Двухскатная крыша для частного дома своими руками

Конструктивные особенности двухскатной кровли

Двускатная кровля основана на треугольнике, который придает ей жесткость. В его составе имеются следующие элементы:

Мауэрлат — это брусья, уложенные непосредственно на наружные стены по всему периметру дома. Крепление этих элементов чаще всего выполняется посредством анкерных болтов. Рекомендуемый материал для изготовления элементов — древесина хвойных пород. Сечение брусьев имеет форму квадрата со сторонами 100*100 мм или 150*150 мм. Именно на мауэрлат ложатся стропила, и нагрузка от всей системы передается наружным стенам.

Лежень — это брус определенной длины, в который упираются стойки. Его укладывают в направлении внутренней несущей стены. Элемент используется при обустройстве крыши на больших домах.

Подкосы — это элементы, выполненные из небольших брусков. Они устанавливаются под углом между стойкой и стропилами. Такое расположение способствует укреплению стропил и повышению несущей способности крыши.

Стойки — это элементы крыши, расположенные вертикально. Посредством этого элемента нагрузка от конькового бруса передается на стены. Стойки располагаются между стропилами.

Затяжки представляют собой балки, которые соединяют стропильные ноги в нижней части. Этот элемент является основанием треугольника фермы. Как и подкосы, эти балки делают деревянные стропильные фермы более прочной и устойчивой к различным нагрузкам.

Стропильные ноги представляют собой доски определенной длины, имеющие сечение 5*15 см или 10*15 см. между собой элементы соединяются под углом, образуя вершину треугольника. Две соединенные стропильные ноги называют фермой. Количество таких конструкций определяется длиной дома. При этом расстояние между фермами может быть не более 1,2 метра и не менее 0,6 метра

Рассчитывая шаг стропильных ног, во внимание следует принимать общий вес кровли, ветровую и снеговую нагрузку.

Конек располагается в самой верхней точке кровли и представляет собой брус, который служит соединением скатов. Поддержку снизу этому элементу обеспечивают вертикальные стойки, а с боков к нему крепятся концы стропил

В некоторых случаях вместо бруса используют две доски, соединенные под определенным углом и прибитые к верхней части стропил с двух сторон.

Двускатная крыша своими руками предполагает выполнение обрешетки из досок или бруса, которые наколачивают на стропила в перпендикулярном направлении. В зависимости от материала для кровли обрешетка может быть сплошной или с зазорами.

Что такое стропильная система крыши

Стропила помогают крыше противостоять снеговым и ветровым нагрузкам, а также ударам дождя. Особенности проектирования и строительства системы зависят от конкретного региона страны.

Какие задачи решает

Правильно оформленная и возведенная система стропил с легкостью выполняет следующие задачи:

• поддерживает корректную вентиляцию чердака;
• предотвращает негативное влияние температурных перепадов на верхнее перекрытие, защищает его от влаги и солнца;
• поддерживает кровлю, не дает ей проседать;
• надежно защищает от снега и ветра, не повреждается под их воздействием;
• улучшает распределение нагрузки на стены и фундамент.

Конструкционные элементы

Стропила состоят из множества узлов, каждый из которых отвечает за определенные функции:

• Прогон. Делится на коньковый, расположенный вверху, и боковые, находящиеся по бокам. Прогоны скрепляют ноги стропил.
• Стропильная нога. Отвечает за определение угла наклона кровли, обеспечивает внешний вид и фиксирует более мелкие детали крыши.
• Мауэрлат. На него устанавливается вся система. Фиксирует ноги и отвечает за распределение нагрузки на стены.
• Стойки и подкосы. Применяются для повышения устойчивости, соединяются с лежнем, который проходит вдоль конька.
• Затяжка. Обеспечивает устойчивость стропильных ног внизу системы.
• Обрешетка. Устанавливается перпендикулярно ногам и изготавливается из брусков или досок. В металлической конструкции применяется профиль. Передает нагрузку от кровельного материала на ноги.
• Конек. Место соединения скатов со сплошной обрешеткой для усиления крыши.
• Кобылки. Создают свес, если стропильные ноги слишком коротки.
• Свес. Элемент для защиты стены от осадков.

Иногда выделяют такой элемент кровли, как ригель. Это горизонтальные планки, лежащие перпендикулярно прогонам.

Составные части крыши

Двускатная крыша — самая распространенная конструкция в частном строительстве. Представляет собой две плоскости, наклоненные в противоположные стороны под углом к горизонту 20-42°, соединенные в вершине — коньке.Благодаря такой форме снег, дождь и талая вода стекают с поверхности крыши, не задерживаясь. При увеличении угла наклона возрастает парусность конструкции, что при сильных порывах ветра может привести к отрыву.

Несущий каркас крыши состоит из стропильной системы, которая включает элементы:

Мауэрлат — опорная балка, расположенная по периметру дома в верхней части стен. Нагрузка от вышележащей конструкции, снега и ветра передается коробке через нее.

Крепление мауэрлата

Мауэрлат

Стропильные ноги или стропила — наклонные элементы, которые монтируют с шагом 80-200 см и соединяют горизонтальными прогонами. Передают усилия от кровли на мауэрлат. По виду опирания их разделяют на наслонные или висячие.

Крепление стропильной ноги к мауэрлету.

Конек — горизонтальный брус для крепления стропил, верхняя точка крыши.
Стойки, подкосы, распорки, ригели — горизонтальные, вертикальные и диагональные элементы для придания жесткости каркасу.
Лежень — горизонтальный брус для опирания стоек, уложенный на внутреннюю несущую стену.
Обрешетка, настил — основание для слоев кровельного пирога, добавляет стропильной системе устойчивость.
Кобылка — элемент, удлиняющий стропила. Применяют при недостаточной их длине для формирования свесов.
Затяжка — потолочная балка, элемент перекрытия этажа или усиливающая стропильную систему горизонтальная связь.

По обрешетке монтируют слои гидро-, шумо- и пароизоляции, утеплитель, если чердак жилой, и кровельные материалы.

Стропильная система двускатной крыши в частном строительстве обычно изготавливается из дерева. Материал доступен, прост в обработке, позволяет возводить легкие пространственные конструкции, не перегружающие стены и фундамент.

Схемы стропильной системы двухскатной крыши.

Иногда для сооружения каркаса применяют металлический прокат — швеллеры, трубы, двутавры, уголки. Такой способ в индивидуальном строительстве используется значительно реже. Конструкции из стали дороже, сборка требует профессиональной квалификации и оборудования.

Сечения стандартных несущих элементов составляют:

• мауэрлат (лежень) — брус толщиной от 100, высотой от 150 мм, бревно диаметром 170-190 мм;
• стропила — брус 50х150, 100х150 мм, стесанные на один кант бревна, доски, уложенные на ребро;
• стойки — 100х100 мм;
• доски обрешетки — толщина 25 мм.

При больших пролетах домов и высоких нагрузках размеры сечений несущих элементов определяют расчетом на прочность.При соответствующей подготовке антисептиками древесина устойчива к гниению. Специальные составы — антипирены — защищают материал от возгорания.

Помимо несущего каркаса и покрытия крыша содержит элементы:

• свесы — выступающие за пределы наружных стен продолжения скатов, оберегают ограждающие конструкции от стекающей воды;
• ендовы, разжелобки — элементы для обустройства стыков при пересечении плоскостей кровли, необходимый узел в кровлях, состоящих из нескольких двускатных форм.

С боков крышу ограничивают фронтоны — части стен треугольной формы. Чердак может выполнять функции мансарды и использоваться как жилое помещение для постоянного или временного проживания.

Расчет (угол, нагрузка, длина)

Расчет стропильной системы двухскатной крыши строиться на том, что в фронтальном размере она имеет форму равностороннего треугольника, вычислить стороны которого легко можно с помощью простых тригонометрических формул.

Эти несложные вычисления помогают определить оптимальное расстояние между стропилами, их толщину и длину. Расчет конструкции выполняют в следующей последовательности:

• Определяют конструкцию и уклон кровли. Существуют различные способы выбора вида и уклонности кровельной конструкции. Этот параметр зависит от климатических условий и эксплуатационных характеристик выбранного кровельного материала.
• Определяют совокупную нагрузку на конструкцию. Для этого суммируют постоянные нагрузки (вес кровельного покрытия, свой вес каркаса, термоизоляции и перекрытий) с временными нагрузками (снеговая нагрузка, ветровая нагрузка), умножают на поправочный коэффициент, учитывающий уклон скатов, а затем прибавляют к этой цифре 10-15%, чтобы каркас имел некоторый запас прочности.
• Вычисляют длину стропильных ног. Для этого пользуются теоремой Пифагора, ведь стропильная ферма представляет собой равносторонний треугольник. Получатся, что квадрат длины стропильной ноги равен сумме квадратов высоты крови и половины длины заложения. Зная, как рассчитать длину стропил, можно вычислить высоту конька.
• Определяют сечение элементов. Оптимальное сечение элементов выбирают по таблицам в соответствии с длиной стропильных ног и расстояния между ними. Чем это показатели больше, тем толще должно быть стропило.

Формула расчета высоты конька двухскатной крыши

Выбор сечения стропил

Расчет нагрузок

Выбор материала

Рассчитываем угол наклона

Угол наклона склонов подбирается не в зависимости от эстетических предпочтений, а ориентируясь по погодным условиям, с учетом кровельного материала. Более крутые скаты 40-45 градусов сооружаются в районах с большим количеством снежного покрова, а более пологие 10-20 градусов в местах с сильным порывистым ветром.

Учитывайте, что чем круче склон, тем выше расход материалов, тем больше итоговая стоимость кровли

Обязательно во внимание принимают требования материала:

1. Черепица, шифер требуют уклона не менее 22 градусов, в противном случае, через стыки между элементами просачиваются осадки.
2. Металлочерепицу укладывают под углом не менее 14 градусов, так как она сильно страдает при порывах ветра, она может деформироваться или вообще слететь.
3. Мягкая кровля допускает угол наклона до 5-10 градусов, делая возможным покрытие ею склоны любой геометрии.
4. Ондулин считается одним из самых надежных материалов и может использоваться даже для крыши с уклоном менее 6 градусов.
5. Профлисты нельзя укладывать под углом менее 15 градусов, однако склоны даже с допустимым уклоном желательно обработать герметиком для лучшей гидроизоляции.

Угол наклона скатов двухскатной крыши

Особенности конструкции

Традиционный для Руси вариант – двускатная крыша. Скатами называют плоские части кровли, имеющие постоянный уклон к уровню горизонта. Угол наклона необходимо точно рассчитать, он может варьироваться от 10-15 до 60-80 градусов. Несоблюдение заданных параметров приводит к негативным последствиям:

• С увеличением угла наклона в большую сторону изменяется длина стропил и, соответственно, высота крыши. Это, в свою очередь, ведет к росту нагрузки на каркас дома и крепления. К тому же из-за высокой парусности острая кровля сильно подвержена воздействию ветра. В регионах, где преобладают мощные ветровые порывы, такая конструкция может обрушиться и нанести вред здоровью людей.
• Устройство кровли с уклоном менее 10 градусов также не рекомендуется: крыша не выдержит давления снега, скапливающегося на ее поверхности. В местах с обильными осадками оптимальный угол ската составляет 45-60 градусов.

Таким образом, правильный уклон обеспечит двускатной крыше долговечность и безопасность. Основанием для расчета этого показателя служат соответствующие таблицы ветровой и снеговой нагрузки для того или иного региона.

При этом стропильные фермы для мансардной конструкции более сложные и массивные, требуют тщательного расчета и крепления.

Элементы стропильной системы

Перед тем, как ставить стропила на двухскатную крышу, необходимо узнать из каких элементов состоит кровельная конструкция. В ее состав входят:

Мауэрлат. Это брус, жестко фиксируемый вдоль несущих стен постройки. Для его изготовления, как правило, применяют брус сечением 15 на 15 сантиметров. Мауэрлат служит нижней опорой для стропил, а также равномерно распределяет нагрузку, создаваемую кровельной конструкцией, на стены постройки. Между несущей стеной и мауэрлатным брусом должен располагаться гидроизоляционный материал, например, рубероид. Если кровельный каркас изготавливается из металла, в качестве мауэрлата используются швеллеры или двутавры.

Стропильные ноги. Являются основным элементом кровельного каркаса. Их размер принимается в соответствии с проектными расчетами. Нижние части стропил опираются на брус мауэрлата, а верхние – на коньковый брус. Для их изготовления независимо от типа возводимой конструкции рекомендуется использовать сосновую доску сечением 150 на 50 мм или 200 на 50 миллиметров.

Прогон. Представляет собой горизонтально расположенный брус, который перпендикулярно пересекает стропильные ноги по всей длине кровли. В стропильной конструкции присутствуют три типа прогонов: боковые, коньковый и мауэрлат.

Лежень. Представляет собой горизонтальный брус, который монтируется на внутреннюю несущую стену. Этот элемент служит опорой для стоек и равномерно распределяет создаваемую ими нагрузку. Лежни устанавливают сложных стропильных систем. Другими словами, этот элемент крыши не является обязательным и применяется в необходимых случаях.

Затяжка. Является элементом висячей системы стропил. Затяжка образует со стропильными ногами треугольную ферму. Этот элемент снижает распорное усилие, создаваемое висячими стропилами на стены здания. Расположение затяжки зависит от типа возводимой конструкции крыши.

Ригель. Этот элемент, как и затяжка, связывает стропила. Ригель делает конструкцию более прочной и устойчивой. Для его изготовления обычно применяют брус сечением 10 на 15 сантиметров. На ригель, в отличие от затяжки, оказывается нагрузка на сжатие, а не на растяжение.

Стойки. Представляет собой брус, устанавливаемый вертикально. Используется в случае, если ширина здания достаточно большая. Этот элемент усиливает стропильную систему изнутри. На стойки устанавливаются прогоны, подпираемые подкосами.

Подкосы. Представляют собой наклонные брусы, поддерживающие горизонтальные элементы. Подкосы усиливают конструкцию фермы и противодействуют перекосу и сжатию кровельной конструкции.

Свес кровли. Это часть стропильных ног, выступающих за внешние стены здания приблизительно на 40 сантиметров. Свес защищает внешние стены постройки от дождевой и талой воды, скатывающейся с крыши.

Кобылки. Представляет собой отрезок доски. Используется для удлинения нижней части стропильной ноги.

Особенности строительства крыш с углом

Двускатная кровля — самый простой вариант для строительства частного дома. Стропильная система может иметь наслонную, висячую или комбинированную конструкцию.

Наслонная и висячая стропильная система.

В первом случае стропила «наслоняют» — укладывают на наружные и внутренние опоры. Во втором — «подвешивают» с опиранием только на стены.

Сооружение по наслонной схеме

Наслонная система применяется в строительстве домов с внутренними капитальными стенами, разгружающими от распора наружные ограждающие конструкции. Основная нагрузка здесь — вертикальная.

Отсутствие горизонтальных распирающих усилий упрощает и удешевляет конструкцию несущего каркаса крыши. Она состоит из стропильных ног, подкосов, ригелей, прогонов и стоек. Мауэрлат или лежень монтируют выше уровня перекрытия на 100-150 мм для свободного доступа к низу стропил. Если стены непрочные, его располагают по периметру здания. В противном случае можно обойтись коротышами длиной 60-70 см, уложенными под стропильные ноги.

В деревянных зданиях функцию мауэрлата выполняет верхний венец или обвязка. Стропила нижним концом врубают в несущую балку, дополнительно закрепляют скобами и скрутками из проволоки.

Систему усиливают прогонами, подкосами и стойками. К тому же это помогает уменьшить сечение стропил и прогибы. Соединяют элементы металлическим крепежом — гвоздями, скобами, болтами, накладками, кольцами, зубчатыми дисками.

Устройство крыши висячим методом

Висячие стропила монтируют при пролетах дома 6-14 м. Опираясь только на наружные стены, несущие балки воспринимают значительные распирающие усилия. Чтобы их распределить, в конструкцию вводят дополнительные горизонтальные и вертикальные элементы — ригели, затяжки, бабки (стойки, опирающиеся на затяжку).

Чем шире пролет строения, тем больше возникающие в конструкциях напряжения, сложнее устройство каркаса. До 6 м достаточно затяжек, совмещающих функции балок перекрытия. Свыше — вводится дополнительные ригели.В домах без внутренней несущей стены, превышающих ширину 9 м, систему крыши укрепляют бабками и подкосами. Фрагмент из двух стропил, затяжки и связей называется фермой.

В некоторых случаях мауэрлат не устанавливают. Готовые фермы монтируют на доску, уложенную по верху стены на слой гидроизоляции.Стропила врубают в затяжку или укладывают, скосив край. Закрепляют нагелями, накладками, хомутами.

Коньковый узел решается сложнее, чем в наслонных кровлях. Стропила врезают в горизонтальный брус, усиливают стык деревянными или металлическими накладками.Устройство висячей стропильной системы сложнее и дороже, чем безраспорной. Поэтому часто фермы устанавливают с шагом — 3-4 м, соединяют прогонами, по которым укладывают наслонные стропила. Этот способ называется комбинированным.

Достоинство висячих конструкций — возможность использовать чердачное пространство под мансарду.

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши ‒ Основные элементы кровли

Конструкция стропильной системы двухскатной крыши, состоит из множества элементов. Монтаж следует начать только, после подробного изучения каждого из них, а также, правильного определения, оптимального их сечения. Поэтому, далее, мы подробно разберем каждый элемент, кровельного сооружения…

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Мауэрлат

Во время монтажа элементов, под металлочерепицу или другого покрытия, рекомендуется использовать брусы, с сечением 150 на 150 или 200 на 200 мм. Именно такие размеры, позволяют более качественно распределить нагрузку. Далее, требуется определиться с способом закрепления конструкции. Он зависит от стройматериала стен здания. Существует несколько, оптимальных вариантов фиксации:

Схема крепления мауэрлата к стене

1. Каркасные, брусовые или бревенчатые стены, как правило, не требуют установки мауэрлата. Например, в каркасном здание, опорой для стропильных ног, служит верхняя обвязка стен. А вот у дома из бруса или бревна, мауэрлатом является, верхний венец. И в первом, и во втором случае, главное, выполнить грамотно и надежно, закрепление элементов к стенам.
2. При сооружение кровли на зданиях из легких бетонов, нужно дополнительное обустройство. К легким бетонам, относят следующие стройматериалы: пенобетон, шлакобетон, керамзитобетон и т.п. Подобные стены быстро разрушаются, если опереть на них крышу, не равномерно. Для равномерного распределения нагрузки, требуется, по обрезу стен, провести заливку монолитного железобетонного пояса. Во время обустройства пояса, закладывается специальная проволока, шпильки или болты, на которые, далее, надежно крепят мауэрлат.
3. Для кирпичных коробок, железобетонный пояс, можно не делать. Для этих целей, чтобы соединить с обвязочным брусом, в кладку заводят проволоку. С ее помощью, далее, оборачивают мауэрлат вокруг и закручивают. Второй вариант – в кладку, за один ряд до обреза стен, с внешней стороны, заводят, пропитанные антисептиком, деревянные брусы. Далее, мауэрлат и брусья, скрепляют, с помощью скоб. Возможно также, использование шпилек и болтов, но для закрепления их, уже потребуется заливка монолитного пояса.

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Стропила

После надежной фиксации мауэрлата, устанавливаются стропильные ноги. Оптимальное сечение стропильных ног, определяется, в зависимости от шага несущих балок, их пролета, снеговой нагрузки и будущего настила крыши. При монтаже каркаса, под металлочерепицу, при шаге, к примеру, в 600 мм, рекомендуется, в зависимости от пролета, соблюдать следующие параметры:

• 3 м – 40 на 150 мм;
• 4 м – 50 на 150 мм;
• 5 м – 50 на 175 мм;
• 6 м – 50 на 200 мм.

Таблица средних значений стропильных ног

Представленные параметры, имеют средние значения. Чтобы иметь более точные расчеты, лучше обратится к специалисту или дополнительно, прочитать и изучить, специальную литературу.

Выполнить качественно, фиксацию стропильных ног к мауэрлату, в основном, можно двумя способами:

• С зарубкой;
• без нее.

Крепление стропильных ног к мауэрлату с зарубкой и без

В первом варианте, выполняется запил на обвязочном брусе, а во втором, к стропиле прибивают специальную дощечку, которая становится упорным приспособлением. Далее, закрепление, для всех способов, выполняют одинаково. При помощи металлических уголков, наклонную балку, чтобы она не смещалась относительно проектного положения вдоль мауэрлата, надежно фиксируют. Или-же, дополнительно вбивают под углом, обычные гвозди.

Схема крепления стропил при помощи проволоки и на скобы

Помимо этого, требуется качественно, скрепить стропило со стеной. Правильное выполнение действий, предусмотрено в нормативных документах. В основном, производить скрепление, можно двумя способами:

1. На скобы (для деревянных построек);
2. При помощи скрутки из проволоки (для каменных стен дома).

Выполнять закрепление, по строительным нормативам, следует через одну ногу. Такой подход, позволит более надежно закрепить крышу к коробке, капитального строения. Если провести монтажные работы правильно, на должном высоком уровне, то можно не переживать за ее техническое состояние, даже в самый сильный ветродув.

Стропильная система двухскатной крыши ‒ Стойки, стяжки, подкосы

Элементы стропильной системы двухскатной крыши, как стойки, стяжки и подкосы, в основном, делают из досок. Оптимальные параметры толщины, как правило, от 32 до 50 мм. Исключением, могут являться – стойки. Здесь уже, допускаются доски и большей толщины: от 50 до 100 мм. Как показывает практика, лучше всего, крепление производить на шпильки или с применением опорных брусков. Оптимальный вариант, в основном, зависит от конструкционных особенностей, кровельного сооружения.

Монтаж обрешетки и контробрешетки

Обрешетка в стропильной системе выполняет несколько функций. Нижняя – является опорой для установки утеплителя. Верхняя служит основанием для монтажа кровельного покрытия. Материал обрешетки – это обрезная доска шириной 100 мм и толщиной 30 мм.

Под утеплитель обрешетка пробивается всплошную. Для кровельного покрытия обрешетка бьется с прозором 32 – 45 см в зависимости от вида материала. Перед монтажом рулонных битумных ковров я применяю дополнительную установку плоскостей из ОСП плит, которые покрываю гидроизоляцией. Для крепления обрешетки могут использоваться анодированные саморезы по дереву толщиной не менее 4,5 мм.

Контробрешетка монтируется перед обрешеткой. Её установка обусловлена тем, чтобы создать вентилируемый зазор, через который будет удаляться конденсат, чтобы не исключить порчу деревянных конструкций стропильной системы.