ног к мауэрлату с зарубкой и без нее В первом случае выполняют запил на обвязочном брусе, во втором с стропилу прибивают специальную дощечку, которая становится упорным бруском. Далее для обоих способов работу выполняют одинаково. С помощью металлических уголков наклонную балку фиксируют, чтобы она не смещалась относительно проектного положения вдоль мауэрлата. Дополнительно вбивают под углом гвозди.
Схема крепления стропил с помощью проволоки и на скобы Кроме этого потребуется скрепить стропило со стеной. Выполнение этого мероприятия предусмотрено в нормативных документах. Делать это можно двумя способами:
Выполнять закрепление по нормам можно через одну ногу. Это необходимо для более надежного прикрепления крыши к коробке дома.
Если провести работу правильно, можно не беспокоится о ее состоянии даже в самые сильные ветра.
Такие элементы чаще всего изготавливаются из досок. Оптимальная толщина находится в пределах 32-50 мм. Исключением становятся стойки. Здесь можно применять доски толщиной 50-100мм. Крепление выполняется на шпильки или с применением опорных брусков.
Возведение крыши – один из наиболее ответственных этапов строительства. От надежности «зонтика» сверху, от его устойчивости к атмосферным осадкам и любым внешним воздействиям, напрямую зависит долговечность самого здания и уровень комфорта проживания в нем.
Изо всего разнообразия конструкций крыш, двускатную можно отнести к числу наиболее популярных, просто в силу относительной простоты ее возведения. Однако, и за этой «простотой» кроется масса различных нюансов, необходимость проведения определенных расчетов и следования технологическим правилам. Тем не менее, настоящая публикация имеет главную задачу: показать, что установка стропил двухскатной крыши своими руками – задача вполне выполнимая, даже для начинающего строителя.
Давайте вместе пройдем все этапы процесса установки стропил для такой крыши, от основ предварительного проектирования до примера практического воплощения.
Сразу оговоримся, что данная схема, безусловно, не может отразить всего возможного разнообразия конструкций , но основные детали и узлы на ней показаны достаточно понятно.
1 – мауэрлат. Это доска или брус, которые жестко крепятся по верхнему торцу внешних несущих стен здания. Его предназначение – равномерное распределение нагрузки от всей системы крыши на стены дома, создание условий для надежного крепления стропильных ног в их нижней точке опоры.
2 – стропильные ноги, устанавливаемые попарно. Они становятся основными несущими деталями всей системы крыши – именно стропила задают крутизну скатов, будут основой для крепления обрешетки, кровельного покрытия, а если крыша планируется утеплённой – то еще и всего термоизоляционного «пирога».
Для изготовления стропильных ног применяются качественные доски или брус, можно использовать и кругляк. Про сечение пиломатериала, которое будет достаточным для гарантированного выдерживания всех возможных нагрузок – будет рассказано ниже.
Стропила могут заканчиваться на мауэрлате, но чаще выходят за пределы периметра стен дома, формируя карнизный свес. Впрочем, для этого могут применяться и более легкие детали – так называемые «кобылки», которыми наращивают стропильные ноги на необходимую ширину свеса.
Для формирования карнизного свеса стропила нарощены «кобылками»
3 – коньковый прогон. Это может быть брус, доска или даже составная конструкция. Прогон проходит по всей линии конька и служит для надежного соединения верхних точек парных стропильных ног, связи всех стропильных пар с целью придания общей жесткости всей конструкции крыши. В различных вариантах крыш этот прогон может жёстко опираться на стойки, либо увязываться только с узлом соединения стропильных ног.
4 – затяжки (схватки, ригели). Горизонтальные детали усиления системы, дополнительно связывающие парные стропильные ноги между собой. Может применяться несколько затяжек, расположенных на разной высоте.
5 – балки перекрытия, которые будут служить основой для монтажа пола в чердачном помещении и потолка со стороны комнаты.
6 – а эта балка одновременно выполняет роль лежня. Это брус, проходящий по всей длине крыши, который является опорой для установки дополнительных деталей усиления стропильной системы. Лежень может устанавливаться так, как показано на рисунке (по типу балки перекрытия), либо жестко укладываться на капитальную перегородку внутри здания.
7 – стойки (бабки) – дополнительные вертикальные опоры стропильных ног, предотвращающие их прогиб под действием внешних нагрузок. Стойки вверху могут упираться в сами стропила, либо в дополнительный прогон, продольно связывающий стропильные ноги на определённой высоте.
8 – подкосы. Нередко при большой длине стропильных ног их несущей способности недостаточно, и усиление только стойками не обеспечивает необходимую прочность. В этих случаях применяются диагональные усиливающие элементы, опирающиеся снизу на лежень, создающие дополнительную точку опоры для стропила. Количество подкосов и место их установки могут варьироваться в крышах различной степени сложности.
Двускатные крыши можно разделить на два типа конструкций – с наслонными и висячими стропилами. Кроме того, широко применяются комбинированные системы, в которых объединены оба принципа построения. В чем же принципиальная разница?
Эта конструкция стропильной системы характеризуется наличием опоры на внутреннюю капитальную перегородку в здании. По верхнему торцу этой перегородки монтируется лежень, на которые опираются стоки, поддерживающие коньковый прогон. Таким образом, стропильные ноги «наслонены» на вертикальную опору, что делает всю систему максимально прочной.
Подобная схема является наиболее популярной из-за своей надежности и относительной простоты в исполнении. Если имеется возможность создать дополнительную точку опоры по центру, то почему бы и не воспользоваться этим? Правда, если на чердаке планируется размещение жилого помещения, то вертикальные стойки иногда могут стать помехой. Впрочем, их наличие тоже иногда «обыгрывают», используя, например, для монтажа внутренней легкой перегородки.
В зависимости от количества и размещения внутренних перегородок, конструкция наслонной стропильной системы может варьироваться. Некоторые примеры показаны на иллюстрации ниже:
На фрагменте «а» показан самый простой вариант, который, кстати, на небольших длинах стропил (до 5 метров) может даже не иметь показанных подкосов – достаточно ряда центральных стоек под коньковым прогоном
С увеличением ширины здания система, естественно, усложняется, и появляются дополнительные упрочняющие элементы – затяжки и подкосы (фрагмент «б»).
Фрагмент «в» наглядно демонстрирует, что внутренняя капитальная стена не обязательно должна располагаться ровно по центру, под коньком. Вполне возможен и такой вариант, как показан на иллюстрации, но с условием, что смещение лежня относительно конька не превысит одного метра.
Наконец, фрагмент «г» показывает, как может опираться система стропил в здании большого размера, но имеющим две капитальные перегородки внутри. Расстояние между такими параллельными лежнями может доходить до трети ширины здания.
Графически эту схему крыши можно изобразить примерно так:
Сразу бросается в глаза, что стропила опираются только на в нижней части, а затем соединяются между собой на коньке. Дополнительная опора по центру отсутствует, то есть стропильные ноги как бы «висят», что предопределяет и название такой системы. Эта особенность накладывает определенные ограничения на применение висячих стропил – обычно такая схема практикуется при расстоянии между несущими стенами, на которые закреплен мауэрлат, не более 7 метров. Устанавливаемые затяжки лишь частично снимают нагрузку с внешних стен.
На иллюстрации ниже показано несколько вариантов висячей системы. Впрочем, некоторые из них уже, скорее, могут быть отнесены к комбинированным.
Фрагмент «д» - висячие стропила связаны между собой стяжкой на уровне мауэрлата либо закреплены на мощной балке перекрытия, образуя с ней треугольник. Других усиливающих деталей нет. Подобная схема допустима при расстоянии между стенами до 6 метров.
Вариант «ж» - для такого же по размерам дома (до 6 метров). Затяжка (ригель) в этом случае смещена вверх, и нередко используется для подшивки потолка чердачного помещения.
Варианты «е» и «з» рассчитаны на пролёт между стенами до 9 метров. Могут применяться несколько затяжек (или верхняя затяжка в сочетании с нижней балкой перекрытия). Другой подход – установка стоек под коньковым прогоном, по аналогии с наслонной системой. Только в качестве нижней точки опоры используется не лежень на капитальной перегородке, а стойки опираются на затяжку или балку перекрытия. Назвать такой вариант чисто «висячим» - уже сложно, так как здесь – явно комбинация деталей из обеих конструкций.
В еще большей степени такое комбинирование двух схем выражено в варианте «и», который рассчитан на большие пролёты, от 9 до 14 метров. Здесь, помимо стойки-бабки, задействованы еще и диагональные подкосы. Нередко такие фермы вообще собираются на земле, а только потом поднимаются и устанавливаются на место, связываются между собой, формируя тем самым весь каркас крыши.
Итак, при подготовке к строительству двускатной крыши необходимо изучить принципы устройства той или иной системы, оценить их преимущества и недостатки, выбрать оптимальную для своих условий и составить графическую рабочую схему. Она понадобится и при приобретении необходимого материала, и для производства самих монтажных работ. Однако, составление чертежа все же должно предваряться некоторыми расчетами.
Давайте еще раз взглянем на принципиальную схему устройства двускатной крыши, чтобы выделить те параметры, которые необходимо будет рассчитать.
Итак, в процессе расчета нам потребуется определиться со следующими величинами.
Исходные данные – это длина стороны дома по фронтонной части (выделено голубым – F), и длина дома по коньку (фиолетовый цвет – D). Предполагается, что хозяева уже заранее определились с типом кровельного покрытия – так как здесь будут определенные ограничения по крутизне скатов кровли. (угол а).
бензопила
Угол крутизны скатов может определяться хозяевами по различным критериям оценки:
Рассчитать высоту конька над плоскостью перекрытия (мауэрлата) – несложно. В основе подавляющего большинства узлов любой кровельной системы лежит треугольник, который, в свою очередь, подчиняется строгим геометрическим (точнее – тригонометрическим) законам.
Итак, в нашем случае известна ширина крыши по фронтонной линии. Если крыша симметрична, то конек разместится ровно посередине, и для расчетов можно просто ширину F разделить на два (основание треугольника f = F/2 ). При несимметричных скатах придется спроецировать вершину конька на линию F, и промерить расстояния f1 и f2 от нее до края треугольника (до мауэрлата) с каждой из сторон. Естественно, что в таком случае и уклон скатов будет различным.
Н = f × tg a
Чтобы не заставлять читателя искать значения тангенсов и проводить расчеты вручную, ниже размещен калькулятор, в котором уже внесены необходимые табличные величины.
