Как построить двускатную крышу: подробное руководство по конструкции, монтажу и примеры стропильной системы

Строительство двускатной крыши — это сложный процесс, но с нашим подробным руководством по стропильной системе он станет проще и понятнее. Мы предоставляем все необходимые инструкции по конструкции, монтажу и примерам, чтобы помочь вам создать качественную крышу своими руками. Не упустите возможность узнать больше об этой важной составляющей строительства дома!

45 мин. 3k. Опубликовано 03.08.2022

Смешение понятий, путаница в названиях — проблема, с которой сталкиваются при самостоятельном строительстве крыши. Внешне простая конструкция двускатной стропильной системы требует внимания к строению узлов. Можно найти стандартные размеры основных элементов, но без понимания принципов их соединения, правильный выбор сечения балок не гарантирует отсутствия проблем при эксплуатации кровли.

Стропильная система или стропило — это скелет крыши, конструкция, состоящая из стропильных ног, горизонтальных, наклонных и вертикальных элементов.

Стропило:

• является основанием для кровельного покрытия;
• принимает и перераспределяет нагрузки, включая снеговую и ветровую нагрузки, вес ковельного пирога, вес самого стропила;
• организует возможность для вентиляции и проветривания подкровельного пространства.

Содержание

1. Двухскатная крыша
2. Плюсы конструкции
3. Примеры стропила двущипцовых крыш
4. Небольшой дом. Пролет до 6 м. Висячее стропило
5. Мансарда
6. Большой дом. Пролет более 10 м
7. Стропильная система двускатной крыши
8. Несущие дополнительные элементы
9. Прогон
10. Опорные балки
11. Стойки
12. Подкос
13. Стропильные и безстропильные двускатные кровли
14. Самцово-слегово-стропильная система
15. Опора скользящая или скользун
16. Стропильная система. Типы
17. Наслонное стропило
18. Висячее стропило
19. Стропильная ферма
20. Что влияет на выбор типа стропила
21. Дополнительные элементы
22. Подбалка
23. Бобышка
24. Коротыш
25. Накладка
26. Конструкция стропильной системы двухскатной крыши
27. Безраспорные схемы и узлы
28. Безраспорное висячее стропило
29. Затяжка
30. Ползун
31. Безраспорное наслонное стропило
32. Системы стропил с подкосами
33. Подкосы в наслонном стропиле
34. Висячее стропило и подкосы
35. Система для домов с двумя внутренними несущими стенами
36. Мансарда
37. Проектирование двускатной крыши
38. Самостоятельное проектирование. Авантюра или возможность
39. Профессиональный проект
40. Расчет стропильной системы
41. Расчет линейных размеров
42. Выбор величины уклона
43. Высота конька. Длина стропильной ноги
44. Шаг установки стропильных ног
45. Общие положения расчета нагрузок и сечения стропил
46. Сбор нагрузок
47. Проекты и чертежи
48. Монтаж стропильной системы
49. Подготовительный этап
50. Установка мауэрлата
51. Монтаж опорных прогонов
52. Коньковый брус — вид опорного прогона
53. Монтаж опорного прогона
54. Монтаж стропильных ног
55. Стропильные фермы
56. Сборка частями на высоте
57. Монтаж мансарды
58. Завершающий этап
59. Гидроизоляция и вентиляция
60. Вентиляция крыши
61. Обрешетка и контробрешетка
62. Требования к строительным материалам
63. Пиломатериал от 0 до 2 сорта
64. Зеленка. Горельник. Сухостой
65. Калиброванный материала
66. Огнестойкость и биоустойчивость
67. Формы крыш и их стропильные системы

Двухскатная крыша

Такая крыша состоит из двух пересекающихся плоскостей, скатов. Плоскости могут отличаться линейными размерами, площадью, градусом наклона (уклоном). Пересекаясь, скаты образуют ребра. Часть фасада здания, заключенная между скатами кровли — щипец, отсюда второе название — двущипцовая кровля.

Треугольную форму крыше придают при помощи:

• стропильных ног;
• продольных балок, слег, в брусовом или бревенчатом доме.

За исключением некоторых рубленых зданий, главный несущий элемент двухскатной конструкции — стропильные ноги (стропилины), которые устанавливают под углом к горизонтали. Такой угол называют уклоном.

Плюсы конструкции

Устройство стропильной системы простой двухскатной крыши предполагает минимальное количество соединений (ребер). Здесь нет ендовы — пониженного пересечения скатов, по которому стекает вода в многощипцовых кровлях. Значит, меньше возможностей для протекания. При правильно подобранном угле и организованном вентилировании кровли классическая двущипцовая крыша сама избавляется от снежного покрова.

В конструкции только один вид стропильных ног. Устанавливают их попарно в одинаковом положении, поэтому простота монтажа дополняет список преимуществ.

Хуже двускатная кровля переносит ветровые нагрузки. Особое внимание при проектировании уделяют прочному креплению стропила к стенам дома, установке ветровых связей. Ветровые связи — это диагональные элементы, которые крепят под стропильные ноги, соединяя их. Связи воспринимают ветровые нагрузки, располагают их часто буквой V.

Примеры стропила двущипцовых крыш

Комбинирование дополнительных элементов, подкосов, стоек, изменяет устойчивость и прочность конструкции, позволяет перекрывать сооружения разной ширины.

• 

• 

• 

Небольшой дом. Пролет до 6 м. Висячее стропило

Часто строят здания с небольшим пролетом из-за размера участка. Для домов с пролетом до 6 м характерно отсутствие внутренних несущих стен. Решением становится висячее стропило, стропильная ферма, она не требует опоры под коньковым, верхним концом стропилины.

Мансарда

Мансардной называют крышу, скаты которой формируют часть стен жилого помещения.

На схеме стропильной системы жилой чердак двускатной крыши с арками висячих стропил.

Размеры связаны с конкретным случаем, типовым проектом не являются.

На схеме пример установки висячей стропильной системы:

• с нижней затяжкой;
• с двумя рядами угловых стоек;
• подкосами;
• ригелем.

Большой дом. Пролет более 10 м

Даже деревянные стропильные системы позволяют накрывать пролеты до 16 м шириной.

В данном примере большая кровля опирается на две дополнительные несущие стены. Система считается наслонной, если опоры разнесены не более чем на третью часть пролета.

Совмещение стропильных висячих ферм с металлическими опорами также вариант перекрытия большого пространства. Ширина цеха на фото 22 м.

Стропильная система двускатной крыши

Стропилины или стропильные ноги — диагональные балки, они принимают и передают на несущие стены нагрузки, которые испытывает крыша.

Пары стропилин соединяются верхним, коньковым концом, а нижним опираются или упираются в стену. Скелет скатной крыши не состоит только из стропильных ног. Прогоны, опорные балки, стойки и подкосы — существование стропильной системы без дополнительных элементов невозможно.

Несущие дополнительные элементы

Среди дополнительных элементов выделяют те, что участвуют в принятии нагрузок. Добавление подобных элементов распределяет нагрузки. А значит, прямо влияет на несущую способность всей стропильной системы и стропильных ног в частности.

При их применении вес кровельного материала, который сможет поднять стропило, можно будет увеличить, а толщину сечения стропилин уменьшить.

Прогон

Горизонтальный элемент, который поддерживает стропила, называют прогоном.

• располагается вдоль здания, поэтому его называют долевой балкой;
• передает нагрузки через стойки или ферму несущим стенам, закрепляет пространственную форму стропила.

Коньковый прогон — это балка под коньком.

Опорные балки

Мауэрлат и лежень — это горизонтальные элементы, которые устанавливают для опирания стропильных ног, стоек. Такие балки распределяют точечные нагрузки от стропил равномерно по всему верху стены.

Мауэрлат укладывают для опоры деревянных стропильных ног на стены из не деревянных материалов, он:

• принимает и распределяет распорное воздействие и вертикальные нагрузки;
• обеспечивает прочное крепление ног стропила к стене.

Лежень — горизонтальная балка, ее устанавливают на внутреннюю несущую стену или перекрытия поперек стропил. На лежень опираются стойки, он служит для равномерного распределения нагрузки, увеличивает пространственную жесткость конструкции в целом.

Стойки

Стойки — это вертикальные элементы, они принимают нагрузки от стропилин или прогонов и передают на опорные балки (лежень, балки перекрытий) или железобетонные плиты перекрытий.

Один из видов стоек — угловые опоры.

Подкос

Подкос — несущий диагональный элемент, располагают его под углом от 45 до 55° к горизонту. Подкос упирают в стропилину или прогон, соединяют накладками. Работает на сжатие. Повышает жесткость, устойчивость и прочность системы.

Стропильные и безстропильные двускатные кровли

Двускатная крыша состоит из двух пересекающихся плоскостей, скатов. Несущей конструкцией кровли может быть или стропильная система, или самцово-слеговая.

В самцово-слеговой системе форму крыши задают слеги, несущие продольные балки рубленого дома, которые лежат на бревнах фронтона, самцах. Фронтальные стены принимают нагрузку ограждающего покрытия здания.

Такая конструкция крыши в чистом виде обходится без стропила. Но в большинстве случаев слеги и стропилины соединяют, облегчая установку кровельного покрытия.

Самцово-слегово-стропильная система

Самцово-стропильная крыша объединяет опору покрытия на венцы фронтона, слеги и стропильные ноги. В месте верхнего ребра, конька двускатной крыши, устанавливают князевую слегу, на нее и нижние слеги опирают стропильные ноги.

Плюсы:

1. Крыша сохраняет классическую архитектуру рубленого дома. Выступающие за пределы стен слеги формируют красивый кровельный свес.
2. Смешанная конструкция — это возможность конструировать высокие потолки с открытыми балками над единым внутренним пространством без перегородок и столбов.
3. Стропильные ноги перехватывают часть нагрузок и равномерно распределяют на другие стены. Появляется возможность смонтировать обрешетку и любое финишное покрытие по стандартной схеме.

Минус — неравномерная усадка.

При проектировании слегово-стропильной системы учитывают неравномерную усадку фронтонов.

Важно! Прежде всего, это относится к домам с рублеными фронтонами.

Большую угрозу для прочности крыши и дома представляет усадка «лишних» венцов, составляющих высоту фронтона. Самцы разной длины. Короткие усаживаются сильнее, и в целом каждый слой самцовых бревен опускает стропила на новые сантиметры.

Коньковый конец стропилин опускается вместе с княжеской слегой, которую можно назвать коньковым прогоном рубленого дома. Нижние концы проседают вместе с венцами боковых стен. При жестком креплении стропил к венцам стен ноги деформируют конструкцию.

Когда на рубленом доме устанавливают каркасный фронтон, количество венцов во всех стенах одинаковое и усадка проходит в целом равномерно, хотя ее тоже лучше компенсировать конструкцией верхних или нижних узлов стропилин.

Опора скользящая или скользун

Выходом стала сборка стропильной системы при помощи скользящих опор для стропил, скользунов. Крепеж состоит из двух частей, которые могут двигаться, скользить, друг относительно друга. Скользящая опора позволяет стропильным ногам расходиться в стороны, при уменьшении высоты фронтона. Считается временным решением. До окончательной усадки крепеж удерживает крышу от смешения под ветровыми нагрузками. Позже его заменяют, но не всегда.

В классической двускатной крыше главным несущим элементом остаются стропильные ноги, которые соединяются с другими частями конструкции в узлах.

Стропильная система. Типы

Двускатные крыши опираются на два вида стропил:

• висячие;
• наслонные.

Устройство стропил висячего типа отличается от наслонной системы тем, что последняя требует внутренних несущих стен.

Наслонное стропило

Здесь стропильные ноги верхним коньковым концом лежат на опорном прогоне. Стропилину запиливают и опирают на прогон или устанавливают без запила. Строение соединительного узла зависит от того, как решается проблема распорного воздействия в конкретном проекте.

Под весом кровли балки стропила расходятся в стороны. От того, как закрепят концы стропильных ног на двускатной крыше, зависит величина распорного воздействия на стены.

Нижние концы стропильных ног опирают на установленную поверх несущей стены балку — мауэрлат. В рубленом доме мауэрлатом служит верхний венец. Стропилины двускатной крыши каркасного дома опирают на брус верхней обвязки.

Висячее стропило

Стропилины без опоры под верхним концом называются висячими стропилами. Торцы стропильных ног упирают друг в друга или жестко соединяют вместе врубкой в полдерева.

Не имея дополнительной опоры и принимая всю нагрузку на себя, висячие стропильные ноги оказывают сильное распирающее воздействие на стены. Поэтому их жестко соединяют с необходимыми элементами — затяжками.

В висячей стропильной системе затяжка — горизонтальный элемент, соединяющий стропильные балки, работает на растяжение и принимает на себя распорное воздействие. Устанавливают как в верхнем, так и в нижнем положении. Пара висячих стропилин, соединенных затяжкой, образует стропильную ферму. Нижняя затяжка, соединяя концы стропильных ног, превращает такую ферму в полностью безраспорную конструкцию.

Стропильная ферма

В строительстве фермой называют жесткую плоскую конструкцию из двух балок (поясов) и вертикальных или скошенных стоек между ними. Стропильная ферма — это висячее стропило. Конструкцию из двух стропильных ног и затяжки дополняют бабкой, подкосами, стойками, ригелем.

Бабка — вертикальный элемент, работает на растяжение, верхний его конец зажимают между коньковыми торцами стропилин. Главная задача бабки — не допустить провисания длинной затяжки. Если последнюю собирают из двух частей, то стыкуют под бабкой и крепят к ней хомутом для компенсации потерянной прочности.

Ригель — горизонтальный элемент, который соединяет стропильные ноги в верхней их части.

Важно! При определении вида горизонтального элемента стропила смотрят не на его название, а на работу, которую он выполняет, так как часто «ригелем» называют и затяжку, и схватку. Также ригелем называют несущий элемент для усиления прогона, когда он располагается вдоль долевой балки, вне плоскости стропильных ножниц, опираясь на подкосы.

В висячей стропильной системе ригель работает на сжатие, принимая вертикальные нагрузки, усиливая устойчивость, прочность стропильных ног и пространственную жесткость фермы.

Подкосы и стойки — несущие элементы, они перераспределяют нагрузки, повышая устойчивость, прочность.

Использовать стропильную ферму, значит, облегчать монтажные работы. Выставить по уровню жесткую конструкцию могут даже любители.

При монтаже крыши используют и другие фермы, например, конструкцию из лежня, стоек, укосов и прогона, которые монтируют под стропилины в качестве опоры. Фермой наращивают высоту несущих стен, чтобы обеспечить выбранный уклон ската.

Что влияет на выбор типа стропила

И наслонные, и висячие конструкции позволяют перекрыть жилой дом любого размера. Вопрос стоит в эффективности. Есть архитектурный проект или эскизы, планы, мечты — и начинается поиск равновесия. Выбор вида стропильной системы каждой двухскатной крыши — это попытка соединить запросы хозяина дома, долгий срок службы и трезвый материальный расчет.

1. Архитектурные предпочтения хозяина дома. Эскизы здания воплощают желания и вкусы собственника в архитектурном проекте. Это отражается на выборе стропильной системы. Если хозяин участка предпочитает открытую планировку без перегородок, то архитектор выбирает висячие стропила.
2. Габариты крыши. Величина пролетов, требующих перекрытия, напрямую связанна с выбором несущей конструкции.
3. Планировка здания. Если в доме нет несущих стен, для опоры наслонного стропила нужно установить деревянные или железные колонны, иначе придется остановиться на другом типе стропила.
4. Нагрузки. При большой ветровой нагрузке предпочтительнее наслонные стропила. Мансарду с ломаной крышей установить в местах, где снег падает 8 месяцев в году, сложно. Это реально, но потребует больших материальных затрат из-за увеличения числа дополнительных элементов, иного сечения стропильных ног, возможно, даже утолщение стен дома.
5. Его величество бюджет. Тут все понятно без слов. Изготовление стропил наслонного типа в целом требует материала меньшего сечения, а значит, и цены. Если хозяева готовы купить готовые стропильные фермы, то поставить стропила на двускатную крышу можно за несколько дней. Готовая конструкция сэкономит время, но увеличит затраты.

Все эти факторы взаимосвязаны, и любой хозяин, погрузившийся в проект любимого дома с головой, назовет еще пару причин, почему он выбрал именно висячую, а не наслонную стропильную систему.

Дополнительные элементы

 Дополнительные стойки и балки повышают следующие характеристики стропила:

• устойчивость — способность выдерживать нагрузки;
• пространственную жесткость — способность не деформироваться, сохранять заданные проектом геометрические размеры под внешним воздействием;
• прочность — способность выполнять свои основные функции, служить опорой для кровли, обеспечивать вентиляцию.

За увеличение устойчивости отвечают подкосы, раскосы, диагональные связи. Жесткость повышают элементы, образующие треугольные формы. Большинство дополнительных частей изменяют сразу несколько характеристик. Устройство обрешетки влияет на устойчивость стропильной системы и на ее прочность, придает жесткость.

Набор дополнительных элементов зависит от конкретных условий проекта и региона. Спецификации, описания с размерами дополнительных элементов входят в конструктивный раздел проекта, который включает также план стропил и схемы.

Ниже рассматриваются дополнительные части стропила, которые, наряду с описанными выше, чаще всего используют при возведении каркаса крыши.

Подбалка

Подбалка — короткий брус, отвечает за усиление несущей способности прогонов. Устанавливают на стойки, под прогоны, если нагрузка значительна или вертикальные стойки расположены на большом расстоянии друг от друга. Когда существует необходимость увеличить длину прогона, элемент устанавливают в местах сращивания, компенсируя потерю прочности и устойчивости.

Сходные функции выполняют подмоги — брус или доски, которыми увеличивают высоту сечения стропильной ноги, улучшая ее характеристики (смотри рисунок выше).

Бобышка

Если в процессе строительства, приходится сращивать брус до нужной длины, понижается его устойчивость и прочность. Стропилины из сдвоенной доски решают эту проблему, их легко нарастить, вставив одинарное продолжение между досками нижней части.

Такое стропило не уступает одинарному по характеристикам, прочно удерживает кровельный пирог, когда:

• внутрь конструкции прокладывают куски такой же доски, бобышки;
• просветы, расстояния между бобышками, не превышают 7 высот доски;
• размер вкладки — минимум 2 высоты доски.

Сдвоенные ноги упрощают монтаж необходимых горизонтальных элементов.

Бобышкой могут назвать и просто небольшой кусок доски, использованный в стропиле. Ниже представлена бобышка на схеме типового проекта двускатной крыши.

Коротыш

Коротыш в строительстве — это обрезок бревна или бруса. При сборке скелета деревянной крыши название «коротыш» используют для нескольких дополнительных элементов.

1. Коротыш — кусок бруса длиной от 50 до 70 см, которым заменяют мауэрлат. На него опирают стропильные ноги.
2. Коротышом называют кусок бруса, укрепленный на крайней опорной стойке конькового прогона датской вальмовой крыши. Брусок обеспечивает опорную площадку для ригеля, концы которого образуют площадки для установки диагональных стропил датской вальмы.
3. Коротыш — брусок, уложенный под конец затяжки, между ней и мауэрлатом, под место врубки в затяжку стропильной ноги. Конец коротыша подводят под гайку болта, позволяя установить его строго вертикально.

Накладка

Выполняют из досок или фанеры, чтобы жестко закрепить узел, и иметь возможность вбить в небольшой по площади элемент расчетное количество гвоздей, не измочалив его. Увеличивая сечение, улучшает устойчивость и прочность узлов, мест стыковки элементов.

Важно! В языке кровельщиков и крышников смешиваются строгие понятия научного языка и СНИПов с традиционными названиями частей стропила, которые мастера изучают руками без словарей. Часто один и тот же элемент знают под разными именами. Поэтому важно смотреть не на имя, а на тип стропильной системы, на место и роль элемента в ее конструкции.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши

Здесь будут описаны разные варианты распространенных стропил, механизмы их работы и дополнительные элементы.

Безраспорные схемы и узлы

Трещина на фото вызвана распорным воздействием стропильных ног на стены дома из пеноблоков. Чтобы исправить ситуацию, хозяину дома придется разобрать крышу полностью.

Стропилины принимают нагрузки и передают их на внешние несущие стены в виде вертикальных и горизонтальных усилий. Горизонтальные усилия называются распором. Сила распорного воздействия так велика, что может разрушить стены дома. Существуют методы, которые позволяют свести распор в системе стропил к минимуму или полностью устранить его. Такие стропила называют безраспорными.

Безраспорное висячее стропило

Не имея дополнительной опоры, висячие стропилины держатся в воздухе только из-за жесткого крепления между собой. Коньковый узел висячего стропила собирают с минимальной степенью свободы, иначе стропила не будут держать форму.

Верхние концы висячих стропилин упирают друг в друга и соединяют:

• деревянными накладками, чаще двусторонними, прибивая их гвоздями или соединяя болтами;
• металлическими перфорированными пластинами и желтыми саморезами.

Стропильные ноги оказывают сильное распирающее воздействие на стены. Элемент, который превращает пару висячих стропилин в безраспорную конструкцию — это горизонтальная балка-затяжка.

Затяжка

Нижняя затяжка соединяет самые концы стропильных ног, полностью устраняя распорное воздействие. С нижней затяжкой висячую стропильную ногу жестко соединяют:

• используя накладки или перфорированные пластины, гвозди, болты, саморезы;
• лобовой врубкой.

Гайка должна находиться под прямым углом к болту. Делать врубку, под шайбу, чтобы соблюсти это правило, нельзя. Врубка ослабит затяжку. Устанавливают под затяжку подбалку (коротыш), не менее 5–6 см в тонком конце и не менее 7–10 см в толстом. На торце этого бруска запиливают площадку под шайбу.

Часто стропильную ногу врубают в балку перекрытий. Балка становится затяжкой.

Приподнятую затяжку соединяют со стропильной ногой полусковороднем.

Верхняя затяжка полностью распор не снимает. Ниже мы расскажем, как закрепить ноги стропила на двухскатной крыше, чтобы превратить систему в безраспорную. Дополнительно к установке верхней затяжки нижний узел стропилины превращают в ползун.

Ползун

Ползун — это узел, в котором опорная площадка стропилины, пятка, сохраняет возможность скользить по горизонтали. Если нагрузки заставят конец стропильной ноги двинуться по горизонтали, она не упрется в стену, не начнет давить на нее, а просто поползет по опоре.

Узел-ползун работает одинаково и с наслонным, и с висячим стропилом.

Крепят конец стропила к мауэрлату методами, сохраняющими свободу движения по горизонтали.

Двумя уголками, которые привинчивают саморезами к мауэрлату, к стропилине присоединяют одним гвоздем или не крепят вовсе. В последнем случае уголки просто создают желоб, по которому скользит нога.

Используют с двух сторон гибкую витую металлическую пластину.

1. Забивают по диагонали в стропильную ногу два гвоздя или один гвоздь сверху вниз в ребро стропилины.
2. Крепят металлической скобой.

При большом градусе уклона, если не удается создать достаточную площадь опоры для стропильной ноги, снизу к ней подшивают опорный брусок, наращивая высоту стропилины.

В висячем стропиле распор есть всегда, просто затяжки запирают его внутри системы «стропильные ноги — затяжки». Расчет необходим при использовании верхней затяжки, особенно если к затяжкам (любой из них) подвешивают потолки. В этом случае стропильная система становится сложнонагруженной, затяжка растягивается и изгибается одновременно.

Безраспорное наслонное стропило

Существуют два основных решения проблемы распора в наслонной арке:

• увеличение свободы верхнего узла;
• увеличение подвижности нижнего узла.

Одно из решений проблемы — конструкция верхнего узла с 2 степенями свободы.

Верхний узел с 2 степенями свободы

Избежать возникновения распора можно просто уложив стропилины рядом на прогон, не упирая друг в друга или прогон. В этом случае в арке распор не возникает. Ногу можно упереть в мауэрлат или верхнюю доску каркасного дома следующим образом.

Опорный брусок подшивают здесь тоже для увеличения высоты стропильной ноги и создания правильной формы запила и опорной площадки. Крепить балку к мауэрлату можно любыми способами.

Важно! Сложность состоит в том, что опорную площадку запиливают строго горизонтально, иначе в системе возникнет распор.

Поэтому такой вариант в двускатной системе используют редко. Проще сделать верхний узел с одной степенью свободы, а нижний — с двумя, Это будет вышеописанный ползун.

Коньковый узел с 1 степенью свободы

1. Стропилины наслоняют на прогон, соединяют врубкой в полдерева, закрепляют между собой болтом.
2. Ноги прямоугольной вырубкой кладут на прогон. Их соединяют между собой врубкой в полдерева. Закрепляют гвоздями.
3. Стропилины уперты друг в друга, наслонены на прогон и закреплены накладкой, прибитой гвоздями.
4. Стропильные ноги прямоугольной врубкой наслоняют рядом на прогон и соединяют гвоздями.
5. Стропилины опирают рядом на прогон прямоугольной вырубкой и скрепляют болтом.

Если коньковую балку жестко защемляют между верхней накладкой и ригелем, то образуют узел с 0 свободой. В безраспорное стропило-арку с верхним узлом 0–1 степени превращает ползун, описанный выше.

Безраспорным наслонное стропило, прежде всего, делает правильное сочетание конструкций узлов, а висячее — использование дополнительного элемента — затяжки. Но затяжки, как горизонтальные балки, работающие на растяжение, устанавливают и в наслонных стропилах. Если жестко закрепить стропилину вверху и внизу, то нужно установить затяжку. Требуется расчет.

Системы стропил с подкосами

Подкос — это диагональный элемент, с углом установки от 45 до 55°, его считают несущим элементом, хотя он повышает и пространственную жесткость системы. Эффективность работы подкоса как несущей части, напрямую связана с тем, во что он упирается. Если подкос передает нагрузку на несущую стену или плиту бетонного перекрытия, он превращает стропило в неразрезную 2-пролетную балку, увеличивая нагрузки, которые она может вынести.

Подкос фиксируют опорными брусками, накладками.

Подкосы в наслонном стропиле

Два подкоса, при правильном расстоянии между их вершинами, могут сами стать полноценной опорой для стропила. Ниже схема наслонного стропила без конькового прогона и стоек под ним. Так как подобная система приближена к висячей, то распор в ней будет обязательно. Требует горизонтальных элементов, которые работают на растяжение. Стропильные ноги будут их растягивать меньше, чем в полностью висячем стропиле, все-таки система наслонная.

Покосы, добавленные к коньковому прогону и стойкам, устанавливают симметрично, если они поддерживают стропилины одинаковой длины, находящиеся в одинаковом положении относительно промежуточной опоры. Такие подкосы позволяют или уменьшить сечение стропилин или увеличить вес кровли.

В наслонном стропиле с двумя промежуточными опорами, все симметрично и подкосы, упертые в лежень, увеличивают несущую способность стропильных ног.

В системе со смещенной от центра промежуточной опорой, наслонное стропило частично превращается в висячее. Поэтому подкос, который на схеме справа, является промежуточной опорой для правого стропила и устанавливается верхним концом выше по стропильной ноге. Нагрузка на него больше, чем на левый подкос. Левый подкос просто усиливает нижнюю часть левого стропила. Система с увеличенным распором, горизонтальный элемент, работающий на растяжение, обаятелен.

Все эти системы требуют расчетов.

Подкосы устанавливают и в поперечной стропилам плоскости, вдоль прогонов. Ниже изображение системы с колоннами вместо промежуточной стены. Коньковый прогон опирается не на стойки и лежень, а на подкосы. В этом варианте устройства наслонной двускатной крыши подкосы полностью заменяют стойки.

Висячее стропило и подкосы

Подкосы устанавливают в висячем стропиле для уменьшения прогиба стропилин, но они упираются не в несущие стены, а в затяжку или бабку, поэтому усиливают систему, не в такой степени, как в наслонных. Большую роль подкосы играют здесь в образовании треугольников, которые повышают пространственную неизменяемость фермы. А чем жестче ферма в этом плане, тем лучше она справляется с нагрузками.

Савельев А. А. Стр 86: «Таким образом, прогибающиеся стропила давят на подкосы, те, врубленные в подвеску, растягивают ее, подвеска тянет вниз коньковый узел и верх стропил, стропила сжимают подкосы. От такого кругового движения внутренних напряжений получается довольно жесткая конструкция арки».

Подкосами укрепляют стропильные ноги, прогоны. Элемент усиливает жесткость и прочность каждой системы, в которую установлен.

Система для домов с двумя внутренними несущими стенами

Если стропилины опереть на две несущие внутренние стены, то можно перекрыть пролет до 16 м шириной. Существует одно условие установки стропила, при котором хозяин двухскатной крыши вправе рассчитывать на такой результат. Расстояние между стен не должно превышать 1/3 от ширины пролета, тогда стропило останется наслонным.

На верхней схеме наслонная система с 2 горизонтальными элементами, которые отвечают только за пространственную жесткость системы стоек. Схватки, так названы элементы на схеме, не дают расходиться стойкам в стороны. Это не «схватки» в понимании «горизонтальный аварийный элемент между стропильными ногами».

Вторая схема с 2 разными горизонтальными элементами, один из которых назван ригель. Элемент объединяет именно стропилины, увеличивает жесткость, может противостоять распору или вертикальным нагрузкам. Какую точно работу он выполняет в этой системе, зависит от строения узлов.

Мансарда

Стены мансарды образуют два ската:

• классической формы, симметричные или асимметричные;
• ломаной формы.

Преимущество первого варианта — относительная простота монтажа и расчетов, преимущество второго — большая полезная площадь.

В строительстве мансарды под ломаной кровлей соединяют два типа стропил:

• двускатных висячих с небольшим углом уклона;
• двух наслонных стропильных систем, расположенных симметрично.

Ниже схема крыши мансарды из книги Савельева А. А. «Стропильные системы», 2011 г., стр. 91.

Если застройщику не нравится форма ломаной крыши, он может выбрать классическую двускатную с системой висячих стропил. Такая кровля лучше выдерживает снеговые нагрузки.

Висячие стропилины мансарды могут опираться:

• на несущие стены последнего этажа;
• на аттиковые стенки, надстроенные поверх наружной стены здания.

Чем выше точка пересечения стены и ската крыши, тем выше потолок мансарды.

Важно! Если плоскость крыши пересекает фасад на высоте более 1,5 м, то мансарда считается полноценным этажом.

Аттиковыми стенами называют также фальш-стены, которые отделяют острые углы двускатной крыши от жилого помещения. Делают их на каркасе из стоек стропильной системы. Такие стойки называют угловыми опорами.

Угловые опоры — это вертикальные стойки, расположенные ближе к углам в основании треугольника двускатного стропила. Как любая стойка, они улучшают устойчивость системы к нагрузкам. Играют роль в повышении жесткости, так как образуют дополнительные треугольники. Часто при строительстве мансарды их используют для образования каркаса аттиковой стены.

Проектирование двускатной крыши

На схеме симметричная двускатная крыша с висячей стропильной аркой из двух одинаковых стропилин и ригелем-затяжкой.

Проектирование такой крыши одно из самых простых. В конструкции двускатного стропила только один вид стропильных ног. Соединяют их попарно в одинаковом положении. Всего одно ребро, внутренние углы отсутствуют, нет диагональных стропилин. Проект приспосабливает двускатное стропило к условиям и нагрузкам конкретного проекта, дополнительные элементы обеспечивают такую возможность.

Начинается проектирование стропила с выбора типа системы. О том, что влияет на этот выбор, написано выше.

Самостоятельное проектирование. Авантюра или возможность

СП 31-105-2002 «Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом» в пункте 8.2.1.3 разрешает не рассчитывать сечения элементов каркаса, а просто принимать их «не меньшими, чем приведены в таблицах» приложения Б этого свода правил, если:

• ширина дома не более 9,8 м;
• шаг стропил, балок не превышает 600 мм.

Документ содержит таблицы с указанием стандартных размеров стропила с поправками на регион снеговой и ветровой нагрузок. СП 31-105 говорит о строительстве каркасных домов, но многие самостоятельные застройщики опираются на эти таблицы. Хотя играет роль то, что СП приводит и конкретные варианты стропильных систем и узлов, что нужно учитывать, используя эти таблицы.

Неравнодушные люди выкладывают в общий доступ еще советские альбомы с типовыми проектами зданий и сооружений, посвященные деревянным конструкциям крыш. Это настоящие библиотеки планов, схем, подробных чертежей, узлов и элементов. Пример — 2.160-9 «Узлы деревянных крыш жилых сельских зданий» 1989 г. 

Поверхностного взгляда на подобные чертежи достаточно, чтобы понять — возведение стропильной системы требует расчетов.

В самостоятельной работе над стропильной системой используют компьютерные программы для проектирования домов, частично бесплатные версии которых есть в открытом доступе. Так нужен ли профессиональный проект?

Профессиональный проект

Достаточно подробные изображения желанного дома, иногда даже с поэтажными планами, можно найти в интернете. И многие считают, что если архитектор дом уже нарисовал, то нужно просто найти инженера-строителя, который добавит к нему расчет фундамента, перекрытий, установит толщину стен. Про стропильную систему вспоминают в последнюю очередь.

Ниже приводим лист из конструктивного раздела одного конкурсного проекта, блуждающего по просторам интернета.

Пример подходит к теме статьи не идеально. На чертежах не двускатная, а сложная многоскатная вальмовая крыша на Г-образном здании. Но уровень проработки понятен.

Конструктивный раздел проекта обязательно включает:

• подробные планы;
• разрезы перекрытий и стропильной системы с указанием размеров элементов;
• спецификации (описания) материалов перекрытий, стропила, кровли;
• спецификации крепежа;
• схемы узлов с указаниями размеров.

Профессиональный проект — это всегда хорошо. Есть четкие критерии качества работ. Точные расчеты без лишних допусков помогают экономить пиломатериалы, не опасаясь разрушения стропила.

Проект необходим. Но его можно сделать и самостоятельно. Полный пакет архитектурной и конструктивной документации, составленный конструкторским бюро, в случае простой двускатной крыши не обязателен. Важнее иметь четкое представление о типе стропильной системы, принципах работы дополнительных элементов, знать конструкцию узлов, рассчитать сечение стропильного материала.

Расчет стропильной системы

Расчет стропила включает:

• определение геометрических размеров конструкции;
• сбор нагрузок;
• расчет сечения основных элементов.

Расчет линейных размеров

Расчет стропильной конструкции начинают с определения уклона, угла под которым располагают стропилины к горизонту.

Наклон выражают:

• в градусах по отношению к горизонту;
• в процентах;
• в виде соотношения высоты конька к половине ширины пролета, указывают 1:2, 1:3.

Выбор величины уклона

Градус наклона определяют, учитывая несколько факторов.

1. Архитектурное решение. Бревенчатый сруб, шале, дом в стиле фахверк или хай-тек — стиль дома хозяин выбирает еще на стадии мечты. Каждому стилю соответствуют свои формы, а значит, и уклоны стропила.
2. Вид кровельного материала. Каждое покрытие имеет разрешенный угол укладки. При уклоне, меньше разрешенного производителем, они могут пропускать воду.
3. Архитектурное решение. Бревенчатый сруб, шале, дом в стиле фахверк или хай-тек — стиль дома хозяин выбирает еще на стадии мечты. Каждому стилю соответствуют свои формы, а значит, и уклоны стропила.
4. Вид кровельного материала. Каждое покрытие имеет разрешенный угол укладки. При уклоне, меньше разрешенного производителем, они могут пропускать воду.

Угол наклона и знание ширины пролета позволяют определить высоту конька, используя простую геометрию.

Высота конька. Длина стропильной ноги

Высота конька — это высота крыши в самой высокой точке. Этот отрезок рассматривают как катет в прямоугольном треугольнике, противостоящий углу уклона крыши. Второй катет равен половине ширины пролета. Соотношение катетов — это котангенс, котангенсы всех углов содержатся в таблицах, которые можно найти в интернете.

Определив высоту конька, рассчитывают гипотенузу этого треугольника и получают длину стропильной ноги.

Важно! Полученный расчетом размер стропильной ноги не совпадает с линейным размером плоскости ската, так как ширина пролета рассчитывается по внутренней поверхности наружных стен, а стропилины часто наращивают кобылками для увеличения свеса кровли.

Интересно то, что уклон, высота конька, длина стропилины могут колебаться в определенных рамках, без потери качества крыши. При расчете можно выделить какой-то фактор как главный, и исходить из него.

Задано:

• дом прямоугольный в плане, ширина пролета 8 м;
• 4 наружных стены;
• одна внутренняя несущая стена по центру здания;
• кровля из асбестоцементного шифера;
• стропильная система — двускатная, с опорой на коньковый прогон, опирающийся на внутреннюю несущую стену;
• чердачное помещение — нежилое.

Возможны три пути расчетов:

1. Стандартная длина деревянного бруса 6 м. Так как нестандартный материал — это всегда лишние расходы, расчет начинают с установки длины стропилины, не более 6 м. Стропилина — это гипотенуза треугольника. Половина ширины пролета известна заранее. Поэтому, используя размеры 2 катетов, считают котангенс угла наклона. Данные переводят по таблицам в градусы уклона, считают конек.
2. Определяют уклон кровли. Например, 50°, чтобы снег со ската соскальзывал сам. Затем вычисляют длину стропила и высоту конька.
3. Чтобы не допустить лишнего расхода материала, в основу кладут длину листов шифера. Так вычисляют длину стропильной ноги, далее действуют по схеме пункта 1.

Шаг установки стропильных ног

Важной характеристикой является шаг установки стропильных ног. В своем пособии «Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс» Шишкин В. Е. упоминает, что шаг стропильных ног изменяется в пределах от 1,2 до 2 м.

Сегодня в ИЖС наиболее часто упоминаемый шаг стропилин — это 58 см. Такая ширина просвета соответствует теплой кровле и позволяет легко установить утеплитель стандартной ширины 60 см. Уже упомянутый выше СП 31-105-2002 максимальным шагом, при котором можно не рассчитывать сечение стропилин, а брать данные из таблиц, указывает 60 см.

Чем с большим шагом установлены стропилины, тем большая нагрузка приходится на них, тем сильнее может провиснуть коньковый прогон. Определение линейных размеров становится основой для расчетов сечения основных материалов и количества дополнительных элементов.

Общие положения расчета нагрузок и сечения стропил

Главная задача кровли — оградить внутреннее пространство дома от улицы.

Главные задачи стропила — удержать кровлю на месте, помешать ее весу, внешним нагрузкам смять форму крыши, раздавить дом.

Деревянные конструкции рассчитывают по двум предельным состояниям:

• несущей способности (прочности или устойчивости)4
• по деформации (по прогибу).

Сбор нагрузок

Ограждающая конструкция принимает, несет и перераспределяет нагрузки следующих видов.

1. Постоянные — это масса самой стропильной системы, вместе с кровельным материалом.
2. Длительные — включают нагрузки веса оборудования, установленного на крыше, массы материалов, задействованных в ремонте. Сюда относят вес занятых в обслуживании крыши людей, снеговую, дождевую нагрузки.
3. Кратковременные — это воздействия климата: температура, ветер, влажность, солнечная радиация.
4. Особые — нагрузки и воздействия, которые создают аварийные ситуации, то есть ситуации с возможным разрушением конструкции: сейсмические, воздействие пламени пожара.

Часть постоянных и длительных нагрузок: вес системы и оборудования полностью рассчитывают для конкретного дома. Снеговая и ветровая нагрузки, температура, влажность имеют общие черты для проектов одного района. Территории делят на районы в соответствии с величиной снеговой или ветровой нагрузки.

Положения и принципы расчета нагрузок устанавливает СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». (https://beta.docs.cntd.ru/document/456044318) и СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции». (https://docs.cntd.ru/document/456082589).

На основе указаний СП создают бумажные карты. По снеговой нагрузке существует и проект интерактивной карты (на сайте https://engineerum.com/karty-po-sp-20133302016/karta-snegovyh-karta-1-rajonov-po-sp-20133302016/), карты районирования в высоком разрешении выкладывают на сайтах. Например, ветрового районирования http://saitinpro.ru/glavnaya/raschety/klimatologiya/karta3/

Собрав нагрузки:

• проводят предварительный расчет;
• оценивают сечение с точки зрения цены и доступности материала такого размера, возможностей самостоятельной работы с ним, других моментов;
• если сечение слишком велико для эффективной работы, добавляют элементы, чтобы снять нагрузки, увеличить высоту стропильной балки или прогона;
• снова проводят расчеты.

Если крыша не проходит по стандартным размерам, то необходимо использовать специальные расчетные формулы вышеуказанных сводов правил. 

Проекты и чертежи

В СССР существовали типовые проекты. Альбомы с их конструктивными чертежами издавали типографии. Теперь их можно найти в интернете и взять за ориентир в самостоятельном строительстве.

Удивительно, но российские законы разрешают строить дома не более 3 этажей и высотой до 20 м, на участках под ИЖС, без каких-либо проектов и чертежей. Никто не запрещает собственнику, который самостоятельно проектирует стропило для двухскатной крыши, все чертежи сделать своими руками.

Только 2 документа требуют оформления по всем правилам:

• схема планировочной организации земельного участка;
• ситуационный план участка.

Схему и план прикладывают к заявлению об уведомлении о начале строительства, которое подают в администрацию муниципалитета.

Ситуационный план — это чертеж участка, из которого должно быть ясно видно, что размерами постройка не нарушает никаких правил. На основе ситуационного плана делают схему планировочной организации.

К моменту подачи уведомления застройщик должен определить:

• высоту конька крыши, чтобы указать высоту постройки без учета высоты труб и подобных элементов;
• наличие мансарды, ее площадь входит в площадь этажей;
• конструкцию мансарды, так как она может повлиять на этажность.

Схему закон разрешает составить самостоятельно, но эта работа требует технических знаний и навыков.

В статье принципиально не приводится никаких конкретных проектов стропильной системы или чертежей двухскатной крыши для изготовления своими руками. Из пунктов, посвященных проектированию и расчетам можно понять, что эти моменты индивидуальны и связаны с конкретными нагрузками.

Монтаж стропильной системы

Установка стропил любого типа как на зданиях из кирпича, пеноблоков, так и на домах из бревен, бруса или каркасных зданиях проходит по общим принципам.

Отличия связаны прежде всего:

• с типом стропильной системы;
• с материалом, из которого возводят здание.

Подготовительный этап

Все начинается с установки лесов, устройства временного настила поверх перекрытий для передвижения по рабочей площадке. Это вспомогательные работы.

Основные работы по подготовке дома к стропиловке:

• выравнивание верха несущих стен по отношению к горизонту;
• монтаж армопояса или крепежных закладок в домах из мелкодискретных материалов, кирпича, пеноблоков.

Важно! Точное выведение по уровню горизонтальных опорных площадок стропильной ноги: верхней — для опирания на коньковый брус, нижней — для опоры на несущую стену или мауэрлат снижает распор в системе.

Установка мауэрлата

Кладка стен из кирпича и пеноблоков плохо выдерживает точечные нагрузки. Чтобы избежать разрушения материала, вес крыши распределяют на всю стену при помощи горизонтальных опорных балок:

• мауэрлата — на наружных стенах, в висячей и наслонной системе;
• лежней — на внутренних несущих стенах, в случае наслонных стропил.

В рубленных из бревен и бруса домах роль таких балок берет на себя бревно верхнего венца, которое само по себе является деревянным брусом. В каркасных зданиях стропилины опирают на верхнюю доску каркаса.

Мауэрлат

Мауэрлат — это деревянный брус сечением 100х100 мм, 100х150 мм, 150х150 мм или доска 50х150 мм и 50х200 мм. Укладывают его ближе к середине стены. Если стропило устроено так, что в нем присутствует сильный распор, то балку монтируют по поверхности всех стен и объединяют в единый контур в виде рамы, без разрывов.

Задачи опорной балки на наружной стене:

• равномерно распределить нагрузки от стропильных ног;
• обеспечить плотное крепление стропильной системы к стенам.

Армопояс

Мауэрлат в домах из пеноблоков устанавливают на монолитный армированный пояс, без исключений.

Армопояс:

• сохраняет геометрию стен;
• сопротивляется растягивающим нагрузкам;
• противостоит распирающему воздействию стропильных ног.

Прочность полнотелого кирпича выше прочности пеноблока в несколько раз, поэтому есть отличия в монтаже опорной балки.

Кирпичное здание

Если в доме из полнотелого кирпича устанавливают безраспорную стропильную систему, чаще всего висячую стропильную ферму, армопояс не заливают.

Мауэрлат непосредственно на кирпичную стену:

• крепят скобами к предварительно заложенным в стену деревянным пробкам;
• привязывают пропущенной через стену в момент кладки проволокой или железной полосой;
• насаживают на шпильки, вертикально вмурованные в кладку.

Пробки, основания шпилек, проволоку закладывают на уровне 3–4 кирпичей от верха стены.

Строение из пеноблоков

Пеноблочные стены не выносят прогибов, поэтому заливать замкнутый по периметру дома армопояс обязательно, даже в случае установки безраспорных стропил. Разрывать армирующий пояс окнами нельзя. Внутрь армопояса вмуровывают шпильки для крепления мауэрлата к стене. Места выхода шпилек не должны совпадать с опорой стропила.

Нижний конец шпильки заанкеривают:

• загибают под углом в 90°;
• приваривают к куску арматуры или железной пластине.

В безраспорных стропильных системах разрешают изготавливать мауэрлат из доски толщиной 50 мм.

Важно! Места, где деревянные элементы стропильной системы соприкасаются со стенами или перекрытиями из других материалов, обязательно прокладывают гидроизоляционным материалом.

Один из вариантов такой подложки:

• 1 слой — рулонная битумная гидроизоляция;
• 2 слой — вспененный полиэтилен толщиной 1 см, одновременно обеспечивает гидро- и теплоизоляцию.

Монтаж опорных прогонов

Опорный прогон является частью двух стропильных систем:

• классической наслонной;
• комбинированной, смешанной.

В комбинированной системе:

• фермы висячих стропил опирают на наружные стены с большим шагом;
• устанавливают поверх вершины арки стропилин коньковый прогон;
• опирают на прогон наслонные стропильные ноги.

Фермы ставят на большом расстоянии, что позволяет обойтись без внутренних перегородок. Система требует точных расчетов по нагрузкам и размерам стропильных элементов.

В классическом наслонном стропиле стропилины кладут на опорный прогон.

Коньковый брус — вид опорного прогона

Коньковым брусом называют прогон, который проходит под коньком. Большинство двускатных крыш симметричны, поэтому если несущая перегородка находится посередине пролета здания, то коньковая балка становится опорным прогоном для наслонного стропила. И висячую систему, и некоторые виды наслонных (с двумя несущими внутренними стенами) можно монтировать без коньковой балки.

Коньковый прогон в рубленом доме

В постройках из бревен или бруса у коньковой балки есть дополнительная функция. Часто, чтобы сохранить классический вид, торцевые стены дома из бревен продолжают рубленым фронтоном. Тогда прогон называют князевой слегой. В смешанной слегово-стропильной системе он выполняет две основные задачи:

• закрепляет фронтон из самцов в нужном положении, давит на него весом, создает условия для его правильной усадки;
• служит опорой для наслонных стропил, передает вес кровли на несущие стены и фронтоны.

Князевую слегу или просто кладут на бревна фронтона сверху, или зажимают между ними.

Коньковый брус в доме из пеноблоков

В доме из пеноблоков коньковый брус или опирают в ниши на фронтонах, или пропускают через стену.

Важно! Перепад температур дает конденсат. Нужно дать ему возможность испариться, помешать впитаться в балки и доски стропила. Под балку укладывают гидроизоляцию, между пеноблоками и брусом оставляют зазор.

Фронтон из пеноблоков не может служить достаточной опорой для крыши. Одновременно коньковый брус поддерживают несущая стена, колонны. Основная нагрузка ложится на них.

Каркасные здания

Строительство каркасных зданий проходит по рекомендациям СП 31–105. В сети есть даже англоязычный источник, но использование его требует знания языка https://www.awc.org/pdf/codes-standards/publications/wfcm/AWC-WFCM2015-ViewOnly-1510.pdf

Свод правил предусматривает установку коньковой доски, зажатой между стропильными ногами. Доска повышает жесткость системы, препятствует смещению стропильных ферм. Проводят также установку наслонных стропильных ног и на коньковый прогон. Фронтон не может принять полностью вес крыши, и прогон опирают на балки колонн или опорные столбы из железа.

Опорной балкой может стать не только коньковый прогон. Монтаж всех опорных прогонов проводят по одним принципам.

Монтаж опорного прогона

Балку устанавливают на стойки, если внутренняя несущая перегородка ниже наружных стен. Разница в высоте должна сформировать уклон скатов кровли. На стойки ложится большая нагрузка, чтобы перераспределить ее и увеличить площадь опоры, используют горизонтальный брус, лежень.

Иллюстрация посвящена другой теме, но на ней хорошо виден лежень и узлы крепления стоек к нему.

Крепят стойки к такой балке уголками, скобами, дощатыми накладками с гвоздями. Особое внимание этому узлу уделяют, чтобы предотвратить горизонтальное смещение конька крыши.

Важно! Наслонная система, если в ней коньковый прогон не опирается на фронтон, не застрахована от горизонтального смещения верха стропилин при неравномерных нагрузках (прежде всего снеговой) на скаты.

Чтобы это смещение предотвратить:

• устанавливают между стропильными ногами горизонтальные элементы, которые дополнительно закрепляют на стойках;
• максимально жестко крепят стойки к лежню с 0 степенью свободы.

Порядок монтажных работ:

• на стену настилают слой гидроизоляции, рубероид в 2–3 слоя, рулонную битумную гидроизоляцию — в один;
• укладывают лежень;
• крепят вертикальные стойки;
• устанавливают сверху брус прогона;
• при необходимости прогон, для увеличения устойчивости и жесткости, укрепляют подкосами, монтируя их между стоек.

В домах из рыхлых материалов: газосиликатных или газобетонных блоков лежень ложится на часть армопояса, которую заводят на внутреннюю несущую стену. Для принятия больших нагрузок прогон укрепляют подкосами. Стойки, лежень, прогон и подкосы можно рассматривать как строительную ферму. В монтаже висячего стропила такой этап отсутствует.

Монтаж стропильных ног

Если материал калиброван при подготовке, и есть уверенность, что все размеры конструкции дома выдержаны идеально, можно заготовить обрезанные и запиленные стропильные ноги наслонной системы прямо на земле. Арки висячего стропила часто полностью собирают до подъема на стену.

Стропильные фермы

Стропильные фермы собирают внизу и поднимают на перекрытия готовыми треугольниками. Такой способ упрощает монтаж висячей стропильной системы любой двухскатной крыши, если есть возможность поднять тяжелую конструкцию наверх целиком.

Облегчает монтаж стропиловка с использованием готовых заводских ферм. Залогом правильного монтажа в этом случае становятся аккуратность, следование схеме производителя, отсутствие «отсебятины» и использование уровня.

Важно! При любом типе стропильной системы, на любом этапе ее монтажа строгое отслеживание горизонталей и вертикалей необходимы.

Фермы устанавливают последовательно, начиная с одного края. Такие конструкции не имеют распора, их крепят к мауэрлату на уголки или держатели балок. Самостоятельно собирая фермы, используют перфорированные металлические пластины, гвозди и деревянные накладки, лучше из досок, толщина играет свою роль. Крепят и на метало-зубчатые пластины (МЗП), хотя загонять их в дерево требуется прессом, а не молотком.

Сборка частями на высоте

Если стропило собирают из частей, то сначала устанавливают крайние стропильные ноги. Верхним концам висячих стропилин не на что опереться, и их поддерживают временными стойками. После соединения крайних балок между ними натягивают шнуры, чтобы контролировать положение новых пар стропильных ног.

Отличие в монтаже висячих стропильных пар двухскатной крыши от наслонных заключается в креплении коньковых концов. Висячие стропила всегда крепят намертво, иначе они не будут работать. Вид нижнего узла наслонных стропил зависит от наличия распора в системе арки (смотри пункт о безраспорных системах).

Повышая сопротивление ветровой нагрузке, стропилины через одну привязывают скруткой из мягкой проволоки к ершу, забитому в стену на 3–4 ряда ниже ее верха.

Важно! Противоветровая скрутка крепит к стене стропильную ногу, а не мауэрлат.

После установки стропилин наступает время монтажа дополнительных элементов, стоек, упоров, подкосов, ветровых связей.

Монтаж мансарды

Порядок монтажных работ по обустройству мансарды под простой двускатной крышей принципиально не отличается от монтажа двускатного стропила для крыши. Стойки, на которых закрепляют обшивку фальшь-стен, тоже крепят после арок. Монтаж мансарды под двухскатной ломаной кровлей отличается кардинально.

Стропильная система такого жилого чердака — соединение трех стропил:

• 1 висячей системы;
• 2 наслонных.

Поэтому все начинается не со стропильных ног, а с двух параллельных рядов стоек.

Варианты опоры стоек:

• упирают в балки перекрытия и закрепляют при помощи накладок;
• на бетонные плиты перекрытия кладут лежень, стойки крепят к нему.

Ниже приводится пошаговое описание монтажа такого жилого чердака.

1. Поверх стоек укладывают прогоны. Балки станут опорой для наслонных стропилин боковых скатов с большим градусом.
2. Сверху закрепляют брус перекрытий мансардной крыши, который одновременно является затяжкой треугольных ферм висячих стропил.
3. Устанавливают стропильные ноги висячей системы, жестко стыкуя их друг с другом и с затяжками-перекрытиями.
4. Запиливают стропильные ноги боковых скатов, устанавливают их на прогоны, рядом с опорой треугольных ферм.

Существует и другой вариант конструкции подобной мансарды:

Завершающий этап

Установив стропильные ноги, их выравнивают, выводят по уровню.

Перекос означает:

• что какие-то элементы будут делать больше работы и быстрее изнашиваться;
• нагрузка на отдельные части будет выше расчетной, это приведет к разрушению.

Заканчивают монтаж кровли, натягивая гидроизоляцию поверх стропила.

Гидроизоляция и вентиляция

Крыши делятся на холодные и утепленные. В утепленных кровлях со слоем изоляционного материала установку мембраны, с функциями пропуска пара и гидроизоляции, необходимой признают все мастера.

Вопрос обязательной гидроизоляции по стропилам холодного чердака активно обсуждается. Сторонники установки такого слоя настаивают, что конденсат будет обязательно: зимой образуется иней, ветер заметает под кровлю снег.

Аргументы противников следующие:

• гидроизоляционный материал мешает вовремя заметить и устранить протечки, а значит, где-то над ним будет гнить обрешетка;
• разница температур небольшая, чердак холодный, поэтому конденсата образуется мало;
• влажный воздух из дома большей частью удерживают слои теплого перекрытия;
• любая влага при правильной вентиляции выветривается и высыхает быстро.

Сходятся в одном — правильная вентиляция позволяет строителю самому сделать выбор в этом вопросе.

Вентиляция крыши

Цитата из свода правил 17.13330.2017. «Кровли»: «Во избежание образования со стороны холодного чердака конденсата на внутренней поверхности вышеуказанных кровель должна быть обеспечена естественная вентиляция чердака через отверстия в кровле (коньки, хребты, карнизы, вытяжные патрубки и т. п.), суммарная площадь которых принимается не менее 1/300 площади горизонтальной проекции кровли». https://docs.cntd.ru/document/456081632

1. Воздух в подкровельное пространство поступает через вентзазор, перфорированную обшивку кровельного свеса. Тягу обеспечивают аэраторы и продухи верхней части крыши.
2. Холодный чердак вентилируют прежде всего чердачные окна, а потом коньки, хребты и прочее.
3. Слой изоляции проветривается через мембраны.
4. Жилая мансарда должна иметь выход в общую вентиляцию дома или иметь свою собственную.

Изоляционный материал утепленной кровли всегда накрывают двухслойной мембраной, чтобы:

• отводить из него пар;
• помешать намоканию от конденсата, инея, наметенного в вентзазор снега.

Закрепляют мембрану установкой планок контробрешетки вдоль стропильных ног.

Обрешетка и контробрешетка

Контробрешетка — это бруски, которые располагаются поверх стропилин вдоль, для организации вентзазора. Перемещение воздуха под кровлей высушивает конденсат, удаляет пар, проникающий через мембрану, помогает кровле прогреваться равномерно.

Обрешетка — сплошной или разряженный настил, который:

• служит основой для кровельного покрытия, препятствует его провисанию;
• принимает, распределяет, передает на стропильные балки нагрузки от веса, ветра, снега, дождя.

Путаницу понятий вызывает существование двухслойного вида обрешетки, то есть именно двойного покрытия под кровельный материал.

На этой иллюстрации из учебника контробрешеткой назван рабочий настил, нижняя часть двухслойной обрешетки.

Слои двойной обрешетки:

• нижний, рабочий;
• верхний, защитный, его располагают под углом к рабочему.

Такая конструкция жесткая, прочная.

Пример двойного настила приводит В. Е. Шишкин (стр. 37–38). В задаче рассматривают настил под трехслойную рубероидную кровлю. Но шаг стропил в примере 1,5 м. То есть такой вид обрешетки компенсирует широкий шаг стропила. А в данный момент в ИЖС ориентируются на шаг от 60 см. Возможно, двухслойную обрешетку для ИЖС можно считать избыточной. Хотя решение остается за собственником или проектировщиком. Особенно в районах со снежной нагрузкой 6 уровня.

Обрешетка может быть:

• сплошной;
• разряженной, где материал устанавливают с промежутками.

Выбор вида покрытия зависит от свойств кровельного материала (возможность провисания, особые требования к дополнительным слоям покрытия, вес) и нагрузок, прежде всего снеговой. Роль обрешетки состоит не только в поддержке черепицы, профнастила, шифера. В конструкции стропильной системы эта часть усиливает пространственную жесткость двухскатной крыши.

После установки обрешетки рекомендуют приступить к оформлению карнизного свеса, лобовой доски, водосточной системы. Затем укладывают кровельный материал.

Если задаться вопросом, реально ли провести качественный монтаж двускатной кровли самостоятельно, ответ будет один — да. В непосильную задачу эти работы превращает только большой вес. Конструкция двускатной крыши словно создана для тех, кто не боится потратить время на учебу, готов работать руками вдумчиво и для себя. Если озаботиться выбором типа стропильной системы, ее проектом на стадии планирования дома, понять общие принципы, совершить роковую ошибку сложно.

Требования к строительным материалам

Статья посвящена самым популярным в ИЖС стропильным системам. Поэтому ниже приводятся требования только к деревянным материалам. Пиломатериал, который используют для возведения временных рабочих настилов и лесов не рассматривают.

Пиломатериал от 0 до 2 сорта

Материал для сооружения стропила — это доски и брус, качеством отборного (0), 1 или 2 сорта. Влажностью не более 20%.

Доски используют для изготовления ригеля, схваток, кобылок небольших добавочных элементов. Из сдвоенных досок делают стропильные ноги. Доски должны быть только обрезные. Никакого обзола, остатков коры, не допускается. В них могут содержаться источники биологической угрозы.

Доски могут содержать «здоровые» сучки, светлые, ровные, из которых когда-то росла здоровая ветка, на кромке не больше 2.

Укладывать доски в стропильной системе советуют сучками вверх. Хотя для доски второго сорта СНИПы допускают грибковые поражения и загнившие участков до 4 мм, желательно такие доски выбраковывать, не пуская в строительство крыши.

Зеленка. Горельник. Сухостой

Зеленка — это доска, изготовленная из зеленого, живого, леса. Пиломатериалы производят также из сухостоя и горельника. Горельник — лес после пожара. Сухостой — мертвый лес.

Главная проблема пиломатериалов из горельника — это глубокие, часто скрытые трещины вдоль доски. От высокой температуры бревно трескается даже поперек, что противоестественно для древесины. Такие пиломатериалы не выдерживают расчетных нагрузок.

Еще мертвый лес (сухостой и горельник) поражается жуками усачами или древосеками. Усачи населяют как живое, но уже больное дерево, так и мертвый ствол. Поэтому возможно заражение на пилорамах. Личинка жука может оставить в дереве проходы до 10 мм в диаметре.

Доска из горельника или сухостоя требованиям ГОСТа не соответствует.

«Зеленкой» называют и доску «естественной» влажности, изготовленную из свежесрубленного дерева. Влажность свежей ели в среднем 91%. Такое дерево по СНИП использовать в строительстве крыш запрещено.

Калиброванный материала

Калиброванный брус или доска — это пиломатериал точно соответствующий своим линейным размерам по всей длине.

Калибровку пиломатериала понимают в двух значениях:

• промышленная — несколько этапов отбраковки, обработки и сушки на предприятии;
• кустарная, в условиях стройплощадки.

В первом случае калибровка — многоэтапный технологический процесс, который включает многократную отбраковку и камерную сушку, улучшает качественные характеристики материала, а не только его размеры. Такой материал появился недавно. Главный его недостаток — цена. Представляя материал как «калиброванный», продавцы не всегда называют этим понятием именно то, на что рассчитывает покупатель.

В «домашних» условиях калибровка состоит из двух этапов:

• отбраковки досок, которые не соответствуют требованиям конструкции: с наличием сучков, гнили, обзола;
• выравнивания размеров, обычно для стропильной системы черновое.

Важно, чтобы одинаковый размер досок и бруса позволял собирать ровные прочные конструкции без щелей.

Огнестойкость и биоустойчивость

Дерево не является ни огнестойким, ни биоустойчивым материалом. Недостатки устраняют, применяя защитные вещества. Огне- и биозащитные составы или комплексные средства наносят, ориентируясь на инструкции производителя.

Для большинства составов общая рекомендация одна — обрабатывать, пока дерево не промерзло. Когда дерево промерзает, вода внутри волокон превращается в лед. Лед перекрывает вертикальные каналы, идущие вдоль ствола, через которые дерево впитывает все вещества. Глубина обработки резко падает.

Если нет возможности пропитать брус и доски методом погружения, то их покрывают валиком или распылением. Особое внимание уделяют местам стыков и торцов, рубок, опорных площадок. Врубки увеличивают площадь торцов, там дерево сильнее всего впитывает влагу. Рекомендуют наносить средство в два приема, с промежутком по времени для подсушивания. Производитель указывает ориентировочное время высыхания слоев.

Существует мнение, что пропитывать готовую стропильную систему биозащитными средствами бессмысленно, и лучше озаботиться правильным проветриванием. Своды правил требуют покрывать деревянные конструкции каждой двухскатной крыши. СНИПы и практики сходятся в одном. Главное средство защиты кровли от болезней и гниения — это хорошая вентиляция и циркуляция воздуха во всех ее частях, в том числе и в кровельном пироге.

Формы крыш и их стропильные системы

Кроме двускатной, существует несколько различных видов крыш. Делят их по разным критериям.

По количеству скатов:

• односкатные;
• двускатные;
• многоскатные.

Многоскатные:

• многоскатные (шатровые, вальмовые, и др.);
• двущипцовые (двускатные, полувальмовые);
• многощипцовые (например, крестовые).

Но в чистом виде сложные крыши — это чаще всего смесь разных типов. Ниже на фото сложная многоскатная, многощипцовая кровля, сочетание вальмовой и двускатной крыш.

Навес для машин. Два ската, висячие стропила.

Многощипцовая, в основе крестовая крыша над гаражом

Многощипцовая с увеличенным свесом. Ассиметричная. Свес поддерживают стойки с раскосами.

Многощипцовая.

Двускатная ассиметричная кровля небольшого хозблока, с установленными на ней солнечными панелями.

Крыша является частью архитектурного решения, не всегда сложные формы приводят к максимальному эффекту. Вот пример необычного и удивительно современного внешне здания с двускатной стропильной системой.

Классическая крыша с двумя скатами, архитектурный проект в стиле минимализм.

Какая крыша лучше двускатная или ломаная?

Какая крыша лучше, двускатная или ломаная, зависит от многих факторов, включая архитектурный стиль дома, климатические условия, габариты здания, бюджет и личные предпочтения. Рассмотрим каждый из этих факторов подробнее:

• Архитектурный стиль: двускатная крыша чаще используется для традиционных и классических зданий, тогда как ломаная крыша больше подходит для современных стилей, таких как минимализм и арт-деко.

• Климатические условия: в зависимости от климата и региона, может быть более предпочтительным использовать тот или иной тип крыши. Например, двускатная крыша может быть более подходящей в зонах с большим количеством снега и дождя, тогда как ломаная крыша может быть более подходящей для зон с ветром и теплым климатом.

• Габариты здания: размеры и форма здания также могут оказать влияние на выбор типа крыши. Например, двускатная крыша может быть более подходящей для больших зданий, в то время как ломаная крыша может быть более подходящей для небольших зданий.

• Бюджет: в зависимости от бюджета, один тип крыши может оказаться более доступным, чем другой.

• Личные предпочтения: наконец, выбор типа крыши может зависеть от личных предпочтений, таких как эстетика и функциональность.

Таким образом, лучшая крыша — это та, которая лучше всего подходит для вашего дома, учитывая все вышеперечисленные факторы.