Установка стропил двухскатной крыши своими руками

Возведение крыши – один из наиболее ответственных этапов строительства. От надежности «зонтика» сверху, от его устойчивости к атмосферным осадкам и любым внешним воздействиям, напрямую зависит долговечность самого здания и уровень комфорта проживания в нем.

Установка стропил двухскатной крыши своими руками

Изо всего разнообразия конструкций крыш, двускатную можно отнести к числу наиболее популярных, просто в силу относительной простоты ее возведения. Однако, и за этой «простотой» кроется масса различных нюансов, необходимость проведения определенных расчетов и следования технологическим правилам. Тем не менее, настоящая публикация имеет главную задачу: показать, что установка стропил двухскатной крыши своими руками – задача вполне выполнимая, даже для начинающего строителя.

Давайте вместе пройдем все этапы процесса установки стропил для такой крыши, от основ предварительного проектирования до примера практического воплощения.

Общее устройство двускатной крыши

Содержание статьи

• 1 Общее устройство двускатной крыши
  • 1.1 Основные понятия
  • 1.2 Элементы конструкции стропильной системы двускатной крыши
  • 1.3 Некоторые различия висячей и наслонной системы двускатной крыши
    • 1.3.1 Наслонная система стропил
    • 1.3.2 Система с висячими стропилами
• 2 Расчет базовых параметров стропильной системы двускатной крыши
  • 2.1 Рассчитываем крутизну ската и высоту конька
    • 2.1.1 Калькулятор зависимости высоты конька крыши от крутизны ската
  • 2.2 Рассчитываем длину стропильной ноги
    • 2.2.1 Калькулятор расчета рабочей длины стропильной ноги двускатной крыши
    • 2.2.2 Калькулятор расчета удлинения стропильной ноги для формирования карнизного свеса.
  • 2.3 Расчет нагрузок на стропильную систему, определение сечения стропил и шага их установки
    • 2.3.1 Калькулятор расчета распределённой нагрузки на стропильные ноги
• 3 Пример установки стропил двускатной крыши — пошагово
  • 3.1 Таблица — иллюстрированная инструкция по монтажу стропил двускатной крыши
  • 3.2 Видео: Монтаж стропильной двухскатной системы под металлочерепичную кровлю
  • 3.3  Видео: Несколько полезных технологических рекомендация по точной установке стропильных ног

Основные понятия

Принцип устройства двускатной крыши понятен уже из названия. Ее характеризует наличие двух скатов кровли, в подавляющем числе случаев являющихся симметричными относительно линии конька. С обеих торцевых сторон расположены треугольные фронтоны.

Две симметричных стороны с равной крутизной уклона кровли – это «классическая» компоновка двускатной крыши

Именно эта схема отличается относительной простотой расчета и монтажа. Она чрезвычайно надежна (при правильном строительстве), обеспечивает равномерное распределение нагрузок на стены здания, обладая при этом отменным эксплуатационным запасом прочности. Вместе с тем, смотрится такая крыша, даже безо всяких изысков, очень симпатично, подходит для практически всех типов кровельного покрытия, а ее скатам могут придаваться любые углы крутизны (естественно, в разумных пределах).

Видимым недостатком такой крыши является наличие «глухих» зон в чердачном помещении, в нижней части скатов.

Иногда архитекторы стараются внести некоторое разнообразие в конструкцию двускатных крыш. Так, например, одним из приемов является создание подчеркнутой асимметрии скатов, причём, как по их крутизне, так и по длине от конька до карнизного свеса.

Оригинальное решение – скаты крыши различаются и по углу наклона к горизонту, и по длине

Подобный подход открывает дополнительные возможности полезного использования чердачного помещения. Правда, самостоятельно правильно спроектировать и смонтировать такую двускатную крышу для неподготовленного человека – задача из разряда практически невыполнимых, поэтому в нашей статье такая конструкция рассматриваться далее не будет.

С определённой долей условности к двускатным относят крыши с ломаными плоскостями скатов.

Ломаная форма скатов крыши обычно делается в угоду полезному использованию чердачного пространства

Впрочем, и такие конструкции имеют особенности в проектировании и проведении монтажа. Стропильные системы подобного типа заслуживают отдельного подробного рассмотрения.

Элементы конструкции стропильной системы двускатной крыши

Чтобы дальше можно было, как говорится, «общаться на одном языке», необходимо рассмотреть, из каких же основных деталей и узлов складывается общая конструкция двускатной крыши. Внимание на схему:

Схема строения несложной по конструкции двускатной стропильной системы

Сразу оговоримся, что данная схема, безусловно, не может отразить всего возможного разнообразия конструкций стропильных систем, но основные детали и узлы на ней показаны достаточно понятно.

1 – мауэрлат. Это доска или брус, которые жестко крепятся по верхнему торцу внешних несущих стен здания. Его предназначение – равномерное распределение нагрузки от всей системы крыши на стены дома, создание условий для надежного крепления стропильных ног в их нижней точке опоры.

2 – стропильные ноги, устанавливаемые попарно. Они становятся основными несущими деталями всей системы крыши – именно стропила задают крутизну скатов, будут основой для крепления обрешетки, кровельного покрытия, а если крыша планируется утеплённой – то еще и всего термоизоляционного «пирога».

Для изготовления стропильных ног применяются качественные доски или брус, можно использовать и кругляк. Про сечение пиломатериала, которое будет достаточным для гарантированного выдерживания всех возможных нагрузок – будет рассказано ниже.

Стропила могут заканчиваться на мауэрлате, но чаще выходят за пределы периметра стен дома, формируя карнизный свес. Впрочем, для этого могут применяться и более легкие детали – так называемые «кобылки», которыми наращивают стропильные ноги на необходимую ширину свеса.

