Расчёт и монтаж стропильной системы двускатной крыши: пошаговое руководство

Стропильная система — это несущий «скелет» кровли, который воспринимает все нагрузки: вес кровельного материала, снеговую и ветровую нагрузки, и передает их на стены и фундамент дома. Надёжность и долговечность всей крыши, а также безопасность проживания, зависят от правильного расчёта сечения элементов и качественного монтажа узлов. Неправильно смонтированные стропила могут привести к обрушению или деформации кровли, особенно в снежные зимы.

Двускатная крыша является самой распространённой и относительно простой в исполнении. Мы рассмотрим ключевые этапы её создания, начиная с выбора материалов и заканчивая установкой обрешётки, с учётом требований СП 17.13330.2017 (Кровли) и СНиП 2.01.07-85 (Нагрузки и воздействия).

Этап 1: Расчёт и выбор материалов для стропил

Прежде чем приступать к монтажу, необходимо точно рассчитать сечение (размер) всех деревянных элементов. Нагрузки должны быть определены исходя из региона строительства (снеговая зона) и типа кровельного материала (например, металлочерепица легче, чем натуральная черепица).

Расчёт сечения стропил по нагрузкам

Расчётная нагрузка на 1 м² кровли складывается из постоянной (вес кровли, обрешётки, утеплителя) и временной (снег и ветер). В средней полосе России снеговая нагрузка может достигать 180–240 кг/м². Сечение стропил зависит от трёх основных факторов:

1. Длина пролёта стропильной ноги: Чем длиннее пролёт, тем большее сечение требуется.
2. Шаг установки стропил: Чаще всего 600 мм или 800 мм. Шаг 600 мм оптимален для укладки стандартного утеплителя без подрезки.
3. Материал (сечение) стропил: Обычно используется доска 50х150 мм или 50х200 мм.

Внимание: Для пролётов более 6 метров требуется установка дополнительных подкосов, стоек и ригелей, чтобы снизить расчётную длину стропильной ноги. Например, при пролёте 7 метров доска 50х200 мм с шагом 600 мм может не выдержать снеговой нагрузки, и нужно использовать подкосы.

Требования к пиломатериалам

Для стропильной системы используется сухой обрезной пиломатериал 1 или 2 сорта. Влажность древесины должна быть не выше 20%, так как влажная древесина при высыхании деформируется, что может нарушить геометрию крыши. Обязательно применение антисептической и огнезащитной обработки (огнебиозащиты) всех элементов системы.

• Мауэрлат: Брус 100х100 мм или 150х150 мм.
• Стропильные ноги: Доска 50х150 мм или 50х200 мм (в зависимости от пролёта).
• Ригели и затяжки: Доска 50х150 мм.
• Обрешётка: Обрезная доска 25х100 мм или 25х150 мм.

Этап 2: Монтаж мауэрлата

Мауэрлат, или «подкладка», — это брус, который укладывается по периметру несущих стен. Он служит для равномерного распределения сосредоточенной нагрузки от стропильных ног на всю плоскость стены. Это особенно важно для стен из хрупких материалов, таких как газобетон или керамзитобетон.

Мауэрлат должен быть надёжно закреплён к стене, чтобы предотвратить сдвиг или отрыв крыши при сильных ветровых нагрузках. Крепление осуществляется с помощью анкерных болтов или шпилек, которые должны быть замурованы в армопояс или верхний ряд кладки на глубину не менее 300 мм. Шаг установки шпилек должен составлять 0,8–1,2 метра.

1. Гидроизоляция: Под мауэрлат обязательно укладывают два слоя рулонной гидроизоляции (например, рубероида) для предотвращения контакта древесины с влагой от стены.
2. Сверление: В мауэрлате сверлят отверстия под анкерные шпильки, обеспечивая точное совпадение.
3. Крепление: Брус насаживается на шпильки и фиксируется широкими шайбами и гайками, затягиваемыми ключом. Мауэрлат должен быть установлен строго горизонтально.

Этап 3: Установка стропильных ног (две основные схемы)

Для двускатной крыши используются две основные конструктивные схемы стропильной системы: висячая и наслонная.

1. Висячая стропильная система

Эта система применяется, когда пролёт между стенами менее 6 метров и нет внутренних несущих опор. Стропильные ноги опираются только на внешние стены. В нижней части стропил обязательно устанавливается затяжка (ригель) — горизонтальный элемент, который воспринимает распорную силу и предотвращает «разъезжание» стен.

Монтаж висячих стропил часто выполняется с помощью готовых стропильных ферм, собранных на земле. Верхний узел стропил соединяется встык или с накладками, а в месте опирания на мауэрлат делается врубка. В качестве затяжки может выступать балка чердачного перекрытия.

