Как запиливать стропила двухскатной крыши?

Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.

Выполнение узла стыкования стропил во время сращивания

В том случае, когда расстояние между стенами здания слишком большое и длины деревянных элементов не хватает, не стоит тратить время и деньги на приобретение новых строительных материалов. Для увеличения длины стропильных элементов можно воспользоваться способом сращивания. Такое решение позволит не только использовать имеющиеся материалы, но и получить конструкцию без увеличения ее толщины. Для увеличения длины стропил используются следующие методы: встык, внахлест, косого прируба, в три доски, с опорой на прогон.

Виды стропильных систем

Различают три основных вида стропильных систем: висячие, наслонные и шпренгельные.

Висячая стропильная система

Висячая стропильная система применяется при наличии в сооружаемом здании одного пролёта. При этом стены чаще всего сделаны из блоков или кирпича. Внизу стропила опираются на мауэрлат, а вверху друг на друга, промежуточных опор нет. Конструкция висячей стропильной системы напрямую зависит от величины пролёта.

  1. Если длина пролёта до 6 м, нагрузка небольшая и элементов совсем немного. Это могут быть стропильные ноги с затяжкой внизу или вверху (приподнятой затяжкой).
  2. При длине пролёта от 6 до 9 метров есть два варианта: затяжка с дополнительным ригелем и подкладкой либо бабка, которая соединена с затяжкой хомутом.
  3. При пролёте от 9 до 14 метров бабка дополняется подкосами.

    Висячие стропильные системы применяются для конструкций, в которых нет промежуточных капитальных стен, и имеют разную конструкцию в зависимости от длины перекрываемого пролёта

В принципе, висячая стропильная система может перекрывать довольно большие пролёты, но при использовании дополнительных элементов повышается нагрузка на стропила, что ограничивают вес кровельного покрытия. Поэтому такой тип стропильной системы в основном используется при перекрытии небольших пролётов длиной до 6,5 м. Большие пролёты чаще всего делают при сооружении производственных помещений: ангаров, складов и т. д. В таких случаях применяют стропильную систему из металла с углом наклона крыши не менее 45о для снижения снеговой нагрузки. При сооружении любой стропильной системы, а особенно висячей с большими пролётами, необходимо проводить просчёты для каждого конкретного случая.

Наслонная стропильная система

Наслонная стропильная система применяется при наличии более двух пролётов. Это наиболее распространённый вариант, он чаще всего применяется в строительстве индивидуального жилья. Особенностью наслонной стропильной системы является наличие промежуточных опор. Вверху стропила опираются на коньковый брус (прогон), внизу на мауэрлат, а промежуточные опоры (стойки из бруса) на лежень. Основой для мауэрлата и лежня служат опорные стены. Промежуточные стены позволяют более рационально распределить нагрузку на стропильную систему. Основная её часть передаётся по вертикали, что снимает необходимость применения горизонтальных затяжек. Наличие дополнительной опоры позволяет применять стропильные ноги длиной от 4,5 до 12–15 м.

Наличие дополнительных опор позволяет отказаться от горизонтальных затяжек, ограничившись верхними ригелями в особенно ответственных случаях

Шпренгельная система

Шпренгельные системы предназначена для пролётов длиной более 16 метров. Кроме основных элементов она включает шпренгели, которые нужны для уменьшения возможности изгиба и для увеличения жёсткости стропильной системы. Фермы со шпренгелем могут изготавливаться как из дерева, так и из металла. Часто такие конструкции применяются при устройстве вальмовых крыш, хотя их используют и при строительстве других типов кровель.

Шпренгельная система обеспечивает надёжность эксплуатации крыш с большим пролётом и сложной конструкцией

Особенности и разновидности стропильных систем

Чтобы сделать взвешенный выбор, необходимо разбираться в особенностях стропильных систем различных типов и знать сильные и слабые стороны каждой конструкции.

Кровельный каркас с висячими стропилами

Поскольку принцип крепления висячих стропил не предполагает дополнительных точек поддержки, такая конструкция используется для строений шириной не более 6 м. Монтаж безопорных ферм предусматривает крепление каждой пары ног к противоположным капитальным стенам, в то время как их верхние части фиксируются непосредственно к коньковому прогону.

Кровельный каркас с висячими стропилами передаёт на стены лишь вертикальные усилия, поэтому имеет более простые узлы крепления к несущим стенам

В процессе эксплуатации на висячие стропила действует сила, стремящаяся раздвинуть конструкцию. Чтобы скомпенсировать распирающее усилие, между стропильными ногами устанавливают ригель из деревянного бруса или металлической профильной трубы. Если чердачное помещение будет использоваться в хозяйственно-бытовых целях, то верхнюю перемычку крепят как можно ближе к коньку, а нижние края пар стропильных ног соединяют затяжками. Подобная схема позволяет увеличить полезную высоту чердака, абсолютно не снижая прочности каркаса. К слову, если нижние перемычки сделать из бруса сечением более 100х100 мм, то их можно будет использовать ещё и в роли несущих балок. Необходимо обеспечить надёжное соединение затяжек и стропильных ног, поскольку на место их крепления также действуют значительные распирающие усилия.

Крыша с наслонными стропилами

Наслонные стропила предполагают установку как минимум одной опоры, поэтому их используют для зданий с внутренними несущими стенами. Максимальная длина единичного пролёта не должна превышать 6,5 м, в противном случае пострадает прочность и жёсткость кровельного каркаса. Чтобы увеличить ширину крыши, стропильную систему укрепляют промежуточными опорами. Даже одна дополнительная стойка позволяет увеличить ширину кровли до 12 м, а две — более чем на 15 м.

Читайте также:  Правильная установка снегозадержателей на крыше

Система с наслонными стропилами является идеальным вариантом, когда требуется соорудить кровлю большой ширины

Устойчивость наслонных ферм можно увеличить за счёт подстропильной рамы с прогонами, стойками и подкосами. Кроме того, эта стропильная система требует гораздо меньших затрат на пиломатериалы. Универсальность, прочность и экономичность давно уже оценили как строительные компании, так и индивидуальные застройщики, чаще всего используя в своих проектах кровельные конструкции с наслонными балками.

Комбинированные варианты

Сегодня крыши загородных домов удивляют изяществом дизайна, причудливостью форм и разнообразием конфигураций. Соорудить столь сложные конструкции можно лишь одним способом — сочетая в одном каркасе стропильные системы обоих типов.

Сочетание наслонных и висячих ферм позволяет получить стропильную систему любой конфигурации

Даже для возведения не самой сложной ломаной кровли используются сразу обе стропильные системы. Расположенные с боков прямоугольные треугольники являются наслонными стропильными конструкциями. А соединяются они за счёт верхней стяжки, которая одновременно играет роль затяжки для верхних висячих стропил.

Сращивание стропил: какие способы используются в коньке

В общей сложности таких способов насчитывается всего лишь три:

Внахлест

Отличительной чертой этого способа является соединение стропил их боковыми плоскостями с последующим стягиванием с использованием шпилек или болтов. Эта технология является наиболее популярной при строительстве крыш.

В деревянном доме опорой может явиться верхнее бревно, в блочном же по блокам придется уложить мауэрлат.

Наиболее популярным приемом объединения стропил является их сращивание в полдерева:

Зачастую стропила при их соединении внахлест скрепляются гвоздями.

Встык

Для этого потребуется:

  • край стропила срезать на угол так, чтобы угол равнялся уклону крыши;
  • сформировать упор стропила;
  • использовать крепежный элемент.

Применение шаблона может облегчить задачу и обеспечит плотное прилегание полотен.

Для взаимного скрепления стропил можно использовать гвозди, которые лучше всего дополнить накладкой из дерева или металлической пластиной, устанавливаемой в коньке.

Стык может быть частичным:

Подгонка стропил в такой конструкции выполнена с такой точностью, что нагрузка между ними располагается равномерно. В соединении нужно использовать как гвозди, так и насадки. Для этого прибейте доску 30мм с двух сторон узла.

На брус

Стропила в данном случае крепятся прямо на брусе конька. Достоинство способа заключается в возможности обеспечения центральной подпорки для бруса, тогда как стропила можно укреплять поочередно, когда появится удобный момент. Этот способ удобен, когда время на изготовление шаблона отсутствует.

Соединение с помощью конькового бруса рекомендуется, если ширина крыши превышает 4,5м. Высокая надежность конструкции обеспечивается установкой дополнительных опор, что (обратите внимание!) значительно снижает функциональность чердака.

Другой вариант:

Такое сращивание стропил является комбинированным, поскольку в нем используется стыковый метод.

Выполнение монтажных работ

Перед тем как начать монтаж системы стропил необходимо подготовить весь инвентарь. Это позволит выполнять работы без перерывов на поиски недостающего инструмента и провести работу в самые короткие сроки.

  • молоток и гвоздодер;
  • шуруповерт, дрель электрическую;
  • гвозди, шурупы, саморезы;
  • отвес, рулетка, уровень;
  • ножовка

Несмотря на то, что существуют разные виды устройства стропил для достижения максимально качественного результат стоит их скомбинировать между собой. Для устройства крыши необходимо использовать только высококачественный материал. Древесина должна быть хорошо высушенной и не иметь никаких дефектов. Перед тем как начать их монтаж их рекомендуется обработать антисептиком. Стандартный размер стропил, которые используются сегодня, составляет 50 х 50 х 6000 мм. Устройство элементов должно проводиться попарно, с обеих сторон одновременно. Разметку элементов и подгонку под нужный размер нужно проводить на земле.

Схема крепления стропил двухскатной крыши

Чтобы опоры были максимально устойчивы в них необходимо выполнить врезки, которые выполнены по размеру мауэрлата. Если монтаж осуществляется внахлест нужно контролировать места стыков, никаких выступов не должно быть.

Для того чтобы выполнить все врезки одинаковыми и при этом потратить на работу намного меньше времени стоит выполнить шаблон. Для его устройства нужно использовать лист фанеры или плотный картон. Врезки должны быть строго перпендикулярными, поскольку на них оказывает действия нагрузка сверху. Неправильно выполнение распилы могут ухудшить прочность конструкции.

После того как устройство боковых стропил осуществлено необходимо натянуть между ними шнур. По нему будет осуществляться регулировка высоты стропильных ног. Если есть небольшая погрешность в высоте, ее можно устранить с помощью деревянной подкладки. Устранение, таким образом, больших недочетов проводиться не должно, это может повлечь за собой нарушение прочности всей системы.

Увеличить прочность деревянных ферм можно с помощью подкосов. Они располагаются от нижней части стропилины до средины противоположной. Брус для подкоса должен быть размером не более 50 мм. Именно такое устройство усиливает всю конструкцию и повышает ее прочность во время сильного ветра или больших снеговых нагрузок.

Если был выполнен монтаж больших пролетов их необходимо также усилить используя подкосы. С их помощью нагрузка будет равномерно передаваться на несущие стены

Важно чтобы подкосы были расположены под углом 45 градусов. Для соединения лежня, опорной стойки и подкосов нужно проводить с помощью специальных соединительных элементов — нагелей

Можно также дополнительно провести устройство диагональных связей. Они располагаются между стропил. Благодаря им крыша будет намного прочнее и выдержит любой кровельный материал — металлочерепицу, профнастил и прочее. Такие связи соединяют две стропилины между собой один конец балки крепиться к нижней части стропил, а второй к средине соседней.

Особое внимание стоит уделить коньковому узлу

Его важно закрепить дополнительно с помощью специальных болтов и саморезов, также могут быть использованы металлические пластины

Читайте также:  Как рассчитать оптимальный угол наклона крыши?

Монтаж обрешетки

Устройство обрешетки будет зависеть, какие виды кровельных материалов будут использованы. Можно использовать металлочерепицу или профнастил. Именно они пользуются сегодня огромной популярностью среди застройщиков. Профнастил выгодно выделяется среди других вариантов доступной ценной и отличными техническими показателями.

Для покрытия двухскатной крыши необходимо выполнить монтаж обрешетки. Профнастил — это листовой материал, имеет не слишком большую толщину поэтому обрешетка должна быть качественной. Для обрешетки крыши можно использовать доску как обрезного так и не обрезного вида. Предварительно доску рекомендуется обработать специальным антисептиком, чтобы продлить срок службы древесины.

Монтаж доски к стропильной системе крыши осуществляется с помощью саморезов подходящей длины. Устройство обрешетки под профнастил может быть выполнен, однослойным или двухслойным методом. Перед тем как положить профнастил необходимо также выполнить качественную гидро- и пароизоляцию. Такая изоляция проводиться, если нужно уложить и металлочерепицу.

Мебель, перила

Инструкция по сращиванию брусков при самостоятельном изготовлении мебели или ограждений внутри дома заметно отличается от рекомендаций, актуальных для стропил или балок. В этом случае на первое место выходит эстетика.

Как своими руками выполнить соединение, которое будет не только прочным, но и красивым?Сама методика нами уже изучена: на торцах деталей фрезерованием формируются шипы, после чего они склеиваются встык.

Напомним: прессование обязательно и должно занимать не менее 5-6 секунд. Затем деталь фиксируется в неподвижном положении на время просушки клея.

Фреза для выборки шипов. Цена изделия — от 200 до 800 рублей в зависимости от размера.

Однако результат сильно зависит от ряда тонкостей.

  1. Брусок подбирается по цвету и текстуре;
  2. Порода древесины должна быть одинаковой. Влажность может различаться в пределах трех процентов;
  3. Дефекты на сращиваемых элементах должны размещаться с одной стороны — тыльной;
  4. Между нарезкой шипов и склеиванием должно пройти не более суток. В противном случае неравномерная сушка древесины скажется на точности подгонки шипов и на качестве клеевого шва;
  5. Выдавившиеся при прессовании излишки клея удаляются немедленно. После его высыхания очистить деталь будет намного труднее.

Крепление стропил к мауэрлату двускатной крыши

Лучше понять все нюансы поможет «живой» пример монтажа стропильной системы двускатной крыши. Это самая распространенная конструкция в частном строительстве.

Дом из кирпича с внутренней несущей стеной. Рационально применить наслонную схему с опиранием стропил на мауэрлат и коньковый прогон.

Для стропильных ног используются доски 50х150 мм. По периметру дома укладывается мауэрлат сечением 200х200 мм, по внутренней стене — лежень 150х150 мм.

Мауэрлат по длине соединяется косой врубкой, в углах стыкуется «в полдерева». Крепится к армопоясу на шпильки с гайками.

В зданиях с кирпичными стенами, в отличие от деревянных домов, мауэрлат соединяется со стропилами жестко. Используется врубка — в нижней части вырезается паз по конфигурации опорного бруса. Дополнительно детали фиксируются металлическим крепежом.

Как сделать запил

Вырезание паза — наиболее ответственный момент при подготовке стропил к монтажу. Применяются разные способы:

  • Целая доска одним концом выравнивается по мауэрлату, вторым по коньковому прогону. По фактическим замерам делается разметка и запил. Следующие стропила обрезаются по первой заготовке.
  • Угол уклона ската рассчитывается по тригонометрическим формулам и запиливается помощью торцовочной пилы с угломером. Этот метод чаще всего используется в заводских условиях, когда нужно подготовить много стропил.
  • Можно отмечать углы угольником с встроенным транспортиром. Он стоит недорого, а пользоваться им просто. Профессиональные строители используют угольник Свенсона (Swanson Speed Square). Это приспособление позволяет быстро измерять и размечать углы в пространственных конструкциях — крышах или лестницах.
  • Наиболее простой и быстрый вариант — вырезать шаблон. Даже если у вас есть только рулетка и карандаш, вы легко сможете изготовить его из обрезков доски или листового жесткого материала — ДВП, ОСП, ДСП. Используются тригонометрические расчеты или транспортиры, с помощью которых вычерчивается контур паза с нужными характеристиками. После вырезания дисковой пилой шаблон готов.

Для монтажа двускатной крыши потребуется 2 шаблона — для опорного и конькового узла. Для удобства на нижний край лекала набивается брусок, который будет служить упором при разметке.

Подготовка стропил и монтаж

В двускатных кровлях стропильные ноги могут опираться не только на конек и мауэрлат, но и промежуточные стойки. Чтобы избежать погрешностей при измерениях, за основу нужно взять самую верхнюю точку и контролировать расстояний только от нее.

Этот шаблон нужен для изготовления стропил

Подготовка начинается с торцевания конькового торца с помощью дисковой пилы. Угольник Свенсона или шаблон выставляется с нужным углом и производится запил.

Если предусмотрена врубка для крепления к коньковому прогону, в верхней части стропил по разметке выбирается посадочное место.

От точки сочленения стропил на коньке (по оси прогона) отмеряется расчетная длина до мауэрлата. С помощью шаблона или треугольника Свенсона размечается посадочное гнездо и аккуратно выпиливается дисковой или цепной пилой. Для удобства выставляется глубина пиления, равная толщине доски плюс 1 мм.

Рекомендуется не допиливать линии разметки до конца, чтобы потом их можно было доработать ножовкой. Это позволит не уменьшать рабочую высоту сечения, если пила слишком глубоко зайдет в доску.

Глубина «седла» не должна превышать одной трети от ширины стропила

Карнизный свес отпиливается уже по смонтированным стропилам по шнурке. Остается примерить стропильную ногу по месту, подогнать посадочные пазы до плотного примыкания и закрепить соединения металлическими уголками.

Запилы нужно делать очень аккуратно, чтобы обеспечить максимальное прилегание. Допускаются зазоры не более 2-3 мм. В кривые неплотные стыки запрещено подкладывать деревянные клинья. Со временем они усыхают и выпадают, а крепление становится неустойчивым.

Читайте также:  Как качественно и надежно сделать мансардную крышу своими силами?

Установка стропил

Монтаж стропил

Первым этапом при монтаже стропильной системы для любого вида крыши, является укладка и крепеж мауэрлата. Под него обязательно укладывается гидроизоляция в виде рубероида. Этот брус требует просверливания отверстий по длине, в которые вставляются замурованные в кладку шпильки и закручиваются гайкой.

Стропила собраны на земле

Создав основу для каркаса, изготавливают шаблон, по которому на земле собираются все стропильные ноги для висячей системы. Чтобы создать образец берут две тонкие доски равные по длине стропилу и скрепляют на концах гвоздем. Эта заготовка устанавливается на ширину прогона, а получившийся угол фиксируется отрезками доски.

Для разметки монтажных запилов в верхней и нижней части стропил используется второй шаблон. Его основой служит фанера. Собирая ноги, нужно строго следовать шаблону, чтобы не пришлось переделывать конструкцию. Верхняя часть стропил соединяется деревянной или металлической пластиной.

Если собранные стропильные фермы имеют значительный вес, придется пользоваться техникой или приспособлениями для подъема.

Первая пара стропил устанавливается на противоположных фронтонах. Она фиксируется временными подкосами и выставляется по уровню. Между ногами протягивается шнур, как ориентир для установки остальных стропильных ферм. Конструкция соединяется ригелями, подкосами и опорами.

При небольшом пролете стропила не скрепляются коньковым прогоном. Крыша с шириной более пяти метров требует усиления конструкции коньковой балкой. Этот брус крепится как под стропилами, так и над ними. Соединение происходит с запилом и пластинами. При большой длине стропил устанавливаются опорные стойки, предохраняющие от провисания.

Крепление обрешетки

Завершением работы по установке стропильной системы станет крепление обрешетки.

Чтобы знать, как правильно выполнить стропильную конструкцию, можно посмотреть видео, рассказывающее об этапах работы.

Соединение стропил с балками и мауэрлатом

После фиксации верхней и нижней части стропил их следует закрепить к балкам. Понятно, что можно соединить стропила с балкой просто гвоздями. Но это не является лучшим решением. Такое крепление не будет максимально надежным. Для предотвращения скольжения всех элементов фиксация стропильной конструкции к балкам происходит путем использования соединений “шип” и “зуб”.

