Стропильная система двускатной крыши — расчет, конструкция, устройство

Для постройки дома необходимо использовать целый ряд специальных конструкций. Предлагаем рассмотреть, что такое наслонная стропильная система крыши, как она создается для двухскатной и односкатной кровли, а также чертежи и монтаж.

Содержание:

Общие понятия про стропильную систему

Стропильная система – это структура, которая состоит из пяти или более треугольных блоков, либо квадрато-образной формы, построенных с прямыми балками, концы которых соединены на стыках (называемыми узлами). На стропила из бревенчатого материала действуют только прямые внешние силы – притяжения и давления, при такой конструкции силы скручивания очень малы, что благотворно влияет на долговечность конструкции.

Бывают разные варианты, в зависимости от типа здания Вы можете подобрать любой подходящий. Крыша для дома, беседки, гаража, и прочих построек не обойдется без стропил.

Виды стропильных систем

Существует следующие разновидности кровель:

  1. Плоская;
  2. Пространственная (треугольная);
  3. Мансардная или двухскатная;
  4. Ассиметричная (нестандартная). Сюда относится ломаная, полукруглая модель и прочие нетрадиционные кровли.
Стропильные системы
Фото — Стропильные системы

Плоская система – это конструкция, где все балки и узлы лежат в двумерной плоскости, в то время как пространство стропил имеет определенные ответвления, которые находятся в трехмерном положении относительно основания дома и кровли. Верхние балки в стропилах называются топ аккорды и, как правило, находятся в постоянном сжатии, нижние балки называются нижним поясами, они напряжены из-за непрерывного давления, внутренние балки называются ткани, а участки внутри стенок – это панели. Такой вариант является очень доступным, но не самым устойчивым, его лучше использовать для террасы, дачного дома, бани. Чаще всего она состоит из вертикальной балки, на которую опираются стропильные доски.

Пространственная система состоит из прямых балок, связанных в участках, которые называют стенки панели. Технология трехскатной кровли более сложна в оформлении, но она гораздо устойчивее. В основном её используют в экстремальных условиях, или там, где для покрытия дома выбрались очень тяжелые кровельные материалы (такой способ крепления будет хорошим для металлочерепицы и шифера).

Простейшая форма кровли с тремя гранями – это одноместный треугольник. Этот тип видно в обрамлении крыш, состоящих из стропил и потолочных балок. Из-за высокого показателя устойчивости такой вариант отлично подходит для щипцовой, многощипцовой, трехфронтонной и многоскатной кровли, также его относительно просто устанавливать.

классическая двухскатная крыша
Фото — классическая двухскатная крыша

Глубина стропил, высота верхней и нижней балками, создают высокую жесткость. Такой узел имеет существенный вес (несущую способность), это хорошо для сложной кровли. Кроме того, такая конструкция позволяет сэкономить материалы на строительство.

Пространственная стропильная система представляет собой трехмерный каркас из балок, закрепленных на концах. Форма тетраэдра является наиболее простым решением, она состоит из шести балок, которые закреплены на 4 узлах. Её можно использовать для шале, полумансардной крыши.

Арочная стропильная система преимущественно используется для нежилого фонда. Из неё строят ангары и гаражи, также она используется для невысоких типов домов с полукруглой, полувальмовой, шатровой или ломаной стропильной системы. Особенно часто она использовалась во времена Второй Мировой, для строения самолетных ангаров. Главной чертой такой стропильной системы является скорость её возведения и долговечность. Несущие балки образовывают сетку по всей площади, которая поддерживается поперечными досками.

Круглая стропильная система
Фото — Круглая стропильная система

Существует еще один тип стропильной схемы, она называется королевским. В такой системе внешние опоры находятся под углом по направлению к центру структуры. Там расположено расширение, которое позволяет увеличить опорные характеристики конструкции. Это создает условия высокой механической сопротивляемости. Такую кровлю не рекомендуется строить для больших пролетов, часто не более 3-6 метров.

Видео: пошаговая инструкция установки стропильной системы крыши

Расчет стропильных систем

Стропила, которые состоят из балок, соединенных посредством оси шарниров, и поддерживающихся по концам при помощи неподвижных соединений, называются статическими, т.е. не меняющими свое положение.

Законы Ньютона относится к структуре в целом, а также к каждому узлу. Для того, чтобы любой узел, который может стать объектом внешней нагрузки или силы, оставался статическим в пространстве, нужно рассчитать: суммы всех (горизонтальных и вертикальных) сил, а также всех моментов, действующих по отношению равного нулю узла.

Стропила, которые поддерживаются более чем в двух положениях, называются, статически неопределенными, и применение одних лишь законов Ньютона не является достаточным для определения сил балок.

Для того чтобы провести расчёт стропильной системы с контактными соединенными элементами, которые будут стабильны, она должна состоять из треугольников. В математических терминах, мы имеем следующее необходимое условие стабильности:

m ≥ 2j — r

где m – это общее количество балок стропил, J – общее количество стыков и r это число реакций (по умолчанию равняется 3) в 2-мерной структуры.

Стропильная система двускатной крыши называется статически определимой, потому что (м +3) – это внутренние силы, и обслуживающие реакции могут быть полностью определены равновесным уравнением «2J».

При такой формуле стропильная система мансардной крыши рассчитывается немного по-другому. Нам нужно использовать уже не 2, а 4 в «2J», т.к. по умолчанию, чаще всего используется четырехбалочная система. После расчета обращаем внимание на число, которое образовалось. Нужно, чтобы оно было меньше, чем количество балок, иначе конструкция не выдержит. Кроме того, рассчитывать устройство кровли нужно с уклоном, для этого нужно измерить угол наклона и отнять косинус этого угла от числа, полученного от 2j – r. Соответственно для плоской крыши это не нужно делать.

Предварительно провести расчет Вам поможет чертежная программа, к примеру, AutoCAD, там, проект в формате dwg, сможете предварительно вымерить, узнать нужное количество балок и их длину. В систему встроен калькулятор, который поможет провести вычисления.

Можно отмерять величину и по полу, если Вы уверены в точности конструкции. В таком случае повышенное внимание нужно уделить углам.

Стропила для крыши

Рассмотрим, как сделать своими руками устройство стропил для двухскатной крыши, предложенная схема рекомендуется для использования в небольших домах.

Составляющие стропильной системы кровли:

  • Гвозди;
  • Доски на 4 метра;
  • Доски на 6 метров;
  • Лакокрасочные изделия;
  • Пленки герметичные для вентиляции.

Рассмотрим, как правильно осуществляется создание и установка крыши самостоятельно:

  1. Первоначально делаются опоры. Для этого нужно взять две крупные доски и сбить их под прямым углом по отношению друг к другу. Чаще всего выбирается деревянная балка благодаря своей легкости, но на высоком каменном доме отлично себя зарекомендовали также металлические опоры;
  2. Теперь понадобится отмерить все доски и удалить ненужные участки материалов. Это необходимо чтобы получить равномерную крышу, которая сможет сопротивляться внешним силам.

    Крепления стропил
    Фото — Крепления стропил
  3. Далее понадобится вырезать хребет кровли, так строится подстропильная система. Для этого возьми доску от 2 до 6 метров длиной и образуя с её помощью пику кровли. Боковые стороны пиломатериала должны располагаться четко параллельно боковым стенкам конструкции дома. Между ендовой нужно обязательно обработать специальными герметичными веществами;
  4. На образовавшийся каркас нужно равномерно укладывать доски, не сильно частим, в среднем выдерживается расстояние в 20-30 см;
  5. Рассчитайте подъем кровли, оптимальной является величина от 20 до 45 градусов;
  6. Вы можете использовать теорему Пифагора для вычисления наклона крыши и стропильной доски в длину, если знаете расстояние от конька борта к наружной стене и Ваш подъем на крышу. Для ломанной или ассиметричной кровли лучше воспользоваться услугами профессионала.
  7. После обрешетка стропил крепится к коньковой доске при помощи отдельных досточек;
  8. В стропилах, в месте, где они будут выходить на верхнюю часть стены, создаем треугольную выемку;
  9. Подрезаем балки для выхода на мауэрлат;
  10. Сделайте воротник-галстук для каждой пары стропил. Вблизи пика крыши с внутренней стороны приложите конструкцию к стропильной доске, чтобы стабилизировать стропила;
  11. После собирается конструкция двухскатной крыши.

Не забудьте установить на кровле вентиляционные отверстия, также очень важно обработать доски лаком и антисептиком, которые защитят дерево от влияния грибков и грызунов. Далее укладываем металлические листы профнастила, керамочерепицу или дерево.

Стропильная система двухскатной крыши вид спереди
Фото — Стропильная система двухскатной крыши вид спереди

Стропильная система четырехскатной крыши не намного сложнее, но её изготовление занимает большее время и требует повышенного внимания. Её можно строить из ЛСТК, сруба, складчатой арматуры, нержавеющего металла, иногда используют круглые балки.

Проектирование конструкции крыш зависит не только от предпочтений хозяина, также учитывается материал дома (панельные стены с кирпичными перегородками, кирпич, камень, строение из пеноблоков), его высота и климатические условия.

План обязательно должен провериться и утвердиться специалистом. Цена монтажа стропильной системы зависит от выбранного материала, размера и региона. Многие строительные компании назначают стоимость стропильной системы за погонный метр (от 500 рублей), некоторые за полностью проект (обойдется где-то в 20 000-40 000 рублей – это вальмовая крыша, и от 30 000 за мансардную).


Похожие материалы:

Поделитесь своим мнением

Лого: www.ProProfnastil.ru