2. Наслонная стропильная система

Наслонная система используется при наличии внутренней несущей стены или промежуточных опор (стоек). В этой схеме стропила опираются на мауэрлат внизу, на коньковый прогон (лежащий на стойках) вверху и на одну или несколько внутренних опорных конструкций (стойки, подкосы).

Наслонная система не создаёт сильного горизонтального распора на стены, так как вертикальная нагрузка передается через внутренние стойки на фундамент. Это делает её более надёжной и подходящей для больших пролётов (до 12-15 метров), но требует обязательного наличия внутренних несущих элементов в доме.

Технология установки стропильных ног

1. Изготовление шаблона: Сначала изготавливается шаблонная стропильная нога, которая точно показывает угол наклона и длину пролёта.
2. Крепление: Стропила устанавливаются с расчётным шагом (600 или 800 мм) и крепятся к мауэрлату с помощью скользящих опор (для деревянных домов, подверженных усадке) или жёсткой фиксации (для каменных домов) с использованием металлических уголков, строительных скоб и гвоздей.
3. Конёк: В верхней точке стропила соединяются либо внахлёст, либо «вполдерева», либо через коньковый прогон (если это наслонная система).
4. Связка: Устанавливаются ригели (горизонтальные перемычки), которые связывают противоположные стропильные ноги, обеспечивая дополнительную жёсткость. Ригель также служит основанием для подшивки потолка мансарды.

Экспертное замечание: Согласно СП 64.13330.2017 (Деревянные конструкции), узлы крепления должны быть выполнены таким образом, чтобы исключить возможность смещения стропил под нагрузкой. Использование только гвоздей часто недостаточно, необходимо дублирование крепежа — болтами, шпильками или перфорированными металлическими пластинами.

Этап 4: Монтаж обрешётки и контробрешётки

После установки и фиксации всех стропильных ног приступают к созданию кровельного пирога, начиная с контробрешётки и обрешётки.

Назначение контробрешётки

Контробрешётка — это бруски 50х50 мм или 30х50 мм, которые набиваются поверх гидроизоляционной мембраны вдоль стропил. Её главная функция — создание вентиляционного зазора толщиной 30–50 мм между гидроизоляцией и кровельным материалом. Этот зазор необходим для выведения влаги (конденсата) и проветривания утеплителя. Без него утеплитель быстро намокнет и потеряет свои теплоизоляционные свойства.

Устройство обрешётки

Обрешётка — это доски 25х100 мм (или OSB/фанера), которые крепятся перпендикулярно стропилам поверх контробрешётки. Обрешётка служит непосредственной опорой для кровельного материала.

• Под листовые материалы (металлочерепица, профнастил): Обрешётка делается разреженной, с шагом, зависящим от типа материала (обычно 300–350 мм).
• Под мягкую кровлю (гибкая черепица): Требуется сплошное основание — влагостойкая фанера ФСФ или OSB-3 толщиной 9–12 мм, уложенная на разреженную обрешётку.

Типичные ошибки при монтаже стропил

Нарушение технологии приводит к дефектам, которые проявятся уже в первые годы эксплуатации, чаще всего зимой.

1. Неправильная ориентация древесины: Стропила устанавливают «плашмя» (широкой стороной параллельно плоскости крыши), что снижает их прочность на изгиб. Доска 50х200 мм должна стоять на ребро.
2. Отсутствие пропилов: При врубке стропил в мауэрлат делают слишком глубокие пропилы, которые ослабляют сечение стропильной ноги в критически важном месте. Глубина врубки не должна превышать 1/3 от ширины стропила.
3. Нарушение «кровельного пирога»: Использование пароизоляции вместо гидроизоляции на внешней стороне или полное отсутствие вентзазора приводит к скоплению конденсата и быстрому гниению древесины и намоканию утеплителя.
4. Экономия на крепеже: Использование только гвоздей без металлических пластин, скоб или уголков не обеспечивает требуемой жёсткости и надёжности узлов, особенно конькового и мауэрлатного.

Основные моменты

Прочность стропильной системы двускатной крыши — это результат точного расчёта, а не случайного выбора сечения. Всегда начинайте с определения снеговой и ветровой нагрузки для вашего региона, используя данные СП «Нагрузки и воздействия». Используйте только сухой, обработанный антисептиками пиломатериал.

Помните: для пролётов более 6 метров обязательно использование подкосов (наклоненных опор) и бабок (вертикальных стоек) для уменьшения свободного пролёта стропил. И, наконец, критически важно обеспечить вентиляцию подкровельного пространства с помощью контробрешётки, чтобы ваша крыша прослужила заявленные 50–100 лет без потери тепла и порчи древесины.

Читайте также: