Хороший фундамент - еще не означает, что дом простоит «верой и правдой» на протяжении долгих лет. Еще одна крайне важная составляющая - надежная и качественная стропильная система для крыши. Давайте разберемся, как она устроена в случае скатной крыши, каких видов бывает и из каких элементов состоит.
Стропильные системы крыши
Какими должны быть стропила для крыш
Вот несколько видов стропил, которые чаще всего используются в современном строительстве:
- металлические сложно изменить, но этот материал долговечен;
- деревянные просты в использовании и изменении, но требуют дополнительной обработки;
- деревянные двутавровые балки (сделаны из бруса и ОСП) отличаются ровностью при максимальной длине до 12 метров, но стоимость выше обычной системы из дерева;
- железобетонные не поддаются изменениям вообще, но их выделяет длительный срок службы;
- смешанные или комбинированные системы.
Каждый из них обладает своими плюсами и минусами, которые включают в себя прочность, цену, легкость монтажа, возможность небольших изменений, связанных, к примеру, с несоответствующими размерами, взаимодействие с окружающей средой. В данном материале пойдет речь о самом популярном материале для изготовления стропил - дерево. выделим основные задачи, которые ставятся перед конструкциями данного вида.
Первое, и самое главное - прочность каждого элемента. Крыша не должна деформироваться или сдвигаться. Основа конструкции стропил - треугольник. Именно в виде треугольника делают фермы (рамы), крепящиеся параллельно. Неподвижные и жесткие, они «возглавляют» всю конструкцию.
Малая масса. Тяжелая крыша - это крайне плохо. Поэтому большинство элементов производят из дерева. Если же вес кровельной системы большой, то его усиливают металлическим каркасом. Основа - хвойные породы дерева небольшой влажности.
Каким требованиям должно отвечать дерево:
- 1-3 сорта. Без сколов, сучков и трещин.
- Элементы из дерева не должны быть менее 5 см. по толщине, и с площадью до 45 кв. см.
- Максимальная длина бруса из дерева хвойной породы не должна превышать 5-6 м.
- Мауэрлат и прогоны изготавливаются исключительно из твердых пород дерева.
Главные конструкционные элементы стропил
Любой хозяин, планирующий возведение стропильной системы, обязан быть в курсе, из чего она состоит.
- Мауэрлат . Основа всей конструкции. С помощью этого элемента устанавливается правильная нагрузка на все несущие элементы дома.
- Стропильная нога . Задет наклон скату, придает крыше привлекательный вид, надежно закрепляет конструктивные части системы.
- Затяжка . Не позволяет «расходиться» ногам. Крепко удерживает их в нижней части.
- Прогон . Крепит стропильные ноги в верхней части системы (коньковый прогон) и по бокам (боковой прогон).
- Обрешетка . Монтируется строго перпендикулярно относительно балок. Изготавливается из обрезанного бруса или досок.
- Стойки/подкосы . «Добавляют» ногам еще больше стойкости.
- Свес . Защищает основные конструкции здания от различных природных осадков.
- Конек . Место, в котором закрепляются скаты.
- Кобылки . Создают свес. Необходимы в случае, когда стропила не имеют необходимой длины.
Детали стропильных систем на примере двускатной крыши, которые можно использовать для различных конструкций крыши
Давайте разберемся с таким составным элементов стропильной системы, как ферма. Ее делают плоской, и, помимо растяжки, в нее включаются раскосы и сами балки. Закрепляются все эти детали таким образом, чтобы нагрузка на главные конструкции шла вертикально.
В случае, когда пролет довольно большой, то ферма делается из нескольких составляющих. Нижняя часть фермы - потолок чердака. Точное число ферм определяется после серьезных расчетов на каждом конкретном объекте.
Виды стропильных систем разных типов крыш
Все варианты конструкций определяются двумя основными видами устройства стропильных систем: висячими и наслонными.
Висячие
Идеально подходят для двускатных типов крыш, с небольшими пролетами - до 5 м., без внутренних перегородок. Нижняя опора - мауэрлат. В такой системе применяется затяжка, которая уменьшает распор конструкции на главные опоры здания.
Конструкция крыши висячего типа
Балки висячих стропил расположены внизу - они также играют роль балок перекрытия. В случае, когда перекрытие были изготовлены из железобетонных конструкций, они также могут быть затяжками системы.
