naeli.ruОбзор видов и типов установки стропильных систем для двухскатной крыши
Двускатные крыши одни из самых популярных кровельных конструкций. Их основой является стропильный каркас, где в роли главных несущих элементов выступают стропильные ноги.
Они могут быть висячими и наслонными стропилами. В чём их различия, какие бывают виды стропильных систем для двухскатной крыши, где их чаще всего применяют – обо всём этом узнаете, прочитав данную статью.
Содержание
Варианты
В поперечном разрезе двускатная крыша выглядит в виде треугольника. Это профиль двух стропил под прямоугольными скатами кровли, которые вверху объединены с коньковым прогоном в единый узел. Их нижние концы опираются на мауэрлат и связаны балкой перекрытия.
На схеме изображены основные несущие элементы двускатной кровли. Более подробно о них ниже:
- Мауэрлат – горизонтальная деревянная балка, уложенная поверх наружных несущих стен дома. В этом качестве используют брус или доски. Крепят к кладке с гидроизоляцией анкерными болтами или шпильками. В каркасных домах мауэрлат крепят скобами. В срубах роль мауэрлата исполняет верхнее бревно венца.
- Стропильные ноги — основные несущие элементы крыши. Они являются опорой для обрешётки с кровельным покрытием, образуя два вида каркаса. Это наслонные и висячие стропильные системы. О них подробно ниже.
- Конёк (коньковый прогон или брус) является связующим звеном для стропил. Бывает несущим ригелем при опоре на стойки.
- Схватка – поперечный брус, стягивающий противоположные стропила. Балку называют ещё затяжкой и ригелем в зависимости от вида сопротивления (растяжение или сжатие), возникающего в элементе.
- Лежень выполняет ту же функцию, что и мауэрлат. Балка служит основанием для стоек на несущей внутренней стене.
- Стойка – брус, передающий нагрузку от прогона на лежень.
- Прогоны – параллельные коньку балки, поддерживающие стропильные ноги.
Стропильные системы двускатной крыши можно разделить на две категории. Это деревянные кровельные каркасы с висячими и наслонными стропилами. Они работают в системе совместно с другими вспомогательными и несущими элементами.
У обеих систем одинаковая задача – это противостояние внешним нагрузкам (атмосферные осадки, ветровые нагрузки) и равномерное распределение их по стенам дома. А вот устройство конструкций, узлов и пути передачи нагрузок у стропильных систем разные.
С висячими стропилами
Каркасы с висячими стропилами не имеют промежуточных опор. Поэтому такие крыши возводят в домах без внутренних несущих стен. Даже эта особенность не мешает перекрывать висячими стропилами пролёты зданий до 17 м.
Отсутствие опорных элементов на большей площади подкровельного пространства позволяет обустраивать просторные мансарды.
Для домов с небольшим пролётом
Когда расстояние между наружными стенами не больше 6 метров, применяют простую висячую треугольную стропильную систему. Такое решение конструкции двускатной крыши наиболее приемлемо для небольших домов.
Угол наклона скатов в этом случае не рассчитывают, а придерживаются условия, при котором высота конькового прогона над чердачным перекрытием не должна быть меньше 1/6 длины пролёта.
При таком построении несущих элементов стропила подвергаются значительным усилиям на изгиб. Для их нейтрализации идут двумя путями: увеличивают поперечное сечение стропильных ног или усиливают врубку стропил в коньковом узле накладками.
Под висячие стропила можно не устанавливать мауэрлат. Вместо этого сверху на стены стелют гидроизоляцию и укладывают доску, закрепляя её шпильками. Доска нужна для выравнивания горизонта стен и увеличения опорной базы стропил.
Так, как висячие стропильные ноги оказывают распирающие усилия на стены дома, компенсируют давление установкой затяжек. Соединённые вместе, они образуют единую опорную конструкцию – ферму. Их собирают на земле, и только потом поднимают и устанавливают на мауэрлат.
Для мансард
Для обустройства мансарды под кровлей двускатной крыши нужно свободное пространство без стоек, подкосов и прочих элементов стропильного каркаса. Эту возможность предоставляет система висячих стропил.
Для этого затяжку перемещают вверх на высоту потолка будущего жилого помещения. В этом случае нижние концы стропил опираются врубкой на мауэрлат, образуя жёсткий узел. Для устойчивости системы стропила наращивают кобылками, которые становятся основой свесов кровли.
При такой схеме положения затяжки (ригеля) нагрузка почти полностью переходит на стропильные ноги. Приходится увеличивать поперечное сечение наклонных балок, выбирая более мощный профиль стропил. В некоторых случаях приподнятую затяжку разгружают подвеской (бабкой).
В качестве подвески используют металлический профиль (арматуру периодического или гладкого профиля диаметром 10 – 12 мм). Металл лучше древесины работает на растяжение. Используют разрезной ригель из двух частей. Узел соединения подвески с затяжкой представляет собой шарнир.
Мансарды удобней устраивать в двускатных крышах с ломаной кровлей. В разрезе конструкция крыши представляет собой две геометрические фигуры – это треугольник на трапеции.
За счёт острых углов наклона скатов верхнего сектора кровли, добиваются более тупых углов наклона сторон трапеции. В результате получают просторный объём жилого помещения. Верхние стропила опираются на прогоны в местах перелома кровли.
Для большепролётных зданий
Большими домами считают здания с пролётом между несущими ограждениями более 6 метров и наличия внутренних несущих стен. В таких случаях в качестве затяжек используют балки чердачного перекрытия. Они со стропилами образуют фермы.
При пролётах 9 м и более затяжку подвешивают к коньковому прогону подвеской (бабкой) и укрепляют узел соединения подкосами с двух сторон.
При больших пролётах (14 м и более) подобрать затяжку из цельного деревянного профиля невозможно – балку делают разрезной. Соединяют две части из бруса прямым или косым прирубом.
Для большей надёжности место стыковки усиливают накладными перфорированными стальными пластинами на болтах. Ниже на рисунке показаны три варианта висячей стропильной системы в домах с большим пролётом.
В висячих системах точек передачи нагрузок меньше чем в системах с наслонными стропилами. Поэтому висячие конструкции в сечении крупнее.
С наслонными
В двускатных крышах деревянный каркас с наслонными стропилами одной частью опирается на наружные стены, а другой на внутренние стены или колонны. Применяются распорные и безраспорные схемы стропильных систем с узлами врубок.
Распорные системы
Стропилины жёстко фиксируют врубами на мауэрлате. В результате стропильные ноги упираются в стены, как бы выталкивая их наружу. Внешние ограждения, возведённые из кладочных материалов (кирпич, шлакоблок и пр.), «спокойно» выдерживают эти нагрузки.
В деревянных домах распорная схема может разрушить стены. Для ограждений из брёвен и бруса диагональные нагрузки сверху от стропил критичны. Поэтому для зданий такого типа применяют безраспорные схемы наслонной стропильной системы.
Безраспорные и узлы врубок
Суть безраспорной схемы заключена в способе опирания стропил на мауэрлат. Для этого применяют скользящий узел – салазки.
Изгибающее напряжение в наслонной стропильной ноге переходит в вертикальную нагрузку на мауэрлат через узел скольжения. Вынос наклонных балок за пределы стен уравновешивает всю систему, а свобода смещения стропил вдоль своей оси делает её безраспорной.
В безраспорных системах применяют особые узлы врубок в коньковом узле. Верхний конец стропила укладывают на коньковый прогон врубкой отдельно от противоположной стропильной ноги. Это выглядит, как если бы две односкатные кровли сходились в одном месте, не соединяясь друг с другом.
Со схватками
Схватка – это горизонтальная балка, задача которой заключается в стягивании противоположных стропильных ног. Этим добиваются равномерного перераспределения нагрузки по всей длине стропильных ног.
В треугольной классической ферме роль схватки зачастую исполняет балка перекрытия. В зависимости от места положения и вида нагрузки (сжатие или растяжение) схватку называют ригелем или стяжкой.
В висячих системах для организации просторного пространства с целью обустройства мансарды схватки переносят вверх. Они становятся балками перекрытия мансардного помещения и основой для обшивки потолка. Концы стяжек крепят к стропилам гвоздями.
В некоторых случаях середину схватки соединяют с подвеской – вертикальным стержнем из бруса или металлопрофиля, шарнирно соединённым с коньковым ригелем.
В большепролётных домах в системах с наслонными стропильными ногами схватки соединяют со стойками, опирающимися на внутренние стены. Нижние концы стропил с мауэрлатом образуют шарнирно-подвижные узлы (ползуны или салазки).
С подкосами
Особенностью наслонных стропильных систем является установка подстропильных ног – подкосов. Это балки из деревянного профиля такого же сечения, что и стропила. Их крепят вверху к стропильным ногам под углом 45 градусов. Внизу подкосы опирают на лежень (мауэрлат внутренней несущей стены).
Важно выполнить точный спил, чтобы срезанный торец подкоса плотно прилегал к балкам. Подстропильные ноги позволяют существенно разгрузить стропила, что даёт возможность перекрывать стропильным каркасом пролёт между несущими стенами до 14 метров и более.
На верхнем рисунке приведён пример с центральной стеной. Но бывает так, что внутренняя стена смещена относительно середины пролёта. В этом случае подкосы монтируют только тогда, когда стены подвергаются разной осадке. Подстропильные ноги перераспределяют нагрузки и уравновешивают стропильную систему.
В строении с двумя внутренними несущими стенами
В домах с двумя внутренними несущими стенами устанавливают на лежнях подстропильные стойки. В таких системах обходятся без коньковых балок.
В безраспорной схеме распорное усилие гасит затяжка. Её монтируют под прогонами (верхний рисунок). Устойчивость стропильной системы достигается за счёт установки расшивок – косых балок и стоек. Без расшивок лежни соединяют дополнительными схватками (нижний рисунок).
Заключение
Правильно подобранная стропильная система будет гарантией долгой и надёжной службы двускатной крыши. Большое значение имеет правильность выполнения важных узлов кровельной системы. Возводить крышу своими руками следует только при обладании навыков в этом деле или под руководством опытного кровельщика.
