Виды и устройство стропильной системы двухскатной крыши

Особенности проектирования односкатной кровли ↑

Устройство односкатной кровли особенно уместно в случае, когда скат покрова снега или слив воды выходит на проезжую часть или на территорию соседнего участка.

Стропильная система

В соответствии с техническим заданием стропильные ноги кровельного каркаса монтируются с фиксированным наклоном, величина которого определяется разностью стенных конструкций по высоте.

В случае, когда возводится капитальное строение – стропила односкатной крыши должны опираться на мауэрлат, обустраиваемый по периметру постройки (непосредственно по стенам). Этот элемент выполняет функцию опорного основания, передающего нагрузку от стропил через стены на фундамент строения.

На верхнем ряду стенной кладки из кирпича или бетонных блоков предусматривается специальный армирующий пояс-стяжка с анкерными креплениями, обеспечивающими надёжную фиксацию мауэрлата. На стенах, выложенных из бруса в качестве опорной обвязки, как правило, используется последний венец.

При сооружении легких конструкций (односкатных крыш пристроек, сараев или веранд, в частности) стропила опираются на элементы каркаса, образующие стенные пролёты и перегородки.

Для строений больших габаритов с целью разгрузки стен основная часть нагрузки от кровельной конструкции может переноситься на железобетонные плиты этажного перекрытия (фото слева).

При обустройстве стропильной системы односкатной крыши используются специальные опорные стойки, устанавливаемые с шагом порядка одного метра. Сверху на них укладываются продольные брусья (прогоны), в теле которых и крепятся стропильные и подстропильные ноги.

При подготовке армированного пояса в него с шагом примерно 80-100 см вмуровываются металлические шпильки, предназначенные для фиксации мауэрлата. В строениях из бруса такое усиление, как правило, не предусматривается, а вместо шпилек (анкеров) применяются особые шестигранные штифты, обеспечивающие крепление опорного основания на верхнем венце.

Особенности конструкции крыши с одним скатом

В составе конструкции есть одна плоскость ската, которая формируется самостоятельной системой стропил. Крайние части стропильных ног сооружаются на надёжных опорах, поэтому их относят к категории наслонных. Система стропил состоит из отдельных элементов, которые опираются концами на противоположные стенки постройки.

Стропильная система односкатной крыши обычно имеет несколько вертикальных опор

В качестве опорных деталей можно использовать 1 или 2 ряда столбов. Обязательным условием монтажа стропильных ног является наличие опоры под коньковым концом стропила.

Детали следует монтировать по отдельности. Они устанавливаются на разные по высоте стены, с которыми скрепляются через мауэрлат. Последний отличается от обыкновенной деревянной рамы. Конструкция состоит из двух брусьев, которые укладываются параллельно на стенки из камней, последний венец сруба или на обвязку каркасного строения.

Вышележащую часть мауэрлата принято называть брусом конька. Однако конструкция не будет создавать коньковый перелом, она используется в качестве опоры. Опоры для крыши подобного типа можно выполнить:

1. Из кирпича, бетона или деревянных реек.
2. С помощью ряда подпорок, которые предназначаются для дальнейшей отделки.

Разновидности односкатных кровель

Конструкция односкатной кровли является простой, однако возводиться она может по-разному.

1. Крыша может быть утеплённой или холодной.
2. Под кровлей можно устроить чердачное помещение. В чистом виде чердаки встречаются довольно редко, так как противопожарные нормы не допускают делать чердак высотой менее 1,6 м. Для односкатной крыши чердачное помещение целесообразно делать лишь в случае, если между конструкцией кровли и верхним перекрытием устраивается жилая мансарда или небольшое помещение для бытовых целей.
3. Односкатные кровли в большинстве случаев делаются пологими. В основном встречаются конструкции с уклоном 5–15°. Хотя бывают и более крутые крыши с наклоном до 60°. Всё зависит от ветровой и снеговой нагрузки в регионе строительства.

Односкатную крышу можно соорудить:

• над отдельно размещённой бытовой или жилой постройкой;
• над пристроенной к главному зданию террасой, баней, входной группой, гаражом и т. д.

Отвод осадков со ската будет происходить автоматически. Достигается это благодаря разнице в высоте стен, которые используются в качестве опор. Соответственно, не понадобится устраивать внутренний сток. К низкой стороне довольно часто фиксируют жёлоб водостока, который отлично справляется с задачей отведения воды в летнее время. В зимний период на пологом скате иногда собирается снег

В этом случае крышу можно почистить, соблюдая необходимые меры предосторожности

Водосточные системы на односкатных кровлях

Односкатная кровля обязательно должна быть с уклоном. Водосток для такой постройки может быть:

• организованным;
• неорганизованным.

Организованный водосток предполагает наличие желобов и труб, отводящих осадки в специально выделенные места

Водосточную систему в таких домах делают наружной, устраивать внутреннюю нет надобности. Сливные желоба следует устанавливать со стороны низкой стенки «в крест» по направлению к стоку.

Жёлоб надо монтировать со стороны низкой стенки перпендикулярно направлению стока

Сточные воды следует выводить в систему дренажа.

Наклон постройки можно обеспечить:

• отличающимися по высоте перегородками или рядами подпорок;
• зафиксированными к стенке главной постройки опорными деталями, которые располагаются выше уровня противоположной стенки;
• половинчатой фермой, которая устанавливается на стены или опоры одинаковой высоты.

Материалы для покрытия кровель с одним скатом

Покрывать односкатное строение можно одним из следующих материалов:

• жесть для кровли;
• рулонные материалы;
• шифер;
• профнастил;
• металлочерепица.

Если требуется сделать красивую постройку под общий стиль остальных строений, можно применить пластик, плитку из сланца или черепицу.

Монтаж искусственной кровли выполняется лишь в случае значения угла наклона, допускаемого изготовителями материала. Скатные конструкции с маленьким уклоном нельзя покрывать соломой и другими подобными материалами, так как они могут быстро сгнить.

Закрепляем стропила: все популярные способы

Т.к

главная задача мауэралата распределить нагрузки от кровли, обязательно уделите особое внимание креплению к нему стропил. Дело в том, что от этого зависит то, не поведет ли со временем крышу, не станет ли она проседать или создавать более сильные нагрузки на одну из стен. Это серьезно!

Это серьезно!

Существуют две технологии привязки стропил к мауэрлату:

• Жесткая. Здесь полностью исключаются любые смещения стропильной ноги, изгибы или сдвиги. Для стабильности применяется подшивной брусок, который не дает скользить стропильной ноге. А металлические уголки не дают стропилам двигаться в стороны.
• Скользящая. Такое крепление необходимо, если дом строился из бревна или бруса, которые со временем заметно оседают. И сам мауэрлат здесь обычно не используется – только верхний венец сруба. Если применить жесткую систему крепления стропил, то уже на следующий год крыша потеряет до 50% своей прочности – ее просто поведет.

А теперь обо всем более подробно.

Главная задача жесткого крепления – полностью исключить возможность смещения стропил в любую сторону. Здесь седло выреза на стропиле упирают в мауэрлат и крепко фиксируют гвоздями, забитыми под угол

Но крайне важно, чтобы все такие вырезы на стропилах были одинаковыми, по одному шаблону и не больше 1/3 ширины стропила

Второй способ – одинарное крепление специальной крепежной пластиной. Дополнительно под стропило в некоторых случаях подшивают метровый брус, который еще и служит упором, а крепление выполняется металлическим уголком.

Скользящее крепление еще называют шарнирным, и неспроста. Имейте ввиду, что разные деревянные дома дают усадку по-разному. Так, меньше всего проседает со временем клееный брус, а больше всего – свежий сруб, который всего за год опускается до 15%! Причем сама усадка всегда происходит неравномерно, что еще больше оказывает влияния на перекос всей стропильной системы – если вы не установили скользящее крепление.

Перекос крыш случается также в процессе самой эксплуатации дома. Так, в продолжительные дожди древесина сильно разбухает, а зимой теряет большой процент влаги и заметно усыхает. Причем совершенно по-разному оседают:

• южная и северная сторона;
• сторона, на которую постоянно идет влажный речной или морской воздух, и более сухая;
• обдуваемая ветрами сторона и та, перед которой есть хозпострока;
• скрытая от солнца деревом и открытая.

За все это время геометрические параметры сруба постоянно меняются. Причем меняет свои параметры даже центральная стена дома, на которую опираются стойки и балки стропильной системы. Особенно в период зимнего отопления, когда она заметно усыхает. Поэтому, если стропила на мауэрлате или верхнем венце сруба закрепить жестко, то зимой снеговая нагрузка заставит стропильную систему выгнуться.

А потому узлу необходимо быть немного свободным, для чего вам понадобится такой крепежный элемент, как «салазка» или «скользячка», как его любят называть в народе. Это особая деталь из металла, похожая на петлю. При естественном изменении геометрии сруба она смещается по направляющей, и стропила немного оседают без какого-либо вреда для всей системы.

Вот более подробно о самом процессе:

К слову, некоторые кровельщики и до сегодняшнего времени выполняют скользящий угол более традиционными способами. Для этого в стропильной ноге они делают запил, ставят балку срезом на верхний венец и закрепляют такими способами:

• Скобами.
• Скрещивающимися гвоздями в мауэрлате.
• Одним вертикально забитым гвоздем.
• Стильными фиксирующими пластинами.

Также в качестве неплохой альтернативы современной скользящей опоры используйте прочную кованную проволоку, скрученную в два раза (мы говорили о ней в пункте о креплении мауэрлата к стене). Она отлично работает на растяжение и дает определенную степень свободы всем элементам конструкции крыши.

Как видите, со всем можно разобраться!

Плюсы и минусы

Односкатные крыши считаются самими недорогими и простыми в устройстве. И это действительно так, особенно при небольшой ширине здания. Тем не менее, в нашей стране дома с односкатными крышами встречаются совсем нечасто. По большей части это связано с тем, что более привычны для нас двух или четырех скатные кровли — они выглядят привычнее. Вторая загвоздка — найти проект, адаптированный под наши погодные условия. На западных ресурсах проектов очень много, но они разработаны под более мягкий климат, как правило, имеют большую площадь остекления. Найти архитектора, который грамотно изменит понравившийся проект очень непросто. Но если все-таки удалось, и при этом не нарушилась гармония здания, дом получается очень оригинальный.

Один из проектов домов с односкатной крышей

Многих пугают неровные потолки в некоторой части здания. Их, конечно, сложнее обыгрывать, чем стандартные, но и результат получается совсем другого уровня — оригинальный на 100%. Правда, и на этот раз найти дизайнера, который может разработать подобный интерьер на просторах нашей Родины очень непросто, тем не менее, возможно.

Есть еще один выход — выровнять потолки за счет перекрытия, а свободное пространство под крышей использовать как технические помещения. Реализованы и такие варианты и хозяева очень довольны. Да, технические помещения на в цокольном этаже, а наверху, но зато никаких проблем с грунтовыми водами.

Это, пожалуй, все минусы или подводные камни, которые может принести односкатная крыша. Есть, правда, еще один момент, который сложно назвать недостатком, Из-за особенности строения кровельный материал на подобных домах с земли не виден. Если местность ровная, без больших перепадов высот, заморачиваться с внешним видом кровли, нет смысла. Лучше выбрать простые на вид, но качественные материалы, тихие (плоскость большая, при дожде шумит сильно) и надежные. Один из популярных вариантов — фальцевая кровля. Она обеспечивает должную степень герметичности, не очень шумит. Еще вариант — мягкая наплавляемая кровля из современных материалов. Такие крыши еще тише, а современные материалы могут эксплуатироваться 20-30 лет без ремонта.

Как это правильно сделать?

Если решение об использовании кобылок в конструкции свеса уже принято, то появляются вопросы по поводу монтажа узлов кобылка – мауэрлат – стропила. Рассмотрим этот узел подробнее.

Сначала необходимо определиться с длиной свеса – расстоянием от конца кобылки до стены по перпендикуляру к последней. Следует заметить, что рекомендуемое значение зависит от материала, из которого выполнено здание. Для каменного дома этот параметр не должен быть меньше 45 см, для деревянного – не менее 60 см.

Виды карнизных свесов скобылкой.

Далее следует внимательно отнестись к выбору древесины: любые дефекты (сучки, кора, свилеватость) нежелательны. Перед началом монтажа необходимо обработать все деревянные элементы грунтовкой, антипиренами, антисептиками и подвергнуть любой другой обработке, направленной на продление срока службы. Все процессы должны происходить в соответствии с существующими строительными нормами и правилами. Таким образом, перед началом работ должны быть готовы: строительные леса, калиброванные доски, гвозди, саморезы по дереву, защитные растворы, пропитки и покрытия, материалы для отделки карнизного короба. Из инструментов понадобятся: лестницы, шуруповерты, киянки, молотки.

Кобылка стандартно крепится к стропильной ноге на 4 гвоздя. Причем 2 из них должны быть забиты насквозь в обратных направлениях и загнуты. Если пренебречь этими деталями, то можно получить слабые на разрыв конструкции. Также кобылка не крепится непосредственно к стропильной ноге. Для лучшего закрепления между ними прокладывается вставка – небольшой отрезок доски. Если крепеж производится толстыми гвоздями, то сначала под них следует просверлить небольшие отверстия, чтобы не расколоть стропила вдоль при забивании.

Чтобы выставить нижние концы всех кобылок конструкции по одной прямой, можно воспользоваться следующим способом

Сначала с особым вниманием прибиваются первые и последние кобылки на линии. По их окончаниям натягивается шнур

Дальнейший подгон и монтаж остальных консолей происходит по этому шнуру.

С висячими стропилами

Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.

Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.

Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами

Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов

Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров.  Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.

Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).

На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.

Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы

Для мансардных крыш

Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.

Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля

Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна

В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.

При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.

Для больших домов

При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.

Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил

При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).

Прямой и косой прируб для соединения затяжки

Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.

Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки

Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами

При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.

Как формируется карниз?

Широкий карниз крыши – залог безопасной эксплуатации и более удобного обслуживания здания. Он формируется за счет увеличения длины кровельного ската на 40-50 см. Существует 2 технологии монтажа карниза:

• За счет использования стропил большей длины. Самый простой способ сформировать широкий карнизный свес – использовать для монтажа стропильного каркаса стропильные ноги, длина которых на 40-50 см превышает длину ската. Однако, у этого варианта есть один минус – каркас получается довольно массивным и дорогим. Кроме того, если скат крыши имеют длину больше 6 метров, то становится достаточно проблематично найти пиломатериалы, размеры которых позволяют сформировать более или менее приличный карниз.
• За счет монтажа кобылок. Чтобы сформировать свес необходимой длины модно использовать кобылки. Кобылка кровли нужна, чтобы увеличить длину стропил, при этом излишне не утяжеляя каркас. Они прикрепляются к концу стропильной ноги для увеличения длины ската. Кобылки могут удлинить карниз на любую длину, при этом эта технология дешевле, так как используются доски меньшего сечения, которые стоят недорого.

Что такое кобылки для стропильных ног?

Функции кобылки в стропильном каркасе

Кобылка – отрезок бруса, с помощью которого увеличивают длину балок, обустраивая карнизный свес. Вот какие задачи решает правильно монтированная деталь:

• отводит воду от дома, помогая избежать намокания стен и фундамента, чреватого разрушением бетона и других материалов, появлением плесени и грибка;
• увеличивает срок использования ограждающих изделий;
• деталь видна невооруженным глазом, большой выбор детали делает ее незаменимым декоративным элементом, который придает дому завершенный вид.

Владельцы частных домов уверены, что карниз нужно строить всегда, вот только устройство с кобылкой некоторые обходят стороной. Еще один способ возвести эффективную в функционале конструкцию – задействовать в работе стропила длины, достаточной для установки подвесного приспособления. Именно возможность монтировать брус большей длины решает дальнейший этап монтажа. Исчерпывающим аргументом в споре, какое стропило лучше – сборное или единое, цельное, становится мнение профессионалов. Установленная деталь в стропильной конструкции упрощает врубку бруса в мауэрлат.

Монтаж

Скользящие стропила монтируются в том случае, когда материалом для фронтонов являются бревна или брус, а крепление прогона конька осуществляется в теле фронтона. Такое требование необходимо для предупреждения распирания стен при изменении величины угла уклона кровли в процессе усадки.

Стропила укладываются на коньковый прогон сверху и закрепляются с помощью шарнирного соединения. В этом случае сохраняется возможность изменить угол, под которым соединяются стропильные ноги.

Изготовление такого соединения производится на основе соединяемых шпильками перфорированных пластин. Вторым вариантом является накладывание верхних частей и соединение с помощью шпилек с шайбами и гайками.

При этом должны соблюдаться некоторые условия:

1. Соединение мауэрлата (в данном случае – верхнего венца сруба) со стропильными ногами осуществляется с помощью скользящих опор. Как правило, их размеры соответствуют следующим параметрам:

• 90 х 90 х 40;
• 120 х 90 х 40;
• 160 х 90 х 40;
• 270 х 90 х 40 мм

Скользящие опоры монтируются при помощи саморезов с защитным покрытием – в обратном случае они могут стать самым слабым звеном всей конструкции.
Во время монтажа направляющая линейка скользящей опоры должна быть закреплена параллельно стропильной ноге, а установка уголка производится перпендикулярно ноге в верхней части. Такой прием обеспечивает возможность скольжения при максимально возможной длине усадки.
Укладка стропильных ног на мауэрлат осуществляется сверху или посредством врезки в тело мауэрлата. Максимально допустимая глубина врезки не должна превышать ¾ диаметра бревна или бруса мауэрлата.
Материалом для изготовления стропил служат доски сечением 200 х 50 или 200 х 150 мм. Они должны быть обработаны особыми био- и огнезащитными средствами.

Наслонная стропильная система двухскатной крыши

Имеют свои узлы конструкции и наслонные стропила. Прямо в центре такой системы устанавливается вертикальная балка, через которую масса всей крыши направляется от конька к несущей стене, расположенной посредине здания.

В безраспорном типе наслонных стропил стропильные ноги испытывают лишь усилие на изгиб.

Их установку можно осуществлять одним из трех вариантов:

• В роли опоры под стропила выступает мауэрлат. Крепление осуществляется при помощи метода врубки зубом. Для надежности используют хомуты или проволоку. Верхушки стропил укладывают на прогон конька, скрепляют конструкцию методом скользящих опор. Пробоины сверху стропил нужно не забыть закрепить.
• Второй вариант является наиболее популярным. В данном случае нижняя часть стропил закрепляется к мауэрлату подвижным методом соединения – ползуном, или штучным бруском. Для лучшей фиксации ноги, сверху можно вбить гвоздь или закрепить гибкую стальную пластину. Уложенные на прогоне конька стропила закрепляют или пробоинами попарно, или по одному к прогону.
• Наконец, последний из методов монтажа выделяется тем, что стропила и прогон конька закрепляются наглухо. Достигается это за счет набивания дощечки с двух сторон в одном направлении с брусом конька. Данный метод сложнее реализовать, из-за чего применяется он не так часто.