Важные дополнения:
- Не стоит использовать ноги в качестве основного опорного элемента для свеса крыши. Более оптимальный вариант - кобылка (при условии, что свес имеет ширину не более 1 м.). Нога, при таком решении, передает нагрузку по всей своей плоскости мауэрлату.
- Когда древесина имеет влажность более 20%, стоит заранее приготовиться к тому, что после высыхания система начнет «ходить». Решение - использовать в качестве крепежей болты, которые всегда можно подтянуть. Но, еще более «продвинутый» вариант - «мощные» крепежные винты.
- На верху крыши обязательно нужно закрепить ветровую доску (должна идти от самого мауэрлата до верха конька). Угол организовывается от мансарды. Нужно это для создания максимально прочной крыши, стойкой к ветровым нагрузкам.
Наслонные
Применяются для крыш с пролетами 9-15 м. Вверху такие стропила крепятся на коньковый прогон, внизу - на мауэрлат.
Наслонная стропильная система
Если пролет более 15 м., то вместо конькового прогона монтируется два боковых, которые дополнительно крепятся на стойки. В случае, когда будет создаваться чердак, в качестве опоры наслонных балок используют стену.
Особенности:
- Любая конструкционная часть такой системы не должна быть толще 5 см.
- Поверхности элементов должны быть максимально гладкими и обработанными.
- Очень тщательно нужно отнестись к расчету нагрузок на каждый конструкционный элемент.
- Мауэрлат должен располагаться строго в горизонтальном положении относительно вертикальных опор.
- Симметрии нужно придерживаться и при монтаже подкосов со стойками.
- Качественная вентиляция - залог того, что ваша система стропил не сгниет в будущем.
- В точках соединения элементов с камнем или кирпичем нужна хорошая гидроизоляция.
В зависимости от выбранной застройщиком формы крыши, ее каркас также будет различным. Предлагаем изучить различные варианты для наиболее популярных верхних конструкций дома.
Односкатные крыши
Изготавливаются под углом 13-25 градусов, такие крыши имеют наиболее простые (в плане изготовления и монтажа) стропила. В случае небольшого здания с пролетами до 5 м. применяется наслонная система. В случае, когда пролеты больше 5 м - дополнительно применяют фермы.
Двускатные
Тоже довольно простой вариант. Особенно, когда под такой крышей оборудуется чердак или мансардный этаж. Углы наклона - 15-63 градуса. Если капитальные перегородки расположены на расстоянии до 6 м. (относительно друг друга) - монтируют висячие стропила. Для ходовых размеров дома 6х6 или 9х9 метров рекомендуем использовать следующие схемы устройства крыши.
Рекомендуемая схема монтажа стропильной системы висячего типа для двускатной крыши
Увеличивая размеры дома, необходимо видоизменять (усиливать) конструкцию. В таких случаях необходимо использовать наслонную технологию.
Варианты двускатной крыши для пролетов более 10 метров: применение наслонной стропильной системы
Вальмовые или четырехскатные
Правила устройства стропильной системы вальмовой крыши
С углами наклона 20-60 градусов, и пролетами не более 13 м. Обязательное условие - внутренние усиливающие элементы. Для крыш такого типа используются фермы, или же монтируются стропила для крыш наслонного вида.
Ломанная крыша
Монтаж стропил ломанной крыши
В нижней своей части может обладать наклоном до 60 градусов, в верхней - пологая. Ввиду этой особенности мансардная площадь становится несколько больше. Используются такие же типы стропил, как и в варианте с четырехскатными крышами. Но, рекомендуется применять фермы.
Дополнительные элементы
Для создания максимально прочной крыши, каждая составная часть конструкции должна очень прочно соединяться с каркасом и остальными элементами. При этом крайне важно учитывать силу ветра и направление возможных механических нагрузок.
Более того, стоит обращать внимание еще и на древесину. Она может растрескаться из-за пересыхания. Поэтому важно создать такую конструкцию, в которой каждый элемент будет «работать» максимально слаженно.
Раньше все конструкционные элементы стропил закреплялись врубками. Но, это было не слишком «дешевое и экономичное удовольствие», так как необходимо брать деревянные элементы большого сечения.
Способы крепления стропил к мауэрлату и коньковому прогону
Так, сегодня для крепежа используются не врубки, а специальные болты и нагели:
Накладки из металла с атникоррозийным покрытием - еще один вариант крепежей. Они монтируются на элементы системы с помощью зубчатых пластин или гвоздей. Преимущества таких креплений следующие:
- Небольшой расход на одну единицу древесины.
- Простота монтажа.
- Высокая скорость закрепления.
Перфорированные элементы крепления: углы, пластины, опора бруса
Особенности установки стропильной системы и мауэрлатов двускатных крыш
Схема установки стропильной системы в случае двускатной крыши
I - мауэрлат, II - стропильная нога, III - перекрытие.
Использовать узкие стропильные ноги - «прямой путь» к провисанию системы в будущем. Чтобы не допустить этого, нужно применить специальную решетку - укрепление, в которую входят подкосы, стойки и ригеля. Чтобы создать ее, нужно взять древесину толщиной 2,2 и шириной 15 см., или использовать пластины из дерева диаметром минимум 13 см.
Стропила крыши - несущая конструкция скатов. Она состоит из элементов, которые можно соединять между собой ригелями, распорками, стойками и т.п. Материал для опорных балок, помимо наиболее распространенного - древесины, может быть любым - металлом, железобетоном или же смешанным.
Таблица для расчета стропильной системы в зависимости от расстояния между собой и длины
Древесина (брус) должна иметь сечение от 40 на 150 до 100 на 250 мм. Зависит эта цифра от удаленности ног одна от другой, и числа осадочных нагрузок для конкретной области (расчет проводится отдельно).
Доска не должна иметь более 5 см в поперечном сечении. Ширина прямо пропорциональна длине. К примеру, если ваша доска 5 м в длину, то ее ширина не должна быть менее 13 см. Немаловажен и основной материал обрешетки крыши. При его выборе стоит уделить внимание наличию сучков, сколов и трещин. Если найти максимально ровные бруски дерева не получается, то максимальная длина сучков не должна быть более 1/3 толщины древесины.
Последний шаг монтажа стропил для крыши - надежное закрепление каждого элемента. Скобы и металлические углы - самые оптимальные элементы для этих целей. Но, в современном строительстве все чаще стали использовать болты.
Практически любая современная крыша малоэтажного дома построена на стропильной системе каркаса. В теории устройство крыши можно выполнить в виде плоского потолочного перекрытия. Но простое изготовление конструкции такой крыши нивелировано массой недостатков, потребуется основательное увеличение теплоизоляционного слоя и обеспечение принудительного удаления снега и дождевой — талой воды. Даже при строительстве гаражей или хозпостроек к такому устройству крыши прибегают в крайних случаях, предпочитая более сложный стропильный вариант.
Почему стропильные системы так популярны
Стропильная система появилась, как результат естественного отбора среди множества различных вариантов построения каркаса. Современное устройство стропильной системы крыши основывается на нескольких базовых элементах конструкции:
- Стропильный каркас, представляющий собой набор балок одинаковой длины, образующих плоскость ската крыши. Стропила укладываются симметрично «шалашиком», верхним краем на самую высокую горизонтальную часть каркаса — коньковый прогон, и опираются на мауэрлат -толстую доску, пришитую на верхнюю горизонтальную плоскость кирпичной коробки здания;
- База или система креплений, на которые опирается стропильный каркас,состоит из мауэрлата, лежней и балок потолочного перекрытия на верхней части стен здания. Благодаря такому устройству нагрузка от веса кровли и стропил пере распределяется, выравнивается и передается на внутренние и наружные стены дома;
- Кровельная обрешетка совместно с дополнительными силовыми элементами - подкосами, распорами, ригелями служит для придания дополнительной жесткости стропильным балкам.
К сведению! Кроме того, из досок обрешетки формируется основа для укладки кровельного покрытия.
Для устройства стропильной системы крыши малоэтажного дома традиционно используются сосновые бревна и брусья. Это позволяет обеспечить легкое и одновременно жесткое устройство крыши. Попытки заменить деревянный брус стальным профилем приводят к утяжелению веса и стоимости стропильной системы минимум в два-три раза, а из-за многочисленных мостиков холода потребуется уложить дополнительный слой теплоизоляции.