Для формирования карнизного свеса стропила наращены «кобылками»

3 – коньковый прогон. Это может быть брус, доска или даже составная конструкция. Прогон проходит по всей линии конька и служит для надежного соединения верхних точек парных стропильных ног, связи всех стропильных пар с целью придания общей жесткости всей конструкции крыши. В различный вариантах крыш этот прогон может жёстко опираться на стойки, либо увязываться только с узлом соединения стропильных ног.

4 – затяжки (схватки, ригели). Горизонтальные детали усиления системы, дополнительно связывающие парные стропильные ноги между собой. Может применяться несколько затяжек, расположенных на разной высоте.

5 – балки перекрытия, которые будут служить основой для монтажа пола в чердачном помещении и потолка со стороны комнаты.

6 – а эта балка одновременно выполняет роль лежня. Это брус, проходящий по всей длине крыши, который является опорой для установки дополнительных деталей усиления стропильной системы.  Лежень может устанавливаться так, как показано на рисунке (по типу балки перекрытия), либо жестко укладываться на капитальную перегородку внутри здания.

7 – стойки (бабки) – дополнительные вертикальные опоры стропильных ног, предотвращающие их прогиб под действием внешних нагрузок. Стойки вверху могут упираться в сами стропила, либо в дополнительный прогон, продольно связывающий стропильные ноги на определённой высоте.

На иллюстрации хорошо показаны дополнительные прогоны, связывающие стропильные ноги по всей длине крыши.

8 – подкосы. Нередко при большой длине стропильных ног их несущей способности недостаточно, и усиление только стойками не обеспечивает необходимую прочность. В этих случаях применяются диагональные усиливающие элементы, опирающиеся снизу на лежень, создающие дополнительную точку опоры для стропила. Количество подкосов и место их установки могут варьироваться в крышах различной степени сложности.

Некоторые различия висячей и наслонной системы двускатной крыши

Двускатные крыши можно разделить на два типа конструкций – с наслонными и висячими стропилами. Кроме того, широко применяются комбинированные системы, в которых объединены оба принципа построения. В чем же принципиальная разница?

Наслонная система стропил

Эта конструкция стропильной системы характеризуется наличием опоры на внутреннюю капитальную перегородку в здании. По верхнему торцу этой перегородки монтируется лежень, на которые опираются стоки, поддерживающие коньковый прогон. Таким образом, стропильные ноги «наслонены» на вертикальную опору, что делает всю систему максимально прочной.

Конструкция крыши с наслонными стропилами

Подобная схема является наиболее популярной из-за своей надежности и относительной простоты в исполнении. Если имеется возможность создать дополнительную точу опоры по центру, то почему бы и не воспользоваться этим? Правда, если на чердаке планируется размещение жилого помещения, то вертикальные стойки иногда могут стать помехой. Впрочем, их наличие тоже иногда «обыгрывают», используя, например, для монтажа внутренней легкой перегородки.

В зависимости от количества и размещения внутренних перегородок, конструкция наслонной стропильной системы может варьироваться. Некоторые примеры показаны на иллюстрации ниже:

Различные варианты конструкции системы с наслонными стропилами

На фрагменте «а» показан самый простой вариант, который, кстати, на небольших длинах стропил (до 5 метров) может даже не иметь показанных подкосов – достаточно ряда центральных стоек под коньковым прогоном

С увеличением ширины здания система, естественно, усложняется, и появляются дополнительные упрочняющие элементы – затяжки и подкосы (фрагмент «б»).

Фрагмент «в» наглядно демонстрирует, что внутренняя капитальная стена не обязательно должна располагаться ровно по центру, под коньком. Вполне возможен и такой вариант, как показан на иллюстрации, но с условием, что смещение лежня относительно конька не превысит одного метра.

Наконец, фрагмент «г» показывает, как может опираться система стропил в здании большого размера, но имеющим две капитальные перегородки внутри. Расстояние между такими параллельными лежнями может доходить до трети ширины здания.

Система с висячими стропилами

Графически эту схему крыши можно изобразить примерно так:

Конструкция крыши с висячими стропилами

Сразу бросается в глаза, что стропила опираются только на мауэрлат в нижней части, а затем соединяются между собой на коньке. Дополнительная опора по центру отсутствует, то есть стропильные ноги как бы «висят», что предопределяет и название такой системы. Эта особенность накладывает определенные ограничения на применение висячих стропил – обычно такая схема практикуется при расстоянии между несущими стенами, на которые закреплен мауэрлат, не более 7 метров. Устанавливаемые затяжки лишь частично снимают нагрузку с внешних стен.

На иллюстрации ниже показано несколько вариантов висячей системы. Впрочем, некоторые из них уже, скорее, могут быть отнесены к комбинированным.

Варианты системы крыши с висячими стропилами

Фрагмент «д» — висячие стропила связаны между собой стяжкой на уровне мауэрлата либо закреплены на мощной балке перекрытия, образуя с ней треугольник. Других усиливающих деталей нет. Подобная схема допустима при расстоянии между стенами до 6 метров.

Вариант «ж» — для такого же по размерам дома (до 6 метров). Затяжка (ригель) в этом случае смещена вверх, и нередко используется для подшивки потолка чердачного помещения.

Варианты «е» и «з» рассчитаны на пролёт между стенами до 9 метров. Могут применяться несколько затяжек (или верхняя затяжка в сочетании с нижней балкой перекрытия). Другой подход – установка стоек под коньковым прогоном, по аналогии с наслонной системой. Только в качестве нижней точки опоры используется не лежень на капитальной перегородке, а стойки опираются на затяжку или балку перекрытия. Назвать такой вариант чисто «висячим» — уже сложно, так как здесь – явно комбинация деталей из обеих конструкций.

В еще большей степени такое комбинирование двух схем выражено в варианте «и», который рассчитан на большие пролёты, от 9 до 14 метров. Здесь, помимо стойки-бабки, задействованы еще и диагональные подкосы. Нередко такие фермы вообще собираются на земле, а только потом поднимаются и устанавливаются на место, связываются между собой, формируя тем самым весь каркас крыши.

