Строительство кровли и стропил

Устройство и монтаж деревянной стропильной системы

Крыша здания защищает его от холодов, дождя и ветра. Это такой же важный элемент, как наружные стены и фундамент. Стропильная система является несущим каркасом крыши. Она берет на себя все нагрузки: от конструкций, от снега и ветра. Чтобы не возникло проблем при эксплуатации, конструкция крыши дома должна быть прочной и надежной. Монтаж стропильной системы своими руками стоит выполнять только после тщательной подготовки и изучения всей необходимой информации.

Крыша и кровля

Прежде чем начать устройство крыши частного дома, нужно разграничить два понятия. Непрофессионалы часто путают, но строители четко разделяют определения крыша и кровля. Крыша — это вся конструкция, которая отделяет здание от улицы сверху. Конструкция крыши частного дома включает в себя стропила, все другие несущие элементы, теплоизоляционный материал, кровельное покрытие.

Деревянная стропильная система

Кровля — это верхняя часть крыши. Она же является кровельным покрытием. Устройство кровли требует внимательного подбора материала. Ведь именно от него будет зависеть надежность гидроизоляции и комфортность проживания.

Требования к системе

Чтобы правильно смонтировать стропильную систему своими руками, необходимо учитывать определенный набор правил. Без их учета строение не сможет эффективно сопротивляться негативным воздействиям извне.

В первую очередь стоит учесть прочность. Все элементы должны выдержать нагрузку без разрушения. Устройство стропильной системы крыши предполагает предварительный расчет несущих конструкций по первому предельному состоянию. Именно он проверяет элементы стропильной системы на прочность.

Стропильная система

Второе требование — жесткость. Здесь учитывается максимальный прогиб. Конструкция крыши деревянного дома или любого другого не должна провисать слишком сильно. Допустимые деформации в середине пролета равняются длине этого пролета, разделенной на 200. Перед началом стройки конструкция стропильной системы должна быть рассчитана по второй группе предельных состояний — на жесткость.

Стропиловка крыши своими руками производится с учетом того, чтобы конструкция имела небольшой вес. В противном случае сильно возрастает нагрузка на стены и фундаменты. Именно по этой причине древесина получила широкое распространение в качестве основного материала. Деревянная стропильная система обладает достаточной прочностью, но весит сравнительно немного. Внимание стоит уделить не только конструкции кровли, но и грамотно выбрать кровельный материал. Он не должен быть слишком тяжелым. Керамическая черепица потеряла свою популярность не только из-за стоимости, но и из-за того, что под нее должна быть усилена крыша дома, его стены и фундаменты.

Таблица удельного веса кровельного материала

Особые требования предъявляются к качеству материала. Изготовление деревянных элементов должно выполняться только из хорошего сырья. Стоит учесть следующие рекомендации:

  • Для основных элементов используют древесину 1 или 2 сорта. 3 сорт может быть применен только для обрешетки и других мелких деталей.
  • Стропильные конструкции скатных крыш рекомендуют изготавливать из хвойных пород. Они обладают большей устойчивостью к гниению и другим неприятностям, поскольку содержат смолу. При одинаковом сечении допустимый пролет для лиственных пород будет меньше.
  • Пред началом работ все элементы обязательно обрабатывают антисептиком. Такой этап подготовки позволяет предотвратить множество неприятностей в дальнейшем. Также по желанию можно обработать дерево антипиренами. Это повысит сопротивляемость возгоранию.
  • Лучше закупать древесину из северных регионов, которая заготовлена в зимний период. Именно такой материал обладает наивысшим качеством.

Части конструкции

Схема стропильной системы включает в себя множество элементов. Чтобы понимать чертежи и правильно воспринимать информацию, нужно знать хотя бы основные из них. Итак, из чего состоит крыша?

Элементы стропильной системы крыши

В первую очередь – это конек, карниз и скаты. Эти элементы являются основными частями. Конек — это самая верхняя часть конструкции. Карниз или свес — нижняя. Скаты — это наклонные поверхности, которые располагаются между коньком и карнизом.

Возведение стропильной системы требует знания несущих элементов. К таким относятся:

  • Мауэрлат — брус, который укладывают по обрезу стен здания. Мауэрлат нужен, чтобы равномерно передать нагрузку от стропильных ног, которые опираются точечно. Обычно для его изготовления используют брус размерами 150х150 мм или 200х200 мм (для больших зданий).
  • Стропильные ноги представляют собой наклонные балки, которые передают нагрузку от собственного веса крыши, снега и ветра на мауэрлат. Такие балки обычно устанавливаются от конька до карниза. Но при возведении вальмовой крыши появляются элементы, которые имеют только одну из указанных точек. Их опирают на конек или на карниз. Такие детали называют нарожниками. Они обычно имеют такое же сечение, как и стропила. По сути, нарожники — это обрезанные с одной стороны стропильные ноги.
  • Прогон — балка, на которую опираются элементы крыши. Прогон может быть установлен под стойки. Еще один вариант — коньковый прогон (ригель). На него опираются стропила в верхней точке. Сечение прогона зависит от его пролета, обычно принимается 200х200 мм.
  • Накосные ноги нужны только для вальмовых крыш. Они представляют собой диагональные стропила, опирающиеся на мауэрлат по углам. Сечение принимается увеличенным, обычно 150х200 или 100х200 мм.
  • Конструкция деревянной крыши предполагает наличие затяжек, подкосов и стоек. Они предназначены для того, чтобы уменьшить нагрузку на основные элементы. При строительстве дома своими руками важно помнить, что стойки нельзя опирать на пролет перекрытия. Установка возможна только на нижележащие стены или на прогоны, перекинутые между стенами. Монтировать такие элементы на перекрытие можно только в том случае, если оно рассчитано на такую нагрузку и усилено в нужной зоне.
  • Обрешетка нужна для того, чтобы сделать основание под покрытие. Для металлочерепицы и фальцевой кровли обрешетка может быть разреженной из досок толщиной 32—40 мм. Для битумной черепицы нужно сплошное основание из досок толщиной 25—32 мм или влагостойкой фанеры.
  • Для того чтобы сделать вылет карниза, устанавливают кобылки. Они становятся продолжением стропил. Крепление кобылки к стропилу выполняется на длину минимум 1 м. Сечение элемента обычно принимается 50х100 мм.

Еще один элемент стропильной системы — ферма. Это цельная конструкция, которая состоит из стропил, затяжек, подкосов и стоек, жестко соединенных между собой. Ферма имеет треугольную форму, а внутри разбита на несколько более мелких треугольников, что обеспечивает ей хорошую устойчивость.

Формы крыш

Кровли скатных крыш бывают разных форм. Здесь стоит выделить:

Самый распространенный вариант — это двухскатная или четырехскатная вальмовая крыша. Первая требует устройства фронтонов. Ломаные актуальны при возведении мансарды. Сначала стропила идут под крутым углом, а потом под меньшим. Такая технология позволяет поднять потолок мансардного помещения. Также рекомендуем прочитать про стропильную систему полувальмовой крыши.

Типы стропил

Выделяют две конструкции:

  • с наслонными стропилами;
  • с висячими стропилами.

Устройство крыши деревянного дома возможно только с использованием первых. Это вызвано двумя правилами:

  • висячие стропила должны крепиться к мауэрлату жестко;
  • в деревянном доме стропила должны крепиться к мауэрлату шарнирно.

Два этих высказывания противоречат друг другу, поэтому стропильная система деревянного дома может содержать только наслонные элементы.

Узлы крепления стропильной системы

Наслонные балки представляют собой элементы, которые опираются на мауэрлат в нижней точке и на коньковый прогон в верхней. Это позволяет уменьшить горизонтальный распор, который действует на стены, когда стропила пытаются разъехаться и принять горизонтальное положение. Элементы могут быть усилены стойками или подкосами. Схватки в этом случае можно располагать через одну пару ног.

Висячие баки опираются только в нижней точке на мауэрлат. Наверху они просто упираются друг в друга. Чтобы система из деревянных элементов не разъехалась, обязательно делают затяжки. Лучше устанавливать их на каждую пару ног. Такой вариант характеризуется сильным действием распора на наружные стены, но зато позволяет получить больше свободного пространства внутри мансарды.

Соединения

Перед тем как сделать стропильную систему своими руками, нужно внимательно изучить узлы. Чтобы построить свой дом, не стоит экономить время или деньги. Только в этом случае результат будет радовать долгие годы.

Узлы крепления стропильной системы кровли

Узлы крепления стропильной системы кровли, которые заслуживают особого внимания, представлены следующими:

  • крепление мауэрлата к стене;
  • крепление стропил к мауэрлату;
  • крепление стропил в верхней точке;
  • сращивание стропил по длине.