Одной из наиболее популярных стропильных систем является устройство в виде двух или четырехскатной крыши с парным расположением стропил. В этом случае каркас из симметричных силовых элементов отлично воспринимает нагрузку в вертикальном и поперечном направлении по отношению к коньковому прогону.
Если преимущественное направление ветров на данной местности примерно одинаково, то возникающее из-за потока воздуха продольное усилие на устройство крыши чаще всего компенсируют, складывая фронтоны из кирпича. При сильном и переменчивом ветре более рационально применить четырехскатную вальмовую конструкцию.
Устройство и особенности стропильной системы
Понятно, что использование стропильной технологии направлено на формирование скатов крыши с наиболее рациональным для данной местности углом наклона ската. Чем круче угол наклона, тем быстрее и легче удаляются дождевая вода и снег.
Для оценки нагрузки можно использовать сведения метеорологической службы о мощности и максимальном давлении слоя снега на метре квадратном плоской крыши для различных регионов страны.
Для стропильной системы нагрузка на элементы стропильной системы снижается, исходя из угла наклона ската кровли:
- Для вариантов с углом наклона до 10-20 о уменьшение давления массы снега крайне незначительно, в среднем на низкую кровлю приходится усилие в 80-90% от значения для плоской поверхности;
- Для скатов кровли, установленных под наклоном в 25 о, нагрузка составит 70% от «плоской» величины, тогда как для угла в 65 о давление снега снизится на 70-80%;
- На более крутых скатах давление вообще не берется во внимание, в этом случае расчет прочности стропильной системы делается на основе ветровой нагрузки.
Важно! Даже небольшой одноэтажный дом, с наклоном скатов кровли в 45о, расположенный в средней полосе России, при высоком уровне осадков получает дополнительную нагрузку от снега, достигающую 5 тонн.
Поэтому даже в небольших коттеджах и домах в качестве материала для устройства стропильной системы используют бревно или брус, сечением не менее 100-150 мм.
Виды стропильных систем
Конструкция стропильной системы каркаса крыши чаще всего выполняется по схеме с висячими или наслонными стропилами. Использование конкретной схемы определяется множеством факторов, среди которых определяющее значение играют размеры дома и потолочного перекрытия, наличие внутренних стен или перегородок, характер использования чердачного помещения.
Основные различия между наслонными и висячими стропилами сводятся к следующему:
В случае со свободной посадкой конца стропила на коньковый прогон каждая пара балок двухскатной крыши между собой не скрепляется, а врезается по скользящей схеме. В нижней части стропильные ноги крепятся к мауэрлату в виде жестко закрепленного шарнира, с помощью болтового соединения или гвоздей. Под нагрузкой такое устройство работает, как безраспорная стропильная система, благодаря тому, что любое вертикальное или боковое усилие на стропильную систему не приводит к появлению в опорных точках на мауэрлате горизонтальных распирающих сил.
Важно! Важной особенностью такого устройства каркаса является минимальное распирающее действие на стены дома, что необычайно важно для деревянных домов из бруса или бревна. Но практическая сборка такой конструкции требует максимально точного и тщательного соблюдения размеров и точности установки элементов.
Во втором случае наслонные балки на коньковом прогоне крепятся жестко с усиливающими накладками из металла или доски, примерно как в случае с висячими стропилами. Нижний край устанавливается на мауэрлате с вырезом на стропиле опорной поверхности и боковыми направляющими, предотвращающими скручивание доски или бруса.
Узлы стропильной системы
Чтобы обеспечить необходимую прочность устройства стропил, особенно для зданий с пролетами более 8-9 м длиной, требуется использовать бревна и брус значительной толщины, что делает сборку каркаса крыши очень тяжелым и дорогостоящим занятием. Проще и эффективнее установить дополнительные силовые элементы, компенсирующие прогиб или передающие основную часть усилия на менее нагруженные части каркаса.
Например, для компенсации прогиба стропильной ноги используют два основных элемента- подкосы и вертикальные стойки. В зависимости от устройства стропильной системы силовые стойки могут устанавливаться в центральной части и поддерживать коньковый прогон, принимая на себя часть нагрузки от веса каркаса. Элементы могут комбинироваться с подкосами в срединной части стропил, тем самым передавать нагрузку от боковых прогонов на затяжку или лежни — продольные брусы, опирающиеся на потолочное перекрытие или внутренние капитальные стены. Подкосы не врезаются в тело стропил, а крепятся гвоздями, болтами, саморезами через стальные пластины или деревянные накладки.
Вторым по популярности элементом для усиления висячих стропил является или поднятая затяжка. Этот элемент позволяет уменьшить горизонтальное распирающее действие стропильных ног и всей системы, в отличие от предыдущих, работает на растяжение, поэтому устройство крепится к боковой поверхности стропил с помощью хитрого самозатягивающегося узла, называемого полусковороднем.
Для наслонных стропильных балок используется похожий элемент, называемый схватка. Если устройство каркаса, длина и толщина стропильных балок не обеспечивают должной устойчивости треугольника, в этом случае приходится устанавливать дополнительную горизонтальную распорку - схватку. Такой способ усиления системы эффективен для противодействия неравномерным ассиметричным нагрузкам, например, сильному косому ливню или резким порывам ветра.
Для получения длинного потолочного бруса или затяжки, длиной более 8 м, часто приходится сращивать два шестиметровых куска по схеме, приведенной на рисунке.
Одной из проблем, характерной для висячих стропил при большой длине пролета, может быть прогиб в центре затяжки основания потолочного перекрытия. В этом случае прибегают к устройству подвеса или бабки. Несмотря на внешнюю схожесть со стойкой, этот элемент работает на растяжение, поэтому его сечение может быть значительно меньше. При установке бабки необходимо предусмотреть устройство натяжения, позволяющее выбрать зазоры и выровнять прогиб затяжки.
Крепление элементов стропильной системы в узлах и соединениях, как правило, выполняется с помощью гвоздей 150-200 мм, забиваемых под разным углом и расстоянии от края бруса. С обратной стороны гвоздь загибается с заворотом. Такое устройство крепежа позволяет избежать эффекта «самовытягивания» гвоздя из посадки в бревно или брус. Если в стропильной системе применяется брус, наиболее удобным будет выполнить соединение с помощью накладных стальных профилированных пластин, уголков и держателей.
В ряде случаев применение таких устройств позволяет выполнить временную или предварительную сборку стропильных балок на саморезах, точно вымерять размеры и места запилов, и только после этого сделать капитальный крепеж.
Двускатная крыша благодаря простой, надежной и презентабельной конструкции популярна уже много лет. В зависимости от величины наклона скатов, ее используют в регионах с различным количеством осадков. Стропильная система двускатной крыши обеспечивает естественный сход осадков.
- Симметричная – оба ската имеют одинаковую длину и монтируются под одним углом. Такая крыша представляет равнобедренный треугольник с тупым или острым углом.
- Ломаная крыша создается для размещения мансардной комнаты, ее стропильная система подразумевает сложную, двухуровневую конструкцию.
- Различные углы скатов – это оригинальная конструкция, подчеркивающая необычную архитектуру дома.
Значение угла наклона
Угол наклона выбирается после анализа нескольких показателей: вида кровельного покрытия, количества осадков, ветровой нагрузки. Для регионов с обильными осадками рекомендуется маленький угол скатов, но не меньше 5 градусов. На крутой поверхности не задерживаются снежные массы. Пологие кровли с тупым углом скатов подойдут для ветреного климата.
Стропильная система двускатной крыши должна соответствовать принятым нормам безопасности и строиться согласно стандартам.
Системы стропил
Несущие элементы и стропила принимают на себя нагрузку от внешних сил и перераспределяют ее на стены здания. От их надежности зависит прочность всей крыши. При сооружении конструкции используют две системы устройства стропил:
- Висячие – стропильные ноги имеют две точки опоры на стенах здания. Они испытывают нагрузку на сжатие и изгиб. При расстоянии пролета, превышающем 8 метров, требуется установка бабки с подкосами. Чтобы снизить воздействие стропил на стены здания, их соединяют затяжкой.
- Наслонные – эти брусья имеют опору на внутреннюю стену или специальную конструкцию.
При невозможности использовать одну из систем в чистом виде, прибегают к гибридной конструкции, позволяющей чередовать висячие и наслонные стропила.
Устройство стропильной системы двускатной крыши позволяет провести расчеты самостоятельно, опираясь на знания геометрии. Для вычисления площади конструкции нужно установить длину ската. Количество необходимого материала зависит от угла наклона. Острый угол позволяет сэкономить, но при этом минимизируется чердачное пространство.
Высоту конька, длину стропил и площадь крыши рассчитаем с помощью геометрических формул. Для наглядности подойдет схема дома. Пример – возьмем угол наклона ската в 45 градусов, ширина дома (основание равнобедренного треугольника) – 6 м, длина – 10 м.
Сначала делим треугольник пополам высотой, опущенной из верхнего угла. Получается два прямоугольных треугольника, а один их катетов – искомая высота кровли. Высота делит равнобедренный треугольник пополам, значит, один катет – 3 м. Второй вычислим по формуле:
3 × tg 45 0 =3 м.
Зная катеты, по теореме Пифагора рассчитаем гипотенузу, которая является стропилом:
3 2 + 3 2 = X 2 .
Длина стропила будет равнять квадратному корню из 18, приблизительно 4, 25
Количество стропил высчитывается делением общей длины на шаг (0,6 м):
10: 0,6 = 16,6 – это значение нужно удвоить.
Площадь вычисляем, перемножив длину ската и дома и, умножив значение на 2:
4,25 × 10 × 2 = 85 м 2 .
Несущим основанием для крыши является мауэрлат – прочный брус сечением 150×150 мм из обработанных хвойных пород дерева. Его крепление выполняется на анкера, замурованные в верхнем ряду кладки. Они должны возвышаться на 2–3 см над брусом, чтобы обеспечить место для закручивания гайки. Под мауэрлат настилается слой рубероида для защиты от влаги. Между стенами укладывается поперечный брус, скрепляющий мауэрлат и оберегающий от продольных нагрузок. Для поддержания конька укладывают специальный брус вдоль ската – лежень, с сечением равным мауэрлату. При значительной ширине здания необходима установка прогонов.
Сечение стропил обусловлено шагом и длиной стропильного элемента, обычно это доски 50×150 мм. Стропильные фермы проще собирать на земле и готовыми подавать на крышу. Для шаблона берутся две доски, равные по длине стропилам, и соединяются гвоздем. Свободные концы укладывают на опоры, получившийся угол фиксируют перекладиной. Места и форму запилов отмечают при помощи второго шаблона, изготовленного из фанеры. Брусья скрепляются под нужным углом болтами, на них выполняются запилы, а после фермы поднимают наверх для монтажа.
Первыми устанавливаются стропила на фронтонах. К мауэрлату они крепятся с помощью уголков или скоб. Первые фермы выставляются строго по уровню. Между ними протягивается шнур, являющийся ориентиром для установки остальных элементов.
Чтобы придать достаточную жесткость всей конструкции к стропильной ноге крепятся подкосы и ригели. Коньковый прогон крепится болтами к каждой стропильной ферме. Этот соединительный элемент должен изготавливаться из прочного бруса.
При значительной ширине здания необходима установка прогонов, это горизонтальный брус размером в 50×150 мм, поддерживающий стропила. Для его монтажа устанавливают вертикальные стойки, опирающиеся на лежень. Эти элементы станут основой каркас для чердачного помещения.
Чтобы избежать стекания воды на стены, необходимо предусмотреть свес, для этого стропила делают свисающими на 30 см или прикрепляют дополнительные доски «кобылки».
На готовые стропила набивается обрешетка, для каждого кровельного материала подбирается нужный шаг, для битумной черепицы выполняется сплошной настил. Утепление кровли – важная часть строительства. Сократить до минимума теплопотери можно, грамотно уложив утеплитель. Для этого берется базальтовая вата, ширина материала равна шагу между стропилами, что позволяет быстро и надежно выполнить утепление. Обеспечить надежную защиту кровли от влаги поможет укладывание гидроизоляции.
Симметричная модель двускатной крыши является самым простым в возведении и надежным при эксплуатации вариантом. Нагрузка в стропильной системе распределяется равномерно, что позволяет продлить время службы конструкции. Наглядные видео уроки помогут освоить тонкости работы.
Видео
В этом видео объясняется, как строить стропильную систему двускатной крыши:
В этом видеоролике вы можете увидеть стропильную систему на примере одной двускатной крыши:
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
Ежедневно на земле появляются новые дома, которые строятся по абсолютно разным технологиям. Методом проб и ошибок люди выбирают для себя оптимальную конструкцию, которая будет долго и качественно им служить. Выбор системы строительства крыши – одни из важнейших вопросов, решаемых в процессе проектирования дома. В настоящее время востребованной становится стропильная система крыши, которая применяется уже довольно давно и имеет много плюсов.
Стропильной системой называют несущую конструкцию крыши, которая является основой герметичности кровли и устойчивости стен. То есть, от качественно сделанной работы в этом направлении зависит, насколько долговечным будет дом. Это каркас крыши, который состоит из ряда взаимодействующих между собой деталей.
Элементы стропильной системы крыши
Это довольно сложная конструкция, и важность каждой ее составляющей части не стоит недооценивать. Вот из чего она обычно делается:
- Стропило , или стропильная нога. Это балка, которую используют для формирования угла наклона всей крыши. Кроме того, стропило – это для кровли еще и опора. К выбору материала, из которого будет сделана стропильная нога, нужно подойти серьезно, ведь на него будет воздействовать ветер, вес людей, осадков. Поэтому данныеэлементы стропильной системы изготавливают из досок, имеющих большой размер сечения, особенно в вертикальном направлении.
- Затяжка. Это брус или доска, соединяющая стропила, которые находятся на противоположных скатах. Она располагается горизонтально и не допускает того, чтобы стропила расползались.
- Прогон. Это брус, который служит опорой для стропил вверху или посредине.
- Стойка. С помощью этого элемента поддерживают прогон или стропила. Стойка – это составляющая системы, расположенная вертикально, опорой для нее зачастую служат стены.
- Мауэрлат. Это брус чаще всего квадратной формы, опора для нижней части стропил. Мауэрлат укладывают по всему периметру строения на стены.
- Ветровая балка. Этот элемент связывает стропила друг с другом, образовывая скат крыши. Речь идет о доске, которая прикрепляется под углом к стропильным ногам от чердака. Благодаря ветровой балке предотвращается движение стропил при сильном ветре.
- Подкос. Стропильная система крыши предполагает наличие бруса, который должен подпирать стропила, чтобы они не прогибались. Крепят подкос под углом к вертикальным элементам строения.
- Шпренгель. Это балка, сделанная из бревна или бруса, благодаря которой укрепляется вся конструкция. Ее расположение горизонтальное. Шпренгель находится на смежных стенах, правильно будет его установить перпендикулярно биссектрисе угла, который создают данные стены.
- Кобылка. Это доска, которую крепят к стропилам, а именно к их нижней части. Главная роль этого элемента – создать свес кровли.
- Нарожник. Это стропило, но укороченное, опирающееся одной стороной на мауэрлат, а другой – на диагональную ногу.
Особенности стропильной системы двухскатной крыши
Двухскатная крыша – это наиболее распространенный вид кровли для домов до 3-х этажей включительно. Монтировать такую крышу совсем нетрудно, это можно сделать и самостоятельно. Данная установка стропильной системы предполагает наличие двух наклоненных друг к другу прямоугольных плоскостей, которые делают верхнюю часть строения треугольной.
Двухскатные крыши в основном состоят из стропил и мауэрлатов. Бывает наслонная и висячая стропильная система такого вида кровли. При наслонной системе стропильные ноги перекрывают крышу и имеют пролет до 7 м. Если нужно перекрыть больший пролет, прибегают к установке промежуточных опор, что увеличивает длину пролета до 12-15,5 м. Наслонные стропила имеют опоры на верхней части стен или же на венце сруба. В качестве опоры служат средние и нижние части стропильных ног.
Висячая стропильная система крыши – это конструкция, в которой стропила опираются на несущие стены, при этом промежуточных балок нет. Такой вид кровли приемлем для домов, в которых стены сделаны из легкого материала. Преимущество висячей системы в следующем: она отлично подходит для формирования длинных пролетов. Чтобы конструкция была прочна, используют прогоны, подкосы, стойки.
Стропильная система четырехскатной крыши: преимущества и недостатки
Четырехскатная крыша – одна из самых популярных для современных частных домов. Она имеет ряд преимуществ:
- устойчивость к ураганам;
- стойкость к деформациям;
- хорошая защита фасадов здания от осадков;
- красота внешнего вида.
Однако существуют и недостатки такой стропильной системы:
- конструкция дороже двухскатной;
- скаты уменьшают площадь чердака;
- установить четырехскатную стропильную систему самостоятельно очень сложно.
Главные крепления стропильного каркаса крыши
Чтобы знать, как правильно делать каркас кровли, нужно понимать, какие есть основные узлы стропильной системы. Основные узлы следующие:
- Узел крепления к балке. Стропильную ногу необходимо прикрепить к балке с помощью зуба с шипом (в стропиле) и гнезда (в балке). При этом гнездо должно иметь глубину, которая будет составлять 25-30% от объема балки. Если речь идет о крыше с углом наклона в менее чем 35°, используется узел с двумя шипами. Для создания конструкции применяются металлические шурупы, гвозди, уголки, болты, а также деревянные косынки, шипы и брусья.
- Узел крепления к мауэрлату. Для крепления делается запил, или седло на стропиле, далее соединение фиксируется с помощью гвоздей, скоб и проволоки. Два гвоздя скрещивают между собой, а между ними по центру забывают третий. Так происходит крепление стропил двухскатной крыши и мауэрлата.
- Узел конькового соединения. Можно крепить встык, внахлест и на коньковой брус. Чаще всего это делают внахлест, в этом случае стропильные ноги соприкасаются между собой не торцами, а плоскостями. Крепление происходит при помощи шпильки, гвоздей или болта.
Видео с ошибками при строительстве стропильной системы. Так строить нельзя:
Пример расчета стропильной системы обычной двухскатной крыши
Построить стропильную крышу самостоятельно вполне реально, важно суметь правильно рассчитать количество материалов, необходимых для данных работ, а также учесть все существенные нюансы.
Необходимо рассмотреть конкретный пример расчета стропильной системы крыши, и тогда все станет совсем ясно. Итак, возьмем дом шириной в 4 м, а длиной в 6 м. При этом угол наклона стропил равняется 120°. Будет реализовано , между стропилами 1 м. 0,5 – припуск на козырек крыши.
- Находим высоту центральной опоры: 0,5х(Ширина дома)/tgY/2=0,5х4/1,73=1,2 м.
- Вычисляем длину стропильной ноги. Размер стропил для крыши находится так: 0,5х(Ширина дома)/sinY/2+0,5=2,8 м.
- Площадь крыши: (Длина дома)х(Длина стропильной ноги)х2=33,6 м². Это число листов металлочерепицы, которое нужно будет иметь для крыши.
- Рассчитаем длину бруса: 2х(Длина стропильной ноги)+(Ширина дома)+(Высота центральной опоры)=75,5 погонных метров.
- Поскольку длина дома 6 м, а расстояние между стропилами 1 м, необходимо будет иметь 7 стропил.
Установка стропил
Начинать работу следует с балочных перекрытий. Чтобы понять, как установить стропила на крышу, нужно разобраться в вариантах монтажа. Если чердаком не планируют пользоваться как жильем, можно брать доски 50х150 мм. Если же надо сделать мансарду, нужен брус 150х150 мм, который будет устанавливаться на несущие стены дома.
Процесс установки стропил предполагает следующие этапы:
- Заготовка элементов конструкции. Для этого изготавливаются доски и брусья нужного размера, используя круглопильный станок.
- Разметка всех составляющих частей конструкции по шаблонам.
- Сборка стропильной системы крыши согласно разметке. После завершения данных работ следует произвести маркировку всех элементов.
- В стропильных ногах и других элементах подбираются гнезда. Все крепления производятся с помощью гвоздей, шурупов, саморезов, металлических уголков, дюбелей и проволоки.
Стропила, имеющие небольшие пролеты, вполне можно собирать вне стройки на специальных предприятиях и приобретать их уже в таком виде. Благодаря этому каркас крыши делается гораздо быстрее.
Стропильную систему не зря выбирают для монтажа крыши, ведь она проста и надежна. Зная алгоритм действий, можно создать долговечную кровлю, которая будет защищать от ветра, холода и осадков.
Видео по установке стропильной системы: