Стропильная система двухскатной крыши
Владелец будущего частного дома при выборе крыши часто выбирает недорогой вариант с двумя скатами. Практичная и несложная конструкция такой кровли надежна, прочна и обеспечивает хорошую защиту от непогоды. Рассмотрим, как устроена стропильная система двухскатной крыши — важнейший элемент ее конструкции.
Содержание
О двускатной крыше в двух словах
Большинство людей, которые решили построить новый дом, выбирая крышу, чаще всего устанавливают двухскатный вариант. Ведь это самый оптимальный выбор, он относительно просто в монтаже, недорогой и довольно надежный. В этой статье будет подробно рассмотрен именно этот тип крыши, особое внимание уделив конструкции стропил, ведь это основная часть всей крыши.
Конструктивные элементы двухскатных крыш
Вся конструкция крыши состоит из разнообразных досок, балок, брусков, которые имеют разную длину и толщину. Ниже разберем все элементы по отдельности.
Мауэрлат
Должен быть выполнен из хвойного бруса квадратного сечения, размер может быть либо 10 либо 15 сантиметров. Он монтируется поверх всех несущих стен, на которые будет опираться конструкция крыши. Крепится мауэрлат должен анкерами или резьбовыми стержнями. Этот элемент служит для распределения всей нагрузки на несущие стены.
Стропильная нога
Представляет собой брус, пятнадцать сантиметров в ширину и пять в толщину. Из них будет устанавливаться тот самый треугольник контура крыши, именно этот элемент будет брать нагрузку от погодных явлений. Оптимальным шагом между стропилами считается расстояние от 0,5 до 1,3 метра. Чем тяжелей планируется использовать покрытие крыши, тем меньше нужно делать шаги. Еще расстояние между стропилами может зависеть непосредственно от формы покрытия крыши.
Лежень
Применяется аналогичный брус как для мауэрлата. Но в этом случае он должен укладываться по плоскости вдоль внутренней несущей стены или поверх специальных колонн. Лежень выполняет похожую с мауэрата функцию, а именно, служит для распределения нагрузки от кровельных стоек.
Затяжка
Затяжки применяются для монтажа висячей стропильной системы. Они соединяют стропила во избежания расползания.
Стойки
Применяется квадратный брус, располагаются эти элементы строго по вертикали, подпирая конек, для передачи нагрузки несущей стене или колонны внутри строения.
Подкосы
Своего рода передаточное звено от стропил до несущих элементов. Скрепив воедино затяжку и подкосы, получится ферма – очень крепкая конструкция. Ферма используется при больших пролётах, где ожидается большая нагрузка на изгиб.
Обрешетка
Доски укладывается поперёк на стропила. Служат для равномерного распределения массы кровли на стропила, кроме этого, обрешетка прибавляет жесткости всей конструкции. Чаще для обрешётки используются обрезная доска, хотя допустимо и использование не обрезной доски, но с предварительно удаленной корой. Если планируется установка мягкой кровли, к примеру битумная черепица, то обрешетка делается сплошной. В этом случае применяются влагостойкие листы фанеры.
Конек крыши
Самый верхний элемент всей крыши, устанавливается горизонтально, на нём закрепляются стропильные ноги по обе стороны скатов.
Свес крыши
Этот элемент представляет собой обыкновенный свес, который свисает за пределы стен на 40-50 сантиметров, образовывая козырёк. Служит для защиты от дождя и снега.
Кобылки
Используются в том случае, когда для свеса крыши не хватает длины стропил. Кобылки закрепляются на концах стропильных ног, тем самым удлиняя их. Обычно для этого применяются доски более мелкого сечения нежили для стропил.
Виды стропильных систем двухскатных крыш
Существует всего два вида: висячие системы и наслонные системы. Первый вариант используется при строениях, ширина которых не превышает десяти метров, и не имеют внутренней несущей стены или специальных колонн под центральные опоры конструкции крыши. Второй вариант применяется при наличии несущих стен или колонн внутри дома. Еще бывает использование сразу двух системы, основной является наслонная, а там, где нет несущей стены или колонны, применяется висячая система страпил.
Стропильная система висячего типа
Как сказано выше, такая система применяется в случае отсутствия возможности установить опоры по центру. Поэтому опорами служат только две стены. Минусом такой системы является то, что затрачивается большее количество материала чем при монтаже наслонной конструкции. Объясняется это тем, что при висячем типе конструкции создается избыточная распирающая нагрузка на стены. Чтобы как-то уменьшить её, применяются так называемые затяжки, чтобы получился небольшой треугольник, который скрепляет стропила и не дает им расходится. Альтернативой затяжкам являются балки перекрытия, их применяют когда планируют обустройство мансарды.
Плюсом этой конструкции считается необязательность установки массивного мауэрлата. Достаточно обыкновенной доски, которая прокладывается через изоляционный слой, она позволяет создать достаточно ровную и крепкую ферму, обеспечивая необходимую площадь опоры. Ниже будут подробно разобраны главные виды висячих трехшарнирных стропил.
Простая треугольная трехшарнирная арка.
Простая конструкция, представляет собой обыкновенный треугольник, верхние грани будут подвергаться нагрузке на изгиб. В этом случае затяжка не действует только на растяжение, и вся конструкция не будет несущей, следовательно, вместо неё можно применить стальной тяж.
Может быть несколько вариантов конструкции карнизной части. Это ортогональные лобовые врубки, а также применение дощатых или пластинчатых креплений.
Треугольная трехшарнирная арка, усиленная бабкой или подвеской.
Такой метод использовался довольно давно, при строительстве крупных помещений для производства, где пролёты достигали шести метров. В небольших строения такая конструкция не применяется. Смысл её работы заключается в том, что вся масса затяжки, которая состоит из нескольких элементов, ложится на конек. Все элементы затяжки соединяются между собой хомутом подвески при помощи прируба. Для фиксации применяются болты. Подвеска из дерева называется бабка, а из железа – тяж. Этот элемент, висит на узле карниза, а затяжка устанавливается к нему снизу через деревянные накладки. Благодаря хомутам можно регулировать прогиб затяжки, в случае её провисания.
Треугольная трехшарнирная арка с приподнятой затяжкой.
Если планируется делать полноценный мансардный этаж, то этот вариант подойдет идеально. В этом случае растяжка устанавливается не снизу, стягивая страпила, а сверху. Чем выше установлена растяжка, тем больше возникает нагрузка на растяжение. Стропила устанавливаются на балках мауэрлата по принципу ползуна. В итоге получается равномерная нагрузка по всей конструкции. Концы страпильных ног обязательно должны вывешиваться за пределы самого дома.
Во избежание провисания затяжки, её нужно уравновесить подвеской. Это следует делать в обязательно порядке, если будет монтироваться подвесной потолок или будут прокладываться слои изоляции. В случае небольшой затяжки, подвеску устанавливают к ригелю и коньку, устанавливая две доски, если затяжка длинная – монтируют несколько подвесок. В случае больших нагрузок для крепления используются хомуты. Ими же можно соединить обе части составной затяжки.
Трехшарнирная треугольная арка с ригелем.
Эта конструкция применяется при максимальных распорных нагрузках. Затяжка монтируется снизу, а сверху в дополнении устанавливается ригель. Сам по себе ригель это та же самая затяжка, только сделан он для сдерживания нагрузки не на растяжение, а на сжатие. При монтаже ригеля не допустимо использование шарнирных крепежей к ногам стропил, ведь в таком случаи конструкция будет шаткая. Благодаря такой комбинации стропила становятся неразрезными балками, которые имеют три опоры и два пролета. Плюсом такой системы является еще то, что мауэрлат устанавливать нет необходимости.
Трехшарнирная треугольная арка с бабкой, дополненная подкосами.
Подробнее про конструкцию с использованием бабки сказано выше. В том случае, когда стропильные ноги имеют необходимую длину, то их нужно подпирать. Роль подпорок выполняют подкосы, они позволяют снизить прогибающую нагрузку на ноги. Как известно, висячая система используется в том случае, когда нет несущей стены внутри строения, поэтому подкосы опираются на бабку. Получается жесткая конструкция, нагрузка в которой концентрируется на верхней части, не доходя до низа стропильных ног. Затяжка в этой системе чаще используется составная, соединенная прирубом. Имея опор на хомут бабки, она подтягивает книзу коньковый узел. А он, в свою очередь, давит на подвес и стропила, сжимая их.
Стропильная система наслонного типа
При такой конструкции строго по центру устанавливается вертикальная балка. Основная нагрузка всей конструкции крыши проходит по этой балки и уходит в несущею стену. Стена должна обязательно быть ровно посередине строения. Такая стена нужна в обязательно порядке, если ширина строения превышает десять метров.
Безраспорные наслонные стропила.
Такая система способствует тому, что страпила будут испытывать только нагрузку только на прогиб, распирающего давления на стены не будет. Существует три варианта монтажа такой конструкции, все они позволяют решить вопрос с распирающим давлением.
В этом варианте в качестве опоры для стропил используется мауэрлат. Скрепляется эта система методом врубки зубом, и дополнительно фиксируется хомутами или проволокой. В результате получается очень жесткая и надежная система. Верхнюю часть стропильных ног ложиться на конёк, фиксируется по принципу скользящих опор. В обязательном порядке необходимо установить пробоины в верхней части стропил.
Второй вариант является более распространенным, в этом случае нижняя часть стропил устанавливается к мауэрлату по типу ползуна, допустимо использование и штучного бруска. Для жесткой фиксации стропил необходим вбить в них гвозди или зафиксировать стальными уголками при помощи саморезов. Верхняя часть стропил фиксируется между собой пробоинами попарно или к каждую страпильную ногу к прогону конька.
Ключевым отличием этого варианта является то, что все страпила жестко крепятся к прогону конька, создавая цельную и жесткую конструкцию. Параллельно брусу конька с двух сторон устанавливаются дощечки или бруски. При такой системе балка будет брать всю нагрузку на себя, снимая её со стропил. Такая конструкция более сложная в техническом плане, если сравнивать со вторым вариантом, по этой причине применяется редко.
Распорные наслонные стропила.
Этот способ практически аналогичен трём предыдущим, но имеет одно важное отличие: установка стропил здесь осуществляется не по типу позуна, а жестко и неподвижно фиксируется. В итоге стропила оказывают распирающее давление на несущие стены строения. Такая конструкция считается неким средним вариантом между наклонной системы и висячей, позволяет их скомпоновать. Висячие стропила отличаются еще тем, что прогон в их случае не такой важный элемент, можно спокойно всё сделать без него.
При данной конструкции обязательным элементом является мауэрлат, его необходимо надежно фиксировать к стенам, и сами стены должны быть очень крепкими, желательно с железобетонным поясом по всему периметру.
Стропила, имеющие подкосы.
Подкос иногда называют подстропильной ногой, он считается третьей ногой стропил. Она выполняет функцию на сжатие, монтируется под углом 45 градусов. Подкосами можно перекрывать пролеты до 15 метров, причём делать подкосы можно из балок с не очень крупным сечением, потому что здесь балка с одним пролетом как бы превращается в неразрезную балку с двумя пролетами.
Единственное требование при монтаже, это осуществить ровный срез угла подкоса, изготовленного из бруса необходимого сечения исходя из нагрузки. Никаких дополнительных расчётов не требуется, он просто подставляется под стропильной ногой и прибивается с обеих сторон. Таким образом подкос будет достаточно жестко зафиксирован и не сможет смешаться в стороны.
Стропила на подстропильных балках.
Если в строении имеется две несущих стены, то в таком случае используется две подстропильные системы. Опорами будут служить как стены дома, так и специальные стойки, на которые будут ложиться балки вдоль дома. Если прогонов нет, то нужно устанавливать стойки под каждую стропильную ногу. Сверху страпила соединяются между собой и фиксируются накладками из стали или дерева. В таком случае, без конькового прогона, появится распор.
В данной конструкции затяжки располагаются ниже прогонов сквозного типа – таким образом аннулируется в безраспорной системе распор. Для повышения жесткости к стойкам снизу монтируют схватки, которые будут работать как ригеля, принимая на себя нагрузки сжатия. Кроме этого, схватки не дают стойкам завалится в бок. Расшивки устанавливаются крест-накрест.