Итак, при подготовке к строительству двускатной крыши необходимо изучить принципы устройства той или иной системы, оценить их преимущества и недостатки, выбрать оптимальную для своих условий и составить графическую рабочую схему. Она понадобится и при приобретении необходимого материала, и для производства самих монтажных работ. Однако, составление чертежа все же должно предваряться некоторыми расчетами.

Расчет базовых параметров стропильной системы двускатной крыши

Давайте еще раз взглянем на принципиальную схему устройства двускатной крыши, чтобы выделить те параметры, которые необходимо будет рассчитать.

Схема для наглядного отображения рассчитываемых параметров двускатной крыши

Итак, в процессе расчета нам потребуется определиться со следующими величинами.

Исходные данные – это дина стороны дома по фронтонной части (выделено голубым – F), и длина дома по коньку (фиолетовый цвет – D). Предполагается, что хозяева уже заранее определились с типом кровельного покрытия – так как здесь будут определенные ограничения по крутизне скатов кровли. (угол а).

Предстоит рассчитать:

• Высоту конька над плоскостью мауэрлата (Н – зеленый цвет), или, наоборот, определиться с углом ската, отталкиваясь от запланированной высоты конька.
• Длину стропильной ноги (синий цвет – L), а при необходимости – и удлинение стропила для формирования карнизного свеса необходимой ширины (l).
• Рассчитать суммарные нагрузки, выпадающие на стропильную систему, чтобы определить оптимальное сечение пиломатериала для изготовления стропил, шаг их установки (красный цвет – S) и допустимую длину пролетов между точками опоры. Все эти параметры – тесно взаимосвязаны между собой.
• Когда на руках будут эти рассчитанные значения, уже несложно составить графическую схему, определить необходимость и оптимальное расположение элементов усиления, просчитать количество материала для их изготовления.

Рассчитываем крутизну ската и высоту конька

Угол крутизны скатов может определяться хозяевами по различным критериям оценки:

• Из чисто эстетических соображений – когда «во главу угла» становится внешний вид строения. Многим нравятся крыши с высоким коньком, но при этом нельзя забывать, что на такую кровлю резко возрастает ветровая нагрузка. Да и материалов для изготовления высокой крыши пойдет неизмеримо больше. Вместе с тем, на крутых скатах почти до нуля снижается снеговая нагрузка – не исключено, что для «снежных» регионов этот параметр оценки может стать определяющим.
• Их соображений полезного использования чердачного помещения. При двускатной схеме крыши, чтобы добиться максимальной площади мансарды, приходится возводить скаты с очень большой крутизной, то есть с теми же последствиями, о которых сказано выше.

Наглядная демонстрация зависимости простора «жизненного пространства» в чердачном помещении от угла уклона двускатной крыши

• Наконец, может быть и совершенно противоположный подход – из соображений экономии сделать конструкцию крыши с минимальной высотой в коньке. Но в этом случае придется ориентироваться на минимально допустимые углы уклона для конкретного типа кровельного покрытия. Уменьшать крутизну ниже рекомендованным производителем показателей – это «закладывать бомбу» в свою крышу, причем и из соображений ее прочности и долговечности, и с позиций гидроизоляционных качеств покрытия.

Рассчитать высоту конька над плоскостью перекрытия (мауэрлата) – несложно. В основе подавляющего большинства узлов любой кровельной системы лежит треугольник, который, в свою очередь, подчиняется строгим геометрическим (точнее – тригонометрическим) законам.

Итак, в нашем случае известна ширина крыши по фронтонной линии. Если крыша симметрична, то конек разместится ровно посередине, и для расчетов можно просто ширину F разделить на два (основание треугольника f = F/2). При несимметричных скатах придется спроецировать вершину конька на линию F, и промерить расстояния f1 и f2 от нее до края треугольника (до мауэрлата) с каждой из сторон. Естественно, что в таком случае и уклон скатов будет различным.

Далее –  просто пользуемся формулой:

Н = f ? tg a

Чтобы не заставлять читателя искать значения тангенсов и проводить расчеты вручную, ниже размещен калькулятор, в котором уже внесены необходимые табличные величины.

Калькулятор зависимости высоты конька крыши от крутизны ската

  Укажите запрашиваемые значения и нажмите кнопку «Рассчитать высоту конька h» Расстояние от точки проекции конька до мауэрлата (метров) Планируемый угол уклона кровли ?, (градусов)

Кстати, калькулятор позволит решить и прямую, и обратную задачи. Например, если необходимо отталкиваться от планируемой высоты кровли в коньке, можно, введя один раз для начала длину основания треугольника f, затем изменять угол наклона ската кровли (градация изменения в калькуляторе – в 1 градус), чтобы быстро прийти к нужному значению. Это займет буквально несколько секунд.

Рассчитываем длину стропильной ноги

Чтобы рассчитать длину стропильной ноги, которая в данном случае является гипотенузой прямоугольного треугольника (с катетами f и H), проще всего применить всем известную теорему Пифагора.

L = v ( f ?+ Н?)

Калькулятор расчета рабочей длины стропильной ноги двускатной крыши

  Введите запрашиваемые значения и нажмите кнопку "Рассчитать длину гипотенузы (стропильной ноги)" Катет 1 (высота треугольника Н), метров Катет 2 (основание треугольника f), метров

Данный результат дал нам «рабочую» длину стропильной ноги. Если планируется еще за счет стропила сразу сформировать карнизный свес, то необходимо сделать прибавку к длине – l. По законам тригонометрии такой «довесок» будет равен:

l = K ?/ cos a

К – панируемая ширина карнизного свеса, от стены дома до края (по горизонтали).

а – угол крутизна ската кровли.

Если даже карнизный свес будет формироваться за счет «кобылок», то расчет поможет определиться с необходимой рабочей длиной этих деталей конструкции. Расчет проще провести с помощью нашего калькулятора:

Калькулятор расчета удлинения стропильной ноги для формирования карнизного свеса.

  Укажите запрашиваемые данные и нажмите кнопку "Рассчитать удлинение стропила (рабочую длину кобылки)" Планируемая ширина карнизного свеса К, метров Величина крутизны ската ?, градусов

На небольших углах уклона кровли такое удлинение будет весьма незначительно отличаться от планируемой ширины карнизного свеса. Однако, по мере роста крутизны, удлинение стропила начинает быстро увеличиваться, так что игнорировать эту величину – нельзя.

Останется только просуммировать полученные значения и получить общую длину заготовки для изготовления стропила. Безусловно, она берется с небольшим запасом, примерно 200-250 мм – на точную подрезку уже после установки и закрепления стропильной ноги на место.

Можно сразу же оценить – имеются ли в продаже заготовки (пиломатериал) необходимой длины. На крышах большого размера иногда приходится прибегать к сращиванию стропил по длине.

Расчет нагрузок на стропильную систему, определение сечения стропил и шага их установки

Переходим к самому сложному этапу расчетов. Необходимо оценить, какие суммарные нагрузки будут выпадать на конструкцию крыши, как их оптимально распределить по длине несущих элементов, варьируя шаг установки стропильных ног. Исходя из этого можно будет подобрать необходимый материал, который обеспечит стабильность конструкции, без переломов или деформаций, определиться с деталями усиления, то есть расставить на схеме дополнительные точки опоры, уменьшающие свободный пролет стропильной ноги.

На стропильную систему в целом будут прилагаться следующие основные типы нагрузок:

• Вес самой стропильной системы и кровельного покрытия, а если предусматривается термоизоляция – то еще и «утеплительного пирога»
• Нагрузки, вызываемые снежными наносами на поверхность кровли.
• Ветровые нагрузки.

Существуют, безусловно, и иные типы нагрузок, причем, многие из которых заранее сложно предугадать – техногенные или стихийные катаклизмы, сейсмические толчки и другое. Но чтобы снизить вероятность разрушения конструкции от подобных явлений «непреодолимой силы», в нее заранее закладывается определенный эксплуатационный запас прочности.

Теперь – рассмотрим нагрузки по порядку.

• Любое кровельное покрытие обладает собственной удельной массой, требует той или иной обрешетки или определенных особенностей конструкции крыши. В калькулятор расчёта, который будет предложен читателям ниже, уже занесены средние значения удельной весовой нагрузки от наиболее часто применяемых типов кровельных покрытий. На всякий случай, в этот показатель включено и утепление скатов кровли.
• Снеговая нагрузка зависит от двух величин. Во-первых, это рассчитанная по итогам многолетних наблюдений удельная масса снежного покрова, характерная для конкретной местности. По этому параметру всю территорию России можно условно разделить на несколько зон, которые обозначены на расположенной ниже карте-схеме:

Разделение территории РФ на зоны по уровню снеговой нагрузки

Второй параметр, оказывающий влияние на снеговую нагрузку – это крутизна ската кровли. Чем больше угол, тем меньшее давление будут оказывать снежные массы, а на скатах круче 60 градусов – снег и вовсе не станет задерживаться.

• Ветровая нагрузка. С ней несколько сложнее, так как приходится принимать в расчет больше исходных параметров. Для упрощённого алгоритма вычислений, реализованном в калькуляторе, необходимо знать:

— Угол уклона скатов кровли (чем он больше, тем выше «парусность» крыши).

— Среднюю величину ветрового давления, аналогично определенную по результатам многолетних метеорологических наблюдений для данного региона. Определить свою зону по этому параметру можно также по соответствующей карте-схеме.

Зонирование территории России по уровню ветрового давления

— Имеет важное значение высота строящегося здания, от поверхности земли до уровня конька.

— Оценивается наличие и удаленность естественных и искусственных преград для ветра. Критерии такой оценки хорошо показаны и описаны в соответствующем поле калькулятора.

Правда, здесь важно учесть еще одно правило: преграды могут приниматься в расчет, если их удаление от рассчитываемого здания не превышает величины 30?Н, где Н в данном случае – это высота дома от земли до конька. Например, для здания высотой в 8 метров принимаемые в расчет преграды должны находиться в пределах круга радиусом 240 метров. Если они расположены дальше, то это уже будет считаться «голой» местностью.

Принимаются в расчет только те препятствия для ветра, которые расположены от дома в пределах определенного радиуса

Программа калькулятора учтет все указанные пользователем данные, внесет соответствующие поправки, просчитает нагрузки и заложит необходимый эксплуатационный запас прочности.

Но если просто просуммировать нагрузки, то эта величина не слишком удобна для дальнейших действий, поэтому лучше оперировать показателем распределённой нагрузки. Она рассчитывается на погонный метр стропильной ноги, и напрямую зависит уже от шага установки стропил.

Таким образом, варьируя значение шага установки стропильных ног, можно пронаблюдать, как меняется распределённая нагрузка, и остановиться на оптимальном значении. А уже эта величина позволит войти в таблицу, чтобы определиться с сечением доски, бруса или кругляка, и с допустимой величиной свободного пролета между точками опоры.

Калькулятор расчета распределённой нагрузки на стропильные ноги

  Укажите запрашиваемые данные и нажмите "Рассчитать распределенную нагрузку на стропила" Угол ската кровли, градусов Выбранный тип кровельного покрытия Асбесто-цементный шифер обычного профиля Асбесто-цементный шифер усиленного профиля Целлюлозно-битумные листы («Еврошифер», «ондулин») Кровельное железо (оцинкованная сталь) Мягкая битумная 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, равнина), незащищённые от ветров побережья крупных 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, поселки или дома, окруженные со всех сторон лесом 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 значение входим в таблицу и определяем сечение доски для изготовления стропила.

