Безраспорная стропильная система двухскатной крыши

Проекты двухскатных мансардных крыш набирают  в настоящее время все большую популярность. Причина кроется в возможности решить некоторые проблемы нехватки жилой площади, причем без вложения больших средств. И только от формы крыши зависит, в какой мере можно будет использовать мансардный этаж, и будет ли он пригоден для использования как жилое помещение.

Какими вообще бывают крыши

Основные типы крыш частных домов

Для того чтобы ясно представить себе, что такое двускатная крыша, посмотрите какие ещё используют варианты при строительстве частных домов. И это далеко не все, но самые популярные:

  1. Односкатная – самый простой вариант покрытия при строительстве в частном секторе. В основном используется для дачных домиков и подсобных помещений.
  2. Двускатная – наиболее распространённый вариант для загородных домов. Несмотря на кажущуюся простоту, такой тип очень практичен и красив в исполнении.
  3. Вальмовая – больше подходит для домов с большой площадью. Такая конструкция способна выдерживать очень сильные ветровые нагрузки, вплоть до шторма, благодаря обтекаемой форме.
  4. Полувальмовая – такой вариант делается больше для красоты, так как это прототип двускатной крыши со срезанными углами с торцов конька.
  5. Шатровая – пирамидальная форма подходит для квадратных зданий. По сути, это прототип вальмовой крыши.
  6. Сводчатая – для жилого строительства применяется редко, хотя и не является исключением.

Для прямоугольного дома с площадью от 60 до 100 м2 вариант с двумя скатами можно назвать наиболее подходящим – он прост в исполнении и недорог в осуществлении. Кроме того, там можно обустроить не только чердак, но и мансарду.

Технические термины и правила безопасности

Ломаная крыша своими руками собирается из элементов, большинство которых имеют свои исторические названия:

  • Брус, размещенный вдоль стен, играющий роль опоры для стропил, называется мауэрлат.
  • Деревянные брусья, образующие скат кровли, носят название стропил.
  • Элементы жесткости, соединяющие между собой отдельные стропила и распределяющие усилие нагрузки между ними, образуют подвеску.
  • Плоские доски, фанера, плиты ДСП и другие материалы, на которые укладывается черепица, профнастил или аналогичный кровельный материал, называется обрешеткой.

Строительство кровли мансардного типа

При работе на высоте очень важно следить за собственной безопасностью. Для этого следует:

  • использовать крепежный пояс;
  • тщательно закреплять леса при установке;
  • не оставлять без присмотра, в особенности включенным, электро- и другой инструмент;
  • следить при подъеме и перемещении тяжелых грузов за помощниками и желательно всегда быть в зоне их видимости;
  • не оставлять незакрепленные детали на скатах крыши;
  • стараться не отвлекаться на сторонние дела при работах на высоте.

 Расчет стропильной системы

Стропила мансарды, построенной своими руками, должны в течение всего срока эксплуатации выдерживать такие нагрузки:

  • собственный вес;
  • массу кровельного покрытия и утеплителя;
  • максимальные для данной местности порывы ветра;
  • давление снегового покрова.
 Расчет стропильной системы

Справка. При уклоне кровли более 45° снег на ней практически не задерживается, а при 60° и вовсе не учитывается при вычислениях. Зато возрастает ветровое давление из-за высоты конструкции и ее положения, близкого к вертикальному.

Результатом расчетов должны стать 2 параметра – сечение стропил с балками (иначе – затяжками) и шаг их установки. Ошибочно думать, что размеры деревянных брусьев крыши растут вместе с нагрузками на нее. Максимальная жесткость конструкции достигается за счет применения стропильных ферм из бревен диаметром 120—200 мм либо пиломатериалов толщиной от 40 до 200 мм, устанавливаемых с шагом 50—120 см. Если вы не являетесь инженером – строителем, точнее определить эти значения не сможете, поскольку методика довольно сложная.