Мауэрлат к стене

Этот узел может быть выполнен несколькими способами. Выбор во многом зависит от материала стены. Строительство здания из кирпича, блоков или бетона позволяет использовать следующие методы:

При деревянном строительстве в качестве мауэрлата выступает верхний венец стены. Его соединяют с предыдущими на нагеля. В каркасном доме мауэрлат — это верхняя обвязка стен. Ее фиксируют на стойки каркаса за счет врубки и металлических уголков с отверстиями для саморезов. Подробнее о креплении мауэрлата к стене.

Стропила к мауэрлату

Крепеж осуществляют двумя способами:

  • жестко для зданий из кирпича, бетона или бетонных блоков;
  • шарнирно для деревянных домов.

Жесткое крепление может быть с врубкой или без нее. Врубку рекомендуют делать на стропилах, а не на мауэрлате, поскольку это ослабляет его. В обоих случаях ногу жестко фиксируют гвоздями, саморезами, скобами или металлическими уголками.

Деревянная стропильная система

Для шарнирного крепления используют специальную деталь — салазки. Они позволяют балке без препятствий перемешаться при усадке стен здания.

Шарнирное крепление стропил

Дополнительно стропильные ноги крепят к стене. Это нужно для того, чтобы крышу не сорвало ветром. Для крепления используют скрутку из двух проволочек диаметром 4 мм, закрепленные в стену на анкер или ерш. В деревянном доме скрутку можно заменить скобами. Крепление осуществляют на каждую балку или через одну.

В уровне конька

Наслонные элементы опирают на коньковый прогон с врубкой. Дополнительно с двух сторон делают накладку из доски. Накладка нужна и для висячих элементов. Она может быть деревянной или металлической с отверстиями под саморезы.

Соединение стропил с коньком с помощью врубки

Сращивание стропил

Существует несколько методов сращивания стропил на крыше своими руками. Выбор между ними во многом зависит от опыта мастера. Место сращивания располагают на расстоянии 0,15 длины пролета от опоры. При этом опорами считаются не только коньковый прогон и мауэрлат, но и подкосы и стойки.

Способы сращивания стропил

Выделяют пять способов:

  • стыковое соединение;
  • косой прируб;
  • внахлестку;
  • составные ноги;
  • спаренные ноги.

Чтобы построить качественную крышу, нужно внимательно изучить технологию, правильно выбрать тип стропил и способы соединения элементов в важных узлах. Это особенно важно, когда возводится стропильная система своими руками.

Устройство и изготовление стропильной системы крыши

foto71088-2 (2)

Стропила — традиционный способ обустройства кровли. Они собираются из удлинённых деревянных брусьев, которые обычно имеют уклон от центральной балки конька.

Стропильная система обязательно соединяется с внешними стенами строения.

Возведение крыши с использованием стропил представляет собой сооружение деревянного каркаса, каждая часть которого тщательно измеряется и отрезается по размерам, после чего стягивается под нагрузкой.

Устройство деревянного каркаса кровли

Если вкратце, то стропила используются для поддержки сооружения крыши и её кровельного настила. Если вы строите новый дом, гараж или техническую/хозяйственную пристройку к уже существующему зданию, то одно из важнейших решений, которые приходится принимать, — это выбор способа поддержки кровли. Во многих случаях оптимальным решением будет установка стропил.

Стропильная система включает в себя:

foto71088-1 (1)

  • Два основных внешних бруса, которые предназначены для поддержки конструкции крыши.
  • Центральный продольный брус – конёк крыши.
  • Совокупность наклонных поперечных брусьев, угол установки которых должен совпадать с углом ската кровли.
  • Горизонтальные доски обрешётки/контробрешётки, служащие основой для настила чердачного пола.
  • Стальные стяжные скобы, предназначенные для соединения каждого поперечного бруса с внешней рамой стропильной системы.
  • Рёбра жёсткости (опционально), которые устанавливаются в местах повышенных нагрузок на кровлю. Такие рёбра, например, предусматриваются в тех случаях, когда на крыше будет монтироваться резервуар для сбора дождевой воды или система солнечных батарей.

Во многих случаях стропильные конструкции эффективнее ферм. Основные преимущества:

  • Допускают значительное увеличение высоты чердачного помещения, вследствие чего чердак можно приспособить под дополнительную комнату или в качестве склада сезонных вещей.
  • Универсальность. Стропила изготавливаются и собираются непосредственно на стройплощадке, поэтому при доставке компонентов сооружения логистические проблемы отсутствуют.
  • Идеально подходят для небольших строительных проектов домов или пристроек к ним, поскольку подгонка брусьев производится прямо на месте.
  • Сокращение времени проектирования, поскольку нет необходимости в детальной проработке всей конструкции.

Важно: стропильная система разрабатывается под конкретное планировочное решение дома (как правило, небольших размеров).

Виды стропил

Поскольку стропила определяются как наклонные элементы кровли, то основная часть каркаса строится в соответствии с выбранным типом крыши. Кровельные стропила — это элементы кровли, поэтому они подразделяются на горизонтальные и наклонные.

Размеры стропил зависят от геометрических характеристик кровли. Низ опирается на раму, которая является связующим звеном между стеной и крышей. Верх (конёк) крепится к наклонным элементам одним из множества способов, определяемых типом кровли – скобами или гвоздями.

По расположению, форме и размерам стропила бывают:

    Обычные/прямые, которые идут под углом в 900 от верхней части стеновой плиты к коньку крыши, но имеют и наклонные элементы (которые поддерживаются обрешеткой), а также горизонтальные подкосы. Располагаются на расстоянии от 300 до 450 мм от центра, в зависимости от материала кровельного покрытия. Чем больше высота прямого участка, тем выше будет чердак дома. Монтаж стропил традиционного исполнения обычно не встречает каких-либо сложностей.

Для обеспечения необходимой жёсткости сечение продольных брусьев должно быть развёрнуто в положение «на ребро».

Встречаются также и комбинации все вышеперечисленных типов.

Требования к опоре

Общие технические требования к деревянным элементам, используемым при строительстве гражданских зданий и сооружений, приводятся в ГОСТ Р 56705-2015. Они в полной мере касаются и стропил.

Выбор конструкции и геометрических размеров досок и брусьев проводится с учётом толщины стен, угла скатности крыши, высоты объекта и его архитектурного дизайна. В расчёт принимается также долговечность крыши и её стойкость от перепада внешних температур, интенсивности осадков и ветровых нагрузок.

Важно: на завершающем этапе обязательно учитывают также вопросы эксплуатационной безопасности сооружения.

К правилам, применяемым при строительстве крыши со стропилами, относятся:

  1. Оптимальный угол наклона поперечных брусьев. Уклон крыши дома обычно определяется пролётом боковых стен и конструкцией кровли. Однако этот параметр всегда зависит от погодных условий. Например, если зимой в вашем районе выпадает много снега, а в тёплую пору года – дождя, то уклон крыши должен гарантировать, самопроизвольное соскальзывание влаги с крыши.
  2. Расстояние между стропилами. Они должны быть достаточно прочными, чтобы удерживать суммарный вес обшивки крыши и расположенных на ней кровельных элементов (шифера, черепицы, профилированного настила). Чем ближе стропила друг к другу, тем прочнее будет крыша.
  3. Тип древесины. Часто поместным условиям стропила изготавливают из определённых пород дерева, например, если, сосны или лиственницы. В зависимости от физико-механических характеристик пиломатериала стропила обеспечат крыше ту или иную дополнительную поддержку.
  4. Минимально допустимые размеры поперечного сечения всех элементов. По мере уменьшения уклона крыши увеличивается весовая нагрузка на стропила. Для крыш с малым скатом строительные нормы и правила могут потребовать увеличенного размера сечения.

ГОСТ Р 56705-2015 предусматривает определённые требования к мауэрлатам (опорным конструкциям наклонных брусьев), к самим брусьям, доскам рамы и подкосам. Они касаются несущей способности элементов, их влажности, допускаемых напряжений, несущей способности и т.п.

Типы конструкций и их чертежи

Стропильные системы отличаются типом устройства в зависимости от разновидности крыши. К основным типам каркасов относят наслонные, висячие и шатровые виды.

Висячие

Находят применение при возведении многоуровневых крыш. Представляют собой структурные элементы крыши на пересечении двух поверхностей, которые образуют раму. Такие стропила идут от конька к углам стен, поддерживающих кровельное покрытие. Характеризуются закреплением только по двум точкам, среднее поддерживающее звено отсутствует.

Могут быть горизонтальными и наклонными, иметь промежуточные горизонтальные брусья.

Несущая способность висячих стропил невысока, поэтому их используют при строительстве домов малых размеров, пристроек, оранжерей. Однако простота конструкции и отсутствие многих элементов, обязательных для установки в стропильных системах иных типов, обеспечивают малую трудоёмкость работ и экономию по номенклатуре приобретаемых пиломатериалов.

Читайте также:  Установка и крепление жалюзи без сверления на пластиковые окна

С другой стороны, малое количество точек закреплений налагает повышенные требования к прочности соединительных элементов.

foto71088-2 (1)

Наслонные

Характеризуются наиболее традиционным использованием составляющих элементов. Используются в основном для создания двускатной крыши. Этот тип начинается от внешней стены и продолжается до коньковой доски. Размеры составляющих элементов определяют высоту крыши и уровень размещения коньковой доски. В зависимости от ширины строения может понадобиться дополнительная опора, которая располагается по продольной оси симметрии.

Разновидностью наклонных стропил являются вальмовые, угол ската которых составляет 450. Вальмовые стропила устанавливают на угол стены или фундамента и доводят до коньковой доски. Этот тип используется для отделки конца крыши, где она встречается с торцом здания.

foto71088-2 (4)

Шатровые

Готовятся под крышу, у которой все четыре стороны наклонены вниз от вершины под одинаковым углом. У шатровых стропил нет фронтона или плоского торца. Характеризуются простотой возведения, поскольку все стены имеют одинаковую высоту.

Существует несколько типов и стилей шатровой системы:

  • Пирамидальные (или квадратные) с единственной вершиной.
  • Мансардные, угол каждого ската которых может различаться между собой. Нижний уклон обычно круче верхнего.
  • Комбинированные, когда, наоборот, нижний уровень образуется более пологим склоном. Возможна и другая комбинация, когда шатровые стропила образуют впадины – места, где две плоскости крыши встречаются и выступают вниз.

При строительстве вполне вероятно, что для завершения строительства кровли может быть реализована комбинация нескольких типов стропил.

Требования к материалам

Типы древесины, используемые для строительства, зависят от их доступности в данной местности. Но, как правило, для изготовления используются три основных вида древесины: ель, желтая сосна и красный кедр. Эту древесину можно укрепить путем нанесения клея или ламинированием более тонких частей, склеенных вместе, чтобы сформировать брус увеличенного, против стандартного, размера поперечного сечения.

Перед применением брусья тщательно просушивают: влажность пиломатериала не должна превышать 20%.

Важно: допустимо применение планок из клееного шпона. Их длина может быть до 5 раз длиннее, чем стандартного деревянного бруса.

Помимо дерева, иногда встречаются рекомендации по установке металлических ферм, элементы которых изготовлены из строительных марок сталей.

foto71088-1 (4)

Несмотря на заверения производителей, такие прутки не являются адекватной заменой дереву, поскольку они не только увеличивают массу всей конструкции, но и усложняют процесс монтажа стропильной системы.

Неудачи со стальными конструкциями объясняются тем, что металл не является материалом, который может противостоять нагреванию так эффективно, как дерево. Ещё хуже дело обстоит с коррозией и электробезопасностью. Поэтому, чтобы избежать проблем в будущем, лучше выбрать дерево вместо металла.

Для изготовления напольной обрешётки и контробрешётки используются доски из массива древесины. Преимущественно используются хвойные породы, причём сосна лучше, чем ель. Более дорогой вариант – лиственница. Эти породы уже естественным образом (выделяющейся смолой) защищены от гниения. Доски кладут бок о бок, чтобы затем соединить их с брусьями стропильной системы. Затем элементы можно надёжно закрепить с помощью гвоздей или стальных скоб.

Основную обрешётку рекомендуется выполнять из досок прямоугольного поперечного сечения 30×100 мм, контробрешётку чаще делают из квадратных брусьев размерами 50х50 мм.

Изготовление своими руками

Рассмотрим основные этапы обустройства на примере обычной системы с наклонными брусьями.

    Чтобы рассчитать длину стропил, вначале надо измерить дом. Проще всего это сделать с помощью лазерного дальномера. Просто наведите инструмент на один конец стены и нажмите кнопку. Затем наведите дальномер на дальний конец той же стены и снова нажмите кнопку. Расстояние отобразится на индикаторе прибора.

foto71088-1 (2)

Аналогичным образом ведётся сборка и остальных составляющих стропильной системы (обычно вдоль короткой стены дома устанавливают только один стропильный брус). Собранная конструкция должна держаться самостоятельно от конькового бруса.

Заключение

Используя данные советы и рекомендации, можно самостоятельно выбрать подходящую именно вам схему стропильной конструкции, исходные материалы и крепёжные детали, подогнать элементы и выполнить их успешную сборку. При должной тщательности и регулярном обслуживании установленная вами сборка прослужит не менее 40…50 лет.

Строительство домов

Стропила служат основой всей кровельной конструкции, а их монтаж – одна из наиболее ответственных задач при строительстве дома. Каркас будущей крыши можно изготовить и установить самостоятельно, соблюдая технологические особенности кровель разных конфигураций. Приведем основные правила по разработке, расчету и выбору стропильной системы, а также опишем поэтапно процесс установки «скелета» крыши.

Содержание

Стропильная система: правила расчета и разработки

Стропильная система – несущая конструкция, способная оказывать сопротивление порывам ветра, принимать на себя все наружные нагрузки и равномерно распределять их на внутренние опоры дома.

При расчете стропильной конструкции учитывают следующие факторы:

  1. Угол наклона крыши:
    • 2,5-10% – плоская кровля;
    • более 10% – скатная кровля.
  2. Нагрузки на крышу:
    • постоянные – общий вес всех элементов «кровельного пирога»;
    • временные – давление ветра, тяжесть снега, вес людей, которые проводят на крыше ремонтные работы;
    • форс-мажорные, например, сейсмические.

Величину снеговых нагрузок рассчитывают исходя из особенностей климата региона по формуле: S=Sg*m, где Sg – вес снега на 1 м2, m –расчетный коэффициент (зависит от наклона кровли). Определение ветровой нагрузки базируется на таких показателях: тип местности, нормативы ветровой нагрузки региона, высота здания.

Коэффициенты, необходимые нормативы и расчетные формулы содержаться в инженерно-строительных справочниках

При разработке стропильной системы надо рассчитать параметры всех составляющих конструкции.

Элементы стропильной конструкции

Стропильная система включает в себя множество составляющих, выполняющих конкретную функцию:

  1. Мауэрлат – основа конструкции кровли. «Фундамент» крыши крепится по периметру стен и равномерно распределяет нагрузку, защищает постройку от опрокидывания. Мауэрлат изготавливается из бруса, в деревянном доме роль этого составляющего выполняет верхняя обвязка стен.
  2. Стропильные ноги – удерживают вес кровельного пирога. Между стропилами укладываются листы утеплителя, а сверху монтируется обрешетка.
  3. Прогоны – брусья, горизонтально расположенные вдоль кровли. Выступают как опора для стропильных ног. Различают коньковый прогон (находится на вершине кровли, удерживает стропила) и боковые прогоны (находятся посередине стропильных ног).
  4. Стойки – дополнительные упоры для конька и стропил, берут на себя часть веса конструкции.
  5. Подкосы – наклонные брусья, подпирающие стропильные ноги. Усиливают прочность и жесткость сооружения.

Материалы для изготовления стропил

Стропила чаще всего изготавливают из деревьев хвойных пород (ель, лиственница или сосна). Для обустройства кровли применяют хорошо просушенную древесину с уровнем влажности до 25%.

Деревянная конструкция имеет один существенный недостаток – со временем стропила могут деформироваться, поэтому в несущую систему добавляют элементы из металла.

С одной стороны металл добавляет жесткости стропильному сооружению, но с другой – снижает срок эксплуатации деревянных частей. На металлических площадках и опорах оседает конденсат, который приводит к загниванию и порчи древесины.

Совет. При установке стропильной системы из металла и дерева надо позаботиться о том, чтоб материалы не соприкасались друг с другом. Можно использовать влагозащитные средства или применять пленочную изоляцию

В промышленном строительстве используют металлические стропила, выполненные из стального проката (двутавра, тавра, уголков, швеллера и т.д.). Такая конструкция более компактна, чем деревянная, но хуже удерживает тепло, и поэтому требует дополнительной теплоизоляции.

Выбор стропильной системы: висячие и навесные конструкции

Существуют два виды стропильных конструкций: висячие (распорные) и наслонные. Выбор системы определяется типом кровли, материалом перекрытия и природными условиями региона.

Висячие стропила опираются исключительно на внешние стены дома, промежуточные опоры не задействуются. Стропильные ноги висячего типа выполняют работу на сжатие и изгиб. Конструкция создает горизонтальное распирающее усилие, передающееся к стенам. При помощи деревянных и металлических затяжек можно снизить эту нагрузку. Затяжки монтируют у основания стропил.

Висячая стропильная система часто используется для создания мансарды или в тех ситуациях, когда пролеты на крыше составляют 8-12 м, а дополнительные опоры не предусмотрены.

Наслонные стропила монтируются в домах с промежуточной столбчатой опорой или дополнительной несущей стеной. Нижние края стропил фиксируются на внешних стенах, а их средние части – на внутреннем простенке или несущем столбе.

Установка единой кровельной системы над несколькими пролетами должна включать распорные и наслонные стропильные фермы. В местах с промежуточными опорами монтируют наслонные стропила, а где их нет – висячие.

Особенности обустройства стропил на разных крышах

Двускатная крыша

Двускатная крыша, согласно строительным нормам, имеет угол наклона до 90°. Выбор наклона во многом определяется погодными условиями местности. В районах, где преобладают обильные осадки лучше устанавливать крутые скаты, а там, где господствуют сильные ветра – пологие кровли, чтоб максимально снизить давление на сооружение.

Распространенный вариант двускатной крыши – конструкция с углом наклона 35-45°. Такие параметры специалисты называют «золотой серединой» расхода строительных материалов и распределения нагрузки по периметру здания. Однако в таком случае чердачное помещение будет холодным и здесь не получится обустроить жилую комнату.

Для двускатной крыши применяется наслонная и висячая стропильная система.

Шатровая крыша

Все скаты крыши имеют одинаковую площадь и одинаковый угол наклона. Конькового прогона здесь нет, а стропила соединяются в одной точке, поэтому монтаж такой конструкции достаточно сложен.

Шатровую крышу целесообразно устанавливать при выполнении двух условий:

  • основание постройки квадратной формы;
  • в центре сооружения имеется несущая опора или стена, на которую можно будет зафиксировать стойку, поддерживающую стык стропильных ног.

Создать шатровую крышу можно и без стойки, но при этом конструкцию надо усилить дополнительными модулями – стойками затяжками.

Вальмовая крыша

Традиционная конструкция вальмовой кровли предполагает наличие накосных стропил (диагональных), направленных к углам постройки. Угол наклона ската такой крыше не превышает 40°. Диагональные прогоны обычно делают с усилением, так как именно на них приходится существенная часть нагрузки. Изготовляют такие элементы из сдвоенной доски и прочного бруса.

Места стыковки элементов обязательно подпираются стойкой, которая повышает надежность сооружения. Опора располагается на расстоянии ¼ длины больших стропил от конька. На месте фронтонов двускатной крыши устанавливаются укороченные стропила.

Стропильная конструкция четырехскатной кровли может включать очень длинные диагональные элементы (более 7 м). В этом случае под стропила надо монтировать вертикальную стойку, которая будет опираться на балку перекрытия. В качестве опоры можно использовать шпренгель – балка располагается в углу крыши и фиксируется на смежных стенах. Шпренгельную ферму усиливают подкосами.

Ломаная крыша

Ломаные крыши обычно создаются для обустройства большей мансарды. Установку стропил при таком варианте кровли можно разбить на три этапа:

  1. Монтаж П-образной конструкции – опоры для прогонов, которые удерживают стропильные ноги. Основание конструкции – балки перекрытия.
  2. Устанавливается не менее 3-х прогонов: два элемента проходят по углам П-образного каркаса, а один (коньковый прогон) монтируется по центру мансардного перекрытия.
  3. Монтаж стропильных ног.

Двухскатная крыша: установка стропил своими руками

Расчет угла наклона и нагрузок

Расчет двухскатной крыши конечно можно произвести самостоятельно, но все же лучше это доверить профессионалам, чтоб исключить погрешности и быть уверенным в надежности конструкции.

При выборе угла наклона надо учесть, что:

  • угол 5-15° подходит не для всех кровельных материалов, поэтому сначала выбирают тип покрытия, а потом делают расчет стропильной системы;
  • при угле наклона свыше 45° – возрастают материальные расходы на закупку составляющих «кровельного пирога».

Пределы нагрузки от воздействия снега колеблются от 80 до 320 кг/м2. Расчетный коэффициент для крыш с углом наклона меньше 25° составляет 1, для кровли с уклоном от 25° до 60° – 0,7. Это значит, что если на 1 м2 приходится 140 кг снежного покрова, то нагрузка на крышу со скатом под углом 40° составит: 140*0,7=98 кг/м2.

Для подсчета ветровой нагрузки берется коэффициент аэродинамического влияния и колебания ветрового давления. Значение постоянной нагрузки определяется суммированием веса всех составляющих «кровельного пирога» на м2 (в среднем – 40-50 кг/м2).

Исходя из полученных результатов, узнаем общую нагрузку на кровлю и определяем количество стропильных ног, их размер и сечение.

Монтаж мауэрлата и стропил

Установку стропил своими руками начинают с монтажа мауэрлата, который фиксируется анкерными болтами к продольным стенам.

Дальнейшее возведение конструкции выполняется в такой последовательности:

  1. Сделать шаблон, по которому собирается стропильная система. Взять две доски (длина одной доски равна длине стропил) и соединить между собой гвоздем.
  2. Получившиеся «ножницы» уложить двумя краями в места, где будут крепиться стропильные ноги. Зафиксировать угол между балками поперечной перекладиной.
  3. Из фанеры изготовить еще один шаблон – он понадобится для изготовления монтажных запилов на стропилах.
  4. С помощью шаблона вырезать на стропилах монтажные запилы и соединить их под выбранным углом наклона ската. В результате получается стропильная ферма.
  5. Фермы поднять на крышу и прикрепить к мауэрлату:
    • установить фронтальные (крайние) фермы;
    • между вершинами фронтальных ферм натянуть веревку – она обозначит месторасположение будущего конька и станет ориентиром для крепления остальных стропильных ног;
    • монтаж остальных ферм (расстояние между стропильными элементами – не меньше 0,6 м).
  6. При необходимости, укрепить конструкцию подкосами, ригелями и подпорами.
  7. Коньковый прогон установить на специальные опоры и прикрепить к нему короткие, диагональные и промежуточные стропила.

Установка стропил: видео

Общие рекомендации по монтажу стропильной системы

  1. Затяжки для усиления стропил изготовляются по такому принципу: чем ближе к коньку располагаются затяжки, тем массивнее они должны быть. Их надо делать из деревянного бруса большего сечения и обязательно проконтролировать надежность соединительных узлов.
  2. Для того чтоб капли дождя не попадали верхние края стен дома и на стропильную конструкцию, необходимо сделать свес (длина от 55 см).
  3. Стропила из древесины перед установкой обязательно надо обработать антисептическим, противогрибковым средством и антипиренами для обеспечения пожаробезопасности.
  4. При болтовом соединении стропильных элементов обязательно надо использовать металлические пластины или шайбы – они помогут не допустить «утапливания» гайки в древесину.

Способы соединения элементов стропильной конструкции: видео

Устройство стропильной системы крыши

Чтобы отстроенный дом прослужил много лет, будучи крепким и надежным, ему нужен не только хороший фундамент. Не менее значимым элементом является стропильная система крыши, которая принимает на себя все превратности непогоды. И она с честью должна выдержать нагрузки в виде порывов ветра, обильных снегопадов и сильных ливней. Поговорим о том, как устроена и как правильно построить эту систему.

Стропильная система крыши, ее устройство, разновидности и крепеж

Требования предъявляемые к стропильной системе

Жесткость

Прежде всего, каждая деталь системы, а также места соединений обязаны быть жесткими, не деформируясь ни при усилии сдвига, ни при усилии распора. Основа всей конструкции – треугольник. Именно такую форму имеют рамы (фермы), которые закрепляются параллельно друг другу. Их жесткая фиксация обеспечивает крыше необходимую устойчивость. А вот если фермы получились подвижными, недалеко и до беды. Такая неполноценная крыша и сама может разрушиться, и стены обвалить.

Небольшой вес

Крыша не должна быть тяжелой, поэтому систему стропил, как правило, делают из дерева. Если же вес кровли солидный, то несущую основу делают из металла. Или берут хвойное дерево, не ниже первого сорта, с влажностью ниже 18 процентов. Использование антисептической обработки и применение антипиренов для защиты от огня – два обязательных условия. Тогда узлы крепления стропильной системы кровли будут прочными и крепкими.

Читайте также:  Электронный микрометр: виды и комплектация устройств, способы измерений и правила настройки прибора

Высокое качество материала

Дерево для стропил должно быть следующим:

  • Древесина берется 1 – 3 сорта. Трещин и сучков должно быть по минимуму. На метр может быть 3 сучка высотой не более 3 см. Трещины допустимы не по всей глубине, длиной до половины длины доски.
  • Несущие элементы делают из деревянных деталей толщиной от 5 см, площадью от 40 см 2 .
  • Хвойные доски могут быть длиной до 6,5 м, а лиственные – до 4,5 м.
  • Прогоны, подушки и мауэрлат делают из твердых лиственных пород дерева. Их обрабатывают антисептиком.

Основные части конструкции стропильной системы

Продумывая устройство стропильной системы крыши, необходимо знать, из каких деталей эта самая система состоит.

#1. Мауэрлат – это как бы фундамент всей системы. Он помогает равномерно распределить нагрузку на стены.

#2. Стропильная нога определяет угол наклона ската, а также общий вид кровли, жестко фиксируя отдельные элементы.

#3. Прогон – скрепляет ноги стропил. Коньковый прогон находится вверху, боковые прогоны – сбоку.

#4. Затяжка – не дает стропильным ногам разъезжаться, соединяя их внизу.

#5. Стойки и подкосы – дают ногам стропил дополнительную устойчивость. Они упираются в лежень (который лежит внизу параллельно коньку).

#6. Обрешетка – набивается перпендикулярно стропильным ногам и представляет собой обрезные бруски или доски. Она призвана передавать всю нагрузку от кровельного материала на стропильные ноги.

#7. Конек крыши – это место соединения двух скатов крыши. Вдоль конька набивается сплошная обрешетка для усиления данной части крыши.

#8. Кобылки – применяют для создания свеса в случае если длинна стропильных ног не достаточна.

#9. Свес крыши – это элемент предназначенный для защиты от попадания на стены избыточного количества осадков.

Составные части стропильной системы

Теперь рассмотрим такой сложный узел как стропильная ферма. Она имеет плоскую форму, а входят в нее, кроме стропил, растяжки, стойки и раскосы. Их располагают так, что нагрузки на стены внутри дома не происходит. Лишь внешние его стены являются опорами, причем нагрузка идет вертикально. Расстояние между фермами определяется расчетами. Если пролет большой, то ферма состоит из нескольких деталей. У чердака нижний пояс фермы служит в качестве потолка.

Стропильная ферма

Выше приведены примеры деревянных стропильных ферм, кроме этого в некоторых случаях применяют фермы сделанные из бетона и металла.

Формы крыш и стропильных систем

Односкатная крыша.

Самое простое устройство стропильной системы имеет крыша с одним скатом, который наклонен под углом от 14 до 26 °. Если дом маленький, а пролет его не превышает 5 м, то нужна система стропил наслонного типа. Опирается она на внешние стены, а также на стену внутри здания (если она есть). Когда пролет более 5 м, нужно использовать стропильные фермы.

Устройство односкатной крыши

Устройство стропил односкатной крыши.

Двускатная крыша

Крыша с двумя скатами также несложная, под ней располагается мансарда или чердак. Уклон ее от 14 до 60 °. Если внешние стены отстоят друг от друга менее чем на 6 метров, делают висячую стропильную систему. Наслонные стропила нужно использовать тогда, когда пролет велик и есть внутренние опоры.

Двускатная стропильная система

Устройство висячих и наслонных стропиль двускатной крыши.

  • Подробнее о ней в материале: Стропильная система двухскатной крыши и ее устройство

Четырехскатная крыша

Крыша с четырьмя скатами называется вальмовой или полувальмовой. Ее уклон бывает от 20 до 60 °, а пролет может составлять – до 12 м. При этом должны иметься внутренние опоры. Фронтонные стены в данном случае отсутствуют, что экономит материалы. Однако монтаж подобной крыши сложнее, чем двухскатной. Для такой конструкции крыш стропильные системы делаются либо наслонного типа, либо с применением стропильных ферм.

Четырехскатная крыша

Особенности конструкции четырехскатной крыши.

Ломанная крыша

Крыша ломаная, или мансардная, внизу может иметь уклон до 60 °. А вот вверху она обычно более пологая. За счет этого площадь мансарды увеличивается. Такая крыша хороша для домов, где ширина не достигает 10 м. Как и в предыдущих случаях, можно применять наслонную систему стропил. Однако фермы использовать предпочтительнее.

Ломанная крыша

Устройство ломанной крыши.

  • Выше перечислены наиболее распространенные, но далеко не все формы крыш, подробнее смотрите материал: Виды крыш частных домов по конструкции и геометрическим формам

Типы стропильных систем – чем они отличаются между собой

Выбирается тот или иной тип стропильной системы не спонтанно, а в зависимости от конструкции строящегося дома и его размеров. Далее о каждом виде стропильных систем.

Система с висячими стропилами

Они хороши для крыш с двумя скатами, где пролет не более 6 метров, а стен внутри не имеется. Внизу опорой стропил служит мауэрлат, а вверху – они опираются друг на друга. Еще имеется затяжка, уменьшающая распор стропил на стены дома. Балочные затяжки размещены в самом низу стропильных ног – они одновременно служат в качестве балок перекрытия. Кстати перекрытие верхнего этажа, выполненное из железобетона, тоже может играть роль затяжки. Если затяжку делают повыше, она уже называется ригелем. Если пролет между наружными стенами более 6 м необходимо применение опорных стоек и раскосов для поддержания стропильных ног. При этом длинна нижней части стропил т. е. части после подпорки, должна быть не более 4,5 м.

Примеры висячих стропил

Перечислим несколько важных фактов об их конструкции:

  • Опирать свес крыши на низ стропильных ног, выведенных за пределы стены, не стоит. Гораздо лучше для опоры таких стропильных систем крыши подойдет кобылка (при этом ширину свеса делают до метра). И тогда нога будет всей плоскостью опираться на мауэрлат. Сечение кобылок обычно меньше сечения стропильных ног.
  • На скате нужно прибить ветровую доску, от конька к мауэрлату. Наклон делают от чердака. Это необходимо, чтобы крыша стала жесткой, не шаталась и не разрушалась ветром.
  • Если влажность деревянного стропильного материала более 18 %, готовьтесь к тому, что система стропил после высыхания дерева может стать шаткой. Поэтому соединяйте такое дерево не гвоздями, а болтами – их подтянуть можно в случае чего. А еще лучше использовать винты или ершенные гвозди.

Наслонные стропильные системы

Они подходят для крыш, где пролет составляет от 10 до 16 м. Уклон может быть любым, а внутри здания должны быть несущие стены или колонны. Вверху стропила опираются на коньковый прогон внизу – мауэрлат. Коньковый прогон поддерживается либо внутренней стеной (лежнем), либо стойками. Так как нагрузки имеются лишь вертикальные, то в затяжке потребности нет.

Когда пролет большой (до 16 м), можно заменить прогон конька двумя боковыми, которые будут опираться на стойки. Чтобы стропильные ноги не гнулись, нужны подкосы и ригели. Если изготавливают мансарду, опорой наслонных строил можно сделать стену, высота которой от 1 до 1,5 м. Ну, или применить ломаную мансардную крышу (с ломаными скатами).

Примеры наслонных стропильных систем

На что необходимо обращать особое внимание:

  • Каждый из элементов данной системы не должен иметь толщину менее 5 см.
  • Гладкая прогаблеванная поверхность всех узлов стропильной системы – необходимое условие. Так они не прогниют и не так сильно будут подвержены грибку.
  • Добавление дополнительных узлов «от фонаря» в рассчитанную систему стропил запрещено. Иначе нагрузки могут возникнуть совсем не там, где нужно.
  • Мауэрлат (его подошва) обязан лечь строго горизонтально относительно стен. Требует горизонтальности и поверхность стыковки мауэрлата со стропильной ногой. Иначе может и опрокинуться опора.
  • Стойки и подкосы располагают максимально симметрично.
  • Чтобы стропила не мокли и не подгнили, делают хорошую вентиляцию. Для этого в крыше мансарды предусматривают щели, в крыше чердака – продухи.
  • Там, где стропильные узлы стыкуются с каменной кладкой, нужна гидроизоляция. А то конденсат испортит дерево.
  • Не имеющая опоры или подкоса, нога стропил, делается длинной не более 4,5 м.

Соединительные элементы

Чтобы крыша получилась надежной, узлы стропильной системы должны правильно соединяться. Нужно при этом учесть направление и силу нагрузок (как статических, так и динамических). А еще важно предусмотреть возможное растрескивание дерева от усушки, сделав так, чтобы узлы системы стропил при этом не перестали исправно работать.

Ранее все детали стропильной системы скрепляли между собой врубками. Это надежно, но не слишком экономно. Ведь для этого нужно, чтобы деревянные конструкции имели большие сечения, которые позволяли бы делать врубки безопасно ослабляя деревянные элементы.

Поэтому в нынешнее время узлы стропил скрепляют не врубками, а нагелями и болтами.

Способы крепления стропил

Способы крепления стропильных ног.

Популярно применение перфорированных стальных накладок, имеющих покрытие от коррозии. Закрепляют накладки гвоздями или пластинами с зубцами, утопленными в дерево. Такой крепеж для стропильной системы удобен тем, что:

  • Накладки уменьшают расход дерева на одну пятую, так как требуются элементы меньшего сечения, чем при врубке;
  • они могут монтироваться мастером с не очень большим опытом;
  • они закрепляются весьма быстро.

Крепежные пластины для стропил

Перфорированные пластины использующиеся для крепления стропил.

На последок можете посмотреть полезное видео в котором рассказывается о всех самых важных моментах конструирования стропильной системы крыши.

Строительство крыши дома своими руками: порядок работ

Строительство крыши своими руками требует серьезной подготовки. Необходимо разработать проект конструкции крыши и кровельного пирога, выполнить соответствующие расчеты, подробно ознакомиться с технологией работ.

самостоятельное возведение крыши дома

Проектирование крыши

Строительство кровли крыши начинается с расчетов стропильной системы и материалов для кровли. Стропильная система состоит из бруса и досок. Конфигурация конструкции зависит от выбранного типа крыши, она может быть односкатной, двух- или четырехскатной, с прямыми или ломаными скатами.

При расчете мощности стропильной системы и шага установки стропильных ног, важно учесть нагрузки на кровлю, которая суммируется из отдельных нагрузок:

  • собственный вес каркаса крыши;
  • вес элементов кровельного пирога;
  • снеговая нагрузка, характерная для региона;
  • ветровая нагрузка;
  • примерный вес людей, ремонтирующих или обслуживающих кровлю;
  • запас надежности на случай катаклизмов (ураганный ветер, повышенное количество осадков).

Снеговая и ветровая нагрузка зависят от климатических особенностей региона (что требует вводить поправочные коэффициенты при расчетах), а также от угла наклона скатов крыши.

подготовка для соединения стропил

При расчете материала на крышу важно учитывать рабочие размеры листовых кровельных материалов, так как они укладываются внахлест. Чтобы минимизировать отходы утеплителя и упростить его монтаж, шаг стропил рекомендуется выбирать с учетом подходящей ширины теплоизоляционного материала.

Ширина жесткого листового материала должна соответствовать шагу установки стропил, а ширина ватного материала (базальтовой или стеклянной ваты) должна превышать данный параметр примерно на 10 мм. Это позволяет монтировать мягкие плиты или рулонный материал в пролеты враспор, без зазоров.

Расчет строительства крыши можно вести самостоятельно, используя соответствующие таблицы из справочной литературы, либо прибегнув к специализированному калькулятору, которых в сети интернет предостаточно. Расчет сложных крыш рекомендуется доверить профессиональному архитектору.

При расчете стоимости возведения крыши количество каждого из основных материалов умножается на его стоимость и к полученному значению прибавляется 10%. Нельзя забывать и о расходных материалах – крепеже, герметике и т.д. В общую стоимость также входит транспортировка материалов.

Подготовка пиломатериала

Строительство крыши дома выполняется на основе детально разработанного проекта, в котором указаны длина и сечение всех элементов конструкции, а также принципы выполнения узлов крепления.

Для монтажа каркаса важно использовать хорошо просушенный (влажностью до 15%) пиломатериал высокого качества – без сколов, трещин и других дефектов. Это гарантирует необходимую надежность стропильной системы, а также исключает деформацию ее элементов в процессе эксплуатации. Каркас крыши преимущественно возводится из древесины хвойных пород, так как этот материал отличается прочностью, устойчивостью к гниению, долговечностью.

уложенные на просушку штабеля стропил

Чтобы повысить огнестойкость и защитить деревянные элементы каркаса от повреждений микроорганизмами, перед установкой их обрабатывают специальными огнеупорными и антигрибковыми средствами. Огнебиозащитный состав наносится в два слоя, при этом второй слой можно наносить лишь после того, как полностью впитается и высохнет первый. К монтажу деревянных частей каркаса приступают после их полного высыхания.

Особенно важно тщательно обработать защитными средствами элементы карниза.

В стропильной системе могут быть задействованы и элементы, выполненные из металлопроката – уголки, швеллера. Но металлические конструкции при самостоятельном возведении крыши используются достаточно редко, так как их монтаж требует использования сварочного оборудования.

Принципы строительства скатных крыш

Строительство крыши своими руками обычно подразумевает реализацию относительно простых проектов: односкатных крыш, двухскатных простых и ломаных. Сложность возведения четырехскатной вальмовой кровли или полувальмовых крыш (датской, голландской) в первую очередь заключается в необходимости произвести сложные расчеты и максимально точную разметку. Кроме того, монтаж диагональных стропил вальмовой крыши должен быть выполнен безукоризненно, так как в противном случае кровельная конструкция не сможет выдерживать эксплуатационные нагрузки. Исключительно профессионального подхода требует расчет и монтаж многощипцовых кровель, крыш со сложными архитектурными формами.

многощипцовая сложная крыша

Чтобы возвести крышу, следует разобраться в основных принципах строительства ее каркаса. В целом, работа делится на следующие этапы:

  • монтаж мауэрлата;
  • строительство стропильной системы;
  • монтаж кровельного пирога.

Для возведения крыши дома своими силами требуется 2-3 человека, обладающих навыками работы со строительными инструментами.

Видео с пошаговой инструкцией поможет наглядно ознакомиться с основными принципами монтажа стропильной системы.

Каркас крыши: мауэрлат

Перед тем, как строить крышу дома, необходимо закончить возведение стен сооружения на полную высоту и уложить на их горизонтальную поверхность гидроизоляцию – слой толя или рубероида. Если предусматривается строительство двухскатной или односкатной крыши, гидроизоляция под мауэрлат выполняется на двух стенах, на которые будут опираться стропильные ноги. Возведение четырехскатной кровли подразумевает монтаж мауэрлата по всему периметру здания.

монтаж мауэрлата по периметру дома

Мауэрлат – деревянный брус квадратного или прямоугольного сечения, лежащий в основе всей конструкции крыши. Он служит для равномерной передачи нагрузок на стены и фундамент дома, а также является местом крепления крыши к зданию. Чтобы закрепить мауэрлат на стенах выполняется монолитная бетонная балка с металлическими шпильками, либо вмуровывается в кладку кованая отожженная проволока.

крепление мауэрлата к стене с помощью проволоки

Размер сечения бруса выбирается в зависимости от сложности и общего веса каркаса крыши. Если мауэрлат монтируется по всему периметру, его элементы между собой соединяются методом врубки одного в другой на 500 мм по всей ширине, а для дополнительной надежности используются гвозди или болтовое соединение.

соединение маэрлата по длине прямым замком

Чтобы исключить смещение крыши под ветровыми или другими нагрузками, крепление мауэрлата следует выполнить максимально надежно.

Стропильная система

Сборка стропильной системы начинается с установки стропильных конструкций на обоих фронтонах. Если в середине дома проходит перегородка или несущая стена, это позволяет уложить на нее балку и установить опоры для конькового прогона. В этом случае стропильные ноги верхней частью крепятся к коньковому прогону, а нижней – к мауэрлату.

установка на крышу стропильных ферм

Если сооружение имеет небольшую ширину, устанавливаются А-образные стропильные конструкции без конькового прогона. Горизонтальная перемычка (ригель) придает конструкции жесткость и снижает нагрузку на распор, которая передается на стены. Крепление стропильных ног в верхней части усиливается деревянной или металлической пластиной-накладкой.

соединение верха стропил накладкой

Нижняя часть стропил может упираться в мауэрлат срезанным торцом – в этом случае стропильная система выполняется без свеса. Если проект предусматривает возведение крыши со свесом стропильных ног, в нижней части стропила вырезается выемка таким образом, чтобы стропило горизонтально расположенной частью выреза упиралось в мауэрлат.

крыша с карнизом со свесом стропильных ног

Строительство крыши дома может выполняться без укладки мауэрлата на длинных стенах. В этом случае монтируются балки поперек длинных стен, при этом длина балок превышает ширину здания. Шаг укладки балок должен совпадать с шагом стропил. Важно надежно закрепить балки – вмурованной проволокой или насадить на вмонтированную в бетон арматуру. Нижние концы стропильных ног крепятся к балкам без свеса или со свесом.

Читайте также:  Что можно сделать из старых сломанных стульев

специальные вырезы в балках под стропила

При возведении с жилым мансардным этажом обычно применяются стропильные системы с наслонными стропилами. Это означает, что стропильные ноги имеют дополнительную точку опоры. С этой целью устанавливаются специальные опорные стойки, соединенные прогонами. Кроме того, для обеспечения жесткости конструкции применяются подкосы и другие элементы.

Кровельный пирог

К созданию кровельного пирога приступают после установки стропильной системы. В первую очередь рекомендуется уложить гидроизоляцию – специальную мембрану или рубероид. Она крепится к стропилам. Важно не делать перехлест гидроизоляции через конек – это ухудшит вентиляцию кровли. Поверх гидроизоляции на стропила набиваются бруски сечением 50 мм – контробрешетка. Это позволяет создать необходимый воздушный зазор между гидроизоляцией и кровельным покрытием.

схема разреза кровельного пирога

Обрешетка крепится к контробрешетке. Она может выполняться из досок, брусков или плитных древесных материалов (сплошная обрешетка). Тип обрешетки напрямую зависит от особенностей монтажа выбранного кровельного материала.

На следующем этапе выполняется укладка финишного кровельного покрытия. Для скатных крыш обычно используются:

  • листовые материалы из металла (профнастил, металлочерепица, медная, стальная и алюминиевая фальцевая кровля), асбоцемента (плоский и волнистый шифер), битумосодержащие (ондулин);
  • штучные материалы из керамики (классическая черепица), натурального камня (сланец), битумная черепица.

Утепление скатной кровли выполняется изнутри. В качестве теплоизоляторов могут фигурировать материалы из растительных волокон (маты из соломы, морских водорослей, пеньки), из целлюлозы (эковата). Но чаще всего применяется минеральная вата – экологически чистый огнестойкий волокнистый материал, полученный из расплава базальта или стекла. Несколько реже применяются листовые и напыляемые полимерные теплоизоляторы – они дороже, кроме того, листовой пенополистирол и пенополиуретан имеют определенные недостатки в монтаже, а для напыления пеноизола требуется специальное оборудование.

утепление крыши изнутри минватой

Технология строительства крыши подразумевает монтаж паробарьера из специальной мембраны. Он позволяет уберечь утеплитель и деревянные стропила от разрушительного воздействия влаги.

Не рекомендуется заменять мембрану полиэтиленовой пленкой и другими материалами.

На видео представлены основные этапы монтажа крыши частного дома своими руками.

Двускатная крыша своими руками

Двускатная кровля распространена в частном строительстве очень широко. Благодаря устойчивой форме она хорошо противостоит даже сильным ветрам и защищает от осадков, которые быстро удаляются самотеком. Направленная вверх вершина придает устремленный в небо вид в отличие от плоского покрытия, делающего здание приземистым. Двухскатная крыша своими руками — задача непростая, но выполнимая. Наша инструкция поможет справиться с ней быстро и без ошибок.

Конструкция двускатной крыши

В основе ее находится стропильная система — каркас, который воспринимает усилия от собственного веса, кровельного покрытия, снеговой и ветровой нагрузки. Стропила расположены парами и связаны между собой коньком, прогонами, обрешеткой.

Основные компоненты стропильной системы:

  • Мауэрлат — опорный брус или доска, уложенный по периметру сооружения и передающий нагрузку от кровли стенам.
  • Стропила (стропильные ноги) — наклонные балки, опирающиеся на мауэрлат и соединенные в коньке. Их устанавливают с шагом 0,8-2 м, который зависит от действующих нагрузок и сечения балок.
  • Стойки, ригели, затяжки, подкосы, прогоны — элементы, разгружающие систему и придающие ей устойчивость. Могут располагаться вертикально, горизонтально или с наклоном.
  • Конек — горизонтальная балка в верхней точке крыши, служащая опорой для стропильных ног.
  • Лежень — укладывается на внутреннюю несущую стену, используется в дополнение к мауэрлату, чтобы перераспределить нагрузку при большом пролете.
  • Обрешетка — либо разреженный настил для укладки кровельных материалов, либо сплошная плита или щит для гибкой черепицы, ондулина. Дополнительно увеличивает жесткость конструкции.

Чаще всего стропильная система изготавливается из дерева атмосферной сушки II-III сорта. Сырую использовать нежелательно из-за склонности к кручению и растрескиванию. В качестве крепежа при сборке применяются гвозди, болты, скобы, накладки, скользящие опоры под усадку. Возможно также изготовление каркаса из металлических профилей, но в частном строительстве металлоконструкции применяются редко из-за более высокой цены и сложности монтажа.

Если чердак предполагается использовать под мансарду, при устройстве двускатной крыши между стропилами укладывается утеплитель с защитой от влаги и пара. В этом случае по стропилам сначала монтируется контробрешетка, которая обеспечивает вентиляцию и отведение конденсата, а затем обрешетка.

Угол наклона скатов

Уклон двускатной кровли в строительстве задается на этапе проектирования. Конструкции с углом до 30° считаются пологими, 30-45° — со средним уклоном, 45-60° — крутыми.

На выбор наклона скатов определяющее значение оказывают:

  • Ветровые нагрузки. Чем больше подъем крыши, тем выше парусность и сильнее воздействие ветра. В районах, где часто бушуют ураганы, оптимальный угол 15-20°.
  • Снеговые нагрузки. Здесь зависимость обратная. Чем уклон меньше, тем больше осадков скапливается на кровле. Чтобы воспринимать вес снега, требуется более мощная конструкция, что нецелесообразно. В снежных регионах самый благоприятный наклон скатов около 25-40°.
  • Тип кровельного материала. Для каждого вида разработаны рекомендации о максимально и минимально допустимом угле монтажа. Если их не соблюдать, герметичность и внешний вид кровли могут пострадать.
  • Конструктивные особенности. В проектах домов с двускатной крышей и мансардой уклон скатов должен обеспечивать необходимую высоту помещения. Иногда крыша делается ломаной, чтобы слишком не поднимать конек.

Наиболее универсальный угол наклона двускатной кровли — 20-45°.

Существуют еще разноуклонные крыши, где каждый скат расположен под своим углом. Но такие системы нужно использовать очень аккуратно, поскольку в плане архитектуры они достаточно нестандартные, а монтаж их сложнее, чем симметричных конструкций.

Как рассчитать угол

Наклон ската применяется при расчетах элементов стропильной системы. Он определяется в градусах или процентах, поэтому нужно провести некоторые математические действия.

Двускатная крыша в разрезе представляет собой равнобедренный треугольник (если скаты одинаковые). Ее условно можно разделить на 2 прямоугольных треугольника. Одна из сторон Н — высота до уровня конька, другая L — половина пролета дома. Они измеряются по готовым стенам и фронтону. Требуется рассчитать длину стропила B, которую можно найти исходя из тригонометрических формул.

Тангенс угла ската относительно горизонтали:

По таблице Брадиса или помощью с инженерного калькулятора находим соответствующее значение угла в градусах. Например, высота крыши 3 м, ширина дома 9 м, половина пролета 9/2=4,5 м.

Этому тангенсу соответствует угол 34°, то есть крыша имеет средний уклон. Можно использовать функцию косинуса и посчитать длину стропила как B= L / соs 34° = 4,5/0,829=5,42 м.

Также информация об угле наклона нужна, чтобы сориентироваться в кровельных материалах.

Для расчета длины стропил ( и проверки) можно воспользоваться вторым способом — теоремой Пифагора:

B²=H²+L²= 9+20,25=29,25, откуда B =√29,25=5,41 м — длина стропила (без свеса).

Чтобы исключить попадание осадков на стены, нужно добавить не менее 40 см для свеса. Получаем для своего здания минимальную длину стропил 5,81 м при угле наклона ската 34°. Для удобства можно принять B=6 м, чему соответствует стандартная доска.

Виды стропильных систем

В зависимости от конструктивного решения стропила могут быть наслонными, висячими или комбинированными. При подборе схемы нужно учитывать размеры пролета и наличие внутренних несущих стен.

Устройство стропильной системы двускатной крыши

Наслонная стропильная система

Этот вид конструкций представляет собой стропильные ноги, опирающиеся на наружные и внутренние стены. Балки как бы «наслоняют», при этом в системе отсутствуют горизонтальные распирающие усилия, которые воспринимаются только капитальными опорами.

Вариант простейшей наслонной системы

За счет меньших напряжений «наслонная» система имеет более простую и дешевую конструкцию. Мауэрлат может укладываться как по периметру здания (если стены недостаточно прочные), так и отдельными участками — коротышами по 60-70 см в местах опирания стропил.

Для усиления системы и уменьшения прогибов используются прогоны, подкосы, стойки. Они перераспределяют напряжения, что позволяет уменьшить сечение несущих элементов.

В коньковом узле стропила соединяются внахлест или встык. Дополнительно устанавливаются накладки на болтах или нагелях.

В зданиях, сложенных из бруса или бревен, роль мауэрлата играет верхний венец. В него врубается нижний конец стропил, который дополнительно закрепляется с помощью проволочных скруток или скоб.

Соединение стропильной ноги с мауэрлатом при помощи вырубки и гвоздей

Наслонные системы собираются на высоте по месту. Все элементы монтируются последовательно. Для временной фиксации используются различные приспособления типа подпорок или прикрученной к фасаду доски. Ускоряет сборку укладка прогона (конькового бруса) перед монтажом стропил.

Подвижный способ крепления стропилы и мауэрлата

Преимущества наслонных конструкций — возможность сборки без грузоподъемных механизмов, меньшие усилия в системе и как следствие, применение пиломатериалов небольшого сечения. Недостаток — при пролетах от 6,5 м нужна внутренняя несущая стена.

Висячие стропила

В отличие от наслонной системы этот вид применяется при отсутствии промежуточной капитальной опоры и достаточно большом пролете (от 6 до 14 м). Усилия в нижнем поясе возникают значительные, поэтому вводятся дополнительные элементы — горизонтальные затяжки или ригели, вертикальные бабки с опиранием на затяжку.

Очень часто висячая система сочетает функции перекрытия, то есть нижние балки используются как основа для потолка или пола. При пролетах до 5 м стропила соединяются затяжкой, более 6 м — добавляются усиливающие ригели, свыше 9 —конструкция включает дополнительные наклонные и горизонтальные связи. Отдельный фрагмент крыши из стропил, затяжки и связей называется фермой.

Стропильные ноги, скреплённые ригелем

Крупные секции собираются на земле. Их поднимают на крышу с помощью механизированных устройств и устанавливают на мауэрлат. Предварительно по поверхности стены устраивается подкладка из гидроизоляционных материалов.

Схема шарнирной фермы с подвеской и подкосами

Поскольку ферма — жесткий элемент, крепление к коньковому брусу более сложное, чем при наслонном варианте. Здесь применяется врубка с усилением накладками из дерева или металла.

Иногда обе системы комбинируются. Между фермами, установленными с шагом 3-4 м, монтируются наслонные стропила. Это несколько упрощает и удешевляет строительство.

Преимущества висячих конструкций — высокая несущая способность, возможность перекрывать большие пролеты без промежуточных опор. Недостаток — сложное изготовление и монтаж.

Проектирование и расчет двускатной кровли

Если вы решили самостоятельно построить крышу, требуется выполнить достаточно много расчетов. Для упрощения задачи в интернете есть специальные программы-калькуляторы. При ваших исходных данных они выдадут результат в виде раскладки всех элементов и списка (спецификации) основных строительных материалов.

Чтобы рассчитать крышу самостоятельно, вам понадобится следующая информация:

  • размеры дома — ширина и длина;
  • высота крыши и величина свеса (минимум 40 см);
  • стандартное сечение стропил — 50х150 мм при пролете до 5 м с дополнительными подпорками;
  • при пролете более 5 м, а также шаге от 1 м или малом угле наклона сечение стропил должно быть не менее 50х200 мм;
  • шаг стропил при пологих крышах 60-80 см, среднего уклона 100 см, при крутых — 100-140 см, зависит также от наличия утеплителя;
  • обрешетка из доски 25х100 или 30х100 мм;
  • расстояние между рейками — принимается в зависимости от кровельного материала, например для металлочерепицы это 250 мм (в чистоте);
  • мауэрлат — доска 50х150 мм или брус 150х150 мм;
  • количество листов покрытия — предварительно сделать примерную раскладку с учетом рабочей ширины материала.

Если предполагается укладка гидроизоляции, утеплителя и контробрешетки, их нужно тоже включить в расчеты. Для климатических условий России рекомендуемая толщина теплоизоляции 100-200 мм.

Далее рисуется схема (чертеж) фасада здания с размерами, план кровли, раскладка элементов стропильной системы. Теперь можно посчитать, сколько и каких пиломатериалов потребуется, а также листов покрытия, утеплителя, паро- и гидроизоляции (нужно учитывать нахлест).

По окончании определяется количество крепежных изделий, накладок, антисептических средств и т.д. Все результаты занесите в таблицу. Покупать материалы рекомендуется с запасом 10-15%. Расчет висячей системы (ферм) лучше заказать у специалистов.

Как сделать двухскатную крышу: пошаговая инструкция с фото

Работа включает несколько этапов:

  • подготовку;
  • установку стропильной системы;
  • укладку гидро-, тепло- и пароизоляции;
  • монтаж кровельного материала.

Пиломатериалы должны быть хорошо высушенными. Их хранят в штабелях под навесом или накрывают в непогоду пленкой, брезентом.

Подготовка

Если стены сложены из штучных материалов — блоков, кирпича, — рекомендуется устроить армированный пояс по периметру здания из железобетона. Это позволит собрать конструкцию воедино и выровнять поверхность под укладку мауэрлата.

На этом же этапе в свежий раствор замуровывают шпильки сечением 10 мм из оцинкованной стали. Начинать нужно от углов, шаг закладки — 60 см. Впоследствии на них будет насаживаться мауэрлат и закрепляться гайками.

Для исключения контакта древесины с бетоном устраивается гидроизоляция — поверхность армопояса промазывается горячим битумом и накрывается 2 слоями рубероида.

Укладка мауэрлата

В брусе просверливаются отверстия в тех местах, где из стен выступают шпильки. Мауэрлат укладывается на поверхность стены ближе к ее внутренней стороне, чтобы избежать сноса во время сильного ветра.

Брусья нужно выровнять по горизонтали. Можно вставить прокладки или стесать выступающие части.

Допускается укладывать мауэрлат не целиком на стену, а отдельными сегментами непосредственно под стропила. При кирпичных или бетонных стенах дополнительно используется крепление металлическими накладками, деревянными пробками и скобами, изогнутой арматурой.

По длине брус стыкуется косым или прямым замком. Угловые соединения запиливаются «в лапу» и крепятся к стене анкерами (шпильками).

Установка конькового бруса

В высших точках кровли укладывается прогон, который крепится к стойкам и лежню металлическими уголками и накладками. Шаг стоек 3-5 м.

Можно изменить последовательность и начать с установки стропил по торцам здания, но тогда придется крепить каждую пару балок раскосами или досками. В случае, когда имеется готовый прогон, сборка проходит быстрее и качественнее.

Монтаж конькового бруса

Монтаж стропил

Заготовку стропил лучше проводить по шаблону. В нижней части вырезается паз для опирания на мауэрлат. Глубина запила — не более 1/3 ширины доски.

2 вида крепления стропил к мауэрлату

Если для стропил пиломатериалы придется сращивать, используется соединение внахлест или с накладками. Рекомендуется делать стык на расстоянии не менее 1 м от точек опор, желательно примерно на 1/3 длины стропила. В центре соединять доски нельзя, поскольку в середине действует максимальный изгибающий момент, и балка может прогнуться в самом ослабленном месте.

Сборка стропил начинается от фронтонов. Сначала выставляются первые и последние фрагменты, затем натягивается шнур и производится разметка. Шпильки не должны попадать в места опирания, чтобы не создавать проблем с врубкой. Читайте подробно про крепление стропил к мауэрлату в отдельной статье.

Крепятся стропила с соседними элементами с помощью упоров, подкосов и стяжек. Важно прочно зафиксировать систему в пространстве.

Крепление обрешетки

Основа для укладки кровельного покрытия изготавливается из досок, реек, плит ОСП или влагостойкой фанеры. Выбор материала зависит от вида покрытия:

    — доска с шагом 35-45 см, равным длине поперечной волны; , рулонная кровля — сплошной настил; — обрешетка с шагом 450-750 в зависимости от угла наклона.

Доски или рейки укладываются перпендикулярно стропилам. В каждом месте крепления прикручиваются двумя саморезами. Обрешетка дополнительно придает стропильной системе жесткость и устойчивость.

Заключение

Двухскатная крыша своими руками — это возможность сэкономить на работе наемных строителей. Для качественного результата нужно сделать предварительный расчет, выбрать оптимальную схему стропильной системы и провести монтаж в соответствии с технологическими требованиями.

Ссылка на основную публикацию