Сложный деревянный каркас кровли. Как правильно соорудить каркасную конструкцию для крыши
Самый важный процесс установки крыши – изготовление каркаса. Если при его планировке и возведении будут допущены просчеты и недоработки, тогда такая конструкция долго не простоит. В жилищном строительстве этот «скелет» кровельной конструкции в основном выполняется из дерева. Давайте поговорим о том, как сделать такое деревянное устройство долговечным и практичным.
Каркас изготавливается с учетом выбранной конструкции крыши (двускатная, ломаная, мансардная и т.д.), типа стропильной системы и характеристик кровельного покрытия. Самый распространенный вид – кровля двускатного типа. Поэтому для примера возьмем технологию строительства именно такого каркаса. Освоив ее, вы без труда сможете построить «скелет» крыши любого вида. Ключевой этап в процессе построения каркаса занимает так называемая стропиловка крыши. Нужно понимать: от того, насколько четко будет произведен расчет стропильной конструкции и правильно совершен ее монтаж, зависит надежность и устойчивость всей будущей кровли. Поэтому первый и важный этап работ – составление чертежа и грамотное проектирование с учетом всех будущих нагрузок.
- Висячий.
- Наслонный.
Основное различие между этими вариантами – способ соединения стропил. Первый тип стропил опирается по краям на стены здания с использованием мауэрлата, а второй – на внутренний опорный элемент (несущую стену). Верхние части наслонных стропил между собой не соединяются. Чаще используется вариант крепления с помощью мауэрлата.
Конструкция каркаса верхней части здания включает в себя:- Элементы стропильной системы – коньковый брус, стропильные ноги угловые и центральные стропила, вертикальные стойки и т.п.
- Чердачное перекрытие.
- Обрешетку.
- Мауэрлат.
Поэтому на втором этапе позаботьтесь о приобретении материала для создания этих элементов:
- Для стропил – доска обрезная с сечением 50×150 мм.
- Для мауэрлата – брус с сечением 150×150 мм.
- Для обрешетки – рейки с сечением 40×40 мм.
Кроме того, вам понадобятся:
- шпильки для стропил и для мауэрлата (с резьбою);
- гвозди;
- скобы.
Не забудьте все деревянные элементы обработать специальными составами – антипиретиком и антисептиком. Первое вещество предотвращает деревянные части крыши от пожара, а второе – от гниения.
Последовательность монтажа каркаса крыши такова:- Крепление мауэрлата к поверхности несущих стен.
- Изготовление и установка стропил.
- Возведение чердачного перекрытия.
- Укладка обрешетки.
- В мауэрлате проделайте пазы для крепления стропил.
- Осуществите монтаж конькового бруса. В дальнейшем он послужит фиксатором верхних частей стропильных ног.
- Первыми установите торцевые стропила, а между их коньками протяните шнур. Именно он будет ориентиром для всех вертикальных промежуточных элементов.
- В отверстия мауэрлата вставьте стропильные ноги и зафиксируйте их с помощью скоб и кронштейнов.
- «Вылет» стропил за стены здания должен быть в пределах 40 см.
- Зафиксируйте нижнюю часть стропил обвязкой. Она станет основой для чердачного перекрытия.
- Верхнюю часть стропил прикрепите к коньку.
- Между собой все стропила соедините шпильками.
Вышеописанным способом установите все стропильные пары и приступайте к сборке обрешетки. При выборе ее типа (сплошная или с шагом) ориентируйтесь на тип кровельного материала. Например, для металлочерепицы или шифера потребуется обустройство прореженной обрешетки. Для этого подготовленные бруски прибейте перпендикулярно к стропилам с шагом, равным размеру шифера или черепицы.
Как видите, при ответственном подходе каркас кровли можно собрать самостоятельно, прямо на крыше. Этот вариант считается более бюджетным в сравнении с установкой уже готовых стропильных ферм. Ведь для их монтажа нужна специальная грузоподъемная техника.
Но расслабляться на этом шаге недопустимо. Мелкие просчеты приведут к необходимости преждевременного ремонта, а если сделать серьезную ошибку, может разрушиться все здание. Узнайте, какие материалы подходят для выбранного проекта, продумайте тип кровли, решите, нужно ли в строении чердачное помещение и будет ли оно эксплуатироваться. Изучите краткую инструкцию по монтажу, чтобы сделать все самому или проконтролировать работу мастеров.
Подготовительные работы
Крышу каркасного дома с плоской кровлей можно построить своими руками, но за более сложные проекты в одиночку лучше не браться. Еще на этапе проектирования дома важно продумать:
- Форму крыши.
- Уклоны, которые потребуется выполнить для скатов.
- Кровельный материал.
- Устройство стропильной системы .
- Расстояние между стропилами и их сечением.
- Шаг обрешетки.
- Материалы для утепления, пароизоляции, гидроизоляции.
Виды крыш по форме
По форме крыша каркасного дома бывает:
- Плоская односкатная – самая дешевая и простая в монтаже.
- Двускатная – подходит для одноэтажных и двухэтажных домов с небольшой площадью и прямоугольных зданий.
- Ломаная – идеальная для проектов с мансардой.
- Четырехскатная – используется для строений любого типа, устойчива к ветряным нагрузкам.
- Многощипцовая – сложная конструкция, состоящая из нескольких скатов. Подходит для проектов многоуровневых домов.
