Двускатная крыша: стропильная система под металлочерепицуКонструкция двускатной крыши для частных домов выбирается чаще всего, так как она является оптимальным вариантом по простоте монтажа и удобству эксплуатации, по прочности и надежности, а также по стилевому решению. Двускатная кровля по-другому называется щипцовой и имеет два ската, которые могут быть расположены по отношению друг к другу под одинаковым или разным углом, то есть фронтом может представлять собой равнобедренный или разносторонний треугольник. Последний вариант все чаще можно встретить среди новостроек, так как он становится модным стилевым решением. И, кроме оригинальности, такая крыша обладает некоторыми положительными особенностями, которые упрощают ее эксплуатацию. Двускатная крыша: стропильная система под металлочерепицу Подобный тип стропильной системы может использоваться под все типы кровельных материалов, но обрешетка, закрепляемая на стропила, для каждого из покрытий имеет свои параметры. Двускатная крыша: стропильная система под металлочерепицу которой имеет свои особенности, должна быть тщательно изучена и рассчитана еще загодя, перед покупкой материалов и проведением ее монтажа. Попробуем разобраться в этих вопросах. Разновидности конструкций двускатных крышСодержание статьи
Для начала необходимо разобраться, какие конструкции двускатных крыш бывают, так как придется выбирать наиболее подходящую для конкретного строения.
Простейший вариант двускатной крыши – симметричные скаты Этот вариант двускатной конструкции можно назвать традиционным и самым применяемым, так как он прост в монтаже и обслуживании, а также отличается долговечностью и надежностью. Симметрия в этой системе помогает достичь равномерности нагрузки на мауэрлат и несущие стены. При правильном выборе сечения бруса для обустройства стропильной системы и мауэрлата, эти детали обеспечат необходимый для длительной эксплуатации крыши запас прочности. Дополнительной надежности конструкции придадут правильно установленные стойки, подкосы и затяжки. Недостатком этой системы для обустройства внутри чердачного пространства помещений является то, что после установки стен и потолка большую площадь занимают глухие зоны в угловых областях конструкции, которые остаются незадействованными.
Очень интересно смотрятся дома с асимметричной двускатной крышей Асимметричная двускатная конструкция отличается от традиционной системы тем, что ее скаты располагаются под разным углом. Так, один из них обычно составляет больше 45 градусов, что позволяет увеличить полезную площадь чердачного пространства, в котором вполне можно обустроить жилое помещение, естественно, при должном утеплении. Еще одним важным достоинством подобной конструкции может стать меньший по площади скат, который рекомендовано спланировать с подветренной стороны строения, где на крыше всегда собирается большое количество снега. Небольшой же по размеру, но с большой крутизной скат не будет задерживать на своей поверхности больших сугробов. К недостатку асимметричной конструкции можно отнести более сложный ее расчет для достижения равномерного распределения нагрузки на стены дома.
Один скат «изломан» чтобы перекрыть пристройку сбоку дома Эту двускатную стропильную систему можно назвать редкостью, хотя благодаря такому расположению скатов в чердачном пространстве формируется достаточно большая комната, которая может быть использована под жилое или хозяйственное помещение. Кроме такой стропильной системы к ломаной двускатной конструкции можно отнести и мансардный вариант установки стропил. Оба ската «изломаны» — явный выигрыш в полезной площади чердачного помещения Мансардная ломаная стропильная система способна обеспечить для строения полноценный второй этаж с просторными комнатами, а при усиленном утеплении они могут использоваться в любое время года. Основные составляющие двускатной стропильной системыТеперь рассмотрим основные конструктивные элементы стропильной системы двускатной крыши На схеме хорошо подчёркнуты основные элементы двускатной крыши
Мауэрлат укладывается на стены для равномерного распределения нагрузки по ним Брус для мауэрлата должен быть изготовлен из древесины, стойкой к влаге и повреждениям вредными насекомыми, а также имеющей определенную прочность. Это может быть лиственница (оптимально) или сосна — они считаются самыми популярными породами для возведения стропильной системы. Сечение бруса может составлять 120?120,150?150 мм и более – этот размер варьироваться в зависимости от размеров конструкции крыши и толщины стен. Стропильные ноги – основный несущие детали всей системы
Кобылки служат для удлинения стропил при формировании карнизного свеса
Соединение стропильных ног и прогона в коньковой области
Несколько приемов крепления стропильных ног на коньке а) стропильные доски скрепляются между собой с помощью деревянных или металлических накладок, которые вырезаются по форме конькового угла и закрепляются с двух сторон соединенных стропил; б) стропила фиксируются на коньковой доске, устанавливаемой на ребро; в) в этом случае стропила закрепляются на коньковой доске и дополнительно фиксируются с двух сторон деревянными или металлическими накладками. Еще несколько способов соединения стропильных ног и конькового прогона На этом рисунке показано соединение двух стропил, установленных внахлест и скрепленных между собой с помощью саморезов или болтов. Другой вариант – это соединение стропил на коньковом прогоне под углом с дальнейшим усилением стыка с двух сторон накладками из дерева или металла. Составной коньковый прогон из двух параллельных досок
Прогон, защемленный между накладками. Прогон устанавливается на стойки, закрепленные на лежень, который расположен в нижней части системы и проходящий параллельно коньку. Кроме этого, он может быть зафиксирован между двумя накладками, скрепляющими стропила в верхней части. В мансардной, а иногда и в простой двускатной системе устанавливаются боковые прогоны, которые служат для формирования двухъярусного расположения стропил в мансарде или для придания жесткости скатам в простой конструкции. На крышах большой площади стропильная система усиливается вертикальными стойками
— в средней части стропильной системы — в этом случае верхний край стоек подпирает конек крыши; — под стропилами, по боковым краям чердака. Стойки делают конструкцию более жесткой и надежной, а также способствуют снятию нагрузки со стен строения. Эти детали системы могут также стать элементом каркаса для перегородки чердака или для крепления обрешетки под обшивку стен мансардного помещения. Затяжки делают конструкцию стропильных пар более надежной
Этот элемент способствует снятию части нагрузки, которую дает крыша на стены постройки. Особенно он необходим в висячей стропильной системе, которая будет рассмотрена ниже. При длинных стропильных ногах ил следует усилить снизу подкосами.
Лежень располагается снизу параллельно коньку и служит опорой для стоек или подкосов
Обрешетка – основа для крепления кровельного материала
Размерная схема обрешетки для металлочерепицы (параметры приведены в таблице ниже) Шаг поперечной волны металлочерепицы, мм Шаг обрешетки «a», мм Шаг обрешетки «b», мм 300 230 300 350 280 350 400 330 400 Виды стропильных систем двускатной крышиДвускатная стропильная система бывает с висячими и наслонными стропилами. Как одна, так и другая схемы могут быть применены для обустройства кровли из металлочерепицы. Чтобы знать, чем они отличаются друг от друга, и из каких элементов состоят, стоит рассмотреть каждую из них. Здесь нужно отметить, что в ниже представленных схемах указаны только лишь основные элементы стропильных систем, но при необходимости они могут быть усилены дополнительными деталями, о которых речь шла выше. Наслонная стропильная системаДвускатная стропильная система наслонного типа опирается на внутреннюю стену здания Наслонная стропильная система состоит из следующих основных элементов: 1 – Несущие стены. 2 – Мауэрлат. 3 – Стойка, установленная на лежень. 4 – Стропило. 5 – Обрешетка. Наслонная система отличается от висячей тем, что устанавливается на строение, имеющее внутренние капитальные перегородки. Капитальные внутренние стены используются для закрепления на них лежня, на который устанавливаются стойки, подпирающие коньковый прогон, с которым скрепляются верхние концы стропильных ног. Затем на стропила фиксируются доски обрешетки. Эта конструкция более популярна, чем висячая, так как надежна и проста в монтаже. Висячая стропильная системаВисячие стропила опираются только на боковые стены здания и соединяются на коньке Схема висячей стропильной системы выглядит так, как показано на иллюстрации, и включает следующие основные элементы: 1 – Несущие стены. 2 – Мауэрлат. 3 – Стропило. 4 – Обрешетка. 5 – Затяжка (ригель). Висячая система стропил монтируется на две внешние несущие стены, на которые предварительно закрепляется мауэрлат. Этот вариант крыши может быть применен только в том случае, если расстояние между несущими стенами составляет не более 7000 мм, так как кроме них дополнительная опора для стропильной конструкции кровли отсутствует. Такую систему обычно оснащают затяжками, подкрепленными откосами – эти элементы снимут часть нагрузки со стен строения. Кроме наслонных и висячих систем, существуют комбинированные варианты, которые включают в себя отдельные элементы той и другой конструкции. Когда стропильная системы будет выбрана, рекомендовано перед покупкой материалов, составить подробный чертеж крыши с проставленными размерами — так будет легче вычислить количество всего необходимого и сумму на их приобретение. Кроме этого, такая схема значительно поможет произвести монтажные работы. Но для того, чтобы составить чертеж, придется провести некоторые расчеты. Как рассчитать параметры двускатной стропильной системыПравильно рассчитать параметры элементов для монтажных работ – очень важно. Для этого сначала рекомендовано составить список всего необходимого и произвести расчет пошагово. Все расчеты следует производить с запасом в 10-15%, не допуская излишней экономии, которая будет в ущерб качеству и прочности конструкции. Если эту часть работы решено выполнить самостоятельно, нужно обязательно сверяться с техническими документами, разработанными специалистами, например, размещенными в СНиП. Основными направлениями расчета будут три взаимосвязанные величины — крутизна ската, высота конька над перекрытием и длина стропильных ног. Далее, имея линейные параметры, необходимо будет определиться с сечением материала для стропил. А вот оно уже, в свою очередь, зависит и от выпадающих на стропильную систему нагрузок. Нагрузки на стропильную системуНагрузки на стропильную систему разделяют на три категории:
— снеговая и ветровая нагрузка; — вес людей при ремонтных работах; — климатические температурные воздействия; — возможные нагрузки от наледи. Эти внешние нагрузки лежат в большой зависимости от особенностей региона постройки. Кроме того, их величина напрямую зависит и от крутизны скатов. Так, например, на пологих скатах решающую роль будет играть снеговая нагрузка. С ростом крутизны кровли влияние снегового давления уменьшается, но зато растет зависимость от ветрового воздействия. На скатах крутизной свыше 60 градусов снеговая нагрузка и вовсе списывается со счетов, но зато парусность крыши возрастает в разы, и ветер становится доминирующим внешним воздействием. При расчетах явно была недооценена снеговая нагрузка на крышу Данные для расчетов можно найти в СНиП 2.01.07- 85*«Нагрузки и воздействия» в разделах «Снеговые нагрузки» и «Ветровые нагрузки». При этом учитывать необходимо не только регион расположения дома, но и место его строительства — низина или возвышенность, отдельно стоящее строение или окруженное другими зданиями. Удобный алгоритм расчета нагрузок будет приведен чуть ниже.
Если крыша будет устанавливаться на старое здание, необходимо рассчитать несущую способность фундамента и стен, так как новая крыша может иметь больший вес, чем старая. Подобные расчеты могут профессионально осуществить только специалисты, но произвести такие вычисления необходимо в обязательном порядке, иначе придется не только менять крышу, но и производить ремонт всего строения. Специалистам при этом необходимо будет предоставить проект крыши, в котором будут указаны все ее параметры. Угол наклона скатов стропильной системы и высота конькаУгол расположения скатов крыши определяется выбором кровельного материала, так как каждый из них требует персонального расчета. Часто сам производитель конкретной марки покрытия дает необходимые рекомендации, но если говорить об общих требованиях, например, для нашего случая — металлочерепицы, то для нее угол уклона должен составлять не менее 20 градусов. Зависимость размеров чердачного помещения от углов ската Увеличение угла уклона значительно расширит чердачное пространство, но для возведения такой крыши потребуется больше строительных материалов и, конечно же, значительно возрастет стоимость постройки. Итак, любую двускатную стропильную систему, неважно, симметричную или нет, можно представить в виде треугольника. Чертеж, который поможет нам при расчетах Его вершины: — точка «а» – это внешняя точка пересечения стропила с мауэрлатом. К этой вершине прилегает угол «А», определяющий крутизну ската кровли. — точка « b» — вершина конька. — точка «с» — пересечение отвесной линии от конька с перекрытием илди просто верхним уровнем стены. Известная исходная величина – « D» длина основания треугольника. Для симметричной крыши – это половина пролета. Для асимметричных вариантов – может быть и иной, это несложно определить. «Н» — высота конька над основанием (перекрытием); « L» – длина стропильной ноги, которая при желании может быть увеличена на величину «m» для формирования карнизного свеса. По известным тригонометрическим соотношениям: Н = D ? tgA Таким образом, можно или от заданного значения угла А определить высоту конька, или же, наоборот, заранее планируя определенную высоту чердачного помещения, определиться с крутизной ската. Все это позволяет легко сделать размещенный ниже калькулятор. Меняя значение угла «А» можно прийти к оптимальному значению высоты «Н». Калькулятор расчета высоты конькаУкажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать высоту конька Н" Базовая длина D (горизонтальная проекция ската) Планируемый угол уклона кровли A ( для металлочерепицы минимум 20 градусов) Длина стропильных ногЧтобы рассчитать длину стропильных ног для конкретной системы крыши, легче всего воспользоваться теоремой Пифагора. Две стороны прямоугольного треугольника (катеты « D» и « H») уже известны, и осталось найти только гипотенузу « L», то есть, собственно, длину стропила. L = v (D ?+ Н?) Можно сразу, при желании, прибавить «довесок» «m» для создания карнизного свеса. Все это позволяет быстро и точно расчитать размещенный ниже калькулятор. Калькулятор расчета длины стропильной ногиВведите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину стропила" Высота конька Н (метров) Длина основания D (метров) Условия расчета: с учетом карнизных свесов без учета карнизных свесов Требуемая ширина карнизного свеса (метров) Здесь необходимо сделать уточнение. Как правило, самая большая длина стандартного бруса — 6000 мм, поэтому для карнизного свеса, возможно, придется его удлинять до нужного размера «кобылкой». Пример сращивания бруса Если наращивается только свес, то стропило и «кобылка» могут сращиваться разными способами — скруткой через две накладки, установленные с двух сторон стыка, диагональным, зубчатым, ступенчатым и другими способами соединений. Нужно знать, что, чем больше присоединяемый отрезок, тем больший нахлест должен быть предусмотрен. Кобылки для формирования карнизного свеса Расчет шага и сечения стропилТеперь, когда стало понятно, как рассчитать длину стропильной ноги, следует разобраться, какое сечение должны иметь стропила, а также на каком расстоянии друг от друга их устанавливать. Стропила устанавливаются с определённым шагом, и чем он меньше, тем ниже распределенная нагрузка Здесь придется провести расчеты нагрузки на всю стропильную систему, на квадратный метр площади, а от нее – распределенной, приходящейся на погонный метр стропильной ноги. Распределенная нагрузка будет тем ниже, чем чаще установлены стропила. Значит, «поиграв» с полученными значениями и шагом установки стропил можно найти оптимальный вариант, обеспечивающий приемлемую нагрузку (она во всяком случае не должна превышать 175 кг на погонный метр). Это значение позволит войти в таблицу, чтобы уже определиться по ней с требуемым сечением стропильных ног Для расчета распределённой нагрузки ниже размещен удобный калькулятор. Он учтет и вест стропильной системы с кровельным покрытием, и внешнюю (ветровую и снеговую) нагрузку. И угол ската крыши. Калькулятор расчета распределённой нагрузки на стропильную ногуПервым шагом по приложенным картам-схемам необходимо определить зоны своего региона по уровню снеговой и ветровой нагрузки. Зонирование территории России по уровню снеговой нагрузки Зонирование территории России по степени ветрового давления Далее, придется оценить степень закрытости участка строительства. При этом принимают во внимание, что искусственные или естественные препятствия для ветра должны находиться не далее, чем в радиусе, равном 30?h, где h – это высота дома по коньку. Например, для пятиметрового дома принимается во внимание круг радиусом 150 метров. Шаг установки стропил – величина в данном случае переменная, и изменяя ее можно добиться оптимального распределения нагрузки. Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку "Рассчитать распределенную нагрузку на стропила" Укажите угол ската кровли Укажите выбранный тип кровельного покрытия Асбесто-цементный шифер обычного профиля Асбесто-цементный шифер усиленного профиля Целлюлозно-битумные листы («Еврошифер», «ондулин») Кровельное железо (оцинкованная сталь) Мягкая черепица Металлочерепица, профнастил Керамическая черепица Черепица на цементной основе Полимер-песчаная черепица Мягкая кровля - рубероид на битумной мастике в два слоя Определите по карте-схеме и укажите зону своего региона по уровню снеговой нагрузки I II III IV V VI VII Определите по карте и укажите зону своего региона по уровню ветрового давления Ia I II III IV V VI VII Укажите зону расположения здания Зона «А» - Открытая местность (степь, пустыня), незащищённые от ветров побережья крупных природных водоемов. Зона «Б» - Пересеченные, лесистые участки местности с естественными преградами для ветра или с искусственными насаждениями, высотой до 10 метров, территории поселков и небольших городов. Зона «В» - Плотная городская застройка, с высотой искусственных преград для ветра высотой 25 метров и более. Укажите высоту конька крыши над землей - не более 5 метров - от 5 до 10 метров - от 11 до 20 метров - более 20 метров Ниже будет предложено ввести предполагаемый шаг установки стропил. Изменяя этот показатель, можно добиться оптимального значения распределенной нагрузки на стропильные ноги Шаг установки стропил, метров С полученным значением заходим в таблицу. Как ей пользоваться – наглядно показано стрелками. Таблица сечений пиломатериалов для стропил и принцип пользования ею На примере показано, что для нагрузки 75 кг/пог.м и длине стропил 5 м подходят пиломатериалы сечением, указанным в этой строке слева. Параметры других пиломатериаловНекоторые деревянные элементы конструкции рассчитываются в соответствии с толщиной стропильных ног, например коньковый прогон, так как стропила должны быть на нем надежно закреплены. Остальные детали обычно изготавливаются из следующих брусков и досок:
Последовательность монтажа стропильной системы под металлочерепицу и настила кровлиЕсли стропильная система будет устанавливаться на только что возведенный дом, а на балках перекрытия еще не настелен пол, то перед началом работ, для удобства и безопасности их выполнения необходимо устроить временный настил из досок. Последовательность монтажа стропильной системы под металлочерепицу может несколько разниться, но всегда состоит из следующих основных этапов. Иллюстрация Краткое описание выполняемой операции Первым шагом на стену строения настилается гидроизоляционный материал. Подытоживая публикацию, можно резюмировать, что возведение стропильной системы – очень непростой процесс, как в расчетах, так и в практическом монтаже. Поэтому при малейших сомнениях в собственных возможностях его лучше доверить специалистам с большим опытом в данной работе. Только в этом случае крыша будет прочной и надежной. В завершение – интересный видеосюжет про монтаж двускатной стропильной системы именно под металлочерепицу. Видео: возведение двускатной стропильной конструкции под металлочерепичную кровлю
|