Онлайн-калькуляторы, размещенные в интернете, вопрос не решают, потому что их расчеты все равно нужно проверять. Выход такой: воспользуйтесь готовыми данными, которые давно посчитаны. Для этого вам потребуется таблица №1, где приведены сечения стропильных ног при различной длине и нагрузке:

 Расчет стропильной системы

Методику вычислений поясним на примере. Предположим, что снеговая нагрузка на плоскую поверхность (проекцию скатной крыши) в вашей местности составляет 100 кг/м², уклон равен 60°, длина пролета – 4,5 м (до подкоса), шаг стропил – 120 см. Кровельное покрытие – шифер. Считаем:

  1. Реальный вес снегового покрова: 100 х 0,32 = 32 кг/м². Коэффициент уклона 0,32 взят из таблицы №2, представленной ниже.
  2. Удельный вес шиферного покрытия с обычным профилем равен 25 кг/м².
  3. Общий удельный вес – 32 + 25 = 60 кг/м².
  4. Вычисляем удельный вес на 1 погонный метр стропил, умножив 60 кг/м² на шаг установки 1,2 м. Получаем 72 кг.
  5. Возвращаемся к таблице №1 и подбираем сечение бруса по длине пролета. Принимаем нагрузку 100 кг на 1 м. п. стропила (с запасом). Подходит бревно диаметром 140 мм, доска 40 х 200 мм и остальные материалы, чьи размеры находятся в той же горизонтальной строке.

Справка. При монтаже ломаной мансардной крыши используется 2 вида стропил – наслонные и висячие. На двускатной кровле применяются только висячие, в чем между ними разница, отражено на схеме.

 Расчет стропильной системы

Правильно определить интервал установки стропильных ферм вам поможет последняя таблица №3:

Читайте также:  Как правильно крыть крышу шифером: разъясняем со всех сторон

Предложенная методика подойдет для небольших домиков прямоугольной формы размерами 6 х 6 м. Чтобы построить мансардную крышу на большом коттедже, за расчетами настоятельно рекомендуется обратиться к специалистам – проектировщикам.

 Расчет стропильной системы

Тонкости сборки двухскатной мансардной крыши ↑

В зависимости уклона скатов бывает:

  • классическая с углом наклона в 45° для домов шириной 6–8 м (очень распространена в средней полосе страны);
  • остроконечная с уклоном в 60° для домов шириной от 6 м – это довольно дорогостоящий вариант;
  • ломаная с двумя неравнозначными скатами с разным уклоном (как правило, 30° и 60°) чаще для домов до 6 м.

Особенности стропильной системы ↑

Стропильная система мансардной крыши  из двух скатов сооружается по принципу висячих стропил. Именно они, поскольку не имеют средних опор, образуют под крышей единое пространство, без стен и опор – пустоту посредине помещения чердака. Принято систему висячих стропил называть еще беспрогонной.

Висячие стропила опираются исключительно друг на друга, образуя конек, и на наружные стены. Стропила, стремясь разъехаться в стороны, создают распор на стены, поэтому в системе обязательно наличие затяжки, которые скрепляют стропильные ноги и противоположные скаты. Затяжки-балки, расположенные у основания стропил, служат одновременно балками перекрытия. Однако в случае мансардного помещения затяжку (ригель) устанавливают выше, на высоте, достаточной для его устройства.

Если систему висячих стропил используют при пролете более 6 м, то стропильные фермы подпирают стойками или раскосами, которые устанавливают на прогоны, расположенные на перекрытии. В этом случае нижняя часть стропильной ноги имеет длину не более 4,5 м.

Чтобы было возможно использовать чердачное пространство в качестве жилого необходимо внести некоторые изменения в конструктивно-силовую схему стропильной системы двухскатной мансардной крыши, то есть в ее несущую конструкцию.

Варианты реконструкции чердаков под жилое помещение ↑

Вариант для стандартной крыши

Стропила и балки усиливают накладками, связав последние при помощи стоек. После этого к усиленным стропилам и подкосам крепят затяжки. Усилив фермы, подкосы, которые ранее играли роль несущих, выпиливают. Если стропильные фермы располагаются на чердаке с достаточно маленьким шагом, порядка 600 мм, то нагрузка с кровли передается на балки перекрытия рассредоточено. После внесения изменений произойдет перераспределение нагрузки. Благодаря такой конструкции у ферм высвобождается пространство шириной порядка 3–4 м.

Остроконечный вариант

В фермах каркаса такой крыши используют центральные стойки и распорки. При расположении стропильных ферм с шагом 0,5–1 м стропила и потолочную балку усиливают, удвоив их сечение. Чтобы перераспределить нагрузку кровли на балки перекрытия, на стропилах и центральной стойке по высоте потолка закрепляют затяжку и наклонные балки. Затем, удалив подпорки и нижние части стоек, освобождают пространство под будущую комнату. Будущее помещение утепляют и вырезают окна.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Постройка крыши любой сложности своими руками предполагает знания назначения основных конструктивных элементов.

Элементы стропильной системы двухскатной крышиЭлементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 2Элементы стропильной системы двухскатной крыши — схема 3

  • Мауэрлат. Предназначен для распределения нагрузки от стропильной системы на несущие стены здания. Для обустройства мауэрлата выбирается брус из прочной древесины. Предпочтительно лиственницы, сосны, дуба. Сечение бруса зависит от его вида – цельный или склеенный, а также от предполагаемого века конструкции. Наиболее популярные размеры 100х100, 150х150 мм.

    Совет. Для стропильной системы из металла мауэрлат также должен быть металлическим. Например, швеллер или двутавровый профиль.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
  • Стропильная нога. Основной элемент системы. Для изготовления стропильных ног используется прочный брус или бревно. Соединенные сверху ноги образуют ферму.

Варианты фермы стропильной системы крыши

Важное значение имеют параметры стропил. О них речь пойдет чуть ниже.

  • Затяжка — соединяет стропильные ноги и придает им жесткость.
  • Прогон:
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
  • Коньковый прогон, монтируется в месте примыкания одного стропила к другому. В дальнейшем на него будет установлен конек крыши.
  • Боковые прогоны, они обеспечивают ферме дополнительную жесткость. Их количество и размер зависят от нагрузки на систему.
  • Стойка для стропил — вертикально расположенный брус. Также принимается на себя часть нагрузки от веса крыши. В простой двускатной крыше обычно располагается по центру. При значительной ширине пролета – по центру и по бокам. В несимметричной двускатной крыше – место установки зависит от длины стропила. При ломанной крыше и обустройстве одной комнаты на мансардном чердаке – стойки располагаются по бокам, оставляя свободным пространство для перемещения. Если комнат предполагается две – стойки находятся по центру и по бокам.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши показано на рисунке.

Расположение стойки в зависимости от длины крыши

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
  • Подкос. Служит опорой для стойки.

Совет. Установка подкоса под углом в 45° существенно снижает риск деформации от ветровой и снеговой нагрузки.

В регионах со значительной ветровой и снеговой нагрузкой устанавливают не только продольные подкосы (находящиеся в одной плоскости со стропильной парой), но и диагональные.

  • Лежень. Его назначение служить опорой для стойки и местом крепления подкоса.
  • Обрешетка. Предназначена для передвижения во время строительных работ и фиксации кровельного материла. Устанавливается перпендикулярно по отношению к стропильным ногам.
Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Совет. Важное назначение обрешетки — перераспределение нагрузки от кровельного материала на стропильную систему.

Наличие чертежа и схемы с указанием месторасположения всех перечисленных конструктивных элементов поможет в работе.

Совет. Обязательно добавьте в схему стропильной системы двухскатной крыши данные об устройстве прохода вентиляционной шахты и дымовой трубы.

Технология их устройства определяется типом кровли.

Выбор материала для стропил

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

При расчете материала на двухскатную крышу нужно выбирать качественную древесину без повреждений и червоточин. Наличие сучков для балок, мауэрлата и стропил не допускается.

Для досок обрешетки сучков должно быть минимум, при этом они не должны выпадать. Древесина должна быть прочной и обработанной необходимыми препаратами, которые повысят ее свойства.

Читайте также:  Кровля крыши дома шифером: асбесто-цементные кровельные материалы

Совет. Длина сучка не должна превышать 1/3 толщины бруса.

Расчет площади крыши

Это – один из важных элементов проектирования, поскольку от того, насколько правильно выполнен расчет, зависит весь процесс работ. Любая ошибка обойдется в буквальном смысле дорого, поскольку материалы потребуется докупать уже во время строительства. Для того чтобы упростить себе работу нужно соблюдать ряд правил:

  • Не учитывать наличия вентиляционных отверстий, дымоходных труб или мансардных окон, поскольку это лишь вызовет дополнительную путаницу.
  • Определить точную длину скатов, нижней точкой которых является карниз, а верхней – конек.
  • Определить длину крыши по коньку (получившиеся в этих 2-х пунктах результаты перемножаются и дают половину нужной площади для простой формы кровли).

Обратите внимание, что требуется также учитывать наличие парапетов, свесов и брандмауэрных стен.

Стоит сказать, что в том случае, когда используется рулонные кровельные материалы или мягкая черепица, то длина скатов будет уменьшаться на 70 см. Перед тем как сделать двухскатную крышу, вся площадь будущей конструкции разбивается на простые элементы, и вычисления проводятся для каждого из них, после чего результат складывается. В большинстве случаев не требуется знания каких-либо сложных математических формул, поскольку самые популярные типы кровель собираются из прямоугольных или треугольных форм.

Характеристики ломаной крыши

Ломаная кровельная система является подвидом двускатной крыши, но с более сложной конфигурацией. Такое название кровля получила из-за своей формы, здесь присутствует наибольшее количество ломаных линий и фигур. Именно поэтому проектировать ее довольно непросто, а зачастую неподготовленному пользователю и вовсе невозможно справиться с данной задачей. Однако, получив определенные навыки и запас знаний, можно выполнить работу своими руками. Внешне кровельная система больше похожа на четырехскатную крышу, такой эффект достигается за счет наличия множества изломов, а также установки стропил в два яруса. При этом нижние стропила имеют более крутой угол установки (от 60 градусов) по сравнению с верхним рядом (менее 30 градусов). Также к особенностям можно отнести и ширину кровли, ведь в данном случае оптимальное значение параметра – 5-6 м. Благодаря такой конструкции, мансардная ломаная крыша позволяет увеличить подкровельное пространство и получить наиболее комфортную высоту потолков.

Характеристики ломаной крыши
Характеристики ломаной крыши

В целом стропильная система мансардной крыши набором элементов не отличается от привычной для многих пользователей двускатной кровли. Здесь также требуется рассчитать и установить следующие детали:

Характеристики ломаной крыши
  • мауэрлат – основание для стропильной системы, выполняется из бруса с прямоугольным сечением 10х15 см;
  • двухуровневые стропила – висячие и наслонные;
  • стойки вертикальные – подпорки для установки затяжек;
  • затяжка – опора для висячих стропил и бабки;
  • подкосы – подпорки для стропильных ног;
  • бабка – подпорка для подкосов, установленных под верхними стропильными ногами;
  • стяжки – придают жесткость всей стропильной системе, соединяют наслонные стропила и стойки.
Характеристики ломаной крыши

Стоит отметить, что устройство ломаной мансардной крыши не требует особо точного расчета снеговой нагрузки, так как такой тип кровли имеет основные скаты с углом наклона 60 и более градусов. То есть снежные массы на поверхности не будут задерживаться, а значит и оказать существенное давление не смогут. Это далеко не единственное преимущество кровли такого вида. Также среди достоинств можно отметить 3 положительных качества.

Характеристики ломаной крыши
  1. Большое подкровельное пространство, в котором можно устроить жилую комнату либо помещение хозяйственного назначения. Также мансардный этаж позволяет заметно увеличить общую жилую площадь дома, но при этом не потребуется столько усилий и финансовых вложений, как в случае надстройки полноценного этажа.
  2. Ломаная мансардная крыша придает всему строению презентабельный вид, экстерьер выглядит роскошно и оригинально.
  3. Заметно снижаются теплопотери через кровлю. Что в итоге приводит к сокращению расходов на отопление.
Характеристики ломаной крыши

Разумеется, говоря о достоинствах, стоит упомянуть и о возможных недостатках. В частности, владельцы мансардных этажей с данным типом крыши должны понимать, что несмотря на наличие большого подкровельного пространства, все же часть потолка и стен могут иметь скошенную форму, из-за чего продумывать дизайн интерьера придется особенно тщательно. Также необходимо прибрести специальные мансардные окна, стоимость которых немного выше стандартных оконных систем. Кроме того, планируя создать жилую комнату в мансарде, следует позаботиться о качественной тепло- и гидроизоляции. Если перечисленные трудности не являются проблемой, то можно сказать, что мансарда с ломаной крышей имеет больше достоинств, чем недостатков. Конечно, избежать большинства проблем можно лишь при условии правильного монтажа кровельной системы.

Характеристики ломаной крыши

Кровельное покрытие

Выбор типа кровли происходит на основании экономических и индивидуальных (эстетических) соображений, а также зависит от угла ската крыши. Например, для мягких кровель не гарантируется устойчивость при уклонах свыше 45°.

На сегодняшний день на рынке строительных материалов наиболее распространенными являются:

  • керамическая черепица;
  • металлическая черепица;
  • профнастил;
  • битумный шифер (ондулин);
  • фальцевые листы;
  • рулонная битумная кровля.

Методы монтажа различаются в зависимости от выбранного материала, однако практически во всех случаях укладка кровли происходит от карниза к коньку, чтобы обеспечить достаточный нахлест и защиту от затекания осадков. Также используемый крепеж обязательно должен быть сделан из оцинкованных или нержавеющих материалов и оснащен эластичной уплотняющей шайбой.

Сравнение кровельных материалов – таблица

Обшивка фронтона

Отделка фронтона сайдингом

Обшивка фронтона

Фронтон является заметной частью дома. Поэтому для его обшивки принято использовать привлекательные материалы. Это может быть доска в тон крыше, фанера или сайдинг. В случае деревянных домов фронтон может вырезаться заранее. Подробнее об этом рассказано на видео. Двухскатная крыша благодаря простоте и доступности конструкции, позволяющей её устроить в том числе и своими руками, стала по-настоящему универсальным решением. Знание отдельных особенностей позволит легко избежать главных проблем при её возведении.

Читайте также:  Беседка с односкатной крышей своими руками (+фото, чертежи)

Установка стропильной системы

Строительство своими руками ломаной кровли предполагает использование двух видов стропильных ног. Нижние стропила располагаются под очень острым углом, соединяя стойки с мауэрлатом или концами вынесенных поперечных опор. Верхняя двухскатная стропильная конструкция монтируется на арочную систему.

Перед монтажом нижних стропильных ног необходимо тщательно разметить на мауэрлате место их установки. Первыми монтируются крайние к фронтону стропила. Подрезка стропильных ног выполняется таким образом, чтобы срез верхнего края доски прилегал под требуемым углом к стойке, а нижний срез упирался в мауэрлат или вынесенную опору.

Если по проекту мансардная кровля выполняется со свесами скатов, в нижней части стропильной ноги выполняется вырез специальной формы: горизонтальной частью выреза стропило опирается на опору. Крепится стропило гвоздями или скобами. Соединения ног с мауэрлатом или вынесенной опорой дополнительно рекомендуется укреплять обожженной проволокой диаметром 3-4 мм. По аналогичной схеме устанавливаются все нижние стропила.

Если строим дом, длина которого превышает 8 метров, рекомендуется установка стропильной системы с коньковым брусом. Такое устройство позволяет равномерно распределить нагрузку на весь каркас. В этом случае по центру фронтонов устанавливаются стойки, вертикальность которых проверяется отвесом, на них строго горизонтально монтируется коньковый брус.

Верхние стропила мансардной кровли могут представлять собой Л-образную конструкцию. Стропильные ноги между собой могут соединяться встык с использованием деревянной или металлической крепежной накладки, либо способом врубки в полдерева, с использованием болтового соединения. Рекомендуется по месту подогнать первую пару стропил, которая затем демонтируется и используется в качестве шаблона. Подготовленные фермы устанавливаются в стандартном порядке – сначала крайние, затем остальные с постоянной нивелировкой.

На последнем этапе создания кровельной конструкции своими руками выполняется монтаж обрешетки, укладка гидроизоляции, создание вентиляционного просвета, монтаж кровельного покрытия. Изнутри крепится теплоизоляция и пароизоляция, крепится обшивка. На видео можно подробно ознакомиться с технологией работ.

Похожие новости

Первые стропила крепите там, где кровельный скат будет иметь максимальный уклон. Для получения необходимого уклона следует попросту подрезать бруски на требуемую длину.

Первый шаг – подготовка стропил. Заранее обрежьте бруски на нужную длину и требуемый угол. В нижней части стропильных ног выберите пазы для соединения с мауэрлатом. Пазы можно сделать при помощи стамески.

Второй шаг. Закрепите каждый брусок на отведенное для него место.

Третий шаг. Переходите к установке верхних стропил. На этом этапе будьте особенно внимательны. Соблюдайте нужный угол ската и в целом центровку конструкции.

Четвертый шаг. Прибейте к стропилам элементы обрешетки. Обрешетку можно делать из фанерных листов или обыкновенных деревянных досок. Тип обрешетки должен соответствовать выбранному кровельному правило, делается сплошной настил. Это универсальный и самый надежный вариант.

Прибейте к стропилам элементы обрешетки

Принципы устройства мансарды ↑

При ближайшем рассмотрении становится очевидным, что каркас мансардной крыши, выполненный по традиционной скатной технологии имеет две конструктивные части. Причем возможны два варианта:

Принципы устройства мансарды ↑
  • 3-х угольная крыша с составляющими частями, имеющими равнозначный наклон. Визуально они смотрятся как классическое сооружение с двумя скатами, не имеющими изломов.
  • 5-и угольная, которую отличают выпуклые углы на скатах. Здесь явно проявляются две присоединенные конструктивные части.

И в первом, и во втором случае стропильная система мансардной крыши характеризуется наличием двухъярусной конструкции. Нижний ярус создает полезный объем мансарды. Его высота варьируется в пределах 200–250 см, чтобы передвигаться внутри жилого пространства можно было без помех. Второй ярус каркаса крыши формирует форму его верхней части. Высота же ничем не ограничена. Оптимальную форму для крыши подбирают, варьируя уклон стропил на обоих ярусах.

На заметку

По общему мнению лучше всего визуально выглядит пятиугольная конструкция, вписанная в воображаемую окружность.

Принципы устройства мансарды ↑

Таким образом, главный признак каркаса мансарды – присутствие в конструкции мансардный крыши 2-х стропильных систем, которые объединены либо в треугольник, либо пятиугольник.

Важно

Под мансарду можно переделать и чердак уже готового сооружения. К примеру, если стропилины достаточно мощные, ригели каркаса смогут выполнять функции потолочных балок. Мансарда же должна быть обшита по опорам прогонов. Несмотря на это, конструктивно их нельзя причислить к мансардным, поскольку в соответствии со СНиП устройство мансардной крыши должно выполняется по технологии «ломаной» системы стропил.

Принципы устройства мансарды ↑

Строительство мансардной крыши осуществляют на основе типовых технологий устройства стропильного каркаса скатной крыши: висячая система и наслонная. В нижнем ярусе конструкции используют исключительно последний вариант. Висячие стропила применяют в верхнем ярусе. В этой части устанавливают также наслонные стропила.

Наглядно представить каркас поможет разрез мансардной крыши. Его можно поделить по горизонтали и получить трапецию снизу и треугольник наверху. Боковые стороны трапеции собирают из наслонных, а треугольника – из висячих и наслонных.

Остекление мансарды ↑

Окна в этом помещении можно установить во фронтонах: это будет проще и дешевле другого способа, предусматривающего их монтаж в плоскости скатов крыши. Также для установки вертикальных окон устраивают «скворечники». В наклонных частях устанавливаются специальные, так называемые мансардные окна.

Они пропускают гораздо больше света, чем более привычные, вертикальные. Продаются они в готовом виде, в комплекте с откосами, рольставнями и деталями, необходимыми для монтажа. При установке таких окон ошибки могут привести к утрате герметичности.

Остекление мансарды ↑

Мансардные окна значительно улучшают естественное освещение