Как поставить стропильную систему и накрыть крышу своими руками

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки

Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

• для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
• для металлочерепицы — 14 гр.;
• ондулин — 6 гр.;
• профнастил — 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50×100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Таблица размеров стропил, в зависимости от шага их установки

Длина стропил, мм	Расстояние между стропилами, мм	Размер сечения бруса стропил, мм
до 3000	1200	80 × 100
до 3000	1800	90 × 100
до 4000	1000	80 × 160
до 4000	1400	80 × 180
до 4000	1800	90 × 180
до 6000	1000	80 × 200
до 6000	1400	100 × 200

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу.  Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Определяем шаг стропил

Чтобы высчитать шаг стропил, необходимо принять во внимание вес кровельного покрытия, угол наклона скатов, ветровые и снеговые нагрузки. В среднем шаг (расстояние между соседними ногами, формирующими скат крыши) колеблется в диапазоне от 70 до 120 см

Чтобы исключить риск деформации стропильных ног под высокими нагрузками, рекомендуется использовать сухой пиломатериал при монтаже стропильной системы. Обычно это брус или доска толщиной не менее 50 мм. Точные размеры деревянного стропила и других элементов определяются исходя из требований к прочности конструкции.

Шаг стропил зависит от степени уклона крыши и длины стропильных ног. Чтобы построить прочную крышу, перекрыв большой пролет между коньком и верхней частью стены, шаг стропил следует уменьшить. К примеру, для кровли с уклоном 45° максимальный шаг следует делать не более 80 см. Уменьшить шаг стропил следует и при использовании тяжелых кровельных материалов, к которым относится керамическая черепица, цементно-песчаная плитка, асбоцементный шифер.

Особенности стропильного комплекса

Шатровая крыша относится к четырехскатному типу конструкций и имеет форму шатра. Конструкция стропильной системы представлена в виде равнобедренного треугольника, соединяющегося в одной точке, а основание выполняется в виде многоугольника. Квадратное основание крыши шатрового типа считается классическим, однако, его строение может быть выполнено и в другой форме. Четырехскатная шатровая крыша может быть выполнена в следующей конфигурации:

• трапециевидные скаты;
• мансардная кровля;
• эркерная или яндовая кровля;
• купольные скаты и круглое основание;
• наличие шести или восьми оснований.

Что такое стропильная система?

Стропильная система для двускатной крыши дома – система взаимосвязанных опорных элементов, которые в совокупности составляют каркас конструкции.

Она изготавливается из древесины или металла в соответствии с расчетом нагрузок, которые будут воздействовать на них в процессе эксплуатации. Стропильный каркас кровли выполняет следующие функции:

1. Придает кровельным скатам необходимый уклон. Традиционную форму в виде равностороннего прямоугольника двухскатной крыши придает именно стропильный каркас, формирующий уклон между основанием кровли и ее коньком. Расположенная под углом поверхность, позволяет снегу и воде свободно соскальзывать со ската.
2. Распределяет нагрузку от веса кровельного пирога. Вес кровельного пирога с учетом снеговой нагрузки может достигать до 500 кг/м2, поэтому двухскатная кровля подвергается интенсивной нагрузке особенно в зимний период. Стропила двускатной крыши равномерно распределяют вес, который на них ложиться, а затем передают нагрузку на несущие стены и фундамент дома.
3. Служит основой для крепления термоизоляции и кровельного материала. Стропильный каркас кровли служит своеобразным скелетом конструкции, вокруг которого строится ее «тело». Между стропильных ног должна устанавливаться термоизоляция, а на обрешетку фиксируется кровельное покрытие, которое защищает от проникновения влаги.

Конструкция двухскатной крыши

Двускатные кровли с ломаными скатами

Эти конструкции в основном используются в домах, где запланировано сооружение мансарды. Под традиционными скатами организовать комнату проблематично. Причина – наличие «мертвых» зон на участках стыка стропильной системы и стены дома. Чтобы убрать эти зоны, необходимо часть ската сделать более крутой в плане наклона относительно вертикали.

В сечении крыша будет не треугольной, а пятиугольной. Собирать ее непросто, слишком много элементов, располагаемых под разными углами. Но у нее серьезные преимущества пред всеми остальными:

• хорошо выдерживает снеговые нагрузки; 
• отлично противостоит давлению ветра. 

Минус один – большой расход строительных материалов. Но выигрыш явный – дополнительная жилая комната за небольшие денежные расходы. 

Ломаная мансардная крышаИсточник

Возведение мансардной крыши – это установка стоек, на которые укладываются лежни и упираются нижние концы стропильной системы. Вверху концы стропил соединяются на коньке. Крутые нижние стропильные ноги упираются снизу в мауэрлат, а сверху на лежни. Получается достаточно устойчивая и прочная конструкция.

В этом видео об устройстве мансардной крыши:

Этап #4 — установка конька

После монтажа мауэрлата пришло время закреплять коньковый прогон. Пришлось уложить между стен часть балок перекрытия и кинуть по ним доски, чтобы можно было ходить и не бояться свалиться в бездну (то есть на первый этаж).

По балкам перекрытия уложены доски для перемещения во время работ

Поднять и сразу закрепить весь конек в сборе можно только краном, его, к сожалению, не было. Пришлось приспосабливаться и крепить все поочередно. Коньковый прогон по плану у меня состоит из двух срощенных досок, поддерживаемых стойками.

Вначале я выставил две крайние стойки для одной части конька (то есть одной доски), сразу же закрепил их уголками наживую. Выровнял по уровню, поставил укосины. После этого можно было убирать уголки и крепить стойки к балкам намертво, пробивая их наискось гвоздями. Сверху я установил доску конька. Соединил ее со стойками с помощью деревянных накладок и саморезов. Таким же образом поставил крайние стойки для второй части конькового прогона. Две доски конька соединил нахлестом, крепление – саморезы.

Установка стоек и доски конькового прогона

Соединение доски конькового прогона со стойкой

Затем установил и закрепил все стойки под конек. Набил вертикальные накладки для соединении конька со стойками.

Закрепление промежуточных стоек под коньковый прогон

Чем сращивать? Выбор крепежных элементов

Стропильные ноги формируют контур крыши и передают точечную нагрузку от крыши на мауэрлат, а мауэрлат в свою очередь равномерно распределяет ее на несущие стены.

Издавна для крепления стропил использовались такие элементы:

• Накладки.
• Бруски.
• Деревянные штыри.
• Клинья.
• Нагели.
• Металлические скобы.

А вот современный рынок предлагает более функциональные крепления, которые позволяют сращивать стропила в области конька намного проще и надежнее. Под любым углом получается нужная жесткость и прочность. Это:

• Гвоздевые и перфорированные пластины.
• Саморезы.
• Болты и шурупы.
• И многое другое.

Но выбор того или иного крепежного элемента зависит больше не от того, сколько он стоит и насколько окажется прочным, а от того, какова нагрузка на конкретный коньковый узел и что его него требуется.

Итак, вот как, например, сращивают стропила в коньке саморезами:

А вот так гвоздевыми и перфорированными пластинами:

Но для того, чтобы эти пластины применить, вам придется поработать с прессом:

Схема защемления конькового прогона в верхней точке стропильных ног

В нижней части для закрепления стропил, так же, как и в предыдущем случае, применяются скользящие крепления.

Необходимо пояснить, почему для фиксации стропил на мауэрлате часто используются именно скользящие крепления. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от излишнего напряжения, так как стропила не зафиксированы жестко, и при усадке строения они имеют возможность сдвигаться, не деформируя при этом общей конструкции кровельной системы.

Этот вид крепления применяется только в наслонных системах, что также отличает их от висячего варианта.

Однако в некоторых случаях для наслонных стропил применяют распорную систему, в которой нижний конец стропил жестко фиксируется к мауэрлату, а чтобы снять нагрузку со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Этот вариант и называется комплексным, так как включает в себя элементы наслонной и висячей системы.

Для строительства частных домов чаще всего используется именно наслонная система, поэтому несколько слов следует сказать и о монтажных работах.

• На выведенные несущие стены дома укладывается гидроизоляционный материал – чаще всего это рубероид.
• На гидроизоляцию фиксируется с помощью анкерных креплений мауэрлат — это может быть брус большого сечения (например, 120×150 или 150×150 мм).

На мауэрлате закрепляются стропила на скользящие или жесткие крепления. Достаточно часто стропила дополнительно фиксируются на внутренней стороне стены с помощью проволочной скрутки. Для этого в стену на расстоянии 250÷300 мм от поверхности мауэрлата вбивается костыль, на который прикручивается проволока, а затем фиксируется на стропильной ноге. Такой крепеж позволит сохранить крышу невредимой во время сильного ветра.

Мауэрлат узлы крепления стропильных ног

Опирание деревянных стропил на мауэрлат может выполняться по двум технологиям :

• жесткое крепление к мауэрлату;
• скользящее крепление к мауэрлату.

При жестком креплении полностью исключаются любые виды смещения стропильной ноги, которая упирается в мауэрлат (изгибы, сдвиги, кручение). С этой целью при монтаже стропильной системы кровли установка стропил может выполняться с применением подшивного бруска, который предотвращает соскальзывание стропильной ноги в месте опирания. Боковые сдвиги при этом методе соединения исключаются благодаря установке металлических уголков.

Во втором варианте жесткого крепления стропильной ноги на мауэрлат необходимо выполнить запил (седло) в нижней части стропильного бруса или доски. Плоскость опирания должна быть горизонтальной, для этого запил в стропилах производится под углом, соответствующим наклону ската. Для фиксации узла с обеих сторон стропила под углом вбивается по гвоздю (внутри мауэрлата они должны быть скрещенными), сверху вертикально через стропило в мауэрлат вбивается третий гвоздь.

Скользящее крепление обычно используется при возведении стропильной системы на доме из бруса или бревна. Основанием для опирания стропильных ног в этом случае служит не мауэрлат, а верхний венец сруба. Чтобы избежать деформации крыши при усадке дома, необходимо выполнить узел с определенной степенью свободы для стропильной ноги. Нередко с этой целью используется специальный крепежный элемент из металла – скользящая опора («салазки»). Его верхняя часть представляет собой петлю, которая смещается по направляющей, закрепленной на стропильной ноге, при изменении геометрии сруба.

Используются и другие методы монтажа скользящего узла. В стропильной ноге выполняется запил, балка устанавливается срезом на верхний венец, после чего закрепляется одним из способов :

• посредством одного вертикально забитого гвоздя;
• с помощью забитых с двух сторон гвоздей, скрещивающихся в мауэрлате;
• посредством скобы;
• выполнив единичную фиксацию стальными крепежными пластинами.

Такой метод крепления оставляет возможность элементам системы смещаться друг относительно друга при изменении геометрии строительных конструкций.

Коньковые соединения

Устройство стропильной системы кровли с двумя скатами подразумевает наличие в верхней части крыши горизонтального ребра, образованного в результате примыкания скатов – конька. Коньковый узел может выполняться несколькими способами, выбор зависит от типа стропильной системы и особенностей самого здания.

Наслонная конструкция подразумевает крепление стропильных ног на коньковый прогон – горизонтальную балку, расположенную на стойках параллельно длинным стенам дома. Верхние концы стропильных ног следует запилить под углом, соответствующим углу наклона скатов. Примыкания срезанных торцов стропил к коньку должны быть максимально плотными. В качестве крепежных элементов используются гвозди. Наслонные стропила применяются, если есть возможность установить на внутренней стене или столбчатых опорах стойки для крепления конькового прогона. Кроме того, стены должны быть оснащены мауэрлатом для опирания стропил.

Сборка стропильной фермы висячего типа требует соединить верхние концы пары стропильных ног. Для этого торец каждого из стропил подрезается под углом, равным углу наклона крыши, балки соединяются плоскостями срезов — требуется обеспечить плотность их примыкания. Фиксируются при помощи двух гвоздей, забитых под углом в верхние плоскости стропил. Затем с каждой стороны прибивается по деревянной накладке или металлической пластине, которые закрывают место стыка.

Чтобы обеспечить коньку необходимую прочность, может выполняться врубка в полдерева: в этом случае вместо плоскости сопряжения соединения встык, стропила соединяются уступом. Далее сверлится сквозное отверстие под шпильку или болт диаметром 12 или 14 мм, для крепления используются гайки с широкими шайбами.

Если на стене сруба предстоит установить скользящие опоры или создать примыкания (сопряжения стропила с мауэрлатом) с некоторой степенью свободы, коньку следует уделить особое внимание. Рекомендуется выполнить подвижный узел соединения, чтобы крыша не деформировалась при неравномерной усадке сооружения

С этой целью концы стропил соединяются металлическим пластинчатым шарниром

С этой целью концы стропил соединяются металлическим пластинчатым шарниром.

Особенности монтажа конструкции

На верху стропила проделываем больших размеров запил и скашиваем его под небольшим углом. Подрезка на концах стропила обладает различными границами, характеризующимися по глубине. Главное, чтобы размер подрезки превышал размер сечения стропила.

Если не представляется возможным сделать подрезку верха стропила, используют искусственное наращивание, крепление осуществляется по обеим сторонам. Используются монтажные пластинки.

Когда будете проводить монтаж, обязательно сделайте так, чтобы верх врубки был максимально ровным, чтобы система внезапно не стала распорной. Чаще всего низ стропильной ноги присоединяют на ползуне.

Верхняя часть фиксируется с применением гвоздей или же, например, болтового крепления, стропила могут также взаимно упирать и связывать железными пластинками, имеющими зубчатое строение либо древесными накладками.

Выбор и подготовка материала

Чтобы изготовить прочный и долговечный стропильный каркас для крыши частного дома используют дерево твердых пород или металлопрофиль. От выбора материала зависит итоговая стоимость, вес, срок службы и несущая способность готовой конструкции. Для работы своими руками опытные мастера рекомендуют выбирать древесину. Чтобы стропила прослужили долго, необходимо проверить соответствие пиломатериалов стандарту:

1. Влажность пиломатериалов, используемых для изготовления стропил своими руками, не должна превышать 19-21%. Влажная древесина в процессе высыхания может трескаться, коробиться, из-за чего возникают деформации и перекосы в кровле.
2. Дерево должно находится в здоровом состоянии. То есть оно должно иметь светлый цвет, характерный для породы, не иметь очагов гниения, плесени, потемнения или следов жизнедеятельности вредителей.
3. Для изготовления стропил рекомендуется выбирать прямые, ровные доски без большого количества сучков, так как они снижают прочность опор.

Основные разновидности стропильных систем

Виды стропильной системы являются многочисленными, поэтому перед возведением дома важно разобраться во всех разновидностях, чтобы выбрать оптимальный вариант для конкретного строения. К этим типам относится:

• Односкатная стропильная система. В такой крыше все стропила представлены балками, опирающимися о стены строения. Нередко стены обладают в строениях разной высотой, а в этом случае формируется скат с некоторым уклоном. Если стены обладают одинаковой высотой, То можно сделать даже плоскую крышу. Такой вид стропильной системы редко применяется для жилых домов, так как оптимально пользоваться им для разных небольших строений, например, бани или гаража.
• Двускатная стропильная система. Этот вид представлен рядом ферм в форме треугольника. Соединяются все стропила под некоторым углом, что создает два ската. Данный вариант стропильной системы считается простым в формировании, поэтому нередко владельцы сооружений занимаются данным процессом самостоятельно. По-другому она называется щипцовой.

Видео по теме:

https://youtube.com/watch?v=fOlIW8FXVP8

Ломаная. Считается разновидностью двускатной конструкции, но в процессе ее создания формируется скат с определенным изломом. Под такой крышей оптимально делать мансарду, обладающую просторными размерами и другими оптимальными параметрами.

Четырехскатная стропильная система. По-другому называется полувальмовой, причем представлена она двумя скатами в форме трапеции, а также двумя треугольными скатами, которые находятся на торцах сооружения. Такая крыша обладает привлекательным видом, но процедура ее создания считается сложной и специфической. Четырехскатная. Она так же называется вальмовой. Состоит из двух вальм, имеющихся в торце строения, а также из двух боковых скатов, представленных в форме трапеции. При грамотном формировании такой конструкции обеспечивается организация крыши, отличающейся повышенной устойчивостью перед сильными ветрами и прекрасной теплоизоляцией.

Шатровая стропильная система. В нее входит четыре вальмы треугольной формы, которые сходятся в центре. Используется этот вариант только для строений, имеющих квадратную форму. Неплохо смотрятся на небольших архитектурных формах, к которым относятся беседки или бани. Судейкина. Эта конструкция используется достаточно редко, хотя некоторые люди предпочитают именно ее создавать на своих домах за счет наличия многочисленных плюсов. Для ее организации формируется ряд из балок, соединенных особым способом, поэтому по внешнему виду напоминает пологую шатровую крышу. К ней прикрепляется 4 треугольных ската, причем их вершины направлены вниз, а именно к углам строения. Между ними формируются значительные по размеру фронтоны, поэтому под такой конструкцией легко можно сделать крупную мансарду, отличающуюся прекрасными теплоизоляционными свойствами и хорошим освещением. Еще одним плюсом такой крыши является то, что на ней практически не задерживается снег, поэтому во время монтажа водосточной системы можно сэкономить значительное количество средств.

Таким образом, виды стропильных конструкций являются многочисленными, причем каждая разновидность создается особым образом и обладает некоторыми плюсами и недостатками. Выбирается конкретный вариант в зависимости от самого строения.

Технология выполнения вальмовых диагональных стропил

1. Поскольку стропила для вальмовой крыши устанавливают диагонально, обычные способы их крепления не подходят. К тому же нагрузка на диагональные стропила значительно выше, чем на наслонные или висячие, поэтому материал для их выполнения должен иметь большее сечение. Можно использовать брус толщиной от 100 мм, однако практика показывает, что удобнее выполнить эти стропила из двух сложенных и скрепленных досок стандартной толщины.
2. Диагональные стропила верхним концом опирают на стойки, нижним – на сходящиеся под прямым углом брусья мауэрлата. Их размечают по месту, и основной их особенностью является то, что запилы выполняют не перпендикулярно к плоскости доски, а под углом в 45 градусов. При выполнении стропил из срощенных досок выполняют сначала одну сторону с косыми запилами, потом вторую, в зеркальном отображении.
3. Доски стягивают между собой на саморезы, гвозди или шпильки. Закрепляют вальмовые стропила с помощью накладок и саморезов.

Стягивание досок (Вальмовых стропил) с помощью саморезов

Лучше понять основные приемы возведения стропильной системы своими руками поможет видео.

При выполнении любой стропильной системы своими руками важно тщательно закреплять все узлы и соединения и помнить, что крыша – это основная защита вашего дома от ненастья. Поэтому важно не только сделать качественный каркас, но и выбрать подходящий кровельный материал, например, профнастил, и правильно уложить его

Виды стропильных систем двускатной крыши

Размер ската рассчитывается так, чтобы его вынос за пределы стен составлял не менее 80 см. В некоторых случаях он может достигать 200 см, чтобы закрыть крыльцо без обустройства отдельного козырька. Независимо от варианта конструкцию стропил нужно делать симметричной с обеих сторон, а выступающая часть большего ската укрепляется опорами на землю.

В строительстве применяются такие типы стропильных систем:

• Наслонные. Нижние края стропил жестко крепятся к мауэрлату или верхнему венцу деревянных стен. Сверху крепление осуществляется на конек или брус непосредственно между собой в замок. Такие конструкции являются распорными и безраспорными. Суть состоит в жестком контакте крыши и стен по всему периметру здания.
• Висячие. Здесь проводится сборка фрагментов треугольной формы, где стропила соединяются с горизонтально расположенной затяжке. Нижняя балка соединяется с мауэрлатом или стенами. Особенность такого вида каркаса заключается в том, что он передает на дом только вертикальную нагрузку, так как процессы растяжения гасит затяжка.

Этап #6 — выполнение свесов

Последний этап – свесы фронтонов. Их я решил сделать выносными, шириной 60 см, в стиле «шале». Пришлось сооружать выносной каркас с аутригерами (консольными прогонами).

Так как с выносами работать со стороны дома оказалось совсем неудобно, я смастерил некое подобие лесов. И уже с них осуществлял дальнейший монтаж.

Вначале я положил плашмя доски 200х50 мм по фронтонам. Поставил под них опоры – скошенные доски такого же сечения с шагом 60 мм, можно сказать сформировал таким образом фронтон.

Начало формирования фронтонных свесов

Закрепил свес над коньком (доску, выступающую за фронтон на ширину свеса – 60 см). Поднял и закрепил фронтонные доски по бокам свесов. Поперек смонтировал доски аутригеров. Установил лобовые (карнизные) доски 200х50 мм по длине скатов.

Стропильная система с широкими фронтонными свесами

Теперь стропильная система полностью готова к кровельным работам. Далее пойдет обрешетка, обшивка ОСБ и, как финишное покрытие, — укладка битумной черепицы.

Так сделал я, думаю, что у вас, при желании, получится не хуже. Впрочем, я не считаю свою конструкцию единственно возможной. Любая задача, особенно строительного плана, имеет несколько вариантов решения. И это – только один из способов сооружения стропильной системы. Наверное, один из самых простых и, как следствие, самых надежных.

Алексей