стропила двускатной крыши с разными скатами
Виды стропильной системы двухскатной крыши: для маленьких и больших домов
В основе каждой крыши лежит большое количество балок, стропил, стоек и прогонов, которые все вместе называются стропильной системой. За многовековую историю видов и способов ее организации накопилось немало, и каждая имеет свои особенности в построении узлов и врубок. Подробнее о том, какой может быть стропильная система двухскатной крыши и как при этом должны крепиться стропила и другие элементы системы поговорим подробнее.
Конструкция стропильной системы двускатной крыши
В разрезе двухскатная крыша представляет из себя треугольник. Состоит она из двух прямоугольных наклонных плоскостей. Две эти плоскости соединяются в высшей точке в единую систему коньковым брусом (прогоном).
Схема двускатной крыши
Теперь о составляющих системы и их назначении:
В системе могут еще присутствовать кобылки. Это доски, которые удлиняют стропильные ноги для образования свеса. Дело в том, что для защиты стен и фундамента дома от осадков желательно чтобы кровля заканчивалась как можно дальше от стен. Для этого можно взять длинные стропильные ноги. Но стандартной длины пиломатериалов в 6 метров для этого часто не хватает. Заказывать нестандарт — очень дорого. Поэтому стропила просто доращивают, а доски, которыми это делают называются «кобылки».
Конструкций стропильных систем довольно много. В первую очередь их разделяют на две группы — с наслонными и висячими стропилами.
Разница в конструкции наслонных и висячих стропил
С висячими стропилами
Это системы, у которых стропильные ноги опираются только на наружные стены без промежуточных опор (несущих стен). Для двускатных крыш максимальный пролет составляет 9 метров. При установки вертикальной опоры и системы подкосов увеличить его можно до 14 метров.
Висячий тип стропильной системы двускатной крыши хорош тем, что в большинстве случаев нет необходимости ставить мауэрлат, а это делает установку стропильных ног проще: не нужно делать врубки, достаточно скосить доски. Для связи стен и стропил используется подкладка — широкая доска, которую крепят на шпильки, гвозди, болты, ригеля. При таком строении большая часть распирающих нагрузок компенсирована, воздействие на стены направлено вертикально вниз.
Виды стропильных систем с висячими стропилами для разных пролетов между несущими стенами
Стропильная система двухскатной крыши для небольших домов
Существует дешевый вариант стропильной системы, когда она представляет собой треугольник (фото ниже). Такое строение возможно, если расстояние между наружными стенами не более 6 метров. Для такой стропильной системы можно расчет по углу наклона не делать: конек должен быть поднят над затяжкой на высоту не менее 1/6 длины пролета.
Но при таком построении стропила испытывают значительные изгибающие нагрузки. Для их компенсации или берут стропила большего сечения или врубку коньковой части делают так, чтобы их частично нейтрализовать. Для придания большей жесткости в верхней части с обоих сторон прибивают деревянные или металлические накладки, которые надежно скрепляют вершину треугольника (тоже смотрите не картинке).
На фото также показано, как дорастить стропильные ноги для создания свеса кровли. Делается врубка, которая должна выходить за пределы линии, проведенной от внутренней стены вверх. Это необходимо, чтобы сместить место надреза и уменьшить вероятность надлома стропила.
Коньковый узел и крепление стропильных ног к подкладной доске при простом варианте системы
Для мансардных крыш
Вариант с установкой ригеля — используется при организации под крышей жилого помещения — мансарды. В этом случае он является основой для подшивки потолка расположенного ниже помещения. Для надежной работы системы такого типа, врубка ригеля должна быть безшарнирной (жесткой). Лучший вариант — полусковороднем (смотрите на рисунке ниже). В противном случае крыша станет неустойчивой к нагрузкам.
Стропильная система двухскатной крыши с приподнятой затяжкой и узел врубки ригеля
Обратите внимание на то, что в этой схеме присутствует мауэрлат, а стропильные ноги для повышения устойчивости конструкции должны выходить за пределы стен. Для их закрепления и стыковки с мауэрлатом делается врубка в виде треугольника. В этом случае при неравномерной нагрузке на скаты, крыша будет более стабильна.
При такой схеме почти вся нагрузка ложится на стропила, потому их необходимо брать большего сечения. Иногда приподнятую затяжку укрепляют подвеской. Это необходимо для предотвращения ее прогиба, если она служит опорой для материалов обшивки потолка. Если затяжка небольшой длины, ее можно подстраховать по центру с двух сторон досками, прибитыми на гвозди. При значительной нагрузке и длине таких страховок может быть несколько. В этом случае тоже достаточно досок и гвоздей.
Для больших домов
При значительном расстоянии между двумя наружными стенами устанавливается бабка и подкосы. Такая конструкция обладает высокой жесткостью, так как нагрузки компенсированы.
Стропильная система двухскатной крыши для большого пролета и узлы врубки конька и стропил
При таком длинной пролете (до 14 метров) сделать затяжку цельной сложно и дорого, потому ее делают из двух балок. Соединяется она прямым или косым прирубом (рисунок ниже).
Прямой и косой прируб для соединения затяжки
Для надежной стыковки место соединения усиливается стальной пластиной, посаженной на болты. Ее размеры должны быть больше размеров врубки — крайние болты вкручиваются в цельную древесину на расстоянии не менее 5 см от края врубки.
Для того чтобы схема работала нормально, необходимо правильно сделать подкосы. Они передают и распределяют часть нагрузки от стропильных ног на затяжку и обеспечивают жесткость конструкции. Для усиления соединений используются металлические накладки
Крепление подкосов для стропильной системы висячими стропилами
При сборке двухскатной крыши с висячими стропилами сечение пиломатериалов всегда больше, чем в системах с наслонными стропилами: точек передачи нагрузки меньше, следовательно на каждый элемент приходится большая нагрузка.
С наслонными стропилами
В двускатных крышах с наслонными стропилами, концами они опираются на стены, а средней частью опираются на несущие стены или колонны. Некоторые схемы распирают стены, некоторые нет. В любом случае наличие мауэрлата обязательно.
Простейший вариант наслонных стропил
Безраспорные схемы и узлы врубок
Дома, сложенные из бревен или бруса плохо реагируют на распорные нагрузки. Для них они критичны: стена может развалиться. Для деревянных домов стропильная система двухскатной крыши должна быть безраспорной. О видах таких систем поговорим подробнее.
Простейшая безраспорная схема стропильной системы приведена на фото ниже. В ней стропильная нога упирается в мауэрлат. В таком варианте она работает на изгиб, не распирая стену.
Простая безраспорная система двускатной крыши с наслонными стропилами
Обратите внимание на варианты крепления стропильных ног к мауэрлату. В первом, площадку опирания обычно скашивают, ее длина при этом — не более сечения балки. Глубина врубки — не более 0,25 ее высоты.
Верх стропильных ног укладывается на коньковый брус, не скрепляя его с противоположным стропилом. Получаются по строению две односкатные крыши, которые в верхней части примыкают (но не соединяются) одна с другой.
Такую схему без наличия опыта делать не рекомендуется: при малейшей неточности выполнения появляются распорные силы и конструкция становится нестабильной.
Намного проще в сборке вариант со скрепленными в коньковой части стропильными ногами. Они практически никогда не дают распора на стены.
Вариант крепления стропил без распора на стены
Для работы этой схемы стропильные ноги внизу крепятся при помощи подвижного соединения. Для закрепления стропильной ноги к мауэрлату сверху забивается один гвоздь или снизу ставится гибкая стальная пластина. Варианты крепления стропильных ног к коньковому прогону смотрите на фото.
Если кровельный материал планируется использовать тяжелый, необходимо увеличить несущую способность. Достигается это увеличением сечения элементов стропильной системы и усилением конькового узла. Он приведен на фото ниже.
Усиление конькового узла под тяжелый кровельный материал или при значительных снеговых нагрузках
Все приведенные выше схемы двускатных крыш стабильны при наличии равномерных нагрузок. Но на практике такого практически не бывает. Предотвратить сползание крыши в сторону большей нагрузки можно двумя способами: установкой на высоте около 2 метров схватки или подкосами.
Варианты стропильных систем со схватками
Установка схваток повышает надежность конструкции. Чтобы она нормально работала, в местах ее пересечения со стоками крепить нужно к ним гвоздями. Сечение бруса для схватки используют такое же, как и для стропил.
Схемы стропильных систем двускатных крыш со схватками
К стропильным ногам крепятся ботами или гвоздями. Могут устанавливаться с одной или двух сторон. Узел крепления схватки к стропилам и коньковому прогону смотрите на рисунке ниже.
Крепление схватки к стропильным ногам и коньковому брусу
Чтобы система была жесткой и не «поползла» даже при аварийных нагрузках достаточно в таком варианте обеспечить жесткое крепление конькового бруса. При отсутствии возможности его смещения в горизонтали, крыша выдержит даже значительные нагрузки.
Системы наслонных стропил с подкосами
В этих вариантах для большей жесткости добавлены подстропильные ноги, которые еще называют подкосами. Они устанавливаются под углом 45° по отношению к горизонту. Их установка позволяет увеличить длину пролета (до 14 метров) или уменьшить сечение балок (стропил).
Подкос просто подставляется под требуемым углом к балкам и прибивается гвоздями с боков и снизу. Важное требование: подкос должен быть срезан точно и плотно прилегать к стойкам и стропильной ноге, исключая возможность ее прогиба.
Системы с подстропильными ногами. Сверху распорная система, снизу — безраспорная. Узлы правильной рубки для каждой расположены рядом. Внизу — возможные схемы крепления подкоса
Но не во всех домах средняя несущая стена расположена посередине. В этом случае есть возможность установить подкосы с углом ннаклона относительно горизонта 45-53°.
Система стропил со смещенным относительно центра вертикальным прогоном
Системы с подкосами необходимы если возможна значительная неравномерная усадка фундамента или стен. Стены садиться по-разному могут на деревянных домах, а фундаменты — на слоистых или пучнистых грунтах. Во всех этих случаях рассматривайте устройство стропильных систем такого типа.
Система для домов с двумя внутренними несущими стенами
Системы с подстропильными балками
В данных системах коньковый прогон не ставят: он дает распорные силы. Стропила в верхней части соединяются одна с другой (подрезаются и стыкуются без зазоров), места соединения усиливаются стальными или деревянными накладками, которые прибиваются гвоздями.
В верхней безраспорной системе распирающую силу нейтрализует затяжка. Обратите внимание, что затяжка ставится под прогоном. Тогда она работает эффективно (верхняя схема на рисунке). Устойчивость может обеспечиваться стойками, или расшивками — балками, установленными наискосок. В распорной системе (на картинке она внизу) поперечине — это ригель. Он устанавливается над прогоном.
Есть вариант системы со стойками, но без подстропильных балок. Тогда к каждой стропильной ноге прибивается стойка, которая вторым концом опирается на промежуточную несущую стену.
Крепление стойки и затяжки в стропильной системе без подстропильного прогона
Для крепления стоек используются гвозди дляной 150 мм и болты 12 мм. Размеры и расстояния на рисунке указаны в миллиметрах.
Варианты двухскатных крыш и их особенности: расчет и этапы монтажа, фото
Двускатная крыша – кровельная конструкция, которая чаще других используется в частном домостроении. Она не только проста в сооружении, она надежна, обойдется недорого, если правильно провести расчет количества элементов.. В статье рассмотрено, из каких элементов состоит эта разновидность кровель, и как ее можно собрать своими руками. Вы узнаете про основы расчетов, правила и этапы сборки, что позволит «на одной волне» разговаривать с подрядчиками строительной компании.
Онлайн калькулятор кровли
Чтобы узнать примерную стоимость двухскатной кровли, воспользуйтесь следующим калькулятором:
Из каких элементов состоит крыша в два ската
Из самого названия становится понятным, что такие крыши имеют всего лишь два ската, которые могут быть одинаковыми или разными по площади. Первые называют симметричными, вторые асимметричными
Не все двухскатные кровли состоят из одних и тех же элементов. Но есть среди них основные, которые присутствуют во всех конструкциях.
Дополнительные деревянные элементы, которые применяются не на всех двускатных конструкциях.
Разновидности стропильных систем
Их две: висячие и наслонные. Первая разновидность, в которой верхние концы стропил опираются друг в друга, между собой и скрепляются. Для повышения прочности соединения и надежности конструкции нередко между ними устанавливают затяжку.
Вторая разновидность – ноги, опирающиеся на конек. Они также могут быть стянуты затяжкой, если ставится задача увеличить несущую способность всей системы.
Внимание! Функции затяжки для висячей разновидности может выполнять балка перекрытия, на которую ноги упираются.
Правила сборки двускатной крыши
Двухскатная крыша собирается по-разному. Зависимость – тип стропильной системы. Разберемся по отдельности с каждой.
Сборка висячих стропил
Существует строгая последовательность проводимых операций:
Сборка наслонных
Наслонная стропильная система двухскатной крыши каркасного дома, и не только каркасного, собирается не на крыше, а на земле. Все дело в том, что сложно подогнать элементы между собой, когда у них нет опоры на одном конце. Для этого придется сооружать дополнительную опорную конструкцию временного типа. Это затраты времени, сил и средств, никому не нужные.
Поэтому парные стропила, они же в собранном виде носят название фермы, собираются в плоскости земли. Так как конструкция фермы – это треугольник, в симметричной кровле к тому же равнобедренный, то собрать его не составит большого труда. Основная задача производителя работ – соблюсти размерные параметры элементов фермы. Потому что подгонять фермы на крыше будет сложнее, если между ними достаточно большие размерные погрешности.
Остальное, как и в случае с висячими стропильными ногами: набивается обрешетка и кровельный материал.
Видео описание
Процесс возведения двускатной крыши в видео:
Как устроена двускатная крыша с разными скатами – виды кровли и правила монтажа
Постройка собственного дома – задача явно не из легких. Трудности начинаются не при обустройстве стен и даже не при закладке фундамента – сложнее всего подобрать оптимальный вид конструкции, спроектировать здание так, чтобы оно было и функциональным, и достаточно привлекательным визуально.
Одним из наиболее заметных элементов здания является крыша, поэтому ее конструкцию нужно продумать заранее и во всех подробностях. При выборе типа крыши большинство застройщиков забывают о существовании двускатных конструкций с асимметричными скатами. В данной статье будет рассмотрена двускатная крыша с разными скатами и ее особенности.
Предпосылки к появлению асимметричных крыш
За все время существования человечества архитектура претерпела значительные изменения. Огромное количество самых разнообразных конструкций было придумано, построено и переделано – и раз за разом находились новые, все более изощренные архитектурные решения и задумки, которые по мере возможностей претворялись в жизнь, порой становясь непреднамеренными шедеврами.
Все это в полной мере относится и к кровельным конструкциям. Крыша жилых зданий за прошедшие тысячелетия невероятно изменилась, пройдя через массу исторических эпох и географических особенностей. В разные времена этот элемент здания использовался как для решения сугубо практических задач, так и для демонстрации степени свободы полета творческой мысли.
Со временем мода на изощренные решения стала проходить – возможно, именно потому, что творческая мысль стала идти вразрез со здравым смыслом и функциональным назначением крыши. Полученные знания и интересные наработки никуда не ушли, просто их стали использовать более рационально и с умом.
Что касается двускатных крыш, то одним из решений, показавших себя достаточно выгодными, было следующее:
Внесение таких изменений в классическую конструкцию кровли позволило повысить ее эффективность и придать ей оригинальный вид. Немаловажным фактором является и возможность более грамотно распределить свободное внутреннее пространство в здании.
Развитие двускатных крыш с разными скатами
Крыша с разной длиной скатов – это далеко не новое изобретение. Конечно, точные даты и периоды неизвестны, но можно предположить, что самые первые варианты кровли уже были асимметричными – хотя бы потому, что у строителей тех времен попросту не было знаний и возможности сделать конструкцию ровной.
Для измерений использовалась длинная рогатина с привязанным к ее концам шнуром и отвесом. Рогатина устанавливалась вертикально таким образом, чтобы отвес обозначал центр торцевой стены будущего здания. Края шнура растягивались к углам постройки. После определения свеса к стене прибивалась доска. В результате получалась вполне понятная конструкция, отображающая границы будущей кровельной конструкции.
С первым скатом особых сложностей не возникало, а вот обустройство второго было сопряжено с рядом проблем. Если для постройки дома использовались круглые бревна (а так зачастую и было), то выравнивание стен по одному уровню было практически непреодолимой задачей, и попытки сделать ровную конструкцию из-за этого тоже оказывались безуспешными.
Для точности измерений требовался водяной уровень – он позволял выровнять крышу так, чтобы конек располагался по центру, а скаты были равномерными. Архитекторы и профессиональные городские строители имели доступ к хорошим инструментам, а вот в деревнях и селах приходилось строить дома без точных замеров, поэтому кровля нередко получалась асимметричной.
Впрочем, ненамеренную асимметрию нельзя назвать обдуманной и проверенной временами наработкой – она достигалась случайно и каких-то характерных особенностей не имела. Совсем другое дело – сознательные творения опытных зодчих, которые выделяли разноскатную крышу в отдельный архитектурный вид. Чаще всего такие конструкции использовались при обустройстве домов богачей и были необходимы для демонстрации богатства их владельцев.
Методов обустройства крыш с разными скатами было немало. Часто встречаемым явлением были конструкции, состоящие из нескольких отдельных построек с собственными крышами. Скаты могли заворачиваться в самые разные стороны и отличаться по всем параметрам. Конечно, эти конструкции не были похожи на современные двускатные асимметричные крыши, но некоторые сходства просто нельзя не заметить.
Достоинства и недостатки разноскатных крыш
Двускатная асимметричная крыша имеет массу характерных особенностей. Конечно, в первую очередь стоит рассмотреть именно визуальные характеристики – они наиболее заметны, и уже даже по ним можно понять, нужно ли использовать такую крышу в собственном доме. Здание с асимметричной крышей на фоне классических двускатных конструкций будет ярко выделяться, поэтому остается только определиться с простым вопросом – нравится или не нравится такая конструкция.
Следующий аспект, который не так заметен с первого взгляда, но тесно связан с уникальным видом разноскатных крыш – возможность использовать внутреннее пространство здания по максимуму. Традиционная двухскатная крыша в этом плане не столь удобна, поскольку она создает определенные рамки, выйти за пределы которых не представляется возможным.
Двускатная крыша с коротким и длинным скатами позволяет совместить здание с любыми пристройками и объединить их под одной крышей. При желании под разноскатную крышу можно установить не только жилой дом, но и гараж, беседку или веранду. Самое главное – это заранее изобразить будущую конструкцию на бумаге и грамотно спроектировать все ее элементы.
Как правило, двускатная крыша с разными углами наклона скатов устанавливается в том случае, если второй этаж здания должен иметь меньшую площадь, чем первый. Помимо более рационального использования площади, такая конструкция позволяет разгрузить фундамент и отлично подходит для монтажа различного оборудования (например, солнечных батарей).
Следующее положительное качество асимметричных крыш – возможность противостоять различным природным явлениям. Если в районе, где проходит строительство здания, постоянно дует направленный в одну сторону ветер, то с ветреной стороны стоит расположить пологий скат, а на противоположной стороне вполне может быть и крутой наклон. Помимо сопротивления ветру, такая конструкция еще и хорошо подходит для снежных регионов.
Еще один весомый плюс в копилку достоинств разноскатных крыш – они отлично подходят для обустройства жилой мансарды. Стандартная двускатная конструкция лишена некоторых достоинств, в частности, мансарда в ней зачастую выглядит не очень комфортно. Конечно, есть немало способов, позволяющих более полноценно использовать такое пространство, по крайней мере – визуально, но в большинстве случаев это всего лишь полумеры.
Крыша с разными углами наклона дает возможность расширить полезную площадь второго этажа без дополнительных надстроек. Увеличение площади будет не фактическим, а визуальным – но использовать освободившееся пространство можно будет более рационально, чем под двумя традиционными скатами.
Если собрать все «за» и «против» двускатной крыши с разными скатами, то можно прийти к следующим выводам:
Если трудности, которые неизбежно возникнут на этапе проектирования и монтажа асимметричной крыши, не страшны, то такая конструкция станет отличным решением и придаст зданию очень интересный вид.
Виды разноскатных крыш с коротким и длинным скатами
Все конструкции разноскатных крыш можно разделить на несколько основных категорий:
Стандартные проекты двухскатных крыш с разными углами наклона
Постройка крыши с разными скатами может иметь массу незначительных нюансов, но основных параметров будет немного. Например, скаты в асимметричной крыше могут иметь одинаковую длину, но располагаться под разным углом, или же наоборот – установленные под одним углом скаты будут иметь разную длину.
Есть несколько стандартных вариантов конструкции, которые стоит рассмотреть немного подробнее:
Существуют и другие чертежи двускатной крыши с разными скатами, но описанные выше конструкции встречаются чаще всего.
Монтаж двускатной крыши с разными скатами
Устройство асимметричной крыши, как можно заключить из всего сказанного выше, нельзя назвать простым. Даже самые примитивные крыши с разными скатами сложнее в обустройстве, чем традиционные двухскатные конструкции. Если же говорить о крышах со смещенным центром, то сложность проектирования и монтажа сразу же возрастает на порядок. Основная нагрузка в асимметричных крышах концентрируется не на коньке, поэтому классические вертикальные подпорки в данном случае не имеют смысла.
Впрочем, процесс расчетов и восприятие столь сложной конструкции можно упростить – достаточно представить крышу не в виде асимметричной схемы, а в виде двух треугольников с разными сторонами и углами. Конечно, оба треугольника будут находиться в сложном взаимодействии, поэтому просто рассчитать их отдельно друг от друга нельзя – но такое рассмотрение конструкции крыши серьезно упрощает процесс ее обустройства.
Одним из важнейших элементов конструкции, позволяющих полноценно обустроить асимметричную крышу, является мауэрлат, который принимает на себя всю нагрузку от кровли. Правильный расчет и монтаж мауэрлата – это уже полдела, если речь идет о разноскатной конструкции.
Расчет крыши с разными скатами
Чтобы конструкция крыши была качественной и надежной, ее необходимо грамотно рассчитать. Для расчетов лучше всего воспользоваться соответствующими программами, которые позволят точно вычислить нагрузки, приходящиеся на мауэрлат, и определить расположение необходимых подпорок. Самостоятельное вычисление этих параметров возможно, но процесс в таком случае будет чересчур сложным – а обустройство крыши с разными скатами и без того не отличается простотой.
Если описать расчет крыши с разными скатами несколькими тезисами, то все это будет выглядеть следующим образом:
О процессе ручного расчета асимметричной крыши можно сказать так – в конечном итоге он сведется к определению параметров двух односкатных крыш, которые сведены к единому коньку. Учитывая описанные выше факторы, можно спроектировать конструкцию довольно точно.
Распределение нагрузок по скатам
Описанные выше схемы конструкций – это всего лишь самые популярные виды крыш. Существует и масса других, более изощренных и сложных форм, реализация которых доступна только профессиональным строителям. Впрочем, попробовать всегда можно, но на кону будет стоять эффективность всего здания – основная цель обустройства крыши все же заключается в защите от атмосферных осадков и морозов.
Чтобы кровельная конструкция была надежной, выполняется ряд расчетов, направленных на равномерное распределение нагрузок по скатам. Крыша должна полноценно опираться на все стены здания, иначе ветровые и снеговые нагрузки приведут к перекосам или даже полному разрушению кровельной конструкции.
На отечественном пространстве разноскатные крыши пока не приобрели достаточной популярности, поэтому однозначно сказать что-то об их эффективности и долговечности трудно. Если судить по опыту зарубежных строителей, то асимметричные крыши вполне сравнимы с обычными двухскатными конструкциями, но только при условии грамотного расчета скатов, стропильной системы и нагрузок на коробку здания.
И последний момент – при отсутствии уверенности в том, что двухскатная крыша с разными скатами получится качественной, от ее обустройства лучше отказаться. Все-таки самостоятельный монтаж таких конструкций достаточно сложен и требует наличия соответствующего опыта. Большинство профессиональных строителей с таким опытом просто отказываются работать с асимметричными крышами, мотивируя отказ трудностями, возникающими при монтаже подобных конструкций.
Заключение
Двухскатная крыша с разными скатами, несмотря на свою многолетнюю историю, не только не устарела, но и стала весьма современным решением. Правильно рассчитанная и обустроенная крыша может проработать столько же, сколько и более традиционные аналоги, при этом демонстрируя повышенную эффективность в вопросах сохранения тепла и рационального использования свободного пространства.