При наличии крутого ската крыши (более 35º) применяется технология врубки с помощью одного зуба. В нижней части стропила делается зуб с шипом. Гнезда, создаваемые в балке, должны иметь глубину на уровне 30% от толщины балки. Устройство стропильных соединений осуществляется на расстоянии 0,3-0,4 м от крайней части балки. Это предотвращает появление сколов балок, возникающих в результате большой нагрузки от давления ног.

При обустройстве крыши с наклоном до 35º установка стропил производится путем расширения площади сопряжения основных элементов конструкции. Обычно стропильную ногу перекрывают балкой. С этой целью в стропильной ноге вырезаются отверстия под два зуба:

  • шип с упором;
  • еще один упор.

Глубина врубки при фиксации стропил к балке составляет в пределах 30% толщины балки.

Более качественные соединения можно получить, если воспользоваться болтами или хомутами. Такая технология предполагает применение проволочных петель, с помощью которых производится фиксация узла к анкерным болтам, находящимся в стене строения.

Опирание на мауэрлат является наиболее распространенным вариантом фиксации нижней части стропил. В стропильной ноге делается вырез такого размера, чтобы ее без проблем можно было надеть на мауэрлат. В ином случае при эксплуатации крыши может произойти смещение бруска.

В некоторых случаях мауэрлат должен быть “оснащен” обратной выемкой. Это зависит от породы дерева, из которой изготовлен брус. Если для его производства применялась древесина из лиственных пород, то делается прорезь, которая в комбинации с выемкой стропил создаст замочный элемент. При изготовлении бруса из хвойного дерева вырез не потребуется, так как он приведет к ослаблению конструкции.

Наиболее приемлемым вариантом для мауэрлата является жесткое сопряжение стропильной системы.

Эта технология может быть выполнена одним из двух способов:

  • с помощью подшивных брусков и уголков, сделанных из металла;
  • путем устройства седел на стропилах.

Первый вариант заключается в том, что для размещения стропил на мауэрлат используется опорный брус. Производится жесткое опирание стропильной ноги. Надежная фиксация конструкции осуществляется металлическими уголками. Это предотвращает поперечное смещение конструкции.

Более популярным является второй вариант. Для крепежа используются гвозди, которые направляются друг к другу и забиваются под углом. Два забитых гвоздя скрещиваются. После чего вбивается еще один гвоздь. Третий гвоздь должен располагаться в вертикальном положении. Сделанный узел крепления будет характеризоваться максимальной жесткостью, если осуществить дополнительное крепление с помощью проволоки-катанки.

Устройство крыши: знакомимся с главными элементами

Конструктивно двускатная кровля представлена жестким деревянным каркасом, который в основном изготавливают из хвойных пиломатериалов определенного сечения. Конкретный размер элементов каркаса и шаг крепления рассчитывают исходя из габаритов дома и нагрузки, приходящейся на кровлю.

Устройство крыши: знакомимся с главными элементами
Устройство крыши: знакомимся с главными элементами

К основным составляющим двускатной крыши относятся:

Устройство крыши: знакомимся с главными элементами
Устройство крыши: знакомимся с главными элементами
  1. Стропила – длинные боковые ребра каркаса, основа для крепления обрешетки. Важное значение имеют следующие параметры балок: длина, поперечное сечение, частота шага установки.
  2. Затяжка – нижняя обвязка торцов стропильных ног, обеспечивающая достаточную прочность и жесткость каркаса. Часто этот элемент выполняет несколько функций:
    • надежно фиксирует нижние концы стропил к балкам;
    • выступает в качестве балок для пола мансардных помещений;
    • служит основой для потолка нижнего этажа дома.
  3. Стойка – вертикальный опорный брус, на который опирается верхнее соединение стропил (прогон). Наличие данного элемента, с одной стороны, снижает нагрузку на стропильную ферму, с другой – разделяет подкровельное пространство.
Устройство крыши: знакомимся с главными элементами
Устройство крыши: знакомимся с главными элементами

Элементы наслонных стропил: а — для односкатных крыш; б, в — для двускатных; 1 — стропило; 2 — обрешетка; 3 — мауэрлат; 4 — кобылка; 5 – стойки; 6 – подкос; 7 – прогон.