- Шпилеобразная – оригинальная, идеальная для снежных регионов, но требует сложных расчетов.
Выбирая форму крыши, учитывают:
- Площадь, этажность, общий проект и дизайн дома.
- Выбранный кровельный материал.
- Климатические условия региона (ветер, снег).
- Бюджет.
Следует отметить, что самым безопасным признается уклон скатов, составляющий от 30 до 45 градусов .
Основные критерии выбора материала
Для крыши каркасного дома можно выбирать различные кровельные материалы, но предпочтение нужно отдавать более легким. Это правило особенно важно, если фундамент не рассчитан на большие нагрузки.
- битумную черепицу;
- полимерпесчаную черепицу;
- профнастил;
- шифер;
- металлическую черепицу;
- цементно-песчаную черепицу.
Для тяжелых кровельных материалов следует делать обрешетку более частой. Дополнительно нужно использовать слой гидроизоляционного материала. Необходимо следить за шагом крепления основного материала кровли. Если сделать его чаще, то вероятность протекания крыши удастся свести к минимуму.
При монтаже кровельных материалов важно придерживаться следующих углов наклона :
- Минимум 10 градусов для профнастила.
- От 12 и 60 градусами для шифера.
- Для еврошифера нижний показатель составляет 6 градусов.
- Для керамической плитки – от 18 до 60 градусов. Такого же показателя следует придерживаться при закреплении полимерпесчаной черепицы.
- Для битумной черепицы – более 12 градусов.
- Металлочерепица требует монтажа под углом свыше 15 градусов.
Особенности монтажа кровли
Проще всего своими руками сделать односкатную кровлю, другие варианты потребуют знаний и опыта.
Строительство крыши включает этапы:
- Монтаж стропильной системы.
- Установка материала для утепления, пароизоляции и гидроизоляции.
- Обрешетка и контробрешетка.
- Монтаж кровельного материала.
Стропильная система крыши каркасного дома должна быть грамотно рассчитана. Для этого анализу подвергается сечение, шаг и непосредственно сама длина. Строители отмечают, что в первую очередь прочность конструкции зависит от следующих параметров:
Сечение можно подобрать по специальным строительным таблицам или выполнить все расчеты своими руками.
Монтаж стропильной системы
Крыша каркасного дома прослужит долго в том случае, если правильно и прочно зафиксировать потолочные балки. Для этого рекомендуется использовать брус с сечением 50 на 150 (200) мм.
На первом этапе потребуется создать особый шаблон стропильных ног. Для этого все манипуляции следует совершать по схеме:
- Взять две доски и расположить их по отношению друг к другу под прямым углом. Для прочной фиксации допускается использовать обычные гвозди.
- Полученный элемент дополнительно закрепить на одном крае мауэрлата.
- Посредством перемещения досок выставить угол, который в дальнейшем будет использоваться в качестве ската.
- От края стены отступить не менее 40 сантиметров . Полученное пространство будет использоваться для водяного стока.
- После получения необходимого угла надежно зафиксировать балку. Строители советуют отмечать линию среза простым карандашом.
После приготовления нескольких шаблонов потребуется соединить между собой две пары стропил. Закрепление производится по обе стороны. При необходимости в дальнейшем могут быть также отдельно наращены ноги.
Для состыковки вполне подойдут обычные толстые болты. Такой вариант в несколько раз безопаснее, особенно если провести сравнение с креплением гвоздями. Между двумя соседними ногами дополнительно потребуется установить поперечный вариант крепления.
Односкатный каркасный дом будет защищен от непогоды в том случае, если все элементы кровли правильно установить. Для этого между боковыми стропилами натягивают веревку. Она будет служить маяком и ориентиром, по которому проверяется уровень. Закрепление дальнейших элементов производится на расстоянии 60 или 80 сантиментов . Такой шаг рекомендуется соблюдать постоянно.
Предварительно делаются расчеты, необходимые для определения количества стропил. Между отдельными элементами стропильной фермы потребуется прибить две доски. Они обеспечат необходимую фиксацию. Для дополнительной защиты от атмосферных осадков следует установить диффузную мембрану .
Размер и шаг обрешетки можно рассчитать самостоятельно, используя формулы. При этом следует учесть в обязательном порядке уклон и особенности конкретного материала. Для возведения обрешетки допускается выбрать брус, сечение которого составляет от 40 до 50 мм.
Укладка кровельного материала
На первом этапе монтируется карнизная планка. Для этого целесообразно использовать саморезы. Только после этого допускается поднимать на крышу металлочерепицу. Она также закрепляется на карнизной планке при помощи саморезов.
Бывают ситуации, когда одного листа не хватает. В таком случае целесообразно нарастить длину. Для этого закрепление делают внахлест. По такой технологии укладывается весь материал.
Подробно и доступно о монтаже кровли рассказано в видео.
Конструкция крыши каркасного дома является одной из наиболее простых, поэтому ее самостоятельное возведение не отнимет много сил и времени.
Эта статья поможет вам, если в процессе работы возникли трудности.В ней рассмотрим особенности монтажа крыши, дадим практические рекомендации по выбору материала, элементов конструкции, и соблюдению необходимых норм и требований в процессе работы.
Что сделать перед тем, как взяться за работу?
До начала возведения конструкции надо определиться:
- С типом крыши и углом уклона скатов
- Типом кровельного материала
- Длиной, сечением стропил и расстоянием между ними
- Длиной, шагом и сечением элементов обрешетки и контробрешетки
- Типом утеплителя
Тип крыш каркасных домов
Крыши бывают:
- Плоскими
- Скатными (с одним, двумя или более скатами)
- Мансардными (с двумя и четырьмя скатами)
- Щипцовыми, коническими, многошипцовыми и прочее
Выбор крыши делается не только исходя из условий ее внешнего вида. Важно учитывать функциональные возможности конструкции. Основные преимущества и недостатки крыш разного типа приведены ниже.
Каркасный дом с плоской крышей
Плоские крыши не пользуются популярностью в частном строительстве. Их сооружение не вызывает сложностей, но недостатки все перекрывают. За ними требуется тщательный уход. После дождя на крышах остается вода, зимой снег приходится убирать самостоятельно. При этом повышается вероятность проникновения влаги внутрь помещения. На домах же со скатной крышей можно использовать чердак, как дополнительное помещение.
Зато при монтаже плоской крыши можно значительно сэкономить на строительных материалах и загорать на ней летом.
При монтаже надо выдерживать угол уклона в 2-3 градуса по отношению к горизонту.
Многоскатная и односкатная крыша каркасного дома
Угол уклона скатов начинается от 10 градусов. Количество скатов – от 1 до 4.
Скатные крыши очень популярны и используются повсеместно. Весной снег долго не задерживается на них, вода спокойно стекает по желобам, появляется много дополнительного места в виде чердачного помещения, на котором можно устроить дополнительную комнатку. Нагрузка на конструкцию также снижается, а вместе с ней и возможность протечек.
Мансардная крыша
Может быть полувальмовой (двухскатной с двумя маленькими скатами) и вальмовой (четырехскатной). Такой тип крыши также широко используется.
Преимущества следующие: дополнительное место под крышей, возможность установки окон, уникальный внешний вид дома, низкая нагрузка на конструкцию зимой. Недостатки – большие затраты на материал, отопление, много снега на оконных конструкциях зимой, более быстрое разрушение стропильных конструкций из-за недостаточного вентилирования.
Многощипцовая крыша
Многощипцовая крыша считается одной из самых популярных. Отличается от других большим количеством скатов и наличием ендов. Устанавливается в том случае, если дом имеет сложную планировку.
Преимущества – конструкция выдерживает существенные нагрузки, появляется возможность обустройства дополнительного помещения, уникальный внешний вид. Недостатки – большой расход материала, при этом остается много отходов, сложность монтажа своими руками, большие денежные затраты.
Конические крыши
Коническая крыша устанавливается в случае, когда здание выполнено в форме круга. В России такие крыши мало кто строит.
Преимущества – интересный внешний вид, простота ухода. Недостатки: сложность расчетов и монтажа.
Мы предлагаем сделать выбор в пользу крыши с двумя скатами. В этом случае получится заметно сократить расходы на материал и обслуживание, при этом внешний вид конструкции не пострадает.
Стоит понимать, что чем больше скатов, тем крыша красивее, но при этом и дороже.Но если вы не привыкли экономить и хотите самое лучшее – то устанавливайте крышу любого типа.
Уклон скатов
Идеальным уклоном с точки зрения безопасности и долговечности является уклон от 30 до 45 градусов. В этом случае нагрузка на кровлю (ветер, снег) является оптимальной.
При этом внешне крыша с таким уклоном смотрится выигрышней.
Выбор материала для кровли
Выбор кровельного материала зависит от уклона скатов. В этом случае будут соблюдены необходимые требования по безопасности и увеличен срок службы крыши.
Ниже приведены основные типы кровельных материалов и угол уклона, который надо соблюдать при монтаже:
- Профнастил – от 10 градусов
- Шифер – от 12 до 60 градусов
- Еврошифер (ондулин) – от 6 градусов и выше
- Керамическая черепица – 18-60 градусов
- Полимерпесчаная черепица – 18-60 градусов
- Битумная черепица – от 12 градусов без ограничения максимального уклона
- Металлочерепица – от 15 градусов
Выбирая тип кровельного материала надо соблюдать следующие рекомендации:
- Материал должен соответствовать конфигурации кровли
- Срок службы материала должен быть максимально приближен к сроку годности самой кровли
- Выбранный материал должен соответствовать эстетическим и экономическим критериям владельца. Надо учитывать сложность кладки и стоимость кровельного материала, сложность схемы крыши и т.п
- Кровельный материал должен обладать максимально «выгодными» характеристиками: долговечность, устойчивость к механическим и климатическим воздействиям, простота ухода, морозоустойчивость, уровень звукоизоляции, климатические условия и т.д. Если вы живете там, где часто идет град, не стоит выбирать кровельный материал, который после первого выпадения осадков превратится в лохмотья
Стропила: сечение, шаг, длина
Для расчета стропил вы можете воспользоваться специальным калькулятором, сэкономив время:
Сечение стропил выбирается с учетом следующих параметров:
- Длины стропильных ног и шага их установки
- Уклона кровли (чем он меньше, тем меньше нагрузка на поверхность)
- Нагрузки (снеговые, ветровые и пр.), которые установлены в нормативных документах для каждого региона страны
- Вида материала, которым будет покрываться кровля, а также его веса и размера
Выбрать сечение можно двумя способами: обратиться к строительным таблицам или провести самостоятельный расчет.
Мы предлагаем ознакомиться с нормативами, приведенными в таблице ниже. Однако лучше всегда выбирать вариант с запасом. Из таблицы сразу можно подобрать шаг стропил и длину.
| Шаг установки стропил, мм | Длина отдельной стропилы, м | ||||||
| 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | |
| 600 | 40х150 | 40х175 | 50х150 | 50х150 | 50х175 | 50х200 | 50х200 |
| 900 | 50х150 | 50х175 | 50х200 | 75х175 | 75х175 | 75х200 | 75х200 |
| 1100 | 75х125 | 75х150 | 75х175 | 75х175 | 75х200 | 75х200 | 100х200 |
| 1400 | 75х150 | 75х175 | 75х200 | 75х200 | 75х200 | 100х200 | 100х200 |
| 1750 | 75х150 | 75х200 | 75х200 | 100х200 | 100х200 | 100х250 | 100х250 |
| 2150 | 100х150 | 100х175 | 100х200 | 100х200 | 100х250 | 100х250 | _ |
Обрешетка
В зависимости от уклона кровли и кровельного материала (в данном случае выбрали черепицу) можно подобрать шаг и размеры обрешетки по таблице.
Сечение брусков шаговой обрешетки можно выбрать размером 50 на 40 мм.
| Уклон кровли, град | Шаг обрешетки, мм | Расход черепицы, шт/м2 |
| 50 | 375 | 8,9 |
| 45 | 370 | 9,0 |
| 45 | 365 | 9,2 |
| 40 | 360 | 9,3 |
| 35 | 355 | 9,4 |
| 35 | 350 | 9,6 |
| 30 | 345 | 9,7 |
| 25 | 340 | 9,8 |
| 20 | 335 | 10,0 |
| 15 | 330 | 10,1 |
| 14 | 320 | 10,4 |
Контробрешетка
Размер, и сечение контробрешетки можно делать такими, как у обрешетки.
Шаг должен совпадать с шагом стропил.
Монтаж крыши каркасного дома
Последовательность монтажа для двухскатной крыши выглядит следующим образом:
- Установка стропильной системы
- Укладка утеплителя
- Устройство обрешетки и контробрешетки
- Установка кровельного материала и финишных элементов конструкции
Установка стропильной системы
Установка стропильных ног начинается после того, как будут надежно зафиксированы потолочные балки (мауерлаты). В качестве стропил будет выступать брус сечением 50×150 мм., или 50×200 мм. Более точное сечение возьмите из таблицы выше.
Подготовка стропил
Для начала надо изготовить шаблон стропильных ног. Делается это так:
- Берут две доски и соединяют их внахлест под углом 90 градусов, фиксируя гвоздем в верхней точке
- Шаблон поднимают наверх и устанавливают края досок на мауерлаты
- Регулируя расположение досок, находят нужный скат. При этом их края должны на 40-60 сантиметров выходить за уровень стен, чтобы в будущем проще устроить систему водостока. Если длины досок не хватает, можно сшить по две на земле
- Когда необходимый уклон скатов получен, надо между стропильными ногами прибить поперечную перекладину, тем самым зафиксировав угол. В это же время нужно обозначить карандашом линию среза стропил, если они будут фиксироваться встык и срезы под прямым углом в местах присоединения ног к мауерлатам
- Все расчеты должны быть сняты с максимальной точностью
После того, как шаблон приготовлен, по нему надо собрать две пары стропил, которые будут монтироваться по краям. При необходимости ноги наращиваются. Состыковывать их можно вполдерева толстыми болтами, что безопасней, или при помощи двух гвоздей, вбитых под разным углом. Между двумя ногами одного стропила надо установить поперечину.
Сращивание бруса
Соединение стропил внахлест
Сращивание стропил способом соединения встык
Спаренные стропила
Жёсткое соединение стальным уголком и опорным подшивным брусом
Вбивание гвоздей с боков, под углом в направлении друг к другу
Скользящее соединение стропил
Следующий шаг – подъем стропил на крышу и их фиксация на мауерлатах (балках), как показано на картинке. Внизу монтируется упорный брусок.
Когда две пары боковых стропил установлены, между ними надо натянуть веревку. Она служит маяком, по которому проверяется уровень. Далее между стропилами измеряется расстояние и делится на 60 или 80, в зависимости от шага, с которым будет вестись монтаж.
После проведения расчетов на земле собирается нужное количество стропил. Затем они поднимаются наверх, и устанавливаются с выбранным шагом по всему периметру. Между стропильными фермами прибивается по две доски для фиксации.
Утепление крыши каркасного дома
Чтобы зимой не замерзнуть, надо утеплить крышу.
Сначала к внутренней стороне стропильных ног при помощи строительного степлера крепится пароизоляционная пленка. Стыки прорабатываются двухсторонним скотчем. Затем в пространство между брусьями стропил укладываются плиты утеплителя.
Чтобы защитить утеплитель от атмосферных осадков, надо поверх него постелить диффузионную мембрану. Если планируете использовать армированную пленку, то между ней и утеплителем оставляйте зазор в 2 сантиметра.
Вот отличное фото, которое упрощает процесс:
- 1 - Стропило
- 2 - Утеплитель
- 3 - Подкровельная ветро-водоизоляция
- 4 - контррейка
- 5 - Обрешетка
- 6 - Кровельное покрытие
Обрешетка и контробрешетка
Контробрешетку можно выполнить брусками 25 на 30 сантиметров или 30 на 50. Шаг брусьев такой же, как у стропил, так как они монтируются поверх них. На фото выше это отлично видно.
На контробрешеку монтируется обрешетка. Для этого используются доски 25 на 100 мм., или брусья 40 на 50 мм. Шаг обрешетки зависит от типа кровельного покрытия, который будет применяться. Крепления делаются оцинкованными гвоздями, чья длина в три раза больше толщины брусков или досок и в шахматном порядке.
На фото ниже выберите нужное расстояние для своего варианта.
Монтаж кровельного материала
В нашем случае рассмотрим монтаж металлочерепицы. Он начинается по направлению снизу – вверх.
Вначале монтируется карнизная планка при помощи саморезов. Далее на крышу поднимается первый лист металлочерепицы. К карнизной планке он крепится саморезами в каждую выемку. Затем можно крепить лист через одну выемку. Если длины одного листа черепицы не хватает, можно нарастить его, используя свободные куски, укладывая их внахлест и фиксируя саморезами 4,8 x 28 мм. Далее аналогично укладываются с нахлестом остальные листы.
Нижний край черепицы должен выступать на 40 см. за край карниза.
Проектируя любое жилое строение, архитекторы особое внимание уделяют крыше, так как она выполняет не одну, а сразу несколько функций, в зависимости от ее конструктивных особенностей. Нужно сказать, что далеко не всех будущих домовладельцев удовлетворяет обычная двухскатная крыша, хотя ее можно назвать самой надежной, так как она имеет всего две скатные плоскости и один стык между ними. Многих привлекают более сложные конструкции, которые добавляют строению особую привлекательность и оригинальность. Другие, более практичные домовладельцы, предпочитают мансардные конструкции, которые одновременно способны выполнять роль кровли и второго этажа.
Основой любой крыши является индивидуальная стропильная система, имеющая свои конструктивные особенности. Сделать выбор нужного каркаса крыши будет значительно проще, если заранее разобраться какие же виды и схемы стропильных систем используются в строительной практике. После получения подобной информации станет более понятно, насколько сложны такие конструкции в монтаже. Особенно это важно знать, если каркас для крыши предполагается возводить самостоятельно.
Основные функциональные задачи стропильных систем
При обустройстве скатных конструкций крыш, стропильная система является каркасом для покрытия и для удержания материалов «кровельного пирога». При грамотном монтаже каркасной конструкции будут создаваться необходимые условия для правильной и неутепленных типов кровель, защищающих стены и внутреннее пространство дома от различных атмосферных воздействий.
Кровельная конструкция также всегда является завершающим архитектурным элементом экстерьерного оформления строения, своим видом поддерживая его стилистическое направление. Тем не менее, конструктивные особенности стропильных систем в первую очередь должны соответствовать требованиям прочности и надежности, которым должна соответствовать крыша, и лишь затем уже – эстетическим критериям.
Каркас стропильной системы формирует конфигурацию и угол наклона крыши. Эти параметры во многом зависят от природных факторов, характерных для конкретного региона, а также от желания и возможностей домовладельца:
- Количество осадков в разные периоды года.
- Направление и средняя скорость ветра в местности, где будет возводиться постройка.
- Планы по применению пространства под крышей – обустройства в нем жилых или нежилых помещений, или же использования его лишь в качестве воздушной прослойки для термоизоляции расположенных ниже помещений.
- Разновидность планируемого материала кровельного покрытия.
- Финансовые возможности домовладельца.
Атмосферные осадки и сила потоков ветра дают весьма чувствительную нагрузку на строение кровли. Например, в регионах с обильными снегопадами не стоит выбирать стропильную систему с небольшим углом наклона скатов, так как снеговые массы будут задерживаться на их поверхности, что может привести к деформации каркаса или кровельного покрытия или к протеканиям.
Если же местность, где будет производиться стройка, славится своими ветрами, то лучше выбирать конструкцию с небольшим уклоном ската, чтобы случающиеся резкие порывы не сорвали отдельных элементов крыши и кровли.
Основные элементы конструкции крыши
Детали и узлы стропильных систем
В зависимости от выбранного вида стропильной системы, используемые элементы конструкции могут значительно разниться, однако, существуют детали, которые присутствуют и в простых, и в сложных системах крыш.
К основным элементам стропильной системы скатной крыши относятся:
- Стропильные ноги, формирующие скаты кровли.
- - деревянный брус, закрепляемый на стенах дома и служащий для фиксации на нем нижней части стропильных ног.
- Конек - это стык каркасов двух скатов. Он обычно является самой высокой горизонтальной линией крыши и служит опорой, на которой закрепляются стропила. Конек может быть сформирован стропилами, скрепленными между собой под определенным углом или же зафиксированными на коньковой доске (прогоне).
- Обрешетка - это рейки или брус, монтируемые на стропила с определенным шагом и служащие основой для настила выбранного кровельного материала.
- Подпорные элементы, куда можно отнеси лежни, прогоны, стойки, подкосы, стяжки и другие детали, служат для повышения жесткости стропильных ног, поддержки конька, связывания отдельных деталей в общую конструкцию.
Кроме упомянутых деталей конструкции, в нее могут быть включены и другие элементы, функции которых направлены на упрочнение системы и оптимальное распределение нагрузок крыши на стены строения.
Стропильная система подразделяется по нескольким категориям в зависимости от разных особенностей своей конструкции.
Чердачное пространство
Прежде чем перейти к рассмотрению разных видов крыш, стоит разобраться, каким может быть чердачное пространство, так как многие собственники с успехом используют его в качестве хозяйственных и полноценных жилых помещений.
Конструкцию скатных крыш можно разделить на бесчердачные и чердачные. Первый вариант называется именно так оттого, что пространство под крышей имеет небольшую высоту и используется только в качестве утепляющей сверху помещения здания воздушной прослойки. К таким системам обычно относится или же имеющая несколько скатов, но расположенных под очень незначительным углом.
Чердачная конструкция, имеющая достаточно большую высоту конька, может использоваться по-разному, быть утепленной и неутепленной. К таким вариантам можно отнести мансардный или же двухскатный вариант. Если выбирается кровля с высоким коньком, то в обязательном порядке необходимо учитывать ветровые нагрузки в регионе, где выстроен дом.
Уклон скатов
Чтобы определить оптимальный наклон скатов крыши будущего жилого строения, в первую очередь нужно присмотреться к уже выстроенным малоэтажным соседским домам. Если они стоят уже не один год и стойко выдерживают ветровые нагрузки, то их конструкцию смело можно брать за основу. В том же случае, когда владельцами поставлена цель создать эксклюзивный оригинальный проект, непохожий на стоящие рядом постройки, необходимо ознакомиться с конструктивными и эксплуатационными особенностями различных стропильных систем и произвести соответствующие расчеты.
Следует учитывать, что от того, насколько велик уклон скатов крыши, зависит изменение касательных и нормальных значений силы ветра — чем круче угол наклона, тем большее значение имеют нормальные силы и меньше касательные. Если крыша пологая, то на конструкцию больше влияет касательная нагрузка ветра, так как увеличивается подъемная сила с подветренной стороны и уменьшается с наветренной.
Зимняя снеговая нагрузка тоже должна быть учтена при проектировании кровли. Обычно этот фактор рассматривается в комплексе с ветровой нагрузкой, так как с наветренной стороны снеговая нагрузка будет гораздо ниже, чем с подветренного ската. Кроме этого, на скатах существуют места, где обязательно будет собираться снег, давая большую нагрузку на эту область, поэтому ее следует укрепить дополнительными стропилами.
Уклон скатов крыш может варьироваться от 10 до 60 градусов, и он должен быть выбран не только с учетом консолидированной внешней нагрузки, но и в зависимости от кровельного покрытия, которое планируется использовать. Этот фактор учитывается потому, что кровельные материалы различаются по своей массе, для их закрепления требуется различное количество элементов стропильной системы, а значит, будет разниться и нагрузка на стены дома, и насколько она будет большой, тоже зависит от угла уклона крыши. Немаловажное значение имеют и особенности каждого покрытия по сопротивляемости проникновению влаги – многим кровельным материалам в любом случае необходимо тот или иной уклон для обеспечения свободного схода ливневой воды или тающего снега. Кроме этого, выбирая уклон крыши, нужно заранее продумать то, как будет осуществляться процесс очистки и ремонтных работ на кровле.
Планируя тот или иной угол скатов крыши нужно знать, чем меньше стыков между листами покрытия, и чем они герметичнее, тем меньше можно делать уклон ската, конечно, если не предполагается устроить в чердачном пространстве жилое или хозяйственное помещение.
Если же для покрытия кровли используется материал, состоящий из небольших элементов, например, керамическая черепица, то уклон скатов нужно делать достаточно крутым, чтобы вода никогда не задерживалась на поверхности.
Учитывая вес кровельного материала, нужно знать – чем тяжелее покрытие, тем угол скатов должен быть больше, так как в этом случае нагрузка правильно распределится на стропильную систему и несущие стены.
Для покрытия крыши могут быть использованы следующие материалы: или профильный лист, оцинкованная сталь, волнистые асбестобетонные и битумно-волокнистые листы, цементная и керамическая черепица, рубероид, мягкая кровля и другие кровельные материалы. Ниже на иллюстрации показаны допустимые углы крутизны скатов для различных типов кровельных покрытий.
Базовые конструкции стропильных систем
В первую очередь стоит рассмотреть базовые виды стропильных систем относительно расположения стен дома, которые применяются во всех конструкциях крыш. Базовые варианты разделяют на наслонную, висячую, а также комбинированную, то есть включающую в свою конструкцию элементы и первого, и второго типа систем.
крепления для стропил
Наслонная система
В постройках, где предусмотрены внутренние несущие стены, чаще устанавливается наслонная стропильная система. Монтировать ее гораздо проще, чем висячую, так как внутренние несущие стены обеспечивают для ее элементов надежную опору, а кроме того, для этой конструкции потребуется меньшее количество материалов.
Для стропил в этой системе определяющей опорной точкой является коньковая доска, на которой они и закрепляются. Безраспорный вид наслонной системы может быть обустроен в трех вариантах:
- В первом варианте верхняя сторона стропил фиксируется на коньковой опоре, называемой скользящей, а нижняя их сторона закрепляется путем врубки к мауэрлату. Дополнительно стропила в нижней части фиксируется к стене с помощью проволоки или скоб.
- Во втором случае стропила в верхней части подрезаются под определенным углом и соединяются между собой при помощи специальных металлических пластин.
Нижний же край стропильных ног крепится к мауэрлату подвижными креплениями.
- В третьем варианте стропила жестко скрепляются в верхней части брусками или обработанными досками, расположенными горизонтально, параллельно друг другу с обеих сторон соединенных под углом стропил, а между ними защемляется коньковый прогон.
В нижней части для закрепления стропил, так же, как и в предыдущем случае, применяются скользящие крепления.
Необходимо пояснить, почему для фиксации стропил на мауэрлате часто используются именно скользящие крепления. Дело в том, что они способны избавить несущие стены от излишнего напряжения, так как стропила не зафиксированы жестко, и при усадке строения они имеют возможность сдвигаться, не деформируя при этом общей конструкции кровельной системы.
Этот вид крепления применяется только в наслонных системах, что также отличает их от висячего варианта.
Однако в некоторых случаях для наслонных стропил применяют распорную систему, в которой нижний конец стропил жестко фиксируется к мауэрлату, а чтобы снять нагрузку со стен в конструкцию встраиваются затяжки и подкосы. Этот вариант и называется комплексным, так как включает в себя элементы наслонной и висячей системы.
Монтаж крыши – это сложный многоэтапный процесс. Чтобы самостоятельно собрать и установить стропильную систему, необходимо тщательно изучить способы соединения элементов, просчитать длину стропил и угол уклона, подобрать соответствующие материалы. Если нет нужного опыта, браться за сложные конструкции не стоит. Оптимальный вариант для жилого дома небольших размеров – крыша двухскатная своими руками.
Стандартная крыша такого типа состоит из следующих элементов:
Мауэрлатом называется брус, уложенный сверху на стены вдоль периметра постройки. Он закрепляется с помощью замурованных в стену стальных стержней с резьбой или анкерными болтами. Брус должен быть изготовлен из хвойной древесины и иметь квадратное сечение 100х100 мм либо 150х150 мм. Мауэрлат принимает на себя нагрузку от стропил и передает ее наружным стенам.
Стропильные ноги — это длинные доски сечением 50х150 мм или 100х150 мм. Они крепятся между собой под углом и придают крыше треугольную форму. Конструкция их двух стропильных ног называется фермой. Количество ферм зависит от длины дома и вида кровельного покрытия. Минимальное расстояние между ними равняется 60 см, максимальное – 120 см. При расчете шага стропильных ног следует учитывать не только вес покрытия, но и ветровую нагрузку, а также количество снега в зимний период.
Расположен в наивысшей точке крыши и чаще всего представляет собой продольный брус, соединяющий между собой оба ската. Снизу брус поддерживают вертикальные стойки, а по бокам крепятся концы стропил. Иногда конек состоит из двух досок, которые прибивают к верхней части стропил с обеих сторон и соединяют под определенным углом.
Стойки – вертикальные брусья сечением 100х100 мм, расположенные внутри каждой фермы и служащие для передачи нагрузки от прогона конька на несущие стены внутри дома.
Подкосы делают из обрезков бруса и устанавливают под углом между стойками и стропилами. Подкосами укрепляются боковые грани фермы, повышается несущая способность конструкции.
Затяжка – балка, соединяющая нижние части стропил, основание треугольника фермы. Вместе с подкосами такая балка служит для упрочнения фермы, повышает ее устойчивость к нагрузкам.
Лежнем называется длинный брус сечением 100х100 мм, уложенный вдоль центральной несущей стены, на который опираются вертикальные стойки. Лежень используют при монтаже наслонных стропил, когда прогон между наружными стенами составляет больше 10 м.
Обрешетка представляет собой набитые на стропила доски или брус. Обрешетка бывает сплошной и с зазорами, в зависимости от вида кровли. Крепится она всегда перпендикулярно направлению стропил, чаще всего по горизонтали.
Если между наружными стенами не больше 10 м и посередине нет несущей стены, устраивают висячую стропильную систему. При такой системе верхние концы смежных стропил запиливают под углом и соединяют между собой при помощи гвоздей, исключая монтаж стоек и конькового бруса. Нижние концы стропильных ног опираются на внешние стены. Благодаря отсутствию стоек, чердачное пространство можно использовать для обустройства мансарды. Очень часто функцию затяжек выполняют балки перекрытия. Для упрочнения конструкции рекомендуется устанавливать верхнюю затяжку на расстоянии 50 см от конька.
При наличии центральной опорной стены более оправдано обустройство наслонной стропильной системы . На стену укладывают лежень, на него крепят опорные стойки, а к стойкам прибивают коньковый брус. Этот способ монтажа довольно экономичен и более прост в исполнении. Если потолки во внутренних помещениях проектируются на разных уровнях, стойки заменяют кирпичной стеной, разделяющей чердак на две половины.
Процесс монтажа крыши включает несколько этапов: крепление мауэрлата к стенам, сборку стропильных ферм, установку стропил на перекрытия, устройство конька, крепление обрешетки. Все деревянные элементы перед началом сборки тщательно обрабатывают любым антисептическим составом и просушивают на воздухе.
Для работы понадобится:
- брус 100х10 мм и 150х150 мм;
- доски 50х150 мм;
- доски толщиной 30 мм для обрешетки;
- рубероид;
- металлические шпильки;
- электролобзик и ножовка;
- молоток;
- гвозди и саморезы;
- угольник и строительный уровень.
В деревянных домах функции мауэрлата выполняют бревна последнего ряда, что существенно упрощает рабочий процесс. Для установки стропил достаточно вырезать на внутренней стороне бревен пазы соответствующего размера.
В кирпичных домах или зданиях из блоков монтаж мауэрлата происходит следующим образом:
Брусья мауэрлата должны образовывать правильный прямоугольник и находиться в одной горизонтальной плоскости. Это облегчит дальнейший монтаж крыши и обеспечит конструкции необходимую устойчивость. В завершение на брусьях делают разметку под стропила и вырезают пазы по толщине бруса.
При выборе висячей стропильной системы необходимо собрать фермы на земле, а затем установить над перекрытиями. Сначала нужно составить чертеж и высчитать длину стропильных ног и угол их соединения. Обычно угол наклона крыши составляет 35-40 градусов, но на открытых, сильно продуваемых участках его уменьшают до 15-20 градусов. Чтобы узнать, под каким углом соединять стропила, следует угол наклона крыши умножить на 2.
Зная длину прогона между внешними стенами и угол соединения стропил, можно высчитать длину стропильных ног. Чаще всего она равняется 4-6 м с учетом карнизного свеса шириной 50-60 см.
Верхние концы стропил можно скрепить несколькими способами : внахлест, встык и «в лапу», то есть, с вырезом пазов. Для фиксации используют металлические накладки или болты. Далее монтируют нижние и верхние затяжки, а затем готовые фермы поднимают наверх и устанавливают над перекрытиями.
Первыми крепятся крайние фермы: с помощью отвеса стропила выставляют по вертикали, регулируют длину свеса и прикрепляют к мауэрлату болтами или стальными накладками. Чтобы в процессе монтажа ферма не сдвинулась, ее укрепляют временными укосинами из бруса. После установки крайних стропил выставляют остальные, соблюдая между ними одинаковое расстояние. Когда все фермы закреплены, берут доску сечением 50х150 мм, длина которой на 20-30 см больше длины карниза, и прибивают ее по верхнему краю ската. То же самое делают с другой стороны крыши.
Первый вариант: на стропильной ноге в месте прилегания к мауэрлату вырезают прямоугольный паз на 1/3 ширины бруса. Отступив от верха коробки 15 см, в стену вбивают стальной костыль. Стропило выставляют по уровню, совмещают пазы, затем накидывают сверху хомут из проволоки и притягивают брус вплотную к стене. Концы проволоки надежно закрепляют на костыле. Нижние края стропил аккуратно срезают дисковой пилой, оставляя свес 50 см.
Второй вариант: верхние ряды стен выкладывают со ступенчатым карнизом из кирпичей, а мауэрлат располагают вровень с внутренней поверхностью стены и вырезают в нем паз под стропило. Край стропильной ноги обрезают по уровню верхнего угла карниза. Этот способ проще остальных, но свес получается слишком узким.
Третий вариант: балки потолочных перекрытий выпускаются за край наружной стены на 40-50 см, а стропильные фермы устанавливают на балки. Концы стропильных ног обрезают под углом и упирают в балки, фиксируя металлическими накладками и болтами. Этот способ позволяет немного увеличить ширину чердачного помещения.
Устройство наслонных стропил
1 показана врубка подкосов стропил в лежень, уложенный по промежуточным опорам, и на фиг. 2 — опирание стропильной ноги на мауэрлат
Порядок работ при монтаже наслонной стропильной системы:
Когда основные элементы закреплены, поверхность стропил обрабатывают антипиренами. Теперь можно приступать к изготовлению обрешетки.
Для обрешетки подходит брус 50х50 мм, а также доски толщиной 3-4 см и шириной от 12 см. Под обрешетку обычно укладывают гидроизоляционны й материал, чтобы защитить стропильную систему от намокания. Гидроизоляционну ю пленку настилают горизонтальными полосами от карниза до конька крыши. Материал стелется с напуском 10-15 см, после чего стыки скрепляются скотчем. Нижние края пленки должны полностью закрывать концы стропил.
Между досками и пленкой необходимо оставить вентиляционный зазор, поэтому сначала на пленку набивают деревянные рейки толщиной 3-4 см, располагая их вдоль стропил.
Следующий этап – обшивка стропильной системы досками; их набивают перпендикулярно рейкам, начиная от карниза крыши. На шаг обрешетки влияет не только вид кровельного покрытия, но и угол наклона скатов: чем больше угол, тем больше расстояние между досками.
После завершения монтажа обрешетки приступают к обшивке фронтонов и свесов. Закрыть фронтоны можно досками, пластиковыми панелями, вагонкой, водостойкой фанерой или профнастилом – все зависит от финансовых возможностей и личных предпочтений. Крепится обшивка к боковой части стропил, в качестве крепежей используются гвозди или саморезы. Свесы также подшиваются различными материалами – от дерева до сайдинга.
Видео — Крыша двухскатная своими руками