Стропильная система двухскатной крыши

Крыша – это, пожалуй, один из самых сложных элементов  в строительстве дома. Часто проблемы в устройстве кровли могут возникнуть даже у опытного строителя, но если хорошенько вникнуть в вопрос устройства кровли и в конструктивные решения, которые применяются в строительстве на протяжении многих лет, можно сделать крепкую кровлю своими руками. На самом деле устройство кровли, при близком рассмотрении – это очень логичная и понятная технология, в основе которой лежит стропильная система.

Расчет стропильной системы крыши

Самым первым и самым важным этапом на пути к крепкой кровле является расчет стропильной системы. Дело в том, что стропильная система – это, та самая часть крыши, которая будет нести все нагрузки, это и снежные нагрузки и воздушные (ветровые) нагрузки. Правильный расчет – это главный элемент удачной кровли.

Расчет кровли нужно производить, учитывая несколько факторов – первый – это снеговая нагрузка в регионе строительства. Такую информацию можно посмотреть в СНиП, для разных регионов она разная, и рассчитывается в килограммах на квадратный метр кровли. К этой нагрузке необходимо прибавить вес материала кровельного покрытия и обрешетки, такую информацию можно запросить у производителя используемого покрытия. Третий тип нагрузки также предоставлен в СНиП – это ветровая нагрузка. Кстати, ветровая нагрузка измеряется в кПа и для дальнейшей работы ее нужно перевести в килограммы на метр.

Итоговая формула расчета нагрузки (Q) – это сумма всех перечисленных нагрузок

С просчетом нагрузки  немного разобрались, следующий шаг – это расчет стропильной системы. Целью расчета стропильной системы является получения необходимого сечения стропильной ноги, то есть, расчет толщины доски для стропил. В этом расчете лучше все величины округлять в большую сторону. Рассчитывая стропильную систему для частного строительства, округление значений не даст большого удорожания, но значительно укрепит крышу, дав ей дополнительный запас прочности.

[stextbox id=”info”]Для начала расчета нужно найти распределенную нагрузку для каждой стропильной ноги в отдельности.

Формула имеет следующий вид: Qr=A*Q[/stextbox]

Со значением Q мы уже разобрались (нагрузка на метр площади крыши), а вот значение А – это расстояние между стропилами, или как его называют стропильный шаг.

После этого необходимо выделить максимально возможный рабочий участок в стропильной доске (Lmax).

Следующим шагом мы выбираем материал для стропильной системы. Эту информацию можно наглядно увидеть в ГОСТ 24454-80, таблица размеров поможет подобрать нужное сечение.

В формулу подставляем любое значение ширины, которое на наш взгляд может быть использовано в нашем проекте.

[stextbox id=”info”]H ≥ 8,6·Lmax·sqrt(Qr/(B·Rизг))[/stextbox]

С первого взгляда формула сложная, но если разобраться, что здесь:

• H – искомая нами высота
• 8,6 – постоянное значения для кровли с уклоном меньше 30 градусов (для уклона больше 30 градусов значение равно 9.5)
• Lmax мы уже разобрали выше,
• Qr – мы посчитали по формуле
• B – это ширина стропильной доски, которую мы предположили
• Rизг – это параметр указывающий сопротивление древесины на изгиб
• Sqrt – это обозначение квадратного корня

Исходя из такого расчета, можно достаточно быстро рассчитать сечение материала, которое необходимо взять для обустройства кровли.

Видео о монтаже и расчете стропильной системы

Монтаж стропильной системы двухскатной кровли.

Варианты монтажа двухскатной кровли могут быть различными, основные различия в устройстве зависят от выбора материала для покрытия, от архитектурного решения кровли, от угла наклона, от проекта чердачного помещения. Чердачное помещение может быть запроектировано, как теплым, так и холодным, от этого будет зависеть устройство кровельного пирога.

Первый необходимый шаг – это расчет сечения материала, о нем мы говорили выше. Следующий шаг прорисовка крыши. На проекте кровли необходимо прорисовать шаг стропильной конструкции, кроме того нужно выполнить конструктивное решение стропильных ног, обозначив все узлы крепления стропильной системы. Про устройства кровельного пирога и расчет листового материала в этой статье мы говорить не будем, это совсем другая тема, требующая отдельной детальной проработки.

Первое, что устанавливается при монтаже стропильной конструкции – это опорный брус, который является главной опорной конструкцией во всей кровельной системе. Установка опорного бруса (мауэрлата) производится на несущие конструкции. Крепление обычно происходит при помощи анкерных болтов. Анкерные крепежи закладывают заранее, во время возведения стен, или просверливают отверстия для крепления во время монтажа самого бруса. Выбор сечения бруса зависит от нагрузки на кровлю. Обычно минимальное сечение бруса это 100*100, а максимальное это 200*200. Главная задача мауэрлата это равномерное распределение нагрузки на несущую конструкцию здания. К несущему брусу крепятся стропильные ноги всей кровельной системы.

Варианты крепления стропильной ноги к мауэрлату могут быть различными, все зависит от нагрузки на кровлю. Для кровли небольшой площади можно выбрать менее мощный крепеж, а для кровли с большими снеговыми нагрузками крепеж должен быть более надежным.

