Стропильная система двухскатной крыши, наряду с мауэрлатами, — наиболее важная часть конструкции здания с двухскатным типом крыш.

Содержание:

• Особенности монтажа мауэрлатов и стропильных систем двухскатных крыш
• Типы стропильных систем двухскатных крыш и их расчет

В двухскатных крышах обе кровельные поверхности наклонены к наружным стенам здания, благодаря чему обеспечивается естественный сток дождевых вод и талого снега. Уклон таких крыш должен превышать 5 градусов, а на некоторых участках кровли может достигать 90 градусов.

Стропильная система двухскатной крыши

Наклон скатов крыши зависит от его материала, архитектурных требований к постройке, а также климатических условий региона. Крутые скатные поверхности устанавливают при использовании неплотного кровельного материала (например, металлочерепицы), а также при строительстве в местностях с большим количеством осадков. Более пологая кровля монтируется в районах с сильными ветрами в целях уменьшения их давления на конструкцию крыши.

Устройство мауэрлатов и стропильных систем крыш более трудоемкое и требует значительных затрат материала и времени. Но это не то место, где следует экономить – необходимо вычислить оптимальный угол наклона крыши, который обеспечит надежность и прочность конструкции в соответствии со всеми строительными стандартами и нормами безопасности.

Двухскатная крыша считается наиболее оптимальным вариантом конструкции крыш в загородном строительстве. Данный тип крыш с его простой формой и незамысловатой конструкцией возводится легко и достаточно быстро, а если бюджет ограничен, это можно сделать даже без привлечения специалистов-строителей со стороны. Другими словами, двухскатную крышу можно смонтировать собственноручно, имея желание и базу знаний по строительству.

Двускатная крыша состоит из двух прямоугольных плоскостей – скатов, наклоненных к внешним стенам здания, а также треугольных (боковых) элементов – фронтонов. Такой тип крыш наиболее часто устанавливают на малоэтажных постройках.

Конструкция двухскатной крыши предполагает наличие несущих (мауэрлат и стропильная система крыши) и ограждающих (кровельное покрытие) элементов. Кроме того, в конструкциях двухскатных крыш присутствуют также различные стойки, ригели, распорки подкосы и другие крепежные элементы, которые придают стропильной системе дополнительной жесткости.

Основную часть внешних погодных воздействий на здание, а также всю массу конструкции крыши, принимают на себя несущие элементы, которые распределяют нагрузки на опоры и стены постройки. К ним предъявляются особо жесткие требования прочности. Есть два элемента несущей конструкции крыш — стропильная система и мауэрлат.

Особенности монтажа мауэрлатов и стропильных систем двухскатных крыш

1 – мауэрлат; 2 – стропильная нога; 3 – затяжка; 4 – перекрытие.

Прежде чем подробно проанализировать стропильную систему крыши, рассмотрим немного другой, но не менее важный несущий элемент – мауэрлат.

Мауэрлат – своеобразный фундамент для крыши дома; опорный брус для наклонных стропил, главной функцией которого является сбалансированное распределение нагрузок, создаваемых крышей здания. Этот конструкционный элемент крыши представляет собой брус с сечением не менее 10х10 см (обычно 15х15 см).

Мауэрлат подкладывают под стропильную ногу или же устанавливают по всей длине постройки. Он монтируется на верхнем стенном обрезе, а в зависимости от конструкционных особенностей стены и крыши здания может устанавливаться или по оси, или ближе к краю стены (внутреннему или внешнему, но не менее 5 сантиметров от наружного грани).

При изготовлении мауэрлатов обычно используют дерево. Но если строится металлический кровельный каркас, могут применяться швеллерные, двутавровые и другие металлопрофильные мауэрлаты. Фактически крыша являет собой большой парус, поэтому во избежание его деформации ветром мауэрлатный брус нужно как можно более надежно прикрепить к стене.

Мауэрлат прокладывают поверх рубероида или другого гидроизоляционного материала на расстоянии не менее 40 сантиметров от верхней части чердачного перекрытия. Прогоны опираются на врубленные в лежни стойки с интервалом в 3-5 метров. Угол между стропильной ногой и подкосом должен быть близок к прямому (90 градусов). Дополнительные опорные подкосы, которые упираются на лежни, устанавливают при большей длине стропильных ног.

В общем, мауэрлат является системой связанных между собой звеньев, которые крепятся к стропилам, создавая тем самым по периметру кровли очень надежную и устойчивую скатную конструкцию. Отдельными сегментами мауэрлат может подкладываться под сами стропила.

Если были использованы неширокие стропильные ноги, то это подвергает конструкцию риску провисания. В целях предотвращения этого применяют специальную укрепляющую решетку, которая состоит из стойки, ригеля и подкосов. Для ее изготовления используют доски толщиной 25 и шириной 150 миллиметров, или же деревянные пластины из бревна диаметром не менее 130 миллиметров.

Стропильная система крыши представляет собой несущую конструкцию скатной кровли, которая состоит из стропильных ног, наклонных подкосов и вертикальных стоек. При помощи крепежных элементов (стоек, ригелей, распорок, подкосов и т. д.) стропила соединяются в собственно стропильную систему. Материал, из которого изготавливают стропила, может быть самый разнообразный: дерево, метал, железобетон или смешанный.

В основе конструкции крыш и стропильной системы двухскатного типа лежит треугольник, так как это самая жесткая и устойчивая геометрическая фигура.

Сечение бруса для стропил, рекомендуемых для простой конструкции крыши, может колебаться в пределах от 40х150 мм до 100х250 мм. Этот показатель зависит от шага установки стропил, длины стропильных ног, а также расчетной величины снеговых и ветровых нагрузок для данного региона.

Шаг установки стропил (м)	Длина стропильного элемента (м)
	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0
0,6	40х150	40х175	50х150	50х150	50х175	50х200	50х200
0,9	50х150	50х175	50х200	75х175	75х175	75х200	75х200
1,1	75х125	75х150	75х175	75х175	75х200	75х200	100х200
1,4	75х150	75х175	75х200	75х200	75х200	100х200	100х200
1,75	75х150	75х200	75х200	100х200	100х200	100х250	100х250
2,15	100х150	100х175	100х200	100х200	100х250	100х250	—

Ниже приведены сечения брусов других элементов стропильной системы двухскатной крыши (все показатели – в миллиметрах).

• мауэрлат: 100х100, 100х150, 150х150;
• диагональные ноги и енды: 100х200;
• прогоны: 50х150;
• стойки: 100х100, 150х150;
• опорные ригели для стоек: 100х150, 100х200;
• кобылки, подкосы, доски карнизного короба: 50х150;
• затяжки: 50х150;
• лобовые и подшивочные доски: 22…25х100…150.

Основой стропильной системы крыши являются стропильные ноги или просто стропила. Они укладываются под углом, который равен наклону ската крыши, а нижними концами крепятся металлическими скобами или планками к мауэрлату.

Также следует уделить внимание материалу, из которого будет строиться крыша. Прежде всего, какой бы материал бы вы не выбрали, он не должен иметь трещин и гнили. Сучки также нежелательны, но если идеально ровный материал для вас недоступен, допустимая длина сучков не должна превышать треть толщины доски.

Стропильная доска должна быть в поперечнике не менее 50 миллиметров. Ширина материала зависит от его длины. Например, если доска 6 метров в длину, ее ширина должна составлять 15 сантиметров (150 миллиметров). Если длина бруса превышает 6 метров, то и его ширина, соответственно, должна быть не меньше 180 миллиметров. Оптимальное соотношение всех параметров исходного материала для стропил предотвратит прогибание и излом всей конструкции.

Завершающим этапом монтажа стропильной системы крыши является соединение всех ее элементов с помощью крепежных изделий. Для этих целей чаще всего используют металлические уголки или скобы, хотя в последнее время набирает популярность и болтовое крепление.

Возведение «теплой» двухскатной крыши имеет свои особенности. В таком случае стропильные ноги должны устанавливаться друг от друга на таком расстоянии, чтобы как можно меньше обрезать теплоизоляционный материал, который укладывают в межстропильное пространство.

Типы стропильных систем двухскатных крыш и их расчет

Конструкционные особенности стропильной конструкции двухскатной крыши зависят от ряда факторов, таких как: форма крыши, количество внутренних опор, размера пролета между опорами, характера и интенсивности действия нагрузок и внешних факторов на обрешетку и т. д.
Стропильные ноги являются главным элементом стропильной конструкции. Они кладутся вдоль ската кровли и исполняют функцию опоры для обрешетки. Обрешетка двухскатной крыши монтируется из досок и реек, при этом более экономичным будет второй вариант.
Стропила для крыши в таких конструкциях имеют две разновидности – висячие (опираются на стены здания только концами, без промежуточных опор) и наслонные (на стены здания опираются концами и средней частью). Кратко рассмотрим особенности каждого из двух типов стропил.
Висячие стропила для крыш используются при строительстве зданий с легкими стенами. Одним из главных достоинств этого типа стропил является то, что с их помощью можно перекрывать длинные пролеты. Этот элемент стропильной системы работает на сжатие и на изгиб.

Стропильная система двухскатной крыши

Из-за своих конструкционных особенностей висячие стропила могут передавать нагрузку только на две крайние опоры, которыми зачастую являются стены постройки. На стропила действует сильный горизонтальный распирающий эффект.
Для того, чтобы уменьшить это и предотвратить разъезжание стропильных ног, используются деревянные или металлические затяжки. Они крепятся у основания стропил. При величине пролета более 8 метров параллельно затяжке устанавливается балка с подкосами. Если пролет меньше 8 метров – между вершиной стропил и затяжкой параллельно последней врезают ригель.
Чем выше установлена скрепляющая затяжка, тем более надежным и долговечным должно быть ее соединение со стропилами, независимо от того, из какого материала они исполнены. Все это направлено на уменьшение прогиба и сдерживания расползания стропильных ног. Такая схема опор наиболее часто применяется в стропильных системах мансардных крыш.
Наслонный тип стропил применим в зданиях, где есть столбчатые промежуточные опоры или средняя несущая стена. Их можно устанавливать при величине пролета между опорами не более 6,5-7 метров. Монтаж дополнительных опор позволит увеличить ширину перекрытия: одной опоры – до 11,5-12 метров, двух опор – 15-15,5 метров. Для повышения жесткости стропильной системы и расширения проема между боковыми опорами под коньковый прогон устанавливают стойку с подкосами.

Схема наслонных стропил

В зависимости от материала, из которого построен дом и конструкции самого здания, зависит характер опоры стропил для крыш. В каркасных домах они опираются на мауэрлат, в рубленых или брусчатых – на верхние венцы, в каменных постройках – на верхнюю обвязку.

К стропильным системам двухскатных крыш домов с газовыми котлами или печным отоплением предъявляются требования пожарной безопасности. Минимальная дистанция, на которой должны быть расположены внешние стенки печных труб и дымохода от деревянных элементов постройки, составляет 40 сантиметров. Таким образом, средняя часть стропил передает нагрузку на внутренние стены или опоры, а концы – на внешние стены сооружения.

Кровельная система, в основе которой лежат наслонные стропила для крыши, по сравнению с аналогичными системами, при тех же параметрах более проста в сборке и более легкая. Кроме того, использования наслонного типа стропил экономит пиломатериалы и, соответственно, финансовые средства застройщика. Если в рамках одной кровельной конструкции наслонные и висячие стропила устанавливаются над несколькими пролетами сразу, то в таком случае допускается вариант их чередования в разных комбинациях.

Установка стропильной системы является самой трудоемкой и важной частью всего процесса возведения двухскатной крыши. Она требует точных вычислений размеров и количества стропил, а также наиболее оптимального их соединения с другими элементами крыши. Поэтому расчет стропильной системы крыши требует к себе внимательного и ответственного подхода, так как от его точности зависит безопасность и долговечность всей возводимой конструкции.

Существуют различные справочники и веб-ресурсы, которые могут помочь строителю в вычислении стропильной системы. Но эту часть монтажа двухскатной крыши все же рекомендуется отдать в руки специалистов, учитывая то, что проект дома все равно нужно заказывать. В готовом проекте будут и все нужные расчеты, и сама схема крыши.

Для расчета стропильной системы крыши нужны следующие условия. Во-первых, крыша должна быть прочной. Это требование обусловлено тем, что на крышу будут воздействовать как вес кровли, так и внешние погодные факторы (ветер, атмосферные осадки). Сюда можно отнести также и вес человека-ремонтника. Во-вторых, легкость конструкции крыши. Она определяется потребностью уменьшить ее давление на стены, перекрытия и фундамент дома.