Варианты и исполнение стропильной системы двухскатной крыши каркасного дома

Специфика технологии каркасного домостроительства заключается в том, что сразу после постройки каркаса, начинают монтаж кровли.

Предпочтительным вариантом кровли является двускатная с наслонными или висячими стропилами, которые устанавливаются на каркас так, чтобы действовать не на развал стен каркаса, а на сжатие конструкции.

Такой вариант монтажа кровли не только усиливает жесткость здания, но и повышает стойкость к внешним природным воздействиям от снежного покрова и ветрового потенциала.

Особенно востребованной считается двускатная крыша с чердаком, угол наклона скатов в которой не более 45 градусов. Такой тип кровли соответствует русским традициям в зодчестве. В современных проектах каркасных зданий, двухскатные крыши выполняются с жилым мансардным этажом.

Обустройство стропильной системы двухскатной крыши каркасного дома рассмотрено в статье.

Как выбрать?

Двускатная крыша для дома, возводимого каркасным методом — это основная защитная конструкция, опирающаяся на систему стропил, которые связываются между собой по всей длине крыши продольными брусками, размещенные поперек стропил и обрешетинами.

Для каркасных домов применяется два типа стропильных систем — висячая, опирается концами только на стены и наслонная, имеющие разные точки опоры — стены и промежуточную опору по центру.

Выбор типа определяется в ходе проектирования дома и зависит от его размера и конструкции. В том случае, когда пролет кровли составляет 10 и более метров, стропильную систему потребуется усилить дополнительными внутренними опорами, в этом случае принимают наслонный тип стропильной системы.

В основании стропильной фермы лежит треугольник из 2-х стропильных ног, которые обеспечивают максимально жесткую конструкцию. Верхними частями они опираются на опорную балку — коньковый прогон, нижними — на стенки. Верхняя линия, которую образуют соединенные стропильные треугольники, называют коньком крыши.

При проектировании крыши учитывают климатические характеристики, в особенности направление и силу ветра и количество осадков, а также определяют постоянные и временные нагрузки, создаваемые крышей.

О стропильной системе двускатной крыши расскажет видео:

Начало работ

Перед началом строительства выполняют проект крыши, в ходе которого определяют:

• тип и угол наклона ската;
• кровельный «пирог»;
• сечение и длину стропил;
• шаг обрешетки.

Шаг кровельной обрешетки связан с материалом кровли. Мягкий еврорубероид требует сплошной обрешетки, для этого устанавливают листы из ОСП или ДВП. Под шифер и металлочерепицу обрешетка должна иметь определенный просвет, степень которого определяется весом и размерами кровельного материала.

Состав «кровельного пирога» зависит от уровня использования чердачных помещений, для теплых эксплуатируемых мансард его наполняют следующими слоями:

• нижняя обрешетка;
• паробарьер для удержания водяных паров от проникновения в толщу теплоизолятора и выброса их в атмосферу;
• утеплитель, как правило, минеральная или базальтовая вата, которая имеет высокий показатель теплового сопротивления, не боится ни огня, ни морозов и при этом имеет высокий эксплуатационный период свыше 50 лет;
• гидробарьер защищает утеплитель от аварийных протечек с крыши;
• контробрешетка;
• обрешетка под установку кровельного стройматериала;
• кровельный лист.

Особенно тщательного расчета требует толщина утеплителя, который выполняет защиту не только от потерь внутреннего тепла, но и от поступления уличного шума. Что особенно важно при установке металлического кровельного материала.

Толщина утеплителя свыше 100 мм помогает полностью защитить внутреннее подкровельное пространство от акустического эффекта, возникающего во время града и дождя.

Перед тем как выбрать тип стропильной системы, специалисты выполняют технико-экономическое сравнение двух вариантов. Цена — существенный аргумент при строительстве дома, а крыша порой занимает до 30 % общей стоимости.

По себестоимости 1 м2 двухскатной крыши из одного кровельного материала дешевле выходит наклонная стропильная система. Это объясняется тем, что для получения стропил применяют доску и брус не очень большого сечения, поскольку эти стропила опираются на 2 надежные опоры, поэтому требования к их прочности меньше, чем для висячей конструкции.

Стропила для висячей двускатной крыши выполняются только из толстого бруса, такое же сечение бруса используют для изготовления затяжки. Поэтому, даже при отказе от установки мауэрлата, расход средств на пиломатериалы будет значительно выше, чем для наклонной системы. При этом сэкономить на сортности, за счет приобретения материала 2-го сорта также не получится.

Условия работы ригелей и затяжек на растяжение допускают устанавливать для этих изделий только брус 1-го сорта. Единственно где допускается применить пиломатериал 2-го сорта это прогоны, лежни и бабки, но их удельный вес в общем объеме древесины не такой существенный, чтобы уменьшить общую стоимость кровли.

Также на удорожание висячей стропильной системы влияет то, что такие фермы должны собираться на стройплощадке рядом с возведенным каркасом. После этого собранные они поднимаются на основание крыши.

Подъем осуществляют с помощью арендованной автотехники, которая стоит довольно дорого. Да и работа специалистов по сборке сложных узлов висящей двускатной кровли обходится заказчику намного дороже.

После того как застройщик определится с типом стропил, выполняют расчеты по геометрии крыши, конструктивным размерам и выбирают состав «кровельного пирога». Далее подробно прорисовывают схему крыши и по чертежу определяют объемы основных и вспомогательных материалов. В зависимости от выбранных материалов подготавливают инструменты и приспособления для проведения СМР.

Технология обустройства висячей

Такие стропила устанавливают с опиранием только на несущие стенки здания, с соединением треугольников на коньке. Базовыми элементами висячих стропил являются опорные стенки, мауэрлат, стропильные конструкции, обрешетка под кровельный материал и ригель или затяжка.

Форма висячей стропильной системы — треугольник, боковые стороны которого выполнены из стропилин, а основанием служит затяжка, соединяющая нижние пятки. Она нейтрализует действие, направленное на распор несущих стен, в этой системе на стены действуют только вес «кровельного пирога» и снежный покров.

Характерными особенностями висячей двускатной крыши является наличие затяжки, которую можно выполнить как из металла, так и из дерева. В первом случае конструкция будет более тяжелая и дорогостоящая. Кроме того эта система позволяет отказаться от установки мауэрлата, достаточно использовать доску, уложенную на стены с двухслойной рулонной изоляцией.

Преимуществом этой крыши считается большое свободное пространство чердака, что дает возможность организовать мансардное помещение без перегородок и лишних столбов.

К недостаткам этой системы специалисты относят:

• ограничения по крутизне угла ската, который не должен превышать соотношение 1/6 пролета треугольной фермы;
• необходимость точных расчетов устройства карнизных узлов;
• сложность в формировании угла.

Последняя проблема вызвана тем фактом, что оси соединяемых элементов висячей двускатной крыши должны пересечься строго в точке, проекция которой совпадает с центральной осью мауэрлата либо подкладочной доски, установленной вместо него.

Особенности монтажа

Этот тип крыши является сложным, для его реализации потребуется привлечение специалистов, подсобных рабочих и аренда автотранспорта. В ходе проведения СМР исполнитель должен обеспечить правильную установку затяжки и «бабки».

Затяжка — наиболее вытянутый элемент висячей системы. Поскольку она выполнена из дерева, с течением времени она, как и любой пиломатериал, начинает деформироваться и провисать под собственной тяжестью.

С целью предотвращения опасного провисания в схеме монтажа такой конструкции двускатной кровли, устанавливается защитный элемент — особая подвеска, в которую в простонародье называют «бабкой». Как правило, она выполнена в форме бруска, который закрепляется деревянными узлами к верху стропильного треугольника.

Нельзя путать «бабку» со стойками, поскольку она своей нижней частью вообще не должна контактировать с затяжкой. Кроме того, монтаж стоек в качестве опорных конструкций в висячих кровлях не допускается.

Принцип работы «бабки» заключается в том, что она висит на узле, образуемом коньком, к ней присоединяют затяжку при помощи болтовых соединений либо прибитых накладок из доски. Со временем при провисании затяжки, «бабку» нужно корректировать, для этого используют хомуты, они могут быть как цангового, так и резьбового типа.

Регулирование расположения затяжки удобно выполнять в районе конькового узла, при этом «бабку» объединяют жесткой врубкой. На нежилых чердаках, вместо стягивающего элемента из бруска можно использовать арматуру.

Подвес в висячей кровле нужно также устанавливать там, где затяжка собирается из 2-х брусьев, для усиления зоны соединения. В улучшенном варианте висячей системы для крыш с большим пролетом, «бабку» усиливают подкосными балками.

В результате образуется ромб, в котором силы напряжения будут гаситься самопроизвольно, вследствие правильной расстановки воздействующих на конструкцию векторных нагрузок. В результате полученная стропильная система станет более стабильной при незначительной и не дорогостоящей модернизации стропильной системы.

Для мансарды установка затяжки несколько изменяется. Для того чтобы увеличить полезное пространство, на стропильных треугольниках ее переносят ближе к коньку. Такая схема монтажа создает еще одно преимущество, поскольку дает возможность пользоваться затяжкой в роли основы для подшивки потолков.

Соединяют ее со стропилами методом врубки полусковороднем с дублированным закреплением болтом. От провисания ее защищает установка короткой «бабки».

Установка наслонной

Система этого типа в большей степени популярна, чем висячая, поскольку надежна в эксплуатации и простая в монтаже. Конструкция опирается на несущую стенку каркаса и состоит из таких узлов — стойки, размещенные на лежне, стропила и обрешетка для установки «кровельного пирога».

Эта система отличается от висячей тем, что стойки ставят на лежень, на несущих стенках. Стойки, нужны, чтобы подпирать коньковый прогон, скрепляющий верх стропильных элементов. После чего на стропилах фиксируют обрешеточные доски.

Такие наклонные конструкции намного проще в монтаже, чем висячие системы, а кроме того, в подкровельном пространстве создаются условия для полноценного проветривания, что создает условия для долгосрочной эксплуатации крыши на каркасном здании.

Отличительные конструктивные особенности наслонной стропильной системы:

1. Обязательность установки опоры под коньковой пяткой стропильного элемента. Функцию опоры способен выполнять прогон — деревянная балка, которая может опираться на стойки, верхний торец смежных стропил либо на внутреннюю стенку каркасного здания.
2. Установка мауэрлата для опирания стропил.
3. Установка добавочных прогонов и стоек для больших крыш, в местах, где стропильным элементам нужны вспомогательные точки опоры.

К недостатку наклонной стропильной системы специалисты относят загруженную планировку чердачного пространства из-за большого количества конструктивных элементов.

Для проектов холодных и неотапливаемых чердаков, этот вариант является предпочтительным.

Перед тем как начать работы по установке наклонной стропильной системы измеряют высоту конструкции. Выравнивают поверхность перекрытия под прокладку лежня. Мауэрлат и прогон должны находиться на строго горизонтальной поверхности, хотя при этом они могут быть в разных плоскостях. Все деревянные элементы крыши предварительно обрабатывают антипиренами и антисептиками.

Последовательность монтажа наклонной стропильной конструкции:

1. Укладывают брус мауэрлата на стенки, измеряя его диагонали. При необходимости можно немного передвинуть брусья и провернуть угловые соединения, чтобы обеспечить идеальную геометрию.
2. Выравнивают горизонталь рамы.
3. Сращивают брусья в общую раму путем косых врубок, места сборок усиливают болтовыми соединениями.
4. Фиксируют размещение мауэрлата, крепеж выполняют скобами к деревянным пробкам, которые заранее были вмонтированы в стену или анкерными болтами.
5. Размечают размещение лежня, таким образом, чтобы его ось отступала от мауэрлата на одинаковые расстояния с каждого края.
6. В том случае, когда планируют опирать прогон только на стойки без применения лежня, разметку проводят только для них.
7. Устанавливают лежень на гидрозащиту из рулонного материала в два слоя.
8. К основанию его фиксируют анкерными болтами, с внутренней стенкой скрутками из проволоки либо скобами.
9. Определяют точки монтирования стропильных элементов.
10. Выпиливают стойки по одинаковому размеру. Поскольку лежень выставлен горизонтально, высота стоек обязана согласовываться с сечениями прогона и лежня.
11. Монтируют стойки по проектной схеме.
12. В том случае, когда проект предусматривает дополнительное усиление, раскрепляют их распорками.
13. Накладывают на стойки прогон.
14. Вновь контролируют геометрию, после ставят скобы, стальные накладки и крепежные пластины из дерева.
15. Ставят пробную стропильную ногу, на которой размечают места подрезки. Если мауэрлат был изначально выставлен строго горизонтально, то по факту подгонка стропилин не требуется.
16. Первый стропильный элемент должен использоваться в роли шаблона для изготовления последующих элементов.
17. Размечают точки монтажа стропильных ног. На практике для разметки нужно приготовить пару реек с длинной равной просвету между стропилами.
18. По выполненной разметке устанавливают стропилины, которые вначале закрепляют к мауэрлату, а после друг к другу наверху к прогону.
19. К мауэрлату стропила привязывают проволочной вязкой.
20. Вначале крепятся последние пары стропил с концов крыши.
21. Между ними натягивают контрольную веревку, по ней будут устанавливаться другие стропильные элементы.
22. Завершается установка наклонных стропил установкой «кобылок», в том случае если длины стропил не хватает, чтобы сформировать нужной длины свес.

Для каркасных домов свес двускатной кровли должен выходить за несущие стены на 50 см. В том случае если проектом предусмотрена установка козырька, под должны быть установлены самостоятельные мини-стропила.

Видео по теме статьи

Как правильно смонтировать стропильную систему каркасного дома, подскажет видео:

Заключение

Возведение стропильной системы — один из самых сложных этапов строительства двускатной крыши на каркасном здании.

Ему должен предшествовать этап проектирования, в ходе которого будет выбран тип стропильной системы — наклонный или висячий, а также проведен расчет конструкций, выбор параметров и объема строительных материалов.

Более сложный и дорогостоящий тип стропильной системы — висящий. Для его создания потребуется опытные мастера и аренда подъемной техники.