Расчетная величина распределенной нагрузки
(килограмм на погонный метр стропильной ноги) Сечение пиломатериала для изготовления стропильных ног 75 100 125 150 175 доска или брус кругляк толщина доски (бруса), мм диаметр, мм 40 50 60 80 100 Планируемый пролет стропила между точками опоры, м высота доски (бруса), мм 4 3.5 3 2.5 2 160 150 140 130 120 4.5 4 3.5 3 2.5 180 170 160 140 120 120 5 4.5 4 3.5 3 200 190 180 160 140 140 5.5 5 4.5 4 3.5 - 210 200 180 160 160 6 5.5 5 4.5 4 - - 220 200 180 180 6.5 6 5.5 5 4.5 - - - 220 200 200 - 6.5 6 5.5 5 - - - 240 220 220

Например, выданное калькулятором значение равно 92 килограмм на погонный метр. Ближайшее в большую сторону значение в таблице – 100 кг, значит, работаем с этим столбиком.

Планируется устанавливать стропила так, что их пролет между точками опоры будет доходить до 4,5 метров. Находим в выбранном столбце пересечение с этим значением.

А теперь можно выписывать из правой части таблицы все размеры допустимого пиломатериала, который гарантировано выдержит такую нагрузку. В данном примере это доска 40?200; 50?190; 60?180; 80?160; 100?140, а также бревно диаметром 120 мм.

Можно в режиме планирования попробовать изменять величину свободного пролета, пока еще виртуально устанавливая дополнительные точки опоры (подкосы или бабки), чтобы посмотреть, какой материал будет более выгодным.

На этом раздел статьи, посвящённый проведению самостоятельных расчетов, будем заканчивать – пора переходить к рассмотрению практического примера создания стропильной системы двускатной крыши. Но все же — несколько слов напоследок.

Алгоритмы расчета и проектирования стропильной системы, безусловно, упрощены, и их допустимо применять при не слишком масштабном строительстве. Если же возводится полноценный жилой особняк, то никак не обойтись без профессионального архитектурного проектирования как самого здания, так и конструкции его крыши в частности.

Пример установки стропил двускатной крыши — пошагово

Работа над конструкцией крыши всегда – достаточно трудоемкая и сложная, так как большинство операций приходится проводить в весьма неудобных условиях на высоте. Как правило, она требует привлечения помощников. Но тем и интересен рассматриваемый ниже пример, что мастер, используя определенные технологические приемы, всю работу проводит полностью самостоятельно.

Для начала – проект будущей стропильной системы, составленный после проведения необходимых расчетов. Он выполнен с использованием доступного приложения «SketchUp», найти которое и освоить несложно даже начинающему.

Будет монтироваться такая стропильная система – наслонного типа

Дом с полумансардой, то есть второй этаж более чем наполовину выведен из стеновых газосиликатных блоков, и лишь верхнюю треть боковых  стен и потолок будет замещать конструкция крыши. Фронтоны – полностью выкладываются из газосиликатных блоков. По центру помещения второго мансардного этажа расположена капитальная перегородка, делящая его надвое, причем эта перегородка на три ряда блочной кладки выше боковых стен. Такое решение позволяет получить вместительную мансарду даже при относительно небольшой крутизне скатов кровли.

А наличие центральной капитальное перегородки дает возможность применить более простую в монтаже схему наслоннных стропил.

Таблица — иллюстрированная инструкция по монтажу стропил двускатной крыши

Все картинки в таблице-инструкции – кликабельные, то есть увеличиваются при клике мышкой.

Иллюстрация Краткое описание выполняемой операции Завезены и разгружены необходимые для работы пиломатериалы.
Первым делом следует заняться именно ими – сложить в аккуратные штабеля, чтобы не допустить деформации древесины, провести необходимую обработку. Обработка будет заключаться в нанесении специальной пропитки, которая обладает антисептическими свойствами – придает древесине устойчивость с биологическому поражению разложению и поражению грибком, плесенью или насекомыми.
Кроме того, многие из подобных составов повышают устойчивость древесины к возгоранию. Антисептическая грунтовка может быть готовой к применению или в виде концентрата.
В рассматриваемом примере она потребовала разведения водой в соответствии с прилагаемой инструкцией. Чтобы повысить качество обработки, поверхности досок и бруса рекомендуется перед нанесением состава тщательно обмести – удалить пыль и мелкие опилки. Антисептическая пропитка обильно наносится с помощью валика, со всех сторон доски, для чего ее по ходу обработки последовательно переворачивают.
Для узких торцевых сторон удобнее использовать кисть. После обработки доски оставляются в штабеле до полного впитывания и просыхания грунтовки.
В это время можно заняться подготовкой основания для укладки мауэрлата. Верхний торец боковой газосиликатной стены, на которую будет укладываться и крепиться мауэрлат – доска 50?200 мм.
Чтобы доска прилегала к стене всей своей плоскостью, поверхность основания в данном случае необходимо несколько подровнять. Для этого мастер развёл строительный клей, который использовался для кладки газосиликатных блоков.
Затем с помощью широкого шпателя был нанесен тонкий выравнивающий слой. Аналогичная операция была произведена и на противоположной стене… …а затем – и на центральной стене-перегородке, на которую будет укладываться лежень. Доски после обработки полностью просохли, выравнивающий слой на торце стены застыл – можно приходить к дальнейшим действиям.
Прежде всего, по торцу стены укладывается слой гидроизоляции.
В рассматриваемом случае для этого используется нарезанный лентой полимер-битумный рулонный рубероид. Укладку можно осуществить «на сухую», как на иллюстрации, или с применением соответствующей мастики – качество гидроизоляции от этого только выиграет. После этого на слой гидроизоляции укладывается обрезанная по необходимой длине доска мауэрлата.
Ее ширина в настоящем случае точно соответствует ширине стены – 200 мм. Доска мауэрлата тщательно выравнивается по линии стены. Для крепления доски мауэрлата к стене будут применяться вот такие анкерные болты, длиной 150 и диаметром 12 мм.
Для большей надежности крепления на анкеры установлены еще и толстые шайбы диаметром 25 мм. Чтобы точки установки анкеров не попадали на места будущего монтажа стропильных ног, имеет смысл сразу провести соответствующую разметку. Шаг установки стропил просчитан заранее, толщина доски также известна (50 мм).
На доске мауэрлата намечаются точные места расположения стропильных ног – они выделены двумя границами с перекрещенной областью между ними.
А крепежные элементы мауэрлата можно расположить между стропилами. Рекомендуемый шаг между анкерами – от 600 до 800 мм. Начинается процесс крепления мауэрлата.
Для начала в намеченных точках просверливают в доске сквозные отверстия сверлом-пером 12 мм. Опилки сразу сметают, чтобы они не попадали в просверленные каналы. Затем с помощью перфоратора с буром на 12 мм прямо через отверстия пробуриваются в стене каналы для установки анкеров. 
Эти каналы максимально очищаются от образовавшейся в результате сверления пыли. Устанавливаются анкеры.
Каждый анкер сначала аккуратно забивается в канал молотком дол упора шайбы в дерево… …а затем заворачивается торцевым ключом, до полной фиксации. Установка мауэрлата на одной стене закончена.
Аналогичная череда операций проводится на противоположной стене. Далее, необходимо установить лежень на центральной стене-перегородке.
Вначале, так же, как и ранее, укладывается слой гидроизоляционного материала. Затем укладываются доски – такие же, 50?200 мм.
Правда, для лежня длины стандартной доски оказалось недостаточно, и его приходится выкладывать из двух.
Кроме того, учитывая то, что в такой конструкции кровельной системы именно по центру на лежень выпадают наиболее высокие нагрузки, его решено сделать усиленным, в два слоя досок, то есть с общей толщиной в 100 мм. Но для начала стелется и крепится на анкерные крепления первый слой досок – все точно так же, как и при установке мауэрлата на боковых стенках здания. Нижняя доска лежня закреплена, но выступающие части анкерных деталей будут мешать укладке верхнего слоя.
Значит, в верхней доске необходимо вырезать «гнезда», в которые спрячутся верхушки анкеров. Чтобы провести точную разметку под эти «гнезда» верхнюю доску укладывают на место, где она должна лежать, и тщательно выравнивают.
Затем в местах расположения анкеров сверху по доске пристукивают молотком. Выступающая часть анкера оставит на верхней доске хорошо заметную отметину, по которой и будет проводиться сверление. Для высверливания гнезд применяется перьевое сверло диаметром 25 - 27 мм, так, чтобы в отверстие могла поместиться шайба анкерного крепления. Сквозного отверстия не понадобится – достаточно глубины этого «гнезда» в 25-30 мм. Укладывается верхний ряд досок, на заранее примеренные места.
Если всё было сделано точно и аккуратно, верхняя доска отлично приляжет к нижней и сразу получит определенную фиксацию за счет выступающих частей анкеров – случайного смещения можно уже не опасаться. Соединение двух ярусов досок между собой производится с помощью универсальных оцинкованных саморезов 6?90 мм.
Их вкручивают в шахматном порядке с шагом в 250 - 300 мм. Всё, лежень полностью готов к дальнейшим монтажным работам. Следующим шагом мастер предпочел выложить блочные стенки фронтонов, посчитав, что именно на этом этапе ему это будет сделать удобнее всего.
Кладка фронтонов не входит в план рассмотрения нашей публикации, и этот шаг мы пропустим – сразу покажем то, что получилось в итоге.
Впоследствии выступающие края фронтона будут срезаны по уровню крыши, неровности – сглажены. Что же касается именно стропильной системы, то следующим этапом станет монтаж стоек по лежню и установка конькового прогона.
Первыми будут устанавливаться крайние стойки.
Для изготовления стоек пойдут те же доски, что и для мауэрлата с лежнем – 200?50 мм. Они сразу нарезаются в нужном количестве точно в размер. Количество стоек и их расположение в точности совпадает с количеством и размещением стропильных пар.
На лежне производится точная разметка – по аналогии с разметкой мауэрлата. Устанавливается первая стойка.
На ней уже заранее с обеих концов жёлтыми оцинкованными саморезами 6?40 прикручены стальные перфорированные уголки (50?50?2 мм). Установленная стойка сразу наживляется через уголок саморезом к лежню. Очень важно добиться вертикальности этих стартовых стоек, пока они еще окончательно не зафиксированы. Причем, эта проверка должна быть произведена в двух плоскостях.
Вначале проверяется вертикальность в поперечной (относительно оси лежня) плоскости – по строительному ровню выставляется идеально по вертикали. В рассматриваемом примере для обеспечения такого положения пришлось прибегнуть к использованию небольшого деревянного клина. Теперь необходимо добиться вертикальности в перпендикулярной плоскости.
Чтобы зафиксировать нужное положение лучше всего использовать временный подкос из обрезка доски (рейки). Один конец такой подпорки крепится черным саморезом к боковой грани лежня. Затем по строительному уровню стойка точно выставляется по вертикали… …и фиксируется в этом положении временным подкосом с помощью второго самореза.
Теперь стойка уже никуда не сместится. Точно такая же операция проделывается со стойкой и на противоположном конце лежня.
Крайние стойки с временными подпорками и станут основанием для укладки доски конькового прогона. Как уже отмечалось, для укладки и крепления прогона на крайних стойках уже заранее были прикручены монтажные стальные уголки. Доска конькового прогона поднимается наверх, укладывается на выставленные крайние стойки, тщательно выравнивается.
Доска применяется всё та же - 200?50 мм. Затем с помощью шуруповерта коньковый прогон фиксируется к уголкам стоек.
Пока окончательно затягивать несколькими саморезами не стоит – возможно, придется вносить небольшие коррективы. Достаточно по одному саморезу с каждой стороны (6?40 мм). Всё, доска конькового прогона заняла своё место.
Можно переходить к установке промежуточных стоек. На нарезанные точно по размерам стойки прикручиваются стальные уголки, с одной… …а затем и с другой стороны. Стойка выставляется точно по разметке, и ее края выравниваются с лежнем и коньковым прогоном.
Нижний уголок крепится к лежню пока что одним саморезом. Затем с помощью строительного уровня выверяется вертикальное положение стойки… … и она крепится через уголок к коньковому прогону, также пока одним саморезом. Пока так и оставляется – по одному саморезу.
Окончательная фиксация будет производиться после установки стропильных ног, так как бывает, что необходимо вносить небольшие коррективы. С обратной стороны стойки уголка тоже пока нет – он будет ставиться обязательно, но позднее. Все стойки установлены.
Если всё сделано правильно, а стойки имеют равную высоту, то коньковый прогон занимает горизонтальное положение. Следующий этап – это установка самих стропил. Но прежде чем переходить к нему, необходимо проверить и сравнить длину получающихся скатов.
По идее, она должна быть равной, но дерево остается деревом, и иногда набегают небольшие ошибки. Проверить несложно - с помощью рулетки замеряются расстояния от угла конькового прогона до угла мауэрлата.
То же самое делается и на противоположной от прогона стороне. Если набегает небольшая ошибка, в пределах 25-30 мм, то можно в нужном месте выкрутить те самые одиночные саморезы, внести необходимые коррективы, и закрутить их вновь.
А для того чтобы это положение при установке стропил оставалось неизменным, между мауэрлатом и коньковым прогоном устанавливают временные подкосы из тонкой прочной доски. Крепление этих вспомогательных временных элементов осуществляют с помощью обычных черных саморезов. Естественно, расположение временных подпорок выбирают таким, чтобы оно не мешало установке стропильных ног.
Аналогичную пару подкосов устанавливают и на противоположном конце конькового пролета. Вот теперь можно переходить к установке стропильных ног.
Рекомендуется при монтаже каждой очередной пары устанавливать вот такой временный опорный брусок, точно по линии разметки. Он не даст стропильной ноге сдвигаться при установке, а кроме того, к нему можно временно крепить тяжелую доску струбциной или теми же саморезами, чтобы она до окончательной фиксации не скатывалась вниз.
Брус крепится парой черных саморезов, и его несложно демонтировать по минованию надобности, переставляя на очередной узел крепления. Доска для стропильной ноги поднимается наверх и устанавливается на место, по линиям нанесенной ранее разметки. Ее длина обычно делается на 50-80 мм больше в каждую из сторон – для последующей точной прирезки. Пока что доска опирается на углы конькового прогона и мауэрлата.
Ее временно можно закрепить от соскальзывания струбциной к вспомогательному брусу. Теперь необходимо выполнить разметку для врезки стропильной ноги в коньковый прогон и мауэрлат.
Удобнее всего будет поступить так. По плоскости прогона к стропильной ноге прикладывается хорошо обработанный брусок 50?50 мм (как показано на иллюстрации)… …и по его верхнему краю карандашом прочерчивается горизонтальная линия. Затем к торцу прогона прикладывается угольник, и прочерчивается вертикальная линия, до пересечения с горизонтальной. В результате очертился треугольник, который необходимо будет вырезать. Точно такая же разметка проведена и в месте пересечения стропильной ноги с мауэрлатом. Далее, убирается струбцина, доска снимается, и на ней ручной ножовкой или электрическим лобзиком делаются прорези по выполненной разметке – удаляются два треугольных фрагмента. Стропильная нога вновь устанавливается на место, и при этом она должна «как влитая» соединиться и с коньковым прогоном… …и с мауэрлатом. Далее, таким же образом подгоняется и вторая, парная стропильная нога. Пришло время подогнать их друг к другу.
Поначалу мастер использовал метод одновременной прирезки двух стропильных ног.
Одна доска установлена точно по разметке, вторая – внахлест на нее, и между собой они стянуты струбциной.
Точно по центру конькового прогона прочерчена линия… …а затем она же с помощью строительного уровня вертикально переносится на стропильные доски.
Эта линия станет направлением резки одновременно обеих стропильных ног с помощью ручной ножовки. Рез произведен, но оказалось, что такой подход не слишком удобен.
Использовать для подобной прирезки электрический инструмент – не получается, а вручную, тем более в неудобных условиях на высоте, ровно пропилить сразу две 50-миллиметровых доски – задача не из легких. Кроме того, взаимное наложение досок при резке неизбежно дает небольшую, но все же погрешность.
Со следующей стропильной пары будет применяться иной подход. Но пока что необходимо окончательно зафиксировать стропильные ноги на месте, связать их с коньковым прогоном, мауэрлатом и между собой.
Для этого будут использоваться металлические соединительные детали: перфорированные уголки 50?50?2 для прогона, 80?60?2 – для мауэрлата, и пластины 60?200?2 – для взаимного скрепления. С помощью уголков и оцинкованных саморезов 6?40 мм стропильная нога крепится к мауэрлату… …затем к коньковом прогону. После того как обе стропильные ноги установлены, они скрепляются между собой с помощью перфорированной пластины и саморезов. После установки первой пары стропильных ног, монтируют следующую – на противоположном конце крыши.
Затем между крайними стропилами по каждому скату протягиваются шнуры – поверху, понизу и примерно посередине.
Эти шнуры помогут ориентироваться при установке остальных, промежуточных стропильных пар. Кстати, как уже говорилось, к прирезке последующих стропильных пар был применен другой подход.
Угол размечается так же, как и ранее, а потом наносится вертикальная линия… … которая проецируется от центра конькового прогона с помощью строительного уровня.
После этого доска снимается, а резка и уголков, и верха стропильной ноги по линии проводится в удобном для такой операции положении, причем для этого уже вполне можно использовать электрическую ручную циркулярку. Такая же операция проводится и со второй стропильной ногой, а результат – показан на иллюстрации: все совпало идеально точно. В таком же порядке работа продолжается и далее, пока не будет выставлена и закреплена вся «анфилада» стропильных пар. Вот теперь необходимо вооружиться шуруповертом, хорошим запасом саморезов, перфорированных уголков и пластин, и провести окончательное закрепление стоек и стропил к мауэрлату, лежню и коньковому прогону.
Уголки и пластины теперь устанавливаются уже с обеих сторон каждой закрепляемой детали, и фиксируются необходимым количеством саморезов: для уголка 50?50 – минимум по три на каждую сторону, для уголка 80-60 – по четыре, …а для пластины – по пять-шесть на каждую половину.
После этого можно убрать все ранее установленные временные подкосы – они свою роль уже сыграли и больше не нужны. Следующий этап – установка нижнего ряда затяжек.
Эти затяжки буду служить еще и основой для подшивки потолка мансардного помещения, то есть они должны быть установлены на определенной высоте – в данном случае это 2500 мм от уровня пола второго этажа.
Чтобы облегчить себе задачу, можно подготовить из доски шаблон – центр затяжки сразу по нему примет необходимое положение по высоте.
Шаблон можно временно крепить к стойке с помощью одного самореза, и переставлять по мере установки очередных затяжек. Доска для затяжки (применяется 150?50 мм) установлена на подставку-шаблон и наживлена одним саморезом по центру.
Как видно, до горизонтальности ей еще далеко – требуется выравнивание. Для этого сначала демонтируется подставка-шаблон. Затем, слегка проворачивая доску относительно оси-самореза, добиваются ее точной горизонтальности… …и фиксируют это положение одним саморезом на любой из стропильных ног. Стягиваться затяжки со стропильными ногами будут не только саморезами, но и болтами М12?120. Для сверления отверстие под болт используется перьевое сверло на 12. На участке пересечения доски затяжки со стропильной ногой, примерно по центру, сверлится сквозное отверстие.
В него устанавливается болт с широкой шайбой, такая же шайба нанизывается с другой стороны, затем наживляется и окончательно закручивается с помощью ключа гайка.
В итоге узел соединения нижней затяжки со стропилом выглядит так – болт и три самореза 6?90 мм. В узле пересечения затяжки и центральной стойки достаточно будет пяти саморезов. Затем прочерчиваются линии – по внешнему краю стропильных ног… …и с помощью ручной циркулярки затяжка с обеих сторон обрезается вровень с плоскостью, задаваемой стропилами. Так устанавливается весь ряд нижних затяжек. Для максимальной прочности создаваемой системы, и для окончательного «защемления» конькового прогона, снизу него устанавливаются верхние затяжки.
С ними – все просто. Особого выравнивания по строительному здесь не требуется – отрезок доски (50?100) плотно прижимается снизу к коньковому прогону и закрепляется саморезами к стойке и обеим стропильным ногам, как показано на иллюстрации.
Затем точно так же, как и с нижними затяжками, размечаются и подрезаются выступающие наружу края доски, вровень с плоскостью стропил.
Такая затяжка ставится на каждой стойке и стропильной паре с одной из сторон – этого достаточно. Конструкция получилась прочной, но чтобы исключить даже малейший ее люфт вдоль оси крыши, есть смысл добавить пару диагональных подкосов между первой и второй стойками  (стропильными парами).
Здесь можно применить доску 50?100 мм, заранее измерив и вырезав заготовки необходимой длины.
Для крепления таких подкосов достаточно саморезов. Аналогичная пара устанавливается и на другой стороне крыши, между последней и предпоследней стойками. На этом монтаж стропил можно считать почти законченным. Правда, внешние края стропил, выходящие за периметр дома и необходимые для формирования аккуратного карнизного свеса, еще не подрезаны – как мы помним, они были оставлены с небольшим запасом. Для работы в данном случае потребовалось сооружение лесов.
Чтобы наметить вертикальную линию подрезки, можно изготовить брусок-шаблон, задающий ширину карнизного свеса от уровня стены.
Затем по намеченной риске с помощью уровня прочерчивается вертикальная линия. Для подшивки стропильных ног с торца будет использоваться лобовая доска шириной 100 мм.
Значит, сверху по рулетке на намеченной линии откладывается это расстояние. Затем через эту точку проводится с помощью уровня горизонтальная линия.
Край стропила намечен. Теперь необходимо на каждом стропиле вырезать паз, в который будет укладываться обвязочная доска, становящаяся основанием для дальнейшей установки профиля-капельника.
Это доска должна встать вровень с поверхностью стропильных ног. Так как будет использоваться доска 100?20 мм, то и паз должен быть таким же (считая от намеченного края стопила). После нанесения разметки на все стропильные ноги, с помощью ручной электрической циркулярки производят обрезку. В итоге выступающий наружу край каждого стропила приобретает вот такую форму. Завершить работу со стропилами можно установкой и закреплением обвязочной и лобовой досок. Вот теперь можно переходить к этапам настила гидроизоляционной мембраны, создания кровельного утеплительного «пирога», к монтажу контробрешетки и обрешетки под выбранное кровельное покрытие и к другим работам, завершающим создание надежной двускатной крыши для дома.
Все эти вопросы – подробно освещены по отдельности на страницах нашего портала.

Надеемся, что после изучения этой подробной пошаговой инструкции у читателей сложились ответы на многие стоящие перед неопытным строителем вопросы. Безусловно, такой способ установки стропил – всего лишь один из множества, но он выглядит достаточно простым для самостоятельного исполнения. Ну а для расширения объема полученной информации, предлагаем просмотреть еще несколько видеосюжетов на эту тему:

Видео: Монтаж стропильной двухскатной системы под металлочерепичную кровлю

  Видео: Несколько полезных технологических рекомендация по точной установке стропильных ног