Варианты крепления стропильной ноги к несущему брусу (мауэрлату):

• Крепление с запилом. Крепление при помощи запила делает узел примыкания более надежным, но в то же время ослабляет несущую способность запиливаемого элемента. Запил обычно крепиться при помощи гвоздей или саморезов, которые в некоторых случаях усиливаются при помощи уголков. Запил на стропильной ноге достаточно прочное соединение, которое не нуждается в креплении при помощи шпилек и других более прочных крепежных материалов.

• Шпильки и болты для крепления стропильной ноги к несущему брусу используются в монтаже кровли с большими нагрузками. Специальные уголки или металлические захваты для стропильной системы крепятся к несущему брусу при помощи анкерного болта или шпильки, ответная часть крепиться к стропильной ноге кровли, также при помощи болта и гайки. Такое крепление может быть выполнено, как с запилом, так и без него. При выборе узла крепления с использованием уголка нужно обратить внимание на толщину и качество металла крепежного элемента.

•  [stextbox id=”warning”]Одной из самых распространенных ошибок в креплении является выбор в качестве крепления саморезов и гвоздей, при этом неправильное выполнение запила, или полное его отсутствие. При креплении к несущему брусу нужно понимать, что это основной несущий узел всей стропильной конструкции.[/stextbox]

Монтаж стропильной системы по шагам.

Начиная монтаж стропильной системы необходимо определиться с видом стропильной фермы.

Стропильные фермы включает в себя такие элементы как: стропильные ноги, поперечины, раскосы, косые распоры, крепежные узлы, включая элементы вырубки и запила. Стропильные фермы двухскатной крыши могут иметь различный угол наклона, в том числе покатую крышу в форме полукруга. Стропильные системы могут также быть открытыми или закрытыми, в жилых помещениях редко применяется открытый вид, обычно это технические здания. В жилом помещении стропильную систему закрывают потолком.

Фермы могут быть выполнены различным способом, их вид часто зависит от нагрузки и длины стропильной ноги. Основные отличия это крепежный узел конька фермы, и различное количество ребер жесткости, в остальном конструктивно фермы для двухскатных крыш мало чем отличаются.

1. Первый этап монтажа начинается с подготовительных работ. Необходимо обратить внимание на качество древесины, дерево должно быть сухим, и ровным. Особое внимание нужно обратить на материал для стропильных ног. Если дерево будет не достаточно ровным и сухим, то в процессе эксплуатации может возникнуть масса проблем, дерево может повести и кровельное покрытие может дать течь. Подготовительные работы в устройстве стропильной системы это 70 процентов успеха.
2.  Подготовка начинается с нарезки стропильных ног. Стропильные ноги должны быть одной длины, с четкими узлами запила (если он        предусмотрен проектом). После нарезки досок стропильные ноги необходимо обработать антисептическим раствором.  Важно обрабатывать все поверхности, включая запилы. Качественная обработка антисептиком поможет сохранить стропильную систему в хорошем состоянии на долгие годы.
3. Следующий шаг это установка несущего бруса на стену здания. Важно установить брус ровно на одинаковом расстоянии или вплотную к краю стены, так, как указано в проекте. Примыкания бруса и стены прокладывают рубероидом, или обрабатывают битумной мастикой. Это необходимо сделать во избежание намокания бруса. Брус крепиться к верхней части стены анкерными болтами, анкерные болты  должны быть установлены с одинаковым шагом и надежно закреплять несущий брус к стене. Отверстие под анкерные болты следует  обработать антисептиком дополнительно.
4. Третий шаг это сборка шаблона фермы. Прямо на земле осуществляется сборка шаблона, по которому, впоследствии будет вестись процесс сборки всех кровельных ферм здания. Шаблон выполняется в четком соблюдении проекта. Нельзя пренебрегать качеством сборки шаблонных ферм. Ферма-шаблон должна быть идеальной, от качества сборки этой фермы зависит качество всей стропильной системы. Проверка размеров всех укосин и четкое соединение конька стропил – это залог прочной кровли.
5. После сборки шаблона стропильной системы собирают все остальные фермы кровли, при помощи шаблона, в полном соответствии с ним и в количестве указанном в проекте.
6.  Несущий брус размечают. Необходимо осуществить разметку соприкосновения бруса и стропил.
7. Следующий шаг – поднятие стропильных ферм на крышу здания. Некоторые строители предпочитают поднять сразу большое количество ферм, другие предпочитают поднимать по факту установки, в любом случае установка начинается с крайних ферм. Сначала монтируются крайние фермы, четко отбиваются отметки конька ферм, сверяются по уровню (чаще используется водяной уровень или лазерный). Между двух коньков натягивают шнурку, для контроля уровня конька. Следующие стропильные фермы должны быть установлены в четкой плоскости между собой. Погрешности в уровни могут быть большой ошибкой, которая повлечет за собой огромное количество проблем.
8. Некоторые строители предпочитают закрепить стропильную систему на черновую, и лишь после сборки всей системы, доделать крепеж полностью. Этот способ предпочтителен для корректировки уровня, но если есть стопроцентная уверенность в правильности установки, то можно крепить сразу на все крепления.
9. Заканчивать монтаж стропильной конструкции следует проверкой плоскостей и размеров. Если все размеры выдержаны, крепления надежны и не требуют дополнительных укосин, то можно смело начинать монтаж обрешетки.

Если прочность конструкции вызывает сомнения, то необходимо дополнительно связать нижний и верхний пояс стропил при помощи обработанных септиком досок-укосин. Стропильная система должна быть прочной, нельзя забывать, что в некоторых районах России снеговая нагрузка может составлять 300-400 килограмм на квадратный метр.